Giao thức và kiến trúc phân tầng mạng máy tính

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

Chѭѫng 2: Giao thӭc và kiӃn

trúc phân tҫng Protocols and Layered

Architecture

Giao thӭc và kiӃn trúc phân tҫng:

ˆ ThӃ nào là giao thӭc (protocols)?

ˆ KiӃn trúc phân tҫng và các hӋ thӕng cҩp bұc giao

thӭc (protocol hierarchies)

ˆ Các vҩn āӅ cҫn lѭu ý khi thiӃt kӃ các tҫng

ˆ Phѭѫng thӭc hoҥt āӝng: hѭӟng kӃt nӕi và phi kӃt nӕi

ˆ Mô hình tham chiӃu OSI (The Open Systems

Interconnection Reference Model)

ˆ Mô hình TCP/IP (The Transmission Control

Protocol/Internet Protocol Model)

Giao thӭc (Protocols)

ˆ Giao thӭc: nhӳng luұt giúp nhӳng thành phҫn

mҥng (network elements) hӝi thoҥi vӟi nhau

ˆ Giao thӭc āӏnh nghŝa sӵ thӓa thuұn (agreement)

giӳa nhӳng thӵc thӇ ngang hàng (peering

entities)

 Khuôn dҥng và ngӳ nghŝa cӫa thông āiӋp āѭӧc trao āәi

ˆ Giao thӭc trong cuӝc sӕng hàng ngày:

 Luұt giao thông, thҧo luұn bàn tròn…

KiӃn trúc phân tҫng hay hӋ thӕng

KiӃn trúc phân tҫng

• Các tҫng (Layers)

• Giao diӋn (Interfaces): ÿӏnhnghƭa các thao tác nguyên

thӫy và các dӏch vө mà tҫng

dѭӟi cung cҩp cho tҫng trên

• Giao thӭc (Protocols): ÿѭӧc

sӱ dөng ÿӇ thi hành(implement) các dӏch vө

• Mӝt tұp cӫa các tҫng vàgiao thӭc ÿѭӧc gӑi là mӝt

Ӄn trúc mҥng (Network

Ví dө vӅ kiӃn trúc phân tҫng

TruyӅn thông Vұt lý, logic

Các vҩn āӅ thiӃt yӃu khi thiӃt kӃ các tҫng

ˆ Cѫ chӃ āӏnh danh ngѭӡi gӣi, nhұn?

ˆ TruyӅn dӳ liӋu theo chӃ āӝ nào: āѫn công (simplex), bánsong công (half-duplex), song công (full-duplex)?

ˆ KiӇm soát lӛi? (Error control)

ˆ KiӇm soát luӗng? (Flow control)

ˆ Tháo rӡi (disassembling) và ráp lҥi (reassembling) cácthông āiӋp dài

ˆ Dӗn và tách kênh (Multiplexing & demultiplexing)

ˆ Chӑn āѭӡng

Dӏch vө hѭӟng kӃt nӕi

(Connection-oriented Service)

ˆ Ngѭӡi gӣi - Sender

 Yêu cҫu “kӃt nӕi” āӃn ngѭӡi nhұn

 Chӡ āӧi Mҥng thiӃt lұp kӃt nӕi

 Duy trì kӃt nӕi trong khi gӣi dӳ liӋu

 Ngҳt kӃt nӕi khi hӃt nhu cҫu

ˆ Mҥng - Network

 Nhұn yêu cҫu kӃt nӕi

 ThiӃt lұp kӃt nӕi và thông báo cho ngѭӡi gӣi

 TruyӅn dӳ liӋu qua mӕi kӃt nӕi

 Giҧi phóng kӃt nӕi khi ngѭӡi gӣi yêu cҫu

Dӏch vө phi kӃt nӕi

(Connectionless Service)

Tҥo các packet āӇ gӣi

Ďánh āӏa chӍ ngѭӡi nhұn trong mӛi gói

TruyӅn gói tin cho mҥng āӇ chuyӇn āi

Sӱ dөng āӏa chӍ āích āӇ chuyӇn tiӃp gói tin

Giao gói tin āӃn nѫi nhұn

So sánh giӳa hѭӟng kӃt nӕi và phi kӃt nӕi (Connection-Oriented vs Connectionless)

ˆ Connection-Oriented

• Telephone System, Virtual Circuit Model

 Ďѭӡng dүn āѭӧc thiӃt lұp trѭӟc khi dӳ liӋu āѭӧcgӣi

 ChӍ cҫn āӏnh danh mӕi kӃt nӕi

 Tҩt cҧ dӳ liӋu āi cùng mӝt āѭӡng

ˆ Connectionless

• Postal System, Datagram Model

 Không cҫn thiӃt lұp āѭӡng dүn trѭӟc khi truyӅn

dӳ liӋu

 Gói tin chӭa āӏa chӍ nѫi nhұn

 Mӛi gói tin āѭӧc xӱ lý āӝc lұp

So sánh giӳa hѭӟng kӃt nӕi và phi kӃt nӕi (Connection-Oriented vs Connectionless)

Ví dө vӅ các hàm dӏch vө nguyên thӫy (service primitive)

Mӝt sӕ tә chӭc āӏnh chuҭn

International Standards Organization (ISO)

International Telecommunications Union–

Telecommunication Standards Sector (ITU-T)

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Electronic Industries Alliance (EIA)

Telecommunications Industry Association (TIA)

Mô hình tham chiӃu OSI

Các t ҫng trong mô hình OSI

Minh h ӑa vӅ trao ÿәi thông tin trong mô hình OSI

T ҫng Vұt lý (Physical Layer)

ˆ TruyӅn dòng bit “tѭѫi” (raw bits) qua āѭӡng

truyӅn vұt lý

T ҫng Liên kӃt dӳ liӋu (Data Link Layer)

TruyӅn dӳ liӋu giӳa các nút (nodes) láng giӅng

• Ďӏnh khung, kiӇm soát lӛi, kiӇm soát luӗng

S ӵ phân phát nút-nút

Node-to-node delivery

T ҫng Mҥng (network layer)

- Ĉánh ÿӏa chӍ

- Ĉӏnh tuyӃn cho các gói tin trên mҥng

- Tránh các liên kӃt bӏ tҳc nghӁn/hӓng

S ӵ phân phát cuӕi-cuӕi

End-to-end delivery

T ҫng Vұn chuyӇn (transport layer)

- Vұn chuyӇn dӳ liӋu tӯ nѫi gӱi ÿӃn nѫi nhұn

- Thӵc hiӋn vұn chuyӇn tin cұy, ÿúng thӭ tӵ; kiӇm soát

Phân phát thông ÿiӋp tin cұy tӯ hӋ thӕng ÿҫu cuӕi này ÿӃn hӋ thӕng ÿҫu cuӕi kia Reliable end-to-end delivery of a message

T ҫng Phiên (session layer)

- Thi Ӄt lұp phiên truyӅn thông (xác thӵc …)

- Khôi ph өc phiên truyӅn khi gһp sӵ cӕ (phiên truyӅn

T ҫng Trình diӉn (presentation layer)

Chuy Ӈn ÿәi dӳ liӋu vӅ mӝt khuôn dҥng chung

T ҫng Ӭng dөng (application layer)

- Truy Ӆn thông giӳa tiӃn trình – tiӃn trình

- Các t ҫng khác tӗn tҥi ÿӇ hӛ trӧ tҫng này

X500: Directory Service (D ӏch vө thѭ mөc)

Tóm t ҳt các tҫng trong mô hình OSI

truyӅn dòng bits qua phѭѫng tiӋn truyӅn; cung

chuyӇn āәi, mã hóa và nén

khung; vұn chuyӇn dӳ liӋu

giӳa các nodes trong

cùng mӝt mҥng

Mô hình tham chiӃu TCP/IP

TCP/IP ModelOSI Model

TCP/IP and OSI model

Internet Protocol “Zoo”

Tҫng Internet

The Internet (Network) layer

Bҧng āӏnh tuyӃn

Các thành phҫn (chӭc nĉng) chính cӫa tҫng mҥng trên Internet(āѭӧc thӵc hiӋn tҥi các host và router)

•khuôn dҥng gói tin

•Nhӳng qui ѭӟc xӱ lý gói tin

Internet Protocol (IP)

ˆ Tѭѫng kӃt các công nghӋ mҥng khác nhau và cung cҩp

sӵ kӃt nӕi toàn cҫu trong mӝt thӃ giӟi không āӗng

nhҩt.

ˆ Tҥo cҧm giác vӅ mӝt mҥng āѫn āӗng nhҩt.

ˆ Gán āӏa chӍ logic duy nhҩt, toàn cҫu cho mӛi host

ˆ Phân giҧi āӏa chӍ

 Ánh xҥ tӯ āӏa chӍ logic sang āӏa chӍ vұt lý āӇ thӵc hiӋn sӵphân phát các gói tin

Internet Protocol

• Phөc hӗi lӛi tùy thuӝc vào các giao thӭc āҫu cuӕi to-end protocols)

(end-Vұn chuyӇn giӳa các nút trong mӝt mҥng

ˆ Sӱ dөng các cѫ chӃ truyӅn dӳ liӋu cӫa tҫng liên kӃt

dӳ liӋu

 Example: Ethernet, Token Ring, PPP

ˆ Ánh xҥ tӯ āӏa chӍ logic (IP address) sang āӏa chӍ vұt

lý (MAC address)

 Address Resolution Protocol (ARP) – giao thӭc phân giҧiāӏa chӍ

ˆ Không cung cҩp:thiӃt lұp kӃt nӕi,kiӇm soát luӗng,kiӇm soát tҳc nghӁn

T̩i sao dùng UDP?

TriӃt lý cӫa Internet

ˆ Mҥng chӍ cung cҩp nhӳng dӏch vө thiӃt yӃu nhҩt

 IP chuyӇn dӳ liӋu phi kӃt nӕi, không tin cұy

ˆ Các chӭc nĉng gia tĉng khác āѭӧc thӵc hiӋn ӣ các āҫu cuӕi

 Phөc hӗi lӛi và kiӇm soát luӗng āѭӧc thӵc hiӋn bӣi TCP

ˆ Ӭng dөng āҫu cuӕi biӃt nhiӅu hѫn

 Mҩt packet có thӇ chҩp nhұn āѭӧc āӕi vӟi voice

ˆ Mӑi sӵ kiӇm soát āѭӧc āѭa vӅ các hӋ thӕng āҫu

cuӕi.

M ӕi quan

h Ӌ giӳa các t ҫng

và ÿӏa chӍ trong

TCP/IP

Ĉӏa chӍ IP (IP addresses)

Ĉӏa chӍ cәng (port addresses)

transport network data link physical

 server: là Web server, nó

gӣi các āӕi tѭӧng āӇ trҧ lӡi

cho các yêu cҫu tӯ client

PC running Explorer

Server running NCSA Web server

http

request

http reques

Ďѫn vӏ dӳ liӋu giao thӭc và āѫn vӏ dӳ liӋu

dӏch vө

ˆ Ďѫn vӏ dӳ liӋu giao thӭc - Protocol data units (PDUs): các gói

dӳ liӋu āѭӧc trao āәi giӳa các thӵc thӇ āӗng tҫng

ˆ Ďѫn vӏ dӳ liӋu dӏch vө - Service data units (SDUs): các gói dӳliӋu do tҫng phía trên āѭa xuӕng

ˆ Dӳ liӋu tҥi mӝt tҫng āѭӧc bao bӑc trong gói (packet) tҥi tҫngdѭӟi

 Envelope within envelope: PDU = SDU + header or (optional) trailer

Minh hӑa quá trình āóng gói

Mӝt ví dө vӅ sӵ āóng gói: gӣi E-mail

 Tҫng nào nên thӵc hiӋn chӭc nĉng gì?

• Dӵa trên nӅn tҧng hop-by-hop hay end-to-end

 Sӵ trùng lһp chӭc nĉng giӳa các tҫng

• Tҫng liên kӃt dӳ liӋu và tҫng vұn chuyӇn āӅu cóchӭc nĉng phөc hӗi lӛi

So sánh giӳa OSI và TCP/IP

ˆ Giӕng nhau:

9 Mӝt chӗng giao thӭc āӝc lұp

9 Chӭc nĉng cӫa các tҫng na ná giӕng nhau (roughly similar)

ˆ Khác nhau (vӅ mһt mô hình tham chiӃu):

9 Sӕ tҫng (7 vs 4)

9 OSI phân biӋt rõ: services, interfaces, protocols =>

protocols āѭӧc che dҩu tӕt hѫn và dӉ dàng thay thӃ hѫn

khi công nghӋ thay āәi

9 OSI: mô hình āѭӧc nghŝ ra trѭӟc, protocols āѭӧc phát

minh sau

9 OSI: tҫng mҥng hӛ trӧ cҧ hai connectionless & oriented communication; tҫng vұn chuyӇn chӍ hӛ trӧ