Bài giảng mạng máy tính (computer network) chương 10 lưu đức trung

Internet Protocol IP Version 4... Timestamping nhãn th i gianờIPv4 Header... Internet Group Management Protocol... Được g i đi b i router multicastử ởGeneral query: Đóng vai trò thăm dò

Có th  nhóm các ch c năng giao th c thành các lo i sau:ể ứ ứ ạ

Bao gói

Phân đo n và gi i phân đo n.ạ ả ạ

Đi u khi n k t n i.ề ể ế ốGiao nh n theo trình t ậ ự

Đi u khi n lu ng.ề ể ồ

Ki m soát l i.ể ỗ

Đ nh đ a ch ị ị ỉ

D n ghép kênh.ồCác d ch v  truy n g iị ụ ề ử

S  bao gói (Encapsulation) ự

D  li u thữ ệ ường được truy n theo kh i (PDU) ; M i PDUề ố ỗ  

g m d  li u và thông tin đi u khi n. M t s  ch  ch a thông tinồ ữ ệ ề ể ộ ố ỉ ứ  

đi u khi n.ề ể

Ba lo i thông tin đi u khi n g mạ ề ể ồ  

Address: truy n | nh nề ậError­detecting code: ch ng h n FCSẳ ạProtocol control

Các thông tin thi hành các ch c năng c a giao th cứ ủ ứCác thông tin này (data +infor) được gói l i v i nhauạ ớ

Ng t nh  giúp dò l i hi u qu  h n, truy n l i ít h nắ ỏ ỗ ệ ả ơ ề ạ ơ

D  thi hành công b ng, tránh vi c m t tr m chi m đễ ằ ệ ộ ạ ế ườ  ngquá lâu

Các b  đ m nh  h nộ ệ ỏ ơ

Cho phép thi hành d  dàng các đi m ki m tra, ph c h iễ ể ể ụ ồ

S  phân đo n các PDU ự ạ

Các khái ni m v  TCP/IP ệ ề

Các m c đ a ch ứ ị ỉ

Đ a ch  h  th ng: m i h  th ng cu i và h  th ng trung gianị ỉ ệ ố ỗ ệ ố ố ệ ố  

c n có m t tên duy nh tầ ộ ấ

Đ a ch  m c m ngị ỉ ứ ạ

Đ a ch  IP hay đ a ch  Internet ị ỉ ị ỉTrong OSI, g i là network service access point (NSAP)ọ

Đ a ch  đị ỉ ượ ử ục s  d ng đ  d n gói tin đ n đíchể ẫ ế

T i đích, d  li u ph i đạ ữ ệ ả ược đ a đ n đúng ti n trìnhư ế ế

M i ti n trình ph i đỗ ế ả ược gán m t tên riêngộ

Đó là c ng TCP/IPổTrong OSI là Service access point (SAP)

Ph m vi đ a ch ạ ị ỉ

Đ a ch  toàn m ngị ỉ ạ

Rõ ràng

Nh n di n đậ ệ ược b i m i h  th ng trong m ngở ọ ệ ố ạTên ph i đả ượ ấc c p phát 

M t h  th ng có th  có h n m t đ a ch  toàn m ngộ ệ ố ể ơ ộ ị ỉ ạCách đ t tên ph i áp d ng đặ ả ụ ược b t k  đâu trong m ngấ ỳ ạ

Đ a chi m ng cho phép internet đ a d  li u đ n đị ạ ư ữ ệ ế ược hệ 

th ng cu iố ố

C n đ a ch  duy nh t cho m i thi t b  giao ti p trên m ngầ ị ỉ ấ ỗ ế ị ế ạ

Đ a ch  MAC trong IEEE 802 và đ a ch  host trong ATMị ỉ ị ỉCho phép m ng giao các đ n v  d  li u đ n h  th ng đãạ ơ ị ữ ệ ế ệ ố  

đ nhị

Đ a ch  đi m k t n i m ngị ỉ ể ế ố ạ

Ph m vi đ a ch  ch  liên quan t i các đ a ch  m c m ngạ ị ỉ ỉ ớ ị ỉ ứ ạ

C ng hay SAP trong m t h  th ng ch  c n duy nh t trongổ ộ ệ ố ỉ ầ ấ  chính h  th ng đóệ ố

Ví d : C ng listening 80 trong web server theo TCP/IPụ ổ

Ho t đ ng IP ạ ộ

Internet Protocol (IP) Version 4

Là m t ph n c a b  TCP/IPộ ầ ủ ộ

Đượ ử ục s  d ng trong InternetXác đ nh các phị ương pháp giao ti p v i t ng trên, c  th  làế ớ ầ ụ ể  TCP

Data length (Đ  dài d  li u)ộ ữ ệ

Option data (D  li u l a ch n)ữ ệ ự ọ

User data (D  li u ngữ ệ ười dùng)

Timestamping (nhãn th i gian)ờ

IPv4 Header

Tr ườ ng Data

D  li u ngữ ệ ười dùng t ng trênầ

S  nguyên b i c a 8 (bit)ố ộ ủ

Chi u dài t i đa c a datagram g m c  header 65,535 octetề ố ủ ồ ả

Các d ng th c đ a ch  IPv4 ạ ứ ị ỉ

Các d ng th c đ a ch  IPv4 ạ ứ ị ỉ

32 bit đ a ch  global, chia 2 ph n: network và hostị ỉ ầ

3 l p đ a ch  quan tr ng: xxx.xxx.xxx.xxxớ ị ỉ ọ

L p Aớ : Các đ a ch  m ng mà octet đ u tiên t  00000000 đ nị ỉ ạ ầ ừ ế  

01111111 được giành riêng. (0 … 127.xxx.xxx.xxx)

L p Bớ : t  10000000 … 10111111 (128 191). D u ch m thừ ấ ấ ứ hai cũng thu c l p này nên có 26+ 28 =214 = 16,384 đ a ch  l p Bộ ớ ị ỉ ớ

L p Cớ : b t đ u b ng 11000000(192) đ n 11011111(223) vàắ ầ ằ ế  octet th  hai, th  ba. V y có 25+28+28=221 = 2.097.152 đ a chứ ứ ậ ị ỉ

Gi i pháp: Các LAN “cùng đ a đi m” đả ị ể ược gán ch  m t giáỉ ộ  

tr  đ a ch  l p m ng (ti t ki m tài nguyên IP và đ n gi n kị ị ỉ ớ ạ ế ệ ơ ả ỹ thu t tìm đậ ường)

M i LAN đỗ ược gán cho m t s  subnet.ộ ố

Ph n host c a đ a ch  liên m ng l i đầ ủ ị ỉ ạ ạ ược phân chia thành: 

s  subnet và s  host và tr  thành m t m c đ a ch  c p dố ố ở ộ ứ ị ỉ ấ ưới.Trong subnet, các router c c b  d n đụ ộ ẫ ường qua giá tr  m ngị ạ  

m  r ng g m ph n m ng trong đ a ch  IP và giá tr  m ng con. ở ộ ồ ầ ạ ị ỉ ị ạ

Các v  trí bit ch a s  m ng m  r ng đị ứ ố ạ ở ộ ược bi u th  b ng m tể ị ằ ặ  

n  đ a ch  (address mask). Vi c s  d ng m t n  đ a ch  cho phépạ ị ỉ ệ ử ụ ặ ạ ị ỉ  host xác đ nh m t datagram có nh m t i m t đích   cùng LANị ộ ắ ớ ộ ở  (g i tr c ti p) hay m t LAN khác (g i cho router).ử ự ế ộ ử

Vì sao ph i thay đ i IP? ả ổ

Không gian đ a ch  IP đã c nị ỉ ạ

K  thu t đ a ch  hai m c (network/host) lãng phí khôngỹ ậ ị ỉ ứ  gian đ a chị ỉ

C u hình TCP/IP v n đòi h i đ a ch  IP k  c  khi khôngấ ẫ ỏ ị ỉ ể ả  

k t n i Internetế ố

S  l n m nh nhanh chóng v  s  lự ớ ạ ề ố ượng m ng và Internet ạ

H u h t không đầ ế ược xác đ nh b i các router trung gianị ở

C i thi n t c đ , đ n gi n hóa x  lý t i các routerả ệ ố ộ ơ ả ử ạ

M  r ng các l a ch n m t cách d  dàng h nở ộ ự ọ ộ ễ ơ

T  đ ng c u hình đ a ch : Gán đ a ch  linh ho t/đ ngự ộ ấ ị ỉ ị ỉ ạ ộ

Tăng tính m m d o trong k  thu t đ nh đ a chề ẻ ỹ ậ ị ị ỉ

Anycast – giao nh n t i m t trong s  các nútậ ạ ộ ố

C i thi n tính m  r ng đả ệ ở ộ ượ ủc c a đ a ch  multicastị ỉ

H  tr  c p phát tài nguyênỗ ợ ấ

Thay th  các ki u d ch vế ể ị ụ

G n nhãn các gói tin cho lu ng giao thôngắ ồCho phép x  lý đ c bi t: real time videoử ặ ệ

C u trúc IPv6 ấ

Header cho IPv6

Các tr ườ ng trong Header c a IP v6 ủ

Traffic Class

Các l p hay các quy n  u tiên c a các gói tinớ ề ư ủ

Hi n v n còn đang ti p t c nghiên c u phát tri nệ ẫ ế ụ ứ ể

Các đ a ch  trong IPv6 ị ỉ

Dài 128 bits

Được gán cho b  giao ti p (interface)ộ ế

M t giao ti p có th  có nhi u đ a ch  unicastộ ế ể ề ị ỉ

Ba ki u đ a chể ị ỉ

Ba ki u đ a ch ể ị ỉ

Giao nh n cho t t c  ậ ấ ả

Các header m  r ng trong IPv6 ở ộ

Các l a ch n Hop­by­Hop ự ọ

Cung c p các h  tr  cho RSVPấ ỗ ọ

Phân đo n t i lu ng ph i b ng v i MTU, n u không … gi iạ ạ ồ ả ằ ớ ế ớ  

Broadcast: g i b n sao gói tin t i t ng m ngử ả ớ ừ ạ

Multiple Unicast: Ch  g i gói tin t i các m ng n m trongỉ ử ớ ạ ằ  nhóm

Các yêu c u đ i v i Multicast ầ ố ớ

Router có th  ph i chuy n ti p nhi u h n m t b n sao c aể ả ể ế ề ơ ộ ả ủ  cùng gói tin. 

C n có nh ng qui ầ ữ ước nh n di n các đ a ch  multicastậ ệ ị ỉ

IPv4 ­ Class D – B t đ u b ng 1110ắ ầ ằ

IPv6 ­ 8 bit đ u đ u là 1, 4 bit c , 4 bit trầ ề ờ ường scope, 112 bit còn l i ch  ra đ nh danh c a nhómạ ỉ ị ủ

Các nút m ng ph i d ch các đ a ch  IP multicast đ i chi u v iạ ả ị ị ỉ ố ế ớ  danh sách các nhóm m ng thành viênạ

Router ph i d ch đ a ch  IP multicast và so sánh v i đ a chả ị ị ỉ ớ ị ỉ multicast c a m ngủ ạ

C n có c  ch  cho các host đ  gia nh p hay r i b  nhómầ ơ ế ể ậ ờ ỏ  multicast

Các router c n ph i trao đ i các thông tin v i nhau:ầ ả ổ ớ

Nh ng m ng nào có m t trong nhómữ ạ ặ

Nh ng thông tin liên quan t i tìm đữ ớ ường đi ng t nh tắ ấ

Thu t toán tìm đậ ường đ  tính để ường ng n nh tắ ấ

Các router ph i xác đ nh các tuy n đả ị ế ường khác nhau d aự  vào các đ a ch  ngu n và đích.ị ỉ ồ

Giao th c IGMP ứ

RFC 3376. Internet Group Management Protocol

Host   và   router   trao   đ i   cho   nhau   các   thông   tin   v   nhómổ ề  multicast

Dùng broadcast LAN đ  truy n thông tin gi a nhi u host vàể ề ữ ề  router

Nguyên t c ho t đ ng c a IGMP ắ ạ ộ ủ

Các host g i các thông đi p t i router đ  đăng ký và r i bử ệ ớ ể ờ ỏ nhóm multicast

M i nhóm đỗ ược xác đ nh b ng m t đ a ch  multicastị ằ ộ ị ỉ

Các router xác minh theo danh sách đ  bi t (nh ng) host nàoể ế ữ  quan tâm t i (nh ng) nhóm nàoớ ữ

Phiên b n hi n hành c a IGMP: version 3ả ệ ủ

IGMPv1

Các host có th  đăng nh p nhómể ậCác router dùng các b  đ m đ  qu n lý các thành viênộ ế ể ả  nhóm (theo th i gian)ờ

Ho t đ ng c a IGMPv1 & v2 ạ ộ ủ

Các thi t b  nh n (Receiver) ph i đăng ký v i các nhómế ị ậ ả ớ

Các ngu n không c n đăng ký vào nhóm nàoồ ầ

B t c  host nào cũng có th  g i gói tin t i b t k  nhómấ ứ ể ử ớ ấ ỳ  multicast nào (đ  đăng ký, ho c  )ể ặ

H n ch :ạ ế

Các nhóm multicast ph i ch u r t nhi u t n công spamả ị ấ ề ấCho dù s  d ng các k  thu t đ  l c các gói tin khôngử ụ ỹ ậ ể ọ  mong mu n thì cũng tiêu t n nhi u tài nguyênố ố ề

Xây d ng các cây thu/m  (spanning) không đ n gi n vàự ở ơ ả  luôn ch u nhi u tác đ ng b i nhi u nguyên nhânị ề ộ ở ề

V  trí c a các ngu n là không rõ ràngị ủ ồ

Tìm được các đ a ch  multicast duy nh t toàn c n là đi uị ỉ ấ ầ ề  

vô cùng khó khăn

IGMP v3

Cho phép các host ch  ra c  th  m t danh sách nhóm nó c nỉ ụ ể ộ ầ  liên l c: Theo đó, các giao v n t i các host khác s  b  router ch nạ ậ ớ ẽ ị ặ  

l i. ạ

Cho phép các host ch n các gói tin t  các ngu n không mongặ ừ ồ  

đ iợ

Khuôn d ng gói tin IGMP Membership Query ạ

Membership Query

Được g i đi b i router multicastử ở

General query: Đóng vai trò thăm dò chung

Đ  bi t: nhóm nào có thành viênể ế

Group­specific query: 

Nhóm có thành viên trên m ng không (Does group haveạ  members on an attached network)

Group­and­source specific query

Thi t b  trên m ng có mu n g i các gói tin đ n đ a ch  đaế ị ạ ố ử ế ị ỉ  

qu ng bá xác đ nh không (Do attached device want packetsả ị  sent to specified multicast address)

T  b t k  danh sách ngu n đ nh trừ ấ ỳ ồ ị ước nào (From any of specified list of sources)

Membership Query Fields

Type

Max Response Time

Th i gian t i đa trờ ố ước khi g i báo cáo theo đ n v  là 1/20ử ơ ị  giây (Max time before sending report in units of 1/10 second)Checksum

Thu t toán tậ ương t  IPv4 (Same algorithm as IPv4)ự

Group Address

Là 0 v i tin nh n yêu c u chung (Zero for general queryớ ắ ầ  message)

Đ a ch  nhóm qu ng bá v i nhóm xác đ nh ho c nhóm vàị ỉ ả ớ ị ặ  ngu n (Multicast group address for group­specific or group­ồand­source)

S Flag

Là 1 khi các routers nh n s  không c p nh p b  đ mậ ẽ ậ ậ ộ ế  

được th c hi n b i yêu c u nghe (1 indicates that receivingự ệ ở ầ  routers should suppress normal timer updates done on hearing query)

QRV (querier's robustness variable)

Giá tr  đị ược bên g i yêu c u dùng (RV value used byử ầ  sender of query)

Các b  đ nh tuy n ch p nh n giá tr  độ ị ế ấ ậ ị ược nh n g n nh tậ ầ ấ  (Routers adopt value from most recently received query)

N u   RV   khác   không,   giá   tr   m c   đ nh   s   đế ị ặ ị ẽ ược   dùng (Unless RV was zero, when default or statically configured value used)

RV cho bi t s  l n phát l i đ  đ m b o báo cáo không bế ố ầ ạ ể ả ả ị 

th t   l c   (RV   dictates   number   of   retransmissions   to   assureấ ạ  report not missed)

QQIC (querier's querier interval code)

Giá tr  QI đị ược query s  d ng (QI value used by querier)ử ụ

Đ m th i gian  đ  g i nhi u query (Timer for sendingế ờ ể ử ề  multiple queries)

Các b  đ nh tuy n không trong query hi n t i s  thu nh nộ ị ế ệ ạ ẽ ậ  giá tr  QI g n nh t (Routers not current querier adopt mostị ầ ấ  recently received QI)

Giá tr  QI m c đ nh s  đị ặ ị ẽ ược dùng tr  khi QI b ng 0ừ ằ  (Unless QI was zero, when default QI value used)

Number of Sources (S  lố ượng ngu n)ồ

Source addresses (Các đ a ch  ngu n)ị ỉ ồ

M i   ngu n   có   m t   đ a   ch   32   bit   (One   32   bit   unicastỗ ồ ộ ị ỉ  address for each source)

IGMP Message Formats Membership Report