Tài liệu Công nghệ Internet TCP/IP, địa chỉ IP ppt

Nó xác lập ánh xạ giữa các tên đặt địa chỉ, tại các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cs giao dịch truyền thông.. Tầng vận chuyển Transport Layer Tầng vận chuyển xác địn

Bài giảng

Công nghệ Internet

TCP/IP Địa chỉ IP

Giao thức truyền thông ?

 Nhiệm vụ của giao thức.

 Cắt thông tin thành những gói dữ liệu để có thể dễ

dàng đi qua bộ phận truyền tải trung gian.

 Tương tác với phần cứng của Adapter

 Xác định được địa chỉ nguồn và đích: Máy tính gửi

thông tin đi phải xác định được nơi gửi đến Máy tính đích phải nhận được đâu là thông tin gửi cho mình.

Giao thức truyền thông ?

 Định tuyến : Hệ thống phải có khản năng hướng dữ liệu tới các tiểu mạng, cho dù tiểu mạng nguồn và đích khác nhau về mặt vật lý.

 Có khản năng kiểm tra lỗi, kiểm soát và xác nhận lỗi trong quá trình truyền (giữa máy tính gửi và nhận phải

có cơ chế sửa chữa lỗi trong quá trình truyền).

Giao thức truyền thông ?

TÇng øng dông TÇng tr×nh diÔn TÇng phiªn

TÇng giao vËn TÇng m¹ng

TÇng liªn kÕt d÷ liÖu

Mô hình tham chiếu OSI

TÓM TẮT NHIỆM VỤ CHÍNH CỦA TỪNG

TẦNG

Tầng ứng dụng (Application Layer)

 Quy định giao diện giữa người sd và mô hình OSI, nó

cung cấp các phương tiện cho người sử dụng để truy cập và sử dụng các dịch vụ của OSI.

 Điều khác biệt ở tầng này là, nó không cung cấp dịch

vụ cho bất kỳ một tầng nào của OSI (ngoại trừ tầng ứng dụng ).

 Các ứng dụng mà tầng này cung cấp như các

chương trình xử lý ký tự, bảng biểu, thư tín…, tương ứng với các dịch vụ hỗ trợ: HTTP, FTP, DNS, SNMP SMTP, POP3, Telnet…

Tầng trình diễn (Presentation Layer)

 Tầng trình diễn chịu trách nhiệm chuyển đổi

các thông tin từ cú pháp người sử dụng sang

cú pháp lệnh để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hoá chúng trước khi truyền để bảo mật

 Nói đơn giản hơn tầng này sẽ định dạng dữ

liệu từ tầng 7 gửi xuống,các chuẩn định dạng

Tầng phiên (Session Layer).

 Thực hiện việc thiết lập, duy trì và kết thúc

các phiên làm việc giữa hai hệ thống

 Tầng giao dịch quy định một giao diện ứng

dụng cho tầng vận chuyển (transport layer)

sử dụng Nó xác lập ánh xạ giữa các tên đặt địa chỉ, tại các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cs giao dịch truyền thông

 Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần

muốn đối thoại riêng với nhau

Tầng vận chuyển (Transport Layer)

 Tầng vận chuyển xác định địa chỉ trên mạng, cách

thức chuyển giao gói tin trên cơ sở giữa hai đầu mút, đảm bảo truyền tin cậy giữa hai máy đầu cuối (end to end).

 Để đảm bảo việc truyền ổ định trên mạng, tầng vận

chuyển thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng truyền theo đúng thứ tự.

 Tầng vận chuyển còn có chức năng điều khiển luồng

và kiểm soát lỗi Các giao thức hoạt động ở tầng này

Tầng mạng (Network Layer).

 Tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển

hướng,vạch đường các gói tin trong mạng (chức năng định tuyến), các gói tin này có thể đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng.

 Tầng mạng là tầng liên quan đến các địa chỉ logic trong mạng Các giao thức thường được sử dụng ở tầng này là: IP, RIP, IPX, Apple Talk.

Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer)

 Tầng Data Link có nhiệm vụ xác định cơ chế truy cập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng gói và phân phát gói tin (dưới dạng Frame).

 Tầng DataLink có liên quan đến địa chỉ vật lý (MAC

address) của các thiết bị mạng, topo mạng, truy cập

mạng, có các cơ chế sửa chữa lỗi và điều khiển luồng.

Tầng vật lý (Physical Layer)

 Là tầng thấp nhất của mô hình tham chiếu OSI, Có

chức năng truyền dòng bit không có cấu trúc qua

đường truyền vật lý

 Cung cấp các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ

thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện kết nối và các mức kết nối.

Chia mạng thành 7 lớp có ưu điểm.

 Chia hoạt động truyền thông thành các phần nhỏ hơn và

có thể dễ quản lý hơn.

 Tiêu chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép có

nhiều nhà chế tạo có thể phát triển và cung cấp sản phẩm.

 Cho phép các loại phần cứng và phần mềm mạng khác

nhau có thể thông tin với nhau.

 Ngăn chặn các thay đổi tại một lớp ảnh hưởng đến các lớp

khác.

 Nó chia truyền thông mạng thành các phần nhỏ hơn khiến

Các giao thức làm việc tương ứng ở các tầng.

Các thiết bị mạng hoạt động tương ứng

ở các tầng.

Router

Luồng dữ liệu được định dạng qua các tầng.

Mô tả chi tiết gói tin đi qua các tầng.

Mô tả gói tin đi qua thiết bị mạng.

Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP.

Đầu những năm 1980, một bộ giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuẩn

cho mạng ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, thường được gọi là bộ giao thức

TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP

(Transmission Control Protocol/Internet

Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP.

 Bộ giao thức TCP/IP được phân làm 4 tầng.

Kiến trúc tầng của bộ giao thức

TCP/IP

TÓM TẮT NHIỆM VỤ CỦA TỪNG

TẦNG

Tầng ứng dụng (Application Layer)

mạng, vận chuyển file, điều khiển từ xa, và các hoạt động Internet Đồng thời hỗ trợ Giao diện Lập trình Ứng dụng (API) mạng, cho

phép các chương trình được thiết kế cho một

hệ điều hành nào đó có thể truy cập mạng

Các giao thức làm việc tại tânghf

ứng dụng (Application Layer)

Tầng vận chuyển (Transport Layer)

 Giúp kiểm soát luồng dữ liệu, kiểm tra lỗi và xác nhận các dịch vụ cho liên mạng Đóng vai trò giao diện cho các ứng dụng mạng

Tầng internet (Internet Layer)

cứng, để dữ liệu có giao thông và hỗ trợ việc vận chuyển liên mạng Thuật ngữ liên mạng được dùng để đề cập đến các thể lướt qua

các tiểu mạng có cấu trúc vật lý khác nhau Cung cấp chức năng định tuyến để giao lưu

Các giao thức hoạt động tại tầng

mạng (Internet Layer)

Tầng truy cập mạng (Network

Access Layer)

vật lý Format dữ liệu cho bộ phận truyền tải trung gian và tạo địa chỉ dữ liệu cho

các tiểu mạng dựa trên địa chỉ phần

cứng vật lý Cung cấp việc kiểm tra lỗi

trong quá trình truyền dữ liệu.

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

 FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền

tệp cho phép người dùng lấy hoặc gửi tệp tới một máy khác

 Telnet: Chương trình mô phỏng thiết bị đầu

cuối cho phép người dùng login vào một máy chủ từ một máy tính nào đó trên mạng

 DNS (Domain Name server): Dịch vụ tên miền

cho phép nhận ra máy tính từ một tên miền

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một

giao thức thư tín điện tử

 SNMP (Simple Network Monitoring Protocol): Monitoring

Giao thức quản trị mạng cung cấp những

công cụ quản trị mạng từ xa

 RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức

dẫn đường động

 ICMP (Internet Control Message Protocol):

Nghi thức thông báo lỗi

Các giao thức hoạt động tương ứng với các tầng TCP/IP.

 UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền

không kết nối cung cấp dịch vụ truyền không tin cậy

nhưng tiết kiệm chi phí truyền.

 TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức hướng

kết nối cung cấp dịch vụ truyền thông tin tưởng.

 IP (Internet Protocol): Giao thức Internet chuyển giao

các gói tin qua các máy tính đến đích.

 ARP (Address Resolution Protocol): Cơ chế chuyển địa

chỉ TCP/IP thành địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng.

Cấu trúc địa chỉ IP

Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit)

để "định vị" các máy tính liên kết với nó

Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp Có 5 lớp địa chỉ IP là : A, B,

C, D, E Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó

Địa chỉ IP

Tại Việt Nam chúng ta vẫn sử dụng loại địa chỉ IPv4

với lý do chúng ta con quá nhiều máy tính không hỗ trợ cho địa chỉ IPv6.

Cấu trúc địa chỉ IP

 Địa chỉ IPv4 được cấu tạo bởi 32 bit và chia

làm 4 octet, mỗi octet chiếm 8 bit

 Địa chỉ IP được cấu tạo bởi 2 phần chính là:

– Network ID (Địa chỉ mạng)

– Host ID (Địa chỉ host)

Network ID Host ID

Cấu trúc địa chỉ IP

Các lớp địa chỉ IP

Các lớp địa chỉ IP

Địa chỉ mạng

 Địa chỉ mạng thuận tiện trong việc cung cấp

các địa chỉ cho 1 mạng riêng hoặc 1 mạng con

 2 host với các địa chỉ mạng khác nhau yêu cầu được phân chia thành các mạng riêng biệt Để

2 mạng này có thể truyền thông được với nhau yêu cầu phải có 1 thiết bị Router

 Địa chỉ mạng là một địa chỉ IP mà tất cả các bit trong Host ID chứa toàn bộ các bit nhị phân là

Địa chỉ Broadcast

 Địa chỉ Broadcast có 2 loại:

 Địa chỉ Broadcast Direct: là địa chỉ IP mà tại

phần Host ID có chứa toàn bộ các bit nhị phân

là số 1 (VD: 192.168.20.255)

 Địa chỉ Broadcast Directed: là địa chỉ mà tại

phần NetID và Host ID có chứa toàn bộ bit nhị phân 1 (VD: 255.255.255.255)

Địa chỉ Broadcast

Địa chỉ Broadcast

Private IP address

 Địa chỉ mạng riêng (private IP address) là địa chỉ có thể sử dụng địa chỉ riêng cho mỗi máy trong mạng cục bộ (LAN)

 Chuẩn RFC 1918 quy định 3 dãy địa chỉ IP cho mạng riêng:

– Class A: 10.0.0.0

– Class B: 172.16.0.0  172.31.0.0

– Class C: 192.168.0.0  192.168.255.0

Private IP address

Hãy cho biết địa chỉ nào là địa chỉ có thể

Cơ chế ARP: Cơ chế phân giải địa chỉ IP

thành địa chỉ MAC

 Tại tầng Network của mô hình OSI , chúng ta

thường sử dụng các loại địa chỉ mang tính chất

quy ước như IP, IPX…

 Các địa chỉ này được phân thành hai phần

riêng biệt là phần địa chỉ mạng (NetID) và phần địa chỉ máy (HostID)

 Cách đánh số địa chỉ như vậy nhằm giúp cho việc tìm ra các đường kết nối từ hệ thống

Cơ chế ARP

 Trên thực tế, các card mạng (NIC) chỉ có thể kết nối với nhau theo địa chỉ MAC, địa chỉ cố định và duy nhất của phần cứng

 Do vậy ta phải có một cơ chế để chuyển đổi

các dạng địa chỉ này qua lại với nhau

 Từ đó ta có giao thức phân giải địa chỉ:

Address Resolution Protocol (ARP)

Cơ chế ARP

Khi một thiết bị mạng nào đó muốn biết địa chỉ MAC của một thiết bị khác mà nó đã biết trước địa chỉ IP

 Thực hiện gửi một ARP request bao gồm địa chỉ MAC của nó và địa chỉ IP của thiết bị mà nó cần tìm MAC trên toàn bộ miền Broadcast

 Mỗi thiết bị nhận được request (yêu cầu) này

sẽ được lưu vào 1 bảng gọi là bảng ARP.

ARP: Address Resolution Protocol

Cơ chế RARP: Cơ chế phân giải địa chỉ MAC tìm địa chỉ IP

ARP table in host

Cơ chế hoạt động của ARP table

ARP request

Kiểm tra và so sánh địa chỉ IP

ARP Reply

Cập nhật địa chỉ MAC vào ARP table

ARP: Local Destination

Default Gateway

Là địa chỉ nằm tại cổng ra của một mạng này kết nối với mạng khác hoặc kết nối với Internet

Giao thức TCP

Giao thức TCP

 TCP là một giao thức hướng kết nối

(connection-oriented), hoạt động trên lớp giao vận(Transport) của chồng giao thức TCP/IP

 TCP cũng là một giao thức truyền thông tin cậy

 Các giao thức sử dụng trên TCP: HTTP, FTP, SMTP, DNS, Telnet

Đặc điểm của giao thức TCP bao gồm:

Quá trình thiết lập kết nối!

Cơ chế bắt tay 3 bước:

Để 2 máy trong 1 hệ thống mạng có thể truyền

tin được cho nhau chúng phải tạo được 1 kế nối đến nhau

Quá trình đó được thực hiện như sau:

1. ULP B giả sử là một chương trình mail server

ở Mỹ Do là server nên lúc nào nó cũng chờ đợi sự kết nối

Cơ chế bắt tay 3 bước:

1 ULP B giả sử là một chương trình mail server ở Mỹ

Do là server nên lúc nào nó cũng chờ đợi sự kết nối.

2 ULP A là chương trình nhận thư điện tử của bạn Để kết nối, bạn gửi yêu cầu kết nối xuống cho tầng TCP.

3 TCP chuẩn bị một gói dữ liệu TCP với cờ SYN=1 yêu cầu có sự đồng bộ hoá, SEQ có thể lấy bất kì giá trị nào, ở đây là =100 và gửi cho TCP B.

4 Sau khi nhận gói dữ liệu có SYN=1, TCP B gửi trả lại một thông báo có SYN=1, ACK=101, SEQ có thể lấy bất kì giá trị nào, ở đây là =177.

Cơ chế bắt tay 3 bước:

5 TCP A nhận được gói dữ liệu từ TCP B sẽ gửi tiếp một gói dữ liệu có ACK=178

6 TCP A chuyển chấp nhận kết nối lên chương trình A

7 Sau khi nhận nốt gói dữ liệu có ACK=178,

TCP B chuyển chấp nhận kết nối lên chương trình B

Giao thức UDP

 UDP (User Datagram Protocol) là giao thức phi kết nối (connectionless) hoạt động trên tầng giao

vận(Transport) của chồng giao thức TCP/IP.

 UDP cũng là một giao thức truyền thông không tin cậy.

 Các giao thúc sử dụng trên UDP: TFTP, SNMP,

DHCP, DNS

Các đặc điểm của giao thức UDP:

Đặc điểm của giao thức UDP

 UDP đơn giản và hiệu quả, nhưng không tin cậy

 UDP là giao thức phi kết nối(connectionless)

 Không có cơ chế báo nhận(acknowledgement) để đảm bảo dữ liệu đi đến đích.

 Không cung cấp cơ chế điều khiển luồng(follow

control).

 Tính tin cậy của dữ liệu sẽ được kiểm tra nhờ các giao thức ở lớp trên.

Các cổng dịch vụ và dịch vụ

Các cổng dịch vụ:

 Cả TCP và UDP đều sử dụng các chỉ số port

để chuyển thông tin lên các lớp trên

 Các chỉ số port dùng để theo dõi các cuộc đàm thoại khác nhau xuyên qua mạng cùng một lúc

 Quy định phát triển phần mềm ứng dụng thống nhất dùng các chỉ số port đặc biệt được kiểm soát bởi IANA

Các dải của chỉ số port được quy định:

 Các chỉ số Port nhỏ hơn 255 cho các ứng

Giao thức IPX:

 Là bộ giao thức độc quyền của hãng Novell, hỗ trợ hệ điều hành Novell Netware

 Là giao thức có thể định tuyến trên các router

vì vậy có thể kết nối internet bằng giao thức

này

 Phương pháp đánh địa chỉ dựa trên địa chỉ

MAC của các nốt mạng và chỉ số mạng do

Cấu trúc IPX:

Giao thức NetBios:

 Là một giao thức, công nghệ nối mạng của Windows.

 Được thiết kế trong môi trường mạng LAN để chia sẻ tài nguyên dùng chung.

 Giao thức này thường được sử dụng trong mạng

ngang hàng P2P.

 Giao thức NetBios sử dụng tên máy để truyên thông.

 Thông thường một mạng dùng giao thức Netbios

thường là Netbios Datagram Service (Port 138),

hình bằng tay.

Cơ chế hoạt động của DHCP:

Yêu cầu:

 DHCP hoạt động theo mô hình client/Server

 Yêu cầu bắt buộc trong mạng là phải sử dụng

Sơ đồ yêu cầu cấp phát và cấp phát IP

Dịch vụ DNS.

 Mọi máy tính, thiết bị mạng (host) trên mạng Internet liên hệ với nhau bằng địa chỉ IP

 Để thuận tiện trong việc sử dụng người ta

dùng tên miền (Domain) để xác định host trên mạng thay cho dãy địa chỉ IP khó nhớ

 Hệ thống DNS server được sử dụng để ánh xạ tên miền thành địa chỉ IP

Hệ thống quản lý tên miền DNS

(Domain name System)

 Internet là môi trường nhiều địa chỉ và các tên miền

tương ứng, vì thế để quản lý, định tuyến một cách

chính xác cần phải có một hệ thống lưu trữ và xử lý

những địa chỉ và tên miền này, hệ thống này được gọi

là hệ thống quản lý tên miền (DNS)

 Trong phạm vi lớn hơn, các máy tính kết nối với

internet sử dụng DNS để tạo địa chỉ liên kết dạng URL (Universal Resource Locators) Theo phương pháp

này, mỗi máy tính sẽ không cần sử dụng địa chỉ IP cho kết nối mà chỉ cần sử dụng tên miền (domain name) để truy vấn đến kết nối đó

Cấu trúc hệ thống tên miền.

 Hệ thống tên miền được sắp xếp theo cấu trúc phân lớp.

 Mức cao nhất được gọi là Root và ký hiệu bằng dấu chấm (.).

 Tổ chức quản lý hệ thống tên miền trên thế giới là The Internet Coroperation for Assigned Names and

Numbers (ICANN)

 Tổ chức này quản lý mức cao nhất của hệ thống tên

Cấu trúc hệ thống tên miền.

 ICANN có quyền cấp phát các tên miền dưới mức cao nhất này cho các tổ chức và các khu vực, các quốc gia theo những chính sách nhất định

 Hệ thống quản lý tên miền (DNS) là tập hợp của nhiều máy chủ quản lý tên miền theo từng khu vực, theo

từng cấp trên mạng Internet, thực hiện chức nǎng

chuyển đổi từ tên miền thể hiện dưới dạng chữ sang địa chỉ IP thể hiện dưới dạng số và ngược lại

Cấu trúc hệ thống tên miền.

 Mỗi máy chủ quản lý tên miền (Domain Name Server –

dns) theo từng khu vực, theo từng cấp.

 Máy chủ đó phải đảm bảo thông tin dữ liệu riêng về địa chỉ và tên miền trong khu vực, trong cấp mà nó quản lý.

 có khả năng hỏi các máy chủ quản lý các khu vực khác hoặc cấp cao hơn nó để có thể trả lời được các truy

vấn về những tên miền không thuộc quyền quản lý của

nó và cũng luôn sẵn sàng trả lời các máy chủ khác về