NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH TƯƠNG TÁC XUYÊN LỚP CHO CHỒNG GIAO THỨC TCPIP

Đề tài : NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH TƯƠNG TÁC XUYÊN LỚP CHO CHỒNG GIAO THỨC TCPIP Nội dung của đồ án Chương I: Giới thiệu chung về lịch sử ra đời của Internet, mô hình TCPIP, từ đó đưa ra hạn chế của mô hình Chương II: Một số chương trình nghiên cứu về kiến trúc mạng thế hệ mới như ở Mỹ, châu Âu và Nhật Bản (dự án AKARI). Chương III: Nghiên cứu đề xuất mô hình xuyên lớp cho chồng giao thức TCPIP.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo, TS. Vũ Trường Thành, người đã trực tiếp hướng dẫn và có những lời góp ý, cùng nhiều tài liệu bổ ích để đồ án này được hoàn thành. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Viễn Thông 1, Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã tạo điều kiện tốt nhất cho em được học tập và nghiên cứu trong những năm vừa qua. Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, các bạn học cùng lớp đã có những lời động viên quý báu trong suốt thời gian thực hiện đồ án này. Lời cuối, em muốn gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình em. Gia đình luôn là nguồn động viên tinh thần và cổ vũ lớn lao, là động lực giúp em thành công trong học tập, công việc và cuộc sống. Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Sinh Viên Đặng Thị Hồng Diệu SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………… Điểm:………… (Bằng chữ………….) Ngày… tháng… năm… Giảng viên hướng dẫn SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………… Điểm:………… (Bằng chữ………….) Ngày… tháng… năm… Giảng viên phản biện SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC 4 DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 8 LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 2 1.1 Lịch sử phát triển mạng Internet 2 1.2.1 Lớp Application 5 1.4 Các hạn chế của TCP/IP 12 CHƯƠNG II: MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI 14 Như vậy, nội dung trong chương I đã đề cập một cách khái quát về kiến trúc mạng TCP/IP. Theo đó, chúng ta thấy được những điểm còn hạn chế trong mô hình mạng hiện tại. Chính vì thế, tất yếu kéo theo rất nhiều nghiên cứu liên quan nhằm khắc phục những hạn chế đó. Cụ thể, có những chương trình nghiên cứu của Mỹ, châu Âu và đặc biệt là Nhật Bản (dự án AKARI). Chương II của đồ án sẽ giúp làm rõ nội dung này: 14 2.1 Nghiên cứu của Mỹ 14 2.1.1 Nghiên cứu liên quan trước GENI/FIND 14 2.1.2 GENI 15 2.3.1.2 Nguyên tắc kết nối thực tế 21 2.3.1.3 Nguyên tắc bền vững và tiến hóa 22 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XUYÊN LỚP CHO CHỒNG GIAO THỨC TCP/IP 27 Nghiên cứu đề xuất một kiến trúc mạng mới có tên là InterLay. Kiến trúc mới này hỗ trợ trao đổi thông và điều khiển giữa các lớp trong mô hình mạng TCP/IP. Mô hình cho phép khả năng tương tác chéo giữa các lớp, hỗ trợ các lớp trên có thể vi chỉnh các hoạt động của các lớp dưới. Kiến trúc này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển mạnh mẽ của mạng Internet, công nghệ mạng truy nhập không dây yêu cầu thời gian thực. Cụ thể, nôi dung chương III tìm hiểu về mục tiêu của mô hình, mô tả mô hình, hoạt động của mô hình và so sánh với các nghiên cứu khác 27 3.1 Mục tiêu của mô hình InterLay 27 3.2 Mô tả InterLay 28 3.2.1 Lựa chọn thiết kế hướng đối tượng cho kiến trúc xuyên lớp 28 SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục 3.2.2 Mô hình truyền thông Cross-Layer cho kiến trúc mạng TCP/IP 30 3.2.3 Chồng giao thức TCP/IP thông thường 31 3.2.4 Các chức năng mở thêm của chồng giao thức TCP/IP 32 3.3 Các đối tượng InterLay 33 3.3.1 Thành phần cấu trúc thực thể InterLay 33 3.3.2 Công cụ chính sách PE 36 3.3.3 Enforcer 41 3.3.4 Informer 44 3.4 Hoạt động của InterLay 48 3.4.1 InterLay và các lớp thấp 48 3.4.2 InterLay và ứng dụng người sử dụng 51 3.4.3 InterLay và các hệ thống bên ngoài 54 3.5 Ứng dụng mô hình xuyên lớp cho TCP di động khi địa chỉ IP thay đổi 57 3.6 So sánh InterLay với các nghiên cứu khác khi thực hiện TCP di động 58 TỔNG KẾT 60 Như vậy đồ án đã trình bày một cách tổng quát về kiến trúc mạng TCP/IP, lịch sử phát triển của Internet và tìm hiểu về các nghiên cứu liên quan về mô hình tương tác xuyên lớp cho mạng thế hệ mới. Từ đó, đưa ra mô hình kiến trúc mới InterLay, mô hình này cho phép các lớp trong mô hình TCP/IP có thể dễ dàng trao đổi thông tin với nhau đáp ứng tốt hơn cho các dịch vụ đa phương tiện thời gian thực 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục cụm từ viết tắt DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt ADU Application Data Unit Đơn vị dữ liệu ứng dụng AE Abstract Entity Thực thể ảo AEPP Abstract Entity Parameter Packet Tham số gói thực thể ảo AP Access Point Điểm truy nhập API Application Programming Interface Giao diện chương trình ứng dụng ASN.1 Abstract Syntax Notation One Ký hiệu cú pháp ảo CCID Congestion Control Identifier Thẻ bài điều khiển tắc nghẽn CCN Content Centric Network Mạng nội dung trung tâm CEAL Control Information Exchange between Arbitrary Layers Điều khiển trao đổi thông tin giữa các lớp tùy biến CLO Cross-Layer Optimization Tối ưu hóa xuyên lớp CN Correspondent Node Nút tương ứng COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở chung DCCP Datagram Congestion Control Protocol Giao thức điều khiển tắc nghẽn DONA Data-Oriented Network Architecture Kiến trúc mạng kết nối dữ liệu ECN Explicit Congestion Notification Thông báo tắc nghẽn IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện kỹ sư điện và điện tử ILS Inter-Layer System Hệ thống Inter-Layer IP Internet Protocol Giao thức Internet IPC Inter Process Communications Giao tiếp liên tiến trình IPSec Internet Protocol Security Giao thức bảo mật Internet IPv4 Internet Protocol version 4 Giao thức Internet phiên bản 4 IPv6 Internet Protocol version 6 Giao thức Internet phiên bản 6 MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập đa phương tiện MH Message Handler Xử lý thông điệp MIB Management Information Base Cơ sở quản lý thông tin MIH Media Independent Hanover Chuyển giao không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập MIP Mobile IP IP di động MN Mobile Node Nút di động MSS Maximum Segment Size Kích thước phân đoạn tối đa NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng NS Networking Subsystem Hệ thống mạng con OO Object-Oriented Hướng đối tượng OS Operating System Hệ điều hành PCB Protocol Control Block Khối kiểm soát giao thức SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục cụm từ viết tắt PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức PE Policy Engine (of InterLay model) Công cụ chính sách (của mô hình InterLay) PE Protocol Entity (in CEAL) Thực thể giao thức (trong CEAL) PoA Point-of-Attachment Điểm kết nối QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RFC Request for Comments Đề nghị duyệt thảo và bình luận RO Route optimization Định tuyến tối ưu RTO Retransmission Time Out Thời gian truyền lại gói tin nếu không nhận được phản hồi RTT Round-Trip Time Thời gian gói tin truyền đi và quay trở lại SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ SCTP Stream Control Transmission Protocol Giao thức truyền dẫn điều khiển luồng SIB Service Independent Building Blocks Khối xây dựng dịch vụ độc lập SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SMI Structure of Management Information Cấu trúc quản lý thông tin SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản TCB Transmission Control Block Khối điều khiển truyền TCP Transmission Control Protocol Giao thức kiểm soát đường truyền TOS Type of Service Loại dịch vụ UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu người dùng SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục hình vẽ và bảng biểu DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1.1 : Mô hình tham chiếu TCP/IP 4 Hình 1.2 : Quy trình làm việc của lớp Application 6 Hình 1.3 Gói dữ liệu trong lớp Transport 7 Hình 1.4 : Datagram trong lớp Internet 8 Hình 1.5 :Cấu trúc Ethernet 9 Hình 1.6 : Frame trong lớp Network Interface 10 Hình 2.1: Nguyên tắc thiết kế cơ bản cho kiến trúc mạng thế hệ mới 19 Hình 3.1 : Mô hình truyền thông Cross-Layer cho kiến trúc mạng TCP/IP 31 Hình 3.2: Đối tượng InterLay 35 Hình 3.3: Công cụ chính sách PE 36 Hình 3.4 : Enforcer và sự cập nhật tham số thời gian thực 42 Hình 3.5: Enforcer và thực hiện phương thức action() 44 Hình 3.6 : Informer và trả về giá trị của các tham số thời gian thực 46 Hình 3.7: Đăng ký và thông báo cho các sự kiện từ bên trong hạt nhân 47 Hình 3.8: Đăng ký cho sự kiện từ ứng dụng người dùng 48 Hình 3.9: Truy vấn giá trị tham số thời gian thực 49 Hình 3.10: Cập nhật giá trị bởi các lớp thấp 49 Hình 3.11: Gọi phương thức action() 50 Hình 3.12: Đăng ký cho sự kiện từ các lớp thấp 50 Hình 3.13:Truy vấn giá trị bởi các ứng dụng người dùng 51 Hình 3.14: Cập nhật giá trị bởi ứng dụng người dùng 52 Hình 3.15: Gọi phương thức action() 52 Hình 3.16 : Đăng ký sự kiện và thông báo (sử dụng cổng NetLink) 53 Hình 3.17: Đăng ký sự kiện và thông báo (sử dụng các tín hiệu) 54 Hình 3.18: Truy vấn giá trị bởi máy chủ bên ngoài 54 SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục hình vẽ và bảng biểu Hình 3.19: Cập nhật giá trị bởi máy chủ bên ngoài 55 Hình 3.20: Gọi phương thức action() 56 Hình 3.21: Đăng ký sự kiện từ các máy chủ bên ngoài 56 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng-1: Sự phát triển của mô hình Internet 12 Bảng-2 : Switch-case của phương thức update() 43 Bảng-3 : Switch-case của phương thức get_param() 45 Bảng-4: So sánh giứa InterLay và các nghiên cứu khác 59 SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phổ biến của công nghệ truy nhập không dây, các thiết bị đầu cuối di động cầm tay cũng như các dịch vụ multimedia thời gian thực trên Internet ngày càng đa dạng và phát triển hơn. Nhu cầu vi chỉnh các hoạt động của tầng trên với tầng dưới trong mô hình mạng ngày càng trở nên cấp thiết hơn. Nhu cầu này đã được khẳng định trong rất nhiều nghiên cứu của các nước và khu vực trên thế giới, như ở châu Âu, Mỹ và Nhật Bản, ví dụ như trong kiến trúc MIH ( Media Independent Handover)- chuyển giao không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập- dành cho việc chuyển giao giữa các mạng không dây. Hiện tại, đồ án đưa ra một kiến trúc mạng mới có tên là InterLay, với khả năng hỗ trợ cho việc trao đổi thông tin và điều khiển giữa các lớp trong mô hình mạng TCP/IP một cách nhanh chóng và thuận tiện hơn. Kiến trúc InterLay có điểm khác biệt là nó có thêm một thực thể ảo giúp cho các lớp trong mô hình TCP/IP có thể trao đổi trực tiếp thông tin với nhau nhằm khắc phục hạn chế còn tồn tại trong mô hình cũ, đáp ứng yêu cầu phát triển cần thiết của mạng thế hệ mới. Nội dung đồ án tiếp cận các khía cạnh chủ yếu là: mục tiêu, cách thức hoạt động và ưu điểm của kiến trúc mới này. Cụ thể đồ án: Chương I: Giới thiệu chung về lịch sử ra đời của Internet, mô hình TCP/IP, từ đó đưa ra hạn chế của mô hình Chương II: Một số chương trình nghiên cứu về kiến trúc mạng thế hệ mới như ở Mỹ, châu Âu và Nhật Bản (dự án AKARI). Chương III: Nghiên cứu đề xuất mô hình xuyên lớp cho chồng giao thức TCP/IP. Mặc dù đã nỗ lực tìm hiểu để hoàn tất các nội dung đề ra, nhưng do còn nhiều hạn chế về thời gian và hiểu biết của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để hoàn thiện thêm công tác học tập của bản thân trong tương lai. Sinh viên Đặng thị Hồng Diệu SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 1 [...]... giữa các lớp SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 3: Nghiên cứu đề xuất mô hình xuyên lớp CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XUYÊN LỚP CHO CHỒNG GIAO THỨC TCP/IP Nghiên cứu đề xuất một kiến trúc mạng mới có tên là InterLay Kiến trúc mới này hỗ trợ trao đổi thông và điều khiển giữa các lớp trong mô hình mạng TCP/IP Mô hình cho phép khả năng tương tác chéo giữa các lớp, hỗ... Internet được dựa trên mô hình năm lớp Thực tế là Internet hiện nay là dựa trên mô hình bao hàm lợi ích của mô hình lớp B -Tương tác xuyên lớp Khái niệm tương tác xuyên lớp đã thu hút sự chú ý đáng kể trong những năm gần đây Tương tác xuyên lớp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý bằng cách trao đổi sự kiểm soát thông tin giữa các lớp Chúng tôi đang đề xuất một kiến trúc xuyên lớp gọi là CEAL (Xuyên lớp kiểm soát thông... công việc từ lớp thứ 3 tới lớp thứ 7, Ethernet cũng là tập hợp giao thức sử dụng công việc từ lớp thứ nhất tới lớp thứ 2 trong mô hình OSI Ethernet có ba lớp Logic Link Control (LLC), Media Access Control (MAC) và Physical Lớp LLC và MAC tương ứng với lớp thứ hai trong mô hình OSI Hình 1.5 :Cấu trúc Ethernet Lớp LLC (Điều khiển liên kết Logic) có nhiệm vụ thêm thông tin của giao thức nào ở lớp Internet... giới có hơn 2 tỷ người sử dụng internet… 1.2 Mô hình TCP/IP Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet và được dùng như giao thức mạng và giao vận trên mạng Internet TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng giao vận và IP (Internet Protocol) là giao thức thuộc tầng mạng của mô hình OSI Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất để liên kết... lập đại diện CEAL cho phép, ví dụ, nhanh chóng bàn giao trong lớp mạng bởi sự hợp tác của các lớp liên kết và lớp mạng và nhanh chóng chuyển đổi dự phòng và nhanh chóng bàn giao trong SCTP bởi sự hợp tác của các lớp liên kết, lớp mạng và lớp vận chuyển Vì vậy, nhận được lợi ích của các lớp mô hình, nó có thể nhận ra xử lý linh hoạt bởi một xuyên lớp được xác định rõ ràng kiến trúc cho việc trao đổi... qua lớp phối hợp để xử lý hiệu quả trong mỗi lớp, (3) tách nút nhận dạng và nút định vị cho di động, multi-homing, và an ninh, (4) chia tách các mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển để quản lý, và (5) giới thiệu một mô hình đệ quy theo lớp để hỗ trợ ảo hóa mạng 2.3.2.1.1 Mô hình kiến trúc mạng tích hợp A -Mô hình Layered Trong mô hình lớp, các chức năng này nhận mạng được chia thành nhiều lớp Các... Một mô hình cho thấy một lớp mới kiến trúc từ lớp vật lý thông qua các lớp ứng dụng, trong đó một lớp mới là thêm vào mặt phẳng điều khiển được tách ra từ mặt phẳng dữ liệu để hỗ trợ sự đa dạng các ứng dụng trong tương lai Mô hình B là một đề nghị, trong đó Internet hiện tại được thiết kế lại từ quan điểm của các phương pháp tiếp cận clear-slate Lớp mục tiêu chính là lớp vật lý đến các lớp mạng Mô hình. .. lớp, hỗ trợ các lớp trên có thể vi chỉnh các hoạt động của các lớp dưới Kiến trúc này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển mạnh mẽ của mạng Internet, công nghệ mạng truy nhập không dây yêu cầu thời gian thực Cụ thể, nôi dung chương III tìm hiểu về mục tiêu của mô hình, mô tả mô hình, hoạt động của mô hình và so sánh với các nghiên cứu khác 3.1 Mục tiêu của mô hình InterLay Như nghiên cứu ở chương trên,... được chia nhiều lớp và mô- đun vào hai giao thức: một phục vụ như là giao thức truyền tải từ đầu cuối tới đầu cuối (lớp TCP), và định tuyến các gói tin thông qua mạng đến đích (lớp IP) Kết quả là sáng tạo kiến trúc TCP / IP bằng cách sử dụng nguyên tắc phân lớp Những bất lợi của phân lớp ngoại trừ các đơn vị dữ liệu giao thức (PDU), lớp cao hơn hầu như không có thông tin trạng thái từ các lớp thấp hơn... mô hình lớp Phần này thảo luận về những mô hình phù hợp với kiến trúc mạng cho Mạng thế hệ mới từ quan điểm của sự dễ hiểu biết, dễ quản lý, và dễ thực hiện Như một kết quả, điều này đưa đến một kết luận rằng mô hình lớp với tương tác xuyên lớp và phân chia của mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển là thích hợp nhất Các chức năng chính của kiến trúc mạng được đề xuất như sau: (1) giới thiệu 5 lớp