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 TÍNH Chủ đề: Tìm hiểu giao thức tầng ứng dụng

Nguyêẫn Huyêần Trang

Hà Nội, 11/2023

Mục lục 2

a Giới thiệu tầng ứng dụng 3

1 Tầng ứng dụng: 3

2 Chức năng tầng ứng dụng: 3

B Tầng ứng dụng trong mô hình OSI và TCP/IP 3

1 Mô hình OSI 4

2 Mô hình TCP/IP 6

C Mô hình quản lý các dịch vụ trong tầng ứng dụng 7

1 Các mô hình quản lý 7

2 Giới thiệu các dịch vụ 9

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

1.Khái niệm 13

2.Các thành phần của SNMP: 14

3 Cách SNMP hoạt động: 15

4.Lợi ích của SNMP: 16

Tài liệu thamps khảo 17

A G IỚI THIỆU TẦNG ỨNG DỤNG

1 T ẦNG 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 trực tiếp 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 C HỨC 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, chức năng 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 thức chuẩn.

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 cuối cùng.

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 sự bảo 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 hồi theo 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 đoạn

từ 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 tìm

ra 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 điều khiển 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 qua các 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 giúp xác 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 bộ định tuyến Tại đây dữ liệu sẽ được phân đoạn, mỗi đoạn sẽ không bằng nhau nhưng kích thước phải nhỏ hơn 64KB Cấu trúc đầy đủ của một Segment 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 kiểm tra đầy đủ thông tin từ thứ tự dữ liệu cho đến việc kiểm soát vấn đề tắc nghẽn lưu lượng dữ liệu Trái với điều đó, UDP cho thấy tốc độ truyền tải nhanh 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 logic trong mạng Các phân đoạn dữ liệu sẽ được đóng gói (Packets) với kích thước mỗi gói phù hợp với mạng chuyển mạch mà nó dùng để truyền dữ liệu Lúc này, các gói tin được chèn thêm phần Header chứa thông tin của tầng 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 Tại đây, các gói dữ liệu được đóng vào khung (gọi là Frame) và được định tuyến đi đến đích đã được chỉ định ban đầu.

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

1 C ÁC MÔ HÌNH QUẢN LÝ

● 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

● Mô hình lai:

● Máy chủ trung tâm: quản lý người dùng, thông tin tìm kiếm, …

● Các máy khách giao tiếp trực tiếp với nhau

● Ví dụ: Skype: Server: quản lý đăng nhập, Client kết nối trực tiếp với nhau

2 G IỚI THIỆU CÁC DỊCH VỤ

a Dịch vụ DNS: là một dịch vụ phân giải tên miền có cơ sở dữ liệu phân cấp, phân tán đồng thời có chứa

cơ chế ánh xạ từ tên miền tới những địa chỉ IP và ngược lại DNS sử dụng Port giao tiếp là 53

Để hoạt động được thì DNS phải có 2 thành phần: DNS Server và DNS Client

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 nhờ sang 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 Tên

DNS 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

Cách thức hoạt động:

Bước 1 Trên máy người dùng truy cập Website: htttp://google.com.vn bằng IE Lập tức IE sẽ nhờ DNS Client phân giải tên miền google.com.vn sang địa chỉ IP

Bước 2 Gói tin của DNS client sẽ được chuyển xuống tầng Transport và đóng gói giao thức UDP Sau đó chuyển xuống Network

Bước 3 Network sẽ đóng IP nguồn là IP máy tính, IP đich sẽ là IP DNS Server Ta hay nhập ở dòng Preferred DNS

Bước 4 Đã có IP nguồn và IP đích, dữ liệu sẽ chuyển xuống tầng bên dưới và truyền tới đúng DNS Server

Bước 5 Khi yêu cầu gửi tới DNS Server nó sẽ tìm trong cơ sở dữ liệu của mình xem tền miền đó ứng địa chỉ IP của Server Website nào

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 qua đường 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 Client

DHCP 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 Discover

Bản tin 2: là Offer

Bản tin 3: là Request

Bản 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