ICMP: Giao thức thông điệp kiểm soát Internet sử dụng bởi máy tính và bđt để liên lạc thông tin tầngmạng Loại Mã Chú giải báo cáo lỗi: máy, mạng, cổng, 0 0 phản hồi echo (ping) giao thức không liên lạc được 3 0 mạng đích ko liên lạc được yêu cầuphản hồi gói echo (sử 3 1 máy đích ko liên lạc được dụng bởi ping) 3 2 gthức đích ko liên lạc được 3 3 cổng đích ko liên lạc được nằm ở tầng “trên” IP: 3 6 mạng đích không biết thđiệp ICMP được mang trong 3 7 máy đích không biết gói tin IP 4 0 giảm tốc độ nguồn (kstn – thông điệp ICMP: loại, mã cùng với không dùng) 8 byte đầu của gói tin IP mà gây ra 8 0 truy vấn echo (ping) lỗi 9 0 quảng bá tuyến đường 10 0 tìm tuyến đường 11 0 TTL hết hạn 12 0 mào đầu IP bị lỗi Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 3 Chương 4: Tầng Mạng © 2011 4
Trang 1Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
ThS NGUYỄN CAO ĐẠT E-mail:dat@cse.hcmut.edu.vn
Bài giảng Mạng máy tính
Trang 2Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 3Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trạng thái liên kết
Véc-tơ Khoảng cách
Định tuyến phân cấp
4.5 Định tuyến trong Internet
RIP
OSPF
BGP
Trang 4Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
4
ICMP: Giao thức thông điệp kiểm soát Internet
sử dụng bởi máy tính và bđt để liên
lạc thông tin tầng-mạng
báo cáo lỗi: máy, mạng, cổng,
giao thức không liên lạc được
yêu cầu/phản hồi gói echo (sử
dụng bởi ping)
nằm ở tầng “trên” IP:
th/điệp ICMP được mang trong
gói tin IP
thông điệp ICMP: loại, mã cùng với
8 byte đầu của gói tin IP mà gây ra
8 0 truy vấn echo (ping)
9 0 quảng bá tuyến đường
10 0 tìm tuyến đường
11 0 TTL hết hạn
12 0 mào đầu IP bị lỗi
Trang 5Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Khi gói tin thứ n đến bđt n:
BĐT loại bỏ gói tin
Và gửi lại nguồn một thông điệp
Điều kiện để ngừng lại
Khúc UDP đến được máy đích
Máy trả về gói ICMP “máy đích không tới được” (loại 3, mã 3)
Khi nguồn nhận được những ICMP này, nó sẽ dừng lại
Trang 6Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trạng thái liên kết
Véc-tơ Khoảng cách
Định tuyến phân cấp
4.5 Định tuyến trong Internet
RIP
OSPF
BGP
Trang 7Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
định dạng mào đầu sẽ giúp tăng tốc xử lý/chuyển tiếp gói tin
thay đổi mào đầu để hỗ trợ QoS
Định dạng gói tin IPv6:
mào đầu có độ dài cố định 40 byte
không cho phép phân khúc
Trang 8Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
8
Mào đầu IPv6 (tt)
Mức ưu tiên: xác định mức ưu tiên giữa các gói tin
Nhãn luồng: xác định các gói tin trong cùng “luồng”
(khái niệm “luồng” chưa thực sự chuẩn)
Trang 9Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
9
Những thay đổi khác từ IPv4
lý tại mỗi thiết bị
định bởi trường “Next Header”
những thông điệp bổ sung, vd: “Gói tin quá lớn”
những chức năng quản lý nhóm gửi-nhiều-đích (multicast)
Trang 10Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
10
Chuyển tiếp Từ IPv4 Tới IPv6
Không thể nâng cấp tất cả bđt ngay một lúc được
Làm sao để mạng có thể làm việc với cả các bộ định tuyến IPv4
và IPv6?
tin IPv4 giữa các bđt IPv4
Trang 11Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 12Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Flow: X Src: A Dest: F data
Flow: X Src: A Dest: F data
Src:B Dest: E
Flow: X Src: A Dest: F data
Src:B Dest: E
Trang 13Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
RIP
OSPF
BGP
Trang 14Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 15Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
E = tập các đg liên kết ={ (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) }
Trừu tượng hóa bằng đồ thị
Lưu ý: Trừu tượng hóa bằng đồ thị cũng hữu dụng trong những phạm trù
mạng khác
Ví dụ: P2P, với N là tập các thành viên và E là tập các kết nối TCP
Trang 16Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
hoặc nghịch đảo với tắc nghẽn
chi phí của đường đi c(x1, x2, x3,…, xp) = c(x1,x2) + c(x2,x3) + … + c(xp-1,xp) Câu hỏi: Đường đi nào ít chi phí nhất giữa u và z ?
Giải thuật định tuyến: tìm ra đường đi ít tốn kém nhất
Trang 17Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
17
Phân loại giải thuật định tuyến
Thông tin tổng quát hay phân
tới nó, chi phí tới họ
quá trình tính toán, trao đổi
thông tin với hàng xóm được lặp
Trang 18Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
RIP
OSPF
BGP
Trang 19Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
lặp: sau k lần lặp, biết được
tuyến đường rẻ nhất tới k đích
Kí hiệu:
c(x,y): chi phí từ nốt x tới y;
= ∞ nếu không phải hàng xóm trực tiếp
D(v): giá trị hiện tại của chi phí của tuyến đường từ nguồn tới đích v
p(v): nốt liền trước trên đường
đi từ nguồn tới v
N': tập các nốt mà đã biết được đường đi xác định rẻ nhất tới chúng
Trang 20Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
13 /* chi phí mới tới v hoặc là chi phí cũ tới v hoặc là chi phí
14 tuyến ngắn nhất tới w cộng với chi phí từ w tới v */
Trang 21Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
D(v),p(v)
2,u 2,u 2,u
D(w),p(w)
5,u 4,x 3,y 3,y
D(x),p(x)
1,u
D(y),p(y)
∞ 2,x
D(z),p(z)
∞
∞ 4,y 4,y 4,y
Trang 22Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 23Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 24Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
RIP
OSPF
BGP
Trang 25Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
dx(y) = min {c(x,v) + dv(y) }
với min được lấy trên tất cả hàng xóm v của x
v
Trang 26Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
1 + 3,
5 + 3} = 4
node mà đạt được giá trị min sẽ là node tiếp theo trong
tuyến đường ngắn nhất ➜ bảng chuyển tiếp
phương trình B-F:
Trang 27Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
27
Giải thuật Véc tơ-Khoảng cách
Dx(y) = chi phí thấp nhất từ x tới y
node x biết chi phí tới mỗi hàng xóm v: c(x,v)
node x duy trì véc tơ khoảng cách
Dx = [Dx(y): y є N ]
node x cũng duy trì các véc tơ khoảng cách của hàng xóm
Cho mỗi hàng xóm v, x duy trì
Dv = [Dv(y): y є N ]
Trang 28Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 29Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
hàng xóm khi đó sẽ lại thông báo cho hàng xóm của chúng, nếu cần
chờ cho (thay đổi trong chi phí của liên kết cục bộ hoặc t/điệp từ hàng xóm)
tính lại các đo đạc
nếu DV tới bất kì đích nào thay đổi, thông báo cho hàng xóm
Mỗi node:
Trang 30Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 31Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
Trang 32Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
32
VTKC: chi phí liên kết thay đổi
Chi phí liên kết thay đổi:
node nhận ra sự thay đổi chi phí trong liên
kết cục bộ
cập nhật t/tin định tuyến, tính lại véc tơ KC
nếu DV thay đổi, thông báo hàng xóm
tại t2, y nhận được cập nhật của z và cập nhật DV của nó
tuyến đường chi phí thấp nhất của y không đổi vì vậy nó không
gửi thông điệp nào cho z
Trang 33Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
33
Véc tơ KC: chi phí liên kết thay đổi
Chi phí liên kết thay đổi:
tin tốt truyền nhanh
tin xấu truyền chậm – vấn đề “đếm
tới vô cùng”!
44 vòng lặp trước khi giải thuật ổn
định
Nếu Z đi qua Y để tới X:
Z nói Y khoảng cách của nó tới X là vô tận (vậy Y
sẽ không đi qua Z để tới X)
liệu cách này có giải quyết hoàn toàn
vấn đề đếm tới vô cùng không?
x 4 1 z
50
y
60
Trang 34Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính
© 2011
MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 3 - Chương 4: Tầng Mạng
mỗi bảng của node được dùng bởi các node khác
lỗi lan truyền trong mạng