Chương 1: Internet & Lập trình mạng với .NET

1. Giới thiệu

Môn học tập trung vào khả năng phát triển ứng dụng mạng hiện đại, bao gồm ba yếu tố cốt lõi:

• Bảo mật (Security): Ứng dụng mạng phải đảm bảo dữ liệu không bị đánh cắp hoặc giả mạo trong quá trình truyền.
• Hiệu suất (Performance): Tối ưu băng thông, giảm độ trễ, xử lý đồng thời nhiều kết nối.
• Linh hoạt (Flexibility): Thiết kế module hoá để dễ mở rộng, bảo trì.

---

2. Tại sao chọn .NET?

.NET được chọn vì:

• Hỗ trợ lập trình mạng mạnh mẽ nhất trong hệ sinh thái Microsoft.
• Đa nền tảng (Cross-platform): .NET Core/.NET 5+ chạy trên Windows, Linux, macOS.
• Cung cấp nhiều namespace chuyên biệt: System.Net, System.Net.Sockets, System.Net.Http, v.v.

Lưu ý

.NET không phải ngôn ngữ lập trình. Nó là một framework/runtime hỗ trợ nhiều ngôn ngữ như C#, VB.NET, F#.

---

3. Địa chỉ IP

3.1 Khái niệm cơ bản

Mỗi máy tính kết nối trực tiếp vào Internet phải có một địa chỉ IP (Internet Protocol) duy nhất. Địa chỉ IP phiên bản 4 (IPv4) có dạng 4 octet, ví dụ: 192.168.0.1.

Loại	Mô tả	Ví dụ
Public IP	Nhìn thấy từ Internet	81.98.59.133
Private IP	Chỉ dùng nội bộ (LAN)	192.168.0.1
Loopback	Máy tự nói chuyện với chính mình	127.0.0.1

Lưu ý về Loopback

Nếu máy nhận địa chỉ 127.0.0.1, nó không kết nối vào Internet — đây là địa chỉ loopback, chỉ dùng để test nội bộ trên chính máy đó.

3.2 Dải địa chỉ Private (RFC 1918)

Text Only

Class A: 10.0.0.0     – 10.255.255.255
Class B: 172.16.0.0   – 172.31.255.255
Class C: 192.168.0.0  – 192.168.255.255

Các máy dùng private IP phải đi qua ít nhất một thiết bị NAT (Network Address Translation) để ra Internet.

3.3 Địa chỉ động và MAC Address

• Địa chỉ IP có thể thay đổi nếu được cấp bởi DHCP server.
• MAC Address (Media Access Control) là địa chỉ vật lý gắn với card mạng — duy nhất và không thay đổi.

---

4. Network Stack

4.1 Mô hình OSI cổ điển (7 tầng)

Text Only

7 – Application    → FTP, HTTP, SMTP
6 – Presentation   → XNS, SSL/TLS
5 – Session        → RPC
4 – Transport      → TCP, UDP
3 – Network        → IP
2 – Data Link      → Ethernet frames
1 – Physical       → Tín hiệu điện/quang

4.2 Mô hình hiện đại (4 tầng — thực tế lập trình)

Text Only

4 – Structured Information  → SOAP, REST/JSON
3 – Message                 → HTTP, WebSocket
2 – Stream                  → TCP
1 – Packet                  → IP

Quan điểm của lập trình viên

Lập trình viên ứng dụng không cần quan tâm tầng 1-2 (vật lý, data link). Công việc thực sự bắt đầu từ tầng TCP/IP trở lên.

---

5. Ports

Một máy tính có thể chạy nhiều ứng dụng mạng đồng thời. Port number là cơ chế phân biệt ứng dụng nào nhận dữ liệu nào. Thông tin port nằm trong header của TCP/UDP packet.

Port	Giao thức	Mô tả
20/21	FTP	Truyền file (data/control)
25	SMTP	Gửi email
53	DNS	Phân giải tên miền
80	HTTP	Web
110	POP3	Nhận email
143	IMAP	Nhận email (có sync)
443	HTTPS	Web bảo mật

---

6. Internet Standards & RFC

Hai tổ chức chính định nghĩa các chuẩn Internet:

• IETF (Internet Engineering Task Force) → định nghĩa RFC (Request for Comments).
• W3C (World Wide Web Consortium) → định nghĩa HTML, XML, CSS.

RFC	Giao thức	Chức năng
RFC 791	IP	Giao thức nền tảng Internet
RFC 793	TCP	Truyền tin cậy, có kết nối
RFC 792	ICMP	Ping, kiểm tra kết nối
RFC 821	SMTP	Gửi email
RFC 959	FTP	Upload/download file
RFC 1939	POP3	Nhận email
RFC 2616	HTTP	Duyệt web

---

7. .NET Framework — Kiến trúc

7.1 Tổng quan

.NET Framework bao gồm hai thành phần cốt lõi:

Text Only

┌────────────────────────────────────────┐
│         Ngôn ngữ lập trình             │
│   C#    VB.NET    F#    C++/CLI        │
├────────────────────────────────────────┤
│   Framework Class Library (FCL)        │
├────────────────────────────────────────┤
│   Common Language Runtime (CLR)        │
│   (tương tự JVM của Java)              │
└────────────────────────────────────────┘

• FCL: Thư viện class dùng chung cho tất cả ngôn ngữ.
• CLR: Máy ảo quản lý bộ nhớ, garbage collection, type safety.
• CTS (Common Type System): Chuẩn hoá kiểu dữ liệu giữa các ngôn ngữ để có thể tái sử dụng code.

7.2 Quá trình biên dịch

graph LR
    A[Source Code C#/VB.NET] --> B[Compiler]
    B --> C[MSIL - Microsoft Intermediate Language]
    C --> D[JIT Compiler - Just In Time]
    D --> E[Native Machine Code]
    E --> F[CPU thực thi]

Hold "Alt" / "Option" to enable pan & zoom

JIT hoạt động như thế nào?

JIT biên dịch từng phần MSIL sang mã máy lần đầu tiên khi đoạn code đó được gọi. Những lần tiếp theo, kết quả đã được cache lại — không cần dịch lại.

7.3 Đặc điểm quan trọng

• Không hỗ trợ đa thừa kế (như Java).
• Mọi class đều kế thừa ngầm từ System.Object.
• Hỗ trợ đa thừa kế interface.

---

8. OOP trong C

8.1 Namespace

Namespace giúp tổ chức code, tránh xung đột tên lớp, dễ quản lý trong dự án lớn.

C#

namespace BankingApp
{
    public class Account { }

    namespace Reporting  // namespace lồng nhau
    {
        public class ReportGenerator { }
    }
}

Để dùng class từ namespace khác: using BankingApp; hoặc viết đầy đủ BankingApp.Account obj = new BankingApp.Account();

---

8.2 Class và Object

C#

// Khai báo class
class KhachHang
{
    // Fields (thuộc tính)
    private int mMaKhachHang;
    private string mTenKhachHang;

    // Method
    public void In()
    {
        Console.WriteLine($"KH: {mMaKhachHang} - {mTenKhachHang}");
    }
}

// Tạo object và sử dụng
KhachHang objKH = new KhachHang();
objKH.In();

Phân biệt Static member vs Instance member:

	Static	Instance
Khai báo	static keyword	Không có static
Truy cập	TênLớp.TênThànhPhần	tenObject.TênThànhPhần
Tồn tại	Suốt vòng đời chương trình	Chỉ khi object tồn tại

---

8.3 Constructors

Constructor là method đặc biệt cùng tên với class, không có kiểu trả về, được gọi tự động khi tạo object.

C#

class KhachHang
{
    private int mMaKH;
    private string mTenKH;

    // Constructor mặc định (không tham số)
    public KhachHang()
    {
        mMaKH = 0;
        mTenKH = "Unknown";
    }

    // Constructor có tham số
    public KhachHang(int maKH, string tenKH)
    {
        mMaKH = maKH;
        mTenKH = tenKH;
    }

    // Static constructor — chỉ chạy 1 lần trước khi object đầu tiên được tạo
    static KhachHang()
    {
        Console.WriteLine("Class KhachHang được nạp lần đầu");
    }

    // Private constructor — dùng khi class chỉ có static members (Singleton pattern)
    private KhachHang(bool dummy) { }
}

Khi nào dùng Private Constructor?

Khi class chỉ chứa static members và bạn không muốn ai tạo instance — ví dụ như class tiện ích MathUtils. Đây cũng là nền tảng của Singleton Pattern.

---

8.4 Destructor

C#

class KhachHang
{
    ~KhachHang()  // Destructor
    {
        // Dọn dẹp tài nguyên unmanaged (file handle, network connection, ...)
    }
}

Lưu ý về Destructor trong .NET

Destructor được gọi bởi Garbage Collector, không phải lập trình viên. Thời điểm gọi không xác định. Với tài nguyên unmanaged (file, socket), nên dùng IDisposable + using statement thay vì destructor.

---

8.5 Overloading Methods

Nhiều method cùng tên nhưng khác danh sách tham số (số lượng hoặc kiểu dữ liệu):

C#

public void In()                           { Console.WriteLine("Không tham số"); }
public void In(int soLuong)               { Console.WriteLine($"Số: {soLuong}"); }
public void In(string ten, int soLuong)   { Console.WriteLine($"{ten}: {soLuong}"); }

---

8.6 Cấu trúc điều khiển

C#

// if-else
if (diem >= 5)
{
    Console.WriteLine("Đậu");
}
else
{
    Console.WriteLine("Rớt");
}

// switch
switch (loai)
{
    case "A": Console.WriteLine("Xuất sắc"); break;
    case "B": Console.WriteLine("Giỏi"); break;
    default:  Console.WriteLine("Khác"); break;
}

Các vòng lặp:

C#

// while
int i = 0;
while (i < 10) { Console.WriteLine(i); i++; }

// do-while (luôn thực hiện ít nhất 1 lần)
do { Console.WriteLine(i); i++; } while (i < 10);

// for
for (int j = 0; j < 10; j++) { Console.WriteLine(j); }

// foreach — duyệt collection
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
foreach (int x in arr) { Console.WriteLine(x); }

---

8.7 Kiểu dữ liệu

Mảng (Array):

C#

int[] array1 = new int[6];          // Mảng 6 phần tử, index từ 0 đến 5
array1[0] = 10;
array1[5] = 99;

string[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

Struct: Kiểu giá trị (value type), không hỗ trợ kế thừa, phù hợp dữ liệu nhỏ.

C#

struct DiemSo
{
    public int Toan;
    public int Van;

    public float TinhTrungBinh()
    {
        return (Toan + Van) / 2f;
    }
}

Enum:

C#

public enum NgayTrongTuan
{
    Thu2, Thu3, Thu4, Thu5, Thu6, Thu7, ChuNhat
}

NgayTrongTuan hom_nay = NgayTrongTuan.Thu4;

---

8.8 Kế thừa (Inheritance)

C# chỉ hỗ trợ đơn thừa kế (1 class cha), nhưng có thể implement nhiều interface.

C#

class Software
{
    protected int m_x;   // protected: truy cập được từ class con
    private   int m_z;   // private: KHÔNG truy cập được từ class con
    public    int m_v;

    public Software() { m_x = 100; }
    public Software(int y) { m_x = y; }
}

class MicrosoftSoftware : Software
{
    public MicrosoftSoftware() : base()   // Gọi constructor cha
    {
        Console.WriteLine(m_x);  // OK vì m_x là protected
    }
}

class IBMSoftware : Software
{
    public IBMSoftware(int y) : base(y)          // Gọi constructor cha có tham số
    {
        Console.WriteLine(m_x);
    }

    public IBMSoftware(string s, int f) : this(f)  // Gọi constructor khác của cùng class
    {
        Console.WriteLine(s);
    }
}

Từ khoá sealed — ngăn không cho class khác kế thừa:

C#

public sealed class ToanHocCoSo
{
    public static double TinhPI() => Math.PI;
}

// Lỗi biên dịch: không thể kế thừa class sealed
// public class ToanHocNangCao : ToanHocCoSo { }

---

8.9 Overriding vs Hiding

Method Hiding (dùng new) — che method của class cha, không phải override thực sự:

C#

class Animal
{
    public void Talk() { Console.WriteLine("Animal talk"); }
}

class Dog : Animal
{
    public new void Talk() { Console.WriteLine("Dog talk"); }  // Hiding
}

// Kết quả:
Animal a = new Animal(); a.Talk();  // → "Animal talk"
Dog d    = new Dog();    d.Talk();  // → "Dog talk"
Animal x = new Dog();   x.Talk();  // → "Animal talk" (vì kiểu tham chiếu là Animal!)

---

8.10 Đa hình (Polymorphism)

Dùng virtual + override để đạt đa hình thực sự — method được chọn theo kiểu thực tế của object tại runtime:

C#

class Animal
{
    public virtual void Talk() { Console.WriteLine("Animal talk"); }
}

class Dog : Animal
{
    public override void Talk() { Console.WriteLine("Dog talk"); }
}

class Cat : Animal
{
    public override void Talk() { Console.WriteLine("Cat meow"); }
}

// Sức mạnh của Polymorphism:
Animal[] animals = { new Dog(), new Cat(), new Dog() };
foreach (Animal a in animals)
{
    a.Talk();  // Tự động gọi đúng method của từng loại
}
// Output: Dog talk / Cat meow / Dog talk

Khác biệt then chốt

• new → method hiding → dựa trên kiểu tham chiếu (compile-time).
• override → polymorphism → dựa trên kiểu thực tế của object (runtime).

---

8.11 Abstract Class

C#

abstract class Shape
{
    protected float m_Height = 5;
    protected float m_Width  = 10;

    // Method trừu tượng: PHẢI được override ở class con
    public abstract void CalculateArea();
    public abstract void CalculateCircumference();

    // Method bình thường: có thể dùng trực tiếp hoặc override
    public void PrintHeight()
    {
        Console.WriteLine($"Height = {m_Height}");
    }
}

class Rectangle : Shape
{
    public Rectangle() { m_Height = 20; m_Width = 30; }

    public override void CalculateArea()
    {
        Console.WriteLine($"Area: {m_Height * m_Width}");
    }

    public override void CalculateCircumference()
    {
        Console.WriteLine($"Perimeter: {(m_Height + m_Width) * 2}");
    }
}

	Abstract Class	Interface
Tạo object	❌ Không được	❌ Không được
Định nghĩa method	✅ Có thể	❌ Chỉ khai báo (trừ default method C# 8+)
Kế thừa	Đơn	Nhiều interface
Fields/State	✅ Có thể có	❌ Không

---

8.12 Interface

C#

interface IPrintable
{
    void Print();
}

interface ISaveable
{
    void Save(string path);
}

// Một class có thể implement nhiều interface
class Document : IPrintable, ISaveable
{
    public void Print()
    {
        Console.WriteLine("Đang in tài liệu...");
    }

    public void Save(string path)
    {
        Console.WriteLine($"Lưu vào {path}");
    }
}

// Sử dụng
Document doc = new Document();
doc.Print();

// Dùng qua interface reference (upcasting)
IPrintable printer = (IPrintable)doc;
printer.Print();

// Ép ngược về class gốc (downcasting)
Document original = (Document)printer;
original.Save("C:/data.txt");

Tại sao cần Interface?

Interface cho phép loose coupling — code của bạn phụ thuộc vào "hợp đồng" (interface), không phụ thuộc vào cài đặt cụ thể. Dễ test, dễ thay thế implementation mà không sửa code gọi.

---

Tóm tắt chương

graph TD
    A[.NET Framework] --> B[CLR - Runtime]
    A --> C[FCL - Class Library]
    B --> D[JIT Compiler]
    D --> E[Native Code]

    C --> F[System.Net]
    C --> G[System.Net.Sockets]
    C --> H[System.Net.Http]

    F --> I[Lập trình mạng]

Hold "Alt" / "Option" to enable pan & zoom

Chương 1 xây dựng nền tảng cho toàn bộ môn học: hiểu rõ IP/Port/Stack mạng để biết data đi qua đâu, nắm vững OOP C# để biết code như thế nào khi làm việc với các API mạng trong các chương tiếp theo.