Mạng máy tính trong cuộc sống hiện đại

1. Mạng LAN và Internet

Hình 8.1 là mô hình của một mạng máy tính; máy chủ, máy tính để bàn và máy in là các thiết bị đầu cuối, còn bộ chia (HUB), bộ chuyển mạch (Switch), bộ định tuyến (Router) là các thiết bị kết nối.

Bộ định tuyến có một số cổng để cắm cáp mạng, có phân biệt các cổng LAN và cổng INTERNET. Tại sao phải phân biệt như vậy?

Theo phạm vi địa lí, các mạng máy tính có thể chia thành hai loại là mạng cục bộ (Local Area Network, viết tắt là LAN) và mạng diện rộng (Wide Area Network, viết tắt là WAN).

Mạng LAN có phạm vi địa lí nhỏ như gia đình, trường học hay công ty. Mạng diện rộng được hình thành bằng cách liên kết các LAN hay các máy tính đơn lẻ.

Internet là mạng diện rộng có quy mô toàn cầu. Các cơ quan, trường học, gia đình có thể lắp đặt mạng cục bộ, sau đó đăng kí với nhà cung cấp dịch vụ Internet để có thể truy cập Internet.

Trong mạng máy tính, bộ chia hay bộ chuyển mạch chỉ chuyển tiếp dữ liệu trong nội bộ LAN. Còn bộ định tuyến dùng để kết nối các LAN với nhau. Nguyên lí hoạt động của bộ định tuyến là nếu địa chỉ nơi nhận của dữ liệu không có trong LAN thì nó gửi theo cổng Internet.

Bảng so sánh Mạng cục bộ và Internet:

LAN là sở hữu của một cá nhân, gia đình hay một cơ quan, tổ chức xác định; tuy nhiên Internet là không của riêng ai theo nghĩa nó hoạt động mà không có một cơ quan quản lí tập trung nào, nhưng có một vài tổ chức phi lợi nhuận quốc tế điều phối tài nguyên (như địa chỉ, tên miền) và tiêu chuẩn hoá các nền tảng kĩ thuật.

Để kết nối điện thoại, máy tính hay ti vi với Internet, phải đăng kí qua một nhà cung cấp dịch vụ Internet như Viettel, FPT, VNPT,...

2. Vai trò của Internet

Internet ngày càng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và có ảnh hưởng đến hầu hết các lĩnh vực hoạt động của con người.

Trong giao tiếp cộng đồng: Internet đã thay đổi cách mọi người tương tác với nhau. Ta có thể liên lạc, kết nối thông tin, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, đưa ra ý tưởng và nhận phản hồi ngay lập tức vào bất cứ lúc nào, ở bất cứ đâu mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Trong giáo dục: Internet đã giúp hoạt động giáo dục hiệu quả hơn. Internet là một nguồn thông tin vô tận về mọi lĩnh vực. Ta có thể sử dụng Internet để truy cập thư viện các bài giảng, các bách khoa toàn thư,... Sự xuất hiện của các nền tảng học tập trực tuyến giúp người học có thể học từ xa mọi lúc, mọi nơi, biến mong muốn không ngừng học tập nâng cao hiểu biết, học tập suốt đời trở thành hiện thực.

Tóm lại:

• Internet là một kho tri thức vô tận thường xuyên được cập nhật, có thể truy cập bất cứ ở đâu, bất cứ lúc nào
• Internet đã giúp con người có thể kết nối và giao tiếp với nhau một cách dễ dàng và tiện lợi
• Internet đã có ảnh hưởng sâu sắc tới mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, làm thay đổi cách thức làm việc, học tập và giao tiếp với nhau

3. Điện toán đám mây (Cloud Computing)

a) Khái niệm về điện toán đám mây

Sự phát triển mang tính bùng nổ của Internet, đặc biệt liên quan tới tốc độ truy cập ngày một tăng cao, cho phép người dùng có thể truy cập để sử dụng nhiều nguồn tài nguyên dùng chung (mạng, máy chủ, trung tâm lưu trữ, các ứng dụng, dịch vụ,...). Điều đó đã làm xuất hiện nhu cầu sử dụng và cung cấp nhiều dịch vụ công nghệ thông tin đa dạng thông qua khả năng kết nối Internet một cách dễ dàng theo yêu cầu mọi lúc, mọi nơi. Đặc biệt, người dùng không biết cụ thể những dịch vụ ấy được triển khai cụ thể ở đâu ngoài việc hình dung "đâu đó trên mạng", vốn thường được nói theo cách ẩn dụ trên "đám mây".

Việc chia sẻ các tài nguyên mạng theo nhu cầu qua Internet miễn phí hoặc trả phí theo hạn mức sử dụng được gọi là dịch vụ điện toán đám mây (gọi tắt là dịch vụ đám mây). Để sử dụng dịch vụ đám mây, người dùng phải đăng kí thuê bao, thoả thuận hạn mức sử dụng nếu phải trả phí và được cấp tài khoản truy cập.

Ví dụ thực tế:

• Ví dụ 1: Bạn An có rất nhiều ảnh cần lưu nhưng ở đĩa cứng sắp hết chỗ. Thay vì mua thêm một ổ đĩa cứng lớn, An đã đăng kí dịch vụ lưu trữ trên Internet như Google Drive, Dropbox, fShare. Khi cần, An chỉ cần kết nối Internet, đăng nhập và sử dụng giống như một ổ đĩa trên máy cá nhân.
• Ví dụ 2: Công việc của cô Bình phải làm tài liệu rất nhiều và phải di chuyển thường xuyên. Thay vì mua phần mềm soạn thảo Word cài đặt trên máy tính ở nhà, cô đăng kí sử dụng phần mềm Google Docs chạy trên máy chủ của Google.

Google Docs, Dropbox,... là những ví dụ điển hình của dịch vụ đám mây.

b) Các loại dịch vụ đám mây cơ bản

Các dịch vụ đám mây cơ bản nói chung đều chủ yếu liên quan tới việc cho thuê các tài nguyên phần mềm và phần cứng.

SaaS (Software as a service – phần mềm như là dịch vụ):

• Việc cho thuê phần mềm ứng dụng
• Ví dụ: Phần mềm soạn thảo Google Docs, phần mềm tạo lớp học ảo Zoom

PaaS (Platform as a service – nền tảng như là dịch vụ):

• Việc cho thuê nền tảng để phát triển các phần mềm ứng dụng
• Ví dụ: Các công ty thuê phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu, phần mềm quản lí tin tức
• Các công ty đặt xe taxi, giao hàng thuê nền tảng bản đồ số của Google

IaaS (Infrastructure as a service – hạ tầng như là dịch vụ):

• Việc cho thuê hạ tầng phần cứng như máy chủ, thiết bị lưu trữ
• Ví dụ: Lưu trữ thông tin trên Internet thông qua Dropbox hay Google Drive

SaaS, PaaS và IaaS là các loại dịch vụ chủ yếu của điện toán đám mây.

c) Lợi ích của dịch vụ đám mây

Tính mềm dẻo và độ sẵn sàng cao: Người dùng không bị lệ thuộc vào phương tiện cá nhân, thời gian và địa điểm làm việc miễn là có kết nối Internet.

Chất lượng cao: Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây thường đầu tư chuyên nghiệp. Phần mềm được kiểm định với số lượng người dùng lớn. Hạ tầng có công suất dự phòng lớn, ổn định và an toàn.

Kinh tế hơn: Do chia sẻ cho nhiều người, dịch vụ đám mây có thể phân bổ các dịch vụ và người dùng để không bị lãng phí. Chính người dùng cũng chỉ trả tiền theo mức sử dụng. Rất nhiều dịch vụ đám mây miễn phí đối với người dùng cá nhân (chỉ thu phí với người dùng là tổ chức) như Gmail để gửi thư, Google maps để tìm đường.

4. Kết nối vạn vật (IoT)

Ý tưởng liên kết thiết bị thông minh là nguồn gốc của kết nối vạn vật (Internet of Things, viết tắt là IoT). IoT được định nghĩa là việc liên kết các thiết bị thông minh để tự động thu thập, trao đổi và xử lí dữ liệu phục vụ cho các mục đích khác nhau.

Một số lợi ích của IoT:

• Có thể thu thập dữ liệu trên diện rộng nhờ mạng máy tính
• Có thể làm việc ở những nơi có điều kiện bất lợi mà con người không làm được, như ghi dữ liệu giám sát trong lò phản ứng hạt nhân
• Có thể hoạt động liên tục, tự động, cung cấp dữ liệu tức thời – điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống thời gian thực (real time) mà một quyết định chậm trễ có thể gây thảm họa, ví dụ điều khiển lò phản ứng hạt nhân hay lái xe tự động
• Tiết kiệm chi phí do giảm bớt lao động thu thập và xử lí thông tin mang tính thủ công

Ví dụ về IoT:

• Ví dụ 1: Thu phí không dừng trên các đường cao tốc Các xe ô tô phải dán thẻ định danh giao tiếp qua sóng radio (Radio Frequency Identification, RFID) ở kính lái. Khi vào hay ra khỏi cao tốc, thiết bị đọc thẻ RFID sẽ thu thông tin trên thẻ rồi truyền về hệ thống kiểm soát. Nếu tài khoản còn đủ tiền thì hệ thống trừ phí và truyền lệnh về trạm thu phí mở thanh chắn.

• Ví dụ 2: Nhà thông minh (Smart home) Các cảm biến có thể tự động bật tắt điều hòa không khí, máy đun nước nóng và hệ thống chiếu sáng khi cần thiết để tiết kiệm năng lượng. Các khóa cửa có khả năng nhận dạng khuôn mặt. Hệ thống kiểm soát chống đột nhập có khả năng đánh giá nguy cơ và tự động nhắn tin cho chủ nhà khi cần. Đồ gia dụng thông minh cũng được tích hợp vào hệ thống cho phép bật máy giặt, robot quét nhà qua Internet... Toàn bộ hệ thống như vậy có thể được giám sát và điều phối qua Internet bằng điện thoại thông minh.

Nhà thông minh đang là một nhu cầu lớn hiện nay.

Định nghĩa tổng quan: IoT là hệ thống liên mạng bao gồm các phương tiện và vật dụng, các thiết bị thông minh được cài đặt các cảm biến, phần mềm chuyên dụng giúp chúng có thể tự động kết nối, thu thập và trao đổi dữ liệu qua mạng mà không nhất thiết có sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính.