Bài giảng Mạng máy tính: Chương 3 - Nguyễn Thị Phương Dung

Bài giảng Mạng máy tính: Chương 3 được biên soạn bởi giảng viên Nguyễn Thị Phương Dung nhằm giúp các em sinh viên nhận diện được vai trò của lớp ứng dụng. Các loại dịch vụ phục vụ người dùng và phục vụ hạ tầng mạng. Hiểu được kiến trúc địa chỉ IP; Tầm quan trọng của dịch vụ DNS và DHCP. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết bài giảng tại đây.

Bài giảng Mạng Máy Tính Chương 3: Lớp ứng dụng/ Application Layer Mục tiêu:  Nhận diện vai trò lớp ứng dụng Các loại dịch vụ phục vụ người dùng phục vụ hạ tầng mạng  Hiểu kiến trúc địa IP  Tầm quan trọng dịch vụ DNS DHCP Chương 3: Lớp ứng dụng/ Application Layer  Nội dung: Nhiệm vụ chức Các dịch vụ ứng dụng người dùng Các dịch vụ hạ tầng • Địa IP • DNS • DHCP Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Lớp ứng dụng  Lớp ứng dụng mơ hình OSI  Là lớp cao giao tiếp trực tiếp với người dùng  Cung cấp loại dịch vụ hoạt động môi trường truyền thông  Lớp ứng dụng mơ hình TCP/IP  Dịch vụ ứng dụng phục vụ người dùng: Web, mail, file sharing,…  Dịch vụ phục vụ hạ tầng mạng: DNS, DHCP, SNMP, Whois,… Các dịch vụ ứng dụng người dùng  Thư điện tử (e-mail)  Dịch vụ lấy thơng tin (FTP)  Dịch vụ tìm kiếm (Google, bing…)  Dịch vụ web Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Dịch vụ thư điện tử  Thư điện tử (e-mail) dịch vụ phổ biến đơn giản để đưa thông tin tới người dùng mạng IP  Dịch vụ "mailing-list" thông qua danh sách địa thư điện tử nhóm người, cung cấp đồng thời nội dung thông tin  Dịch vụ tìm kiếm chuyển file (Archive): Làm nhiệm vụ truyền file qua dịch vụ email  Dịch vụ Archive mail server tự động tìm kiếm tài nguyên sẳn có để đáp ứng cho yêu cầu đề mục thông tin hay tên file liệu từ người dung email Dịch vụ thư điện tử  Thư điện tử (e-mail) dịch vụ phổ biến đơn giản để đưa thông tin tới người dùng mạng IP  Dịch vụ "mailing-list" thông qua danh sách địa thư điện tử nhóm người, cung cấp đồng thời nội dung thơng tin  Dịch vụ tìm kiếm chuyển file (Archive): Làm nhiệm vụ truyền file qua dịch vụ email  Dịch vụ Archive mail server tự động tìm kiếm tài nguyên sẳn có để đáp ứng cho yêu cầu đề mục thông tin hay tên file liệu từ người dung email Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Dịch vụ lấy thông tin - Gopher  Dịch vụ Gopher: Tra cứu lấy tập tin theo danh mục (Menu)  Ưu điểm: dịch vụ chi phí thấp truy nhập thơng tin nhanh chóng  Hạn chế: khả hỗ trợ dạng liệu Text số dịch vụ mà truy cập (FTP, Telnet, Wais) Dịch vụ lấy thông tin - FTP  Dịch vụ phổ biến để truyền file Internet  Dịch vụ FTP cung cấp chức năng: Xác thực người dung Cấp quyền sử dụng : loại tài nguyên mức độ sử dụng Mã hóa truyền file đến người dùng  Ưu điểm: cấu hình server khơng cao quản trị đơn giản  Hạn chế: Họat động chậm chế truy nhập vào thư mục để tìm file Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Dịch vụ tìm kiếm thông tin Dịch vụ Wais, Google, Bing  Dịch vụ Wais cung cấp chức tìm kiếm thơng tin danh sách servers dựa từ khóa khơng tìm tài liệu này, cung cấp tài liệu gần với yêu cầu  Làm việc dựa mục tạo tập tiêu chí World Wide Web (1/2)  WWW hệ thống bao gồm miền (site) lưu trữ cung cấp thơng tin đa phương tiện (multi-media): âm thanh, hình ảnh, video, văn  Sử dụng ngôn ngữ HTML (Hyper Text Markup Language) để mô tả mối liên kết tài liệu với mối liên kết tới dịch vụ Internet khác  Sử dụng giao thức HTTP để truyền trang web HTML  http:// Hypertext Transfer Protocol  Website: miền cung cấp văn siêu liên kết  Web page: trang văn siêu liên kết  Web browser: phần mềm chuyển đổi tài liệu HTML thành “siêu văn bản” truy cập Web 10 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội World Wide Web (2/2)  URL – Uniform Resource Locator: Locator liên kết tới tài nguyên thông tin từ dịch vụ khác FTP, Gopher, Wais server khác  Hyperlink: liên kết trang Web cho phép di chuyển đến trang web khác theo địa liên kết  Dịch vụ WWW phát triển mạnh mạng IP, bao gồm nhiều chức thêm khả tích hợp hầu hết loại dịch vụ có mạng IP  World Wide Web cho phép truy cập Gopher, Wais, FTP, sử dụng Telnet, Finger  Triển khai dịch vụ Web yêu cầu đường kết nối có băng thông cao để hỗ trợ multimedia 11 Web/Database Connectivity 12 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Các dịch vụ phục vụ hạ tầng mạng sở  Địa IP  Hệ thống phân giải tên miền DNS  Hệ thống cung cấp thơng tin cấu hình nối mạng DHCP 13 Thông tin nhận diện hệ thống truyền thông Host name (e.g., www.cnn.com) Thích hợp với người Thơng tin tên đơn giản cụ thể tổ chức hay cá nhân Cấu trúc tên phân cấp, thay đổi (chử số) Địa IP (e.g., 64.236.16.20) Thích hợp với thiết bị truyền thơng: routers host 4 buyte (32 bits ) Địa MAC (e.g., 00-15-C5-49-04-A9) Sử dụng phạm vi link- (broadcast domain) Tích hợp phần cứng giá trị 48 bits; flat address 14 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Địa IP v4  Địa IP địa thay đổi theo vị trí địa lý nơi hệ thống truyền thơng nối kết vào  Có cấu trúc gồm thành phần: Net-id Host-id  Sử dụng 32 bits dấu “.” để phân cách bytes 32 bits 15 Địa IPv4 Decimal and binary conversion 16 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Địa Unicast IPv4 Class A Network Octet Host 0xxxxxxx Class B Network Octet Host 10xxxxxx Network Class C Octet Host 17 110xxxxx Lớp địa IPv4  Có lớp địa khác nhau:  Địa Lớp A, B, C: sử dụng cho truyền thông unicast  Địa lớp D: sử dụng cho truyền thông multicast  Địa lớp E: sử dụng cho truyền thông thử nghiệm  Xác định lớp địa cách tham chiếu 4-bit địa IP hay nhận diện bit”0” vị trí bit cao byte cao nhất:  Class A bắt đầu 0xxx, tới 126 thập phân  Class B bắt đầu 10xx, 128 tới 191 thập phân  Class C bắt đầu 110x, 192 tới 223 thập phân  Class D bắt đầu 1110, 224 tới 239 thập phân  Class E bắt đầu 1111, 240 tới 254 thập phân 18 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội Mạng mặt nạ mạng  Subnetting phân mạng lớp địa để tạo thêm nhiều địa mạng Giảm bớt số lượng địa host mạng  Sử dụng cho tổ chức Sử dụng môi trường mạng khác Duy trì khơng gian địa Bảo mật Điều khiển lưu lượng mạng  Subnet masks sử dụng cho địa IP để nhận dạng phần phân chia mạng host thuộc dãy địa 19 Subnet Masks  Subnet masks ứng dụng cho địa IP để nhận dạng phân chia mạng host thuộc dãy địa  Subnet masks có hình thái giống địa IP ngoại trừ dãy bit đại diện cho Network-ID Subnet-ID chia sebnet Vídụ: Địa IP : Class B IP address: 140.179.220.200 Subnet Mask: 255.255.192.0 In Binary: 10001100.10110011.11110000.11001000 11111111 11111111 11000000.00000000 AND 10001100.10110011.11000000.00000000 => Subnet Address is 140.179.192.0 20 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 10 Địa IP Public Private  Public IP: địa IP nhận diện chuyển tiếp tòan internet, cung cấp ISP (do INA định-Internet Numbering Authority)  Private IP: Giải vấn đề cạn kiệt địa IP-public Sử dụng mạng nội bộ, không định tuyến internet Gồm phạm vi: – 10.x.y.z (10.0.0.0 to 10.255.255.255) – 172.16.x.y (172.16.0.0 to 172.31.255.255 ) – 192.168.x.y (192.168.0.0 to 192.168.255.255 ) 21 Classless Prefix  Classless sử dụng tổ chức cấp khối địa chỉ, tạo subnet với giá trị subnet-mask dài phù hợp với nhu cầu sử dụng Variable-Length Subnet Mask –VLSM  Địa Classless cho phép gán dãy địa IP có kích thước thay đổi phù hợp với u cầu Prefix – cách gọi khác Net-ID Prefix length – chiều dài Prefix  Vd1: 195.10.100.0/24 => block of 28(255) địa IP host có prefix 195.10.100.0  Vd2: 195.10.100.192/26 => block of 26 (64) địa IP host có prefix 195.10.100.192 22 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 11 Subnet Masks & Prefix  Trong địa classful, giá trị mask cố định  255.0.0.0 /8  255.255.0.0 /16  255.255.255.0 /24  Trong địa classless, cần xác định giá trị mask địa khối để tìm giá trị net-id (prefix) 23 Địa IPv6 Cấu trúc địa IPv6 = prefix + suffix 64 bits prefix 64 bits suffix Phần Prefix: 001 TOP 13 bits bits 24 bits 16 bits TLA Res NLA SLA TOP Next level Next level Next level Phần Suffix: interface ID Site Manual Random DHCPv6 server EUI-64 Link Host Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 24 12 Phân loại địa IPv6 Multicast Assigned Unicast Solicited Node FF00::/8 Link Local FF02::1:FF00:0/104 FEC0::/48 hủy bỏ Sept-2004 [RFC3879] Global Site Local FE80::/64 2000::/3 FEC0::/48 No broadcast ! FC00::/7 2000::/3 Link Local ::/128 ::1/128 Unique Local Address Global FE80::/64 Unicast Prefix FF3X::/12 Unspecified Loopback Anycast Unique Local Address Compatibility ::FFFF:w.x.y.z [M] ::w.x.y.z[C] RFC 4193 25 2002:W.X.Y.Z::/16 FC00::/7 ::5EFE:w.x.y.z [I] Dịch vụ phân giải tên miền DNS (Domain Name System)  Hệ thống tên miền sử dụng để chuyển đổi hostname sang địa IP ngược lại  Sử dụng Name server để lưu trử thông tin tên miền địa tương ứng vùng mạng hay mạng  Họat động: Phân giải từ client đến Name server client cần truyền thông đến dịch vụ ứng dụng mạng IP Trao đổi sở liệu tên miền Name server : Chồng giao thức điều khiển hoạt động ->chuong 26 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 13 Dịch vụ phân giải tên miền DNS (Domain Name System)  Hệ thống tên miền sử dụng để chuyển đổi hostname sang địa IP ngược lại Tiến trình phân giải tên sang địa IP : phân giải thuận resolve forward lookup queries gethostbyname() Một phân giải ngược từ địa IP sang tên: • resolve reverse lookup queries • gethostbyaddr() • Một tên miền thứ cấp khởi tạo “in-addr.arpa” 27 Domain Naming System Root Root domain Top level domain edu Second level domain princeton … mit Sub domain cs com gov cisco … y ahoo nasa …nsf mil org net uk fr arpa …nav y acm …ieee ee phy sics ux01 ux04  Không gian tên miền (Domain name space) : gồm tập hợp nút phân cấp (hierarchy) tạo thành có gốc (Root) vị trí cao  Các nút có tên gọi nhản (label)  Nút gốc có tên: “.” Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 28 14 Reverse Lookup Zone 29 Domain & Zone Domain: bao gồm nhánh edu hay tòan princeton … mit domain cs ee physics Tên domain tên nút ux01 ux04 cao domain Zone: domain quản lý tên miền địa nhóm Name server com gov cisco … yahoo nasa … nsf mil org arpa … navy acm … ieee net uk fr Root name server Princeton name server CS name server … … Cisco name server EE name server 30 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 15 Domain name space & NS- Name Servers com edu gov vnn com fr edu uk gov 31 Name Servers  Primary name server: server lưu trử, cập nhật nhân công liệu tên miền  Secondary name server: server lưu trử, cập nhật tự động liệu tên miền qua chế Zone Transfer Port 53- TCP  Name Caching- Name server lưu giữ kết truy vấn để giảm bớt lưu lương truy vấn DNS ngòai mạng 32 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 16 Root Name servers 33 Các chế phân giải  Resolver: đóng vai trò DNS client gởi truy vấn tới name servers  Truyền thông: Sử dụng port 53- UDP  Các chế phân giải (Resolving Resolution) Phân giải đệ quy (Recursion requests): name server phải tìm kết cuối hay thông báo lỗi để đáp ứng cho client Phân giải lặp lại (Iteration request) : name server đáp ứng cho client danh sách tên server cần tham khảo mà khả cung cấp 34 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 17 Phân giải DNS (DNS Query) root name server iterated query intermediate name server edu server local name server ptithcm.edu Query for www.mit.edu Recursive query mit.edu server requesting host www.mit.edu Cntt2.ptithcm.edu 35 Database record 63.63.0.1 203.162.4.10 203.162.0.1 com ctt aaa bbb – 203.162.50.1 – 203.162.70.201 – 203.160.9.7 www.ctt.com.vn 203.162.50.100 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội www 203.162.50.1 ctt www – 203.162.50.100 mail – 203.162.50.101 36 Lab – 203.160.100.1 18 Dịch vụ DHCP Cấp thơng tin cấu hình mạng cho host  Giao thức phân giải địa ngược (Reverse Address Resolution – RARP) Máy tính chạy RARP mã hóa ROM để khởi tạo tiến trình RARP, xác định RARP Server Gởi “Broadcast” yêu cầu địa IP kèm theo địa MAC RARP server phản hồi địa IP Chỉ gán địa IP (không: default gate way subnetmask) IP address (32 bit) ARP RARP Ethernet MAC address (48 bit) 37 Gán địa IP cho host 38 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 19 Các thơng tin cấu hình quản lý DHCP  Thông tin DHCP gởi tập tùy chọn:  Subnet Mask,  Name Server,  Hostname,  Domain Name,  Default IP TTL,  DHCP Renewal Time, DHCP Rebinding,  SMTP-Server,  Printer Name, … 39 Dịch vụ hạ tầng mạng IP DNS & DHCP DHCP DNS DNS server (D2) (10.0.0.9) Thông báo địa dịch vụ cần thiết Web server (10.0.0.10) Mail server (10.0.0.11) Default Gateway RA E0 10 0.0.1 Sale-Dept Internet 10.0.0.101 > 10.0.0.200 E0 11 0.0.1 Chỉ định địa động Marketing-Dept DHCP server (D1) (11.0.0.5) 10.0.0.50 > 10.0.0.100 40 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 20 ... Cntt2.ptithcm.edu 35 Database record 63. 63. 0.1 2 03. 162.4.10 2 03. 162.0.1 com ctt aaa bbb – 2 03. 162.50.1 – 2 03. 162.70.201 – 2 03. 160.9.7 www.ctt.com.vn 2 03. 162.50.100 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn... Transfer Port 5 3- TCP  Name Caching- Name server lưu giữ kết truy vấn để giảm bớt lưu lương truy vấn DNS ngòai mạng 32 Gvbs.NTPDung-ptithcm.edu.vn Lưu hành nội 16 Root Name servers 33 Các chế phân... (chử số) Địa IP (e.g., 64. 236 .16.20) Thích hợp với thiết bị truyền thông: routers host 4 buyte (32 bits ) Địa MAC (e.g., 0 0-1 5-C 5-4 9-0 4-A9) Sử dụng phạm vi link- (broadcast domain) Tích