chủ đề tìm hiểu giao thức tầng ứng dụng

CHỨC NĂNG TẦNG ỨNG DỤNG:Chức năng cơ bản của tầng ứng dụng như sau:● Giúp cho thiết bị có thể nhận dạng, truy cập và sẵn sàng chấp nhận dữ liệu một cách chính xác.● Chịu trách nhiệm thỏa

VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG & TIN HỌC -

-BỘ MÔN: HỆ THỐNG MẠNG VÀ MÁY TÍNHChủ đề: Tìm hiểu giao thức tầng ứng dụng

Nguyêẫn Huyêần Trang

3 Hoạt động quản lý của SNMP 12

D Giao thức trong tầng ứng dụng Simple Network Management Protocol (SNMP) – Giao thức quản lí mạng đơn giản 13

A GIỚI THIỆU TẦNG ỨNGDỤNG1 TẦNG ỨNG DỤNG:

● Tầng ứng dụng, còn được gọi là Application layer, là tầng trên cùng trong mô hình OSI

và TCP/IP Tầng này có vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận và cung cấp thông tin trựctiếp tới người dùng Để người dùng có thể trao đổi thông tin với thiết bị, tầng ứng dụng cung cấp một giao diện để tiếp nhận và hiển thị thông tin.

2 CHỨC NĂNG TẦNG ỨNG DỤNG:

Chức năng cơ bản của tầng ứng dụng như sau:

● Giúp cho thiết bị có thể nhận dạng, truy cập và sẵn sàng chấp nhận dữ liệu một cách chính xác.

● Chịu trách nhiệm thỏa thuận ở hai đầu về tính toàn vẹn của dữ liệu, quyền riêng tư hay quy trình khôi phục lỗi.

● Nâng cao tính bảo mật bằng cách cho phép xác thực giữa các thiết bị.

● Xác định quy tắc cú pháp trong giao thức hiển thị ở cấp ứng dụng.

● Hiển thị, trình bày dữ liệu ở đầu nhận lên ứng dụng của người dùng.

● Trong tầng ứng dụng sẽ có hai kiểu ứng dụng cho phép quyền truy cập vào mạng Đó là các ứng dụng nhận biết mạng và các dịch vụ cung cấp ứng dụng.

Tầng ứng dụng trong cả hai mô hình OSI và TCP/IP đều đóng vai trò là tầng trên cùng, đảm nhận nhiệm vụ giao tiếp trực tiếp với người dùng và cung cấp các dịch vụ mạng Tuy nhiên, chứcnăng cụ thể của chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào mô hình mà chúng thuộc về.

● Trong mô hình OSI, tầng ứng dụng chỉ chịu trách nhiệm cho các giao thức và chức năng liên quan trực tiếp đến ứng dụng mà người dùng tương tác Các chức năng như mã hóa dữ liệu, quản lý phiên và đồng bộ hóa được xử lý bởi các tầng khác như tầng trình diễn và tầng phiên.

● Trong mô hình TCP/IP, tầng ứng dụng bao gồm tất cả các chức năng của tầng ứng dụng, tầng trình diễn và tầng phiên trong mô hình OSI.

1 M Ô HÌNH OSI

1, Khái niệm

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model, viết ngắn là OSI Model hoặc OSI Reference Model) – tạm dịch là mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở hay còn được gọi là mô hình bảy tầng của OSI Mô hình OSI mô tả bảy tầng mà hệ thống máy tính sử dụng để giao tiếp qua mạng Đây là mô hình tiêu chuẩn đầu tiên cho truyền thông mạng, được tất cả các công ty máy tính và viễn thông lớn áp dụng vào đầu những năm 1980.

Mô hình OSI là một mô hình được định nghĩa bởi Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, cho phép các hệ thống truyền thông đa dạng giao tiếp bằng cách sử dụng các giao thứcchuẩn.

Mô hình OSI có thể được xem như một ngôn ngữ chung cho mạng máy tính Mô hình OSI được thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải một cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng giữa chúng dựa trên khái niệm chia hệ thống liên lạc thành bảy lớp trừu tượng, mỗi lớp xếp chồng lên lớp cuốicùng.

2, Mô tả về tầng ứng dụng trong mô hình OSI

❖ Tầng 7 – Tầng ứng dụng (Application)

dụng và môi trường OSI Tầng ứng dụng được sử dụng bởi phần mềm người dùng cuối như trình duyệt web và ứng dụng email Nó cung cấp các giao thức cho phép phần mềm gửi, nhận thông tin và trình bày dữ liệu có ý nghĩa cho người dùng.

❖ Tầng 6 – Tầng trình bày (Presentation)

● Chức năng: Chuyển đổi, nén dữ liệu, mã hóa và giải mã dữ liệu đảm bảo sựbảo mật trên mạng.

và chuẩn bị cho việc truyền qua tầng phiên Hai thiết bị đang giao tiếp có thể sử dụng các phương pháp mã hóa khác nhau, do đó, tầng 6 chịu trách nhiệm dịch dữ liệu đến thành một cú pháp mà lớp ứng dụng của thiết bị nhận có thể hiểu được Nếu các thiết bị đang giao tiếp qua kết nối được mã hóa, tầng 6 chịu trách nhiệm thêm mã hóa ở đầu người gửi cũng như giải mã mã hóa ở đầu người nhận để nó có thể hiển thị tầng ứng dụng với dữ liệu có thể đọc được, không được mã hóa Cuối cùng, lớp trình bày cũng chịu trách nhiệm nén dữ liệu mà nó nhận được từ lớp ứng dụng trước khi phân phối đến tầng 5 Điều này giúp cải thiện tốc độ và hiệu quả của giao tiếp bằng cách giảm thiểu lượng dữ liệu sẽ được truyền.

❖ Tầng 5 – Tầng phiên (Session)

quản lý và kết thúc các phiên truyền thông giữa các ứng dụng.

phiên Tầng phiên đảm bảo rằng phiên vẫn mở đủ lâu để chuyển tất cả dữ liệu đang được trao đổi, và sau đó nhanh chóng đóng phiên để tránh lãng phí tài nguyên Lớp phiên cũng đồng bộ hóa việc truyền dữ liệu với các điểm kiểm tra.

❖ Tầng 4 – Tầng vận chuyển (Transpost)

truyền xuống lớp dưới, hoặc nhận thông tin từ lớp dưới chuyển lên phục hồitheo cách chia của hệ phát.

này bao gồm việc lấy dữ liệu từ lớp phiên và chia nó thành các phần được gọi là phân đoạn trước khi gửi đến tầng 3 Tầng truyền tải trên thiết bị nhận có trách nhiệm tập hợp lại các phân đoạn thành dữ liệu mà tầng phiên có thể sử dụng Tầng vận chuyển cũng chịu trách nhiệm kiểm soát luồng và kiểm soát lỗi Kiểm soát luồng xác định tốc độ truyền tối ưu để đảm bảo rằng người gửi có kết nối nhanh không làm người nhận có kết nối chậm bị choáng ngợp Tầng truyền tải thực hiện kiểm soát lỗi ở đầu nhận bằng cách đảm bảo rằng dữ liệu nhận được là hoàn chỉnh và yêu cầu truyền lại nếu chưa.

❖ Tầng 3 – Tầng mạng (Network)

mạng.

● Mô tả: Tầng mạng có nhiệm vụ tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa hai mạng khác nhau Nếu hai thiết bị giao tiếp trên cùng một mạng, thì tầng mạng là không cần thiết Tầng mạng chia nhỏ các phân đoạntừ lớp truyền tải thành các đơn vị nhỏ hơn, được gọi là gói, trên thiết bị của người gửi và tập hợp lại các gói này trên thiết bị nhận Tầng mạng cũng tìmra con đường vật lý tốt nhất để dữ liệu đến đích của nó; điều này được gọi là định tuyến.

❖ Tầng 2 – Tầng liên kết (Data Link)

dữ liệu tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trên mạng CÙNG Tầng liên kết dữ liệu lấy các gói từ tầng mạng và chia chúng thành các phần nhỏ hơn gọi là khung Giống như tầng mạng, tầng liên kết dữ liệu cũng chịu trách nhiệm điều khiển luồng và điều khiển lỗi trong giao tiếp nội mạng (Tầng vận chuyển chỉ làm nhiệm vụ điều khiển luồng và điềukhiển lỗi cho truyền thông giữa các mạng).

❖ Tầng 1 – Tầng vật lý (Physical)

tiện vật lý.

liệu, chẳng hạn như cáp và thiết bị chuyển mạch Đây cũng là lớp nơi dữ liệu được chuyển đổi thành một luồng bit, là một chuỗi gồm các số 1 và 0 Lớp vật lý của cả hai thiết bị cũng phải đồng ý về một quy ước tín hiệu để

các số 1 có thể được phân biệt với các số 0 trên cả hai thiết bị.

2 M Ô HÌNH TCP/IP

1, Khái niệm

TCP/IP viết tắt của Transmission Control Protocol/Internet Protocol – Giao thức điều khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng Đây là một bộ các giao thức truyền thông được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng với nhau trên internet TCP/IP cũng có thể được sử dụng như một giao thức truyền thông trong mạng máy tính riêng (mạng nội bộ).

TCP/IP chỉ định cách dữ liệu được trao đổi qua internet Nó thực hiện bằng cách cung cấp thông tin liên lạc đầu cuối Từ đó xác định cách nó được chia thành các packet, xác định địa chỉ, truyền dẫn, định tuyến và nhận dữ liệu TCP/IP được thiết kế để đảm bảo độ tin cậy, nó có khả năng khôi phục tự động khi gặp sự cố trong quá trình truyền dữ liệu.

2, Mô tả về tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP

Mô hình TCP/IP tiêu chuẩn được chia thành 4 tầng (Layer) chồng lên nhau bao gồm: Tầng vật lý (Physical) → Tầng mạng (Network) → Tầng giao vận (Transport) và cuối cùng là Tầng ứng dụng (Application) Mỗi tầng đều có giao thức cụ thể khác nhau.

❖ Tầng 4 - Tầng Ứng dụng (Application)

dụng đảm nhận vai trò giao tiếp dữ liệu giữa 2 máy khác nhau thông quacác dịch vụ mạng khác nhau (duyệt web, chat, gửi email, một số giao thức

dạng theo kiểu Byte nối Byte, cùng với đó là các thông tin định tuyến giúpxác định đường đi đúng của một gói tin.

❖ Tầng 3 - Tầng Giao vận (Transport)

trong cùng một mạng hoặc khác mạng được kết nối với nhau thông qua bộđịnh tuyến Tại đây dữ liệu sẽ được phân đoạn, mỗi đoạn sẽ không bằngnhau nhưng kích thước phải nhỏ hơn 64KB Cấu trúc đầy đủ của mộtSegment lúc này là Header chứa thông tin điều khiển và sau đó là dữ liệu.

TCP đảm bảo chất lượng gói tin nhưng tiêu tốn thời gian khá lâu để kiểmtra đầy đủ thông tin từ thứ tự dữ liệu cho đến việc kiểm soát vấn đề tắcnghẽn lưu lượng dữ liệu Trái với điều đó, UDP cho thấy tốc độ truyền tảinhanh hơn nhưng lại không đảm bảo được chất lượng dữ liệu được gửi đi.❖Tầng 2 - Tầng mạng (Internet)

nghĩa là một giao thức chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu một cách logictrong mạng Các phân đoạn dữ liệu sẽ được đóng gói (Packets) với kíchthước mỗi gói phù hợp với mạng chuyển mạch mà nó dùng để truyền dữliệu Lúc này, các gói tin được chèn thêm phần Header chứa thông tin củatầng mạng và tiếp tục được chuyển đến tầng tiếp theo Các giao thức chính

❖ Tầng 1 - Tầng Vật lý (Physical)

Chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng Tạiđây, các gói dữ liệu được đóng vào khung (gọi là Frame) và được địnhtuyến đi đến đích đã được chỉ định ban đầu.

C M Ô HÌNH QUẢN LÝ CÁC DỊCH VỤ TRONG TẦNG ỨNG DỤNG1 CÁCMÔHÌNHQUẢNLÝ

● Client Server: là máy con (đóng vai trò máy khách) gửi một yêu cầu (request) đến máy chủ

(đóng vai trò người cung dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy con Ta thường thấy là dịch Web, Mail, DNS….

Khách: + Gửi yêu cầu truy cập đến máy chủ

● Địa chỉ IP: động hoặc tĩnh

● Nguyên tắc: không liên lạc với máy khách khác

Chủ (Server): + Thường xuyên trực tuyến

● Địa chỉ IP tĩnh (hoặc dùng Dynamic DNS)● Máy chủ dự phòng

Ví dụ: Web, Mail, …

● Peer to Peer: là mạng ngang hàng Ngang hàng về mặt chức năng và ứng dụng Hoạt động các

ứng dụng đều đặt ở tầng 7 Hai máy trực tiếp nói chuyện với nhau vì tầng 7 không phụ thuộc vào đường truyền.

● Không có máy chủ trung tâm● Các máy có vai trò ngang hàng● Hai máy bất kì có thể liên lạc trực tiếp● Địa chỉ IP: động hoặc tĩnh● Ví dụ: Gnutella

DNS Server dùng để phân giải tên miền ra IP và ngược lại là IP sang tên miền Thông qua tìm kiếm trên cơ sở dữ liệu của nó, nếu không có nó sẽ đi hỏi DNS khác.

DNS Client dùng để phân giải cho máy người dùng Khi người dùng truy cập tên miền DNS Client sẽ nhờsang DNS Server phân giải.

Trong DNS Server có 2 thành phần chính là:

- Forward lookup zone sẽ phân giải các bản ghi từ Tên sang địa chỉ IP- Reverse lookup zone sẽ phân giải các bản ghi từ IP sang TênDNS Server sử dụng 2 giao thức để hoạt động là TCP và UDP:

- TCP dùng để đóng gói khi 2 Server DNS trao đổi dữ liệu với nhau Đảm bảo an toàn cho dữ liệu.- UDP dùng để đóng gói khi Client yêu cầu phân giải tên miền.

Bước 6 Sau khi tìm được nó sẽ gửi lại cho máy có DNS Client yêu cầu.

Bước 7 IP của Server Website đã sẵn sàng cho tầng Network đóng vào gói dữ liệu của gói tin truy cập Website

b Dịch vụ Mail: là dịch vụ thư điện tử Thay vì nội dung thư của bạn được viết lên giấy và chuyển đi quađường bưu điện thì email được lưu dưới dạng các tệp văn bản trong máy tính và được chuyển đi qua đường Internet Với email, người nhận cho dù ở xa bạn nửa vòng trái đất hay ngay cùng phòng làm việc với bạn, việc gửi và nhận thư cũng đều được thực hiện gần như ngay lập tức.

Để dịch vụ Mail hoạt động được thì phải đảm bảo 2 thành phần: Mail Server, Mail Client.

Mail Server: dùng để nhận mail từ người dùng rồi chuyển Mail đi Sau khi nhận được mail chuyển lại, sẽ phân phối mail sang cho người dùng Trong Mail Server có 2 thành phần chính là MTA (Mail Transfer Agent) dùng để quản lý mail, MDA (Mail Delivery Agent) dùng để phân phối mail cho client.Mail Client: dùng để gửi mail của người dùng đi lên Mail Server và nhận từ Server về để hiển thị cho người dùng xem.

Mail Client sử dụng theo POP sẽ cắt toàn bộ Mail trên Server về, nếu sử dụng theo IMAP là lấy theo tiêu đề về Tiêu đề nào lựa chọn thì sẽ lấy về Giữ lại một bản trên Server.

Các bước hoạt động

Bước 1 Mail Client gửi mail lên Server bằng giao thức SMTP thông qua Port 25

Bước 2 Mail Server sẽ nhận mail từ Client bằng giao thức SMTP thông qua Port 25, quản lý bằng MTA, và gửi mail đi.

Bước 3 Mail Server sẽ nhờ DNS Client của mình gửi tới DNS Server để phân giải từ tên miền Mail (vd:mail.google.com) ra địa chỉ IP của Mail Server đó.

Bước 4 Sau khi có địa chỉ IP của Mail Server kia thì Mail Server sẽ liên lạc trực tiếp, rồi gửi và nhận Mail từ Mail Server đó qua Port 25 Sau đó sẽ chuyển sang Mail Box thông qua MDA để người dùng lấy về.

Bước 5 Người dùng sẽ lấy Mail từ trong Mail Box thông qua giao thức POP3.

c Dịch vụ DHCP: là dịch vụ cấp phát địa chỉ IP động Trong một hệ thống lớn có nhiều máy, thay vì chúng ta phải đi nhập IP bằng tay cho tất cả các máy thì chúng ta dùng DHCP cấp phát IP.Để dịch vụ DHCP hoạt động được nó phải có 2 thành phần: DHCP Server và DHCP ClientDHCP Server dùng để cấp phát IP động sử dụng Port 67 Gửi IP hoặc nhận thông tin đều ở Port này.DHCP Client dùng để nhận IP, xin cấp phát IP sử dụng Port 68 Xin IP hoặc nhận IP đều dùng ở Port này.Có 4 bản tin được sử dụng

Bản tin 1: là DiscoverBản tin 2: là OfferBản tin 3: là RequestBản tin 4: là ACK

Các bước hoạt động

Bước 1 DHCP Client sẽ gửi một bản tin Broadcast là Discover Bản tin là thông tin yêu cầu xin địa chỉ IP Bản tin sẽ được tầng Transport nhận bằng cổng 68 sau đó đóng gói bằng giao thức UDP rồi truyền xuống dưới Tầng Network Access sẽ đóng địa chỉ MAC nguồn là máy mình và MAC đích là MAC Broadcast rồi chuyển ra đường truyền Do có địa chỉ MAC là Broadcast nên tất cả các máy trong mạng đều nhận được, trong đó có máy DHCP Server.

Bước 2 Sau khi DHCP Server nhận được gói tin nó sẽ được tầng Network Access sẽ chuyển lên bên trên để xử lý Tầng Transport sẽ nhận thông tin rồi chuyển lên Port 67 cho tầng Application.

Bước 3 Sau khi DHCP Server xử lý, Server sẽ gửi lại một bản tin Offer bao gồm thông tin địa chỉ IP cấp cho máy Client và thông tinh máy của mình như tên, IP Rồi chuyển xuống cho tầng Transport đóng gói bằng cổng 67 Tầng Transport sẽ đóng bằng giao thức UDP và tiếp tục chuyển xuống đóng địa chỉ MAC nguồn MAC đích Tiếp theo dữ liệu sẽ gửi ra đường truyền.

Bước 4 Client nhận dữ liệu từ Port 68 và đưa IP vào DHCP Client Sau đó DHCP Client sẽ gửi lại một bản tin Request là đồng ý sử dụng IP đó để DHCP Server xác nhận

Bước 5 DHCP Server nhận được thông tin từ DHCP Client sẽ gửi lại một bản tin ACK để xác nhận là quá trình đã thành công.

Trên hệ thống mạng Client nào gửi gói tin tới DHCP tới trước sẽ nhận được Lỗi hay xẩy ra sẽ xung đột DHCP nếu hệ thống có nhiều thiết bị cấp phát.

d Dịch vụ Web: là dịch vụ liên kết trang siêu văn bản Dùng để truyền thông tin tới người dùng một cách đa dạng và phong phú.

Dịch vụ Web dùng 2 cách để gửi dữ liệu tới người dùng đó là HTTP (không bảo mật) và HTTPS (có bảo mật) Để dịch vụ Web hoạt động được nó phải có 2 thành phần: Web Server và Web Client

Web Server là nơi cung cấp dữ liệu Web Người ta xây dựng lên một Website để người dùng truy cập vào.Web Server sẽ chạy ở Port 80 hoặc 443.

Web Client là phía người dùng Người dùng mở IE hoặc Firefox truy cập vào tên miền của trang Web.

Bước 4 Dữ liệu sẽ được tầng Internet đóng IP máy mình và IP máy Web Server (IP Web Server được DNS Client nhờ DNS Server phân giải hộ).

Bước 5 Sau khi dữ liệu đóng IP sẽ đưa xuống tầng Network Access Tầng này sẽ dùng giao thức MAC kết hợp với các giao thức khác để truyền gói tin tới Swicht, tới Router và tới Máy chủ Web Server.Bước 6 Sau khi dữ liệu tới được Web Server nó sẽ được chuyển lên tầng Internet để kiểm tra IP, nếu đúngsẽ chuyển lên tầng Transport và chuyển lên tầng Application theo Port 80 hoặc 443.

Bước 7 Webserver sẽ xử lý yêu cầu và Sau đó dữ liệu được đóng lại và gửi xuống đường truyền Gói tin sẽ truyền lại tới máy Webclient

Bước 8 Khi Client nhận được nó sẽ được Transport chuyển lên IE hoặc Firefox đúng vào Port cao khi khởi tạo (do có Port cao này nên ta có thể mở nhiều cửa sổ trên một trình duyệt với nhiều Website khác