luận văn mô hình truyền thoại pc pc bằng giao thức sip

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TCP/IP1.1.3 Mô hình OSI7 lổp:Mô hình OSI 7 lớp với sự xắp xếp được mô tả trong hình U với chức năng của từng lớp như sau: Mô Hình kiến nghị

VV|VV %%

-:;.Vr , ,v 1'\‘S=; 'V V?Ví*:.: - ,- ^ (v V y V ^ - H-•■■■■ , '■ _ í’ V t' ' V' V ■' ■ ‘V ' ■ - ’ * V ' ’ »V •»AÍ>

V,':v Vs>V-l' ' V>.&vw> VvVHí V

V V „ ỈJ V ’ <=‘ „■V^s 1 ^ s >%s V Vf V/ V; < , * *

, V ỉ ’ > í ' *V r >v, v - - V

»Ạ 'V f

MỤC LỤC

1.1.6 Các nghi thức, nhiệm vụ của cấu hình định tuyên IP 11

2.2.3 Mô hình Phone to Phone 75

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại mạng IP 81

2.5.1 Delay

2.7.1 Gateway xây dựng trên server PC và card âm thanh 852.7.2 Gateway xây dựng trên server PC sử dụng Card xử lý

2.7.3 Gateway gắn với một phần tử của mạng nội bộ 852.7.4 Gateway xây dựng trên Card đa dụng NIC với khả năng

2.7.5 Gateway độc lập cho mạng điện thoại Internet 86

3.1 Giói thiệu giao thức SIP (Session Initiation Protocol) 87

3.2 Cơ bản về mô hình truyền thoại PC - PC bang giao thức SIP 96

3.2.2 Giao thức đặc tả phiên SDP (Session Decription Protocol) 97

Chương 4: Xây dựng mô hình truyền thoại PC -PC dùng SIP 102

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

PHẦN I: Cơ SỞ LÝ THUYẾT

-PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IPCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TCP/IP

1.1 GIỚI THIỆU BỘ NGHI THỨC TCP/IP1.1.1 Lịch sử phát triển củaTCP/IP:

Ngày nay trên thê giới đã có hàng trăm triệu người kêt nôi với mạng Internet, mạng viễn thông này đã trở thành một trong những phương tiện truyền thông hiện đại, hiệu quả, tiết kiệm, nhanh chóng và hầu như thiết yêu đôi với mọi người, đáp ứng được nhu cầu phát triển ngày càng cao của xã hội cả về khoa học kỹ thuật lân những mặt khác Nhờ vào mạng Internet, khoa học kỹ thuật có thê phát tnên nhanh hơn do các nhà khoa học có thể chia sẻ và cập nhật được những thông tin mới nhất, kinh tế phát triển mạnh mẽ hơn do thông tin thị trường được cập nhật đên từng giây, và mạng Internet cũng đã mở ra một thị trường thương mại điện tử đầy tiềm năng Vậy mạng Internet là gì và nó đã được phát triển như thế nào?

Thật ra Internet không phải là một loại mạng viễn thông có cấu trúc vật lý mới, mà Internet là một phương pháp liên kết những mạng vật lý có sẩn lại với nhau theo những chuẩn nghi thức nhất định cho phép các máy tính ở bất kỳ nơi đâu có kết nôi vào Internet cũng có thể liên lạc được với nhau Ta có thê xem như mạng Internet là một mạng viễn thông ảo thông nhất kêt nôi tất cả các máy tính chủ lại, và trên mạng viễn thông này các máy tính có thể thực hiện được những giao tiếp, trao đổi và xử lý thông tin của nhau

Bắt đầu vào mùa thu năm 1968, đến tháng 9 năm 1969, Cơ quan quản lý các dự án nghiên cứu kỹ thuật cao thuộc Bộ Quốc Phòng Mỹ DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) đã cho ra đời mạng Arpanet (Advanced Research Projects Agency’s Network) nhằm mục đích phát triển việc nghiên cứu mạng máy tính bằng cách cung cấp phương tiện (chính là mạng Aparnet) đê các nhà nghiên cứu từ các trường đại học, các căn cứ quân sự và các phòng thí nghiệm của chính phủ Mỹ có thể thường xuyên trao đổi dữ liệu và thông tin với nhau

Vào năm 1983, mạng Arpanet được chia làm hai mạng: mạng MILINET dùng

cho quân sự và mạng ARPANET dùng cho việc nghiên cứu Ngày nay mạng Arpanet và Milinet đã hòa nhập vào mạng máy tính toàn cầu Internet, trong đó mạng Milinet tiếp tục là bộ khung cho mạng máy tính quân sự của Mỹ trong Internet

Cùng với sự ra đời của mạng Internet, họ giao thức truyền thông TCP/IP cũng đã được nghiên cứu và phát triển TCP/IP là một bộ các giao thức truyền thông cần thiết để có thể kết nối các máy tính lại với nhau, và đây là bộ giao thức truyên thông chính được sử dụng trong mạng Internet hiện nay Ngoài ra TCP/IP còn có thể áp dụng cho các mạng máy tính đơn lẻ khác Trước khi bộ giao thức TCP/IP ra

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

đời đã có rất nhiều tiêu chuẩn giao thức truyền thông hiện hữu, do đó TCP/IP được phát triển dựa trên nguyên tắc: sử dụng những giao thức sấn có khi phù hợp và tạo ra giao thức mới khi giao thức có sẩn không hiệu quả , tât cả những tiêu chuân nay sẽ trở thành tiêu chuẩn quốc tế

Từ năm 1977-1979, Cơ quan quản lý các dự án nghiên cứu kỹ thuật cao thuộc Bộ Quốc Phòng Mỹ DARPA đã nghiên cứu và đưa ra bộ giao thức TCP/IP Sau năm 1979, do co rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và muốn đóng góp phát triển TCP/IP DARPA đã lập ra Hội đồng phôi hợp và điều khiển mạng Internet ICCB (Internet Control and Configuration Board) nhằm phôi hợp và hướng dẫn thiêt kế các giao thức và câu trúc liên quan đến mạng Internet Đên năm 1983, ICCB được tổ chức lại thành tổ chức có quy củ hơn: Hội đồng các hoạt động Internet IAB (Internet Activities Board) Hội đồng này sau đó lại được cải tô một lân nữa vào năm 1989 nhằm phát triển ra thành các chi nhánh nghiên cứu từng lãnh vực và các tổ chức đại diện ở nhiều nơi trên thế giới

1.1.2 Kiến trúc TCP/IP:

Các nghi thức Internet TCP/IP có thể được sử dụng để truyền thông qua bất kì kiểu kết nôi liên mạng nào Chúng đủ khả năng tương thích cho cả mạng truyên thông LAN và WAN Bộ nghi thức internet TCP/IP không chỉ bao gồm lớp 3 và 4 (ví dụ như IP và TCP) mà còn chỉ định những ứng dụng cụ thể thông thường như e- mail, đăng nhập từ xa (Remote Login), mô phỏng thiêt bị cuôi (Terminal Emulation) và truyền file

Trên một mạng viễn thông có thể tồn tại nhiều bộ giao thức, do đó việc thiêt lập một mô hình mẫu để làm rõ mối quan hệ lẫn nhau giữa các bộ giao thức là hết sức cần thiết Qua đó những bộ giao thức này cũng có một cơ sở nền tảng để phát triển những giao thức riêng của mình Tổ chức chuẩn hóa quốc tế ISO (The International Organization for Standardization) đã phát triển chuẩn mạng gồm 7 lớp, khởi đầu từ phần cứng cơ bản với cáp nôi, connector, rồi lên dần tới lớp cao nhất nơi các ứng dụng sẽ chạy

Sự sắp xếp nghi thức TCP/IP ánh xạ một cách chặc chẽ với mô hình khuyến nghị OSI trong các lớp thấp

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TCP/IP1.1.3 Mô hình OSI7 lổp:

Mô hình OSI 7 lớp với sự xắp xếp được mô tả trong hình U với chức năng

của từng lớp như sau:

Mô Hình kiến nghị OSI/

Application Presentation

Session Transport

Network Datalink Phycical

Hình U : Mô hình OSI 7 lớp

1.1.3.1 Lớp vật lí:

Lớp vật lý còn gọi là lớp kết nối phần cứng (Hardware connection) liên lạc trực tiếp với các thiết bị truyền thông, có nhiệm vụ chính là gửi và nhận các bit trên một kênh truyền thông mà không cần quan tâm đên ý nghĩa hay cấu trúc của dòng bit Lớp này phải mô tả các thông số của môi trường truyền vật lý như: bao nhiêu Volt biểu diễn cho mức 0, bao nhiêu Volt biểu diễn cho mức 1, chu kỳ b it,

1.1.3.2 Lổp liên kết dữ liệu:

Lớp liên kết dữ liệu, còn gọi là lớp giao tiếp phần cứng (Hardware Interface), cung câp dịch vụ gửi nhận frame giữa các máy trong một mạng nội bộ (frame là đơn vị truyền thông cơ bản của lớp này)

Lớp liên kết dữ liệu phải cung cấp một phương thức định vị địa chỉ của mạng nội bộ cụ thể đó nhằm cho phép thông tin đến đúng địa chỉ cần gửi, đồng thời lớp liên kết dữ liệu cũng phải chuyển đổi hình thức định dạng của dữ liệu ở lớp trên sang chuỗi bít để lớp vật lý có thể truyền đi

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1 : TÔNG QUAN VẺ TCP/IP

1.1.3.3 Lổpmạng:

Đa sei các mạng máy tính (Internetwork) đêu được phân thành các mạng con nhỏ hơn (single, local network) nhằm giảm bớt lưu lượng thông tin trên mạng Đê’ thông tin đến được các mạng con thông qua internetwork thì mỗi mạng con phải có một địa chỉ mạng riêng biệt trong Internetwork đó

Lớp mạng có nhiệm vụ chèn thêm địa chỉ mạng nguồn và đích vào dữ liệu từ lớp trên chuyển xuống để tạo thành các gói dữ liệu (data packets) Các gói dữ liệu

này sẽ được các bộ phận phân tuyến (routers) phân đên các mạng con cụ thê.Lớp mạng còn có thể thống kê xem có bao nhiêu gói, ký tự hay bit được gởi để tính giá cước.

1.1.3.4 Lớp vận chuyển:

Hầu hết các máy tính đều có thể thực hiện nhiều chương trình ứng dụng cùng một lúc như chuyển tập tin đến máy tính khác, nhận e-mail, truy cập cơ sở dữ liệu trên mạng, .Nói cách khác, có nhiều tiến trình khác nhau cùng diễn ra trên một máy tính Lớp vận chuyển sẽ có nhiệm vụ chuyển dữ liệu một cách chính xác từ một tiến trình nào đó trên một máy tính đến một tiến trình tương ứng trên một máy tính khác

Mỗi gói dữ liệu nhận được từ lớp Session (lớp kề trên của lớp vận chuyển) sẽ được gán cho một điểm truy cập dịch vụ SAP (Service Access Point) nhằm cung cấp thông tin về tiến trình phát dữ liệu đi Khi gói dữ liệu này đên máy tính ở đâu kia của kết nối, thông tin trên SAP sẽ cho biết chính xác tiên trình nào cần và được phép nhận gói dữ liệu này

Một nhiệm vụ khác của lớp vận chuyển là phân dữ liệu thành những fragment được gán số thứ tự cho phù hợp với giới hạn về kích cỡ của các frame cua các mạng vật lý cụ thể (mỗi mạng vật lý cụ thể đều có một kích thước khung dữ liệu tốĩ đa có thể truyền đi, ví dụ như mạng Ethernet có giới hạn vùng dữ liệu là 1500 bytes) Ở đầu thu, lớp vận chuyển sẽ tổng hợp các fragment lại dựa trên sô" thứ tự của các fragment (sequence number) để phục hồi lại nguyên bản dữ liệu ban đầu

Lớp vận chuyển cung cấp hai dạng phân phát dữ liệu cơ bản:> Phân phát tin cậy (Reliable delivery): Khi dùng cách này lổi xảy ra ít, được phát hiện và sửa sai nếu có thể Các thông điệp được phát và nhận lại theo thứ tự

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

> Phân phát không tin cậy ( Unreliable delivery): Không có kiểm tra lổi,

phân phát không theo thứ tự nên thường được dùng trong các mạng có xác suất lỗi

nhỏ

1.1.3.5 Lổp phiên truyền thông:

Lớp này cho phép người dùng trên các máy khác nhau thiết lập một phiên truyền thông với nhau Mỗi phiên truyền thông gôm có 3 bước: thiêt lập kêt nôi, truyền dữ liệu và giải phóng kêt nôi Có 3 hình thức liên lạc giữa hai may: đơn công (chỉ liên lạc một chiều), bán song công (liên lạc hai chiều nhưng tại một thời điểm chỉ có một bên được truyền thông tin đi) và song công (liên lạc hai chiều cùng một lúc)

Lớp phiên truyền thông cũng cho phép chèn các điểm kiểm tra (checkpoint) vào dòng dữ liệu Nếu liên lạc bị lỗi thì bên truyền chỉ việc truyền lại thông tin kể từ điểm kiểm tra

1.1.3.6 Lớp trình bày:

Lớp trình bày có nhiệm vụ thể hiện dữ liệu lên lớp ứng dụng Lớp này quan tâm đến cấu trúc ngữ pháp và ngữ nghĩa của thông tin được truyền.Trong trường hợp hai hệ thống dùng hai loại mã hóa khác nhau thì lớp này có nhiệm vụ chuyển đổi loại mã hóa này sang loại mã hóa mà hệ thông của nó đang sử dụng, hoặc chuyển đổi mã của cả hai hệ thông sang một mã chuân trung gian trước khi truyên chẳng hạn như ASN 1 (Abstract Syntax Representation, Revisionl)

> Thực thi công việc từ xa (FTP): Cung cấp khả năng cho những chương trình trong máy có thể khởi động và điều khiển các tiến trình xảy ra trên một máy khác ỡ xa

> Quản lý mạng (SNMP): Những giao thức quản lý mạng cho phép nhiều ứng dụng truy cập vào thông tin quản lý mạng

Việc phân lớp như trên có những ưu nhược đểm như sau:

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

* ưu điểm:

+ Việc phân lớp cho một hệ thống thông tin rất là tiện lợi Nó cho phép phân công công việc nghiên cứu phức tạp thành từng mảng nhỏ cụ thê hơn, dê thực hiẹn, dễ quản lý và người thiết k ế nghi thức chỉ phải tập trung vào một lớp nhất định khi làm việc Ví dụ như khi xây dựng chương trình ứng dụng truyền file FTP, người thiết k ế cho rằng các lớp dưới đã được thiết kế hoàn hảo theo một quy định tương thích nhất định, ứng dụng trên máy thu sẽ nhận chính xác những gì bên máy phát gửi đi, và như thế người thiết kế chỉ phải tập trung vào lớp ứng dụng

* Nhược điểm :

+ Mặc dù có lợi điểm lớn như trên, song một phần mềm tuân thủ việc phân lớp quá khắt khe sẽ có thể trở thành kém hiệu quả Chẳng hạn ta xét công việc của lớp vận chuyển Nó phải nhận một chuỗi byte từ lớp phiên truyền thông, chia chuỗi byte này thành từng gói và gởi các gói qua mạng Để tôi ưu hóa việc truyền dữ liệu, lớp vận chuyển cần phải chọn kích cỡ lớn nhất của gói có thể được truyền đi được bằng một frame Giả sử hai máy tính cùng thuộc một mạng vật lý, kích thước dữ liệu có thể đạt được mức MTU (Maximum Transfer Unit : đơn vị truyền thông lớn nhất có thể được trong mạng vật lý) của mạng Tuy nhiên nếu phần mềm quá khắt khe trong việc phân nhiệm vụ theo lớp sẽ dẫn đến việc lớp vận chuyển không thể biết được dữ liệu sẽ được phân tuyến bằng cách truyền nội bộ trong mạng vật lý của mình hay qua các mạng trung gian thông qua các gateway, do đó lớp vận chuyển không thể tôi ưu hóa kích thước dữ liệu truyền đi, làm cho hiệu quả làm việc của mạng kém đi

+ Để khắc phục nhược điểm trên, các nhà thiêt kê thường nới lỏng các quy tắc về nhiệm vụ của từng lớp Họ cho phép những thông tin về việc phân luồng dữ liệu hoặc về đơn vị truyền thông lớn nhất có thể được trong mạng vật lý MTU (Maximum Transfer Unit) được phép đưa từ lớp mạng, lớp vật lý lên các lớp cao hơn nhằm tối ưu hóa việc truyền dữ liệu Những cách khắc phục như vậy vừa giúp nâng cao hiệu suâ't hoạt động của mạng, vừa giúp giữ được kiến trúc nền tảng của mạng

1.1.4 Mô hình cấu trúc TCP/IP :

TCP/IP là họ nghi thức truyền thông phổ biến nhất đang được sử dụng cho mạng Internet, do đó khi nói đến giao thức truyền thông trên mạng Internet ta gần như có thể chỉ quan tâm đến bộ giao thức TCP/IP, cũng chính vì vậy mà giao thức TCP/IP còn được gọi là giao thức Internet Mô hình cấu trúc giao thức của TCP/IP gồm có 4 lớp : lớp truy xuất mạng, lớp liên mạng , lớp vận chuyển và lớp ứng

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

dụng Từ hình 1.2 ta có thể xét sự tương quan giữa các lớp trong mô hình TCP/IP với các lớp trong mô hình mẫu O S I:

Mỗi lớp của TCP/IP sẽ có một chức năng khác nhau mà ta sẽ xét cụ thể ở phần kế tiếp Với chức năng cụ thể của mình, mỗi lớp sẽ xử lý một đối tượng tương ứng

Mô hình khuyên nghị OSIKhái Quát Các Lớp TCP/IP

ApplicationPresentation

SessionTransport

NetworkDatalinkPhycical

◄-

<-Application

TransportInternetNetwork

Access

Hình 1.2: Mô hình 4 lớp TCP/IP được ánh xạ tương ứng với mô hình OSI

theo định nghĩa chức năng

1.1.4.1 Chức năng lổp truy xuất mạng: (Network Access Layer)

Đây là lớp thấp nhất, chịu trách nhiệm nhận dữ liệu dưới dạng các frame và truyền chúng đến một mạng khác Ta có thể chia lớp này thành hai phần: phần cứng vật lý (hardware) và phần giao tiếp mạng (network interface) Giao tiếp mạng thường là các chương trình điều khiển các thiết bị phần cứng

1.1.4.2 Chức năng lớp liên mạng :

Lớp liên mạng điều khiển thông tin liên lạc giữa các máy với nhau Nó lây dữ liệu từ lớp vận chuyển, đóng gói trong một IP datagram, điền vào header của datagram, dùng giải thuật tìm đường để quyết định gửi trực tiếp hay gián tiếp và chuyển datagram xuống lớp truy xuất mạng để truyền

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

Lớp liên mạng cũng điều khiển các gói dữ liệu đên máy của nó, xem chúng có hợp lệ hay không và dùng giải thuật tìm đường để quyết định nên xử lý gói dữliệu đó hay chuyển chúng đến máy khác

Lớp liên mạng gửi các thông báo lỗi và thông báo điêu khiên cân thiet thong qua giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) Cũng chính lớp này đảm nhận tất cả các thông báo ICMP chuyển đến

1.1.4.3 Chức năng lớp vận chuyển:

Nhiệm vụ quan trọng nhất của các lớp vận chuyên là liên lạc end-to-end giữa các chương trình ứng dụng với nhau Lớp này có thể: điều hòa lưu lượng thông tin liên lạc giữa hai máy; sắp xếp việc gởi và nhận tín hiệu xác nhận ACK và nó sẽ truyền lại những gói thông tin bị mất; chia chuỗi dữ liệu thành từng gói nhỏ, gán địa chỉ đích cho chúng rồi chuyển đến lớp bên dưới để truyền

Phần mềm lớp vận chuyển thêm một số thông tin vào mỗi gói dữ liệu, bao

gồm các mã số giúp xác định chương trình ứng dụng nào đã gởi nó và chương trình

ứng dụng nào sẽ nhận nó, cùng với một mã kiểm tra check sum

1.1.4.4 Chức năng lổp ứng dụng:

Lớp ứng dụng bao gồm các chương trình ứng dụng truy nhập vào các dịch vụ sẩn có trên mạng Internet Một chương trình ứng dụng tương tác với các giao thức của lớp vận chuyển để gởi và nhận dữ liệu Mỗi chương trình sẽ chọn kiểu truyền thích hỢp để truyền đi từng thông điệp riêng biệt hoặc một chuỗi liên tục các byte dữ liệu Chương trình ứng dụng sẽ chuyển dữ liệu trong một dạng thức cân thiết sang lớp vận chuyển để truyền đi

1.1.5 Nguyên lý làm việc theo lớp:1.1.5.1 Khi hai host cùng nằm trong một mạng vật lý :(Hình 1.3)

Giả sử có hai host A và B cùng nằm trên một mạng, host A muôn truyền thông điệp cho host B Khi đó lớp thứ i hên host B sẽ nhận được chính xác đôi tượng được truyền đi từ lớp thứ i tương ứng hên host A, dữ liệu được phân phát mà không qua một trung gian nào

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VẺ TCP/IP

Hình 1.3: Lộ trình của 2 Host khi chúng cùng nằm trên một mạng vật lý

1.1.5.2 Khi hai host nằm trên hai mạng vật lý khác nhau :(Hình 1.4)

Khi hai host nằm trên hai mạng khác nhau, dữ liệu phải thông qua các gateway để chúng phân phôi theo một lộ trình thích hợp bằng thuật toán phân tuyến của chúng Giả sử host A và host B nằm trên hai mạng vật lý khác nhau, host A muôn truyền dữ liệu sang host B Khung dữ liệu (frame) xuất phát từ host A đên gateway G, sau đó gateway G sẽ dùng thuật toán phân tuyến để chuyển các frame tới host B Khung dữ liệu đến gateway G chính là khung được gởi từ host A, nhưng khung dữ liệu này có thể giông hoặc khác so với khung dữ liệu từ G gởi qua host B, tùy thuộc vào việc hai mạng vật lý của host A và host B có giông nhau hay không

H o s t A H o s t B

Hình 1.4: Lộ trình 2 Host không cùng nằm trên cùng một mạng vật lý

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẺ TCP/IP1.1.6 Các nghi thức, nhiệm vụ của cấii hình định tuyến IP:

1.1.6.1 Các nghi thức định tuyến IP:

Ở lớp liên mạng của bộ nghi thức TCP/IP (Hình 1.5), một bộ định tuyến có thể sử dụng nghi thức định tuyến IP để thực hiện định tuyến qua việc bổ sung của một thuật toán định tuyến chỉ định

Hỉnh 1.5: Các Router dùng nghi thức IP để thực hiện việc định tuyến

Các nghi thức trong được sử dụng cho việc định tuyến các mạng dưới một nhà quản lí mạng chung Tất cả các nghi thức gateway IP bên trong đều phải được ấn định với một danh sách các mạng trước khi các thực thi định tuyến có thể bắt đầu Việc xử lí định tuyến sẽ lắng nghe để cập nhật từ những bộ định tuyến khác trên những mạng này và đồng thời quảng bá những thông tin định tuyến của chúng Phầm mềm IOS của Cisco hỗ trợ những nghi thức định tuyến sau:

> RIP (Routing Informtion Protocol)> IGRP (Internet Gateway Routing Protocol)> Enhanced IGRP (Enhanced Internet Gateway Routing Protocol)> OSPF (Open Shortest Path First)

> IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System )Trong đó nghi thức thông tin định tuyến của IP (RIP-Routing Information Protocol) được chỉ ra cơ bản trong RFC 1058 với những đặc tính sau:

> Là một nghi thức định tuyến vector koảng cách> Tổng sô" bước nhảy được sử dụng như một đơn vị đo cho việc chọn lựa đường dẫn

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

> Tổng sô" bước nhảy cho phép có thể là 15; 16 xem như không có khả năng tiếp cận

> Các cập nhập lộ trình quảng bá mặc định mỗi 30s> RIP có khả năng cân bằng tải qua nhiều đường dẫnCân bằng tải cho phép một router dùng 2 hoặc nhiều hơn tương ứng với hao phí đường dẫn để tiếp cận đến đích Trong các router của Cisco, cân bằng tải cho router được cho phép bằng cách xác nhận sô" đường dẫn RIP song song cực đại sẽ được thiết lập trong bảng định tuyến Nếu sô" đường dẫn điều khiển cực đại được set lên một, việc cân bằng tải sẽ bị hủy bỏ Bởi vì RIP mặc định 4 đường dẫn song song nên việc cân bằng tải có khả năng tự động

I ¥

+ ! 9.2 Kbps - ►

®r t

z

TI

Hình 1.6: Chọn lựa đttàng dẫn dựa trân

tổng bổđc nhảy theo metric

Trong hình 1.6 một gói từ host 1 đến host 2 sẽ qua kết nôi tốc độ 19.2kbps bởi

vì router đó sử dụng tổng bước nhảy thấp nhất.Không may rằng, trong ví dụ này, router được chọn khả năng định tuyến không phải là tốt nhất RIP được phát triển trong một mạng đồng nhất và phần lớn không sử dụng Nếu tất cả được kết nốì qua một kiếu phương tiện truyền thông đơn lẽ Băng thông cơ bản tính theo mét giảm theo tổng bước nhảy Nhưng nếu có nhiều kiểu truyền thông khác nhau, tổng bước nhảy tính theo mét của RIP sẽ không còn được xem như là đường dẫn tốt nhất như trong ví dụ này

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VỀ TCP/IP1.1.6.2 Các nhiệm yụ của câu hình định tuyến IP:

Việc chọn lựa nghi thức IP như là nghi thức định tuyến liên quan đến việc thiết lập cả các thông số giao tiếp và toàn cục Nhiệm vụ của thông sô" toàn cục là:

> Lựa chọn mốt nghi thức định tuyến: RIP hay IGRP (Hình 1.7)> Ân định sô" của các mạng IP không cần chỉ định các gí trị mạng con Nhiệm vụ các thông sô" giao tiếp là để â"n định các địa chị chì định giao tiếp vàmặt nạ mạng con thích hợp

Việc định tuyến động sử dụng các broatcasts và multicasts để truyền thông với những router khác Thông tin về chiều dài lộ trình sẽ giúp cho bộ định tuyến tìm ra đường dẫn tô"t nhất cho mỗi mạng hay mạng con

Mạng 172.16.0.0RIP 4

*> IGRPIGRP

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP1.2 LỚP TRUY XUẤT MẠNG

Lớp truy xuất mạng có nhiệm vụ trao đổi dữ liệu được định dạng theo các frame, chúng sẽ tiếp nhận các frame để đưa lên cho lớp cao hơn xử lý hoặc tiêp tục phát các frame đó đi đến máy khác Lớp truy xuất mạng có thể kết nối nhiều nghi thức mạng khác nhau:

> Ethernet.> IEEE 802

> X.25.

> Frame Relay.> ATM

1.2.1 Mạng Ethernet:

Chuẩn Ethernet được phát triển bởi trung tâm nghiên cứu Xerox từ những năm đầu thập niên 70 và là nền tảng cho tất cả các mạng dựa trên phương pháp điều khiển CSMA/CD Ethernet II được đưa ra vào năm 1982 và từ đó đến nay đã trở thành chuẩn chủ yếu và được sử dụng rộng rãi nhất cho lớp Network Access của các mạng LAN (Local Area Network) sử dụng TCP/IP Đường kính tối đa cho một mạng sử dụng chuẩn Ethernet là 2500 m

Chức năng cơ bản của Ethernet là :> Truyền và nhận các gói dữ liệu.> Kiểm tra địa chỉ các gói dữ liệu trước khi chuyển dữ liệu lên phần mềm lớp trên

> Kiểm tra lỗi trong các gói dữ liệu hay lỗi của mạng

1.2.1.1 Nguyên lý hoạt động của E th ern et:

Thông thường mỗi mạng LAN cho phép các trạm (máy tính) của mình truyền dữ liệu trong một khoảng thời gian nào đó, do đó nếu nhiều máy cùng muôn truyên dữ liệu trong cùng một khoảng thời gian sẽ xảy ra xung đột trong việc tranh chấp kênh truyền Đê’ tránh hiện tượng xung đột này Ethernet sử dụng một phương pháp quản lý truy xuất mạng khá hiệu quả: phương pháp CSMA (Carrier Sensing Multiple Access : Đa truy xuất cảm ứng sóng mang)

CSMA cho phép nhiều trạm sử dụng chung một kênh truyền bằng phương pháp cảm ứng sóng mang Khi một trạm có nhu cầu truyền dữ liệu, trước hêt nó lắng nghe hoạt động trên kênh truyền Nêu có trạm khác đang truyền thông tin, tức là kênh truyền đang bận, thì trạm đó sẽ đợi trong vài ps sau đó thử lăng nghe lại lần nữa Khi kênh truyền đang rãnh, trạm đó sẽ bắt đầu truyền

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẼ TCP/IP

Trong trường hợp kênh truyền đang rãnh và cả hai hay nhiều máy cùng cảm ứng được điều này và bắt đầu truyền cùng một thời điểm, lúc đó sẽ xảy ra việc các dữ liệu (vốn được biểu diễn bằng tín hiệu điện) va chạm với nhau làm hỏng dữ liệu Ethernet dò tìm sự va chạm này bằng cách trong lúc truyền đi, máy truyền tiếp tục lắng nghe Nếu có va chạm xảy ra các đầu thu sẽ nhận được tín hiệu có điện áp cao gấp đôi điện áp bình thường Sau khi phát hiện có va chạm, các trạm sẽ phát đi một tín hiệu đặc biệt thông báo cho tất cả các máy khác là đã có xung đột và yêu cầu hủy bỏ các khung dữ liệu hiện thời Sau đó mỗi trạm sẽ đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi cô" gắng truyền lại dữ liệu Do mỗi máy trì hoãn trong một khoảng thời gian khác nhau nên khả năng xảy ra va chạm trong những lần phát kế tiếp sẽ giảm Kỹ thuật quản lý va chạm thông tin này được gọi là Collision detection Do đó phương pháp điều khiển truy xuất được viết tắt đầy đủ là CSMA/CD

Tuy nhiên trong kỹ thuật Collision detection, các máy chỉ phát hiện được việc va chạm trong khi chúng đang tự phát đi dữ liệu Ta xét trường hợp cả hai máy A và B cùng phát dữ liệu, toàn bộ các bit của hai khung dữ liệu đã ra khỏi máy phát và bit đầu tiên của hai khung dữ liệu chưa kịp đên được máy nhận, lúc đó nêu có va chạm xảy ra thì cả hai máy A và B đều không nhận biêt được Đê tránh điêu này xảy ra, chuẩn Ethernet quy định kích thước của một khung dữ liệu không được nhỏ hơn 576 bit Với chiều dài tối thiểu này ta sẽ bảo đảm được rằng trên một kênh truyền có kích thước tối đa 2500 m của một mạng Ethernet, bit đầu tiên của khung dữ liệu sẽ đến được đích trước khi bit cuối cùng của khung dữ liệu đó ra khỏi máy phát, và như vậy là mọi sự va chạm trên đường truyền sẽ được phát hiện

(2 byte) (46 - 1500 byte) (3 byte)

Hình 2.1: Câu trúc khung dữ liệu của Ethenet

> Preamble: Gồm 8 byte dùng để báo hiệu bắt đầu 1 khung 7 byte đầu có giá trị không đổi bao gồm bit 0 và bit 1 xen kẽ nhau : 10101010 Byte cuấỉ cùng có hai bit cuối là 11 thay vì 10 như các byte trước : 10101011 Preamble chỉ có mục đích báo hiệu đầu của frame, do đó các byte của preamble không được tính vào chiều dài của frame

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VẺ TCP/IP

^ Destination address và Source address: Địa chỉ đích và địa chi nguon Moi trạm trên mạng được gán một địa chỉ mạng 48 bit duy nhất Dựa vào destination address các trạm nhận sẽ xác định được rằng frame này được gơi cho minh hay mọt máy khác và có thể hồi đáp lại phía gởi nhờ vào source address Trong chuẩn Ethernet, mỗi frame phát đi sẽ được tất cả các máy trong mạng nhận Các máy này sẽ giải mã địa chỉ đích của frame, nếu địa chỉ này trùng với địa chỉ của nó, frame đó sẽ được tiếp nhận; nếu địa chỉ đích không trùng với địa chỉ của nó, frame đó sẽ được bỏ đi

> Type: Gồm 2 byte, cho biết loại dữ liệu chứa trong khung dữ liệu được truyền Dựa vào thông tin của trường này mà dữ liệu sẽ được định hướng đúng vào stack của chương trình tương ứng

> Data: Chứa những đơn vị dữ liệu nhận được từ những phân lớp trên của giao thức Trường data sẽ bao gồm : IP header, TCP header, dữ liệu của chương trình ứng dụng Trường data dài từ 46 đến tối đa là 1500 byte Nếu data ít hơn 46 byte thì các lớp bên trên của giao thức sẽ phải chèn thêm vào cho đủ chiều dài tối thiểu 46 bytes

> FCS (frame check sequence): Chuồi kiểm tra này cho phép bên nhận kiểm tra frame có bị lỗi trên đường truyền hay không Chuôi này có được băng cách tính mã vòng CRC (cyclic redundancy checksum) cho tất cả các bit trong frame ngoại trừ các bit preamble và các bit FCS

Chiều dài nhỏ nhất của 1 frame Ethernet là 64 byte, và lớn nhất là 1518 byte

1.2.1.3 Địa chỉ trên mạng E thernet:

Mỗi máy tính kết nối vào Ethernet được gán cho một địa chỉ cô định được gọi là địa chỉ vật lý Mỗi địa chỉ Ethernet gồm 48 bit và được định dạng như sau (Hình

2.2):

Vendor Code (23 bits) Globally Administered Address (24 bits)

I/G bit (0=individual address/ l=group address)

Hình 2.2: Cấu trúc khung địa chỉ Ethenet

Mỗi nhà sản xuất phần cứng theo chuẩn Ethernet sẽ mua bản quyền một block những địa chỉ Ethernet (tương ứng với Vendor Code) từ IEEE, sau đó sẽ gán cho mỗi sản phẩm của mình một địa chỉ (tương ứng với Globally Administered Address) Do đó mỗi địa chỉ Ethernet là duy nhất trên toàn thế giới, sẽ không có địa chỉ nào trùng với địa chỉ nào

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP1.2.2 Mạng IEEE 802 :

IEEE 802 là một nhóm những chuẩn tương ứng với lớp Data Link và lớp Physical của chuẩn O SI7 lớp (Hình 2.3)

Network Data Link Physical

Hình 2,3: Sự tương ứng giữa IEEE 802 vằ mô Mnh 0SI7 lđp> Logical Link Control (LLC): Cung cấp một giao tiếp mạng đến các nghi thức lớp trên và nó liên quan đến việc truyền dữ liệu trên cùng một segment mạng

> Medium Access Control (MAC): Cung câp phương pháp cho các thiết bị truy xuất phương tiện truyền thông chung

> 802.2: Chuẩn quy định giao thức phân lớp LLC.> 802.3: Chuẩn quy định MAC và lớp vật lý cho mạng CSMA/CD (802.3 Ethernet)

> 802.5: Chuẩn quy định MAC và lớp vật lý cho mạng Token ring dựa trên kỹ thuật IBM Token Ring

1.2.2.1 IEEE 802.2 điều khiển liên kết logic :

LLC có nhiều chức năng, trong đó quan trọng nhất là chức năng dồn kênh và phân kênh dữ liệu cho các nghi thức lớp trên Giao diện giữa LLC và các nghi thức lớp trên được gọi là LSAP (Link Service Access Point: điểm truy xuất dịch vụ liên kết) Đây là địa chỉ logic chỉ định giao thức lớp trên nơi dữ liệu sẽ đến hoặc được phát ra

1.2.2.1.1 Dịch vụ phân phối LLC :

LLC cung cấp 3 loại dịch vụ phân phối:> Dịch vụ gói dữ liệu không phản hồi (Unacknowledged datagram service): Loại dịch vụ không kết nối này hỗ trợ cho các cách truyền point-to-point, multipoint, broadcast Loại dịch vụ này không phát hiện sai và sửa sai cũng như điều khiển luồng

IEEE 802,2 LLC

IEEE 802.3IEEE 802.5CSMA/CDToken ring

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẺ TCP/IP

> Dịch vụ mạch ảo (Virtual circuit service): Loại này hướng kết nối nên cung cấp các frame tuần tự, điều khiển luồng, phát hiện và sữa lỗi

> Dịch vụ gói dữ liệu có phản hồi (Acknowledged datagram service): Loại này thực hiện dịch vụ point-to-point với thông điệp phản hồi và một số chức năng của cả hai loại trên

Việc điều khiển luồng phải làm sao cho tốc độ gởi không được nhanh hơn tốc độ nhận, vì nếu không thì frame gởi đi sẽ không được nhận và bị mất Có các phương pháp điều khiển luồng sau:

> Phương pháp Stop-and-wait: Phù hợp cho dịch vụ datagram không kết nối Phương pháp này đòi hỏi bên thu phải xác nhận các frame đã nhận được, sau đó bên phát mới tiếp tục phát

> Phương pháp Sliding-window: Cho phép truyền cùng một lần nhiều frame, phù hợp cho các dịch vụ hướng kết nôi Bên nhận được phép xác nhận nhiều frame trong một lần

Việc phát hiện sai được thực hiện ở cấp MAC nhưng việc sửa sai được thực hiện ở

lớp datalink, là một chức năng của cấp LLC Phương pháp Automatic Repeat Request (ARQ) được dùng để sửa sai Có hai cách thực hiện:

> Stop-and-wait ARQ: Mỗi khi phát đi thì chờ ACK quay về và sẽ truyền lại khung không được nhận

> Go-back-N ARQ (truyền lại từ khung N): Mỗi khi phát thì không chờ mà cứ phát tiếp, và nếu khung không được nhận thì sẽ truyền lại từ khung đó

Í.2.2.Í.2 Dạng dữ liệu LLC :(Hình 2.4)

Đơn vị dữ liệu của LLC có dạng:

(1 byte) (1 byte) ( 1 - 2 bytes) (42-1497 bytes)

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1 : TÔNG QUAN VẺ TCP/IP1.2.2.2 Mạng IEEE 802.3 (IEEE Ethernet) :

Chuẩn IEEE 802.3 gần như giống hoàn toàn chuẩn Ethernet II bởi vì chuẩn IEEE 802.3 được phát triển lên từ mạng Ethernet II Giữa IEEE 802.3 và Ethernet II chỉ khác nhau ở định dạng khung

1.2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động của IEEE 802.3 :

IEEE 802.3 cũng sử dụng giao thức CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access (Collision Detection) như mạng Ethernet II, và giao thức này đã được trình bày ở phần nguyên lý làm việc của mạng Ethernet

1.2.2.2.2 Câu trúc Frame của IEEE 802.3 : (Hình 2.5)

Pream bleStartDestinationSource'LengthD ataFCS(7 bytes) Frame

D elim iter

Address (2 or 6

mục đích báo hiệu đầu của frame, do đó các byte của preamble không được tính

vào chiều dài của frame.>• Start Frame Délimiter: Là byte báo hiệu đã hêt phần mở đầu của một khung, có giá trị các bit là 10101011

> Destination address và Source address: Địa chỉ đích và địa chỉ nguồn Khác với Ethernet mỗi trạm trên mạng được gán một địa chỉ mạng 48 bit độc nhất, trên mạng IEEE 802.3 mỗi trạm có thể được gán hoặc địa chỉ 48 bit hoặc địa chỉ 16 bit, loại địa chỉ 48 bit được sử dụng phổ biến hơn Trên một mạng ta phải sử dụng thông nhất một loại địa chỉ, hoặc sử dụng địa chỉ 16 bit, hoặc sử dụng địa chỉ 48 bit Dựa vào destination address các trạm nhận sẽ xác định được rằng frame này được gởi cho mình hay một máy khác, và có thể hồi đáp lại phía gởi nhờ vào source address

> Length: Gồm 2 byte, cho biết số byte được chứa trong trường data.> Data: Chứa những đơn vị dữ liệu nhận được từ những phân lớp LLC bao gồm LLC header và data Trường data dài từ 46 đến tối đa là 1500 byte Nếu data

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VẺ TCP/IP

ít hơn 46 byte thì sẽ phải chèn thêm các byte có giá trị 00000000 vào cho đủ chiêu dài tốì thiểu 46 bytes

> FCS (frame check sequence): Chuổi kiểm tra này cho phép bên nhận

kiểm tra frame có bị lỗi trên đường truyền hay không Chuôi này có được băng

cách tính mã vòng CRC (cyclic redundancy checksum) cho tâ"t cả các bit trong frame ngoại trừ các bit preamble, bit start frame delimiter và các bit FCS

1.2.2.3 Mạng IEEE 802.5 (IEEE token rin g):

IBM đã phát triển mạng token ring (mạng vòng kín sử dụng thẻ) và đã đệ

trình lên IEEE để chuẩn hóa thành 802.5 IEEE 802.5 token ring là lớp vật lý được

phổ biến rộng rãi chỉ đứng sau Ethernet Có một sô" lý do làm cho token ring không phổ biến bằng Ethernet II, đó là:

> Token ring được phát triển bởi IBM, và mặc dù đã được chuân hóa nhưng IEEE 802.5 token ring vẫn được nhiều khách hàng xem là sản phẩm của riêng IBM

> Mạng Ethernet vốn đơn giản, đáng tin cậy và hiệu quả đôi với đa số' các mạng máy tính, đồng thời chi phí dành cho mạng Ethernet lại thấp hơn rất nhiều so với token ring

> Bộ giao thức TCP/IP từ đầu được phát triển dựa trên mạng Ethernet, và những phát triển của nó về sau này cũng được ưu tiên dành cho mạng phô biến

nhất là mạng Ethernet.Tuy nhiên IEEE 802.5 có những thế mạnh riêng của nó và hoàn toàn chiếm ưu thế so với mạng Ethernet trong một sô" điều kiện làm việc nhất định Đặc biệt là đối với những mạng mà đường truyền không được phép tắc nghẽn dù với xác suất nhỏ nhất, lúc đó IEEE 802.5 token ring với nguyên lý hoạt động đặc thù của mình sẽ trở thành sự lựa chọn sô" một cho người sử dụng

1.2.2.3.1 Nguyên lý làm việc của mạng IEEE 802.5 token ring

Trong mạng IEEE 802.5 token ring, phương pháp truy xuất dùng thẻ (token) đảm bảo cho mỗi máy trên mạng của mình sẽ có quyền truyền dữ liệu trong những khoảng thời gian nhất định một cách tuần hoàn

Token là một frame đặc biệt sẽ được truyền theo thứ tự trên vòng, khi một máy đang có được token thì máy đó sẽ được phép truyền Sau khi truyền xong, máy đó sẽ restart token, chuyển quyền được truyền cho những máy khác Cứ như vậy token sẽ đi lần lượt đến từng máy trên vòng ring, bảo đảm cho máy nào cũng có một khe thời gian để truyền dữ liệu

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

Mạng token ring có khả năng thiêt lập quyền ưu tiên truy xuât mạng cho mọt thiết bị nào đó trên mạng, nhờ vào đặc điểm này mà những máy móc thiết bị thiết yếu trên mạng có được quyền truy xuất mạng nhiều hơn so với những máy khác Đây là một ưu thế mà mạng Ethernet không có được Ngoài ra mạng token ring còn cho phép việc chẩn đoán sự cố và quản lý lưu lượng đường truyền ở một mức cao hơn so với mạng Ethernet

Tuy nhiên việc phân chia khe thời gian cố định cho môi máy dân đên hiệu

suất sử dụng đường truyền không cao do mỗi máy không phải lúc nào cũng có nhu cầu truyền dữ liệu

1.2.2.3.2 Câu trúc frame của IEEE 802.5 token ring : (Hình 2.6)

SĐACPCDASAInformationFCSEDFS(A bỵte)( l byte) a by te)(2 Ot 6

bytes)

(2 Or 6bytes)

(0 or morebytes)

(*bytes)

FC = Frame Control DA = Destination Address

S A = Source Address

FCS = Frame Check Sequence

ED = Ending Delimiter FS = Frame Status> Starting delimiter (SD): Là tín hiệu mở đầu của frame, trong trường SD chứa những tín hiệu điện không thuộc loại data

> Access control (AC): Chứa những bit ưu tiên và những bit để dành đê thiết lập mức độ truy cập ưu tiên của mạng Trong trường AC còn có một bit gọi là token bit để chỉ thị đây là token frame là một token hay là một frame dữ liệu

> Frame control (FC): Trường này cho biết frame chứa dữ liệu LLC (Logical link control) hay dữ liệu điều khiển MAC (Medium access control)

^ Destination address (DA): Cho biết địa chỉ của một hoặc nhiêu máy nhận (bên cạnh việc truyền tới một máy duy nhất, token ring còn hổ trợ việc truyền đồng thời cho nhiều máy cùng một lúc theo dạng thức multicast hay broadcast) Có hai dạng thức địa chỉ được hổ trỢ là địa chỉ 16 bit và địa chỉ 48 bit

> Source address (SA): Cho biết địa chỉ của máy nguồn Source address và destination address phải cùng dạng thức

> Information: Chứa dữ liệu LLC hoặc thông tin điều khiển MAC

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VẺ TCP/IP

> Frame check sequence (FCS): Chứa 32 bit kiểm tra mã vòng cho FC, DA, SA, và information

> Ending delimiter (ED): Báo hiệu kết thúc một frame Trong trường ED có hai bit điều khiển: 1 bit chỉ thị đây là frame giữa hay frame cuối của các frame được truyền; 1 bit chỉ thị lỗi, bit này sẽ được set lên 1 bởi bất cứ máy nào khi lỗi được phát hiện

> Frame status (FS): Chứa những bit điều khiển khác cho biết một máy đã

nhận được địa chỉ của nó và cũng cho biết một frame đã được copy bên phía nhận.1.2.3 Mạng X.25 :

Các mạng thuê bao có đường truyền cố định có một sô" bât lợi về chi phí cao khi hoạt động và khi lắp đặt Do đó nhiều nơi đã lợi dụng mạng điện thoại công cộng có sẩn để xây dựng nên mạng truyền dữ liệu theo nghi thức X.25 theo khuyên nghị của Liên đoàn Viễn thông Quốc tế ITƯ (International Telecommunication Union) (trước đây được gọi là CCITT: International Telegraph and Telephone Consultative Committee)

Thực ra X.25 là kỹ thuật mạng diện rộng (WAN) lâu đời nhất và vẫn còn được sử dụng rộng rãi X.25 là một mạng chuyển mạch gói (packet-switching) Các thiêt bị liên lạc với nhau thông qua mạng bằng cách thiêt lập một mạng ảo tạm thời hoặc thường xuyên theo nhu cầu liên lạc

Chuẩn X.25 sử dụng 3 giao thức tương ứng với 3 lớp thấp nhất trong mô hình OSI (Hình 2.7): lớp mạng, lớp liên kết dữ liệu, lớp vật lý

p “'""'"™

NetworkX.25 P acket L ev el Protocol

Data Link Link A ccess Protocol B alanced

> Nghi thức X.25: Cung cấp dịch vụ đánh địa chỉ và điều khiển luồng tại lớp

mạng Bởi vì X.25 được thiết kế để cung cấp những phiên giao dịch thông tin tin

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẺ TCP/IP

cậy trên những kênh truyền không tin cậy cho nên X.25 phải có trách nhiệm phát hiện lỗi và sửa sai chúng bằng cách yêu cầu phát lại những gói dữ liệu hỏng

Tốc độ tối đa của X.25 là 64 Kbps, đủ cho liên lạc định hướng ký tự giữa máy chủ và các thiết bị đầu cuối, nhưng rõ ràng là rất hạn chế cho các ứng dụng xử lý real-time vốn đòi hỏi tốc độ nhanh của các mạng LAN

Vì có nhiều đầu cuối không dùng chuẩn X.25 nên các đầu cuối này cần giao tiếp với mạng X.25 thông qua một PAD ( Packet Assembler - Disassembler) Nghi thức chuẩn giữa đầu cuối và PAD là X.28, giữa PAD và mạng là X.29

1.2.4 Mạng frame relay :

Frame relay là một mạng diện rộng chuyển mạch gói và có băng thông rộng Đây là một kiểu mạng cải tiến của X.25 Những dịch vụ mà frame relay cung cấp nằm ở lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu (Hình 2.8)

ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData linePhysical

Frame Relay

Hình 2.8: Sự tương ứng giữa Frame Relay và mô hình O S I7 lớp

Frame relay được thiết kế với giả thiết rằng kênh truyền thông là đáng tin

cậy Do đó frame relay không chịu trách nhiệm cho việc sửa sai khi có lỗi, đó là nhiệm vụ của lớp cao hơn Frame relay thực hiện việc kiểm tra lỗi, bỏ đi những frame bị lỗi và chỉ thông báo cho lớp cao hơn biêt để lớp này có trách nhiệm yêu cầu truyền lại

Frame relay có thể hoạt động ở tốc độ cao từ 56 Kbps cho đên 44,6 Mbps, rất hiệu quả cho việc liên lạc giữa các mạng LAN với nhau

Frame relay đáp ứng nhu cầu về băng thông rất tôt, và lưu lượng có the chuyển đổi từ mật độ râ't thấp đến mật độ cao một cách nhanh chóng Đây là một

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IPđiểm tiến bộ so với X.25 vốn băng thông được phân phô"i đồng đều ở bất kỳ thời

điểm nào.Frame relay là một nghi thức định hướng kết nối hỗ trợ những mạng chuyển mạch ảo và những mạng ảo thường xuyên

1.2.5 Mạng ATM :

Các dữ liệu video và âm thanh đều có thể biểu diễn dưới dạng tín hiệu số Các dữ liệu hình ảnh và âm thanh trong video được chứa trong hai nguồn dữ liệu riêng rẽ mà phải giữ sao cho đồng bộ trong thời gian thực ATM (Asynchronous transfer mode) là một kỹ thuật truyền bất đồng bộ dùng để tổ hợp dữ liệu video, âm thanh và dữ liệu máy tính, thường được dùng cho mạng chất lượng cao

1.2.5.1 Mode truyền ATM :

Mạng ATM bao gồm hai loại thiết bị : các trạm đầu cuối và các chuyển mạch Kỹ thuật ATM chỉ ra hai loại giao tiếp mạng:

> User-Network Interface (UNI): Nối một thiết bị đầu cuối tới một chuyển mạch

> Network-Network Interface (NNI): Nối chuyển mạch này tới chuyển mạch khác

ATM cung cấp một phương pháp truyền khá uyển chuyển thích hợp cho âm thanh, video và dữ liệu máy tính Tương tự như X.25 và frame relay, ATM cung cấp phương pháp chuyển mạch cho những đơn vị dữ liệu trên mạng Tuy nhiên, không giống như những giao thức chuyển mạch gói kia vốn truyền dữ liệu theo

n h ữ n g đơn vị có chiều dài thay đổi, ATM điều hành các đơn vị dữ liệu có kích thước ccí định được gọi là các cell Bằng cách chuẩn hóa kích cỡ của dữ liệu, hiệu quả chuyển mạch của ATM đã tăng lên rất nhiều

Đe đáp ứng được công nghệ âm thanh và video, ATM cung cấp dịch vụ đồng bộ cell cho phép ATM bảo đảm được tốc độ dữ liệu và đồng bộ những kênh dữ liệu

Mỗi ATM cell có chiều dài 53 byte bao gồm một header 5 byte và 48 byte payload như sơ đồ hình 2.9:

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

Hinlt 2.9: Ctfu title ATM cell

ATM được kết nối định hướng Những thiết bị liên lạc với nhau sẽ nhận một mạch ảo, qua mạch ảo đó các cell sẽ được phân phát tới nơi cần đến Lộ trình giữa 2 thiết bị trên mạng ATM được chỉ định bởi hai thông số :VC (virtual channel) và VP (virtual path), vc được gán cho một mạch ảo, còn VP là một tập hợp các vc.

> VPI (virtual path identifier): Gồm 8 bit chỉ ra đường dẫn ảo giữa hai bộ phận chuyển mạch

> VCI (virtual channel identifier): Gồm 16 bit chứa thông tin về kênh huyền ảo VCI cùng với VPI sẽ cùng nhau xác định một cách thông nhât một mạch ảo cho mỗi cell

1.2.5.2 Các nghi thức ATM :

ATM Adaptation layer (AAL)ATM layer _Physical layer _> ATM adataption layer (AAL): Phân dòng dữ liệu từ các lớp trên thành các đơn vị dữ liệu dài 48 bytes, hợp các đơn vị dữ liệu thành thông điệp, cung cấp giao tiếp với các lớp trên Nó bao gồm hai lớp con:

+ Lớp con phân đoạn và tái hợp đoạn (Segmentation and Reassembly Sublayer) có nhiệm vụ phân mảnh và hợp mảnh các chuỗi cell ATM

+ Lớp con hội tụ (Convergence Sublayer) gồm các đặc tính giao diện, các dịch vụ mà AAL cung cấp cho các lớp trên

> ATM layer: Độc lập với môi trường vật lý Các chức năng chính của lớp là định dạng, ghép kênh và phân kênh các cell, biến đổi bộ nhận dạng đường ảo và bộ nhận dạng kênh ảo, định dạng header cho các cell, chuyển trên các mạch

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: TỐNG QUAN VẺ TCP/IP

thích hợp PVC (Permanent virtual channel) hay SVC (Switched virtual channel) Nhiệm vụ của lớp ATM là biến đổi địa chỉ mạng trong các lớp trên thành các giá trị VPI và VCI tương ứng

> ATM physical layer: Chỉ định cách truyền cell trên mạng và định nghĩa tín hiệu cho các phương tiện truyền thông khác nhau Tuy nhiên, trong mạng ATM không quy định một mức tốc độ dữ liệu cụ thể, ATM có thể thích nghi với hầu hết các tốc độ dữ liệu và các phương tiện truyền thông

1.2.5.3 Môi trường truyền của ATM :

ATM có thể hoạt động trên nhiều phương tiện truyền vật lý khác nhau Phổ biến nhất là đường truyền của mạng quang đồng bộ SONET (Synchronous Optical Network) với tốc độ từ 52 Mbps (tương ứng với optical carrier OC-1) đến 2,5 Gbps (tương ứng với optical caưier OC-48)

Một trong những tính năng quan trọng nhất chỉ có ở mạng ATM là khả năng liên hợp nhiều tốc độ dữ liệu khác nhau trên một mạng mở rộng

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1 : TÔNG QUAN VỀ TCP/IP1.3 LỚP LIÊN MẠNG

Lớp liên mạng có nhiệm vụ phân phối dữ liệu trên liên mạng với các nghi thức chủ yếu của lớp này là IP (Internet protocol), ARP, RARP, ICMP Lớp liên mạng có những chức năng cụ thể như : Gán địa chỉ, phân mảnh và tái hợp mảnh datagram, phân phát datagram trên liên mạng (internetwork)

1.3.1 Địa chỉ IP (Địa chỉ Internet):1.3.1.1 Phân lớp địa chỉ IP:

Các giao thức lớp trên của TCP/IP không sử dụng trực tiếp địa chỉ phần cứng của mạng, thay vào đó chúng sử dụng một hệ thông những địa chỉ logic để xác định các host (host là cách gọi chính thức cho một trạm đầu cuối trên mạng TCP/IP)

Những địa chỉ logic này được gọi là các địa chỉ IP.

Sử dụng địa chỉ IP này, công việc quản lý mạng trở nên rất thuận lợi Cho dù thay đổi địa chỉ phần cứng hay ngay cả áp dụng một công nghệ phần cứng mới hoàn toàn thì địa chỉ IP vẫn không thay đổi, về mặt logic địa chỉ IP đó vẫn chỉ đến mạng mới đó

Mỗi host có một địa chỉ IP gồm 32 bit gồm 2 phần : netid và hostid Netid đại diện cho mạng còn hostid xác định host thuộc mạng đó

Trong thực tế tồn tại nhiều loại mạng có số lượng host khác nhau, thay đổi từ

ít đến nhiều Để thích hợp với sự đa dạng về sô" lượng các host trên một mạng, mô hình địa chỉ IP đã được phân ra thành nhiều loại khác nhau, mỗi loại được gọi là một lớp địa chỉ và thích hợp với quy mô của các mạng Có 5 lớp địa chỉ với định

dạng như hình 3.1:

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TCP/IP

Htah 3.1: Các phần Iđp địa cU 0»

Mỗi lớp địa chỉ có các bit cao khác nhau.> Lớp A : dành cho mạng có nhiều hơn 65.536 (216) host Netid có 7 bit và hostid có 24 bit

> Lớp B : dành cho mạng có kích thước trung bình, có từ 256 (28) đến 65.536 (216) host Địa chỉ IP lớp B có 14 bit netid và 16 bit hostid

> Lớp c : dành cho mạng có kích thước nhỏ dưới 256 (28) host Địa chỉ lớp

c có 21 bit netid và 8 bit hostid.> Lớp D : địa chỉ lớp D là multicast address (địa chỉ xác định nhiều máy cùng lúc) Khác với multicast address ở các mạng phần cứng chỉ cho phép xác định các máy trong cùng một mạng nội bộ của mình, địa chỉ multicast của IP có thể xác định cùng lúc nhiều máy trên các mạng khác nhau Do phần chương trình của đề tài này sử dụng địa chỉ quảng bá để truyền tín hiệu hình ảnh trên mạng, nên multicast address sẽ được trình bày chi tiết hơn ở phần tiếp theo

> Lớp E : là lớp địa chỉ được dành cho mục đích thử nghiệm

I.3.I.2 Ký hiệu địa chỉ IP:Ta thường ký hiệu địa chỉ IP dưới dạng 4 sô' nguyên thập phân được ngăn cách

nhau bởi dâu chấm, mà mỗi sô' là giá trị của một byte trong địa chỉ IP nhị phân.Ví dụ : thay vì ta viết địa chỉ IP là :

10000000 00001010 00000010 00011110Ta có thể viết lại dưới dạng thập phân : 128.10.2.30

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ TCP/IPI.3.I.3 Multicast addressing:

Phương pháp gán địa chỉ multicast của IP cho phép phân phôi datagram một cách hiệu quả đến nhiều điểm khác nhau trên liên mạng, những điểm này có thể nằm trên cùng một mạng đơn hay nằm trên liên mạng Khi có nhu câu truyên thông tin đến một nhóm nhất định nào đó, IP sẽ dùng địa chỉ multicast cua nhóm đo đe truyền, làm như vậy vừa đáp ứng được nhu câu truyên dữ liẹu đen nhieu may cung một lúc vừa hiệu quả do không phải truyền đến tất cả các host trên mạng

IP sử dụng địa chỉ IP lớp D làm địa chỉ multicast Địa chỉ multicast này chỉ

được dùng làm địa chỉ đến, và chúng không bao giờ xuât hiện trong địa chỉ nguồn.

Mỗi công nghệ mạng phần cứng thường có một cách đê xác định địa chi multicast khác nhau, và tùy theo kỹ thuật phần cứng mà mạng sử dụng, IP multicast address sẽ được kết hợp với các địa chỉ multicast phần cứng này một cách thích hợp Chẳng hạn như đối với mạng Ethernet, IP multicast address sẽ lấy 23 bit địa chỉ thấp của mình thay thế cho 23 bit địa chỉ thấp của Ethernet

Một host sẽ tham gia vào IP multicast address ở 3 mức độ khác nhau( Hình 3.2):

Level Ý Eghĩa

0 Host khôag thể phát lẫtt nhận nội dung được multicast.1 Host có thể nhậ n nhưng không thể phát đi nội dung multicast.2 Host vừa có thể nhện vừa có thể phát đi nội dung multicast.

Hình 3.2: Cẩc cấp í n định địa chỉ multicast

Để được tham gia vào IP multicast trên một mạng nội bộ, host phải có phần mềm cho phép nó gởi và nhận multicast datagram Muôn tham gia vào dịch vụ multicast hên nhiều mạng khác nhau, host phải thông báo cho multicast gateway nội bộ

Trước khi một multicast gateway muốn truyền thông tin về thành viên trong nhóm, các multicast gateway và các host tham gia vào việc multicast phải sử dụng giao thức Quản lý nhóm liên mạng IGMP (Internet group management protocol) để

thông tin cho nhau về số thành viên của nhóm multicast.

Một sô" địa chỉ multicast đặc biệt :> Một địa chỉ có hostid hoặc netid bằng 0 (giá trị nhị phân là 00000000) sẽ được hiểu là địa chỉ của mạng này Ví dụ : địa chỉ IP 155.123.0.0 xác định mạng tương ứng với netid là 155.123; địa chỉ IP 0.0.0.37 xác định host tương ứng với hostid 37 trên mạng nội bộ này Như vậy địa chỉ IP với netid bằng 0 nói đên chính mạng này, do đó nếu một host nhận được một gói dữ liệu với địa chỉ nguôn có netid

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

là 0 thì có nghĩa là gói dữ liệu đó xuất phát từ chính trên mạng đó Địa chỉ IP có hostid bằng 0 là địa chỉ của mạng

> Địa chỉ có hostid bằng 255 (11111111) : được dùng cho mục đích quảng bá thông tin cho tất cả các host trên mạng nội bộ đó Ví dụ : một thông điệp gửi đến địa chỉ 183.20.255.255 sẽ được gửi đến tất cả các host trên mạng 183.20

> Địa chỉ 255.255.255.255 (địa chỉ toàn bit 1) : khi message có địa chỉ này nó sẽ được truyền đến mọi host trên cùng mạng nội bộ của host đã phát đi

1.3.2 Các nghi thức giải quyết địa chỉ:1.3.2.1 Nghi thức ARP (Address Resolution Protocol) :1.3.2.1.1 Giới thiệu chung:

Nếu hai host trên mạng muốn liên lạc với nhau, chúng không những cần biết địa chỉ IP của nhau mà còn cần phải biết địa chỉ vật lý của nhau

Mỗi card giao tiếp mạng trong mỗi host có một địa chỉ vật lý riêng Mặt khác không có một quy tắc chuẩn nào liên hệ giữa địa chỉ vật lý và địa chỉ IP Làm thê nào một host hay gateway gán đúng địa chỉ vật lý cho một địa chỉ IP khi muốn chuyển một gói dữ liệu đến một host khác trên mạng? Họ nghi thức TCP/IP cung cấp hai nghi thức khác nhau để tạo tương ứng địa chỉ vật lý với địa chỉ IP : ARP (Address resolution protocol) tìm địa chỉ vật lý khi biêt địa chỉ IP, và RARP (Reverse address resolution protocol) tìm địa chỉ IP khi biêt địa chỉ vật lý

Có hai địa chỉ vật lý cơ bản:

> Loại thứ nhất được đại diện bởi mạng Ethernet có không gian địa chỉ

rộng, địa chỉ vật lý cô" định.> Loại thứ hai có quy mô nhỏ, đại diện bởi mạng ProNET-10, địa chỉ vật lý không cô" định, có thể sắp xếp sơ đồ địa chỉ vật lý

Đôi với các mạng loại hai ta có thể tự do chọn địa chỉ vật lý và địa chỉ IP cho mạng, nên khi cài đặt card mạng ta nên chọn địa chỉ vật lý liên quan với địa chỉ IP được gán Ví dụ ta nên chọn địa chỉ vật lý là 3 khi địa chỉ IP là 192.5.48.3.

Xét các mạng loại một Địa chỉ mạng Ethernet có 48 bit được gán cô định bởi nhà sản xuất, và không có một sự liên quan nào giữa địa chỉ IP và địa chỉ vật lý của một máy Những nhà thiết kê" nghi thức TCP/IP đã tìm ra một giải pháp cho phép liên kết động những địa chỉ vật lý với địa chỉ IP để có thể dễ dàng thay đổi các cặp địa chỉ tương ứng khi có máy mới tham gia vào mạng Đó là nghi thức ARP : Address resolution protocol

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẺ TCP/IP

Nghi thức ARP cho phép một host tìm địa chỉ vật lý của một host khác trên mạng khi biết được địa chỉ IP của host cần tìm Host cân biêt địa chi vật lý sẽ quảng bá một yêu cầu và đợi host ở xa trả lời

1.3.1.1.2 Nghi thức ARP:

ARP cho rằng tất cả các host đều biêt tương ứng địa chỉ vật lý- địa chỉ IP của chính mình Nếu một host muốn lấy địa chỉ vật lý của một host khác, nó gởi một ARP Request chứa địa chỉ IP của host đích cho toàn mạng Host đích nhận ra cha chỉ IP của nó và trả lời ARP reply chứa địa chỉ vật lý của nó

Khi phát một gói, host luôn tìm trong bộ đệm ARP xem có sẩn cặp địa chỉ vật lý-IP của máy đích hay chứa trước khi gởi đi yêu cầu ARP Nếu host tìm thấy thì nó lây địa chỉ vật lý, dùng địa chỉ đó đặt vào frame và gởi frame đi mà không cần phải quảng bá trên mạng Nếu trong bộ đệm chưa có cặp tương ứng địa chỉ đó sẽ quảng bá cho toàn mạng một yêu cầu ARP và đợi trả lời Host sẽ phát lại request khi không nhận được ACK phản hồi

Khi host nhận được một câu trả lời ARP, nó lưu lại cặp địa chỉ IP-vật lý của

máy mà nó muốn liên lạc vào bộ đệm của nó.Host thường gởi kèm cặp địa chỉ IP-vật lý của mình vào gói ARP, nên khi một gói ARP đến bên nhận dùng thông tin đó để cập nhật vào bộ đệm của nó trước khi xử lý gói ARP

Giữa thời gian máy quảng bá yêu cầu và nhận trả lời, chương trình ứng dụng hay các nghi thức lớp cao hơn lớp liên mạng cũng có thể tạo tiếp các yêu cầu đến cùng một địa chỉ, phần mềm lớp liên mạng phải nhớ rằng nó đã gởi yêu câu và không gởi nữa Thường nó đặt yêu cầu thêm trên một hàng đợi, khi câu trả lời đến nó cung cấp liên kết địa chỉ cho mỗi yêu cầu và giải phóng hàng đợi

1.3.2.1.3 Dạng thông điệp của ARP:

Thông điệp ARP không có một dạng header cố định và được thiêt kế để dùng

được cho nhiều kỹ thuật mạng khác nhau

Ví dụ hình 3.3 dưới đây cho ta xem một thông điệp ARP dài 28 octets dùng

trên mạng Ethernet (có địa chỉ vật lý 6 octets) để tìm địa chỉ IP (4 octets)

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/ĨP

SENDER HA (octets 0-3)SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1)SENDER IP (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1)

TARGET HA (octets 2-5)

TARGET IP (octets 0-3)

mnh 3.3: ĐỊoh dạng thông điệp ARP

> HARDWARE TYPE xác định loại giao tiếp phần cứng mà bên gởi lấy câu trả lời

> PROTOCOL TYPE xác định loại địa chỉ IP mà bên gởi cung cấp.> OPERATION xác định đây là gói yêu cầu ARP(l) hay là gói trả lời ARP(2), là gói yêu cầu RARP(3), hay là gói trả lời RARP(4)

> HLEN, PLEN chiều dài của địa chỉ vật lý và chiều dài của địa chỉ IP Hai thông số này thay đổi theo loại kỹ thuật mạng

> SENDER HA, SENDER IP: địa chỉ vật lý và địa chỉ IP của host gởi.> TARGET IP, TARGET HA: khi gởi yêu cầu, host gởi cung cấp địa chỉ IP của host đến trong field TARGET IP (đối với nghi thức ARP), hoặc cung cấp địa chỉ vật lý của host đến trong field TARGET HA (đôi với nghi thức RARP)

Trước khi máy đích trả lời, nó điền những field còn thiếu , thay cặp tương ứng địa chỉ bên gởi bằng cặp địa chỉ bên đích, thay đổi OPERATION thành dạng trả lời

I.3.2.2 Nghi thức RARP (Reverse address resolution protocol) :I.3.2.2.I Giởi thiệu chung:

Thường địa chỉ IP của một máy được lưu trữ trong bộ lưu trữ thứ cấp của nó, nơi mà hệ thông điều khiển tìm đên khi khởi động Một câu hỏi đặt ra là:

“ Làm thế nào một máy không có đĩa, tức không có bộ lưu trữ thứ cấp, xác định địa chỉ IP của nó?” Nghi thức RARP sẽ làm công việc đó

Khi mã chương trình mới bắt đầu thực thi trên một máy không đĩa, nó phải dùng mạng liên hệ với một server để lấy địa chỉ IP của máy mình Một khi máy biết được địa chỉ IP của nó, mọi hoạt động thông tin liên lạc sẽ trở lại bình thường

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1 : TỒNG QUAN VẺ TCP/IP1.3.2.2.2 Nghi thức RARP:

RARP dùng cùng một dạng message như ARP Message RARP cũng được đặt trong phần dữ liệu của khung khi muôn truyền đi trong mạng Một khung mang theo một yêu cầu RARP có các thông số như là mạng nguồn, địa chỉ đích, loại gói,

Khi một máy không đĩa khởi động, nó gởi yêu cầu quảng bá trên mạng trong đó có kèm địa chỉ vật lý của nó Tất cả các máy trên mạng đều nhận yêu cầu nhưng chỉ có các server mới có quyền cung cấp dịch vụ RARP xử lý yêu cầu và gởi trả lời Mỗi mạng có tối thiểu một server như vậy

Máy phát yêu cầu sẽ nhận tất cả các thông điệp trả lời từ tât cả các server ngay cả khi chỉ cần thông điệp trả lời của server đầu tiên thôi đã đủ

Tất cả các liên lạc giữa máy muôn tìm địa chỉ IP của nó với server cung câp địa chỉ IP đều bằng địa chỉ vật lý Hơn nữa, nghi thức RARP cũng cho phép tìm địa chỉ IP của một host bât kỳ khi biết được địa chỉ vật lý của host đó, chỉ cần bên gởi thay địa chỉ vật lý của mình bằng địa chỉ vật lý của host kia trong thông điệp RARP Server sẽ gởi trả tới địa chỉ phần cứng của người gởi

1.3.2.2.3 Các trường hợp lỗi có thể xảy ra :

Vì các yêu cầu RARP rất có khả năng bị mất hoặc gián đoạn nên phần mềm RARP cũng phải xử lý các trục trặc này

Nhiều máy không đĩa dựa vào RARP để khởi động và sẽ cô" gắng phát lại cho đến khi nào nhận được thông điệp trả lời mới thôi Nếu mạng chỉ có một server thì server sẽ có khả năng quá tải và các gói dữ liệu có khả năng không đến được đích Một sô" host sau một sô" lần cô" gắng nhưng không thành công sẽ thông báo sai để tránh tình trạng tràn trong mạng do có quá nhiều gói dữ liệu được phát theo kiểu quảng bá

Trong thực tê", để hệ thông hoạt động tin cậy hơn, ít tắc nghẽn hơn, ta có hai phương pháp giải quyết:

> Mỗi máy phát yêu cầu đư ợc gán cho một server chính Trong điều kiện bình thường, chỉ có server chính trả lời, các server khác không trả lời mà chỉ ghi nhận lần đến của yêu cầu Sau một khoảng thời gian ngắn nhất định, nếu server chính không phản hồi máy phát sẽ phát lại yêu cầu, các server khác nhận được yêu cầu lần thứ hai sẽ hồi đáp lại cho phía máy phát

> Phương pháp thứ hai cũng tương tự như phương pháp trên nhưng các server phụ khi nhận được yêu cầu lần thứ hai sau những khoảng delay ngẫu nhiên sẽ phát cặp địa chỉ IP-vật lý để tránh việc nhiều server phụ phản hồi cùng lúc

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẺ TCP/IP

1.3.3 Các giao thức liên mạng (Internet Protocol):

Mục đích chính của Internet Protocol là cung câp sự liên kêt giữa cac mạng con thành một liên mạng truyền dữ liệu Nghi thức IP cung cấp 4 chức năng chính:

> Tạo gói dữ liệu.> Lập địa chỉ.> Tạo tuyến (routing).> Phân mảnh và tái hợp mảnh các gói dữ liệu

I.3.3.I Đặc điểm của hệ thống phân phát gói phi kết nối:

v ề mặt kỹ thuật, hầu hết các dịch vụ mạng được định nghĩa như các hệ thống phân phát gói không liên kết (connectionless), cố gắng nhất (best effort) và không tin cậy (unreliable)

Dịch vụ là không liên kết bởi vì các gói được xử lý độc lập với nhau Một chuổi các gói dữ liệu được gởi từ một host đến một host khác có thể phải đi qua nhiều đường đi khác nhau, một số gói bị mất trong khi một số gói được phân phát tới đích

Dịch vụ không tin cậy vì việc phân phôi không được đảm bảo Các gói dữ liệu có thể bị mất, nhận hai ian, bị trễ hoặc là nhận không theo thứ tự nhưng dịch vụ vẫn không sửa sai, cũng không thông báo cho người gởi hay người nhận

Cuối cùng, dịch vụ phân phát một cách cố gắng nhâ't vì phần mềm thực sự cố gắng để phân phát gói dữ liệu Liên mạng không loại bỏ các gói một cách đọt ngọt, sự không tin cậy tăng lên chỉ khi nguồn nuôi cạn kiệt hoặc phần cứng bị hỏng

I.3.3.2 Sự phân mảnh và hợp mảnh:I.3.3.2.I Sự phân mảnh :

Việc truyền tải được hữu hiệu nhất khi toàn bộ một datagram vừa đủ chứa trong phần data của một frame (vốn kích thước frame khác nhau cho từng loại mạng) Nhưng trong thực tế một datagram có thể được truyền qua nhiều loại mạng khác nhau rồi mới tới đích, do đó kích thước frame thay đổi liên tục từ mạng này qua mạng khác

Mỗi kỹ thuật chuyển mạch gói đều có một giới hạn trên cố định về chiều dài của phần data trong mỗi frame Ví dụ mạng Ethernet chứa tôi đa 1500 byte trong

phần data, trong khi mạng proNET-10 chứa được tối đa 2044 byte data trong mỗi

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỒNG QUAN VẺ TCP/IP

khung Ta gọi giới hạn này là Đơn vị ữuyền tải lớn nhất của mạng, gọi tắt là MTƯ (Maximum Transfer Unit)

Nguồn có thể chọn bất cứ kích thước nào cho datagram, cho nên nếu trên đường đi của m ìn h datagram phải đi qua một mạng có MTU nhỏ hơn kích thước của datagram thì datagram sẽ bị một gateway trung gian trên đường đi của nó phân mảnh Phân mảnh một datagram có nghĩa là chia datagram đó ra thành nhiều mảnh mỗi mảnh có dạng giông như datagram gốc Sự phân mảnh xảy ra hoàn toàn tự động trong lớp liên mạng mà không có sự tác động của nguồn

Ví dụ : datagram gốc mang 1400 byte dữ liệu, MTU của mạng là 620 nên datagram bị phân mảnh Mảnh 1 có offset là 0, mảnh 2 có offset là 1, manh 3 có offset là 1200 (Hình 3.4)

H ead er

600 b y tes600 bytes 200 bytes

F rag m en t l H e a d e r

D atai

F ragm ent 2 H e a d e r

D a ta i

Hình 3.4: s ự phân mảnh dff liệu khi đi qua cá c mạng có MTU khác nhau

Khi một gateway phân mảnh một datagram nó sao hầu hết các trường trong phần header của datagram vào mỗi mảnh ngoại trừ trường FLAGS Do đó môi mảnh chứa một header gần giống header của datagram gốc, theo sau là phần dữ liệu của mình

Trong phần header của mỗi mảnh cũng có một bit báo hiệu cho biết mảnh đó có phải là mảnh cuối cùng của một datagram hay không, đây là một thông tin hữu ích cho việc hợp mảnh Trong ví dụ trên, bit báo hiệu còn mảnh khác được set lên trong Header 1 và Header 2

I.3.3.2.2 Sự hợp mảnh :

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYẾTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IP

Trong liên mạng TCP/IP, khi một datagram đã được phân mảnh nó sẽ được truyền trên mạng như các datagram riêng rẽ cho đến khi đên đích cuối cùng rồi mới được hợp lại thành datagram như cũ Việc duy trì các mảnh cho đên đích cuôi cùng có 2 bất lợi:

> Nếu như sau khi phân mảnh, các mảnh này lại được truyên trên mạng khác có MTU lớn hơn kích thước mảnh, lúc đó việc truyền không còn tối ưu

> Nếu bất cứ một mảnh nào bị mất thì sẽ không tái hợp lại thành datagram được và nguyên cả datagram sẽ bị bỏ đi

Bên nhận sẽ khởi động timer hợp mảnh khi nó nhận một mảnh đầu tiên Nêu timer tràn trước khi tất cả các mảnh đến, bên nhận sẽ loại các mảnh đang có và sẽ không xử lý datagram đó

Tuy nhiên thực hiện việc tái hợp các mảnh thành datagram tại đích đến cuối cùng vẫn có điểm tốt Nó cho phép các mảnh được tạo tuyến một cách độc lập, không đòi hỏi các gateway trung gian phải lưu giữ hay hợp các mảnh lại

I.3.3.3 Dạng của datagram:

Đơn vị vận chuyển cơ bản trong lớp Internet là các datagram Cũng giông như frame, một datagram gồm có phần Header và Data (Hình 3.5):

Datagram Header Datagram Data Area

VERS 1 HLENService TypeTotal Length

Time to livePROTOCOLHeader ChecksumSource IP Address

Destination IP AddressIP OPTIONS (if My)'

DATA

PADDING

ffiah 3.5: Định dạng datagram

PHẦN I:CƠ SỞ LÝ THUYÉTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẺ TCP/IPBởi vì datagram được xử lý bằng phần mềm nên nội dung và dạng của nó không liên quan gì đến phần cứng và có thể thay đôi được.

> VERS : bốn bit trong datagram chứa version của protocol IP được dùng để tạo datagram Tất cả các phần mêm IP đêu kiêm tra VERS trươc khi xư ly datagram để chắc chắn rằng datagram tương thích với định dạng của phần mêm đó Nếu có sự không tương thích thì máy sẽ loại bỏ gói đó để ngăn ngừa lôi

> HLEN : bốn bit chứa chiều dài phần Header của gói Tất cả các trường trong phần Datagram Header đều có chiều dài cô" định ngoại trừ chiều dài IP Options và Padding Các Header thông thường không có hai trường này

> Total Length : cho biết chiều dài của gói được đo bằng octet (1 octet = 1 byte) bao gồm chiều dài của header và chiều dài của data Có thê tính kích thươc vùng data bằng cách lấy Total Length trừ cho HLEN Bởi vì Total Length có 16 bit nên kích thước tối đa cho một datagram là 216 = 65.536 byte, đó là giới hạn tối đa của datagram trong hầu hết các ứng dụng Nhưng có thê trong tương lai, khi tôc độ mạng cao hơn thì có thể vận chuyển những gói có kích thước lớn hơn ngưỡng trên

> Service Type : tám bit chỉ ra cách thức phục vụ và độ ưu tiên của mỗi datagram (Hình 3.6)

Hình 3.6: Chi tiết trường Service Type của datagram

+ 3 bit Precedence có giá trị từ 0 đến 7 chỉ ra mức độ ưu tiên của mỗi datagram

+ Bit D, T, R chỉ ra cách thức vận chuyển mà gói mong muôn:D=l: mức trễ thấp

T=l: lưu lượng cao.R=1: độ tin cậy cao.Nếu một gateway có nhiều đường đi cho một gói thì nó sẽ chọn đường đi đúng với nội dung của trường này nhiều nhất

> IDENTIFICATION : chứa 1 số nguyên để xác định datagram Khi phân mảnh datagram, các gateway phải sao Identification vào các mảnh đê cho các máy đích biết mảnh đó thuộc datagram nào Khi một mảnh đến đích máy đích dùng trường này kèm với địa chỉ nguồn của datagram để nhận dạng các datagram Máy tính phải tính toán sao cho giá trị trường này là duy nhất cho mỗi datagram

> Fragment O ffset: xác định offset của mảnh trong datagram, với đơn vị là 8 octets bắt đầu từ offset 0 Để hợp các mảnh lại thành datagram, máy đích phải