Giáo trình mạng máy tính (nghề quản trị mạng máy tính trình độ cao đẳng) trường cao đẳng nghề an giang 14

CHƢƠNG 5: MƠ HÌNH TCP/IP Giới thiệu: Trong chƣơng trình bày chi tiết giao thức TCP/IP cấu trúc gói liệu tƣơng ứng Đồng thời trình bày cấu trúc địa IP mạng Mục tiêu: - Trình bày đƣợc chức tầng mơ hình TCP/IP - Trình bày đƣợc giao thức - Xác định đƣợc lớp mạng - Chia đƣợc mạng Nội dung chính: I CHỨC NĂNG CỦA CÁC TẦNG TRONG MƠ HÌNH TCP/IP Hình 5-1.Mơ hình TCP/IP - Lớp Application: quản lý giao thức, nhƣ hỗ trợ việc trình bày, mã hóa, quản lý gọi Lớp Application hỗ trợ nhiều ứng dụng, nhƣ: FTP (File Transfer Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), TFTP (Trivial File Transfer Protocol) - Lớp Transport: đảm nhiệm việc vận chuyển từ nguồn đến đích Tầng Transport đảm nhiệm việc truyền liệu thông qua hai nghi thức: TCP (Transmission Control Protocol) UDP (User Datagram Protocol) - Lớp Internet: đảm nhiệm việc chọn lựa đƣờng tốt cho gói tin Nghi thức đƣợc sử dụng tầng nghi thức IP (Internet Protocol) - Lớp Network Interface: có tính chất tƣơng tự nhƣ hai lớp Data Link Physical kiến trúc OSI II GIAO THỨC Tổng quan giao thức - Một tập tiêu chuẩn để trao đổi thông tin hai hệ thống máy tính đƣợc gọi giao thức Các giao thức đƣợc gọi nghi thức định ƣớc mạng máy tính 64 - Trong hệ thống máy tính, nguyên tắc thủ tục điều khiển giao tiếp tƣơng tác chúng gọi giao thức - Application (ứng dụng): hoạt động tầng cao mô hình OSI, cung cấp chức tƣơng tác ứng dụng trao đổi liệu (SMTP, FTP, TELNET, …) - Transport (vận chuyển): cung cấp phiên truyền thơng máy tính, đảm bảo liệu truyền tin cậy máy tính (TCP, UDP, …) - Network (mạng): cung cấp dịch vụ liên kết xử lý thông tin (địa chỉ, đƣờng đi), kiểm tra lỗi yêu cầu truyền lại gói tin bị lỗi (IP, IPX, …) Giao thức ứng dụng: - SMTP (Simple Mail Transfer Progocol): giao thức Internet cho việc vận chuyển Email FTP (File Transfer Protocol): giao thức chuyển tập tin Internet - Telnet: giao thức cho việc đăng nhập máy chủ từ xa xử lý liệu máy cục Giao thức vận chuyển: - TCP (Transmission Control Protocol): giao thức hƣớng kết nối cung cấp truyền thông tin tƣởng UDP (User Datagram Protocol): giao thức truyền thông không nối kết cung cấp dịch vụ truyền thơng tin cậy nhƣng tiết kiệm chi phí Giao thức mạng: - IP (Internet Protocol): giao thức internet chuyển giao gói tin qua máy tính để đến đích IPX (Internetwork Packet Exchange): định tuyến gửi gói liệu **Giao thức hướng kết nối giao thức không kết nối - Đặc điểm giao thức khơng kết nối: + Khơng kiểm sốt đƣờng truyền + Dữ liệu không đảm bảo đến đƣợc nơi nhận + Dữ liệu thƣờng dƣới dạng datagrams Ví dụ: giao thức UDP TCP/IP - Đặc điểm giao thức hƣớng kết nối : + Kiểm soát đƣờng truyền + Dữ liệu truyền tuần tự, nhận thành cơng nơi nhận phải gửi tín hiệu ACK (ACKnowledge) Ví dụ: giao thức TCP, SPX **Giao thức có khả định tuyến giao thức khơng có khả định tuyến Giao thức có khả định tuyến: giao thức cho phép qua thiết bị liên mạng nhƣ Router để xây dựng mạng lớn có quy mơ lớn Các giao thức có khả định tuyến : TCP/IP, SPX/IPX Giao thức khơng có khả định tuyến: giao thức không cho phép qua thiết bị liên mạng nhƣ Router để xây dựng mạng lớn Các giao thức khơng có khả định tuyến : NETBEUI Hiện có loại giao thức thƣờng hay sử dụng: TCP/IP, SPX/IPX, Microsoft Network Bộ giao thức a NetBIOS/NetBEUI NetBIOS (Network Basic Input Output System) - Là giao thức "ruột" mạng sử dụng HĐH giao diện DOS 65 Windows hãng Microsoft trƣớc - Thành lập phiên làm việc máy tính - Đặc điểm: + Hoạt động tần Session + Dùng tên có 15 ký tự để nhận dạng + Thành lập liên kết máy để truyền liệu + Cho phép liên kết không định hƣớng + Dùng Broadcast để định dạng máy tính mạng + Cơ chế hoạt động gồm phần: NetBIOS Interface, NetBIOS Management, NetBIOS Datagram, NetBIOS Session + NetBIOS Interface: Bao gồm hàm API chuẩn cho phép ứng dụng gửi hay nhận thơng tin từ server, thực chức NetBIOS TCP/IP + NetBIOS Management: + Đăng ký hủy tên: cho phép máy đăng ký tên nhận dạng mạng sau xóa khỏi mạng + Phân giải tên (Name Resolution): Khi có chƣơng trình NetBIOS muốn giao tiếp với chƣơng trình NetBIOS khác địa IP chƣơng trình phải đƣợc phân giải thành NetBIOS name, NetBIOS TCP/IP thực chức + NetBIOS Datagram: Quản lý cách truyền Datagram theo liên kết không định hƣớng Các datagram truyền cho hay nhóm ngƣời sử dụng chế NetBIOS Name + NetBIOS Session: quản lý truyền datagram theo liên kết có định hƣớng theo thứ tự có độ tin cậy cao Nó sử dụng giao thức TCP để thành lập liên kết kết thúc cần thiết NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) - Giao thức thích hợp cho mạng LAN nhỏ từ 10 – 200 máy - Nhanh, hiệu quả, tốn vùng nhớ b IP (Internet Protocol) - Là giao thức hƣớng liệu đƣợc sử dụng máy chủ nguồn đích để truyền liệu liên mạng chuyển mạch gói - Dữ liệu liên mạng IP đƣợc gửi theo khối đƣợc gọi gói (packet datagram) Cụ thể, IP khơng cần thiết lập đƣờng truyền trƣớc máy chủ gửi gói tin cho máy khác mà trƣớc chƣa liên lạc với - Giao thức IP cung cấp dịch vụ gửi liệu không đảm bảo (còn gọi cố gắng cao nhất), nghĩa hầu nhƣ khơng đảm bảo gói liệu Gói liệu đến nơi mà khơng cịn ngun vẹn, đến khơng theo thứ tự (so với gói khác đƣợc gửi hai máy nguồn đích đó), bị trùng lặp bị hoàn toàn Nếu phần mềm ứng dụng cần đƣợc bảo đảm, đƣợc cung cấp từ nơi khác, thƣờng từ giao thức giao vận nằm phía IP - Giao thức IP thông dụng mạng Internet công cộng ngày Giao thức tầng mạng thông dụng ngày IPv4; giao thức IP phiên IPv6 đƣợc đề nghị IPv4: Internet hết dần địa IPv4, IPv4 sử 66 dụng 32 bit để đánh địa (tạo đƣợc khoảng tỷ địa chỉ); IPv6 dùng địa 128 bit, cung cấp tối đa khoảng 3.4×1038 địa (xem IPv6 để biết thêm chi tiết) Các phiên từ đến bị hạn chế, không đƣợc sử dụng Phiên đƣợc dùng làm giao thức dòng (stream) thử nghiệm Cịn có phiên khác, nhƣng chúng thƣờng dành giao thức thử nghiệm không đƣợc sử dụng rộng rãi c Apple Talk - AppleTalk giao thức độc quyền phát triển Apple Inc cho máy tính kết nối mạng Nó đƣợc bao gồm Macintosh ban đầu phát hành vào năm 1984, nhƣng không đƣợc hỗ trợ việc phát hành Mac OS X v10.6 năm 2009 [1] lợi mạng TCP / IP Datagram Protocol Giao hàng tận nơi AppleTalk tƣơng ứng chặt chẽ với lớp mạng mơ hình hệ thống thông tin liên lạc nối mở (OSI) d TCP/IP - Sự đời họ giao thức TCP/IP gắn liền với đời Internet mà tiền thân mạng ARPAnet (Advanced Research Projects Agency) Bộ Quốc phòng Mỹ tạo Đây giao thức đƣợc dùng rộng rãi tính mở Điều có nghĩa máy dùng giao thức TCP/IP nối đƣợc vào Internet Hai giao thức đƣợc dùng chủ yếu TCP (Transmission Control Protocol) IP (Internet Protocol) Chúng nhanh chóng đƣợc đón nhận phát triển nhiều nhà nghiên cứu hãng cơng nghiệp máy tính với mục đích xây dựng phát triển mạng truyền thông mở rộng khắp giới mà ngày gọi Internet Phạm vi phục vụ Internet khơng cịn dành cho qn nhƣ ARPAnet mà mở rộng lĩnh vực cho loại đối tƣợng sử dụng, tỷ lệ quan trọng thuộc giới nghiên cứu khoa học giáo dục - Khái niệm giao thức (protocol) khái niệm mạng thơng tin máy tính Có thể hiểu cách khái qt tập hợp tất qui tắc cần thiết (các thủ tục, khuôn dạng liệu, chế phụ trợ ) cho phép thao tác trao đổi thông tin mạng đƣợc thực cách xác an tồn Có nhiều họ giao thức đƣợc thực mạng thông tin máy tính nhƣ IEEE 802.X dùng mạng cục bộ, CCITT X25 dùng cho mạng diện rộng đặc biệt họ giao thức chuẩn ISO (tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế) dựa mơ hình tham chiếu bảy tầng cho việc nối kết hệ thống mở Gần đây, xâm nhập Internet vào Việt nam, đƣợc làm quen với họ giao thức TCP/IP chúng xuất từ 20 năm trƣớc - TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) TCP/IP họ giao thức làm việc với để cung cấp phƣơng tiện truyền thơng liên mạng đƣợc hình thành từ năm 70 Đến năm 1981, TCP/IP phiên hoàn tất đƣợc phổ biến rộng rãi cho toàn máy tính sử dụng hệ điều hành UNIX Sau Microsoft đƣa TCP/IP trở thành giao thức hệ điều hành Windows 9x mà sử dụng 67 Đến năm 1994, thảo phiên IPv6 đƣợc hình thành với cộng tác nhiều nhà khoa học thuộc tổ chức Internet giới để cải tiến hạn chế IPv4 Khác với mơ hình ISO/OSI tầng liên mạng sử dụng giao thức kết nối mạng "không liên kết" (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động Internet Cùng với thuật toán định tuyến RIP, OSPF, BGP, tầng liên mạng IP cho phép kết nối cách mềm dẻo linh hoạt loại mạng "vật lý" khác nhƣ: Ethernet, Token Ring , X.25 Giao thức trao đổi liệu "có liên kết" (connection - oriented) TCP đƣợc sử dụng tầng vận chuyển để đảm bảo tính xác tin cậy việc trao đổi liệu dựa kiến trúc kết nối "không liên kết" tầng liên mạng IP Các giao thức hỗ trợ ứng dụng phổ biến nhƣ truy nhập từ xa (telnet), chuyển tệp (FTP), dịch vụ World Wide Web (HTTP), thƣ điện tử (SMTP), dịch vụ tên miền (DNS) ngày đƣợc cài đặt phổ biến nhƣ phận cấu thành hệ điều hành thông dụng nhƣ UNIX (và hệ điều hành chuyên dụng họ nhà cung cấp thiết bị tính tốn nhƣ AIX IBM, SINIX Siemens, Digital UNIX DEC), Windows9x/NT, Novell Netware, Mơ hình OSI mơ hình kiến trúc TCP/IP Hình 5-2 Mơ hình OSI TCP/IP Nhƣ vậy, TCP tƣơng ứng với lớp cộng thêm số chức lớp họ giao thức chuẩn ISO/OSI Còn IP tƣơng ứng với lớp mơ hình OSI Trong cấu trúc bốn lớp TCP/IP, liệu truyền từ lớp ứng dụng lớp vật lý, lớp cộng thêm vào phần điều khiển để đảm bảo cho việc truyền liệu đƣợc xác Mỗi thông tin điều khiển đƣợc gọi header đƣợc đặt trƣớc phần liệu đƣợc truyền Mỗi lớp xem tất thông tin mà nhận đƣợc từ lớp liệu, đặt phần thơng tin điều khiển header vào trƣớc phần thông tin Việc cộng thêm vào 68 ... độ tin cậy cao Nó sử dụng giao thức TCP để thành lập liên kết kết thúc cần thiết NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) - Giao thức thích hợp cho mạng LAN nhỏ từ 10 – 200 máy - Nhanh, hiệu... lỗi (IP, IPX, …) Giao thức ứng dụng: - SMTP (Simple Mail Transfer Progocol): giao thức Internet cho việc vận chuyển Email FTP (File Transfer Protocol): giao thức chuyển tập tin Internet - Telnet:... NetBIOS Management, NetBIOS Datagram, NetBIOS Session + NetBIOS Interface: Bao gồm hàm API chuẩn cho phép ứng dụng gửi hay nhận thơng tin từ server, thực chức NetBIOS TCP/IP + NetBIOS Management: