Tầng liên kết: Tầng liên kết còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giaotiếp mạng là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP, bao gồm các thiết bịgiao tiếp mạng và chương trình cu
Trang 1BÁO CÁO
MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH
TRAO ĐỔI DỮ LIỆU
MÔN: TRUYỀN SỐ LIỆU
Giảng viên: Th.S Mai Văn Hà
Lớp: 17PFIEV3
Sinh viên thực hiện:
Hoàng Minh Tùng Nguyễn Văn Tú
Trang 2MỤC LỤC
CHƯƠNG I TỔNG QUAN: 3
CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 3
I Họ giao thức TCP/IP 3
1 Tầng liên kết: 3
2 Tầng Internet: 4
3 Tầng giao vận: 4
4 Tầng ứng dụng: 4
II Tìm hiểu giao thức TCP và UDP 5
1 Giao thức TCP (Tranmission Control Protocol) 6
2 Giao thức UDP (User Datagram Protocol) 7
III Giao thức FTP (File Transfer Protocol) 8
1 Giới thiệu về FPT 8
2 Mô hình hoạt động của FTP: 9
3 Các kiểu dữ liệu: 12
4 Quản lý kênh dữ liệu FTP: 14
5 Các phương thức truyền dữ liệu trong FTP: 18
CHƯƠNG III MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH TRAO ĐỔI DỮ LIỆU THÔNG QUA ỨNG DỤNG WINSCP 19
I WinSCP là gì? 19
II Chạy và sử dụng WinSCP 19
CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 23
Trang 3CHƯƠNG I TỔNG QUAN:
Ngày nay cùng với sự phát triển chóng mặt của khoa học kỹ thuật,một kỷ nguyên mới được mở ra kỷ nguyên của công nghệ thông tin Nhucầu của con người càng lớn đặc biệt các ngành khoa học kỹ thuật khác đềucần đến sự hỗ trợ của công nghệ thông tin Mọi người đếu có nhu cầu truycập internet để cung cấp cũng như lấy những thông tin cần thiết qua cácmáy chủ
Người sử dụng chương trình là người có nhu cầu truyền nhận filebằng giao thức FTP (File Transfer Protocol) thông qua mạng Internet
Trong môi trường Internet, khi cần truyền nhận file các file có kíchthước lớn trên vài chục KB người sử dụng thường gặp trường hợp việctruyền nhận file bị gián đoạn Ví dụ khi lấy một file bằng giao thức FTP
sử dụng chương trình Internet Explorer, người sử dụng thường gặp thôngbáo lỗi sau vài phút download file
Để giải quyết vấn đề này, người sử dụng thường sử dụng cácchương trình chuyên dùng để lấy file như ReGet để có thể tiếp tục lấy file
từ vị trí xảy ra lỗi
Người sử dụng có xu hướng lấy đồng thời nhiều file tại một server nào đó trên Internet Như vậy chương trình phải hỗ trợ lấy nhiều file đồng thời Tuy nhiên không phải lúc nào chương trình cũng có thể lấy đồng thờinhiều file tại một site nếu server hạn chế số kết nối đồng thời tới một địa chỉ IP
Người sử dụng cũng có nhu cầu lấy file bằng nhiều giao thức khác nhau như FTP (File Transfer Protocol), HTTP (HyperText Transfer
Protocol), …
Tuy nhiên trong phạm vi của luận văn này chúng em sẽ tìm hiểu và
mô phỏng việc lấy file bằng giao thức FTP, thông qua ứng dụng WinSCP
Trang 4CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
I Họ giao thức TCP/IP
1 Tầng liên kết:
Tầng liên kết (còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giaotiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP, bao gồm các thiết bịgiao tiếp mạng và chương trình cung cấp các thông tin cần thiết để có thểhoạt động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó
2 Tầng Internet:
Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình truyền gói tintrên mạng Các giao thức của tầng này bao gồm: IP (Internet Protocol),ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet GroupMessages Protocol)
3 Tầng giao vận:
Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện cácứng dụng của tầng trên Tầng này có hai giao thức chính: TCP(Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol) TCPcung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơ chếnhư chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thước thíchhợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian time-out để đảm bảo bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi Do tầng này đảmbảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa
UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng Nó chỉgửi các gói dữ liệu từ trạm này tới trạm kia mà không đảm bảo các gói tinđến được tới đích Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởitầng trên
Cũng tương tự như trong mô hình OSI, khi truyền dữ liệu, quá trìnhtiến hành từ tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêmvào một thông tin điều khiển được gọi là phần header Khi nhận dữ liệuthì quá trình xảy ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua
Trang 5mỗi tầng thì phần header tương ứng được lấy đi và khi đến tầng trên cùngthì dữ liệu không còn phần header nữa Trong hình vẽ này ta thấy tại cáctầng khác nhau dữ liệu được mang những thuật ngữ khác nhau:
- Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream
- Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dướigọi là TCP segment
- Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là IPdatagram
- Trong tầng liên kết, dữ liệu được truyền đi gọi là frame
Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP
Bảng sau chỉ rõ mối tương quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP vớiOSI
Sự khác nhau giữa TCP/IP và OSI chỉ là:
- Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3 tầng trêncủa mô hình OSI
- Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độtin cậy của việc truyển tin như ở trong tầng giao vận của mô hìnhOSI mà cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP
Trang 6II Tìm hiểu giao thức TCP và UDP
Quá Trình truyền dữ liệu trên mạng diễn ra rất phức tạp, chi tiết trong quá trình này diễn ra tương tự như trong thực tế ta gửi thư hay bưu phẩm, trước hết ta phải ghi rõ địa chỉ nơi đến (trường hợp này là địa chỉ IPmáy chủ), sau đó có thể gửi thông thường(gửi dồn dập) hay bảo đảm(dừng
và chờ), người nhận sau khi nhận được có thể hồi âm trả lời đã nhận đủ hay mất mát gì trong quá trình truyền tải Người có thể gửi những phần bị mất(hoặc không cần gửi nữa)
Cách truyền tải dữ liệu đảm bảo dựa vào giao thức
TCP(Tranmission Control Protocol), còn cách chuyển không đảm bảo dựavào giao thức UDP(User Datagram Protocol)
1 Giao thức TCP (Tranmission Control Protocol)
Là giao thức điều khiển truyền vận (Transmission Control Protocol) thuộc giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP Thông qua TCP, các ứng dụng trên các máy chủ được nối mạng có thể liên lạc với nhau, qua đó chúng có thể trao đổi giữ liệu hoặc các gói tin Giao thức này đảm bảo chuyển giao dữ liệu tới nhận một cách đáng tin cậy và đúng thứ tự Hơn nữa, TCP có chức năng phân biệt giữa dữ liệu của nhiều ứng dụng (như dịch vụ Web và dịch vụ Email) đồng thời chạy trên cùng một máy chủ
TCP là giao thức hướng kết nối (connection-oriented), có nghĩa là buộc phải thiết lập kết nối trước sau đó mới đến tiến trình truyền dữ liệu
Cung cấp cơ chế đánh số thứ tự gói tin (sequencing): sử dụng để rápcác gói tin chính xác ở điểm nhận, loại bỏ gói tin trùng lặp
TCP có khả năng truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc — song công (full-duplex)
Cơ chế báo nhận (Acknowledgement): tức là khi A gửi gói tin cho
B, nếu B nhận được thì sẽ gửi thông báo cho A, trường hợp A không nhận được thông báo thì sẽ gửi lại gói tin tới khi nào B báo nhận thì thôi
Tính năng phục hồi dữ liệu bị mất trên đường truyền
Trang 72 Giao thức UDP (User Datagram Protocol)
Một mạng máy tính sử dụng giao thức UDP giúp các chương trình
có thể gửi những dữ liệu ngắn được gọi là datagram đến một máy tính
khác UDP không chịu trách nhiệm đối với những gói tin đã được truyền
đi, vì vậy các gói dữ liệu có thể đến không đúng thứ tự hoặc bị mất mà không có thông báo
UDP (User Datagram Protocol) là loại giao thức không trạng thái, không cần thiết lập các kết nối trước khi gửi gói tin
UDP chỉ quan tâm tới việc truyền gói tin đi và không nhận lại — bán song công (half-duplex)
UDP không quan tâm tới việc có gửi chính xác gói tin tới đúng địa chỉ hay không, không có cơ chế phục hồi dữ liệu bị mất
Giao thức UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với các mục tiêu kích thước nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian
Bản chất không trạng thái nên UDP hữu dụng đối với việc trả lời cáctruy vấn nhỏ với số lượng lớn người yêu cầu
Trang 8Ứng dụng phổ biến nhất sử dụng giao thức UDP có thể kể đến như DNS (Domain Name System) Voice over IP, ứng dụng streaming media, Trivial File Transfer protocol (TFTP), và game trực tuyến Dễ hình dung nhất về giao thức UDP là khi bạn Live Stream, video hoặc âm thanh có thể
bị nhiễu hay bóp méo một lúc và Video vẫn tiếp tục chơi mà không có dữ liệu bị mất
III Giao thức FTP (File Transfer Protocol)
1 Giới thiệu về FPT
FTP (viết tắt của File Transfer Protocol dịch ra là "Giao thức truyềntập tin") thường được dùng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông dùng giao thức TCP/IP
Hoạt động của FTP cần có hai máy tính, một máy chủ (server) và một máy khách (Client) Máy chủ FTP, dùng chạy phần mềm cung cấp dịch vụ FTP, gọi là trình chủ, lắng nghe yêu cầu về dịch vụ của các máy tính khác trên mạng lưới Máy khách chạy phần mềm FTP dành cho người
sử dụng dịch vụ, gọi là trình khách, thì khởi đầu một liên kết với máy chủ.Một khi hai máy đã liên kết với nhau, máy khách có thể xử lý một số thao tác về tập tin, như tải tập tin lên máy chủ, tải tập tin từ máy chủ xuống máy của mình, đổi tên của tập tin, hoặc xóa tập tin ở máy chủ v.v
Vì giao thức FTP là một giao thức chuẩn công khai, cho nên bất cứ một công ty phần mềm nào, hay một lập trình viên nào cũng có thể viết trình chủ FTP hoặc trình khách FTP Hầu như bất cứ một nền tảng hệ điềuhành máy tính nào cũng hỗ trợ giao thức FTP Điều này cho phép tất cả các máy tính kết nối với một mạng lưới có nền TCP/IP, xử lý tập tin trên một máy tính khác trên cùng một mạng lưới với mình, bất kể máy tính ấy
Trang 9dùng hệ điều hành nào (nếu các máy tính ấy đều cho phép sự truy cập của các máy tính khác, dùng giao thức FTP
FTP thường chạy trên hai cổng 20 và 21, và chỉ chạy riêng trên nền của TCP Trình chủ FTP lắng nghe các yêu cầu dịch vụ từ những kết nối vào máy của các trình khách FTP, trên cổng 21 Đường kết nối trên cổng
21 này tạo nên một dòng truyền điều khiển, cho phép các dòng lệnh được chuyển qua trình chủ FTP Để truyền tải tập tin qua lại giữa hai máy, chúng ta cần phải có một kết nối khác Tùy thuộc vào chế độ truyền tải được sử dụng, trình khách (ở chế độ năng động - active mode) hoặc trình chủ (ở chế độ bị động - passive mode) đều có thể lắng nghe yêu cầu kết nối đến từ đầu kia của mình Trong trường hợp kết nối ở chế độ năng động, (trình chủ kết nối với trình khách để truyền tải dữ liệu), trình chủ phải trước tiên đóng kết vào cổng 20, trước khi liên lạc và kết nối với trình khách Trong chế độ bị động, hạn chế này được giải tỏa và việc đóngkết trước là một việc không cần phải làm
Trong khi dữ liệu được truyền tải qua dòng dữ liệu, dòng điều khiểnđứng im Tình trạng này gây ra một số vấn đề, đặc biệt khi số lượng dữ liệu đòi hỏi được truyền tải là một số lượng lớn, và đường truyền tải chạy thông qua những bức tường lửa Bức tường lửa là dụng cụ thường tự độngngắt các phiên giao dịch sau một thời gian dài im lặng Tuy tập tin có thể được truyền tải qua hoàn thiện, song dòng điều khiển do bị bức tường lửa ngắt mạch truyền thông giữa quãng, gây ra báo lỗi
2. Mô hình hoạt động của FTP:
a Tiến trình Server-FTP và User-FTP:
Không giống như các ứng dụng khác chạy trên nền TCP, FTP khôngchỉ cần một kết nối TCP mà các mô hình FTP được thiết kế xung quanh 2 kênh logic trong quá trình giao tiếp giữa client FTP và server FTP là
control connection và data connection:
Control connection: Đây là kết nối TCP logic chính được tạo ra khi
phiên làm việc được thiết lập Nó được duy trì trong suốt phiên làm việc vàchỉ cho các thông tin điều khiển đi qua ví dụ như lệnh và trả lời Nó không được sử dụng để gửi dữ liệu
Data connection: Mỗi khi dữ liệu được gửi từ sever tới client hoặc
ngược lại, một kết nối dữ liệu TCP riêng biệt được thiết lập giữa chúng
Dữ liệu được truyền qua kết nối này Khi hoàn tất việc truyền dữ liệu, kết nối được hủy bỏ
Trang 10Sự phân chia thành 2 kênh riêng biệt này tạo ra sự linh động trong cách hoạt động của FTP nhưng nó cũng tạo ra sự phức tạp cho FTP.
Do chức năng điều khiển và dữ liệu được truyền tải bằng cách sử dụng các kênh riêng biệt nên mô hình FTP chia phần mềm trên mỗi thiết bị thành 2 thành phần giao thức logic chịu trách nhiệm cho mỗi kênh:
Thành phần protocol interpreter (PI): Là thành phần quản lý
kênh điều khiển, phát và nhận lệnh và trả lời
Thành phần data transfer process (DTP): chịu trách nhiệm gửi và
nhận dữ liệu giữa client và server
Ngoài hai thành phần trên, tiến trình bên phía người dùng còn có 1 thành phần thứ ba là giao diện người dùng (user interface) dùng để tương tác với người dùng FTP, thành phần này không có ở phía sever
Như vậy, có hai thành phần trong tiến trình bên phía server và ba thành phần trong tiến trình bên phía client Các thành phần này được nhắc đến trong các mô hình FTP bằng cái tên cụ thể, được sử dụng trong các tiêu chuẩn để mô tả chi tiết hoạt động của giao thức Dưới đây là mô hình hoạt động của FTP:
Trang 11b Các tiến trình phía server:
Các tiến trình phía server bao gồm hai giao thức:
- Server Protocol Interpreter (Server-PI): chịu trách nhiệm quản lýkênh điều khiển trên server Nó lắng nghe yêu cầu kết nối hướng tới
từ users trên cổng dành riêng Khi kết nối đã được thiết lập, nó sẽnhận lệnh từ phía User-PI, trả lời lại, và quản lý tiến trình truyền dữliệu trên server
- Server DataTransfer Process (Server-DTP): làm nhiệm vụ gửi hoặcnhận file từ bộ phận User-DTP Server-DTP vừa làm nhiệm thiếtlập kết nối kênh dữ liệu và lắng nghe một kết nối kênh dữ liệu từuser Nó tương tác với server file trên hệ thống cục bộ để đọc vàchép file
c Các tiến trình phía Client:
- User Protocol Interpreter (User-PI): chịu trách nhiệm quản lý kênhđiều khiển phía client Nó khởi tạo phiên kết nối FTP bằng việcphát ra yêu cầu tới phía Server-PI Khi kết nối đã được thiết lập, nó
xử lý các lệnh nhận được trên giao diện người dùng, gửi chúng tớiServer-PI, và nhận phản hồi trở lại Nó cũng quản lý tiến trình User-DTP
- User Data Transfer Process (User-DTP): là bộ phận DTP nằm ởphía người dùng, làm nhiệm vụ gửi hoặc nhận dữ liệu từ Server-
Trang 12DTP User-DTP có thể thiết lập hoặc lắng nghe yêu cầu kết nốikênh dữ liệu trên server Nó tương tác với thiết bị lưu trữ file phíaclient.
- User Interface: cung cấp giao diện xử lý cho người dùng Nó chophép sử dụng các lệnh đơn giản hướng người dùng, và cho phépngười điều khiển phiên FTP theo dõi được các thông tin và kết quảxảy ra trong tiến trình
Giả sử quá trình chứng thực đã thành công, server sau đó sẽ thiếtlập kết nối để cho phép từng loại truy cập đối với người dùng được cấpquyền Một số người dùng chỉ có thể truy cập vào một số file nhất định,hoặc vào một số loại file nhất định Một số server có thể cấp quyền chomột số người dùng đọc và viết lên server, trong khi chỉ cho phép đọc đốivới những người dùng khác Người quản trị mạng có thể nhờ đó mà đápứng đúng các nhu cầu truy cập FTP
Một khi kết nối đã được thiết lập, server có thể thực hiện các lựachọn tài nguyên dựa vào nhận diện người dùng
Ví dụ: trên một hệ thống nhiều người dùng, người quản trị có thểthiết lập FTP để khi có bất cứ người dùng nào kết nối tới, người dùng sẽ
tự động được đưa tới “home directory” của chính người dùng Lệnh tùychọn ACCT (account) cũng cho phép người dùng chọn một tài khoản cánhân nào đó nếu như người dùng có nhiều hơn một tài khoản
e Mở rộng về bảo mật FTP:
Giống như phần lớn các giao thức cũ, phương pháp đăng nhập đơngiản của FTP là một sự kế thừa từ những giao thức ở thời kỳ đầu củaInternet Ngày nay, nó không còn bảo đảm tính an toàn cần thiết trên môitrường Internet toàn cầu vì username và password được gửi qua kênh kếtnối điều khiển dưới dạng clear text Điều này làm cho các thông tin đăngnhập có thể bị nghe lén Chuẩn RFC 2228 về các phần mở rộng cho bảomật FTP đã định ra thêm nhiều tùy chọn chứng thực và mã hóa phức tạpcho những ai muốn tăng thêm mức độ an toàn vào trong phần mềm FTPcủa họ