Kiến Trúc Phân Tầng Và Mô Hình OSI

tiếp sử dụng đường truyền mà dữ liệu bên trong hệ thống gửi sender được truyền sang hệ thống nhận receiver bằng đường truyền vật lý và cứ thế ngược lên các tầng trên.. Giữa hai hệ thống

I.5 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI

I.5.1 Kiến trúc phân tầng.

Để gảim độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các máy tính hiện có đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng (layering) Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như cấu trúc đa tầng, trong đó mỗi tầng được xây dựng trên cơ sở tầng trước nó Số lượng các tầng cũng như tên và chức năng của các tầng phụ thuộc vào nhà thiết kế Trong đó mục đích của mỗi tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho tầng cao hơn

Hình 1.11: Minh hoạ kiến trúc phân tầng tổng quát.

Nguyên tắc của kiến trúc mạng phân tầng là: Mỗi hệ thống trong một mạng đều có cấu trúc tầng (số lượng tầng, chức năng tầng) là như nhau Sau khi đã xác định số lượng tầng và chức năng mỗi tầng việc quan trọng tiếp theo cần làm là định nghĩa mối quan hệ giữa hai tầng kế nhau (giao diện) và mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức ở hai hệ thống kết nối với nhau (giao thức) Trong thực tế dữ liệu không được truyền trực tiếp từ tầng thứ i của hệ thống này sang tầng thứ i của hệ thống khác (trừ đối với tầng thấp nhất trực

Tầng N

Tầng i + 1

Tầng i

Tâng i - 1

Tầng 1

Tầng N Tầng i + 1 Tầng i Tâng i - 1 Tầng 1

Giao thức tầng 1

Giao thức tầng i-1Giao thức tầng iGiao thức tầng i+1

Giao thức tầng N

Đường truyền vật lý

tiếp sử dụng đường truyền) mà dữ liệu bên trong hệ thống gửi (sender) được truyền sang hệ thống nhận (receiver) bằng đường truyền vật lý và cứ thế ngược lên các tầng trên Giữa hai hệ thống kết nối với nhau thì chỉ có tầng thấp nhất mới có liên kết vật lý còn ở các tầng cao hơn chỉ là những liên kết logic (hay liên kết ảo) được đưa vào để hình thức hoá các hoạt động của mạng thuận tiện cho việc thiết kế và cài đặtk các phần mềm truyền thông.

I.5.2 Mô hình OSI.

Khi thiết kế, các nhà thiết kế phải tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng: phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau v.v… Sự không tương thích của nó làm trở ngại cho sự tương tác của người

sử dụng các mạng khác nhau

Cần thiết phải có 1 sự hội tụ chung cho các sản phẩm mạng trên thị trường Để có được trước hết cần phải xây dựng một khung chuẩn về cấu trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo sản phẩm mạng

Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization for Standarzation - ISO) đã lập ra một tiểu ban phát triển một khung chuẩn như thế Và năm 1984, ISO đã xây dựng xong mô hình tham chiếu cho việc nối kết các hệ thống mở (Reference Model of Open Systems interconnection hay gọn hơn: OSI Reference Model) Mô hình này được dùng làm cơ sở để nối kết các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán Từ "mở" ở đây nó lên khả năng hai hệ thống có thể nối kết để trao đổi thông tin với nhau nếu chúng tuân thủ mô hình tham chiếu và các chuẩn liên quan

Để xây dựng mô hình OSI, ISO cũng phải dựa trên kiến trúc phân tầng trước đó, dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau đây:

 Để đơn giản cần hạn chế số lượng các tầng

 Tạo ranh giới các tầng sao cho các tương tác và mô tả các dịch vụ là tối thiểu

 Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau tách biệt với nhau, và các tầng sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách biệt.

 Các chức năng giống nhau được đặt vào cùng một tầng

 Chọn ranh giới các tầng theo kinh nghiệm đã được chứng tỏ là thành công

 Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ảnh hưởng ít đến tầng kề đó

 Tạo ranh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tương ứng

 Tạo một tầng khi dữ liệu được xử lý một cách đặc biệt

 Cho phép các thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh hưởng tới các tầng khác

 Mỗi tầng chỉ có các ranh giới với các tầng kề trên và dưới nó Các nguyên tắc được tương tự áp dụng khi chia các tầng con (sublayer)

 Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết

 Tạo các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kế cận

 Cho phép huỷ bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết

Kết quả là mô hình OSI có 7 tầng sau:

Giao thức tầng 7

Đường truyền vật lý

Ứng dụng7Trình diễn6Phiên5Giao vận4Mạng3Liên kết

dữ liệu 2Vật lý1

Giao thức tầng 6

Giao thức tầng 2

Hình 1.12: Mô hình OSI 7 tầng.

Bảng chức năng các tầng trong mô hình OSI.

1 Physical Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bit không có cấu trúc

qua đường truyền vật lý, truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện cơ, điện, hàm, thủ tục

2 Data link Cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý

đảm bảo tin cậy Gửi các khối dữ liệu (Frame) với các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/ hợp dữ liệu nếu cần

3 Network Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với

công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện việc kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần

4 Transpork Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu mút (end - to -

end), thực hiện cả việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu mút Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh (multiplesing) cắt/ hợp dữ liệu nếu cần

5 Session cung cấp phương tiện quản lý truyền thông giữa các ứng

dụng, thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng

6 Presentation Chuyển đổi cú p háp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền dữ

liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI

7 Application Cung cấp phương tiện để sử dụng có thể truy nhập được vào

môi trường OSI, đồng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán

Quan hiệm về tầng giao tiếp cận OSI:

Theo tiếp cận OSI trong mỗi tầng của một hệ thống có một hoặc nhiều thực thể (entity) hoạt động Một (N) entity (thực thể của tầng N) cài đặt các chức năng của tầng N và giao thức truyền thông với các (N) entity trong các

hệ thống khác

Hình 1.13: Quan hiệm về tầng theo tiếp cận OSI

Một tiến trình (proces) trong hệ đa xö lý là ví dụ của một thực thể Hay đơn giản hơn, một thực thể có thể là một trình con (bubroutine) Mỗi thực thể truyền thông với các thực thể ở các tầng trên và dưới nó qua một giao diện (interface) Giao diện này là một hoặc nhiều điể truy nhập dịch vụ (service access point viết tắt là SAP) (N-1) entity cung cấp dịch vụ cho một (N) entity thông qua việc gọi các hàm nguyên thuỷ (primitive) Hàm nguyên thuỷ chỉ rõ chức năng cần thực hiện và được dùng để chuyển dữ liệu và thông tin điều khiển Lời gọi trình con chính là một ví dụ về dnạg cài đặt cụ thể của một nguyên thuỷ

Bốn kiểm hàm nguyên thuỷ được sử dụng để định nghĩa tương tác giữa các tầng kế nhau đó là:

• Request (yêu cầu): là hàm nguyên thuỷ mà Service User (người sử dụng dịch vụ) dùng để gọi một chức năng

• Idication (chỉ báo): là một hàm nguyên thuỷ mà Service Provider (người cung cấp dịch vụ) dùng để

- Gọi một chức năng hoặc

- Chỉ báo một chức năng đã được gọi ở một điểm truy nhập dịch vụ (SAP)

• Reponse (trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà Service User dùng để hoàn tất một chức năng đã được gọi từ trước bởi một hàm nguyên thuỷ Indicatioin ở SAP đó.

• Confirm (xác nhận): là hàm nguyên thuỷ mà Service Provider dùng

để hoàn tất một chức năng đã được gọi từ trước bởi một hàm nguyên thuỷ Request tại SAP đó

Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thủy:

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hàm nguyên thuỷ

Trong sơ đồ này quy trình thực hiện một giao thức giữa hai hệ thống A

và B được thực hiện như sau (theo trình tự thời gian):

- Tầng (N-1) của A gửi xuống tầng (N) kề dưới nó là một hàm Request

- Tầng (N) của A cấu tạo một đơn vị dữ liệu để gửi yêu cầu đó sang tầng (N) của B theo giao thức tầng N đã xác định

- Nhận được yêu cầu, tầng (N) của B chỉ báo lên tầng (N+1) kề trên nó bằng hàm Indication

- Tầng (N-1) của B trả lời bằng hàm Response gửi xuống tầng (N) kề dưới nó

Response Indication

SERVICE USER

Interface

SERVICE PROVIDẺ

(N) Protocl

- Tầng (N) của B cấu tạo một đơn vị dữ liệu để gửi trả lời đó trở về tầng (N) của A theo giao thức tầng N đã xác định.

- Nhận được trả lời, tầng (N) của A xác nhận tầng (N-1) kể trên đó bằng hàm Confirm, kết thúc một giao tác giữa hai hệ thống

Đơn vị dữ liệu sử dụng trong giao thức tầng (N) được ký hiệu là (N) PDU

Ở mỗi tầng trong mô hình OSI có hai phương thức hoạt động chính là: phương thức có liên kết (connection-oriented) và phương thức không liên kết (connectionless)

• Phương thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu cần thiết lập một liên kết logic giữa các thực thể đồng mức, quá trình truyền thoôg gồm 3 giai đoạn: thiết lâlj liên kết (logic) truyền dữ liệu, huỷ bỏ liên kết (logic) bằng cách sử dụng bốn hàm nguyên thuỷ cho mỗi giai đoạn, ta sẽ có 12 thủ tục chính để xây dựng các dịch vụ và giao thức chuẩn theo kiểu OSI

• Phương thức không liên kết: không cần liên kết logic, mỗi đơn vị dữ liệu được truyền độc lạp với các đơn vị dữ liệu trước hoặc sau nó, nên chỉ có một giai đoạn là truyền dữ liệu mà thôi

So sánh hai phương thức hoạt động trên thì phương thức có liên kết truyền dữ liệu tin cậy hơn, nhưng phương thức không liên kết có thể truyền

dữ liệu theo nhiều đường khác nhau tới đích thích nghi hơn với sự thay dổi trạng thái của mạng

năng được thực hiện bởi các phần tử của giao diện vật lý, giữa một hệ thống

và đường truyền, và thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền các xâu bit qua đường vật lý

Khác với các tầng khác, tầng vật lý là tầng thấp nhất, giao diện với các đường truyền không có PDU cho tầng vật lý, không có phần header chứa thông tin điều khiển (PCI), dữ liệu được truyền đi theo dòng bit (bit stream) Bởi vậy giao thức cho tầng vật lý không xuất hiện với ý nghĩa như các tầng khác

b Các chuẩn cho giao diện vật lý.

• Chuẩn V24/RS-232-C:

Là hai chuẩn tương ứng của CCITT và EIA nhằm định nghĩa giao diện tầng vật lý giữa DTE và DCE Về phương diện cơ, các chuẩn này đều sử dụng các đầu nối 25 chân và do vậy về lý thuyết cần dùng cáp 25 sợi để nối DTE và DCE Về phương diện điện, các chuẩn này quyết định các tín hiệu số nhị phân

0 và 1 tương ứng với các thế hiẹu nhỏ hơn -3V và lớn hơn +3V Tốc đọ tín hiệu qua giao diện không được vượt quá 20Kbps và với khoảng cách 15m, mặc dầu có thể thiết kế tốt để đạt được tốc độ và khoảng cách lớn hơn

• Chuẩn RS-449/422-A/423-A

RS-449 định nghĩa các đặc trưng cơ, chức năng và thủ tục, còn

RS-442-A và RS-423-RS-442-A định nghĩa các đặc trưng điện của chuẩn mới

RS-449 tương tự RS-232-C có thể liên tác với các chuẩn cũ

Về phương diện chức năng, RS-449 giữ lại toàn bô các mạch trao đổi của RS-232-C và thêm vào 10 mạch mới, trong đó các mạch quan trọng nhất là: Terminal in service (IS), New Signal (NS), Select Friquency (SF), Local Loopback (LL), Remote Loopback (RL), Test Mode (TM)

Về phương diện thủ tục, RS-449 là tương tự như RS-232-C Mỗi mạch

có một chức năng riêng và việc truyền tin dựa trên các cặp “tác động - phản ứng” Ví dụ DTE thực hiện request to send thì sau đó nó sẽ đợi DCE trả lời với Clear to Send

Về phương diện cơ, RS-449 dùng đầu nối 37 chân (37 pin connector) cho giao diện cơ bản và dùng đầu nối 9 chân riêng biệt nếu có kênh phụ Song cũng giống như RS-232-C, thực tế trong nhiều trường hợp chỉ có một số ít chân được dùng.

RS-423-A sử dụng phương thức truyền không cân bằng (unbalanced transmission) đạt tốc độ 3Kbps ở khoảng cách 1000m và 300Kbps ở khoảng cách 10m RS-422-A sử dụng phương thức truyền cân bằng (balancer transmission) và có thể đạt tốc độ cao hơn 100Kbps ở 1200m và tới 10Mbps ở 12m Rõ ràng là cao hơn đáng kể so với RS-232-C

• Các khuyến nghị loại - X của CCITT

Có rất nhiều loại khuyến nghị - X của CCITT cho tầng vật lý, đặc biệt

ở các nước Tây Âu, ở đây ta chỉ xét khuyến nghị X21

Khuyến nghị X21 đặc tả một đầu nối 15 chân

X21 cũng chấp nhận các chế độ truyền không cân bằng và cân bằng như trong RS-442-C và RS-423-A, bởi vậy cũng có giới hạn tốc độ và khoảng cách

Bên cạnh khuyến nghị X21, CCITT còn định nghĩa khuyến nghị X21 bis để dùng cho tầng vật lý của các mạng chuyển mạch gói X25 (X25 Switched Network) X21 bis sử dụng các mạch V.24 Các đặc trưng điện của các mạch trao đổi ở cả hai phía DCE và DTE của giao diện điện có thể tuân theo hoặc khuyến nghị V.28 sử dụng đầu nối 25 chân (ISO 2110), hoặc khuyến nghị X.26 sử dụng đầu nối 37 chân (ISO 4902)

I.5.2.2 Tầng liên kết dữ liệu.

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu

Các giao tiếp để xây dựng lên tầng liên kết dữ liệu (Data Link Protocol) được chia thành 2 loại: dị bộ (Asynchronous DLP) và đồng bộ (Synchronous DLP), trong đó đồng bộ chia làm hai nhóm là: hướng ký tự (Character Oriented) và hướng bit (Bit Oriented)

Hình 1.15 Phân loại các giao thức liên kết dữ liệu

Các DLP dị bộ sử dụng phương thức truyền dị bộ, trong đó các bit đặt biệt Start và Stop được dùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự trong dòng dữ liệu cần truyền đi Nó không cần sự đồng bộ giữa người gửi và người nhận

Phương thức truyền đồng bộ không dùng các bit đặc biệt Start và Stop

để đóng khung mỗi ký tự mà dùng các ký tự đặc biệt như Syn (Synchronization), EOT (End Of Transmission) hoặc cờ (Flag) giữa các dữ liệu của người sử dụng để báo hiệu cho người nhận biết được dữ liệu đang” đến” hoặc “đã đến”

Các DLP hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của các bộ mã như ASCII hay EBCDIC còn DLP hướng bit lại dùng cấu trúc nhị hân để xây dựng các phần tử của giao thức

a Các giao thức hướng ký tự.

Giao thức này được dùng cho các ứng dụng điểm - điểm (point to point), giao thức này có thể ứng dụng cho các phương pháp khai thác đường truyền khác nhau: một chiều (simplex), hai chiều luân phiên (half-duplex) hoặc hai chiều đồng thời (full-duplex)

b Các giao thức hướng bit.

• Giao thức HDLC (High level Data Link Control)

Data Link Protocol (DLPs)

Bit-OrientedCharater Oriented

HDLC là giao thức chuẩn được phát triển bởi ISO (ISO 3309 và ISO 4335) để sử dụng trong các trường hợp điểm - điểm và nhiều điểm

Cấu trúc một đơn vị dữ liệu (frame) sử dụng trong HDLC là:

Hình 1.16 Khuôn dạng tổng quát của một frame HDLC

Trong đó:

- Flag: là các vũng mã đóng khung cho frame, đánh dấu bắt đầu và kết thúc của frame Mã này được chọn là 01111110

- Address: là vùng địa chỉ của traạm frame

- Control: là vùng để ghi thông tin cần truyền đi Vùng này có kích thước không xác định

- FCS (Frame Check Sequense): là vùng để ghi mã kiểm soát lỗi (ckecksum) cho nội dung của frame (phần nằm giữa 1 flag) sử dụng phương pháp CRC với đa thức sinh là CRC-CCITT = x16 + x12 + x5 + 1

HDLC sử dụng 3 loại frame chính là:

- Loại U (Unnumbered frame): dùng để thiết lập liên kết dữ liệu cho các phương thức hoạt động khác nhau và để giải phóng liên kết khi cần thiết,

… Đây là loại frame điều khiển

- Loại I (Information frames): dùng để chứa thông tin cần truyền đi của người sử dụng và được đánh số thứ tự để kiểm soát

Frame Header

Hình 1.17: Nội dung vùng “control” của các loại frame HDLC.

• Giao thức LAP (Link Access Procedure) tương ứng với phương thức trả lời dị bộ (ARM) của HDLC dùng trong bối cảnh không cân bằng

• Giao thức LAP-B (Link Access Procedure-Balanced) tương ứng với phương thức trả lời dị bộ cân bằng (ABM) của HDLC cho bối cảnh cân bằng Thường dùng trong mạng truyền dữ liệu X.25 (CCITT X25.2)

• Giao thức LAP-D (Link Access Procedure, D Channel): được xây dựng từ LAP-B và được dùng như giao thức liên kết dữ liệu cho các mạng dịch vụ tích hợp số (ISDN)

• Giao thức SDLC (Synchoronous Data Link Control): là giao thức cho tầng 2 của IBM, và cũng được dẫn xuất từ HDLC

• ADCCP (Advanced Data Communication Control Procedure)

a Kỹ thuật chọn đường.

Có hai chức năng chính là:

• Quyết định chọn đường theo tiêu chuẩn (tối ưu) nào đó

• Cập nhật thông tin chọn đường

Có rất nhiều kỹ thuật chọn đường khác nhau Sự phân biệt giữa chúng phụ thuộc vào các yếu tố liên quan đến hai chức năng trên.

Các yếu tố là:

- Sự phân tán của các chức năng chọn đường trên các nút của mạng

- Sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng

- Các tiêu chuẩn (tôí ưu) để chọn đường

Dựa trên đó ta có kỹ thuật chọn đường tập trung (Centralized Routing) hoặc phân tán (distributed routing), kỹ thuật chọn đường tĩnh (Static hay fixed routing) hoặc thích nghi (Adaptatif rounting)

• Kỹ thuật chọn đường tập trung được đặt trưng bởi sự tồn tại của một (hoặc vài) trung tâm điều khiển mạng thực hiện việc chọn đường sau đó gửi các bảng chọn đường (routing table) tới tất cả các bút doọctheo con đường

đã chọn đó

• Kỹ thuật chọn đường phân tán không tồn tại các trung tâm điều khiển: quyết định chọn đường được thực hiện tại mỗi nút mạng Điều này đòi hỏi trao đổi thông tin giữa các nút, tuỳ theo mức độ thích nghi của giải thuật

sử dụng

• Kỹ thuật chọn đường tĩnh (hay kỹ thuật chọn đường không thích nghi) có thể là tập trung hay phân tán nhưng nó không đáp ứng với mọi thay đổi trên mạng Trong trường hợp này, việc chọn đường được thực hiện mà không có sự trao đổi thông tin, không đo lường và không cập nhật thông tin Tiêu chuẩn tối ưu để chọn đường và bản thân con đường được chọn cho toàn cục, nên được sử dụng rộng rãi

• Kỹ thuật chọn đường thích nghi (hay kỹ thuật chọn đường động) có khả năng đáp ứng đối với các trạng thái khác nhau của mạng Mức độ thích nghi của một kỹ thuật chọn đường được đặc trưng bởi sự trao đổi thông tin chọn đường trong mạng

b Giao thức X.25

Định nghĩa việc liên kết điểm đến điểm giữa DTE (thiết bị kết cuối dữ liệu) và DCE (thiết bị kết cuối kênh dữ liệu) Các chuẩn của nó được ánh xạ vào các lớp từ 1 - 3 của mô hình tham chiếu OSI Thông lượng truyền tối đa

I.5.2.4 Tầng giao vận (Transport)

Tầng transport (giao vận) đảm bảo cho thông điệp được chuyển giao theo thứ tự được gửi đi và không bị mất hay trùng lặp Tầng transport cho phép giao thức ở các tầng cao hơn không cần nhận biết hoạt động chuyển dữ liệu giữa tầng nằm trên và tầng đối tác của nó

Quy mô và tính phức tạp của giao thức giao vận phụ thuộc vào kiểu dịch vụ nó nhận được từ tầng Network hoặc tầng Data Link Đối với một tầng Network đáng tin cậy hoặc tầng Data Link với tính năng mạch ảo, chẳng hạn tầng LLC của NETBUI, thì chỉ cần một tầng transport nhỏ nhất Nếu tầng Network hoặc tầng Data Link không đáng tin cậy hoặc chỉ hỗ trợ bó dữ liệu (datagram) (như tầng IP của TCP/IP và tầng IPX của NW Link), tầng transport phải đảm đương cả việc xắp xếp thứ tự khung dữ liệu, báo nhận khung, dò tìm và khắc phục lỗi

Tầng transport bao gồm những chức năng sau:

• Nhận thông điệp từ tầng trên, nếu cần chia nhỏ chúng thành nhiều khung

• Cung cấp khả năng chuyển giao thông điệp an toàn từ nguồn đến đích

• Chỉ thị cho máy tính gửi không được truyền dữ liệu khi không có sẵn

bộ đệm ở đầu nhận

• Ghép nhiều luồng thông điệp hoặc phiên làm việc từ quy trình đến quy trnìh vào thành một liên kết logic và truy nguyên thông điệp nào thuộc phiên làm việc nào.

Tầng transport có thể chấp nhận những thông điệp lớn, nhưng các tầng

áp đặt những giới hạn rất nghiêm ngặt về kích thước và ở cấp độ mạng hoặc thấp hơn Do đó, tầng transport phải tách thông điệp thành nhiều đơn vị nhỏ, gọi là khung dữ liệu (Frame), và gắn đoạn đầu (header) vào mỗi khung

Nếu tầng thấp hơn không duy trì trình tự, đoạn đầu giao vận (transport header - TH) phải chứa thông tin trình tự, giúp tầng transport tại đàu nhận có thể hiển thị dữ liệu theo đúng trình tự cho tầng cao hơn kế tiếp

Khác với các tầng mạng con thấp hơn vốn có giao thức nằm ngay giữa các máy tính kề cận, tầng transport và tầng trên nó đích thực là những tầng từ nguồn đến đích Chúng không quan tâm đến chi tiết của hoạt động giao tiếp cấp dưới Phần mềm dành cho các tầng trên máy tính nguồn ở cấp vận tải hoặc cao hơn thực hiện giao tiếp với cá phần mềm tương tự trên máy đích, sử dụng đoạn đầu (header) và thông tin điều khiển

I.5.2.5 Tầng phiên (Session).

Tầng session (phiên) thiết lập một phiên giao tiếp giữa các quy trình chạy trên máy tính khác nhau, và có thể hỗ trợ việc chuyển dữ liệu theo chế

độ thông điệp

Tầng session bao gồm các chức năng sau:

• Cho phép quy trình ưng dụng đăng ký địa chỉ quy trình không trùng lặp, chẳng hạn như NETBIOS nó cung cấp phương tiện phân giải địa chỉ quy trình thành địa chỉ NIC thuộc tầng Datalink hoặc tầng Network,nếu cần

• Thiết lập, giám sát và chấm dứt phiên truyền thông qua mạng ảo giữa hai quy trình được nhận biết bởi địa chỉ quy trình không trùng lặp Phiên truyền thông qua mạch ảo là một liên kết trực tiếp có vẻ như đang tồn tại giữa bên gửi và bên nhận: trong thực tế, nối kết được thiết lập thông qua mạch điện

• Quy định phạm vi thông điệp, bổ sung thông tin đoạn đầu chỉ rõ nơi thông điệp bắt đầu và kết thúc Tầng session ở đầu nhận sau đó có thể ngừng chỉ ra bất kỳ số lượng thông điệp nào cho chương trình ứng dụng nằm trên, cho đến khi nhận được toàn bộ thông điệp.

• Thông báo cho chương trình ứng dụng ở đầu nhận biết khi không gian bộ đếm không còn đủ cho toàn bộ thông điệp và vì vậy thông điệp này không hoàn chỉnh (gọi là đồng bộ hoá thông điệp) Tầng session ở đầu nhận

có thể cùng sử dụng một khung dữ liệu điều khiển để thông báo cho tầng session ở đầu gửi biết có bao nhiêu byte của thông điệp được tiếp nhận thành công Sau đó, tầng sessino đặt phần thông điệp còn lại vào bộ đếm này và cho chương trình ứng dụng biết rằng toàn bộ thông điệp đã được tiếp nhận

• Thực hiện nhiều chức năng hỗ trợ khác, cho phép các quy trình giao tiếp qua mạng, chẳng hạn như chứng thực người và bảo vệ hoạt động truy cập tài nguyên

I.5.2.6 Tầng trình diễn (Presentation)

Tầng presentation (trình diễn) hoạt động như một bộ phiên dịch dữ liệu cho mạng Tầng presentation chạy trên máy tính truyền dữ liệu từ dạng thức này do tầng application (ứng dụng) gửi đi sang một dạng thức chung Tại máy tính nhận, tầng presentation phiên dịch dạng thức chúng sang dạng thức mà tầng application nhận biết

Tầng presentatioin cung cấp các chức năng sau:

• Phiên dịch mã ký tự, chẳng hạn từ mã ASCII sang mã EBCDIC

• Biến đổi dữ liệu, chẳng hạn trật tự bit, CR thành CR/LF và số nguyên (integer) thành điểm di động (Floating Point)

• Nén dữ liệu, nhằm giảm số lượng bit phải truyền

• Mã hóa dữ liệu tức là biểu diễn dữ liệu dưới dạng thức không thể đọc được, cho đến khi dữ liệu được giả mã nhằm mục đích bảo mật

I.5.2.7 Tầng ứng dụng.

Tầng application (ứng dụng) có chức năng như một cửa sổ dành cho người dùng và các chương trình ứng dụng truy cập dịch vụ mạng Tầng application có các chức năng sau:

• Chia sẻ tài nguyên và tái định hướng thiết bị

• Truy cập tập tin từ xa (Telnet)

• Hỗ trợ truyền thông liên quy trình

• Hỗ trợ cuộc gọi thủ tục từ xa (RPC)

• Quản lý mạng

• Dịch vụ thư mục

• Giử thông điệp điện tử, bao gồm e-mail

• Mô phỏng các terminal ảo

***************************

II Giao thức TCP/IP.

Để hiểu về mạng Internet người ta đưa ra một số tiêu chuẩn để đánh giá

hệ thống và chia chúng thành những phần nhỏ, đơn giản hơn (phân lớp) Trong mạng Internet người ta dùng một bộ giao thức là TCP/IP Đây là bộ giao thức được dùng rộng rãi nhất vì tính “mở” của nó, có nghĩa là bất cứ hệ thống nào dùng bộ giao thức TCP/IP đều có thể nối được vào mạng Internet

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một họ các giao thức sử dụng cho kết nối truyền thông các máy tính

Cơ quan các dự án nghiên cứu cấp cao DARPA (US Defense Advanced Research Projects Agency) của bộ quốc phòng Mỹ (Department Of Defense DOD) đã xây dựng TCP/IP như là giao thức để kết nối với các hệ thống máy tính khác nhau (khác nhau về công nghệ chế tạo, về tài nguyên dữ liệu, phần mềm hệ thống và ứng dụng) thành mạng thống nhất sao cho ngay cả chiến tranh hạt nhân, mạng máy tính vẫn duy trì hoạt động liên tục Bản chất của sự duy trì hoạt động bình thường của mạng máy tính là nếu như có bất kỳ hay một số nút mạng (nơi đó có các hệ thống máy tính) hay liên kết mạng (đường

truyền kết nối các nút mạng) bị hư hỏng thì các dòng thông tin truyền trên mạng phải đảm bảo lưu thông giữa các nút còn lại, nghĩa là quá trình xử lý thông tin trên toàn mạng không bị gián đoạn Để giải quyết vấn đề này, dữ liệu truyền trên mạng này phải được phân chia thành các nhóm, gọi là caá gói (packet) và mỗi gói ngoài nội dung chính của dữ liệu, được phép theê địa chỉ nơi gửi và địa chỉ nơi nhận để đảm bảo các gói truyền đúng đến đích hoặc trả lại nơi gửi và địa chỉ nơi nhận để đảm bảo các gói truyền đúng đến đích hoặc trả lại nơi gửi nếu có sai sót Quá trình gửi và nhận các gói dữ liệu trên mạng cũng giống như quy trình gửi và nhận các gói bưu kiện trong bưu chính Mỗi một trạm bưu điện cũng giống như một nút mạng (hệ thống máy tính) Giao thức TCP/IP là một tập các thủ tục xử lý các gói dữ liệu và truyền thông (thường gọi là bộ DOD - DOD suite hay bộ Internet - Internet suite) Điều này

có nghĩa là giao thức TCP/IP phải được cài đặt trong từng hệ thống máy tính

ở nút mạng cũng giống như những quy định chung về nhiệm vụ cho từng trạm chuyển phát bưu chính

Cụ thể hơn, TCP/IP xác định:

- Bao nhiêu gói dữ liệu được gửi

- Chuyển gói dữ liệu đến đâu

- Chuyển gói dữ liệu như thế nào?

- Định tuyến đường truyền gói dữ liệu như thế nào để tránh caá đường truyền (liên kết giữa các nút mạng) bị hỏng

- Xác định các gói dữ liệu bị lỗi như thế nào, trả lại nơi gửi để truyền hay loaại bỏ các gói có lỗi

(1) Các giao thức vận chuểyn (Transport Protocol) điều khiển quá trình vận chuyển dữ liệu giữa các máy tính Các giao thức này là các dịch vụ ở lớp vận chuyển (Transport Layer) và gồm:

• Giao thức điều khiển và vận chuyển TCP (Transport Control Protocol), đây là giao thức kết nối cơ bản (Connection Based

Service), nó đảm bảo các máy tính nhận và gửi dữ liệu được nối kết với nhau trong suốt thời gian trao đổi dữ liệu với nhau

• Giao thức bó dữ liệu sử dụng UDP (Use Datagram Protocol), giao thức này đảm bảo rằng dữ liệu được gửi đi mà không càn phải duy trì sự kết nối trực tiếp các máy tính gửi và nhận dữ liệu với nhau Các máy tính kết nối với nhau theo nghĩa là chúng đều kết nối trên mạng Internet Vì vậy thường gọi giao thức này là dịch vụ không kết nối (Connectionless Service)

(2) Các giao thức định tuyến (Routing Protocol) xử lý đánh địa chỉ của dữ liệu

và xác định cách tốt nhất để truyền dữ liệu trên mạng đến đích Nhóm giao thức này ở lớp mạng (Layer Network) và bao gồm:

• Giao thức IP (Internet Protocol): xử lý vận chuyển thực tế của dữ liệu

• Giao thức tin báo điều khiển Internet ICMP (Internet Control Message Protocol): xử lý các tin báo trạng thái cho IP, như báo lỗi

và các thay đổi trong các phần cứng của mạng ảnh hưởng đến sự định tuyến thông tin truyền trên mạng

• Giao thức định tuyến thông tin RIP (Routing Information Protocol): đây là một trong những giao thức để xác định phương pháp định tuyến tốt nhất cho truyền tin

• Đường dẫn mở ngắn nhất OSPF (Open Sortest Path First): đây cũng