›
›

Bài giảng mạng và truyền thông - Chương IV: Các giao thức truyền thông - Lê Văn Hùng

ppt 134 trang ngocly 90
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng mạng và truyền thông - Chương IV: Các giao thức truyền thông - Lê Văn Hùng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_mang_va_truyen_thong_chuong_iv_cac_giao_thuc_truye.ppt

Nội dung text: Bài giảng mạng và truyền thông - Chương IV: Các giao thức truyền thông - Lê Văn Hùng

  1. MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG Khoa HTTTQL Học viện Ngân hàng 6/17/2021 1
  2. CHƯƠNG IV – CÁC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG Giới thiệu chung về các giao thức Giới thiệu về giao thức TCP/IP Các giao thức khác 6/17/2021 2
  3. Giao thøc (Protocol) B¹n cã thÓ viÕt b»ng tiÕng ViÖt kh«ng? 6/17/2021 3
  4. ViÕt th §äc th Bá th Më thïng vµo thïng lÊy th ChuyÓn th ChuyÓn th ®Õn b®iÖn ®Õn ngêi nhËn B®iÖn ph©n B®iÖn ph©n lo¹i vµ lo¹i vµ chuyÓn th chuyÓn th 6/17/2021 GV: Lê Văn Hùng 4
  5. I – Giới thiệu chung về các giao thức Giao thøc truyÒn th«ng lµ bé c¸c quy t¾c cô thÓ ph¶i tu©n thñ trong viÖc trao ®æi th«ng tin trong m¹ng gi÷a c¸c thiÕt bÞ nhËn vµ truyÒn d÷ liÖu. VÝ dô: Giao thøc vÒ tèc ®é truyÒn, khu«n d¹ng d÷ liÖu, kiÓm so¸t lçi. Bé giao thøc truyÒn th«ng ®ưîc dïng phæ biÕn hiÖn nay trong c¸c m¹ng, ®Æc biÖt trong m¹ng toµn cÇu Internet lµ TCP/IP. 6/17/2021 5
  6. II – Giới thiệu về giao thức TCP/IP ➢ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là bộ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. ➢ TCP/IP được phát triển từ thời kỳ đầu của Internet, được đề xuất bởi Vinton G. Cerf và Robert E. Kahn (Mỹ), 1974. 6/17/2021 6
  7. II – Giới thiệu về giao thức TCP/IP • Mặc dù có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, hai giao thức quan trọng nhất được lấy tên đặt cho bộ giao thức này là 1. TCP (Transmission Control Protocol) 2. IP (Internet Protocol) 6/17/2021 7
  8. II – Giới thiệu về giao thức TCP/IP • TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các mạng không đồng nhất với nhau. • Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng như mạng Internet toàn cầu • Mô hình TCP/IP bốn tầng được thiết kế dựa trên họ giao thức TCP/IP 6/17/2021 8
  9. Các tầng trong mô hình TCP/IP • Tầng ứng dụng (Application layer) Application • Tầng giao vận (Tranpsort layer) Transport • Tầng Internet Internet • Tầng giao tiếp mạng (Network Interface Layer) Network Interface 6/17/2021 9
  10. Các tầng trong mô hình TCP/IP • Tầng giao tiếp mạng : là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP bao gồm các thiết bị giao tiếp mạng và các chương trình giao tiếp thông tin cần thiết để có thể hoạt động và truy nhập đường truyền vật lý qua các thiết bị giao tiếp đó 6/17/2021 10
  11. Giao tiếp mạng • Tầng Giao tiếp mạng bao gồm tầng Liên kết dữ liệu (Data Link) và tầng Vật lý (Physical) của mô hình OSI. • Tầng Giao tiếp mạng chịu trách nhiệm đặt các gói tin TCP/IP trên môi trường mạng và nhận các gói tin TCP/IP từ môi trường mạng. • TCP/IP được thiết kế độc lập với phương pháp truy cập mạng, định dạng khung dữ liệu, và môi trường mạng 6/17/2021 11
  12. Giao tiếp mạng • TCP/IP được thiết kế độc lập với phương pháp truy cập mạng, định dạng khung dữ liệu, và môi trường mạng. • Theo cách này, TCP/IP có thể được sử dụng để kết nối các loại mạng khác nhau. Bao gồm các kỹ thuật mạng LAN (Ethernet hoặc Token Ring) và các kỹ thuật mạng WAN (X.25 hay Frame Relay). • Sự độc lập với bất kỳ kỹ thuật mạng nào cho phép TCP/IP có khả năng tương tích với các kỹ thuật mới như ATM (Asynchronous Transfer Mode). 6/17/2021 12
  13. Các tầng trong mô hình TCP/IP • Tầng Internet: Xử lý quá trình truyền gói tin trên mạng. Tầng này bao gồm các loại giao thức như IP (Internet protocol), ICMP (Internet control Message Protocol), IGMP (Internet Group Management Protocol). 6/17/2021 13
  14. Tầng internet • Giao thức IP - (Internet Protocol) là một giao thực có khả năng dẫn đường cho các địa chỉ IP, phân chia và tập hợp lại các gói tin. • Giao thức ARP - Address Resolution Protocol (giao thức phân giải địa chỉ) chịu trách nhiệm phân giải địa chỉ tầng Internet chuyển thành địa chỉ tầng giao tiếp mạng, như địa chỉ phần cứng 6/17/2021 14
  15. Tầng internet • Giao thức ICMP - Internet Control Message Protocol chịu trách nhiệm đưa ra các chức năng chuẩn đoán và thông báo lỗi hay theo dõi các điều kiện lưu chuyển các gói tin IP. • Giao thức IGMP – Internet Group Management Protocol chịu trách nhiệm quản lý các nhóm IP truyền multicast. • Tầng Internet tương tự như tầng Network của mô hình OSI. 6/17/2021 15
  16. Các tầng trong mô hình TCP/IP • Tầng giao vận: Phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện ứng dụng của tầng trên. • Tầng này bao gồm hai giao thức TCP (Transmisson Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). • Giao thức TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm một- một, hướng liên kết, sử dụng các cơ chế như chia gói tin ở tầng trên thành các gói tin nhỏ hơn ở tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt thời gian time - out để nhận biết thời gian gói tin đã được gửi đi. • Do tầng này đảm bảo tính tin cậy nên tầng trên không cần phải quan tâm nữa 6/17/2021 16
  17. Các tầng trong mô hình TCP/IP • Giao thức UDP thì cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng trên (một-một, một-nhiều, không liên kết và không tin cậy). • UDP được sử dụng khi lượng dữ liệu cần truyền nhỏ (ví dụ dữ liệu không điền hết một gói tin), khi việc thiết lập liên kết TCP là không cần thiết, hoặc khi các ứng dụng hoặc các giao thức tầng trên cung cấp dịch vụ đảm bảo trong khi truyền • Nó chỉ gửi các gói dữ liệu từ tầng này tới tầng kia mà không đảm bảo đến được đích, các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi tầng trên. 6/17/2021 17
  18. Các tầng trong mô hình TCP/IP • Tầng ứng dụng: Là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP • Tầng ứng dụng cung cấp các ứng dụng với khả năng truy cập các dịch vụ của các tầng khác và định nghĩa các giao thức mà các ứng dụng sử dụng để trao đổi dữ liệu. 6/17/2021 18
  19. Tầng ứng dụng • Bao gồm các tiến trình và giao thức cung cấp sử dụng truy cập mạng. • Có rất nhiều ứng dụng được cung cấp cho tầng này như: Telnet phục vụ truy cập mạng từ xa, FTP dịch vụ truyền tệp, Email gửi thư điện tử, WWW (Word-Wide-Web) 6/17/2021 19
  20. Tầng ứng dụng • Các giao thức được ứng dụng rộng rãi nhất của tầng ứng dụng được sử dụng để trao đổi thông tin của người sử dụng là: 1. Giao thức truyền tin siêu văn bản HTTP (HyperText Transfer Protocol) được sử dụng để truyền các tệp tạo nên trang web của World Wide Web. 2. Giao thức FTP - File Transfer Protocol được sử dụng để thực hiện truyền file. 3. Giao thức SMTP - Simple Mail Transfer Protocol được sử dụng để truyền các thông điệp thư và các tệp đính kèm. 4. Telnet, một giao thức mô phỏng trạm đầu cuối, được sử dụng để đăng nhập từ xa vào các máy trạm trên mạng. 6/17/2021 20
  21. Tầng ứng dụng • Mặt khác, các giao thức ứng dụng sau giúp dễ dàng sử dụng và quản lý mạng TCP/IP: 1. Domain Name System (DNS) được sử dụng để chuyển từ tên trạm thành địa chỉ IP. 2. Giao thức RIP - Routing Information Protocol là giao thức dẫn đường mà các router sử dụng để trao đổi các thông tin dẫn đường gói tin IP trong mạng. 3. Giao thức SNMP - Simple Network Management Protocol được sử dụng giữa giao diện quản lý mạng và các thiết bị mạng (router, bridges, và hub thông minh) để thu thập và trao đổi thông tin quản lý mạng. 6/17/2021 21
  22. Mô hình TCP/IP vs mô hình OSI • Sự tương đương giữa các tầng 6/17/2021 22
  23. Mô hình TCP/IP vs mô hình OSI(tiếp) • Giống nhau • Khác nhau – Đều phân tầng chức năng. – TCP/TP đơn giản – Đều có tầng Giao vận và – OSI không có khái niệm chuyển tầng Mạng. phát thiếu tin cậy ở tầng Giao vận – Cung cấp phương pháp như giao thức UDP của mô hình truyền thông chuyển mạch TCP/IP. gói. – Ứng dụng khác nhau – Mối quan hệ giữa các tầng • Internet được phát triển dựa trên trên dưới và các tầng đồng các tiêu chuẩn của họ giao thức mức giống nhau. TCP/IP do đó mô hình TCP/IP được tin tưởng, tín nhiệm bởi các giao thức cụ thể của nó. • Mô hình OSI không định ra một giao thức cụ thể nào và nó chỉ đóng vai trò như một khung tham chiếu (hướng dẫn) để hiểu và tạo ra một quá trình truyền thông 6/17/2021 23
  24. Truyền dữ liệu với TCP/IP • Dữ liệu được xử lý bởi tầng application – Tầng application tổ chức DL theo khuôn dạng và trật tự để tầng ứng dụng ở máy nhận có thể hiểu được – Tầng ứng dụng gửi dữ liệu xuống tầng dưới theo dòng byte nối byte – Tầng ứng dụng gửi các thông tin điều khiển khác giúp xác định địa chỉ đến, đi của dữ liệu • Khi tới tầng giao vận, DL sẽ được đóng thành các gói có kích thước nhỏ hơn 64 KB (Segment (TCP) /Datagram (UDP)) 6/17/2021 24
  25. Truyền dữ liệu với TCP/IP(tiếp) • Các đoạn dữ liệu của tầng giao vận sẽ được đánh địa chỉ logic tại tầng Internet nhờ giao thức IP, sau đó dữ liệu được đóng thành các gói dữ liệu (Packet/Datagram) . • Khi các gói dữ liệu từ tầng Internet tới tầng tiếp cận mạng, nó sẽ được gắn thêm một header khác để tạo thành khung dữ liệu (frame). • DL tới máy nhận gói được xử lý theo chiều ngược lại. 6/17/2021 25
  26. Các giao thức Simple Network SimpleManagementDomain Mail NameTransfer Protocol ProtocolSystem Internet Control Message Protocol Fiber Address Resolution Distributed Protocol Data Interface 6/17/2021 GV: Lê Văn Hùng 26
  27. Các dạng địa chỉ • Địa chỉ mạng vật lý (MAC Address) định danh một thiết bị cụ thể dưới dạng nguồn hay đích của một khung tin (frame). • Địa chỉ mạng logic (IP Address) định tuyến các gói tin theo các mạng cụ thể trên liên mạng, dùng để định danh một mạng cụ thể trên liên mạng dưới dạng nguồn hay đích của một gói tin. • Địa chỉ dịch vụ (Socket Address), định tuyến các gói tin theo các tiến trình cụ thể đang chạy trên các thiết bị đích, dùng định danh một tiến trình hay giao thức trên máy tính là nguồn hay đích của một gói tin. 6/17/2021 27
  28. Địa chỉ vật lý • Địa chỉ Vật lý: – Là địa chỉ được định nghĩa để định danh các thiết bị phần cứng tuân theo một chuẩn. – Được đề xuất để có được sự độc lập giữa thiết bị và máy tính. • Địa chỉ MAC (Media Access Control) – Là 1 loại địa chỉ vật lý phân biệt các card mạng tuân theo chuẩn của tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). – Một địa chỉ MAC-48 (48 bit) gồm có 6 bytes được thể hiện bằng các con số hệ 16 dưới dạng FF-FF-FF-FF-FF: Nhóm 24 bit đầu dành riêng cho các nhà sản xuất – OUI (Organizationally Unique Identifier) còn 24 bit cuối dùng để phân biệt các sản phẩm khác nhau. – Địa chỉ MAC thường được coi như là mặc định khi nhắc đến địa chỉ vật lý cho các thiết bị phần cứng trong mạng. 6/17/2021 28
  29. Địa chỉ IP • Địa chỉ logic và phân cấp dùng để phân biệt các nhóm địa chỉ khác nhau. • Gồm 32 bit chia làm hai phần: Phần nhận dạng mạng (network id) và phần nhận dạng máy tính (Host id). • Nếu muốn nối kết vào liên mạng Internet địa chỉ IP phải được cung cấp bởi Trung tâm thông tin mạng Internet (InterNIC - Internet Network Information Center)/ IANA (Internet Assigned Numbers Authority). 6/17/2021 29
  30. Địa chỉ IP • Địa chỉ IP bao gồm 32 bit được chia làm 4 nhóm có dạng như sau: xxx.xxx.xxx.xxx • Mỗi nhóm gồm 3 chữ số lấy giá trị từ 000 đến 255, các nhóm được cách nhau bởi dấu chấm (.). • Địa chỉ này tồn tại duy nhất trong mạng mà mình đăng ký kết nối vào Internet. Ví dụ : 203.192.65.69 6/17/2021 30
  31. Cấu trúc địa chỉ IP 32 bits Network Host Dotted 8 8 bits 8 bits 8 bits Decimal bits Notation 192 . 168 . 1 . 100 • Địa chỉ IP của máy tính có chiều dài 32 bits. • Chia làm 2 phần – Phần nhận dạng mạng (Network id): được gán bởi trung tâm mạng Internet (InterNIC) – Phần nhận dạng máy tính (Host id): nhận dạng máy tính trong một mạng. 6/17/2021 31
  32. Cấu trúc địa chỉ IP (tiếp) 0 1 2 3 4 8 16 24 32 Class A 0 Netid Hostid Class B 1 0 Netid Hostid Class C 1 1 0 Netid Hostid Class D 1 1 1 0 Multicast address Class E 1 1 1 1 0 Reverved for future use 6/17/2021 32
  33. 6/17/2021 33
  34. Địa chỉ IP • Chia các địa chỉ IP thành 5 lớp, A, B, C, D, E – Lớp A, B, C địa chỉ dành cho mục đích thương mại – Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicasting – Lớp E được dành những ứng dụng trong tương lai • Các bit đầu tiên của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ (0 - lớp A, 10 - lớp B, 110 - lớp C, 1110 - lớp D, 11110 - lớp E) 6/17/2021 34
  35. Lớp địa chỉ IP 6/17/2021 35
  36. Một số địa chỉ đặc biệt • Địa chỉ mạng (Network Address): Được sử dụng để xác định một mạng – Giá trị của các bit ở phần hostid đều là 0 • Địa chỉ quảng bá (Broadcast Address): Được sử dụng để chỉ tất cả các máy tính trong một mạng. – Giá trị của các bit ở phần hostid đều là 1 • Mặt nạ mạng (Netmask): Được sử dụng để xác định địa chỉ mạng nếu có một địa chỉ IP – Giá trị của các bits ở phần netid đều là 1 – Giá trị của các bits ở phần hostid đều là 0 6/17/2021 36
  37. Địa chỉ mạng • Địa chỉ mạng là địa chỉ của mạng mà một thiết bị nào đó thuộc về • Địa chỉ mạng là địa chỉ mà các bit phần máy đồng thời là 0 • Các máy có cùng địa chỉ mạng có thể giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần thông qua thiết bị trung gian nào • Các máy có thể chia sẻ đường truyền chung nhưng nếu chúng có địa chỉ mạng khác nhau thì không thể giao tiếp với nhau trực tiếp được mà phải thông qua một thiết bị trung gian (thường là router) • Địa chỉ mạng tương tự mã tỉnh, thành phố trong số điện thoại. Địa chỉ máy là phần còn lại của số điện thoại 6/17/2021 37
  38. Địa chỉ quảng bá (broadcast) • Muốn gửi dữ liệu đến tất cả các máy trong một mạng? • Địa chỉ quảng bá được sử dụng để gửi dữ liệu đến tất cả các máy trong cùng một mạng • Địa chỉ quảng bá trực tiếp: các bit phần máy đồng thời là 1 • Địa chỉ quảng bá nội bộ: tất cả các bit là 1 6/17/2021 38
  39. Địa chỉ quảng bá nội bộ STOP 255.255.255.255 6/17/2021 39
  40. Địa chỉ quảng bá trực tiếp 192.168.20.0 192.168.20.255 Địa chỉ quảng bá 6/17/2021 40
  41. Thí dụ: 172.16.20.200 • 172.16.20.200 là địa chỉ lớp B • Phần mạng: 172.16 • Phần máy: 20.200 • Địa chỉ mạng: 172.16.0.0 • Địa chỉ quảng bá: 172.16.255.255 • Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng – 172.16.0.1 - 172.16.255.254 6/17/2021 41
  42. Thí dụ: 100.0.0.0 • 100.0.0.0 là địa chỉ lớp A • Phần mạng: 100 • Phần máy: 0.0.0 • Địa chỉ mạng: 100.0.0.0 • Địa chỉ quảng bá: 100.255.255.255 • Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng – 100.0.0.1 - 100.255.255.254 6/17/2021 42
  43. Thí dụ: 192.168.255.255 • 192.168.255.255 là địa chỉ lớp C • Phần mạng: 192.168.255 • Địa chỉ mạng: 192.168.255.0 • Địa chỉ quảng bá: 192.168.255.255 • Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng 192.168.255.1 - 192.168.255.254 6/17/2021 43
  44. Thí dụ Phần Phần Địa chỉ Địa chỉ IP Lớp mạng máy quảng bá C 218.14.55 137 218.14.55.255 218.14.55.137 123.1.1.15 A 123 1.1.15 123.255.255.255 150.127.221.244 B 150.127 221.244 150.127.255.255 C 194.125.35 199 194.125.35.255 194.125.35.199 B 175.12 239.244 175.12.255.255 175.12.239.244 6/17/2021 44
  45. Một số địa chỉ IP đặc biệt • Địa chỉ mạng 127.0.0.0 là địa chỉ được dành riêng để đặt trong phạm vi một máy tính • Các mạng cục bộ không nối kết trực tiếp vào mạng Internet có thể sử dụng các địa chỉ mạng sau để đánh địa chỉ cho các máy tính trong mạng của mình : – Lớp A : 10.0.0.0 – Lớp B : 172.16.0.0 đến 172.31.0.0 – Lớp C : 192.168.0.0 – Các địa chỉ IP dùng riêng của các lớp như sau: Lớp A: 10.0.0.1 đến 10.255.255.254 Lớp B: 172.16.0.1 đến 172.31.255.254 Lớp C: 192.168.0.1 đến 192.168.255.254 6/17/2021 45
  46. Mặt nạ mạng • Mặt nạ mạng chuẩn (Netmask) : Là địa chỉ IP mà giá trị của các bits ở phần nhận dạng mạng đều là 1, các bits ở phần nhận dạng máy tính đều là 0. Như vậy ta có 3 mặt nạ mạng tương ứng cho 3 lớp mạng A, B và C là : – Mặt nạ mạng lớp A : 255.0.0.0 – Mặt nạ mạng lớp B : 255.255.0.0 – Mặt nạ mạng lớp C : 255.255.255.0 – Ta gọi chúng là các mặt nạ mạng mặc định (Default Netmask) • Lưu ý : Địa chỉ mạng, địa chỉ quảng bá, mặt nạ mạng không được dùng để đặt địa chỉ cho các máy tính 6/17/2021 46
  47. Ý nghĩa của Netmask • Với một địa chỉ IP và một Netmask cho trước, ta có thể dùng phép toán AND BIT để tính ra được địa chỉ mạng mà địa chỉ IP này thuộc về. Công thức như sau : – Network Address = IP Address & Netmask 6/17/2021 47
  48. Phân mạng con (Subnetting) • Giới thiệu • Quy trình phân mạng con 6/17/2021 48
  49. Phân mạng con (Subnetting) 6/17/2021 49
  50. Phân mạng con (Subnetting) 6/17/2021 50
  51. Giới thiệu • Phân mạng con là một kỹ thuật cho phép nhà quản trị mạng chia một mạng thành những mạng con nhỏ: – Đơn giản hóa việc quản trị – Có thể thay đổi cấu trúc bên trong của mạng mà không làm ảnh hưởng đến các mạng bên ngoài. – Tăng cường tính bảo mật của hệ thống – Cô lập các luồng giao thông trên mạng 6/17/2021 51
  52. Sơ đồ mạng 6/17/2021 52
  53. Phương pháp phân mạng con • Phần nhận dạng mạng (Network Id) của địa chỉ mạng ban đầu được giữ nguyên • Phần nhận dạng máy tính của địa chỉ mạng ban đầu được chia thành 2 phần : – Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id) – Phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host Id). 6/17/2021 53
  54. MẠNG CON • Số lượng host trong mỗi mạng con xác định bằng số bit trong phần Host ID: 2x-2 . • Ví dụ 1 : 10.23.100.3/255.255.0.0 kết quả 10 Net ID, 23 subnet ID và 100.3 host ID • Ví du 2:192.168.23.40/255.255.255.240. NetID 192.168.23, subnet ID 32 và host ID là 8 6/17/2021 54
  55. MẠNG CON • Số bit dùng trong subnet_id tuỳ thuộc vào chiến lược chia mạng con. Tuy nhiên số bit tối đa có thể mượn phải tuân theo công thức: Subnet_id chia được 222 = 4194304 mạng con – Lớp B: 14 (= 16 – 2) bit -> chia được 214 = 16384 mạng con – Lớp C: 06 (= 8 – 2) bit -> chia được 26 = 64 mạng con 6/17/2021 55
  56. Kỹ thuật chia mạng con • Số bit trong phần subnet_id xác định số lượng mạng con. Với số bit là x thì 2x là số lượng mạng con có được. • Ngược lại từ số lượng mạng con cần thiết theo nhu cầu, tính được phần subnet_id cần bao nhiêu bit. Nếu muốn chia 6 mạng con thì cần 3 bit (23=8), chia 12 mạng con thì cần 4 bit (24>=12). 56
  57. Mặt nạ mạng con • Mặt nạ mạng con là một địa chỉ IP mà giá trị các bit ở phần nhận dạng mạng (Network Id) và Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id) đều là 1 • Phần nhận dạng máy tính (Host Id) đều là 0 6/17/2021 57
  58. Mặt nạ mạng con • Khi có được mặt nạ mạng con, ta có thể xác định địa chỉ mạng con (Subnetwork Address) mà một địa chỉ IP được tính bằng công thức sau : Subnetwork Address = IP & Subnetmask • Có hai chuẩn để thực hiện phân mạng con là : – Chuẩn phân lớp hoàn toàn (Classfull standard) – chuẩn Vạch đường liên miền không phân lớp CIDR (Classless Inter-Domain Routing ). 6/17/2021 58
  59. Quy ước ghi địa chỉ IP • Nếu có địa chỉ IP như 172.29.8.230 thì chưa thể biết được host này có chia mạng con hay không và có nếu chia thì dùng bao nhiêu bit để chia. Chính vì vậy khi ghi nhận địa chỉ IP của một host, phải cho biết subnet mask của nó • Ví dụ: 172.29.8.230/255.255.255.0 hoặc 172.29.8.230/24 (có nghĩa là dùng 24 bit đầu tiên cho NetworkID). 59
  60. Bài tập 1 • Cho địa chỉ IP: 102.16.10.107/12 – Tìm địa chỉ mạng con? Địa chỉ host – Dải địa chỉ host có cùng mạng với IP trên? – Broadcast của mạng mà IP trên thuộc vào? 60
  61. Bước: Tính subnet mask • 102.16.10.107/12 ➔ • Subnet mask: 11111111.11110000.00000000.00000000 • Byte đầu tiên chắc chắn khi dùng phép toán AND ra kết quả bằng 102 → không cần đổi 102 sang nhị phân 61
  62. Trả lời câu hỏi 1: Địa chỉ mạng con? • Xét byte kế tiếp là: 16 (10) → 00010000 (2) • Khi AND byte này với Subnet mask, ta được kết quả là: 00010000 (2) • Như vậy địa chỉ mạng con sẽ là: 102.16.0.0/12 • Như vậy địa chỉ host sẽ là: 0.10.107 62
  63. Trả lời câu hỏi 2: Dải địa chỉ host? Broadcast? • Dải địa chỉ host sẽ từ: 01100110 00010000 00000000 00000001 (hay 102.16.0.1/12) Đến: 01100110 00011111 11111111 11111110 (hay 102.31.255.254/12) • Broadcast: 102.31.255.255/12 63
  64. Bài tập2: Cho IP 172.19.160.0/21 • Chia làm 4 mạng con • Liệt kê các thông số gồm địa chỉ mạng, dãy địa chỉ host, địa chỉ broadcast của các mạng con đó 64
  65. Giải BT 2 • Chia làm 4 mạng con nên phải mượn 2 bit • Do /21 nên 2 byte đầu tiên của IP đã cho không thay đổi. Xét byte thứ 3 • 160 = 10100000(2) • Phần 2 bit 00 là nơi ta mượn làm subnet 65
  66. Giải BT 2 (tt) • Xét byte thứ 3 • Mạng con thứ 1: 10100000(2) • Mạng con thứ 2: 10100010(2) • Mạng con thứ 3: 10100100(2) • Mạng con thứ 4: 10100110(2) 66
  67. Giải BT 2 (tt) Địa chỉ mạng Dải địa chỉ host Địa chỉ broadcast 172.19.160.0 172.19.160.1 đến 172.19.161.255 172.19.161.254 172.19.162.0 172.19.162.1 đến 172.19.163.255 172.19.163.254 172.19.164.0 172.19.164.1 đến 172.19.165.255 172.19.165.254 172.19.166.0 172.19.166.1 đến 172.19.167.255 172.19.167.254 67
  68. Bài tập 3: Cho IP 172.16.192.0/18 • Chia làm 4 mạng con • Liệt kê các thông số gồm địa chỉ mạng, dãy địa chỉ host, địa chỉ broadcast của các mạng con đó 68
  69. Giải BT 3 • Chia làm 4 mạng con nên phải mượn 2 bit • Do /18 nên 2 byte đầu tiên của IP đã cho không thay đổi. Xét byte thứ 3 • 192 = 11000000(2) • Phần 2 bit 00 là nơi ta mượn làm subnet 69
  70. Giải BT 3 (tt) • Xét byte thứ 3 • Mạng con thứ 1: 11000000(2) • Mạng con thứ 2: 11010000(2) • Mạng con thứ 3: 11100000(2) • Mạng con thứ 4: 11110000(2) 70
  71. Giải BT 3 (tt) Địa chỉ mạng Dải địa chỉ host Địa chỉ broadcast 172.16.192.0 172.16.192.1 đến 172.16.207.255 172.16.207.254 172.16.208.0 172.16.208.1 đến 172.16.223.255 172.16.223.254 172.16.224.0 172.16.224.1 đến 172.16.239.255 172.16.239.254 172.16.240.0 172.16.240.1 đến 172.16.255.255 172.16.255.254 71
  72. Bài tập 4 Cho địa chỉ IP sau: 172.16.0.0/16. Hãy chia thành 8 mạng con và có tối thiểu 1000 host trên mỗi mạng con đó. 72
  73. Bước 1: Xác định class và subnet mask mặc nhiên Giải: • Địa chỉ trên viết dưới dạng nhị phân 10101100.00010000.00000000.00000000 • Xác định lớp của IP trên: → Lớp B • Xác định Subnet mask mặc nhiên: → 255.255.0.0 73
  74. Bước 2: Số bit cần mượn ➢ Cần mượn bao nhiêu bit: → N = 3, bởi vì: → Số mạng con có thể: 23 = 8. → Số host của mỗi mạng con có thể: 2(16–3) – 2 = 213 - 2 > 1000. ➢ Xác định Subnet mask mới: → 11111111.11111111.11100000.00000000 → hay 255.255.224.0 74
  75. Bước 3: Xác định vùng địa chỉ host 10101100.00010000.00000000.00000001 Đến ST SubnetID10101100.00010000Vùng10101100.0001000010101100.00010000.000 HostID00000.00000000.000.000Broadcast11111.1111111011111.11111111 T 1 172.16.0.0 172.16.0.1 - 172.16.31.255 172.16.31.254 2 172.16.32.0 172.16.32.1 - 172.16.63.255 172.16.63.254 10101100.00010000 .00100000.00000001 7 172.16.192.0 172.16.192.1 – Đến172.16.223.255 10101100.00010000172.16.223.254 .00111111.11111110 8 172.16.224.0 172.16.224.1 – 172.16.255.255 172.16.255.254 10101100.0001000010101100.00010000.00100000.00000000.00111111.11111111 75
  76. Bài tập 5 Cho 2 địa chỉ IP sau: 192.168.5.9/28 192.168.5.39/28 – Hãy cho biết các địa chỉ network, host của từng IP trên? – Các máy trên có cùng mạng hay không ? – Hãy liệt kê tất cả các địa chỉ IP thuộc các mạng vừa tìm được? 76
  77. Địa chỉ IP thứ nhất: 192.168.5.9/28  Chú ý: 28 là số bit dành cho NetworkID  Đây là IP thuộc lớp C  Subnet mask mặc nhiên: 255.255.255.0 IP (thập 192 168 5 9 phân) IP (nhị 11000000 10101000 00000101 00001001 phân) 77
  78. Thực hiện AND địa chỉ IP với Subnet mask IP 11000000 10101000 00000101 00001001 Subnet 11111111 11111111 11111111 11110000 mask Kết quả 11000000 10101000 00000101 00000000 AND 78
  79. Chuyển IP sang dạng thập phân Kết quả 11000000 10101000 00000101 00000000 AND Net ID 192 168 5 0 00001001 Host ID 9 79
  80. Địa chỉ IP thứ hai: 192.168.5.39/28 IP 192 168 5 39 IP (nhị 11000000 10101000 00000101 00100111 phân) Subnet 11111111 11111111 11111111 11110000 Mask AND 11000000 10101000 00000101 00100000 Network 192 168 5 32 ID HostID 7 80
  81. Hai địa chỉ trên có cùng mạng? Kết luận: Hai địa chỉ • 192.168.5.9/28 trên không cùng • 192.168.5.39/28 mạng Net ID của địa 192 168 5 0 chỉ thứ 1 Net ID của địa 192 168 5 32 chỉ thứ 2 81
  82. Liệt kê tất cả các địa chỉ IP Mạng Vùng địa chỉ tương Vùng địa chỉ HostID với dạng nhị HostID với ứng với phân dạng thập IP phân 11000000.10101000.00000101.00000001 192.168.5.1/28 1 Đến Đến 11000000.10101000.00000101.00001110 192.168.5.14/28 11000000.10101000.00000101.00100001 192.168.5.33/28 2 Đến Đến 11000000.10101000.00000101.00101110 192.168.5.46/28 82
  83. Bài tập 6 Hãy xét đến một địa chỉ IP class B, 139.12.0.0, với subnet mask là 255.255.0.0. Một Network với địa chỉ thế này có thể chứa 65534 nodes hay computers. Đây là một con số quá lớn, trên mạng sẽ có đầy broadcast traffic. Hãy chia network thành 5 mạng con. 83
  84. Bước 1: Xác định Subnet mask  Để chia thành 5 mạng con thì cần thêm 3 bit (vì 23 > 5).  Do đó Subnet mask sẽ cần: 16 (bits trước đây) + 3 (bits mới) = 19 bits  Địa chỉ IP mới sẽ là 139.12.0.0/19 (để ý con số 19 thay vì 16 như trước đây). 84
  85. Bước 2: Liệt kê ID của các Subnet mới Subnet mask Subnet mask với dạng nhị phân với dạng thập phân 11111111.11111111.11100000.00000000 255.255.224.0 85
  86. NetworkID của bốn Subnets mới Subnet ID với TT Subnet ID với dạng nhị phân dạng thập phân 1 10001011.00001100.00000000.00000000 139.12.0.0/19 2 10001011.00001100.00100000.00000000 139.12.32.0/19 3 10001011.00001100.01000000.00000000 139.12.64.0/19 4 10001011.00001100.01100000.00000000 139.12.96.0/19 5 10001011.00001100.10000000.00000000 139.12.128.0/19 86
  87. Bước 3: Cho biết vùng địa chỉ IP của các HostID TT Dạng nhị phân Dạng thập phân 10001011.00001100.00000000.00000001 139.12.0.1/19 - 1 10001011.00001100.00011111.11111110 139.12.31.254/19 10001011.00001100.00100000.00000001 139.12.32.1/19 - 2 10001011.00001100.00111111.11111110 139.12.63.254/19 10001011.00001100.01000000.00000001 139.12.64.1/19 - 3 10001011.00001100.01011111.11111110 139.12.95.254/19 10001011.00001100.01100000.00000001 139.12.96.1/19 - 4 10001011.00001100.01111111.11111110 139.12.127.254/19 10001011.00001100.10000000.00000001 139.12.128.1/19 - 5 10001011.00001100.10011111.11111110 139.12.159.254/19 87
  88. Tính nhanh vùng địa chỉ IP • n – số bit làm subnet • Số mạng con: S = 2n • Số gia địa chỉ mạng con: M = 28-n (n≤8) • Byte cuối của IP địa chỉ mạng, ví dụ lớp C: (k- 1)*M (với k=1,2, ) • Byte cuối của IP host đầu tiên, ví dụ lớp C: (k- 1)*M + 1 (với k=1,2, ) • Byte cuối của IP host cuối cùng, ví dụ lớp C: k*M - 2 (với k=1,2, ) • Byte cuối của IP broadcast, ví dụ lớp C: k*M - 1 (với k=1,2, ) 88
  89. Ví dụ tính nhanh vùng địa chỉ IP • Cho địa chỉ: 192.168.0.0/24 • Với n=4 → M= 16 (= 28-4) → – Network 1: 192.168.0.0. Host range: 192.168.0.1– 192.168.0.14. Broadcast: 192.168.0.15 – Network 2: 192.168.0.16. Host range: 192.168.0.17– 192.168.0.30. Broadcast: 192.168.0.31 – Network 3: 192.168.0.32. Host range: 192.168.0.33– 192.168.0.46. Broadcast: 192.168.0.47 – Network 4: 192.168.0.48. Host range: 192.168.0.49– 192.168.0.62. Broadcast: 192.168.0.63 89
  90. Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) • Quy định địa chỉ IP thành 3 phần: – Phần nhận dạng mạng của địa chỉ ban đầu (Network Id) – Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id): Được hình thành từ một số bits có trọng số cao trong phần nhận dạng máy tính (Host Id) của địa chỉ ban đầu – Và cuối cùng là phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host Id) bao gồm các bit còn lại. 6/17/2021 90
  91. CIDR • Phương pháp sửa đổi lại cấu trúc cấp phát địa chỉ IP dựa trên việc định tuyến liên miền không phân lớp (Classless Interdomain Routing _CIDR) • CIDR được sử dụng để thay thế cho sơ đồ cấp phát cũ với việc qui định các lớp A, B, C. Thay vì phần nhận dạng mạng được giới hạn với 8, 16 hoặc 24 bits, CIDR sử dụng phần nhận dạng mạng có tính tổng quát từ 13 đến 27 bits. 6/17/2021 91
  92. Địa chỉ dịch vụ • Cổng (port) là một chỉ số có thể cho biết dữ liệu đang được gửi nhận bởi loại ứng dụng nào. • Socket hiểu đơn giản là một địa chỉ được định ra bởi việc sử dụng số hiệu cổng gắn vào cuối địa chỉ IP. 6/17/2021 92
  93. Giao thức trên tầng mạng • ARP, RARP • IP • ICMP 6/17/2021 93
  94. Giao thức chuyển đổi giữa các dạng địa chỉ a) Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) 6/17/2021 94
  95. Giao thức chuyển đổi giữa các dạng địa chỉ (tiếp) ➢ Các địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của mô hình OSI, và chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) của các trạm trên đó một mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring.) ➢ Trên một mạng cục bộ hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Như vậy vấn đề đặt ra là phải tìm được ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý của một trạm. ➢ Giao thức ARP đã được xây dựng để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP khi cần thiết 6/17/2021 95
  96. ARP(t) • Giao thức tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP – Duy trì một bảng ghi tương ứng địa chỉ IP-địa chỉ vật lý trong một máy (ARP request ) – Gửi một gói dữ liệu quảng bá trên cùng mạng LAN nếu không tìm thấy cặp IP-địa chỉ vật lý trong bảng. Máy nào có địa chỉ IP tương ứng sẽ gửi trả lại thông tin về địa chỉ vật lý – Máy tính gửi trong nội bộ mạng: dùng địa chỉ vật lý của máy nhận – Máy tính gửi cho máy ngoài mạng: dùng địa chỉ vật lý của router 6/17/2021 GV: Lê Văn Hùng 96
  97. RARP • Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Là giao thức ngược với giao thức ARP. • Giao thức RARP được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý – Máy cần biết địa chỉ IP sẽ gửi một gói dữ liệu quảng bá trong mạng – RARP server trả lại thông báo chứa địa chỉ IP của máy đó 6/17/2021 97
  98. ICMP • Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): thực hiện truyền các thông báo điều khiển (báo cáo về các tình trạng các lỗi trên mạng) giữa các gateway hoặc một nút của liên mạng. • Tình trạng lỗi có thể là: một gói tin IP không thể tới đích của nó, hoặc một router không đủ bộ nhớ đệm để lưu và chuyển một gói tin IP, • Một thông báo ICMP được tạo và chuyển cho IP. IP sẽ "bọc" (encapsulate) thông báo đó với một IP header và truyền đến cho router hoặc trạm đích. 6/17/2021 98
  99. ICMP (tiếp) Th«ng ®iÖp ICMP Chøc n¨ng Echo Request (yªu cÇu ph¶n Th«ng ®iÖp b¸o sù cè ®¬n gi¶n ®ưîc sö dông ®Ó håi) kiÓm tra kÕt nèi IP tíi tr¹m mong muèn. Echo Reply (tr¶ lêi ph¶n håi) Dïng ®Ó tr¶ lêi cho Echo Request. Redirect (®Þnh hưíng l¹i) §ưîc göi bëi mét router ®Ó kh¼ng ®Þnh mét tr¹m göi tin dÉn ®ưêng tèt h¬n tíi mét ®Þa chØ IP ®Ých. Source Quench (t¾t nguån) §ưîc göi bëi mét router ®Ó g¼ng ®Þnh tr¹m göi tin mµ d÷ liÖu IP bÞ lo¹i bëi nghÏn t¹i router. Tr¹m göi tin sÏ h¹ thÊp tØ lÖ truyÒn. Source Quench lµ mét th«ng ®iÖp ICMP kh«ng b¾t buéc vµ thưêng kh«ng ®ưîc cµi ®Æt. Destination Unreachable (kh«ng §ưîc göi bëi mét router hoÆc tr¹m ®Ých ®Ó th«ng thÓ tiÕp cËn ®Ých) b¸o cho tr¹m göi tin r»ng gãi tin kh«ng thÓ truyÒn ®ưîc. 6/17/2021 99
  100. Giao thức IP (Internet Protocol) • Nhiệm vụ • Cấu trúc gói tin • Nguyên tắc hoạt động của giao thức IP 6/17/2021 100
  101. Nhiệm vụ của giao thức IP ➢ Cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu ➢ IP có vai trò như giao thức tầng mạng trong OSI ➢ Giao thức IP là giao thức không liên kết ➢ Sơ đồ địa chỉ hóa để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP 32 bit ➢ Địa chỉ IP gồm: netid và hostid (địa chỉ máy) ➢ Địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một máy tính bất kỳ trên liên mạng 6/17/2021 101
  102. Cấu trúc gói tin của IP 6/17/2021 102
  103. Cấu trúc gói tin của IP Đặc tả các thamIHL (4 số bits) về: dịchInternet vụ nhằmHeader thông Length• Độ dài toàn bộ gói tin VERsionbáo cho hiện mạng củahành gói biết của tin dịch giaodatagram, vụ thức nào tínhIP mà hiện theo• gói Dàiđược đơn•tin 3 Tínhvị càibits theo đơn vị byte với từ (32• bits).Độ dài: Bắt buộc16 bits phải• có vìCác phần góichiều tin dài đi trêntối đa đường là 65535 (8đặt, bits): chỉmuốnqui số phiênđịnh được thời bảnsử dụng,gian cho tồnphép chẳng(8 tạibits) có hạn cácMãchỉ ưu trao giaokiểm tiên, đổi thức(13bits) soátgiữa tầng lỗicho trên của biết kế vịtiếp trí sẽ dữ liệu đầu •IP cóDùng thể có để độ định dài thaydanh đổi duyđi tùy có nhấtbytes ý.thể bị phân thành (tínhcác bằnghệthời thống hạngiây) sửchậm của dụng góitrễ, phiên tinnăng trong bản suấtnhận cũ truyền và vùng hệ và thống thuộcdữ độ liệu sử phân ở trạm đoạn đích. tương ứng với Độ dài tốicho thiểu một là datagram 5 từ (20header bytes), trongnhiều góiđộ gói tin tin IP nhỏ mạngdụng để phiên tránh bản tình mớidài trạng tốitin đa một cậylàVD: 15 gói từ TCP hay làcó 60 giá đoạnbytes trị trường bắt đầu Protocol của gói dữlà 6,liệu gốc khoảng thời gian• nó Flagsvẫn còn được dùng điều tin(độ bị dài quẩn thay trên đổi): mạngkhai báoUDP cáccó lựa(độgiá trịdài trường thay đổi):ProtocolVùnglà đệm, 17 được trên liên mạng khiển phân đoạn và tái chọn do người gửi yêu cầu (tùydùng theo để đảm bảo cho phần header luôn lắp ghép bó dữ liệu từng chương trình) kết thúc ở một mốc 32 bits 6/17/2021 103
  104. Cấu trúc gói tin của IP • VER (4 bits): chỉ version hiện hành của giao thức IP hiện được cài đặt, Việc có chỉ số version cho phép có các trao đổi giữa các hệ thống sử dụng version cũ và hệ thống sử dụng version mới. • IHL (4 bits): chỉ độ dài phần đầu (Internet header Length) của gói tin datagram, tính theo đơn vị từ ( 32 bits). Trường này bắt buột phải có vì phần đầu IP có thể có độ dài thay đổi tùy ý. Độ dài tối thiểu là 5 từ (20 bytes), độ dài tối đa là 15 từ hay là 60 bytes. 6/17/2021 104
  105. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Type of service (8 bits): đặc tả các tham số về dịch vụ nhằm thông báo cho mạng biết dịch vụ nào mà gói tin muốn được sử dụng, chẳng hạn ưu tiên, thời hạn chậm trễ, năng suất truyền và độ tin cậy. ▪ Precedence (3 bit): chỉ thị về quyền ưu tiên gửi datagram, nó có giá trị từ 0 (gói tin bình thường) đến 7 (gói tin kiểm soát mạng) 6/17/2021 105
  106. Cấu trúc gói tin của IP ▪ D (Delay) (1 bit): chỉ độ trễ yêu cầu trong đó ✓ D = 0 gói tin có độ trễ bình thường ✓ D = 1 gói tin độ trễ thấp ▪ T (Throughput) (1 bit): chỉ độ thông lượng yêu cầu sử dụng để truyền gói tin với lựa chọn truyền trên đường thông suất thấp hay đường thông suất cao. ✓ T = 0 thông lượng bình thường và ✓ T = 1 thông lượng cao ▪ R (Reliability) (1 bit): chỉ độ tin cậy yêu cầu ✓ R = 0 độ tin cậy bình thường ✓ R = 1 độ tin cậy cao 6/17/2021 106
  107. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Total Length (16 bits): chỉ độ dài toàn bộ gói tin, kể cả phần đầu tính theo đơn vị byte với chiều dài tối đa là 65535 bytes. Hiện nay giới hạn trên là rất lớn nhưng trong tương lai với những mạng Gigabit thì các gói tin có kích thước lớn là cần thiết. ➢ Identification (16 bits): cùng với các tham số khác (như Source Address và Destination Address) tham số này dùng để định danh duy nhất cho một datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng. 6/17/2021 107
  108. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Flags (3 bits): liên quan đến sự phân đoạn (fragment) các datagram, Các gói tin khi đi trên đường đi có thể bị phân thành nhiều gói tin nhỏ, trong trường hợp bị phân đoạn thì trường Flags được dùng điều khiển phân đoạn và tái lắp ghép bó dữ liệu. Tùy theo giá trị của Flags sẽ có ý nghĩa là gói tin sẽ không phân đoạn, có thể phân đoạn hay là gói tin phân đoạn cuối cùng. Trường Fragment Offset cho biết vị trí dữ liệu thuộc phân đoạn tương ứng với đoạn bắt đầu của gói dữ liệu gốc. 6/17/2021 108
  109. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Flags (3 bits): • bit 0: reserved - chưa sử dụng, luôn lấy giá trị 0. • bit 1: (DF) = 0 (May Fragment) = 1 (Don't Fragment) • bit 2: (MF) = 0 (Last Fragment) = 1 (More Fragments) 6/17/2021 109
  110. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Fragment Offset (13 bits): chỉ vị trí của đoạn (fragment) ở trong datagram tính theo đơn vị 8 bytes, có nghĩa là phần dữ liệu mỗi gói tin (trừ gói tin cuối cùng) phải chứa một vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 8 bytes. Điều này có ý nghĩa là phải nhân giá trị của Fragment offset với 8 để tính ra độ lệch byte. 6/17/2021 110
  111. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Time to Live (8 bits): qui định thời gian tồn tại (tính bằng giây) của gói tin trong mạng để tránh tình trạng một gói tin bị quẩn trên mạng. Thời gian này được cho bởi trạm gửi và được giảm đi (thường qui ước là 1 đơn vị) khi datagram đi qua mỗi router của liên mạng. Thời lượng này giảm xuống tại mỗi router với mục đích giới hạn thời gian tồn tại của các gói tin và kết thúc những lần lặp lại vô hạn trên mạng. Sau đây là 1 số điều cần lưu ý về trường Time To Live: • Nút trung gian của mạng không được gởi 1 gói tin mà trường này có giá trị= 0. • Một giao thức có thể ấn định Time To Live để thực hiện cuộc ra tìm tài nguyên trên mạng trong phạm vi mở rộng. • Một giá trị cố định tối thiểu phải đủ lớn cho mạng hoạt động tốt. 6/17/2021 111
  112. Cấu trúc gói tin của IP ➢ Protocol (8 bits): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích (hiện tại thường là TCP hoặc UDP được cài đặt trên IP). Ví dụ: TCP có giá trị trường Protocol là 6, UDP có giá trị trường Protocol là 17 ➢ Header Checksum (16 bits): Mã kiểm soát lỗi của header gói tin IP. ➢ Source Address (32 bits): Địa chỉ của máy nguồn. ➢ Destination Address (32 bits): địa chỉ của máy đích ➢ Options (độ dài thay đổi): khai báo các lựa chọn do người gửi yêu cầu (tuỳ theo từng chương trình). ➢ Padding (độ dài thay đổi): Vùng đệm, được dùng để đảm bảo cho phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bits. ➢ Data (độ dài thay đổi): Trên một mạng cục bộ như vậy, hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Như vậy vấn đề đặt ra là phải thực hiện ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý (48 bits) của một trạm. 6/17/2021 112
  113. Các bước hoạt động của giao thức IP ➢ Khi giao thức IP được khởi động nó trở thành một thực thể tồn tại trong máy tính và bắt đầu thực hiện những chức năng của mình, lúc đó thực thể IP là cấu thành của tầng mạng, nhận yêu cầu từ các tầng trên nó và gửi yêu cầu xuống các tầng dưới nó. ➢ Đối với thực thể IP ở máy nguồn, khi nhận được một yêu cầu gửi từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây: ✓ Tạo một IP datagram dựa trên tham số nhận được. ✓ Tính checksum và ghép vào header của gói tin. ✓ Ra quyết định chọn đường: hoặc là trạm đích nằm trên cùng mạng hoặc một gateway sẽ được chọn cho chặng tiếp theo. ✓ Chuyển gói tin xuống tầng dưới để truyền qua mạng. 6/17/2021 113
  114. Các bước hoạt động của giao thức IP (tiếp) ➢ Đối với router, khi nhận được một gói tin đi qua, nó thực hiện các động tác sau: ✓ Tính chesksum, nếu sai thì loại bỏ gói tin. ✓ Giảm giá trị tham số Time - to Live. nếu thời gian đã hết thì loại bỏ gói tin. ✓ Ra quyết định chọn đường. ✓ Phân đoạn gói tin, nếu cần. ✓ Kiến tạo lại IP header, bao gồm giá trị mới của các vùng Time - to -Live, Fragmentation và Checksum. ✓ Chuyển datagram xuống tầng dưới để chuyển qua mạng. 6/17/2021 114
  115. Các bước hoạt động của giao thức IP (tiếp) ➢ Cuối cùng khi một datagram nhận bởi một thực thể IP ở trạm đích, nó sẽ thực hiện bởi các công việc sau: ✓Tính checksum. Nếu sai thì loại bỏ gói tin. ✓Tập hợp các đoạn của gói tin (nếu có phân đoạn) ✓Chuyển dữ liệu và các tham số điều khiển lên tầng trên 6/17/2021 115
  116. Giao thức điều khiển truyền dữ liệu TCP ➢ TCP là một giao thức "có liên kết" (connection - oriented) ➢ Một tiến trình ứng dụng trong một máy tính truy nhập vào các dịch vụ của giao thức TCP thông qua một cổng (port) của TCP. Số hiệu cổng TCP được thể hiện bởi 2 bytes. ➢ Một cổng TCP kết hợp với địa chỉ IP tạo thành một đầu nối TCP/IP (socket) duy nhất trong liên mạng. Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp đầu nối TCP/IP. 6/17/2021 116
  117. Giao thức điều khiển truyền dữ liệu TCP (tiếp) ➢ Một đầu nối TCP/IP có thể tham gia nhiều liên kết với các đầu nối TCP/IP ở xa khác nhau. ➢ Trước khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết đó sẽ được giải phóng. ➢ Các thực thể của tầng trên sử dụng giao thức TCP thông qua các hàm gọi (function calls) trong đó có các hàm yêu cầu để yêu cầu, để trả lời. Trong mỗi hàm còn có các tham số dành cho việc trao đổi dữ liệu 6/17/2021 117
  118. Nguyên tắc hoạt động của TCP ➢ Các bước thực hiện để thiết lập một liên kết TCP/IP ✓ Bước 1: Client gửi một gói tin (SYN) xin kết nối với server tại một cổng nào đó ✓ Bước 2: Server trả lời bằng một gói tin chấp nhận kết nối (SYN- ACK) ✓ Bước 3: Client gửi một tín hiệu báo nhận (ACK) cho server. Đến đây, cả client và server đều đã nhận được một tin báo nhận (acknowledgement) về kết nối, và việc truyền dữ liệu sẽ diễn ra cho tới khi có tin hiệu đóng kết nối của một trong hai bên, đây chính là đặc điểm mà người ta xếp TCP vào loại giao thức kết nối 6/17/2021tin cậy. GV: Lê Văn Hùng 118
  119. Nguyên tắc hoạt động của TCP • Thiết lập kết nối: bắt tay 3 bước B1: Gói tin (SYN) xin kết nối 6/17/2021 119 GV: Lê Văn Hùng
  120. Nguyên tắc hoạt động của TCP • Truyền dữ liệu – 2 bước đầu tiên trong 3 bước bắt tay, 2 máy tính trao đổi một số thứ tự gói ban đầu (Initial Sequence Number - ISN) – Có thể chọn ISN ngẫu nhiên – ISN dùng để đánh dấu các khối dữ liệu gửi từ mỗi máy tính – Sau mỗi byte được truyền đi, số này lại được tăng lên – Trên lý thuyết, mỗi byte gửi đi đều có một số thứ tự và khi nhận được thì máy tính nhận gửi lại tin báo nhận (ACK) – Trong thực tế thì chỉ có byte dữ liệu đầu tiên được gán số thứ tự trong trường số thứ tự của gói tin và bên nhận sẽ gửi tin báo nhận bằng cách gửi số thứ tự của byte đang chờ 6/17/2021 GV: Lê Văn Hùng 120
  121. Nguyên tắc hoạt động của TCP • Truyền dữ liệu (t) – Số thứ tự và tin báo nhận giải quyết được các vấn đề về lặp gói tin, truyền lại những gói bị hỏng/mất và các gói tin đến sai thứ tự – Tin báo nhận (hoặc không có tin báo nhận) là tín hiệu về tình trạng đường truyền giữa 2 máy tính – TCP sử dụng một số cơ chế nhằm đạt được hiệu suất cao và ngăn ngừa khả năng nghẽn mạng gồm: cửa sổ trượt (sliding window), các thuật toán: slow-start, tránh nghẽn mạng (congestion avoidance), truyền lại và phục hồi nhanh, 6/17/2021 121
  122. Nguyên tắc hoạt động của TCP • Nhận xét việc truyền dữ liệu – Truyền dữ liệu không lỗi (cơ chế sửa lỗi/truyền lại) – Truyền các gói dữ liệu theo đúng thứ tự – Truyền lại các gói dữ liệu mất trên đường truyền – Loại bỏ các gói dữ liệu trùng lặp. – Cơ chế hạn chế tắc nghẽn đường truyền 6/17/2021 122
  123. Kết thúc kết nối ➢ Một quá trình kết thúc có 2 cặp gói tin trao đổi ➢ Khi một bên muốn kết thúc, nó gửi đi một gói tin kết thúc (FIN) và bên kia gửi lại tin báo nhận (ACK) ➢ Một kết nối có thể tồn tại ở dạng “nửa mở”: 1 bên đã kết thúc gửi dữ liệu nên chỉ nhận thông tin, bên kia vẫn tiếp tục gửi 6/17/2021 123
  124. Giao thức không liên kết UDP • Nhiệm vụ • Nguyên tắc hoạt động • Cấu trúc gói tin 6/17/2021 124
  125. Nhiệm vụ của giao thức UDP • UDP (User Datagram Protocol) là giao thức theo phương thức không liên kết được sử dụng thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của từng ứng dụng 6/17/2021 125
  126. Nguyên tắc hoạt động của UDP • UDP không có cơ chế báo nhận ACK, không sắp xếp tuần tự các gói tin, có thể làm mất hoặc trùng dữ liệu • UDP cung cấp các dịch vụ vận chuyển không tin cậy • UDP cũng cung cấp cơ chế gán và quản lý các số liệu cổng (port number) để định danh duy nhất cho các ứng dụng chạy trên một trạm của mạng • UDP thường có xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP • Thường được dùng cho các ứng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận 6/17/2021 126
  127. Cấu trúc gói tin của UDP 6/17/2021 127
  128. Cấu trúc gói tin của UDP Trường Chức năng Source Port (cổng nguồn) Cổng UDP của trạm gửi tin. Destination Port (cổng đích) Cổng UDP của trạm nhận tin. UDP Checksum Kiểm tra tính toàn vẹn của phần đầu và phần dữ liệu gói tin UDP. Acknowledgment Number (số Số thứ tự của byte mà phía gửi thông báo) cần nhận tiếp theo từ phía trạm còn lại của liên kết. 6/17/2021 128
  129. Một số cổng UDP thông dụng Số cổng UDP Mô tả 53 Truy vấn tên từ hệ thống tên miền DNS (Domain Name System). 69 Giao thức TFTP (Trivial File Transfer Protocol). 137 Dịch vụ tên NetBIOS. 138 Dịch vụ truyền dữ liệu NetBIOS. 161 Giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol). 6/17/2021 129
  130. Một số giao thức khác 6/17/2021 130
  131. Giao thức NetBIOS ➢ NetBIOS (Network Basic Input/Output System) được phát triển cho IBM vào năm 1983 bởi Sytek Corporation ➢ NetBIOS cho phép các ứng dụng giao tiếp qua mạng ➢ NetBIOS định nghĩa hai thực thể, một ở mức phiên giao tiếp và một ở mức giao thức quản lý phiên truyền dữ liệu ➢ NetBIOS cung cấp các lệnh và hỗ trợ cho quản lý tên NetBIOS Name Management, NetBIOS Datagram, và NetBIOS Sessions. 6/17/2021 131
  132. NetBIOS Name Management ➢ Các dịch vụ quản lý tên NetBIOS cung cấp các chức năng sau: ▪ Đăng ký và giải phóng tên ✓ Khi một trạm TCP/IP khởi tạo, nó đăng ký tên NetBIOS bằng cách lan truyền hoặc hướng một yêu cầu đăng ký tên NetBIOS tới một máy chủ tên NetBIOS Name Server. Nếu một trạm khác đã đăng ký cùng tên, hoặc là trạm hoặc là server tên NetBIOS trả lời với một thông điệp phủ định đăng ký tên. Trạm khởi tạo nhận được một kết quả khởi tạo lỗi. ✓ Khi dịch vụ trên một trạm dừng hoạt động, trạm đó sẽ ngừng lan toả trả lời phủ định việc đang ký tên và giải phóng tên để cho trạm khác có thể sử dụng. ✓ Dịch vụ tên NetBIOS sử dụng giao thức UDP cổng 137 6/17/2021 132
  133. Dịch vụ gói dữ liệu NetBIOS (NetBIOS Datagrams) ➢ Dịch vụ gói dữ liệu NetBIOS cung cấp dịch vụ truyền các gói dữ liệu không liên kết, không có thứ tự, và không tin cậy. ➢ Các gói dữ liệu có thể hướng tới một tên máy NetBIOS hoặc lan truyền quảng bá tới một nhóm tên. ➢ Việc truyền các gói tin NetBIOS là không tin cậy, trong đó chỉ người sử dụng đã đăng nhập vào mạng mới nhận được các thông điệp. Dịch vụ gói tin có thể khởi tạo và nhận cả các thông điệp truyền quảng bá và truyền có định hướng. ➢ Dịch vụ gói tin NetBIOS sử dụng giao thức UDP cổng 138 6/17/2021 133
  134. Dịch vụ phiên NetBIOS (NetBIOS sessions) ➢ Dịch vụ phiên NetBIOS cung cấp khả năng truyền các thông điệp NetBIOS có liên kết, có thứ tự, và tin cậy. ➢ Dịch vụ phiên NetBIOS sử dụng giao thức TCP cung cấp, duy trì, và kết thúc các phiên. ➢ Dịch vụ phiên cho phép luồng dữ liệu truyền theo hai hướng sử dụng giao thức TCP cổng 139 6/17/2021 134