tìm hiểu công nghệ voip xây dựng mô hình truyền thoại pc to pc ( phần nhận )

CÁC KIẾN THỨC CƠ SƠ Û:Định nghĩa: - Mạng máy tính là một nhóm các máy tính,thiết bị ngoại vi đượckết nối với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn nhưcáp,sóng điện tử,tia hồng ngoại…

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU VỀ MẠNG

MÁY TÍNH

- -I CÁC KIẾN THỨC CƠ SƠ Û:

Định nghĩa:

- Mạng máy tính là một nhóm các máy tính,thiết bị ngoại vi đượckết nối với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn nhưcáp,sóng điện tử,tia hồng ngoại…giúp cho các thiết bị này có thểtrao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng

Lợi ích thực tiễn của mạng

- Tiết kiệm được tài nguyên phần cứng

- Trao đổi đữ liệu trở nên dễ dàng hơn

- Chia sẻ ứng dụng

- Tập trung dữ liệu, bảo mật và backup tốt

- Sử dụng các phần mềm ứng dụng trên mạng

- Sử dụng các dịch vụ Internet

1 Băng thông :

Băng thông là đại lượng đo lường lượng thông tin truyền đitừ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian cho trước Chúng ta đã biết đơn vị thông tin cơ bản nhất là bit , đơn vị cơbản nhất của thời gian là giây Vậy nếu mô tả lượng thông tintruyền qua trong một khoảng thời gian chỉ định có thể dùngđơn vị “ số bit trên một giây” để mô tả thông tin này ( bit persecond –bps)

II CÁC LOẠI MẠNG MÁY TÍNH THÔNG DỤNG NHẤT :

1 Mạng cục bộ LAN (Local Area Network)

Mạng LAN là một nhóm các máy tính và các thiết bịtruyền thông mạng được nối kết với nhau trong một khu vựcnhỏ như một toà nhà cao ốc , khuôn viên trường đại học khugiải trí…

Các mạng LAN thường có các đặc điểm sau đây :

 Băng thông lớn có khả năng chạy các ứng dụng trựctuyến như xem phim , hội thảo qua mạng

 Kích thước mạng bị giới hạn bởi các thiết bị

 Chi phí các thiết bị mạng LAN tương đối rẻ

 Quản trị đơn giản

2 Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network)

Mạng MAN gần giống như mạng LAN nhưng giới hạn củanó là một thành phố hay một quốc gia Mạng MAN nối kếtcác mạng LAN lại với nhau thông qua các phương tiện truyềndẫn khác nhau ( cáp quang , cáp đồng , sóng…) và các phươngthức truyền thông khác nhau

Đặc điểm của mạng MAN :

 Băng thông mức trung bình , đủ để phục vụ các ứngdụng cấp thành phố hay quốc gia như chính phủ điện tử ,thương mại điện tử , các ứng dụng của các ngân hàng…

 Do MAN nối kết nhiều LAN với nhau nên độ phức tạpcũng tăng đồng thời việc quản lý sẽ khó khăn hơn

 Chi phí các thiết bị mạng MAN tương đối đắt tiền

3 Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network)

Mạng WAN bao phủ vùng địa lý rộng lớn có thể là mộtquốc gia , một lục địa hay toàn cầu Mạng WAN thường làmạng của các công ty đa quốc gia hay toàn cầu điển hình làmạng Internet Do phạm vi rộng lớn của mạng WAN nênthông thường mạng WAN là tập hợp các mạng LAN , MANnối lại với nhau bằng các phương tiện như : vệ tinh (satellites) ,sóng viba (microwave) , cáp quang, cáp điện thoại

Đặc điểm của mạng WAN :

 Băng thông thấp , dễ mất kết nối thường chỉ phù hợp vớicác ứng dụng online như e-mail , web , ftp…

 Pham vi hoạt động rộng lớn không giới hạn

 Do kết nối của nhiều LAN , MAN lại với nhau nênmạng rất phức tạp và có tình toàn cầu nên thường là cáctổ chức quốc tế đứng ra qui định và quản lý

 Chi phí cho các thiết bị và các công nghệ mạng WANrất đắt tiền.

4.Mạng Internet

Mạng Internet là trường hợp đặc biệt của mạng WAN , nóchứa các dịch vụ toàn cầu như mail ,web , chat , ftp và phụcvụ miễn phí cho mọi người

III CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ MẠNG :

Cơ bản có 3 loại mô hình xử lý mạng bao gồm:

- Mô hình xử lý mạng tập trung

- Mô hình xử lý mạng phân phối

- Mô hình xử lý mạng cộng tác

1 Mô hình xử lý mạng tập trung :

Toàn bộ các tiến trình xử lý diễn ra tại máy tính trung tâm.Các máy trạm cuối (Terminals) được nối mạng với máy tínhtrung tâm và chỉ hoạt động như những thiết bị nhập xuất dữliệu cho phép người dùng xem trên màn hình và nhập liệu bànphím.Các máy trạm đầu cuối không lưu trữ và xử lý dữ liệu Mô hình xử lý mạng trên có thể triển khai trên hệ thống phầncứng hoặc phần mềm được cài đặt trên Server

 Ưu điểm : dữ liệu được bảo mật an toàn ,dễ backup và

diệt virus, chi phí các thiết bị thấp

 Khuyết điểm : khó đáp ứng được các yêu cầu của

nhiều ứng dụng khác nhau, tốc độ truy

2 Mô hình xử lý mạng phân phối :

Các máy tính có khả năng hoạt động độc lập , các côngviệc được tách nhỏ và giao cho nhiều máy tính khác nhau thay

vì tập trung xử lý trên máy trung tâm Tuy dữ liệu được xử lývà lưu trữ tại máy cục bô nhưng các tính này được nối mạngvới nhau nên chúng có thể trao đổi dữ liệu và dịch vụ

 Ưu điểm : truy xuất nhanh, phần lớn không giới hạn

các ứng dụng

 Khuyết điểm : dữ liệu lưu trữ rời rạc khó đồng bộ,

backup và rất dễ nhiễm virus

3 Mô hình xử lý mạng cộng tác:

Mô hình xử lý mạng cộng tác bao gồm nhiều máy tính cóthể hợp tác để thực hiện một công việc Một máy tính có thểmượn năng lực xử lý băng cách chạy các chương trình trên cácmáy nằm trong mạng

 Ưu điểm : rất nhanh và mạnh , có thể dùng để chạy các

ứng dụng có các phép toán lớn

 Khuyết điểm : các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí

khác nhau nên rất khó đồng bộ vàbackup , khả năng nhiễm virus rất cao

IV CÁC MÔ HÌNH QUẢN LÝ MẠNG :

1 Workgroup

Trong mô hình này các máy tính có quyền hạng ngangnhau và không có các máy tính chuyên dụng làm nghiệp vụcung cấp dịch vụ hay quản lý Các máøy tính tự bảo mật vàquản lý tài nguyên của riêng mình Đồng thời các máy tính cụcbộ này cũng tự chứng thực cho người dùng cục bộ

2 Domain

Ngược lại với mô hình Workgroup , mô hình Domain thìviệc quản lý và chứng thực người dùng mạng tập trung tại máytính Primary Domain Controller Các tài nguyên mạng cũngđược quản lý tập trung và cấp quyền hạn cho từng người dùng Lúc đó trong hệ thống có các máy tính chuyên dụng làmnhiệm vụ cung cấp các dịch vụ và quản lý các máy trạm

V CÁC MÔ HÌNH ỨNG DỤNG MẠNG :

1 Mạng ngang hàng ( peer to peer )

Mạng ngang hàng cung cấp việc kết nối cơ bản giữa cácmáy tính nhưng không có bất kỳ một máy tính nào đóng vai tròphục vụ Một máy tính trên mạng có thẻ vừa là Client vừa làServer Trong môi trường này người dùng trên từng máy tínhchịu trách nhiệm điều hành và chia sẻ tài nguyên của máy tínhmình.Mô hình này chỉ phù hợp với tổ chức nhỏ , số người giớihạn (thông thường nhỏ hơn 10 người ) và không quan tâm đếnvấn đề bảo mật

Mạng ngang hàng thường dùng các hệ điều hành sau :Win95 , Windows for Workgroup , WinNT Workstation ,

tập trung nên dữ liệu phân tán, khả năngbảo mật thấp rất dễ bị xâm nhập Các tàinguyên không được sắp xếp nên rất khóđịnh vị và tìm kiếm.

2 Mạng khách - chủ (Client – Server)

Trong mô hình mang khách chủ có một hệ thống máy tínhcung cấp các tài nguyên và dịch vụ cho cả hệ thống mạng sửdụng gọi là các máy chủ (Server) Một hệ thống máy tính sửdụng các tài nguyên và dịch vụ này được gọi là máy khách(Client).Các Server thường có cấu hình mạnh (tốc độ xử lýnhanh, kích thước lưu trữ lớn) hoặc là các máy chuyên dụng Hệ điều hành mạng dùng trong mô hình Client - Server làWinNT, Novell Netware, Unix,Win2K…

 Ưu điểm: do các dữ liệu được lưu trữ tập trung nên dễ

bảo mật , backup và đồng bộ với nhau Tàinguyên và dịch vụ được tập trung nên dễchia sẻ và quản lý và có thể phục vụ chonhiểu người dùng

 Khuyết điểm : các server chuyên dụng rất đắt tiền ,

phải có nhà quản trị cho hệ thống

VI KIẾN TRÚC MẠNG CỤC BỘ :

1 Hình trạng mạng ( Network Topology )

Topo mạng : cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình

học mà ta gọi là tô pô của mạng

Có 2 kiểu nối mạng chủ yếu đó là :

 Nối kiểu điểm – điểm (point – to – point)

 Nối kiểu điểm – nhiều điểm (point – to – multipoint haybroadcast)

- Point to Point : các đường truyền nối từng cặp nút với nhau

và mõi nút đều có trách nhiệm lưu trữ tạmthời sao đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích

Do cách làm việc như vậy nên mạng kiểu nàycòn được gọi là mạng “ lưu và chuyển tiếp “(strore and forward)

- Point to multipoint : tất cả các nút phân chia nhau một đường

truyền vật lý chung Dữ liệu gưi đi từmột nút nào đó sẽ được tiếp nhận bởitất cả các nút còn lại trên mạng bởi vậychỉ cần chỉ ra địa chỉ đích cuả dữ liệuđể căn cứ vào đó các nút tra xem dữliệu đó có phải gửi cho mình không

trung tâm Vai trò của thiết bị trung tâm là thiết lập các liênkết Point to Point.

 Ưu điểm : thiết lập mạng đơn giản , dễ dàng cấu hình lại

mạng (thêm , bớt các trạm),dễ dàng kiểmsoát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối

đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý

 Khuyết điểm : độ dài đường truyền nối một trạm với

thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng100m ,với công nghệ hiện nay)

3 Mạng trục tuyến tính ( Bus )

Tất cả các trạm phân chia một đường truyền chung (bus).Đường truyền chính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nốiđặc biệt gọi là terminator Mỗi trạm được nối với trục chínhqua một đầu nối chữ T ( T-connector ) hoặc một thiết bị thuphát (transceiver)

Mô hình mạng Bus hoạt động theo các liên kết Point toMultipoint hay Broadcast

 Ưu điểm : dễ thiết kế , chi phí thấp

 Khuyết điểm : tính ổn định kém , chỉ một nút mạng hỏng

là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động

4 Mạng hình vòng ( Ring )

- Trên mạng hình vòng tín hiệu được truyền đi trên vòng theomột chiều duy nhất Mỗi trạm của mạng được nối với nhau quamột bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồichuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vòng Như vậy tín hiệu đượclưu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kếtPoint to Point giữa các repeater

Mạng hình vòng có ưu nhược điểm tương tự như mạng hình sao,tuy nhiên mạng hình vòng đòi hỏi giao thức truy nhập mạngphúc tạp hơn mạng hình sao

- Ngoài ra còn có các kết nối hỗn hợp giữa các kiến trúc mạng

trên như :Star Bus , Star Ring

- - Khái niệm giao thức (protocol)

- Là quy tắc giao tiếp (tiêu chuẩn giao tiếp) giữa hai hệthống giúp chúng hiểu và trao đổi dữ liệu được với nhau

- VD: Internetwork Packet Exchnge (IPX) , TransmissionControl Protocol / Internetwork Protocol (TCP/IP) ,NetBIOS Exchange User Interface (NetBEUI)…

 Các tổ chức định chuẩn

- ITU ( Internation Telecommunication Union): hiệp hộiviễn thông quốc tế

- IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers):việc các kĩ sư điện và điện tử

- ISO (International Standarzation Organization ) : tổ chứctiêu chuẩn quốc tế , trụ sở tạ Genever , Thuỵ Sĩ Vào name

1977 , ISO được giao trách nhiệm thiết kế một chuẩntruyền thông dựa trên lí thuyết về kiến trúc các hệ thốngmở làm cơ sở để thiết kế mạng máy tính Mô hình này cótên là OSI (Open System Interconnection – tương kết cáchệ thống mở )

I Mô hình tham chiếu OSI :

- Mô hình OSI (Open System Interconnection) : là mô hìnhtương kết những hệ thống mở , là mô hình được tổ chức ISO đềxuất từ 1977 và công bố lần đầu vào 1984 Để các máy tính vàcác thiết bị mạng có thể truyền thông với nhau phải có nhữngquy tắc giao tiếp được các bên chấp nhận

- Tromg mô hình tham chiếu OSI có bảy lớp , mỗi lớp có chứcnăng độc lập Sự tách lớp của mô hình này mang lại những lợiích sau :

 Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏhơn , đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìmhiểu hơn

 Chuẩn hoá các thành phần mạng để cho phép phát triểnmạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm

 Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làmảnh hưởng đến các lớp khác , như vậy giúp mỗi lớp có

 Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn

- Mô hình tham chiếu OSI được chia thành 7 lớp với các chứcnăng sau :

 Application Layer ( lớp ứng dụng ) : giao diện giữa ứngdụng và mạng

 Presentation Layer ( lớp trình bày ) : thoả thuận khuôndạng trao đổi dữ liệu

 Session Layer ( lớp phiên ) : cho phép người dùng thiếtlập các kết nối

 Transport Layer ( lớp vận truyển ) : đảm bảo truyềnthông giữa hai hệ thống

 Network Layer ( lớp mạng ) : định hướng dữ liệu truyềntrong môi trường liên mạng

 Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu ) : xác định việctruy xuất đến các thiết bị

 Physical Layer ( lớp vật lý ) : chuyển đổi dữ liệu thànhcác bit và truyền đi

***Chức năng của các lớp trong mô hình tham chiếu OSI***

Tầng 1: Vật lý ( Physical )

 Tầng vật lý (Physical layer) là tầng dưới cùng của mơ hìnhOSI là Nĩ mơ tả các đặc trưng vật lý của mạng: Các loạicáp được dùng để nối các thiết bị, các loại đầu nối đượcdùng , các dây cáp cĩ thể dài bao nhiêu v.v Mặt khác cáctầng vật lý cung cấp các đặc trưng điện của các tín hiệuđược dùng để khi chuyển dữ liệu trên cáp từ một máy nàyđến một máy khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện, tốc

độ cáp truyền dẫn

 Tầng vật lý khơng qui định một ý nghĩa nào cho các tínhiệu đĩ ngồi các giá trị nhị phân 0 và 1 Ở các tầng caohơn của mơ hình OSI ý nghĩa của các bit được truyền ởtầng vật lý sẽ được xác định

 Ví dụ: Tiêu chuẩn Ethernet cho cáp xoắn đơi 10 baseTđịnh rõ các đặc trưng điện của cáp xoắn đơi, kích thước vàdạng của các đầu nối, độ dài tối đa của cáp

 Khác với các tầng khác, tầng vật lý là khơng cĩ gĩi tinriêng và do vậy khơng cĩ phần đầu (header) chứa thơng tinđiều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dịng bit Một giaothức tầng vật lý tồn tại giữa các tầng vật lý để quy định vềphương thức truyền (đồng bộ, phi đồng bộ), tốc độ truyền

 Các giao thức được xây dựng cho tầng vật lý được phânchia thành phân chia thành hai loại giao thức sử dụngphương thức truyền thơng dị bộ (asynchronous) và phươngthức truyền thơng đồng bộ (synchronous) :

Phương thức truyền dị bộ: khơng cĩ một tín hiệu

quy định cho sự đồng bộ giữa các bit giữa máy gửi

và máy nhận, trong quá trình gửi tín hiệu máy gửi

sử dụng các bit đặc biệt START và STOP đượcdùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự trongdịng dữ liệu cần truyền đi Nĩ cho phép một ký tựđược truyền đi bất kỳ lúc nào mà khơng cần quantâm đến các tín hiệu đồng bộ trước đĩ

Phương thức truyền đồng bộ: sử dụng phương

thức truyền cần cĩ đồng bộ giữa máy gửi và máy

Tầng 2: Liên kết dữ liệu ( Data link )

 Tầng liên kết dữ liệu (data link layer) là tầng mà ở đó ýnghĩa được gán cho các bít được truyền trên mạng Tầngliên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kíchthước, địa chỉ máy gửi và nhận của mỗi gói tin được gửi

đi Nó phải xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng

và phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa đếncho người nhận đã định

 Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trêncách kết nối các máy tính, đó là phương thức "một điểm -một điểm" và phương thức "một điểm - nhiều điểm" Vớiphương thức "một điểm - một điểm" các đường truyềnriêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại vớinhau Phương thức "một điểm - nhiều điểm " tất cả cácmáy phân chia chung một đường truyền vật lý

Các đường truyền kết nối kiểu "một điểm một điểm" và "một điểm nhiều điểm"

- Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửalỗi cơ bản để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàntoàn với dữ liệu gửi đi Nếu một gói tin có lỗi không sửađược, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thông báocho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại

 Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm 2 loại chính làcác giao thức hướng ký tư và các giao thức hướng bit Cácgiao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tựđặc biệt của một bộ mã chuẩn nào đó (như ASCII hayEBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùngcác cấu trúc nhị phân (xâu bit) để xây dựng các phần tửcủa giao thức (đơn vị dữ liệu, các thủ tục.) và khi nhận, dữliệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit một

Tầng 3: Mạng ( Network )

 Tầng mạng (network layer) nhắm đến việc kết nối cácmạng với nhau bằng cách tìm đường (routing) cho các góitin từ một mạng này đến một mạng khác Nó xác định việcchuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các góinày có thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến đượcđích cuối cùng Nó luôn tìm các tuyến truyền thông khôngtắc nghẽn để đưa các gói tin đến đích

 Tầng mạng cung các các phương tiện để truyền các gói tinqua mạng, thậm chí qua một mạng của mạng (network ofnetwork) Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểumạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khácnhau hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là chọn đường(routing) và chuyển tiếp (relaying) Tầng mạng là quantrọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như mạngEthernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộtìm đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin

từ mạng này sang mạng khác và ngược lại

 Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet - switchednetwork) - gồm tập hợp các nút chuyển mạch gói nối vớinhau bởi các liên kết dữ liệu Các gói dữ liệu được truyền

từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác trên mạngphải được chuyển qua một chuỗi các nút Mỗi nút nhận gói

dữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyển tiếp

nó tới một đường ra (outgoing link) hướng đến đích của

dữ liệu Như vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiệncác chức năng chọn đường và chuyển tiếp

 Việc chọn đường là sự lựa chọn một con đường để truyềnmột đơn vị dữ liệu (một gói tin chẳng hạn) từ trạm nguồntới trạm đích của nó Một kỹ thuật chọn đường phải thựchiện hai chức năng chính sau đây :

Quyết định chọn đường tối ưu dựa trên các thôngtin đã có về mạng tại thời điểm đó thông qua nhữngtiêu chuẩn tối ưu nhất định

Cập nhật các thông tin về mạng, tức là thông tindùng cho việc chọn đường, trên mạng luôn có sựthay đổi thường xuyên nên việc cập nhật là việc cầnthiết

 Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọnđường là phương thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ :

Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc

trưng bởi sự tồn tại của một (hoặc vài) trung tâm điềukhiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra các bảngđường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đó gửicác bảng chọn đường tới từng nút dọc theo conđường đã được chọn đó Thông tin tổng thể của mạngcần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập vàđược cất giữ tại trung tâm điều khiển mạng

Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc

trưng bởi việc chọn đường được thực hiện tại mỗi nútcủa mạng Trong từng thời điểm, mỗi nút phải duy trìcác thông tin của mạng và tự xây dựng bảng chọnđường cho mình Như vậy các thông tin tổng thể củamạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập vàđược cất giữ tại mỗi nút

 Thông thường các thông tin được đo lường và sử dụng choviệc chọn đường bao gồm:

Trạng thái của đường truyền.

Thời gian trễ khi truyền trên mỗi đường dẫn.

Mức độ lưu thông trên mỗi đường.

Các tài nguyên khả dụng của mạng.

 Khi có sự thay đổi trên mạng (ví dụ thay đổi về cấu trúccủa mạng do sự cố tại một vài nút, phục hồi của một nútmạng, nối thêm một nút mới hoặc thay đổi về mức độlưu thông) các thông tin trên cần được cập nhật vào các cơ

sở dữ liệu về trạng thái của mạng

 Hiện nay khi nhu cầu truyền thông đa phương tiện (tíchhợp dữ liệu văn bản, đồ hoạ, hình ảnh, âm thanh) ngàycàng phát triển đòi hỏi các công nghệ truyền dẫn tốc độcao nên việc phát triển các hệ thống chọn đường tốc độcao đang rất được quan tâm

Tầng 4: Vận chuyển ( Transport )

 Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữatầng mạng và các tầng trên nó là tầng cao nhất có liênquan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống

mở Nó cùng các tầng dưới cung cấp cho người sử dụngcác phục vụ vận chuyển

 Tầng vận chuyển (transport layer) là tầng cơ sở mà ở đómột máy tính của mạng chia sẻ thông tin với một máykhác Tầng vận chuyển đồng nhất mỗi trạm bằng một địachỉ duy nhất và quản lý sự kết nối giữa các trạm Tầng vậnchuyển cũng chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ hơntrước khi gửi đi Thông thường tầng vận chuyển đánh sốcác gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự

 Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm vềmức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên giao thức tầngvận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của tầngmạng Người ta chia giao thức tầng mạng thành các loạisau:

Mạng loại A : Có tỷ suất lỗi và sự cố có báo hiệu

chấp nhận được (tức là chất lượng chấp nhận được).Các gói tin được giả thiết là không bị mất Tầngvận chuyển không cần cung cấp các dịch vụ phụchồi hoặc sắp xếp thứ tự lại

Mạng loại B : Có tỷ suất lỗi chấp nhận được

nhưng tỷ suất sự cố có báo hiệu lại không chấpnhận được Tầng giao vận phải có khả năng phụchồi lại khi xẩy ra sự cố

Mạng loại C : Có tỷ suất lỗi không chấp nhận

được (không tin cậy) hay là giao thức không liênkết Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lạikhi xảy ra lỗi và sắp xếp lại thứ tự các gói tin

Trên cơ sở loại giao thức tầng mạng chúng ta có 5lớp giao thức tầng vận chuyển đó là:

Giao thức lớp 0 (Simple Class - lớp đơn giản) :

cung cấp các khả năng rất đơn giản để thiết lập liênkết, truyền dữ liệu và hủy bỏ liên kết trên mạng "cóliên kết" loại A Nó có khả năng phát hiện và báohiệu các lỗi nhưng không có khả năng phục hồi

Giao thức lớp 1 (Basic Error Recovery Class Lớp phục hồi lỗi cơ bản) : dùng với các loại mạng

-B, ở đây các gói tin (TPDU) được đánh số Ngoài

ra giao thức còn có khả năng báo nhận cho nơi gửi

và truyền dữ liệu khẩn So với giao thức lớp 0 giaothức lớp 1 có thêm khả năng phục hồi lỗi

Giao thức lớp 2 (Multiplexing Class - lớp dồn kênh) : là một cải tiến của lớp 0 cho phép dồn một

Giao thức lớp 3 (Error Recovery andMultiplexing Class - lớp phục hồi lỗi cơ bản và dồnkênh) là sự mở rộng giao thức lớp 2 với khả năngphát hiện và phục hồi lỗi, nó cần đặt trên một tầngmạng loại B.

Giao thức lớp 4 (Error Detection and RecoveryClass - Lớp phát hiện và phục hồi lỗi) là lớp có hầuhết các chức năng của các lớp trước và còn bổ sungthêm một số khả năng khác để kiểm soát việctruyền dữ liệu

Tầng 5: Giao dịch ( Session )

 Tầng giao dịch (session layer) thiết lập "các giao dịch"giữa các trạm trên mạng, nó đặt tên nhất quán cho mọithành phần muốn đối thoại với nhau và lập ánh xa giữa cáctên với địa chỉ của chúng Một giao dịch phải được thiếtlập trước khi dữ liệu được truyền trên mạng, tầng giaodịch đảm bảo cho các giao dịch được thiết lập và duy trìtheo đúng qui định

 Tầng giao dịch còn cung cấp cho người sử dụng các chứcnăng cần thiết để quản trị các giao dịnh ứng dụng của họ,

cụ thể là :

Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và giải phóng (một cách lôgic) các phiên (hay còn gọi là các hội thoại - dialogues)

Cung cấp các điểm đồng bộ để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu.

Áp đặt các qui tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng.

Cung cấp cơ chế "lấy lượt" (nắm quyền) trong quá trình trao đổi dữ liệu

 Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nẩysinh vấn đề: hai người sử dụng luân phiên phải "lấy lượt"

để truyền dữ liệu Tầng giao dịch duy trì tương tác luânphiên bằng cách báo cho mỗi người sử dụng khi đến lượt

họ được truyền dữ liệu Vấn đề đồng bộ hóa trong tầnggiao dịch cũng được thực hiện như cơ chế kiểm tra/phụchồi, dịch vụ này cho phép người sử dụng xác định cácđiểm đồng bộ hóa trong dòng dữ liệu đang chuyển vận vàkhi cần thiết có thể khôi phục việc hội thoại bắt đầu từ mộttrong các điểm đó

 Ở một thời điểm chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệtđược gọi các dịch vụ nhất định của tầng giao dịch, việc phân bổcác quyền này thông qua trao đổi thẻ bài (token) Ví dụ: Ai cóđược token sẽ có quyền truyền dữ liệu, và khi người giữ tokentrao token cho người khác thi cũng có nghĩa trao quyền truyền

dữ liệu cho người đó

 Tầng giao dịch có các hàm cơ bản sau:

Give Token cho phép người sử dụng chuyển một token cho một người sử dụng khác của một liên kết giao dịch

Please Token cho phép một người sử dụng chưa

có token có thể yêu cầu token đó.

Give Control dùng để chuyển tất cả các token từ một người sử dụng sang một người sử dụng khác.

Tầng 6: Trình bày ( Presentation )

 Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng vớicùng một dữ liệu có thể có nhiều cách biểu diễn khácnhau Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụngnguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thểkhác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thốnghoàn toàn khác nhau (như hệ máy Intel và hệ máyMotorola) Tầng trình bày (Presentation layer) phải chịutrách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ mộtloại biểu diễn này sang một loại khác Để đạt được điều đó

nó cung cấp một dạng biểu diễn chung dùng để truyềnthông và cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộsang biểu diễn chung và ngược lại

 Tầng trình bày cũng có thể được dùng kĩ thuật mã hóa đểxáo trộn các dữ liệu trước khi được truyền đi và giải mã ởđầu đến để bảo mật Ngoài ra tầng biểu diễn cũng có thểdùng các kĩ thuật nén sao cho chỉ cần một ít byte dữ liệu

để thể hiện thông tin khi nó được truyền ở trên mạng, ởđầu nhận, tầng trình bày bung trở lại để được dữ liệu banđầu

Tầng 7: Ứng dụng ( Application )

 Tầng ứng dụng (Application layer) là tầng cao nhất của

mô hình OSI, nó xác định giao diện giữa người sử dụng và

một hoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng Các phần tửdịch vụ ứng dụng được phối hợp trong mơi trường củathực thể ứng dụng thơng qua các liên kết (association) gọi

là đối tượng liên kết đơn (Single Association Object - viếttắt là SAO) SAO điều khiển việc truyền thơng trong suốtvịng đời của liên kết đĩ cho phép tuần tự hĩa các sự kiệnđến từ các ASE thành tố của nĩ

II Mô hình tham khảo TCP/IP :

- Tương tự mô hình OSI, mô hình TCP/IP cũng được xây dựngtheo cấu trúc phân lớp

Tương quan giữa mô hình OSI & TCP/IP

Mô hình TCP/IP được chia thành 4 lớp :

Lớp ứng dụng ( Application ) :

- Người sử dụng có thể giao tiếp với mạng máy tính là nhờvào một giao diện lập trình cho người sử dụng (ApplicationProgramable Interface – API), chính là lớp ứng dụng Lớp ứngdụng cung cấp các giao thức ứng dụng dùng để xây dựng cáctrình ứng dụng trên mạng Ở lớp này ta có thể thấy các chươngtrình cung cấp các dịch vụ mạng như : dịch vư mail, dịch vụtruyền file FPT cũng như các chương trình giao diện với người sửdụng như TELNET…

Lớp vận chuyển ( Transport ) :

- Lớp vận chuyển cung cấp khả năng truyền thông dữ liệuend to end Khái niệm điểm kết nối của mô hình OSI tương ứngvới khái niệm socket ở mô hình TCP/IP Một socket TCP/IP làmột điểm cuối truyền thông bao gồm một địa chỉ IP và một portxác định của thiết bị đầu cuối đó Lớp vận chuyển sử dụng haigiao thức là TCP và UDP

- TCP cung cấp khả năng truyền thông tin cậy và bảo đảmdữ liệu sẽ được truyền đến đích theo đúng thứ tự, dữ liệu khônglặp lại và không bị mất, nếu gói dữ liệu nào bị mất thì sẽ truyềnlại gói đó Còn UDP là giao thức truyền thông không tin cậy, dữliệu không đảm bảo đến được đích theo đúng thứ tự nhưng đảmbảo thời gian thực

Lớp mạng ( Network ) :

- Lớp này xác định các đơn vị dữ liệu (datagram) và xác địnhđường đi cho các đơn vị dữ liệu này Một đơn vị chính làmột gói dữ liệu xử lý bởi giao thức IP (Internet Protocol),trong đó chứa địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và các trường điềukhiển khác

Lớp truy cập mạng ( Network interface physical ) :

- TCP/IP không định nghĩa lớp này mà dùng các chuẩn đãtồn tại như RS 232, Ethernet… Lớp này tương ứng với lớp datalink và lớp physical của mô hình OSI

1 Cấu trúc dữ liệu qua các lớp :

- Dữ liệu được truyền trong hệ thống qua các lớp, lớp ứngdụng xử lý dữ liệu dưới dạng các bản tin Dữ liệu được chia

được truyền qua các lớp trong mạng TCP/IP.

Cấu trúc dữ liệu qua các lớp của mạng TCP/IP

2 Giới thiệu một số giao thức trong bộ giao thức TCP/IP :

a)Các giao thức ở lớp ứng dụng

 X Window là hệ thống xác lập quá trình giao tiếp cho quá

trình trao đổi thông tin giữa các máy tính dựa trên môitrường UNIX theo mô hình client – server Thông qua ứngdụng này, client sẽ yêu cầu server thực hiện các chức năngcủa nó bằng một hệ thống các tập lệnh

 TELNET là trình ứng dụng cho phép người sử dụng truy

nhập vào các đầu cuối ở xa thông qua một đầu cuối đượckết nối với chúng Thông qua trình ứng dụng này, người sửdụng có thể thiết lập các quá trình thiết lập quá trình cũngnhư lấy các thông tin về cấu hình của các hệ thống ở xa màkhông cần thao tác truy nhập trực tiếp đến chúng TELNETsử dụng giao thức TCP ở cổng số 23 để trao đổi các bản tincủa chúng

User Data

User Data

Application header

Application Data

TCP header

Application Data

TCP header

IP header

Application Data

TCP header

IP header

 FTP (File transfer protocol) là giao thức được phát triển để

phục cho quá trình truyền nhận file giữa các máy tính trênmạng Để thực hiện quá trình truyền nhận file, FTP cũng sửdụng TCP như là phương tiện truyền tải FTP cung cấp các

cơ chế cho việc nhận dạng người sử dụng, cũng như xácđịnh quyền truy nhập file

 DNS (Domain name server) là trình ứng dụng được xây

dựng theo mô hình cơ sở dữ liệu phân tán DNS được sửdụng trong các mô hình mạng cần phải sử dụng các cơ chếphiên dịch địa chỉ miền và dịa chỉ IP Khi cần truyền dữliệu mà chỉ có các thông tin về tên miền của đầu cuối đích,các đầu cuối trên mạng có thể gởi các yêu cầu mang thôngtin tên miền cần xác định đến server có thiết lập dịch vụDNS Server sẽ gởi trả về cho các đầu cuối thông tin về địachỉ IP tương ứng với tên miền đã xác định

 SMTP (Simple mail transfer protocol) là giao thức được

thiết lập cho quá trình truyền thư điện tử trên mạng SMTPxác định các thủ tục cũng như định dạng các bản tin đểmang thông tin về người gởi cũng như người nhận

 SNMP (Simple network managerment protocol) là giao tức

tiêu chuẩn phục vụ cho việc quản lý các cổng IP và các hệthống mạng SNMP xác lập một tập các biến tham số đễquản lý tiến trình hoạt động của các gateway trên mạng

b)Các giao thức ở lớp truyền tải

 TCP (Tranmission Control Protocol)

-TCP là giao thức truyền tải cung cấp phương tiện truyềntải tin cậy cho các ứng dụng của các lớp trên Để đảm bảo tínhtin cậy cho việc truyền tải thông tin, TCP cung cấp cơ chế báo

phát lại các bản tin bị mất.

-TCP còn cung cấp các cơ chế điều khiển lưu lượng, chophép các đầu cuối điều khiển lưu lượng phát đi trên mạng đểphù hợp với điều kiện mạng cũng như khả năng tiếp nhận cácbản tin của đầu cuối thu

-Ngoài ra để đảm bảo thứ tự cho các bản tin được truyền tảigữa các đầu cuối, TCP sẽ đánh số thứ tự cho các bản tin mà nógửi đi Các đầu cuối thu sẽ dựa vào số thứ tự của bản tin đểthực hiện qui trình ghép nối các đoạn bản tin

-TCP còn thực hiện chức năng đa hợp các gói bản tin đượcgởi đến từ nhiều trình ứng dụng khác nhau thành luồng dữ liệuđể truyền đi trên mạng đồng thời giải đa hợp luồng dữ liệunhận được để chuyển các bản tin đến từng trình ứng dụng thíchhợp

-Đối với giao thức TCP, mỗi đầu cuối được xác định trênmạng bằng hai thông số :

*Địa chỉ IP

*Số cổng port giao thức (protocol port)

-Số cổng giao thức là cổng được cấp phát cho từng trìnhứng dụng, qua đó các trình ứng dụng có thể gởi các bản tin củamình đến lớp truyền tải

 UDP (User Datagram Protocol)

-UDP cũng là giao thức phục vụ cho quá trình truyền tải cácbản tin trên mạng, có chức năng tương tự như TCP Tuy nhiên,UDP lại không đảm bảo cho quá trình truyền thông Nhiệm vụcủa UDP chỉ là nhận các bản tin được chuyển đến từ các trìnhứng dụng sau đó phát chúng đến đầu cuối đích mà không cầnbiết đầu cuối đích có nhận được bản tin mà gởi đi hay không

-UDP không cung cấp các cơ chế báo nhận, cũng nhưkhông cung cấp các cơ chế điều khiển lưu lượng Mặc dù cơchế truyền dữ liệu đơn giản của UDP đảm bảo rằng thời gianphát các bản tin giữa các đầu cuối sẽ nhanh hơn Tuy nhiên khilưu lượng trên mạng lớn, hay khi mạng ở trong tình trạng tắcnghẽn, số lượng các gói tin bị mất có thể rất lớn.

-Đồng thời khi sử dụng UDP, các bản tin sẽ được xử lý mộtcách độc lập, điều này có nghĩa là UDP sẽ không truyền cácbản tin theo cùng một đường truyền, mà tùy thuộc vào điềukiện mạng, các bản tin sẽ được truyền trên các đường truyềnkhác nhau Như vậy thứ tự các bản tin sẽ không được đảm bảo

ở đầu cuối thu

Cũng giống như TCP, UDP cũng thực hiện chức năng ghép và giảighép các bản tin được chuyển đến từ lớp ứng dụng Theo đó các trình ứngdụng khác nhau sẽ được chỉ định các cổng dịch vụ khác nhau, qua đó nó cóthể gởi các bản tin đi

c)Các giao thức ở lớp Internet

 IP (Internet Protocol)

-IP là giao thức thực hiện chức năng phân phối các gói dữliệu được chuyển đến từ lớp truyền tải trên mạng IP thực hiệnviệc lựa chọn đường đi cho các gói bản tin để đảm bảo rằngcác gói bản tin sẽ đi đến được đầu cuối đích

-IP là một giao thức xác lập đường đi theo hướng không kếtnối Điều này có nghĩa là để phân phối các gói tin trên mạng,

IP sẽ không thiết lập một kết nối nào Đối với mỗi bản tin, IPcó thể sẽ lựa chọn một đường đi khác nhau một cách độc lậptùy thuộc vào tình trạng mạng Để thực hiện quá trình phânphối dữ liệu trên mạng, IP thiết lập một cơ chế định địa chỉ,

các gói dữ liệu thông qua thông tin địa chỉ đích được xác địnhtrong tiêu đề của các bản tin được gởi đi.

-Để thực hiện việc lựa chọn đường dẫn, các nút mạng sẽlưu trữ một bảng định tuyến, theo đó xác định các đường dẫntương ứng với các địa chỉ đích xác định Ví dụ về một bảngđịnh tuyến cho như hình vẽ sau:

Đến host trên mạng Địa chỉ định tuyến đến

Quá trình phân phối gói dữ liệu trên giao thức IP

 ICMP (Internet Control Message Protocol)

-ICMP là giao thức được sử dụng cùng với IP để đảm bảođộ tin cậy trong quá trình truyền thông tin trên mạng

-Vì IP là một giao thức phân phối dữ liệu không kết nối vàkhông có cơ chế báo nhận, nên nó sẽ không đảm bảo rằng đầuphát có thể nhận biết tình trạng tắc nghẽn của mạng cũng nhưkhả năng tiếp nhận các gói dữ liệu của các đầu cuối đích(trong một số trường hợp các đầu cuối đích có thể ngắt kết nốimạng) ICMP là giao thức cho phép các nút mạng gởi cácthông báo cho đầu cuối phát về tình trạng tắc nghẽn của mạnghay không thể phân phối đến đầu cuối đích được

-Trên thực tế mặc dù ICMP sử dụng IP làm phương tiệnphân phối các bản tin của nó, nhưng ICMP không nằm ở lớp

Bảng định tuyến (Routing Table) dẫn dựa trên địa chỉ đíchThực thi lựa chọn đường

Khảo sát, thiết lập đường dẫn

Các gói dữ liệu cần gởi đi

Các gói dữ liệu được chuyển đến nút kế tiếp tương ứng với địa chỉ đích

thông báo lỗi phân phối bản tin gây ra do mất các bản tinICMP.

Các giao thức định tuyến (Routing Protocols)

-Các giao thức định tuyến có nhiệm vụ xác lập đường liênlạc cho tất cả các nút trên mạng Quá trình thiết lập đườngtruyền giữa các nút mạng nhờ quá trình thực thi các thuật toántìm đường được cài đặt trên các giao thức định tuyến Các giaothức định tuyến khác nhau sẽ sử dụng các thuật toán tìm đườngkhác nhau

-Quá trình thiết lập các đường đi trên mạng có thể dựa vàonhiều yếu tố như số gateway trên đường kết nối giữa hai nútmạng, hay cũng có thể dựa vào một tập các thông số như băngthông, tốc độ đường truyền, để tính toán chi phí cho các đườngdẫn Các đường dẫn sau khi được tính toán và thiết lập bởi cácgiao thức định tuyến sẽ được lưu trữ trong các bảng định tuyếnlàm cơ sở cho quá trình phân phối dữ liệu được thực hiện bởicác giao thức IP

-Một số giao thức định tuyến thông dụng trên các hệ thốngmạng như : RIP, OSPF, IGRP, EIGRP,…

d)Các giao thức ở lớp giao tiếp mạng

-Lớp giao tiếp mạng cung cấp các phương thức cho phépviệc truyền các gói dữ liệu qua các đường kết nối vật lý Cácgiao thức ở lớp giao tiếp mạng xác định lớp địa chỉ riêng, theođó các thành phần trên mạng sẽ đựơc xác định bởi một địa chỉgồm 6 byte gọi là địa chỉ vật lý Địa chỉ này sẽ được sử dụngtrong việc xác định đích đến cho các khung dữ liệu đượcchuyển đi trên các kết nối vật lý

-Để đảm bảo cho quá trình truyền thông thông suốt trêntoàn bộ hệ thống phân lớp, lớp giao tiếp mạng được trang bị

một số giao thức phục vụ cho quá trình chuyển đổi giữa các địachỉ IP và địa chỉ vật lý.

 Giao thức Ethernet

-Giao thức Ethernet là giao thức ở lớp giao tiếp mạng đượcsử dụng phổ biến trên các hệ thống TCP/IP đặc biệt là trên cáccấu hình mạng LAN

-Giao thức Ethernet qui định các định dạng khung dữ liệutại lớp giao tiếp mạng cũng như cách thức phân phối dữ liệutrên các đường kết nối vật lý giữa các thành phần mạng.Ethernet còn xác định một lớp các địa chỉ vật lý để phân phốicho các thành phần mạng Quá trình phân phối dữ liệu trên lớpgiao tiếp mạng sẽ dựa trên thông tin từ các địa chỉ vật lý

-Địa chỉ vật lý hay còn gọi là địa chỉ Ethernet gồm 48 bitđược xác lập theo một tiêu chuẩn chung trên toàn thế giới Cácđịa chỉ Ethernet gồm hai phần, phần đầu là số mã sản xuất(MFG) được IEEE cấp cho mỗi nhà sản xuất và phần sau là sốnhận dạng thiết bị, xác định duy nhất một thiết bị trên toàn bộhệ thống mạng trên phạm vi toàn cầu

Định dạng khung dữ liệu theo chuẩn Ethernet như hình vẽ:

8 byte 6 byte 6 byte 2 byte 46-150 byte 4 byte

Mở đầu Địa chỉ

đích

Địa chỉnguồn

Loại

-Trong cấu trúc trên, phần địa chỉ đích gồm 6 byte xác địnhđịa chỉ vật lý của đầu cuối đích Trường loại khung xác địnhgiao thức dử dụng ở lớp giao tiếp mạng, trường này thật sự cần

broadcast, nghĩa là khi nó nhận được các gói dữ liệu từ lớpInternet và xác lập các khung dữ liệu tương ứng, nó sẽ chuyểnkhung dữ liệu đến tất cả các nút mạng Tuy nhiên chỉ có nútnào có địa chỉ trùng với địa chỉ đích mới tiếp nhận dữ liệu, trêncác đầu cuối khác, gói dữ liệu sẽ bị loại bỏ.

 Giao thức ARP (Address Resolution Protocol)

-Giao thức ARP cung cấp môt cơ chế động cho việc chuyểnđổi địa chỉ giữa địa chỉ IP và địa chỉ vật lý Theo đó để xácđịnh địa chỉ vật lý của một đầu cuối đích trên mạng, nút mạngsẽ broadcast các bản tin mang địa chỉ IP của đầu cuối đích đếntất cả các nút trên mạng Khi nhận được các bản tin đượcbroadcast đến chúng, đầu cuối nào có địa chỉ IP trùng với địachỉ IP được xác định trong bản tin sẽ gởi trả về đầu phát mangbản tin địa chỉ vật lý tương ứng của nó Đầu phát sẽ sử dụngthông tin này để truyền dữ liệu trên các kết nối vật lý

 Giao thức RARP ( Reserse Address Resolution Protocol)-Là giao thức thực hiện chức năng ngược lại với giao thứcARP, RARP cho phép việc xác lập địa chỉ IP của một đầu cuốithông qua địa chỉ vật lý Thông thường địa chỉ vật lý của mộtđầu cuối trên mạng được gán cố định trên các card giao tiếpmạng được cài đặt ở đầu cuối Địa chỉ vật lý này được xác lậpngay khi kết nối vật lý giữa các nút mạng được thiết lập Trongquá trình thông tin dữ liệu trên mạng, việc sử dụng địa chỉ IPlà cần thiết để đảm bảo sự tách biệt giữa các lớp cung cấp dịchvụ mạng và các lớp kết nối vật lý bên dưới Do vậy trên mạngthường sử dụng một nút phục vụ cho quá trình phân phối địachỉ IP dựa trên các thông tin về địa chỉ vật lý của nút mạng đó.-Để lấy địa chỉ IP, các nút mạng sẽ gởi đi các bản tin mangđịa chỉ vật lý của nó đến tất cả các nút trên mạng Nhưng chỉ

có nút thực hiện dịch vụ RARP trên mạng mới nhận biết địachỉ này và cung cấp địa chỉ IP tương ứng rồi gởi trả về cho nútđích

CHÖÔNG 3

ÑÒA CHÆ IP

- -I TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHỈ IP :

-Là địa chỉ có cấu trúc , được chia làm hai hoặc ba phần là

“network_id & host_id” hoặc “network_id & subnet_id & host_id”

-Là một con số có kích thước 32 bit Khi trình bày người ra chiacon số 32 bit này thành bốn phần , mỗi phần có kích thước 8 bit , gọilà octet hoặc byte Có các cách trình bày sau :

 Ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted-decimal notation)

Ví dụ : 172.16.30.56

 Ký pháp nhị phân Ví dụ : 10101100 00010000 0001111000111000

 Ký pháp thập lục phân Ví dụ :82 39 1E 38

-Không gian địa chỉ IP ( gồm 232 địa chỉ ) được chia thành 5 lớp(class) để dễ quản lý đó là :A ,B ,C ,D và E Trong đó các lớp

A ,B và C được triển khai để đặt cho các host trên mạng Internet ,lớp D dùng cho các nhóm multicast , còn lớp E phục vụ cho mụcđích nghiên cứu

MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN

-Địa chỉ host là địa chỉ IP có thể dùng để đặt cho các interfacecủa các host Hai host nằm cùng một mạng sẽ có network_id giốngnhau và host_id khác nhau

-Địa chỉ mạng (network address) : là địa chỉ IP dùng để đặt chocác mạng Phần host_id của địa chỉ chỉ chứa các bit 0 Địa chỉ nàykhông thể dùng để đặt cho một Interface Ví dụ 172.29.0.0

-Địa chỉ Broadcast : là địa chỉ IP được dùng để đại diện cho tất cảcác host trong mạng Phần host id chỉ chứa các bit 1 Địa chỉ này cũngkhông thể dùng để đặt cho một host được Ví dụ 172.29.255.255

** Các phép toán làm việc trên bit :

Phép AND Phép OR

172.29.0.0 = 10101100 00011101 00000000 00000000

-Mặt nạ mạng (network mask) : là một con số dài 32 bit , làphương tiện giúp máy xác định được địa chỉ mạng của một địa chỉ IP(bằng cách AND giữa địa chỉ IP với mặt nạ mạng ) để phục vụ chocông việc routing Mặt nạ mạng cũng cho biết số bit nằm trong phầnhost_id.Được xây dựng bằng cách bật các bit tương ứng vớp phầnnetwork_ id và tắt các bit tương ứng với phần host_id

-Mặt nạ mặc định của các lớp không chia mạng con

Lớp

A 255.0.0Lớp B 255.255.0.0Lớp C 255.255.255.0

II GIỚI THIỆU CÁC LỚP ĐỊA CHỈ :

1 Lớp A

Dành một byte cho phần network_id và ba byte cho phầnhost_id

Để nhận biết lớp A , bit đầu tiên của byte đầu tiên phải làbit 0 Dưới dạnh nhị phân , byte này có dạng 0XXXXXXX Vìvậy , những địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng từ 0(00000000) đến 127 (01111111) sẽ thuộc lớp A Ví dụ :50.14.32.8

Byte đầu tiên này cũng chính là network_id, trừ đi bit đầutiên làm ID nhận dạng lớp A , còn lại 7 bit để đánh thứ tự cácmạng, ta được 128 ( 27 ) mạng lớp A khác nhau Bỏ đi haitrường hợp đặc biệt là 0 và 127 Kết quả là lớp A chỉ còn 126địa chỉ mạng , 1.0.0.0 đến 126.0.0.0

Phần host_id chiếm 24 bit , tức có thể đặt địa chỉ cho16,777,216 host khác nhau trong mỗi mạng Bỏ đi địa chỉ mạng(phần host_id chứa toàn các bit 0 ) và một địa chỉ Broadcast(phần host_id chứa toàn các bit 1) như vậy có tất cả 16,777,214

host khác nhau trong mỗi mạng lớp A Ví dụ đối với mạng10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là 10.0.0.1 đến 10.255.255.254

2 Lớp B

Dành 2 byte cho mỗi phần network_id và host_id

Dấu hiệu để nhận dạng địa chỉ lớp B là byte đầu tiên luônbắt đầu bằng hai bit 10 Dưới dạng nhị phân, octet có dạng10XXXXXX Vì vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 128(10000000) đến 191 (10111111) sẽ thuộc về lớp B Ví dụ172.29.10.1 là một địa chỉ lớp B

Phần network_id chiếm 16 bit bỏ đi 2 bit làm ID cho lớp ,còn lại 14 bit cho phép ta đánh thứ tự 16,384 (214) mạng khácnhau (128.0.0.0 d8ến 191.255.0.0)

Phần host_id dài 16 bit hay có 65536 (216) giá trị khácnhau Trừ đi 2 trường hợp đặc biệt còn lại 65534 host trong mộtmạng lớp B Ví dụ đối với mạng 172.29.0.0 thì các địa chỉ hosthợp lệ là từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254

Byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng 3 bit 110 và dạnh nhị phâncủa octet này là 110XXXXX Như vậy những điạ chỉ nằmtrong khoảng từ 192 (11000000) đến 223 ( 11011111) sẽ thuộcvề lớp C Ví dụ : 203.162.41.235

Phần network_id dùng 3 byte hay 24 bit, trừ đi 3 bit làm IDcủa lớp, còn lại 21 bit hay 2,097,152 (2 21) địa chỉ mạng ( từ192.0.0.0 đến 223.255.255.0)

Phần host_id dài 1 byte cho 256 (28) giá trị khác nhau Trừ

đi hai trường hợp đặc biệt ta còn 254 host khác nhau trong mộtmạng lớp C Ví dụ , đối với mạng 203.162.41.0 , các địa chỉhost hợp lệ là từ 203.162.41.1 đến 203.162.41.254

4 Lớp D và E

Các địa chỉ có byte đầu tiên nằm trong khoảng 224 đến

256 là các địa chỉ thuộc lớp D hoặc E Do các lớp này khôngphục vụ cho việc đánh địa chỉ các host nên không trình bày ởđây

Ví dụ cách triển khai đặt địa chỉ IP cho một hệ thống mạng

► Chia mạng con ( subnetting ) :

Giả sử ta phải tiến hành đặt địa chỉ IP cho hệ thống có cấutrúc như sau :

Theo hình trên , ta bắt buộc phải dùng đến tất cả là 6đường mạng riêng biệt để đặt cho hệ thống mạng của mình,mặc dù trong mỗi mạng chỉ dùng đến vài địa chỉ trong tổng số65,534 địa chỉ hợp lệ -> một sự phí phạm to lớn Thay vì vậy, khi sử dụng kỹ thuật chia mạng con , ta chỉ cần sử dụng mộtđường mạng 150.150.0.0 và chia đường mạng này thành sáumạng con theo hình bên dưới :

Rõ ràng khi cấp phát địa chỉ cho các hệ thống mạng lớn ,người ta phải sử dụng kỹ thuật chia mạng con trong tình hìnhđịa chỉ IP ngày càng khan hiếm Xét về khía cạnh kỹ thuật ,chia mạng con chính là việc dùng một số bit trong phần host_idban đầu để đặt cho các mạng con Lúc này cấu trúc của địa chỉ

IP gồm 3 phần : network_id, subnet_id và host_id Số bit dùngtrong subnet_id bao nhiêu là tuỳ thuộc và chiến lược chiamạng con của người quản trị , có thể là con số tròn byte ( 8 bit)hoặc một số bit lẻ vẫn được Tuy nhiên ta không để subnet_idchiếm trọn số bit có trong host_id ban đầu , cụ thể là subnet_id

subnet_id xác định số lượng mạng con Giả sử số bit là y ->

2y là số lượng mạng con có được.

Một số khái niệm mới :

 Địa chỉ mạng con (địa chỉ đường mạng) : bao gồmcả phần network_id và subnet_id , phần host_id chỉchứa các bit 0 Theo hình trên thì ta có các địa chỉmạng con sau : 150.150.1.0, 150.150.2.0 ,…

 Địa chỉ broadcast trong một mạng con : bật tất cảcác bit trong phần host_id lên 1 Ví dụ địa chỉbroadcast của mạng con 150.150.1.0 là150.150.1.255

 Mặt nạ mạng con ( subnet mask ) : giúp máy tínhxác định được địa chỉ mạng con của một địa chỉ host.Để xây dựng mặt nạ mạng con cho một hệ thống địachỉ , ta bật các bit trong phần host_id thành 0 Ví dụmặt nạ mạng con dùng cho hệ thống mạng trong môhình trên là 255.255.255.0

Vấn đề đặt ra là khi xác định được một địa chỉ IP ( ví dụ172.29.8.230) ta không thể biết được host này nằm trong mạngnào ( không thể biết mạng này có chia mạng con hay không ,và có nếu chia thì dung bao nhiêu bit để chia ) Chính vì vậykhi ghi nhận địa chỉ IP của một host, ta cũng phải cho biếtsubnet mask là bao nhiêu , ví dụ 12.29.8.230/255.255.255.0hoặc 172.29.8.230/24

► Địa chỉ riêng (private address) và cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng ( Network Address Translation –NAT ) :

Tất cả các IP host khi kết nối vào mạng Internet đều phảicó một địa chỉ IP o tổ chức IANA (Internet Assigned NumbersAuthority ) cấp phát – gọi là địa chỉ hợp lệ (hay là được đăngký ) Tuy nhiên số lượng host kết nối vào mạng ngày càng giatăng dẫn đến tình trạng khan hiếm địa chỉ IP Một giải phápđưa ra là sử dụng cơ chế NAT kèm theo RFC 1918 quy địnhdanh sách địa chỉ riêng Các địa chỉ này sẽ không được IANAcấp phát – hay còn gọi là địa chỉ không hợp lệ Bảng sau liệtkê danh sách các địa chỉ này: