mô hình osi-tcp ip (open system interconnection)

1 Physical Truyền nhị phân bitDây cáp, các thiết bị kết nối, điện thế, tốc độ truyền..Các mô hình đi dây mạng Điều khiển kết nối trực tiếp và truy xuất thiết bịĐảm bảo truyền dữ liệu tin

O pen S ystem I nterconnection

Phân tích các lớp mạng một số câu hỏi như sau :

Cái gì sẽ được lưu chuyển Đối tựơng lưu chuyển là gì

Lưu chuyển trên môi trường nào Lưu chuyển dựa trên những luật nào MỘT SỐ CÂU HỎI KHI QUAN TÂM ĐẾN CÁC LỚP MẠNG

Mạng Chuyển

cái gì Vật truyền dẫn (dạng khác ) Các luật truyền dẫn Môi trường truyền dẫn

Cấp nước Nước Nước nóng,

nước nguội, nước uống được, nước thải

Đóng mở van nước, bơm, ống nước, kênh

Giao thông Phương

tiện xe cộ Xe hơi, xe tải, xe gắn máy, xe

đạp…

Luật giao thông, phép lịch sự, văn minh trên đường

Đường bộ, đường cao tốc , cầu,

Bưu chính Đồ vật Thư, bưu

phẩm,kiện hàng…

Các luật về cách đóng gói , đính kèm Bưu điện, xe chở thư, người đưa thư…

Điện thoại Thông tin

liên lạc Giọng nói, âm thanh Luật sử dụng điện thoại, phép lịch sự

khi nói chuyện

Dây điện thoại, sóng âm

Mạng Chuyển

cái gì Vật truyền dẫn (dạng khác ) Các luật truyền dẫn Môi trường truyền dẫn

Giao thông Phương

tiện giao thông

Xe O tô gắn máy Đèn tín hiệu, biển báo Đường, cầu , sông…

Mạng máy

tính Tín hiệu số Tín hiệu điện, số, data,… Dịch vu, cổng, chương trình Điện, mạng, cáp quang…

Mô hình OSI (open system interconection)

Lợi ích của mô hình OSI

Giảm độ phức tạp, chia nhỏ các giao tiếp

mạng cho để quản lý

Chuẩn hoá các thành phần mạng cho

nhiều công ty phát triển và ủng hộ

Dễ dàng cho việc kết nối về kỹ thuật (cho

phép nhiều thiết bị khác nhau và phầm

mềm khác nhau co thể kêt nối dễ dàng)

Đảm bảo cơ sở cho từng tầng phát triển

riêng biệt ,không cho việc thay đổi kỹ thuật

của tầng này làm thay đổi tầng khác

Tăng tốc độ phát triển của mạng máy tính

Đơn gian hoá việc dạy và học

1 Physical Truyền nhị phân (bit)

Dây cáp, các thiết bị kết nối, điện thế, tốc độ truyền Các mô hình đi dây mạng

Điều khiển kết nối trực tiếp và truy xuất thiết bịĐảm bảo truyền dữ liệu tin cậy trên thiết bị truyền dẫn

Đánh địa chỉ vật lý, các hình dạng của mạng, báo lổi,

và điều khiển dòng

Đánh Địa chỉ mạng logic và xác định đường đi cho gói tin

Các phương pháp chuyển mạnh gói…

Kết nối bên trong hostThiết lập , điều khiển và ngắt các phiên làm việc giữa các ứng dụng

Biểu diễn dữ liệuĐảm bảo dữ liệu có thể nhận ra(đọc được ) tại hệ thống nhận

Định dạng dữ liệuCấu trúc dữ liệuQui định các cú pháp cho tầng ứng dụng

Xử lý mạng cho các ứng dụngCung cấp những dịch vụ mạng cho các xử lý ứng dụng (như mail, truyền file, truy nhập từ xa)

Đảm bảo kết nối đến đíchQuan tâm đến việc truyền dẫn giữa các hostTruyền dữ liệu tin cậy

Thiết lập duy trì và huỷ các kết nốiKiểm tra lổi và điều khiển dòng phục hồi thông tin

Tầng 1: Tầng vật lý (Physical

Layer)

 Tầng vật lý định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị Trong đó bao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cáp nối (cable) Các thiết bị tầng vật lý bao gồm Hub, bộ lặp

(repeater), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) và

thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter)- (HBA dùng trong

mạng lưu trữ (Storage Area Network)) Chức năng và dịch vụ căn bản được

thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:

 Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một

phương tiện truyền thông (transmission medium)

 Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia

xẻ hiệu quả giữa nhiều người dùng Chẳng hạn giải quyết

tranh chấp tài nguyên (contention) và điều khiển lưu lượng

 Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital

data) của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền

qua kênh truyền thông (communication channel)

 Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này Nhiều tiêu chuẩn

khác nhau của Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhập tầng vật lý với tầng liên kết dữ liệu vào làm một Điều tương

tự cũng xảy ra đối với các mạng cục bộ như Token ring, FDDI và

IEEE 802.11

 Cấu trúc vật ly của mạng theo kiểu gì

 Các đặt tả về khía cạnh cơ, điện để dùng

phương tiện truyền dẫn

 Mã hóa và định thời gian cho việc truyền bít

Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu

(Data Link Layer)

 Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy trình để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa chữa các lỗi trong tầng vật lý nếu có Cách đánh địa chỉ

mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ ( địa chỉ MAC ) được mã hóa cứng

vào trong các thẻ mạng (network card) khi chúng được sản xuất Hệ thống xác định địa chỉ này không có đẳng cấp (flat scheme) Chú ý:

Ví dụ điển hình nhất là Ethernet Những ví dụ khác về các giao thức

liên kết dữ liệu (data link protocol) là các giao thức HDLC ; ADCCP

dành cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạch gói

(packet-switched networks) và giao thức Aloha cho các mạng cục bộ Trong các mạng cục bộ theo tiêu chuẩn IEEE 802 , và một số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI , tầng liên kết dữ liệu có thể được chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media Access Control -

Điều khiển Truy nhập Đường truyền) và tầng LLC (Logical Link

Control - Điều khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2

 Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các

thiết bị chuyển mạch (switches) hoạt động Kết nối chỉ được cung cấp giữa các nút mạng được nối với nhau trong nội bộ mạng Tuy

nhiên, có lập luận khá hợp lý cho rằng thực ra các thiết bị này thuộc

về tầng 2,5 chứ không hoàn toàn thuộc về tầng 2.

Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu

(Data Link Layer)

 Mục đích : cung cấp một phương pháp đáng tin cậy để

truyền dữ liệu qua đường truyền vật lý, đảm trách việc

truyền thông giữa các thiết bị trên một mạng

 ở bên gửi, tầng này đóng gói dữ liệu thành các khung dữ liệu (data frame) có kích thước xác định, truyền các khung

dữ liệu và xử lý các khung báo nhận (acknowledged frame)

Data link phân 2 lớp con

Tầng media access control

 Định địa chỉ vật lý

Tầng media access control

 Định địa chỉ vật lý : mỗi thiết bị trước khi xuất xưởng đều được gắn một địa chỉ vật

lý địa chỉ này được tầng MAC sử dụng để định vị thiết bị

Tầng media access control

 Mạng quyết định thiết bị nào được quyền truyền

 Phương pháp chuyển thẻ bài

 phương pháp dò tìm

Tầng mac: các phương pháp tranh chấp

 Bất kỳ thiết bị nào cũng có thể truyền dữ liệu nếu thấy cần thiết

 Giảm hiệu năng khi tải mạng tăng cao

 Không thể ấn định mức độ ưu tiên cho các thiết bị đặc biệt

 Các phương pháp tranh chấp được sử dụng

 CSMA/CD : carrier sense multiple access with collision detection: chấp nhận đụng độ

 CSMA/CA : carrier sense multiple access with collision Advoidance: tránh đụng độ

 CSMA/CD đa truy cập đường truyền dùng sóng mang có phát hiện xung đột

 Ý tưởng nghe trong khi truyền

 Thiết bị lắng nghe đường truyền

 Nếu đường truyền rãnh thiết bị truyền ngay dữ liệu của nó

 Sau khi truyền, thiết bị lắng nghe trên đường truyền xen có hiện tượng đụng độ xãy ra

 Nếu có thiết bị sẽ gửi một tín hiệu cảnh báo cho các thiết bị khác Tín hiệu cảnh báo này có mục đích tạm ngăn không cho các thiết bị khác gửi tiếp tín hiệu lên đường truyền ngay su đó nhằm tránh đụng độ thêm nữa

 Các thiết bị chờ sau một thời gian ngẫu nhiên, sẽ gửi dữ liệu của mình lên mạng

 Nếu xảy ra đụng độ lần 2 với cùng thiết thị, chúng sẽ lặp lại các bước trên với thời gian chờ ngẫu nhiên sẽ được gia tăng gấp đôi

 Ethernet sử dụng CSMA/CD

 CSMA/CA đa truy cập đường truyền dùng sóng mang để tránh xung đột

 Ý tưởng:

 Thiết bị lắng nghe đường truyền

 Nếu đường truyền rảnh, thiết bị gửi tín hiệu “xin phép” được truyền

 Nếu mạng chấp nhận, sẽ gửi tín hiệu cho phép đến thiết bị

 Thiết bị truyền dữ liệu khi đã nhận được tín hiệu cho phép

 Sau khi truyền, thiết bị gửi tín hiệu báo xong

 Localtalk/mạng không dây sử dụng CSMA/CA

MAC-phương pháp thẻ bài (token passing)

 Mạng duy trì một thẻ bài ()token di chuyển thường xuyên trên đường truyền Một thiết bị muốn

truyền phải chiếm thẻ bài

 Mạng sử dụng thẻ bài token Ring của IBM

Tầng mac Phương pháp dò tìm

(polling)

 Thiết bị điềuk hiển chính kiểm tra các nhu cầu

truyền dữ liệu của các thiết bị thứ cấp (dò) Thiết

bị điều khiển sẽ lựa chọn thiết bị thứ cấp được

phép truyền dữ liệu dự vào thứ tự và độ ưu tiên

Việc chọn thiết bị thứ cấp có tể tốn chi phí đáng kể

Việc truyền của một thiết bị có thể bị tạm dừng chờ thiết

bị chính dò chọn

LLC(logical link control)

 LLC là tầng con của tầng data link

 Thiết lập và duy trì các kết nối liên kết dữ liệu giữa các thiết bị mạng

 Chịu trách nhiệm với bất kỳ luồng điều khiển và sửa lỗi xuất hiện trong tầng

 Dừng và đợi: khi một thiết bị không còn bộ nhớ tróng để lưu dữ liệu đến nó sẽ tạm hoãn cuộc truyền Khi bộ nhớ trống trở lại, nó sẽ gửi tín hiệu đến thiết bị truyền để yêu cầu truyền tiếp

 Kiểm lỗi: sử dụng CRCs(Cyclic redundancy checks) và checksum

Tầng 3: Tầng mạng

(Network Layer)

 các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi dữ liệu trên các mạng

 duy trì chất lượng dịch vụ (quality of

service) mà tầng transport yêu cầu

 chức năng

 phân đoạn và hợp đoạn

(segmentation/desegmentation),

Tầng 3: (Network Layer) (tt)

động tại tầng này — gửi dữ liệu ra

khắp mạng mở rộng, làm cho liên

mạng trở nên khả thi (còn có

thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi là chuyển mạch IP).

addressing scheme) – giao thức IP.

Tầng network

nhau bằng đường truyền vật lý

trong cùng mạng vật lý cho phép truyền

thông trực tiếp theo 1 giao thức mạng Các máy tính và thiết bị không cùng mạng logic thì không truyền thông trực tiếp

Mạng logic và mạng vật lý

Mạng logic

Mạng vạt lý

≠tầng mạng cung cấp phương tiện

truyền thông qua các mạng logic

Mạng logic

Mạng vạt lý

Tầng mạng- địa chỉ thiết bị

 Tầng data link sử dụng địa chỉ vật lý

 Vd:1 card mạng có địa chỉ vật lý mac(AD)

 00-12-F0-2C-31-3E

 Tầng mạng sử dụng địa chỉ mạng và địa chỉ dịch vụ

 Địa chỉ mạng: định danh cho một mạng logic

 Vd: giao thức IP có 2 mạng logic với 2 địa chỉ mạng

Tầng mạng kỹ thuật chuyển dữ liệu

Tầng mạng: chuyển mạch

chúng sẽ được thiết lập một mạch(circuit) cố định và được duy trì cho đến khi một trong 2 bên ngắt liên lạc

truyền- hiệu suất sử dụng đường truyền

không được cao

S3

S6 S1

Chuyển thông điệp

 Thông điệp: một đơn vị thông tin của người

sử dụng có khuôn dạng được qui định trước Mỗi thông điệp có chứa vùng thông tin điều khiển chỉ định rõ đích đến của thông điệp

 các nút trung gian trên mạng phải lưu

thông điệp ở bộ nhớ cục bộ -đọc thông tin điều khiển- chuyển thông điệp tới nút kế

tiếp theo đường dẫn tới đích của nó

 Các thông điệp có thể được gửi đi theo các đường khác nhau

S3

S6 S1

Chuyển thông điệp

 Ưu điểm:

 Hiệu suất sử dụng đường truyền cao

 Giảm được tình trạng tắc nghẽn do các thông điệp có thể

được lưu trữ tạm ở các nút mạng và được truyền đi khi đường truyền rỗi

 Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách gán độ ưu tiên cho thông điệp

 Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông mạng bằng cách

gắn địa chỉ quảng bá (broadcast address) để gửi thông báo cho đồng thời nhiều đích

 Nhược điểm

 Phí tổn lưu trữ tạm thời cao

 Không thích hợp cho truyền thông tốc độ cao

Network chuyển mạch gói

 Có 2 phương pháp chuyển mách gói : chuyển

datagram và mạch ảo

 Chuyển datagram (datagram switching): mỗi thông điệp được chua thành nhiều thành phần nhỏ hơn gọi

là các đatagram có format qui định trước Mỗi

đatagram cũng có vùng thông tin điều khiển, trong

đó có địa chỉ bên gửi và bên nhận Các datagram

thuộc cùng một thông điệpcó thể được gửi đi qua

mạng để đến được đích bằng nhiều con đường khác nhau

 kích thước datagram nhỏ  các nút mạng có tể xử

lý ngay trong bộ nhớ mà không cần lưu tạm thời

trên đĩa nhanh hơn mạng chuyển thông điệp

S3

S6 S1

1

2

4 3 2

1

2 4 3 1

Chuyển mạch gói

 Mạch ảo(circuit switching)

 Bắt đầu truyền thông các thiết bị sẽ đàm

phán để xác lập các thông số truyền thông như: kích cở tối đa của thông điệp, các cửa

sổ truyền thông đường truyền mạng

 Trên đường truyền dùng chung đã được xác định 2 máy sẽ thiết lập một mạch ảo các

thông điệp sẽ được gửi qua mạch ảo này

 Các mạch ảo thường được dùng đối với các dịch vụ hướng kết nối (connection oriented)

Tầng mạng định tuyến

mạch gói tìm đến đúng đích

bộ định tuyến (router) đặt tại giao điểm giữa các mạng logic

F0 E0 F1

Định tuyến

 Khi có yêu cầu định tuyến bộ định tuyến sẽ

căn cứ vào bảng định tuyến của mình để tìm đường đi ngắn nhất đến đích

 Thông tin trong các bảng định tuyến có thể

được thiết lập và duy trì theo 1 trong 2 cách:

 Tĩnh: bảng định tuyến được người quản trị

mạng tự lập

 Động : bảng định tuyến được tự động thiết lập

và thây đổi tuỳ thuộc vào trạng thái mạng



Cách thức xây dựng bảng định tuyến động trên router

 Định tuyến trạng thái kết nối (link state) các

bộ định tuyến chỉ quảng bá thông tin định

tuyến của mình khi phát hiện có sự thay đổi trạng thái của mạng

Tầng 4: Transport Layer

chuyển dữ liệu giữa các người dùng tại đầu

cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan

tâm đến việc cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả Tầng giao vận kiểm soát độ tin cậy của một kết nối được cho trước Một số giao thức có định hướng trạng thái và

kết nối (state and connection orientated) Có

nghĩa là tầng giao vận có thể theo dõi các gói tin và truyền lại các gói bị thất bại Một ví dụ điển hình của giao thức tầng 4 là TCP Tầng

này là nơi các thông điệp được chuyển sang

thành các gói tin TCP hoặc UDP

Tầng 5: Tầng phiên

(Session layer)

máy tính Tầng này thiết lập, quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng ở xa Tầng này còn hỗ trợ hoạt động

và thiết lập các qui trình đánh dấu điểm hoàn thành

(checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thông

nhanh hơn khi có lỗi xảy ra, vì điểm đã hoàn thành đã

được đánh dấu - trì hoãn (adjournment), kết thúc

(termination) và khởi động lại (restart) Mô hình OSI

uỷ nhiệm cho tầng này trách nhiệm "ngắt mạch nhẹ

nhàng" (graceful close) các phiên giao dịch (một tính

chất của giao thức kiểm soát giao vận TCP ) và trách nhiệm kiểm tra và phục hồi phiên, đây là phần thường không được dùng đến trong bộ giao thức TCP/IP.

Tầng 6: Tầng trình diễn

(Presentation layer)

 Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung

cấp một giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứng dụng Nó thực hiện các tác vụ như mã hóa

dữ liệu sang dạng MIME, nén dữ liệu, và

các thao tác tương tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữ liệu theo như cách mà chuyên viên phát triển giao thức hoặc dịch

vụ cho là thích hợp Chẳng hạn: chuyển đổi tệp văn bản từ mã EBCDIC sang mã ASCII,

hoặc tuần tự hóa các đối tượng (object

serialization) hoặc các cấu trúc dữ liệu

(data structure) khác sang dạng XML và

ngược lại.

Tầng 7: Tầng ứng dụng

(Application layer)

nhất Nó cung cấp phương tiện cho người

dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua chương trình ứng dụng Tầng này là giao diện chính để người dùng tương

tác với chương trình ứng dụng, và qua đó với mạng Một số ví dụ về các ứng dụng trong

tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền

tập tin FTP và Giao thức truyền thư điện tử

SMTP.

Dữ liệu của từng tầng

MAC

Các giao thức của TCP/IP