chương 3 liên mạng với TCP-IP

Internet Layer OverviewOSI network layer corresponds to the TCP/IP internet layer Internet Protocol IP Internet Control Message Protocol ICMP Address Resolution Protocol ARP Reverse Addr

Trang 1

Chương 3

LIÊN MẠNG VỚI

TCP/IP

Trang 2

• Tìm hiểu lớp giao thức Internet, các giao thức của lớp đó, giao thức IP.

• Sự phân đọan và hợp đọan

• Các lớp địa chỉ IP, địa chỉ IP, mặt nạ địa chỉ, số lượng mạng IP, số lượng mạng con và số lượng Host có thể có

• Giao thức ARP và RARP

• Giao thức ICMP

• Lớp giao thức Transport

• Các giao thức lớp Transport: TCP và UDP

Nội dung chính

Trang 3

Early protocol suite Universal

Introduction to TCP/IP

Host

Internet TCP/IP

Host

Trang 4

TCP/IP Protocol Stack

Trang 5

Application Layer Overview

*Used by the router

Application

Transport Internet Data Link

- SMTP Remote Login

- Telnet *

- rlogin * Network Management

- SNMP * Name Management

- SMTP Remote Login

- Telnet *

- rlogin * Network Management

- SNMP * Name Management

- DNS*

Trang 6

Transport Layer Overview

Transmission Control Protocol (TCP)

User Datagram Protocol (UDP)

Transmission Control Protocol (TCP)

User Datagram Protocol (UDP)

Application

Transport Internet

Data Link Physical

Oriented

Connection-Connectionless

Trang 7

Internet Layer Overview

OSI network layer corresponds to the TCP/IP internet layer

Internet Protocol (IP)

Internet Control Message Protocol (ICMP)

Address Resolution Protocol (ARP)

Reverse Address Resolution Protocol (RARP)

Application Transport Internet

Trang 8

Priority & Type

of Service (8) Total Length (16)

Identification (16) Flags (3) Fragment offset (13)

Time to live (8) Protocol (8) Header checksum (16)

Source IP Address (32)

20 Bytes

Trang 9

Determines destination upper-layer protocol

Protocol Field

Transport Layer

Internet Layer

Protocol Numbers IP

17 6

Trang 11

PHÂN ĐOẠN VÀ HỢP ĐOẠN

- Khi đi trong liên mạng, một datagram có thể qua nhiều mạng

mạng vật lý khác nhau với các dạng khung khác nhau.

- Một IP-Datagram sẽ được đóng gói trong vùng data của các

khung theo chuẩn riêng của từng mạng.

Trang 12

PHÂN ĐOẠN VÀ HỢP ĐOẠN(TT)

Trang 13

- Mỗi mạng vật lý có một giới hạn cực đại cho kích thước khung

đi qua nó, được gọi là Đơn vị truyền dẫn cực đại (Maximum

Transmisson Unit – MTU).

- Host H2 chỉ có thể phát datagram chứa ≤ 1000 octets và router R

có thể chuyển các datagram này sang mạng 1.

- Tuy nhiên, nếu Host H1 phát 1 datagram chứa 1500 octets thì

router R không thể chuyển các datagram này sang mạng 2 được.

Trang 14

- Khi một Datagram lớn hơn MTU của mạng nó phải đi qua, nó sẽ

được chia thành các đoạn (fragment) nhỏ hơn và được gửi đi một

cách riêng biệt

Trang 15

- Để phân đoạn một Datagram, một Host hoặc Router sử dụng

MTU và kích thước header của Datagram để tính toán xem cần

phân thành bao nhiêu đoạn (bội của 8 octets- Trừ đoạn cuối).

- Header của Datagram nguồn được copy thành header của các

đoạn và thay đổi giá trị các trường sau:

+ TOTAL LENGTH: phản ánh kích thước bé hơn.

+ MF: bằng “0” ở đoạn cuối, bằng “1” ở các đoạn còn lại.

+ FRAGMENT OFFSET: phản ánh vị trí của đoạn trong Datagram gốc.

+ HEADER CHECKSUM!

Trang 16

FRAGMENT OFFSET = X i (octets) / 8

Ví dụ: X 1 = 976 octets do đó: FRAGMENT OFFSET = 976 / 8 = 122

Trang 17

- Mỗi đoạn trở thành 1 Datagram mới, được định tuyến độc lập.

- Các đoạn có thể đến đích không đúng theo thứ tự.

- Tại đích, quá trình tái cấu trúc Datagram gốc được gọi là tái hợp,

việc tái hợp sử dụng các trường sau:

+ Các đoạn cùng giá trị IDENTIFICATION nhóm vào 1 Datagram + FRAGMENT OFFSET giúp sắp xếp thứ tự các đoạn.

+ Cờ MF giúp xác định đoạn cuối của Datagram được tái hợp.

Trang 18

- Host H1 gửi 1 datagram 1500 octets (20 octet header và 1480

octet data) tới Host H2

- Router sẽ phân datagram này thành 2 đoạn:

500

Trang 19

Header

20 octet

Data

1480 octet Identification = a; FRAGMENT OFFSET = 0; DF = 0; MF = 0

DATAGRAM gốc = 1500 octets

Header

20 octet

Data

Đoạn 2 = 524 octets

(Router 1)

Phân đoạn tại Router 1: Datagram gốc thành 2 đoạn

Trang 20

Header

20 octet

Data

(Router 2)

Phân đoạn tại Router 2: đoạn 1 cũ chia thành 3 đoạn mới

Trang 21

Header

20 octet

Data

(Router 2)

Phân đoạn tại Router 2: đoạn 2 cũ chia thành 2 đoạn mới

Trang 22

• Là địa chỉ duy nhất cho phép thông tin giữa các

trạm đầu cuối.

• Việc lựa chọn tuyến đường được giựa trên cơ sở địa chỉ trạm đích

ĐỊA CHỈ IP

172.18.0.2

172.18.0.1

172.17.0.2 172.17.0.1

Trang 26

8 bits 8 bits 8 bits 8 bits

Trang 27

Class D:

Bits:

1110MMMM 1110MMMM Multicast Group Multicast Group Multicast Group Multicast Group Multicast Group Multicast Group

Range (224-239)

Trang 28

172.16 12 12

Network Host

172.16.0.0 E0 Routing Table

172.16.2.1

10.6.24.2 E0

Trang 29

65534 65535 65536 -

2 65534 N

2N-2 = 216-2 = 65534

Trang 30

IP Address Classes Exercise

Trang 31

IP Address Classes Exercise

Trang 34

E1

Trang 35

E0 E1 New Routing Table

Subnet

Trang 36

Default Subnet Mask

8-bit Subnet Mask

Also written as “ /16 ” where 16 represents the number of 1s

in the mask.

Also written as “ /24 ” where 24 represents the number of 1s

Trang 37

Decimal Equivalents of Bit

Trang 38

10101100 11111111 10101100

00010000 11111111 00010000

00000000 00000000

10100000 00000000 00000000

Subnets not in use—the default

Trang 39

Network number extended by eight bits

Subnet Mask with Subnets

00010000 11111111 00010000

11111111

00000010

10100000 00000000 00000000

Trang 40

Subnet Mask with Subnets

00010000 11111111 00010000

11111111

00000010

10100000 11000000

Trang 41

Subnet Mask Exercise

Trang 42

Subnet Mask Exercise

Trang 43

255.255.255.255 (Local network broadcast)X

172.16.255.255 (All subnets broadcast)

Trang 44

255.255.255.192

4 1

Trang 45

Addressing Summary

Example

10101100 11111111

00010000

11111111 11111111

10100000 11000000

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2

16

Trang 46

Example

10101100 11111111

00010000

11111111 11111111

10100000 11000000

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2 3

7

16

Trang 47

Example

10101100 11111111

00010000

11111111 11111111

10100000 11000000 10000000

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2 3

4

16

Trang 48

Example

10101100 11111111

00010000

11111111 11111111

10100000 11000000 10000000 00000010

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2 3

Trang 49

Example

10101100 11111111

00010000

11111111 11111111

10100000 11000000 10000000 00000010

10111111 10000001

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2 3

Trang 50

Example

10101100 11111111

00010000

11111111 11111111

10100000 11000000 10000000 00000010

10111111 10000001 10111110

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2 3

4

5

6 7

16

Trang 51

Example

10101100 11111111 10101100

00010000 11111111 00010000

11111111 00000010

10100000 11000000 10000000 00000010

172.16.2.160

255.255.255.192

1 2 3

4

5

6 7 8

16

Trang 52

Example

10101100 11111111 10101100

00010000 11111111 00010000

11111111 00000010

10100000 11000000 10000000 00000010

4

5

6 7

8 9

16

Trang 53

IP Host Address: 172.16.2.121 Subnet Mask: 255.255.255.0

Subnet Address = 172.16.2.0 Host Addresses = 172.16.2.1–172.16.2.254 Broadcast Address = 172.16.2.255

Eight bits of subnetting

Network Subnet Host

10101100 00010000 00000010 11111111

172.16.2.121:

255.255.255.0:

10101100 11111111 Subnet: 10101100 00010000

00010000 11111111

00000010

00000010 11111111

01111001 00000000 00000000

Class B Subnet Example

Broadcast:

Network

Trang 54

Subnet Planning

Other subnets

20 subnets

5 hosts per subnet Class C address: 192.168.5.0

Trang 55

IP Host Address: 192.168.5.121 Subnet Mask: 255.255.255.248

Network Subnet Host

192.168.5.121: 11000000

11111111 Subnet: 11000000 10101000

10101000 11111111

00000101

00000101 11111111

01111001

01111000 255.255.255.248:

Class C Subnet Planning

Example

Subnet Address = 192.168.5.120 Host Addresses = 192.168.5.121–192.168.5.126 Broadcast Address = 192.168.5.127

Five Bits of Subnetting

Broadcast:

Network Network

11000000 10101000 00000101 01111111

Trang 56

Broadcast Addresses Exercise

Trang 57

Broadcast Addresses Exercise

Trang 58

Internet Layer Overview

OSI network layer corresponds to the TCP/IP internet layer

Application Transport Internet

Trang 62

Address Resolution Protocol

Trang 63

172.16.3.1 172.16.3.2

IP: 172.16.3.2 = ???

I heard that broadcast The message is for me Here is my Ethernet address.

I need the

Ethernet

address of

176.16.3.2.

Trang 64

172.16.3.1

IP: 172.16.3.2 Ethernet: 0800.0020.1111

172.16.3.2

IP: 172.16.3.2 = ???

I need the

Ethernet

address of

176.16.3.2.

Trang 65

Map IP MAC

Local ARP

172.16.3.1

IP: 172.16.3.2 Ethernet: 0800.0020.1111

172.16.3.2

IP: 172.16.3.2 = ???

I need the

Ethernet

address of

176.16.3.2.

Trang 67

Trang 70

8:0:20:7a:49:68

Trang 73

Proxy ARP

Machine A wishes to communicate with machine

F It sends out an ARP request for machine F’s MAC address.

The router intercepts the request from A and replies with its own MAC address.

Trang 77

What is

my IP

address?

I heard that broadcast Your IP address is 172.16.3.25.

Trang 78

What is

my IP

address?

I heard that broadcast Your IP address is 172.16.3.25.

Trang 79

Internet Control Message

Protocol

Application Transport

Internet

Destination Unreachable

Echo (Ping)

Other

ICMP1

Trang 80

Trang 81

Một số lỗi được báo về nguồn bằng cách:

•Router gửi thông báo về nguồn bằng ICMP

•Thông báo có chứa thông tin về lỗi

•Ví dụ: lỗi checksum

Phát hiện lỗi và thông báo

ICMP được đóng gói trong IP datagram Lớp Internet phát hiện ra các Datagram có lỗi

Trang 82

Các dạng bản tin ICMP

Các bản tin thông tin bao gồm:

•Yêu cầu trả lời và đáp ứng (ping)

•Yêu cầu mặt nạ địa chỉ và đáp ứng

•Yêu cầu bộ định tuyến (Router discovery)

ICMP định nghĩa các bản tin báo lỗi và bản tin thông tin

Các bản tin lỗi bao gồm:

• Nguồn dừng lại

• Hết thời gian chờ Datagram

• Không tới đích được

• Yêu cầu định tuyến lại

• Yêu cầu phân mảnh

Trang 83

Truyền tải bản tin ICMP

ICMP được đóng gói trong IP

Bản tin ICMP thông báo có chứa thông tin về Datagram có lỗi.

Bản tin ICMP không gửi thông báo lỗi cho bản tin ICMP

Trang 84

Frame ICMP

Cấu trúc header bản tin ICMP

• Type : Kiểu bản tin

– Echo, Timestamp, Destination Unreachable,

• Code : Mô tả chúc năng bản tin, theo Type

• Checksum : Tổng kiếm tra của header ICMP

Type Code Checksum Type Code Checksum

Trang 85

Type trong ICMP

Type Mô tả

17 Address mask request

18 Address mask reply

Type Mô tả

15 Information request

16 Information reply

17 Address mask request

18 Address mask reply

Trang 86

Type trong ICMP

0 Yêu cầu ( Yc ) trả lời 13 Yc cung cấp thời gian

3 Không thể tới đích 14 Tl cung cấp thời gian

4 Nguồn chậm lại 15 Yc cung cấp thông tin

5 Định tuyến lại 16 Tl cung cấp thông tin

8 Trả lời ( Tl ) Type=0 17 Yc cung cấp mặt nạ

11 Hết thời gian 18 Tl cung cấp mặt nạ

12 Không hiểu tham số

Trang 87

Bản tin ICMP trong IP datagram

Trang 88

A Các bản tin ICMP báo lỗi

Type Code Checksum

Unused (Must be Zero)

IP Header + First 64 bits of IP data ( lỗi)

Trang 89

Type trong các ICMP báo lỗi

3 Không thể tới đích

4 Nguồn chậm lại (điều khiển luồng)

5 Định tuyến lại (yêu cầu đổi hướng định

tuyến)

11 Hết thời gian (TTL = 0) hoặc hết thời

gian chờ các mảnh tái hợp.

12 Không hiểu tham số

Trang 90

Lỗi không thể tới đích được

•Sử dụng khi có một lỗi và Router hoặc Host gửi báo lỗi

về nguồn.

Trang 91

Không tới được đích (Type = 3) -

Code

0 Không tới được mạng

1 Không tới được Host

2 Không tới được Protocl

3 Không tới được Port

4 Cần phân mảnh nhưng cờ DF = 1

5 Router nguồn bị lỗi

6 Không biết mạng đích (không tồn tại)

7 Không biết Host đích (không tồn tại)

8 Host nguồn bị cách ly

9 Truyền thông với Mạng đích bị Admin ngăn cấm

10 Truyền thông với Host đích bị Admin ngăn cấm

11 Không tới được Mạng do kiểu dịch vụ

12 Không tới được Host do kiểu dịch vụ

Trang 92

Destination Unreachable -

Code

Trang 93

Code

Trang 94

Code

Trang 95

TYPE = 3, CODE = 4

Unused (Must be Zero) Link MTU

•Sử dụng khi Datagram cần phân mảnh nhưng DF = 1

•Linh MTU là MTU của mạng cần phân mảnh

Trang 96

Điều khiển luồng Host nguồn

•Khi Router bị nghẽn (hoặc Host đích bị tràn), nó gửi

cho thông báo về nguồn cho từng Datagram bị tràn.

•Host nguồn giảm dần tần xuất gửi datagram cho tới khi

không còn nhận được thông báo lỗi.

•Sau đó Host nguồn tăng dần tần xuất gửi datagram.

Trang 97

Yêu cầu định tuyến lại

Router IP Address

•Router 1 nhận được 1 datagram, nó tham khảo bảng

định tuyến và tìm ra đường đi tiếp tới Router 2.

•Nếu Router 2 và Host nguồn cùng mạng, Router 1

thông báo về nguồn “khuyên” nên phát trực tiếp theo hướng được chỉ ra ở Router IP address

•Router 1 vẫn tiếp tục gửi Datagram gốc đi.

Trang 98

Ví duï: ICMP Redirect

another router R2

host to send to router R2 next time

Gateway Router R1

Gateway Router R2

To Internet To Internet

Host 1.

2.

3.

Trang 99

Yêu cầu định tuyến lại - Code

192.168.5.16

192.168.6.32

R1 R2

R0

Trang 100

Yêu cầu định tuyến lại - Code

Trang 101

Hết thời gian

Unused (Must be Zero) Internet Header + First 64 bits of datagram

thiếu một vài đoạn (Host).

Trang 102

Không hiểu tham số

•Router hoặc Host phát hiện datagram có lỗi ở Header.

•Chỉ thông báo về nguồn khi lỗi gây hủy datagram.

Trang 103

Không hiểu tham số

0 Pointer chỉ ra vị trí của octec lỗi được phát

hiện (lỗi không rõ ràng)

2 Sai độ dài (giá trị độ dài Header hoặc

tổng độ dài không đúng)

Trang 104

B Các bản tin ICMP truy vấn

thông tin

Type Code Checksum

Identifier Sequence Number

Depends on Query Message Type

•Được sử dụng để các phần tử mạng truy vấn và hồi đáp các thông

tin trên mạng.

nhau Lời đáp phải dùng đúng chỉ số của bản tin Request đã nhận.

một Host

Trang 105

Cấu trúc chung bản tin ICMP

truy vấn thông tin

Trang 106

Các giá trị Type trong các ICMP

truy vấn thông tin

8 / 0 ECHO request / reply

13 / 14 Timestamp request / reply

15 / 16 Information request / reply

17 / 18 Address Mask request / reply

Trang 107

Bản tin ECHO Request / Reply

Data (Ping: UNIX - 56 bytes; WINDOW = 32 bytes)

•Type = 8 : yêu cần trả lời.

•Type = 0 : trả lời yêu cầu.

•Sử dụng để 1 Host có thông với 1 Host khác hay không.

Trang 108

Yêu cầu và đáp ứng thời gian

Origiante Timestamp (thời gian bên yêu cầu phát) Receive Timestamp (thời gian bên đáp ứng nhận được bản tin) Transmit Timestamp (thời gian bên đáp ứng phát đáp ứng)

•Thời gian (32 bit) được tính là số mili giây tính từ nửa

đêm, theo giờ GMT.

•Sử dụng để 1 Host tham khảo thời gian của 1 Host khác.

Định dạng
Số trang	152
Dung lượng	2,66 MB