Bài giảng công nghệ internet

Tài liệu này dành cho sinh viên, giáo viên khối ngành công nghệ thông tin tham khảo và có những bài học bổ ích hơn, bổ trợ cho việc tìm kiếm tài liệu, giáo án, giáo trình, bài giảng các môn học khối ngành công nghệ thông tin

Bài giảng

Công nghệ Internet

TCP/IP Địa chỉ IP

Giao thức truyền thông ?

dàng đi qua bộ phận truyền tải trung gian.

thông tin đi phải xác định được nơi gửi đến Máy tính đích phải nhận được đâu là thông tin gửi cho mình.

Giao thức truyền thông ?

liệu tới các tiểu mạng, cho dù tiểu mạng nguồn và

đích khác nhau về mặt vật lý.

trong quá trình truyền (giữa máy tính gửi và nhận phải

có cơ chế sửa chữa lỗi trong quá trình truyền).

Giao thức truyền thông ?

TÇng øng dông TÇng tr×nh diÔn TÇng phiªn

TÇng giao vËn TÇng m¹ng

TÇng liªn kÕt d÷ liÖu

Mô hình tham chiếu OSI

TÓM TẮT NHIỆM VỤ CHÍNH CỦA TỪNG

TẦNG

Tầng ứng dụng (Application Layer)

cung cấp các phương tiện cho người sử dụng để truy cập và sử dụng các dịch vụ của OSI.

vụ cho bất kỳ một tầng nào của OSI (ngoại trừ tầng ứng dụng ).

chương trình xử lý ký tự, bảng biểu, thư tín…, tương ứng với các dịch vụ hỗ trợ: HTTP, FTP, DNS, SNMP SMTP, POP3, Telnet…

Tầng trình diễn (Presentation Layer)

 Tầng trình diễn chịu trách nhiệm chuyển đổi

các thông tin từ cú pháp người sử dụng sang

cú pháp lệnh để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hoá chúng trước khi truyền để bảo mật

 Nói đơn giản hơn tầng này sẽ định dạng dữ

liệu từ tầng 7 gửi xuống,các chuẩn định dạng của tầng này là: Gif, JPG, MP3…

Tầng phiên (Session Layer).

 Thực hiện việc thiết lập, duy trì và kết thúc

các phiên làm việc giữa hai hệ thống

 Tầng giao dịch quy định một giao diện ứng

dụng cho tầng vận chuyển (transport layer) sử dụng Nó xác lập ánh xạ giữa các tên đặt địa chỉ, tại các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cs giao dịch truyền thông

 Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần

muốn đối thoại riêng với nhau

Tầng vận chuyển (Transport Layer)

thức chuyển giao gói tin trên cơ sở giữa hai đầu mút, đảm bảo truyền tin cậy giữa hai máy đầu cuối (end to end).

chuyển thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng truyền theo đúng thứ tự.

và kiểm soát lỗi Các giao thức hoạt động ở tầng này

là : TCP, UDP.

Tầng mạng (Network Layer).

hướng,vạch đường các gói tin trong mạng (chức năng định tuyến), các gói tin này có thể đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng.

mạng Các giao thức thường được sử dụng ở tầng này là: IP, RIP, IPX, Apple Talk.

Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer)

thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng gói và phân phát gói tin (dưới dạng Frame).

address) của các thiết bị mạng, topo mạng, truy cập

mạng, có các cơ chế sửa chữa lỗi và điều khiển luồng.

Tầng vật lý (Physical Layer)

chức năng truyền dòng bit không có cấu trúc qua đường truyền vật lý

thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện kết nối và các mức kết nối.

Chia mạng thành 7 lớp có ưu điểm.

và có thể dễ quản lý hơn.

nhiều nhà chế tạo có thể phát triển và cung cấp sản phẩm.

khác nhau có thể thông tin với nhau.

các lớp khác.

Các giao thức làm việc tương ứng ở các tầng.

Các thiết bị mạng hoạt động tương ứng

ở các tầng.

NIC, Bridge, Switch Router

Luồng dữ liệu được định dạng qua các tầng.

Mô tả chi tiết gói tin đi qua các tầng.

Mô tả gói tin đi qua thiết bị mạng.

Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP.

Đầu những năm 1980, một bộ giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuẩn cho mạng ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, thường được gọi là bộ giao thức

TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP

(Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP.

 Bộ giao thức TCP/IP được phân làm 4 tầng.

Kiến trúc tầng của bộ giao thức

TCP/IP

TÓM TẮT NHIỆM VỤ CỦA TỪNG

TẦNG

Tầng ứng dụng (Application Layer)

 Cung cấp các ứng dụng để giải quyết sự cố

mạng, vận chuyển file, điều khiển từ xa, và các hoạt động Internet Đồng thời hỗ trợ Giao diện Lập trình Ứng dụng (API) mạng, cho

phép các chương trình được thiết kế cho một

hệ điều hành nào đó có thể truy cập mạng

Các giao thức làm việc tại tânghf ứng dụng (Application Layer)

Tầng vận chuyển (Transport Layer)

các dịch vụ cho liên mạng Đóng vai trò giao diện cho các ứng dụng mạng

Tầng internet (Internet Layer)

 Cung cấp địa chỉ logic, độc lập với phần

cứng, để dữ liệu có giao thông và hỗ trợ việc vận chuyển liên mạng Thuật ngữ liên mạng được dùng để đề cập đến các thể lướt qua

các tiểu mạng có cấu trúc vật lý khác nhau Cung cấp chức năng định tuyến để giao lưu lượng mạng rộng lớn hơn, kết nối từ nhiều LAN Tạo sự gắn kết giữa địa chỉ vật lý và

Các giao thức hoạt động tại tầng mạng (Internet Layer)

Tầng truy cập mạng (Network

Access Layer)

vật lý Format dữ liệu cho bộ phận truyền tải trung gian và tạo địa chỉ dữ liệu cho các tiểu mạng dựa trên địa chỉ phần

cứng vật lý Cung cấp việc kiểm tra lỗi

trong quá trình truyền dữ liệu.

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

 FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền

tệp cho phép người dùng lấy hoặc gửi tệp tới một máy khác

 Telnet: Chương trình mô phỏng thiết bị đầu

cuối cho phép người dùng login vào một máy chủ từ một máy tính nào đó trên mạng

 DNS (Domain Name server): Dịch vụ tên miền

cho phép nhận ra máy tính từ một tên miền

thay cho chuỗi địa chỉ Internet khó nhớ

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một

giao thức thư tín điện tử

 SNMP (Simple Network Monitoring Protocol): Monitoring

Giao thức quản trị mạng cung cấp những

công cụ quản trị mạng từ xa

 RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức

dẫn đường động

 ICMP (Internet Control Message Protocol):

Nghi thức thông báo lỗi

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

 UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền

không kết nối cung cấp dịch vụ truyền không tin cậy nhưng tiết kiệm chi phí truyền.

 TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức

hướng kết nối cung cấp dịch vụ truyền thông tin

tưởng.

 IP (Internet Protocol): Giao thức Internet chuyển giao

các gói tin qua các máy tính đến đích.

 ARP (Address Resolution Protocol): Cơ chế chuyển

địa chỉ TCP/IP thành địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng.

Cấu trúc địa chỉ IP

Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit)

để "định vị" các máy tính liên kết với nó

Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp Có 5 lớp địa chỉ IP là : A, B,

C, D, E Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó

Địa chỉ IP

Tại Việt Nam chúng ta vẫn sử dụng loại địa chỉ IPv4

với lý do chúng ta con quá nhiều máy tính không hỗ trợ cho địa chỉ IPv6.

Cấu trúc địa chỉ IP

Các lớp địa chỉ IP

Các lớp địa chỉ IP

Địa chỉ mạng

 Địa chỉ mạng thuận tiện trong việc cung cấp

các địa chỉ cho 1 mạng riêng hoặc 1 mạng con

 2 host với các địa chỉ mạng khác nhau yêu cầu được phân chia thành các mạng riêng biệt Để

2 mạng này có thể truyền thông được với nhau yêu cầu phải có 1 thiết bị Router

 Địa chỉ mạng là một địa chỉ IP mà tất cả các bit trong Host ID chứa toàn bộ các bit nhị phân là các số 0

Địa chỉ Broadcast

 Địa chỉ Broadcast có 2 loại:

 Địa chỉ Broadcast Direct: là địa chỉ IP mà tại

phần Host ID có chứa toàn bộ các bit nhị phân

là số 1 (VD: 192.168.20.255)

 Địa chỉ Broadcast Directed: là địa chỉ mà tại

phần NetID và Host ID có chứa toàn bộ bit nhị phân 1 (VD: 255.255.255.255)

Địa chỉ Broadcast

Local Broadcast Address

Địa chỉ Broadcast

Private IP address

 Địa chỉ mạng riêng (private IP address) là địa chỉ có thể sử dụng địa chỉ riêng cho mỗi máy trong mạng cục bộ (LAN)

 Chuẩn RFC 1918 quy định 3 dãy địa chỉ IP cho mạng riêng:

Private IP address

Hãy cho biết địa chỉ nào là địa chỉ có thể sử dụng trong mạng nội bộ

Cơ chế ARP: Cơ chế phân giải địa chỉ IP

thành địa chỉ MAC

 Tại tầng Network của mô hình OSI , chúng ta

thường sử dụng các loại địa chỉ mang tính chất

quy ước như IP, IPX…

 Các địa chỉ này được phân thành hai phần

riêng biệt là phần địa chỉ mạng (NetID) và phần địa chỉ máy (HostID)

 Cách đánh số địa chỉ như vậy nhằm giúp cho việc tìm ra các đường kết nối từ hệ thống

mạng này sang hệ thống mạng khác được dễ

Cơ chế ARP

 Trên thực tế, các card mạng (NIC) chỉ có thể kết nối với nhau theo địa chỉ MAC, địa chỉ cố định và duy nhất của phần cứng

 Do vậy ta phải có một cơ chế để chuyển đổi các dạng địa chỉ này qua lại với nhau

 Từ đó ta có giao thức phân giải địa chỉ:

Address Resolution Protocol (ARP)

Cơ chế ARP

Khi một thiết bị mạng nào đó muốn biết địa chỉ MAC của một thiết bị khác mà nó đã biết trước địa chỉ IP

 Thực hiện gửi một ARP request bao gồm địa chỉ MAC của nó và địa chỉ IP của thiết bị mà nó cần tìm MAC trên toàn bộ miền Broadcast

 Mỗi thiết bị nhận được request (yêu cầu) này

sẽ so sánh địa chỉ IP trong ARP request với địa

sẽ được lưu vào 1 bảng gọi là bảng ARP.

ARP: Address Resolution Protocol

Cơ chế RARP: Cơ chế phân giải địa chỉ MAC tìm địa chỉ IP

ARP table in host

Cơ chế hoạt động của ARP table

ARP request

Kiểm tra và so sánh địa chỉ IP

ARP Reply

Cập nhật địa chỉ MAC vào ARP table

ARP: Local Destination

Default Gateway

Là địa chỉ nằm tại cổng ra của một mạng này kết nối với mạng khác hoặc kết nối với Internet

Giao thức TCP

Giao thức TCP

 TCP là một giao thức hướng kết nối

(connection-oriented), hoạt động trên lớp giao vận(Transport) của chồng giao thức TCP/IP

 TCP cũng là một giao thức truyền thông tin cậy

 Các giao thức sử dụng trên TCP: HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet

Đặc điểm của giao thức TCP bao gồm:

Giao thức TCP:

đầu cuối trước khi truyền

dụng đầu cuối.

Quá trình thiết lập kết nối!

Cơ chế bắt tay 3 bước:

Để 2 máy trong 1 hệ thống mạng có thể truyền

tin được cho nhau chúng phải tạo được 1 kế nối đến nhau

Quá trình đó được thực hiện như sau:

1. ULP B giả sử là một chương trình mail server

ở Mỹ Do là server nên lúc nào nó cũng chờ đợi sự kết nối

Cơ chế bắt tay 3 bước:

1 ULP B giả sử là một chương trình mail server ở Mỹ

Do là server nên lúc nào nó cũng chờ đợi sự kết nối.

2 ULP A là chương trình nhận thư điện tử của bạn Để kết nối, bạn gửi yêu cầu kết nối xuống cho tầng TCP.

3 TCP chuẩn bị một gói dữ liệu TCP với cờ SYN=1 yêu cầu có sự đồng bộ hoá, SEQ có thể lấy bất kì giá trị nào, ở đây là =100 và gửi cho TCP B.

4 Sau khi nhận gói dữ liệu có SYN=1, TCP B gửi trả lại một thông báo có SYN=1, ACK=101, SEQ có thể lấy bất kì giá trị nào, ở đây là =177.

Cơ chế bắt tay 3 bước:

5 TCP A nhận được gói dữ liệu từ TCP B sẽ gửi tiếp một gói dữ liệu có ACK=178

6 TCP A chuyển chấp nhận kết nối lên chương trình A

7 Sau khi nhận nốt gói dữ liệu có ACK=178,

TCP B chuyển chấp nhận kết nối lên chương trình B

Giao thức UDP

(connectionless) hoạt động trên tầng giao

vận(Transport) của chồng giao thức TCP/IP.

DHCP, DNS

Các đặc điểm của giao thức UDP:

Đặc điểm của giao thức UDP

bảo dữ liệu đi đến đích.

control).

thức ở lớp trên.

Các cổng dịch vụ và dịch vụ

Các cổng dịch vụ:

 Cả TCP và UDP đều sử dụng các chỉ số port

để chuyển thông tin lên các lớp trên

 Các chỉ số port dùng để theo dõi các cuộc đàm thoại khác nhau xuyên qua mạng cùng một lúc

 Quy định phát triển phần mềm ứng dụng thống nhất dùng các chỉ số port đặc biệt được kiểm soát bởi IANA

Các dải của chỉ số port được quy định:

 Các chỉ số Port nhỏ hơn 255 cho các ứng dụng công cộng

 Các chỉ số Port từ 255-1023 được gán cho các công ty trong các ứng dụng thương mại

 Các chỉ số port lớn hơn 1023 không được quy định sắp xếp rõ ràng

Giao thức IPX:

 Là bộ giao thức độc quyền của hãng Novell, hỗ trợ hệ điều hành Novell Netware

 Là giao thức có thể định tuyến trên các router

vì vậy có thể kết nối internet bằng giao thức

Cấu trúc IPX:

Giao thức NetBios:

tài nguyên dùng chung.

ngang hàng P2P.

thường là Netbios Datagram Service (Port 138),

Netbios Session Service (Port 139) hoặc cả hai

Dịch vụ DHCP:

 Dịch vụ DHCP (Dynamic host Configulation

Protocol) là dịch vụ cấp phát địa chỉ IP động cho các host trên mạng

 Dịch vụ DHCP tự động cấp phát các địa chỉ IP cho các host mà không cần người dùng cấu hình bằng tay

Cơ chế hoạt động của DHCP:

Yêu cầu:

 DHCP hoạt động theo mô hình client/Server

 Yêu cầu bắt buộc trong mạng là phải sử dụng

Sơ đồ yêu cầu cấp phát và cấp phát IP

Dịch vụ DNS.

 Mọi máy tính, thiết bị mạng (host) trên mạng Internet liên hệ với nhau bằng địa chỉ IP

 Để thuận tiện trong việc sử dụng người ta

dùng tên miền (Domain) để xác định host trên mạng thay cho dãy địa chỉ IP khó nhớ

 Hệ thống DNS server được sử dụng để ánh xạ tên miền thành địa chỉ IP

Hệ thống quản lý tên miền DNS

(Domain name System)

tương ứng, vì thế để quản lý, định tuyến một cách

chính xác cần phải có một hệ thống lưu trữ và xử lý

những địa chỉ và tên miền này, hệ thống này được gọi

là hệ thống quản lý tên miền (DNS)

internet sử dụng DNS để tạo địa chỉ liên kết dạng URL (Universal Resource Locators) Theo phương pháp

này, mỗi máy tính sẽ không cần sử dụng địa chỉ IP cho kết nối mà chỉ cần sử dụng tên miền (domain name) để truy vấn đến kết nối đó

Cấu trúc hệ thống tên miền.

lớp.

chấm (.).

Internet Coroperation for Assigned Names and

Numbers (ICANN)

miền.

Cấu trúc hệ thống tên miền.

nhất này cho các tổ chức và các khu vực, các quốc gia theo những chính sách nhất định

máy chủ quản lý tên miền theo từng khu vực, theo

từng cấp trên mạng Internet, thực hiện chức nǎng

chuyển đổi từ tên miền thể hiện dưới dạng chữ sang địa chỉ IP thể hiện dưới dạng số và ngược lại

Cấu trúc hệ thống tên miền.

dns) theo từng khu vực, theo từng cấp.

chỉ và tên miền trong khu vực, trong cấp mà nó quản lý.

khác hoặc cấp cao hơn nó để có thể trả lời được các truy vấn về những tên miền không thuộc quyền quản lý của nó và cũng luôn sẵn sàng trả lời các máy chủ khác

về các tên miền mà nó quản lý.

Cấu trúc hệ thống tên miền.

Hệ thống các duôi dùng chung.

1- COM : Thương mại (Commercial)

2- EDU : Giáo dục (Education)

3- NET : Mạng lưới (Network)

4- INT : Các tổ chức quốc tế (International Organisations) 5- ORG : Các tổ chức khác (Other orgnizations)

6- BIZ : Các tổ chức thương nhân (Business Orgnisations) 7- INFO : Phục vụ cho việc chia sẻ thông tin (Informations).

11- NAME : Dành cho các thông tin cá nhân

12- PRO : Dành cho các lĩnh vực chuyên nghiệp

(Professionals).

13- MIL : Dành cho các lĩnh vực quân sự (Military)

14- GOV : Chính phủ (Government)

DNS: Resolve www.yahoo.com

vnn

com vn

.

Address

of com server

Address

of com

server Address of yahoo.com server

Address of

yahoo.com

server

Address of Address of Address of

Hoạt động của DNS.

Giả sử PC A muốn truy cập đến trang web

thông tin về trang web này, các bước truy vấn

sẽ diễn ra như sau:

 Đầu tiên PC A gửi một request hỏi server quản

lý tên miền vnn hỏi thông tin về

gửi một truy vấn đến server top level domain

Hoạt động của DNS.

 Top level domain lưu trữ thông tin về mọi tên miền trên mạng Do

đó nó sẽ gửi lại cho server quản lý tên miền vnn địa chỉ IP của server quản lý miền com (gọi tắt server com)

 Khi có địa chỉ IP của server quản lý tên miền com thì lập tức

server vnn hỏi server com thông tin về yahoo.com Server com quản lý toàn bộ những trang web có domain là com, chúng gửi thông tin về địa chỉ IP của server yahoo.com cho server vnn.

Hoạt động của DNS.

A yêu cầu dịch vụ www chứ không phải là dịch vụ ftp hay một dịch

vụ nào khác Do đó server vnn tiếp tục truy vấn tới server

yahoo.com để yêu cầu thông tin về server quản lý dịch vụ www của yahoo.com

lại cho server vnn địa chỉ IP của server quản lý www.yahoo.com

 Cuối cùng là server vnn gửi lại địa chỉ IP của server quản lý

www.yahoo.com cho PC A và PC A kết nối trực tiếp đến nó Và bây giờ thì server vnn đã có thông tin về www.yahoo.com cho

những lần truy vấn đến sau của các client khác.