Chương 2. Cấu trúc các tầng trong mô hình OSI2 pdf

2.1. Tầng Vật lý … 2.2. Tầng liên kết dữ liệu … 2.2. Tầng mạng … Định tuyến luồng số iệu Ki ểm soát tắc nghẽn … Chương 2. Cấu trúc các tầng trong mô hình OSI 1 2 Tầng mạng Tầng mạng sẽ thực hiện chức năng truyền gói dữ liệu từ điểm nguồn tới đích qua các liên kết trong mạng hoặc các mối liên kết giữa các mạng với nhau Chú ý : Tầng liên kết dữ liệu chỉ có chức năng đảm nhiệm việc truyền dữ liệu giữa các nút theo liên kết điểm nối điểm (kết nối trực tiếp) Chức năng của tầng mạng` Các chức năng thông thường của tầng mạng bao gồm Đánh địa chỉ. chỉ định địa chỉ để nhận biết các nút mạng trong quá trình truyền thông dữ liệu. Định truyến – Routing: xác định đường đi tối ưu của gói dữ liệu giữa các nút mạng Kết nối các mạng với nhau – internetworking: thực hiện các công việc để kết nối giữa các mạng khác nhau để tạo mối liên kết dữ liệu Kiểm soát chất lượng dịch vụ Điều khiển tắc nghẽn 3 Tính liên tục của băng thông. Tốc độ lỗi khung dữ liệu nhỏ nhất có thể. Thứ tự sắp xếp của khung. Phản hồi lại phía phát khi có tắc nghẽn trên đường truyền. Các mô hình dịch vụ: Dịch vụ kết nối không định hướng – Connectionless (dùng trong mạng internet) Dịch vụ kết nối có định hướng – Connection oriented (dùng cho mạng ATM) 4 Các dịch vụ của tầng mạng sẽ chỉ định kiểu (thuộc tính) của quá trình thiết lập và truyền dữ liệu giữa hệ thống phát và thu thể hiện ở các tính chất như: Dịch vụ của tầng mạng Tầng mạng Packet 2 Packet 1 Packet 1 Packet 2 Packet 2 Dịch vụ kết nối không định hướng  Gói dữ liệu được gọi là datagram.  Mỗi gói dữ liệu được định tuyến độc lập bởi các bộ định tuyến (router) khác nhau.  Gói dữ liệu nhận được ở một router và được lưu vào bộ đệm của router đóvànósẽ được chuyển tới (forward) tới một router khác tại cổng đầu ra tương ứng.  Việc xác định cổng đầu ra cho gói dữ liệu tạ i router thông qua bảng định tuyến Địa chỉ đich` Cổng đầu ra tương ứng 1345 12 2458 7 07 85 6 12 1566 Bảng định tuyến 5 Kết nối giữa các nút (hướng truyền nhận của các gói dữ liệu) không được xác định cụ thể Dịch vụ của tầng mạng 2 2 3 3 4 4 5 2 6 3 Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 6 Node 5 1 1 2 4 4 4 5 6 6 6 1 3 2 5 3 3 4 3 5 5 Destination Next node 1 1 3 1 4 4 5 5 6 5 1 4 2 2 3 4 4 4 6 6 1 1 2 2 3 3 5 5 6 3 Destination Next node Destination Next node Destination Next node Destination Next node Destination Next node 6 Bảng định tuyến được xây dựng thông qua các thuật toán định tuyến tại các router. Dịch vụ của tầng mạng Packet Packet Identifier Output port 15 15 58 13 13 7 27 12 Next identifier 44 23 16 34 7 Bảng định tuyến  Liên kết dữ liệu được thiết lập thông qua việc chỉ định một chuỗi các kết nối từ đích tới nguồn. Chuỗi kết nối được gọi là mạch ảo – VC.  Các gói dữ liệu được truyền lần lượt qua cùng một router trên chuỗi kết nối.  Các gói dữ liệu có thể được truyền thẳng qua router mà không cần chứa vào bộ đệm Dịch vụ kết nối có định hướng Mạch kết nối ảo Hướng kết nối giữa các nút đã được thiết lập và xác định trước khi có dữ liệu truyền nhận Dịch vụ của tầng mạng 8 A 1 3 2 A 5 3 3 3 2 A 1 3 3 A 5 Incoming Outgoing` node VC node VC 1 2 6 7 1 3 4 4 4 2 6 1 6 7 1 2 6 1 4 2 4 4 1 3 3 7 B 8 3 1 B 5 B 5 3 1 B 8 3 7 C 6 4 3 4 3 C 6 2 3 3 2 3 4 5 5 3 2 2 3 5 5 3 4 4 5 D 2 D 2 4 5 Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 6 Node 5 Incoming Outgoing` node VC node VC Incoming Outgoing` node VC node VC Incoming Outgoing` node VC node VC Incoming Outgoing` node VC node VC Incoming Outgoing` node VC node VC Việc xây dựng chuỗi kết nối thông qua các thuật toán định tuyến. Khác với kết nối cố định được giữ liên tục còn mạch kết nối ảo chỉ có ý nghĩa tại thời điểm truyền dữ liệu và sẽ được giải phóng khi quá trình truyền kết thúc. Dịch vụ của tầng mạng dễ dàngKhó thực hiện Điều khiển tắc nghẽn Xác định tùy theo tài nguyên của mạng Khó xác định Chất lượng dịch vụ Tất cả các gói dữ liệu được truyền qua các router kể cả khi nó bị lỗi Không hiệu quả, Các gói dữ liệu có thể mất khi chức năng định tuyến bị đứt đoạn Hiệu quả của quá trình định tuyến Khi VC được thiết lập, các gói dữ liệu chỉ cần truyền qua các router trên tuyến liên kết. Mỗi gói tin được định tuyến độc lập tại các router Định tuyến Mạch ảo yêu cầu router dành một bộ đệm trống cho mỗi kết nối Router không cần giữ các thông tin trạng thái của kết nối Thông tin trạng thái Mỗi gói tin chỉ cần chứa chỉ số của gói Mỗi gói tin chứa địa chỉ đầy đủ của điểm đích và nguồn Thiết lập địa chỉ cho gói tin Yêu cầu trước khi truyền dữ liệu Không cần Thiết lập kết nối Mạng Mạch ảoMạng Datagram 9 Dịch vụ của tầng mạng 10 Thông báo về trạng thái hoặc các sự thay đổi cho các nút kế cận trong mạng. Xác định đường dẫn tối ưu cho luồng dữ liệu trong mạng Truyền tải các gói dữ liệu từ điểm nguồn tới điểm đích theo con đường tối ưu đã đưa ra. Định tuyến là quá trình kết hợp giữa các quy tắc và các hàm chức năng tại một nút mạng (router) nhằm thực hiện các nhiệm vụ: Thuật toán định đường Truyền gói dữ liệu Giao thức định tuyến Yêu cầu với một kỹ thuật định đường + Các thuật toán định đường phải có tính chính xác + Thực hiện đơn giản, ổn định và thiết thực + Tính bình đẳng + Tính tối ưu Định tuyến - Routing [...]... khoảng cách Chí phí các mối liên kết với các nút lân cận Các chi phí tối ưu từ nút nguồn tới các nút đích 32 Định đường khoảng cách vector Thiết lập bảng vector khoảng cách VD: thiết lập bảng khoảng cách vector tại các nút mạng Chưa xác định 33 Định đường khoảng cách vector Các nút sẽ gửi bảng khoảng cách vector cho các nút lân cận 34 Định đường khoảng cách vector Khi nhận đuợc thông tin (bảng khoảng cách... khoảng cách Dx = [Dx(y): y ∈ N ] (chú ý vector khoảng cách Dx là một tập hợp các giá trị chi phí nhỏ nhất của các tuyến liên kết giữa x với các nút mạng khác trong mạng) Nút x biết giá của các kết nối tới các nút lân cận v là c(x,v) Nút x xác nhận Dx và vector khoảng cách tại các nút lân cận nó Như vậy với hai nút lân cận v, x đều xác nhận vector Dv = [Dv(y): y ∈ N ] 24 Thuật toán vector khoảng cách... các nút lân cận, mỗi nút mạng sẽ tính toán và thiết lập lại khoảng cách vector hay bảng khoảng cách vector của nó Sau khi thiết lập xong bảng khoảng cách vector mỗi nút lại gửi cho các nút lân cận 35 Định đường khoảng cách vector Bảng khoảng cách vector được cập nhật tại các nút mạng sau lần lặp thứ 1 Bảng khoảng cách vector được cập nhật tại các nút mạng sau lần lặp thứ 1 Quá trình tính toán tại các. .. vector khoảng cách Dx bằng cách tính trung bình các “giá” thực dx(y) 26 Thuật toán vector khoảng cách (3) Tính chất lặp và không đồng bộ Khi chi phí của liên kết giữa các nút trong một mạng cục bộ thay đổi thì việc tính toán giá trị của bảng vector khoảng cách tại một nút sẽ được thiết lập lại Khi có sự thay đổi mỗi nút sẽ thông báo tới các nút lân cận và các nút này cũng thông báo tới các nút lân cận... định chắc chắn được các nút nhảy Việc thiết lập tại một nút có sự chỉ dẫn của các nút “lân cận” 30 Định đường khoảng cách vector 31 Định đường khoảng cách vector Mỗi router chứa một bảng thông tin định tuyến chứa thông tin về chi phí tối ưu tới các router khác trong mạng Nội dung của bảng này được cập nhật động bởi các thông tin do các nút lân cận gửi đến Các nút lân cận với J Các nút đích Bảng thông... tất cả các đỉnh của G Đồ thị G Cây khung của G Không có cấu trúc lặp trong cây khung Thuật toán định tuyến để tìm ra cây khung 14 Các thuật toán định tuyến Phân loại kỹ thuật định đường Theo chức năng định đường của tất cả Theo cách thức tổ chức cập nhật thông tin cho định đường các nút mạng Định đường tập trung: Tất cả các router phải xác định được topo mạng và các thông tin trạng thái của các tuyến... 25 Thuật toán vector khoảng cách (2) Nguyên tắc cơ bản: Mỗi nút Router sẽ duy trì 1 bảng vector trong đó đưa ra khoảng cách đã biết tốt nhất tới các nút khác Mỗi nút định kỳ gửi các thông tin về bảng vector khoảng cách mà nó ước lượng tới các nút các liền kề Khi một nút nhận được thông tin về vector khoảng cách ước lượng từ nút kế cận nó sẽ thiết lập lại bảng vector khoảng cách tại nút đó bằng phương...Định tuyến - Routing Các khái niệm cơ bản của kỹ thuật định tuyến Các thuật toán định tuyến Các mô hình định tuyến 11 Các khái niệm cơ bản Biểu diễn đồ thị 5 Đồ thị: G = (N,E) N = Tập các bộ định tuyến = { u, v, w, x, y, z } E = Tập hợp các mối liên kết trực tiếp 2 u v 2 1 x 3 w 3 1 5 z 1 y 2 = { (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w),... không cao 18 Các thuật toán định đường Thuật toán Dijkstra Tìm ra cây khung chứa các đường dẫn ngắn nhất từ nút nguồn – nút gốc tới tất cả các nút còn lại trong mạng Yêu cầu với thuật toán: Cấu trúc mạng (topology) phải xác định và giá của đường liên kết phải được biết tại tất cả các nút mạng Các thông này phải giống nhau tại các nút mạng Việc tính toán của thuật toán sẽ trả về bảng “forwarding” tại nút... = 2 x 0 2 3 y 2 0 1 z 3 1 0 time 29 Các phương pháp định tuyến động Định tuyến trạng thái liên kết (Link state routing): Định tuyến khoảng cách vector Distance vector: Xác định sơ đồ của mạng dưới dạng trạng thái liên kết tại tất cả các nút và tìm ra các nút “nhảy” – “next hop” trên đường định tuyến Tại tất cả các nút thiết lập một “biển chỉ đường” khoảng cách tới các nút đích gọi là vector Nếu xác . 2. 1. Tầng Vật lý … 2. 2. Tầng liên kết dữ liệu … 2. 2. Tầng mạng … Định tuyến luồng số iệu Ki ểm soát tắc nghẽn … Chương 2. Cấu trúc các tầng trong mô hình OSI 1 2 Tầng mạng Tầng mạng. ứng 1345 12 2458 7 07 85 6 12 1566 Bảng định tuyến 5 Kết nối giữa các nút (hướng truyền nhận của các gói dữ liệu) không được xác định cụ thể Dịch vụ của tầng mạng 2 2 3 3 4 4 5 2 6 3 Node 1 Node 2 Node. VC 1 2 6 7 1 3 4 4 4 2 6 1 6 7 1 2 6 1 4 2 4 4 1 3 3 7 B 8 3 1 B 5 B 5 3 1 B 8 3 7 C 6 4 3 4 3 C 6 2 3 3 2 3 4 5 5 3 2 2 3 5 5 3 4 4 5 D 2 D 2 4 5 Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 6 Node 5 Incoming