3.Trình bày chức năng và Nguyên lý hoạt động của giao thức ARP,cấu trúc thông điệp ARP request. Chức năng: ARP được sử dụng để từ một địa chỉ mạng (ví dụ một địa chỉ IPv4) tìm ra địa chỉ vật lý như một địa chỉ Ethernet (địa chỉ MAC), hay còn có thể nói là phân giải địa chỉ IP sang địa chỉ máy. ARP đã được thực
Trang 11.Khái niệm địa chỉ MAC (địa chỉ vật lý), cách thiết bị xác định địa chỉ MAC khi biết địa chỉ IP của thiết bị khác?
*Khái niệm: Địa chỉ MAC là địa chỉ vật lý hay còn gọi là số nhận dạng (Identification number) của thiết
bị mạng Mỗi thiết bị (cart mạng, modem, router …) được nhà sản xuất chỉ định và gán sẵn 1 địa chỉ nhất định Nó có chiều dài 48 bit được biểu diễn bằng 12 số hexa, được viết theo dạng:
MM:MM:MM:SS:SS:SS hay MM-MM-MM-SS-SS-SS Trong đó 24 bit đầu là mã số của nhà sản xuất,
24 bit sau là số seri của từng cart mạng được NSX gán
*Nguyên tắc tìm địa chỉ MAC khi biết địa chỉ IP :
-Khi máy A (129.1.1.1) muốn giải địa chỉ IP (129.1.1.4) là IB, nó phát đi đến mỗi máy khác một gói
dữ liệu đặc biệt để hỏi xem máy nào có địa chỉ IP là IB, thì trả lời bằng địa chỉ vật lý, PB Tất cả các máy, bao gồm cả B (129.1.1.4) đều nhận được yêu cầu này, nhưng chỉ có máy B nhận ra địa chỉ của nó và gửi lại lời đáp có bao gồm địa chỉ vật lý của nó Khi A nhận được lời đáp, nó sử dụng địa chỉ vật lý này (PB) để gửi dữ liệu trực tiếp tới B Song song với quá trình đó là những máy nào chưa
có bộ thông tin về đia chỉ vật lý của A, địa chỉ ip của A sẽ lưu lại thông tin này vào bảng lưu trữ địa chỉ của nó
11.Định tuyến là gì? Hãy phân loại các phương thức định tuyến? Bảng định tuyến của router
bao gồm những thông tin gì?* Khái niệm: Định tuyến là quá trình xác định đường đi tốt nhất trên
một mạng máy tính để gói tin tới được đích theo một số thủ tục nhất định nào đó thông qua các nút trung gian là các bộ định tuyến router Thông tin về những con đường này có thể được cập nhật tự
động từ các router khác hoặc là do người quản trị mạng chỉ định cho router
* Phân loại: Định tuyến được phân chia thành 2 loại cơ bản: Định tuyến tĩnh: Việc xây dựng bảng
định tuyến của router được thực hiện bằng tay bởi người quản trị
- Định tuyến động: Việc xây dựng và duy trì trạng thái của bảng định tuyến được thực hiện tự động
bởi router
* Bảng định tuyến:- Địa chỉ IP đích (destination IP): Địa chỉ này có thể là địa chỉ của một host cụ
thể, hoặc là một địa chỉ của một mạng Nếu là địa chỉ host, entry này sẽ có host-ID khác 0 để nhận
diện một host Nếu là địa chỉ mạng, phần host-ID = 0
- Địa chỉ IP của next-hop router (next-hop IP), hoặc địa chỉ của một mạng kết nối trực tiếp (directly connected IP address): Là địa chỉ của đích đến tiếp theo (router) có thể chuyển tiếp gói tin đến đích
- Network interface: Là cổng của router được sử dụng để gửi gói tin đến next-hop
- Cờ (flags): Cho biết nguồn cập nhật của tuyến (route) Ví dụ: S – Static Route, C – Connected Route, O – OSPF Route…
- Metric: Là thông tin về metric của một tuyến đường, thể hiện “khoảng cách” từ router hiện tại đến destination IP Giá trị này chỉ có ý nghĩa so sánh khi các route sử dụng cùng một giao thức định tuyến
- Administrative Distance (AD): Tham số ưu tiên mà người quản trị đặt cho các tuyến trong bảng định tuyến, được gán cho các giao thức Nếu tuyến được cập nhật từ giao thức, nó sẽ mang giá trị
AD của giao thức đó Giá trị này nằm trong khoảng từ 0 đến 255, càng bé càng ưu tiên 255 có nghĩa là tuyến không bao giờ được sử dụng
N.P.HOAN
Trang 24.Hãy trình bày quá trình bắt tay 3 bước (Three-way handshaking) thiết lập kết nối của giao thức TCP Vẽ hình minh họa
Bước 1: Host A gửi cho B một gói tin có cờ SYN được bật lên, với số thứ tự được đánh là x
Bước 2:Host B nhận được gói tin thì B gửi lại gói tin có cờ SYN được bật lên, kèm theo đó là cờ
ACK để xác nhận.ACK = x+1 nghĩa là: Máy A, tôi đã nhận được gói tin có SEQ = x, tôi mong muốn nhận thêm gói tin có SEQ = x+1 Khi gửi gói tin đi thì nó đánh số thứ tự SEQ =y
Bước 3: Sau khi kết nối đã được thiết lập thì A gửi tin để đáp ứng nhu cầu của B Gói tin được đánh
số SEQ =x+1 để đáp ứng nhu cầu của B ACK = y+1dùng để báo là đã nhận được gói tin có SEQ = y Chỉ có cờ ACK được bật lên bởi gói tin bước 3 được dùng để báo nhận cho gói tin bước 2
20.Các tính chất của chuyển phát tin cậy
Sự giao tiếp giữa các chương trình ứng dụng và dịch vụ phát chuyển tin cậy TCP/IP có thể đặc trưng hoá bởi 5 khía cạnh:
* Định hướng stream Khi hai chương trình ứng dụng (các tiến trình của người sử dụng) truyền những khối lượng lớn dữ liệu, chúng ta xem dữ liệu như một chuỗi các bit, được chia thành các byte
8 bit, mà chúng ta thường gọi là byte Dịch vụ phát chuyển stream trên máy đích chuyển đến nơi nhận một cách chính xác cùng một chuỗi các byte mà máy gửi chuyển nó đi
* Kết nối mạch ảo Thực hiện việc truyền stream cũng tương tự như thực hiện một cuộc gọi điện thoại Trước khi việc truyền có thể bắt đầu, cả hai chương trình ứng dụng gửi và chương trình ứng dụng nhận tương tác với các hệ điều hành của chúng, thông báo chúng về mong muốn có được việc truyền stream
* Việc truyền có vùng đệm Các chương trình ứng dụng gửi một dòng dữ liệu qua mạch ảo bằng cách lập lại việc chuyển các byte dữ liệu đến phần mềm giao thức Khi truyền dữ liệu, mỗi chương trình ứng dụng sử dụng bất kỳ kích thước đơn vị truyền nào nó thấy thuận tiện, mà có thể chỉ bằng một byte
* Stream không có cấu trúc Dịch vụ TCP/IP stream không xác định các dòng dữ liệu có cấu trúc Các chương trình ứng dụng sử dụng dịch vụ stream phải hiểu nội dúngtream và thông nhất với nhau
về định dạng stream trước khi khởi động việc kết nối
* Kết nối hai chiều Các kết nối được cung cấp bởi dịch vụ TCP/IP stream cho phép truyền dữ liệu đồng thời từ cả hai chiều Cách kết nối này được gọi là full-duplex (song công)
N.P.HOAN
Trang 32.Hãy trình bày chức năng của giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) Có mấy loại thông điệp ICMP? Hãy mô tả mục đích của từng loại thông điệp đó Mô tả nguyên lý hoạt động của lệnh PING dựa trên ICMP và cấu trúc các thông điệp mà nó sử dụng Định dạng thông báo ICMP báo đích không đến được? Nguyên lý xử lý khi gặp nghẽn mạng của giao thức ICMP?
* Chức năng: - ICMP là một giao thức điều khiển của mức IP, được dùng để trao đổi các thông tin
điều khiển dòng số liệu, thông báo lỗi và các thông tin trạng thái khác của bộ giao thức TCP/IP, một
số chức năng tiêu biểu của nó là : + Điều khiển lưu lượng dữ liệu (Flow control): Khi các gói dữ liệu đến quá nhanh, thiết bị đích hoặc thiết bị định tuyến ở giữa sẽ gửi một thông điệp ICMP trở lại thiết bị gửi, yêu cầu thiết bị gửi tạm thời ngùng việc gửi dữ liệu
+ Thông báo lỗi: Trong trường hợp địa chỉ đích không tới được thì hệ thống sẽ gửi một thông báo lỗi: “Destination Unreachable ”
+ Định hướng lại các tuyến đường: Một thiết bị định tuyến sẽ gửi một thông điệp ICMP “định tuyến lại” (Redirect Router) để thông báo với một trạm là nên dùng thiết bị định tuyến khác để tới thiết bị đích Thông điệp này có thể chỉ được dùng khi trạm nguồn ở trên cùng một mạng với cả hai thiết bị định tuyến
+ Kiểm tra các mạng ở xa: Một trạm có thể gửi một thông điệp ICMP “Echo” để kiểm tra xem một trạm có hoạt động hay không
* Các loại thông điệp ICMP
1.kiểm tra khản năng đến đích và trạng thái của đích(ping ICMP) 2.làm nguôi nguồn phát khi có sự
cố nghẽn mạng(source quench) 3 yêu cầu thay đổi định tuyến của bộ định tuyến.4 nhận biết vòng kín hoặc định tuyến quá dài.5 báo lỗi có vấn đề tham số của datagram 6 đồng bộ đồng hồ và ước lượng thời gian 7 tìm mặt nạ mạng con 8 tìm ra bộ định tuyến 9 yêu cầu bộ định tuyến cấp thong tin tức thì 10 báo lỗi các đích không đến được
*Nguyên lý hoạt động: - Một trong những công cụ tìm lỗi thường được sử dụng nhất liên quan đến
các thông điệp “echo request” và “echo reply” của ICMP Một máy tính hoặc bộ định tuyến gửi một thông điệp ICMP “echo request” tới một đích cụ thể.Máy nào nhận đc 1 “echo request” sẽ tạo ra 1
“echo reply” và trả nó về nơi gửi đầu
- Lời yêu cầu (echo request) có bao gồm một vùng dữ liệu, tuy chọn; lời đáp (echo reply) bao gồm một phiên bản của dữ liệu được gửi trong lời yêu cầu “Echo request” và “echo reply” tương ứng có thể được dùng để kiểm tra xem một máy đích là có thể đến được hay không và có đáp lời không
- Trên nhiều hệ thống,lệnh thực hiện việc gủi thông điệp ICMP “echo request” có tên là PING.Các phiên bản phức tạp của PING gửi 1 loạt datagram bị mất,thậm chí cả thời gian đáp ứng.Chúng ta cho phép nguwoif sử dụng xác định độ dài của dữ liệu đc gửi và khoảng thời gian giữa các lần gửi
- Khuông dạng của thông điệp ICMP Echo Request và Echo Reply bao gồm các phân Header chuẩn ban đầu và cộng thêm vùng có tên OPTIONAL DATA là một vùng có độ dài thay đổi để chứa dữ liệu sẽ trả về cho nơi gửi Một "echo reply" luôn luôn trả về 1 cách chính xác cùng 1 dữ liệu nó nhận được từ "echo request"
*Cấu trúc thông điệp
N.P.HOAN
Trang 4*Cấu trúc thông điệp
+) Khuôn dạng thông điệp ICMP echo request và echo reply bao gồm các phần Header chuẩn ban đầu và cộng thêm vùng có tên OPTIONAL DATA là một vùng có độ dài thay đổi để chứa dữ liệu sẽ được trả về cho nơi gửi Một “echo reply” luôn luôn trả về một cách chính xác cùng một dữ liệu như
nó nhận được từ “echo request” +) Các vùng IDENTIFIER và SEQUENCE NUMBER được nơi gửi
sử dụng để so sánh giữa lời yêu cầu và lời đáp Giá trị của vùng gửi TYPE để xác định thông điệp là một yêu cầu (8) hay lời đáp (0)
*Thông điệp ICMP báo lỗi các đích không đến được Khi một bộ định tuyến không thể truyền hay
phát chuyển một IP datagram, nó gửi một thông báo “đích không thể đến“ ngược trở về nguồn ban
đầu, thông qua định dạng của phần Data Option như hình sau:
Vùng CODE trong một thông điệp “đích không thể đến” chưa một số nguyên để mô tả thêm về vấn đề Các giá trị đó là: 0: Network unreachable 1: Host unreachable 2:Protocol unreachable 3:Port unreachable 4:Fragmentation needed but the Do Not Fragment bit was set 5:Source route failed 6:Destination network unknown 7:Destination host unknown 8:Source host isolated (obsolete) 9:Destination network administratively prohibited 10:Destination host administratively prohibited 11:Network unreachalbe for this type of service 12:Host uncreachable for this type of service 13:Communication administratively prohibited by filtering 14:Host precedence violation 15:Precedence cutoff in effect
* Nguyên lý xử lý khi gặp nghẽn mạng của giao thức ICMP?
- Khi datagram đến quá nhanh mà máy tính hoặc bộ định tuyến không xử lý kịp, chúng sẽ được sắp vào hàng đợi (bộ nhớ tạm thời) Nếu các datagram này là một phần một đoạn dữ liệu nhỏ, vùng đệm này có thể giải quyết được vấn đề Nhưng nếu dữ liệu vẫn được gửi liên tục, sẽ làm cạn kiệt vùng nhớ đệm, máy tính hoặc bộ định tuyến sẽ phải hủy bỏ những datagram đến sau Một máy tính sử dụng thông điệp ICMP “source quench” để thông báo sự nghẽn mạch cho nguồn ban đầu Một thông điệp “source quench” là một yêu cầu đối với nguồn ban đầu để giảm bớt cường độ truyền datagram Khi một máy nhận được thông điệp “source quench” cho máy đích D, nó sẽ giảm dần cường độ gửi datagram đến máy D cho tới khi nó hết nhận được thông điệp “source quench”, sau đó
nó sẽ lại tăng dần cường độ gửi miễn sao không còn nhận được các yêu cầu “source quench”
N.P.HOAN
Trang 53.Trình bày chức năng và Nguyên lý hoạt động của giao thức ARP,cấu trúc thông điệp ARP request
*Chức năng: ARP được sử dụng để từ một địa chỉ mạng (ví dụ một địa chỉ IPv4) tìm ra địa chỉ vật
lý như một địa chỉ Ethernet (địa chỉ MAC), hay còn có thể nói là phân giải địa chỉ IP sang địa chỉ máy ARP đã được thực hiện với nhiều kết hợp của công nghệ mạng và tầng liên kết dữ liệu, như IPv4, Chaosnet,
* Nguyên lí hoạt động của giao thức ARP.- Khi máy A có địa chỉ IP là IA và địa chỉ MAC là PA
cần trao đổi dữ liệu với máy B có địa chỉ IP là IB và địa chỉ MAC là PB Giả sử A chưa biết địa chỉ MAC của B mà chỉ biết địa chỉ IB giao thức ARP hoạt động như sau:+ B1: A sẽ gửi thông điệp
quảng bá đến tất cả thiết bị nằm cùng mạng với nội dung thông điệp có dạng "Who is IB?"
+ B2: tất cả các thiết bị cùng mạng với A sẽ nhận được thông điệp trên Nếu không có IB nó sẽ discard thông điệp.máy B nhận thấy đó là địa chỉ của mình thì sẽ gửi lại cho A địa chỉ MAC của mình
+ B3: A lưu thông tin PB vào bảng ARP của mình sau đó tiến hành truyền tin.Khi A truyền thông điệp nếu thiết bị nào chưa có địa chỉ của A nó sẽ lưu địa chỉ IP và địa chỉ MAC của A vào bảng ARP của
* Cấu trúc thông điệp ARP Request
Hardware type Protocol type
Hardware length
Protocol Length
Operation
Send hardware address Send hardware address Send ip address Send ip address
target hardware address Target ip address
Không giống như hầu hết các giao thức, dữ liệu trong gói ARP không có phần đầu (header) được định dạng cố định Các vùng có ý nghĩa như sau :+ Hardware type : xác định kiểu của bộ giao tiếp phần cứng mà máy gửi đang cần biết , với giá trị 1 dành cho Ethernet
+ Protocol type : xác định kiểu của giao thức địa chỉ cấp cao mà máy gửi cung cấp, nó có giá trị
080016 dành cho địa chỉ ip
+ operation : xác định kiểu thông điệp là 1 trong các loại sau : thông điệp này là 1 yêu cầu ARP thông điệp này là 1 lời đáp thông điệp này là một thông điệp RARP thông điệp này là một lời hồi đáp RARP
+ HLEN và PLEN : cho phép được sử dụng với mạng bất kỳ vì chúng xác định độ dài của địa chỉ phần cứng(vật lí) và độ dài địa chỉ logic (ip) của nó
+ SENDER Hardware address : địa chỉ vật lí của trạm gửi thông điệp ARP (MAC Adress)
+ SENDER IP : địa chỉ logic (ip address) của trạm gửi
+ TARGET Hardware address : địa chỉ vật lí của trạm nhận thông điệp ARP
+ TARGET : địa chỉ logic (ip address) của trạm nhận
N.P.HOAN
Trang 65.Tại sao trên hệ thống mạng máy tính IPv4 cần sử dụng kỹ thuật dịch chuyển địa chỉ IP ( NAT – Network Address Translation )? Khái niệm dịch chuyển địa chỉ ip(NAT)? Hãy phân loại và nêu đặc điểm của từng kỹ thuật NAT đó
*Vì Trên hệ thống mạng máy tính IPv4 cần sử dụng kỹ thuật dịch chuyển IP (NAT) là do không
gian địa chỉ IPv4 tính đến thời điểm này có thể nói là cạn kiệt Kỹ thuật NAT cho phép một hay nhiều địa chỉ IP nội miền (địa chỉ private quy định RFC 1918) được ánh xạ với một hay nhiều địa chỉ IP ngoại miền, từ đó giúp tiết kiệm được địa chỉ IPv4 và vẫn còn hoạt động được đến bây giờ
*Khái niệm: - NAT(network address translation) là kỹ thuật cho phép một hay nhiều đỉa chỉ ip nội
miền được ánh xạ với một hay nhiều địa chỉ ip ngoại miền Nó cho phép sử dụng các dải ip riêng trong các mạng nội bộ trong khi sử dụng một số ít các địa chỉ Ip Public
* Phân loại : NAT động, NAT tĩnh và NAT vượt tải
+Dynamic NAT( NAT động): Địa chỉ ip nội bộ sẽ được tự động khớp với một địa chỉ ip ngoài Qúa trình ánh xạ vẫn là giữa 1 địa chỉ nội bộ với địa chỉ ngoài nhưng được diễn ra tự động
Ví dụ: Máy tính có địa chỉ IP 192.168.32.10 luôn được Router biên dịch đến địa chỉ đầu tiên 213.18.123.100 trong dãy địa chỉ IP từ 213.18.123.100 đến 213.18.123.150
+ - Static NAT (NAT tĩnh): 1 Địa chỉ ip nội bộ sẽ được ánh xạ thủ công với một địa chỉ ip public ngoài mạng Lúc này Nat sẽ coi địa chỉ private là địa chỉ cục bộ bên trong và đja chỉ được ánh xạ public là địa chỉ chung bên trong
Ví dụ: Tong Static NAT (NAT tĩnh), địa chỉ IP của máy tính là 192.168.32.10 luôn được Router biên dịch đến địa chỉ IP 213.18.123.110
+ NAT overloaded: ánh xạ như một NAT động và NAT tĩnh không được sử dụng Thay vì một địa chỉ ngoài chỉ được gán cho 1 địa chỉ Ip nội bộ thì giờ đây nó có thể được gán cho tất cả các máy nội bộ được phân biệt với nhau dựa trên số công (Port number) Chỉ khi số lượng cổng khả dụng sử dụng bởi địa chỉ ip ngoài cạn kiệt thì một địa chỉ Ip ngoài thứ 2 mơi được dùng đến với phương pháp tương tự
6.Hãy phân tích chức năng của tầng truy cập mạng(Network access layer) trong mô hình TCP/ip Liệt kê các giao thức, các kỹ thuật kết nối mạng sử dụng trong tầng này
*Chức năng:- Giao thức ở tầng này cung cấp cho hệ thống phương thức để truyền dữ liệu trên các tầng vật lý khác nhau của mạng Nó định nghĩa cách thức truyền các khối dữ liệu (datagram) IP
- Các chức năng của lớp truy nhập mạng bao gồm ánh xạ địa chỉ IP sang địa chỉ vật lý và đóng gói (encapsulation) các gói IP thành các frame Căn cứ vào dạng phần cứng và giao tiếp mạng, lớp truy nhập mạng sẽ xác lập kết nối với đường truyền vật lý của mạng
-là lớp thấp nhất trong cấu trúc phân bậc của TCP/IP Những giao thức ở lớp này cung cấp cho hệ thống phương thức để truyền dữ liệu trên các tầng vật lý khác nhau của mạng Lớp này của TCP/IP tương đương với hai lớp Datalink, và Physical
-cung cấp các phương tiện kết nối vật lý cáp, bộ chuyển đổi, Card mạng, giao thức kết nối, giao thức truy nhập đường truyền CSMA/CD, Tolen Ring, Token Bus Cung cấp các dịch vụ cho tầng
Internet
- Một số giao thức tiêu biểu thuộc tầng này gồm :
+ ATM (Asynchronous Transfer Mode)
+ Ethernet + Token Ring + FDDI (Fiber Distributed Data Interface) + Frame Relay
N.P.HOAN
Trang 77.Trình bày cấu trúc gói tin của giao thức TCP.Chức năng của điều khiển liên kết và điều khiển luồng của giao thức TCP là gì? Chức năng này được thể hiên ở phần nào của header
* Cấu trúc gói tin của giao thức TCP
Một gói tin TCP bao gồm 2 phần: Phần header và dữ liệu - Phần header có 11 trường trong đó 10 trường bắt buộc Trường thứ 11 là tùy chọn có tên là: options
- Source port Số hiệu của cổng tại máy tính gửi - Destination port Số hiệu của cổng tại máy tính nhận
- Sequence number Trường này có 2 nhiệm vụ Nếu cờ SYN bật thì nó là số thứ
tự gói ban đầu và byte đầu tiên được gửi có số thứ tự này cộng thêm 1 Nếu
không có cờ SYN thì đây là số thứ tự của byte đầu tiên
- Acknowledgement number Nếu cờ ACK bật thì giá trị của trường chính là số
thứ tự gói tin tiếp theo mà bên nhận cần
- Data offset Trường có độ dài 4 bít qui định độ dài của phần header (tính theo
đơn vị từ 32 bít) Phần header có độ dài tối thiểu là 5 từ (160 bit) và tối đa là 15
từ (480 bít)
- Reserved Dành cho tương lai và có giá trị là 0
- Flags (hay Control bits):Bao gồm 6 cờ:• URG Cờ cho trường Urgent pointer • ACK Cờ cho trường Acknowledgement *PSH Hàm Push • RST Thiết lập lại đường truyền • SYN Đồng bộ lại số thứ tự • FIN Không gửi thêm số liệu
-Window: Số byte có thể nhận bắt đầu từ giá trị của trường báo nhận (ACK)
- Checksum16 bít kiểm tra cho cả phần header và dữ liệu
*Điều khiển liên kết thiết lập kết nối giữa bên gửi và bên nhận để tránh bị mất dữ liệu nằm ở trường Sequence number và Acknowledgement number
*Điều khiển luồng giới hạn tốc độ bên gửi truyền dữ liệu để đảm bảo truyền đáng tin cậy.Bên nhận liên tục báo bên guiử có thể được nhận bao nhiêu dữ liệu nằm ở trường Sequence number và
Acknowledgement number, window size
N.P.HOAN
Trang 88.Định dạng gói TCP segment Khi gặp nghẽn mạng, TCP sẽ dùng các kỹ thuật nào để xử lý?
chương trình ứng dụng tại hai đầu của kết nối -Sequence Number: 32 bits, số thứ tự của gói số liệu khi phát -AcknowLegment Number: bên thu xác nhận thu được dữ liệu đúng -Offset (4 bit): Độ dài Header gói tin TCP -Reversed (6 bit): Lấp đầy bằng 0 để dành cho tương lai -Flag: Các bits
điều khiển.URG: Vùng con khẩn cấp.ACK: Vùng báo nhận (ACK number) PSH: Chức năng
PUSH RST: Khởi động lại (reset liên kết) SYN: Đồng bộ các số liệu tuần tự (sequence
number).FIN: Không còn dữ liệu từ trạm nguồn -Window(16 bit): Số lượng các Byte dữ liệu trong vùng cuar số bên phát -Checksum (16 bít): Mã kiểm soát lỗi (theo phương pháp CRC) -Urgent Pointer (16 Bit): Số thứ tự của Byte dữ liệu khẩn, khi URG được thiết lập.-Option (độ dài thay đổi): Khai báo độ dài tối đa của TCP data trong một Segment.-Padding (độ dài thay đổi): Phần chèn
thêm vào Header
* Cách thức giao thức TCP xử lý khi gặp nghẽn mạng? a) Kỹ thuật giảm thật nhanh Tránh nghẽn
mạch bằng cách giảm theo cấp số nhân: khi bị mất một segment, giảm kích thước cửa sổ nghẽn mạch đi một nửa (cho tới khi chỉ còn kích thước của một segment) Với những segment vẫn còn nằm trong cửa sổ được phép, nhượng bộ bằng cách gia tăng bộ đếm thời gian truyền lại
theo hàm mũ
b) Kỹ thuật khởi đầu chậm Phục hồi theo cách khởi động chậm (thêm vào từ từ): bất cứ khi nào
khởi động giao dịch (truyền dữ liệu) trên một kết nối mới hay gia tăng lượng giao dịch sau một giai đoạn bị nghẽn mạch, hay bắt đầu với kích thước cửa sổ nghẽn mạch bằng một segment và
gia tăng kích thước cửa sổ nghẽn mạch thêm một segment mỗi lần nhận được một lời đáp c) Kĩ thuật cắt bớt phần dưới khi nghẽn mạng - Tên của nó ,”cắt bớt phần đuôi”, phản ánh ảnh
hưởng chính sách này đối với các datagram gửi tiếp theo sau.Một khi hang đợi bị đầy ,bộ định tuyến sẽ hủy bỏ tất cả những datagram sau đó Nghĩa là , bộ định tuyến hủy bỏ “phần đuôi” của
chuỗi dữ liệu
d) Kĩ thuật hủy bỏ sớm ngẫu nhiên (RED) Chính sách của RED trong các bộ định tuyến: nếu
hàng đợi của dữ liệu đến bị đầy khi có một datagram gửi đến thì sẽ hủy bỏ datagram; nếu hang đợi của dữ liệu đến chưa đầy nhưng đã vượt qua kích thước giới hạn trên, để tránh làm ảnh hưởng đến toàn bộ Internet thì phải hủy bỏ datagram một cách ngẫu nhiên theo một hàm xác
suất P
N.P.HOAN
Trang 99.Nguyên lý cửa sổ trượt của giao thức TCP Các khái niệm Segment, stream, và số thứ tự của giao thức TCP
*Kỹ thuật cửa sổ trượt
Kỹ thuật cửa sổ trượt là một dạng phức tạp hơn của đáp lời tích cực và truyền lại so với phương pháp đơn giản được trình bày Các giao thức cửa sổ trượt sử dụng băng thông của mạng tốt hơn bởi
vì chúng cho phép nơi gửi truyền nhiều gói dữ liệu trước khi qua trạng thái đợi acknowledgement Cách dễ dàng nhất để tưởng tượng hoạt động của cửa sổ trượt là xét một dãy các gói dữ liệu sắp được truyền Giao thức này đặt một cửa sổ nhỏ có kích thước cố định lên dãy này và truyền đi tất cả những gói dữ liệu nào nằm trong cửa sổ Một khi nơi gửi nhận một acknowledgement của gói dữ liệu đầu tiên bên trong cửa sổ, nó "trượt" cửa sổ qua bên phải và gửi gói dữ liệu kế tiếp Cửa sổ tiếp tục trượt khi nơi gửi vẫn còn nhận được acknowledgement Hiệu suất của giao thức cửa sổ trượt tuỳ thuộc vào kích thước cửa sổ và tốc độ nhận dữ liệu của mạng
Cửa sổ phân chia dãy các gói dữ liệu thành ba tập hợp:
- Bên trái của cửa sổ là những gói dữ liệu đã được truyền đi thành công, đầu kia đã nhận được, đầu này đã nhận được lời đáp;
- Bên phải của cửa sổ là những gói dữ liệu chưa được truyền đi;
- Bên trong cửa sổ là những gói dữ liệu đang được truyền đi Gói dữ liệu được đánh số thấp nhất trong cửa sổ là gói dữ liệu đầu tiên trong dãy này mà chưa nhận được lời đáp
*Segment, stream, và số thứ tự
- TCP xem một dòng dữ liệu như một dãy các byte hay byte mà nó chia thành những đoạn (segment) để truyền đi Thông thường, mỗi segment di chuyển qua internet trong một IP datagram
- TCP sử dụng một cơ chế cửa sổ trượt đặc biệt để giải quyết hai vấn đề quan trọng: hiệu quả việc truyền và điều khiển tốc độ dòng dữ liệu Giống như giao thức cửa sổ trượt đã mô tả trước đây, cơ chế cửa sổ trượt cho TCP cho phép nó gửi đi nhiều segment trước khi nhận được một lời đáp (acknowledgement)
- Cơ chế cửa sổ trượt TCP hoạt động theo byte, không phải theo segment hay theo gói dữ liệu Các byte của dòng dữ liệu được đánh số tuần tự, và nơi gửi duy trì ba con trỏ phối hợp với mỗi kết nối Các con trỏ này định nghĩa cửa sổ trượt như minh hoạ trong hình Con trỏ đầu tiên đánh dấu biên bên trái cửa sổ trượt, tách biệt những byte đã được gửi và đã nhận được lời đáp ra khỏi những byte còn chưa được đáp lời Con trỏ thứ hai đánh dấu biên bên phải cửa sổ trượt và xác định byte cao nhất trong dãy này mà có thể được gửi đi trước khi nhận được thêm lời đáp Con trỏ thứ ba đánh dấu biến bên trong cửa sổ để tách biệt những byte đã được gửi đi và những byte chưa được gửi đi Phần mềm giao thức gửi đi tất cả các byte trong cửa sổ mà không hề trì hoãn, vì vậy đường biên bên trong cửa sổ trượt luôn luôn
di chuyển nhanh chóng từ trái sang phải
N.P.HOAN
Trang 1010 Trình bày chức năng của giao thức UDP, định dạng gói tin(thông điệp) UDP?
Trình bày chức năng của UDP cấu trúc gói tin UDP So sánh UDP và TCP
*Chức năng: UDP cung cấp dịch vụ chuyển phát datagram không định hướng, không có độ tin cậy,
sử dụng IP để chuyển thông điệp giữa các máy Nó sử dụng IP để chuyển tải thông điệp, nhưng thêm vào khả năng phân biệt nhiều đích đến bên trong một máy tính UDP được sử dụng khi tốc độ được ưu tiên và sửa lỗi không cần thiết
*Định dạng thông điệp: Mỗi thông điệp UDP được gọi là user datagram.Về mặt khái niệm, một user
datagram bao gồm hai phần:+ Một phần đầu UDP: Chia thành bốn vùng 16 bit để xác định cổng mà thông điệp được gửi đi từ đó, cổng mà thông điệp được dự kiến gửi đến, độ dài thông điệp, và UDP
checksum + Một vùng dữ liệu
Source port Destination port
Data
Cấu trúc thông điệp UDP
+ Vùng source port và destination port(16 bit) được dùng để demultiplex các datagram trong các tiến trình đang đợi để nhận chúng.Source port là vùng tuỳ chọn Khi được dùng, nó xác định cổng
mà lời đáp sẽ được gửi đến; nếu không được dùng, nó sẽ có giá trị zero +Vùng length chứa độ dài của UDP datagram tính theo Byte, bao gồm cả phần đầu UDP và dữ liệu của người sử dụng Như thế giá trị tối thiểu của length là 8, chính là độ dài của phần đầu UDP + UDP checksum (vùng tùy chọn chẳng cần dung đến) để bảo đảm rằng dữ liệu nhận được nguyên vẹn và nên được sử dụng
*Cấu trúc gói tin UDP
Phần header của UDP chỉ chứa 4 trường dữ liệu, trong đó có 2 trường là tùy chọn (Source Port và Checksum) Source port: Trường này xác định cổng của người gửi thông tin và có ý nghĩa nếu muốn nhận thông tin phản hồi từ người nhận
Nếu không dùng đến thì đặt nó bằng 0.Destination port: Trường xác định cổng nhận thông tin, và trường này là cần thiết.Length: Trường có độ dài 16 bit xác định chiều dài của toàn bộ datagram:
phần header và dữ liệu Chiều dài tối thiểu là 8 byte khi gói tin không có dữ liệu, chỉ có header
Checksum: Trường checksum 16 bit dùng cho việc kiểm tra lỗi của phần header và dữ liệu
*So sánh TCP UDP: - Giống nhau : Đều là các giao thức mạng TCP/IP, đều có chức năng kết nối
các máy lại với nhau, và có thể gửi dữ liệu cho nhau
- Khác nhau : Các header của TCP và UDP khác nhau ở kích thước (20 và 8 byte) nguyên nhân chủ
yếu là do TCP phải hộ trợ nhiều chức năng hữu ích hơn(như khả năng khôi phục lỗi) UDP dùng ít byte hơn cho phần header và yêu cầu xử lý từ host ít hơn
a) TCP :+ Hoạt động theo hướng kết nối (connection-oriented)+ Dùng cho mạng WAN+ Không cho phép mất gói tin+ Đảm bảo việc truyền dữ liệu+ Tốc độ truyền thấp hơn UDP
b) UDP:+ Hoạt động theo hướng phi kết nối (connectionless)+ Dùng cho mạng LAN+ Cho phép
mất dữ liệu+ Không đảm bảo.+ Tốc độ truyền cao, VolP truyền tốt qua UDP
N.P.HOAN
Trang 11
12.Cấu trúc Data frame của mạng Ethernet và Token Ring
* Cấu trúc DataFrame của mạng Ethernet:
- Khuôn dữ liệu của Ethernet frameCác thành phần của frame Ethernet 802.3 bao gồm:
Preamble (Phần mở đầu)– Đánh dấu bắt đầu của toàn bộ frame, là tín hiệu thông báo tới mạng
rằng dữ liệu đang truyền (Vì trường này là một phần của quá trình giao tiếp, nên nó không được
tính vào kích thước của frame) Start of Frame Delimiter (SFD) – Chứa thông tin khởi đầu của việc định địa chỉ frame. Destination Address – Chứa địa chỉ của nút đích. Source Address – Chứa địa chỉ của nút nguồn. Length (LEN) – Chứa chiều dài của gói. Data – Chứa dữ liệu được truyền từ nút nguồn. Pad – Được sử dụng để tăng kích thước của frame tới kích thước yêu cầu nhỏ nhất là 46 byte. Frame Check Sequence (FCS) – Cung cấp một giải thuật để xác
định xem dữ liệu nhận được có chính xác hay không Giải thuật được sử dụng thông thường nhất
là Cyclic Redundancy Check (CRC)
* Cấu trúc DataFrame của mạng Token Ring
Các thành phần gồm:
Start Delimiter (SD) – Báo hiệu bắt đầu gói Nó là một trong ba trường tạo thành khuôn dạng Token Ring. Access Control (AC) – Chứa thông tin về độ ưu tiên của frame Nó là trường thứ hai tạo thành khuôn dạng Token Ring. Frame Control (FC) – Định nghĩa kiểu của frame, được dùng trong Frame Check Sequence. Destination Address – Chứa địa chỉ của nút đích
Source Address – Chứa địa chỉ của nút nguồn. Data – Chứa dữ liệu được truyền từ nút nguồn, cũng có thể chứa thông tin quản lý và tìm đường. Frame Check Sequence (FCS) – Được sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của frame. End Delimiter (ED) – Báo hiệu kết thúc frame Nó là trường thứ ba của khuôn dạng Token Ring. Frame Status (FS) – Báo hiệu nút
đích nhận dạng và sao chép đúng frame hay không
N.P.HOAN
Trang 1213 Khái niệm MTU của mạng? Khái niệm phân mảnh, hợp nhất gói tin IP?
* Khái niệm:- Maxium Transmission Unit (MTU) là kích thước gói dữ liệu lớn nhất, được đo bằng
byte, có thể truyền tải qua một mạng lưới Gói có thể có kích thước cố định hoặc thay đổi, tùy thuộc
vào hình thức mạng và giao thức ( hay là một định dạng thống nhất)
*Phân mảnh(fragmentation) là quá trình xảy ra khi kích thước của các datagram lớn hơn MTU tối
thiểu của mạng vật lý trung gian trong Internet Lúc này các datagram sẽ được chia thành những phần nhỏ hơn hoặc bằng kích thước MTU được gọi là fragment để có thể truyền qua mạng vật lý
*Quá trình hợp nhất gói tin: Khi IP nhận được một gói phân mảnh, nó giữ phân mảnh đó trong
vùng đệm, cho đến khi nhận được hết các gói IP trong chuỗi phân mảnh có cùng trường định danh Khi phân mảnh đầu tiên được nhận, IP khởi động một bộ đếm thời gian (giá trị ngầm định là 15s)
IP phải nhận hết các phân mảnh kế tiếp trước khi đồng hồ tắt Nếu không IP phải huỷ tất cả các phân mảnh trong hàng đợi hiện thời có cùng trường định danh Khi IP nhận được hết các phân mảnh, nó thực hiện hợp nhất các gói phân mảnh thành các gói IP gốc và sau đó xử lý nó như một gói IP bình thường IP thường chỉ thực hiện hợp nhất các gói tại hệ thống đích của gói
14 Khái niệm định tuyến, phân loại theo các cơ sở khác nhau? Các thuật toán định tuyến IP?
Ví dụ về cách thực hiện của từng thuật toán?
* Khái niệm:- Định tuyến là quá trình xác định đường đi tốt nhất trên một mạng máy tính để gói tin
tới được đích theo một số thủ tục nhất định nào đó thông qua các nút trung gian là các bộ định tuyến router Thông tin về những con đường này có thể được cập nhật tự động từ các router khác hoặc là
do người quản trị mạng chỉ định cho router
* Phân loại:Định tuyến trực tiếp:- Để truyền một IP datagram, nơi gửi sẽ đóng gói datagram trong
frame vật lý, ánh xạ địa chỉ IP đích vào địa chỉ vật lý, và sử dụng phần cứng mạng để truyền nó đi Việc truyền một IP datagram giữa hai máy trên cùng một mạng vật lý sẽ không có sự tham dự của
bộ định tuyến Máy gửi sẽ đóng gói datagram trong frame vật lý, kết hợp địa chỉ IP với địa chỉ phần cứng, và gửi frame kết quả trực tiếp đến máy đích.Để xem máy đích có nối trực tiếp vào cùng mạng không, máy gửi sẽ trích ra phần mạng của địa chỉ IP đích và so sánh nó với phần mạng của địa chỉ
IP của nó Nếu chúng giống nhau, nghĩa là có thể gửi datagram đi trực tiếp
Định tuyến gián tiếp:Phát chuyển gián tiếp sẽ khó khăn hơn phát chuyển trực tiếp bởi vì máy gửi
phải xác định tuyến này phải truyền datagram này đi đến mạng cuối cùng của nó.Để hình dung xem việc định tuyến gián tiếp làm việc như thế nào, hãy tưởng tượng một Internet lớn có nhiều mạng nối với nhau thông qua các bộ định tuyến nhưng chỉ có hai máy ở hai đầu Khi một máy muốn gửi cho máy khác, nó đóng gói datagram và gửi đến bộ định tuyến gần nhất.Các bộ định tuyến trong một TCP/IP Internet hình thành nên một cấu trúc cùng hợp tác và liên kết (Internet) Các datagram đi từ
bộ định tuyến này đến bộ định tuyến mà có thể phát chuyển datagram một các trực tiếp
* Ví dụ thực hiện 2 thuật toán- Distance vector: Hoạt động theo nguyên tắc Neighbor , nghĩa là mỗi
router sẻ gửi routing-table của mình cho tất cả các router được nối trực tiếp với nó Các router đó sau đó so sánh với bảng routing-table mà mình hiện có và kiểm tra lại các tuyến đường của mình với các tuyến đường mới nhận được, tuyến đường nào tối ưu hơn sẻ được đưa vào routing-table
Các gói tin update sẽ được gửi theo định kỳ (30 giây với RIP ,90 giây đối với IGRP)
- Link State: Các giao thức định tuyến thuộc loại này như OSPF, IS-IS Link State không gửi bảng định tuyến của mình , mà chỉ gửi tình trạng của các đường link trong linkstate-database của mình đi cho các router khác, các router sẽ áp dụng giải thuật SPF (shortest path first ) , để tự xây dựng routing-table riêng cho mình Khi mạng đã hội tụ , Link State protocol sẽ không gửi update định kỳ
mà chỉ gởi khi nào có một sự thay đổi trong mạng (1 line bị down , cần sử dụng đường back-up)
N.P.HOAN
Trang 1315 Định dạnh thông điệp OSPF Định dạng thông điệp RIP
*Định dạng thông điệp OSPF
Mỗi thông điệp OSPF bắt đầu bởi một phần đầu cố định 24 byte, như trong hình:
0 7 15 31
Router ID Area ID
Authentication Authentication
Định dạng thông điệp OSPFVùng VERSION xác định phiên bản của giao thức
Vùng TYPE xác định kiểu của thông điệp, theo bảng sau:1: Hello 2: Database description 3: Link status request 4: Link status update 5: Link status acknowledgment
Vùng có tên SOURCE ROUTER IP ADDRESS cho ta địa chỉ của nơi gửi,Vùng có tên AREA ID là con số định danh 32 bit của khu vực này.Bởi vì mỗi thông điệp có thể bao gồm việc xác minh, nên vùng AUTHENTICATION TYPE xác định mô hình xác minh nào được
sử dụng hiện tại, có nghĩa là không xác minh và có nghĩa là sử dụng một password đơn giản)
Định dạng thông điệp RIP:Định dạng thong điệp RIPv1 Một thông báo RIP gồm Header và lên
đến 25 mục tuyến đường
Command Version Must be zero
IP address Must be zero Must be zero Metric
RIPv1:Command =1 là một RIP request: yêu cầu hệ thống khác gửi toàn bộ hoặc 1 phần bảng định tuyến của nó.2 là RIP reply: bao gồm toàn bộ hoặc phần bảng định tuyến của nơi gửi.Version:
Chứa số phiên bản giao thức.Các phiên bản của RIP, 0x01 cho RIPv1.AFI: Địa chỉ Family
Identifier, luôn là 2 đối với các địa chỉ IP.IP address: Điểm đến địa chỉ IP của các tuyến đường; có
thể là một mạng tự nhiên, subnet hoặc một địa chỉ host.Metric: Chi phí của các tuyến đường
Định dạng tin nhắn RIPv2:Các định dạng của thông điệp RIPv2 cũng tương tự như với RIPv1:
IP address Subnet mask Next hop Metric
RIPv2:Có khuôn dạng giống Rip nhưng nó bỏ qua trường “set to 0”
• Version: Phiên bản của RIP Đối với RIPv2 giá trị là 0x02
• Route Tag: hỗ trợ EGP,nó nhớ một số hiệu hệ thống độc lập AS của EGP và BGP
• IP address: Điểm đến địa chỉ IP Nó có thể là một địa chỉ mạng tự nhiên, địa chỉ subnet hoặc địa chỉ host.*Subnet Mask: của mỗi tuyến áp dụng cho địa chỉ IP tương ứng
• Next Hop:là địa chỉ các gói dữ liệu tới địa chỉ IP đích tương ứng cần được gửi tới
N.P.HOAN