(Tiểu luận) báo cáo thực tập tổng quan kiến thức cơ bản công nghệ ethernet và giao thức pppoe

BÁO CÁO THỰC TẬP TỔNG QUAN KIẾN THỨC CƠ BẢN Thời gian tìm hiểu: 17/05/2021 – 18/05/2021 Sinh viên thực tập: Triệu Minh Tuấn Hà Nội, 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH MỤC HÌNH ẢNH .v CHƯƠNG I: MƠ HÌNH OSI – TCP/IP I Mơ hình OSI 1 Khái niệm Các tầng mơ hình OSI .1 a Tầng ứng dụng – Application Layer b Tầng trình bày – Presentation Layer .2 c Tầng phiên – Session Layer .2 d Tầng giao vận – Transport Layer e Tầng mạng – Network Layer f Tầng liên kết liệu – Data Link Layer g Tầng vật lý – Physical Layer 3 Quá trình xử lý liệu II Mơ hình TCP/IP Định nghĩa Các tầng mơ hình TCP/IP a Tầng ứng dụng b Tầng giao vận c Tầng mạng d Tầng liên kết liệu Tầng vật lý Quá trình xử lý CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ ETHERNET VÀ GIAO THỨC PPPoE I Công nghệ Ethernet .7 Tổng quan Ethernet Cách thức hoạt động Các loại cáp Ethernet Cấu trúc Frame II Giao thức PPPoE i Đặc điểm .9 Khởi tạo a PPP Discovery: b PPP Session: 10 Các gói tin PPPoE .11 Quá trình AAA 13 CHƯƠNG III: ĐỊNH TUYẾN VÀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN .14 I Định tuyến 14 Khái niệm 14 Phân loại định tuyến 14 II OSPF – Open Shortest Path First 15 Giới thiệu 15 Kiển trúc OSPF 15 a Các thuật ngữ: .15 b Bảng OSPF 16 c Router OSPF Route OSPF 16 Quy trình xử lý: 16 Trạng thái quan hệ hàng xóm OSPF 17 III IS – IS .17 Giới thiệu 17 Cơ chế hoạt động 18 IV BGP – Border Gateway Protocol 19 Tổng quan 19 Cơ chế hoạt động 19 CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN MẠNG LAN, VLAN, VTP VÀ STP 21 I Mạng LAN 21 Giới thiệu 21 Các kiểu mơ hình mạng LAN 21 a Mạng hình 21 b Mạng dạng vòng 22 c Mạng dạng tuyến 22 II VLAN – Mạng LAN ảo 23 ii III Giao thức VTP 25 IV STP – Spanning Tree Protocol 26 Tổng quan 26 Cách thức hoạt động: 27 a Bầu chọn Root-Switch 27 b Bầu trọn Root-Port 28 c Bầu trọn Designated-Port 28 d Khóa Port để chống loop Alternated-Port 29 CHƯƠNG V: MULTICAST – PIM – IGMP 30 I Multicast 30 Tổng quan 30 Địa IP Multicast 31 II PIM – Protocol Independent Multicast 32 Cây phân phối PIM (PIM Distribution Tree) 32 a Source Tree 32 b Share Tree 33 Chế độ hoạt động PIM 33 a PIM Dense Mode 33 b PIM Sparse Mode 35 III IGMP – Internet Group Management Protocol 38 IGMPv1 39 IGMPv2 39 IGMPv3 39 IGMP Snooping 40 CHƯƠNG VI: MPLS 41 I Tổng quan 41 II Cấu trúc nút MPLS 41 Mặt phăng điều khiển 42 Mặt phẳng chuyển tiếp 42 III Các phần tử MPLS 43 LSR – Label switch Router .43 LER - Label Edge Router 43 iii LSP – Label switch Path 43 IV Minh họa hoạt động trình xây dụng bẳng FIB LFIB 44 CHƯƠNG VII: CÔNG NGHỆ GPON 47 I Mạng PON 47 II Công nghệ GPON – Gigabit PON 48 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Mơ hình OSI .1 Hình Q trình xử lý liệu mơ hình OSI Hình Mơ hình TCP/IP Hình Quá trình xử lý liệu mơ hình TCP/IP Hình Các loại cáp Ethernet Hình Quá trình thiết lập phiên PPPoE 10 Hình Định dạng gói tin PPPoE 11 Hình Tổng quan định tuyến 15 Hình IS – IS .18 Hình 10 Mơ hình mạng dạng (Star Topology) 21 Hình 11 Mơ hình mạng dạng vịng (Ring Topology) 22 Hình 12 Mơ hình mạng dạng tuyến (Bus Topology) 23 Hình 13 Access Link 24 Hình 14 Trunk link .25 Hình 15 802.1Q Header .25 Hình 16 Quá trình cập nhật thông tin VALN – VTP 26 Hình 17 PIM Source Tree 32 Hình 18 PIM Share Tree 33 Hình 19 PIM-DM Flooding 34 Hình 20 PIM-DM Pruning 34 Hình 21 LSP - MPLS 44 Hình 22 Mạng PON 47 v CHƯƠNG I: MƠ HÌNH OSI – TCP/IP I Mơ hình OSI Khái niệm Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection – Mơ hình kết nối hệ thống mở) thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thống máy vi tính thiết kế giao thức mạng chúng Mơ hình phát triển thành phần kế hoạch OSI ISO IUT-T khởi xướng Nó cịn gọi mơ hình bảy tầng OSI Hình Mơ hình OSI Mơ hình OSI giúp người sử dụng dễ hình dung chế truyền tin máy tính với nhau, thực chất chia nhỏ hoạt động phức tạp mạng thành phần công việc đơn giản, dễ hình dung Các tầng mơ hình OSI Mơ hình OSI tổ chức giao thức thành tầng, tầng tập trung giải phần tiến trình truyền thơng, chia tiến trình truyền thơng thành nhiều tầng tầng có nhiều giao thức khác thực nhu cầu cụ thể a Tầng ứng dụng – Application Layer Là tầng gần với người sử dụng Nó cung cấp phương tiện cho người dùng truy cập thông tin liệu mạng thông qua chương trình ứng dụng, qua với mạng Một số giao thức sử dụng tầng bao gồm: giao thức truyền tập tin FTP; giao thức truyền thu điện tử SMTP, IMAP, POP3; HTTP, Telnet,… b Tầng trình bày – Presentation Layer Tầng hoạt động tầng liệu mạng Tầng máy tính truyền liệu làm nhiệm vụ dịch liệu gửi từ tầng ứng dụng sang định dạng chung Tại máy tính nhận, lại chuyển từ định dạng chung sang định dạng tầng ứng dụng Tầng trình bày thực chức sau: Dịch mã ký tự từ ASCII sang EBCDIC Chuyển đổi liệu, ví dụ từ số interger sang số dấu phảy động Nén liệu để giảm lượng liệu truyền mạng Mã hóa giải mã liệu để đảm bảo bảo mật mạng c Tầng phiên – Session Layer Tấng phiên kiểm sốt (phiên) truyền thơng máy tính Thiết lập, quản lý kết thúc kết nối trình ứng dụng cục trình ứng dụng xa Tầng phiên cung cấp liên kết dầu sử dụng dịch vụ, cho đồng việc trao đổi liệu đến kết thúc giải phóng liên kết Hỗ trợ hoạt động song công (duplex), bán song công (half-duplex) đơn công (simplex) Thiết lập quy trình đánh dấu điểm hồn thành (checkpointing): trì hỗn (adjournment), kết thúc (termination), khởi động lại (restart); giúp việc phục hồi truyền thông nhanh có lỗi xảy ra, điểm hồn thành đánh dấu d Tầng giao vận – Transport Layer Đây tầng cuối có liên quan đến giao thức trao đổi liệu hệ thống mở, tham giao vào kiểm soát truyền liệu End-to-End Còn tầng để phục vụ việc truyền liệu tầng liền Tầng chia gói tin thành gói nhỏ trước gửi đi, đánh số gói tin để đảm bảo thơng tin truyền theo thứ tự mong muốn Tầng giao vận kiểm soát độ tin cậy kết nối cho trước Ở tầng địa đánh “address ports”, thông qua “address ports” để phân biệt ứng dụng trao đổi Hai giao thức sử dụng tầng giao vận TCP UDP, ngồi cịn có SPX e Tầng mạng – Network Layer Tầng mạng cung cấp chức quy trình cho việc truyền gói tin từ nguồn tới đích thơng qua nhiều mạng, trỳ chất lượng dịch vụ (QoS) mà tầng giao vận yêu cầu Các thiết bị định tuyến (Router) thiét bị chuyển mạch IP (Switch layer 3) hoạt động tầng Giao thức điển hình tầng mạng giao thức IP, ngồi cịn có IPX f Tầng liên kết liệu – Data Link Layer Nhiệm vụ tầng liên kết liệu xây dựng mối liên kết, trì, hủy bỏ liên kết liệu; đồng thời tiến hành việc kiểm soát lỗi, kiểm soát lưu lượng Để thực chức cần phải phân chia thơng tin khung thông tin, truyền khung theo thứ tự xử lý Sắp xếp, tháo gỡ khung thành chuỗi bit không cấu trúc để chuyển xuống tầng Vật lý Bên máy thu thực tái tạo chuỗi bit lại khung tin Hai giao thức tầng Data Link : Logical Link Control (LLC): LLC dùng để giao tiếp với Layer 3, chuyển liệu từ Layer xuống cho MAC lấy liệu từ MAC chuyển lên Media Access Control (MAC): MAC dùng để điều khiển liệu truy nhập vào đường truyền lấy liêu từ đường truyền lên; MAC có tính chuyển đỏi liệu thành Frame điều khiển truy cập đường truyền Thiết bị chuyển mạch (switch) hoạt động tầng này, kết nối cung cấp nút mạng nối với nội mạng Các ứng dụng tầng Data Link là: ATM, IEEE 802.3/802.2, HDLC, PPP, … g Tầng vật lý – Physical Layer Tầng vật lý tầng xác định chức năng, thủ tục điện, cơ, quang giúp kích hoạt, trì giải phóng kết nối vật lý hệ thống mạng Đảm bảo yêu cầu chuyển mạch hoạt động, tạo đường truyền cho chuỗi bit thông tin Các tầng vật lý chuẩn xác định giao diện người sử dụng môi trường mạng Giao thức tầng vật lý chia làm là: Truyền dị (Asynchronous) Truyền đồng (Synchronous) Các chuẩn sử dụng tầng: V.35, V.24, FDDI, RJ45, Ethernet Quá trình xử lý liệu Hình Quá trình xử lý liệu mơ hình OSI Tại máy gửi, gói tin chuyển xuống tầng dưỡi gắn thêm header tầng đó, tầng Data Link, gói tin gắn thêm FCS Phía máy nhận, gói tin qua tầng bóc tách header tầng tương ứng chuyển lên Tại tầng, gói tin kiểm tra liệu mà tầng yêu cầu, nêu khơng xác gói tin bị hủy bỏ II Mơ hình TCP/IP Định nghĩa Mơ hình TCP/IP đưa nhằm mơ tả quy trình xử lý liệu hệ thống mạng TCP/IP viết tắt cụm từ Transmission Control Protocol/Internet Protocol, tập hợp giao thức trao đổi thông tin sử dụng để truyền tải kết nối thiết bị mạng Internet TCP/IP kết hợp giao thức Trong IP (Internet Protocol – Giao thức liên mạng) cho phép gói tin gửi đến đích định sẵn cách thêm thơng tin dẫn đường vào gói tin để gói tin đến đích định sẵn ban đầu Và giao thức TCP (Transmission Control Protocol – Giao thức truyền vận) đóng vai trog kiểm tra đảm bảo an tồn cho gói tin qua trạm Hình Mơ hình TCP/IP Mơ hình TCP/IP ngày chia làm lớp Từ lên, lớp dưỡi tập trung vào cách truyền cac bit qua liên kết riêng lẻ Lớp liên kết liệu tập trung vào việc gửi liệu qua loại liên kết vật lý Lớp mạng tập trung vào việc phân phối liệu toàn đường dẫn từ máy gửi ban đầu đến máy tính đích cuối Và hai lớp tập trung nhiều vào ứng dụng cần gửi nhận liệu