Bài giảng học phần mạng máy tính phần 4 ths huỳnh quốc bảo

7 Các mô hình tham chiếu Mô hình OSI Mô hình TCP/IP 8 OSI - Open System Interconnection Physical layer Data link layer Network layer Transport layer Session layer Application layer Tầng

Trang 1

1 2

Kiến trúc phân tầng

Ví dụ Tại sao phải phân tầng?

Ví dụ phân tầng

Bộ dàn âm thanh

Cassette

Player

Speaker

Amplifier

Tất cả chức năng đều đặt cả trong một khối

Khi muốn thay đổi:

VD: Tổ chức vận chuyển hàng không

• Một chuỗi liên tiếp các bước

Vé (mua) Hành lý (kiểm tra) Cửa (vào) Cất cánh Bay

Vé (soát) Hành lý (khai báo) Cửa (ra)

Hạ cánh Bay Bay, Transit

Trang 2

ticket (purchase)

baggage (check)

gates (load)

runway (takeoff)

airplane routing

Sân bay đi Sân bay trung chuyển Sân bay đến

airplane routing airplane routing

ticket (complain) baggage (claim) gates (unload) runway (land) airplane routing

ticket baggage

gate takeoff/landing

airplane routing

Ví dụ phân tầng

• Dựa trên các chức năng của chính tầng đó

• Dựa trên các dịch vụ cung cấp bởi tầng dưới

6

KL: Vì sao phải phân tầng?

•Đối với các hệ thống phức tạp: nguyên lý ”chia để trị”

•Cho phép xác định rõ nhiệm vụ của mỗi bộ phận và quan hệ giữa chúng

•Cho phép dễ dàng bảo trìvà nâng cấphệ thống

•Thay đổi bên trong một bộ phận không ảnh hưởng đến các bộ phận khác

•e.g., Nâng cấp từ CD lên DVD player mà không phải thay loa

7

Các mô hình tham chiếu

Mô hình OSI

Mô hình TCP/IP

8

OSI - Open System Interconnection

Physical layer Data link layer

Network layer

Transport layer Session layer Application layer

Tầng mạng Presentation layer

trung gian

Tầng ứng dụng

Tầng trình diễn

Tầng phiên Tầng giao vận

Tầng mạng

Tầng liên kết dữ liệu Tầng vật lý

Trang 3

Phân chia các chức năng trong việc trao đổi thông tin

Thông tin muốn

trao đổi

Ngôn ngữ

Chuyển từ suy nghĩ sang lời nói

Ngôn ngữ Thông tin nhận được

Các phương tiện truyền thông

Japanese?

English?

Thư?

Điện thoại?

E-mail?

Việc trao đổi thông tin sẽ diễn ra suôn sẻ nếu tại mỗi tầng, cùng một phương tiện, chức năng được sử dụng

Mô hình tham chiếu OSI

(Open Systems Interconnection)

SNA

• Khả năng kết nối

• Khả năng phát triển

• Đơn giản hóa

Chuẩn hóa

Sự phát triển các chuẩn mạng và sự ra đời của mô hình tham chiếu OSI

Mô hình OSI ( Open Systems Interconnection)

OSI ( Open Systems Interconnection) : Ra đời năm 1984

-Là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng

dành cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại

MOÂ HÌNH OSI (Open Systems Interconnection)

Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical

Các tầng thấp nhất định nghĩa các giao tiếp vật lý và đặc trưng truyền tải điện tử.

Các tầng giữa định nghĩa cách thức các thiết bị truyền thông, duy trì kết nối, kiểm lỗi và điều khiển luồng tránh việc một

hệ thống phải nhận nhiều dữ liệu hơn mức xử lý của nó Các tầng cao nhất định nghĩa cách thức các ứng dụng sử dụng các dịch vụ của tầng thấp hơn.

01011101

Trang 4

Cấu trúc phân lớp của mô hình OSI

 Layer 7: A pplication

 Layer 6: P resentation

 Layer 5: S ession

 Layer 4: T ransport

 Layer 3: N etwork

 Layer 2: D ata Link

 Layer 1: P hysical

14

MOÂ HÌNH OSI (Open Systems Interconnectio)

Application Presentation Session Transport Add Your TextNetwork Data Link Physical

Chức năng :

 Cung cấp giao tiếp giữa chương trình ứng dụng cho người sử dụng với hệ thống mạng

 Trình bày các đặc tả kỹ thuật để giải quyết vấn đề giao tiếp giữa các chương trình ứng dụng với hệ thống mạng

 Ví dụ : Các ứng dụng HTTP, Telnet, FTP, Mail

7 6 5 4 3 2 1

15

MOÂ HÌNH OSI

Application

Presentation

Session

Transport

Add Your TextNetwork

Data Link

Physical

Chức năng: Đảm bảo các dạng thức biễu diễn thông tin của các ứng dụng sao cho các

hệ thống trên mạng có thể

“hiểu” được

Trình bày các đặc tả kỹ thuật các dạng thức biễu diễn thông tin như : mã hoá, giải mã, nén, các dạng thức file ảnh…

JPEG, ASCII, GIF, MPEG, Encryption

7

6

5

4

3

2

1

16

MOÂ HÌNH OSI

Chức năng: Thiết lập, quản lý, kết thúc các

“phiên” (session) giao dịch, trao đổi dữ liệu trên mạng giữa các ứng dụng

Trình bày các đặc tả kỹ thuật thực hiện quá trình trên

7 6 5 4 3 2 1

Trang 5

MOÂ HÌNH OSI

Application

Presentation

Session

Transport

Data Link

Physical

Chức năng: Đảm bảo độ tin cậy cho các gói tin truyền tải trong mạng

Trình bày các đặc tả kỹ thuật thực hiện việc : Đánh thứ tự và đảm bảo thứ tự truyền các gói tin, ghép/tách dữ liệu từ các gói tin đến từ một ứng dụng,chọn lựa giao thức truyền nhận dữ liệu có hay không cơ chế sửa lỗi

Ví dụ : TCP,UDP…

7

6

5

4

3

2

1

18

MOÂ HÌNH OSI

Chức năng : Đảm bảo quá trình chuyển giao các gói tin giữa các hệ thống trên mạng thông qua việc xác định đường dẫn, xử lý gói tin, chuyển giao gói tin đên các hệ thống

Trình bày các đặc điểm kỹ thuật về địa chỉ logic cho các thiết bị mạng,

cơ chế định tuyến, các giao thức định tuyến

7 6 5 4 3 2 1

MOÂ HÌNH OSI

Application

Presentation

Session

Transport

Data Link

Physical

Mức móc nối dữ liệu (Data Link Layer) Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bit ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là frame Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các frame tới mức vật lý, đồng thời xử lý các thông báo từ trạm thu gửi trả

7

6

5

4

3

2

1

MOÂ HÌNH OSI

Chức năng: Chuyển tải các dòng bit không có cấu trúc trên đường truyền vật lý Đơn vị dữ liệu là các bit Trình bày các đặc tả về điện và vật

lý của mạng : giao tiếp vật lý, đặc tính điện của các giao tiếp, cự ly và tốc độ truyền dữ liệu

7 6 5 4 3 2 1

Trang 6

Ví dụ về một quá trình đóng gói dữ liệu Ví dụ về một quá trình đóng gói dữ liệu

Tương tác giữa các lớp trong mô hình OSI

 Bước 1: Lớp vật lý đảm bảo đồng bộ bit, đặt các mẫu bit trong

buffer, thông báo cho lớp datalink về frame nhận được sau khi giải

mã tín hiệu từ chuỗi bit nhận được

 Bước 2 :Lớp datalink kiểm tra FCS trong trailer cua frame nhận

được để phát hiện lỗi trong truyền dẫn, nếu phát hiện lỗi thì loại bỏ

frame, kiểm tra địa chỉ datalink, nếu đúng thì chuyển data giữa

header và trailer của frame lên software lớp 3

 Bước 3: Lớp network kiểm tra địa chỉ lớp 3, nếu đúng thì xử lý

tiếp và chuyển dữ liệu sau header lớp 3 cho software lớp 4

Tương tác giữa các lớp trong mô hình OSI

 Bước 4: Lớp transport khôi phục các đoạn dữ liệu đến theo đúng thứ tự bằng thông tin ACK trong header và chuyển cho lớp session

 Bước 5 :Lớp session đảm bảo chuỗi các message đã nhận đầy đủ, sau đó chuyển cho lớp presentation

 Bước 6 :Lớp presentation chuyển đổi dữ liệu, chuyển cho lớp ứng dụng

 Bước 7 :Lớp ứng dụng xử lý header cuối cùng chứa các thông tin

về các tham số chương trình ứng dụng giữa 2 host

Trang 7

Một số bộ giao thức kết nối mạng

TCP/IP:

Có khả năng liên kết nhiều loại máy tính khác nhau

Là chuẩn Internet toàn cầu

NetBEUI:

Được cung cấp theo các sản phẩm của IBM, Microsoft

Không hỗ trợ định tuyến, chỉ sử dụng dựa vào mạng Microsoft

IPX/SPX :

Sử dụng trong mạng Novell

Nhỏ nhanh và hiệu quả trên các mạng cục bộ, có hỗ trợ định tuyến

DECnet :

Giao thức độc quyền của hãng Digital Equipment Corporation

Định nghĩa mô hình truyền thông qua LAN, MAN, WAN, có hỗ trợ định tuyến

26

Mô hình phân tầng của Internet

CAT5

IP

TCP FTP

CAT5

10M IP

CAT5

100M/Ethernet IP

TCP FTP

100M

CAT5

quá trình gửi dữ liệu từ nguồn, qua nút trung gian (bộ định tuyến) rồi đến đích

Đóng gói dữ liệu (Encapsulation)

địa chỉ

Trang trí

Dán địa chỉ Gói quà

địa chỉ

PDU: Protocol Data Unit – Đơn vị dữ liệu giao thức

(N+1) PDU

(N) PDU

(N-1) PDU

HN

HN HN-1

Layer (N+1)

Layer (N-1)

Layer (N) Service interface

Service interface

Protocol N+1

Protocol N

Protocol N-1

addr.

Trang 8

Ex：HTTP header

Họ giao thức TCP/IP và quá trình đóng gói

TCP header

IP header

Ethernet Frame

Signal

Network Interface TCP Application

Physical IP

•Bên gửi

• Mỗi tầng thêm vào các thông tin điều khiển vào phần đầu

gói tin (header) và truyền xuống tầng dưới

•Bên nhận

• Mỗi tầng xử lý gói tin dựa trên thông tin trong phần đầu,

sau đó bỏ phần đầu, lấy phần dữ liệu chuyển lên tầng trên.

Network Interface TCP Application

Physical IP

30

CAT5 WDM

End node Intermediate node End node CAT5

Ethernet/10M IP TCP FTP

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

Dữ liệu - payload Protocol stack và quá trình đóng gói

31

CAT5 WDM

End node Intermediate node End node

CAT5

Ethernet/10M

IP

TCP

FTP

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

TCP header Dữ liệu - payload Protocol stack và quá trình đóng gói

32

CAT5 WDM

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

IP header TCP header Dữ liệu - payload Protocol stack và quá trình đóng gói

Trang 9

CAT5 WDM

CAT5

Ethernet/10M

IP

TCP

FTP

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

IP header TCP header Dữ liệu - payload Ethernet header

Protocol stack và quá trình đóng gói

34

CAT5 WDM

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

CAT5 WDM

CAT5

Ethernet/10M

IP

TCP

FTP

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

IP header TCP header Dữ liệu - payload WDM header

CAT5 WDM

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

Trang 10

CAT5 WDM

CAT5

Ethernet/10M

IP

TCP

FTP

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

IP header TCP header Dữ liệu - payload Ethernet header

38

CAT5 WDM

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

39

CAT5 WDM

CAT5

Ethernet/10M

IP

TCP

FTP

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

TCP header Dữ liệu - payload Protocol stack và quá trình đóng gói

40

CAT5 WDM

WDM 10M IP 10G CAT5

10G IP

CAT5

Dữ liệu - payload Protocol stack và quá trình đóng gói

Trang 11

Tóm tắt: ưu điểm của kiến trúc phân tầng

mỗi tầng

•Các tầng hoạt động độc lập

• Tầng trên chỉ quan tâm đến việc sử dụng tầng dưới mà

không quan tâm đến các tầng xa hơn

• Cho phép định nghĩa giao diện chung giữa các tầng

• Trao đổi giữa các tầng đồng mức

• Có thể cải tiến hệ thống bằng cách thay thế một công nghệ

mới của tầng tương ứng : ISDN→ADSL→FTTH、IPv4→IPv6

• Khi muốn thay đổi, phải làm toàn bộ…

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	895,2 KB