Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP docx

ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 1 Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP ThS. Lê Văn Lợi e-mail: lv_loi@yahoo.com Tham khảo: Douglas E. Comer: Internetworking with TCP/IP, Volume I ibm.com/redbooks Nội dung trình bày Nội dung trình bày l Cơ bản về Internet, TCP/IP l Lớp truyền tải l Các giao thức ứng dụng ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 2 TCP/IP là gì? TCP/IP là gì? l Transmission Control Protocol / Internet Protocol l TCP/IP là bộ giao thức ñược sử dụng trên Internet và ñược tài liệu hoá thông qua RFC (Request For Comments) l Không có ai sở hữu TCP/IP, ñược phát triển bởi cộng ñồng dưới sự quản lý của ISOC (Internet Society), trước ñây là IAB (Internet Activities Board). IAB hiện nay trực tiếp theo dõi RFC l Khác với các dạng tài liệu nghiên cứu khác, RFC chỉ xuất hiện khi cần thiết và thường là xuất hiện kèm theo ứng dụng mới. Một số RFC cũ bất hợp lý sẽ ñược thay thế bới RFC mới l Không phải RFC nào cũng trở thành giao thức, nhưng các giao thức ñều ñược phát triển từ RFC. Mô hình liên mạng (Internet) Mô hình liên mạng (Internet) l Trong mô hình Internet, các gateways liên kết các mạng lại với nhau; l Các gateways chuyển gói tin dựa trên ñịa chỉ mạng, chứ không dựa trên ñịa chỉ máy ñơn lẻ; l Tất cả các mạng ñều bình ñẳng như nhau, bất kể ñó là mạng lớn hay mạng bé; l Dưới con mắt của người dùng, họ không cần biết ñến mạng hay gateways, họ chỉ cần biết ñến các dịch vụ ñược cung cấp. Net1 G1 Net2 G2 Net3 ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 3 Cấu trúc lớp TCP/IP Cấu trúc lớp TCP/IP Lớp ứng dụng Lớp truyền tải Lớp liên mạng Lớp vật lý LAN, X.25, SNA, ATM, FR, Asynch, IP, ICMP, IGMP, ARP, TCP, UDP FTP, Telnet, Rexec, DNS, RIP, OSPF, DHCP, BootP, SNMP, SMTP, POP, NFS, X Window, HTTP, Sockets, RPC, Cách ñánh ñịa chỉ IP Cách ñánh ñịa chỉ IP l Mỗi một máy nối trực tiếp Internet ñều có ít nhất một ñịa chỉ IP, là một số 32 bit l Cấu trúc và phân lớp của ñịa chỉ IP: Class A: 0 netid hostid Class B: 10 netid hostid Class C: 110 netid hostid Class D: 1110 multicast address Class E: 11110 reserved for future use 01234 8 16 24 31 ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 4 Các ñặc tính của ñịa chỉ IP Các ñặc tính của ñịa chỉ IP l Địa chỉ IP có 2 phần rõ rệt: ñịa chỉ mạng và ñịa chỉ máy; l Số 0 có nghĩa là chính bản thân mạng ñó -vì vậy, không có máy nào có phần hostid = 0; netid=0 => chính mạng này; l Địa chỉ hostid với toàn bộ các bit =1 có nghĩa là “tất cả các máy” - ñây gọi là chế ñộ broadcast; l Cách viết ñịa chỉ: a.b.c.d; a,b,c,d từ 0 ñến 255; l Địa chỉ IP là ñịa chỉ logic, không phải là ñịa chỉ vật lý (phân biệt với ñịa chỉ Ethernet là ñịa chỉ vật lý); l The Internet Assigned Numbers Authority (IANA) cấp ñịa chỉ l l Bài tập 1: Bài tập 1: Tính số ñịa chỉ mạng và ñịa chỉ máy ñối với các lớp A, B, C Một số trường hợp ñặc biệt Một số trường hợp ñặc biệt l 127.0.0.1: là ñịa chỉ cho chính một máy (localhost); l Thông thường một máy chỉ sử dụng 1 ñịa chỉ IP. Tuy nhiên, có một số máy có nhiều ñịa chỉ IP như các gateways; l Nếu dùng DHCP thì một máy có thể có ñịa chỉ IP thay ñổi theo phiên làm việc: ñây là trường hợp khá phổ biến ñối với các ISP; l Các ñịa chỉ dùng cho Proxy: – Class A: 10.0.0.0 -10.255.255.255 – Class B: 172.16.0.0 -172.31.255.255 – Class C: 192.168.0.0 -192.168.255.255 ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 5 IP subnet và mặt nạ mạng (mask) IP subnet và mặt nạ mạng (mask) l Do sự phát triển không ngừng, một số mạng, sau một thời gian phát triển có thể có nhu cầu chia nhỏ hơn (ñặc biệt như lớp A và lớp B); l Hình thức chia: (netid,hostid) => (netid,subnetid,hostid); l Hình thức thay ñổi này chỉ có ý nghĩa cục bộ, ñối với bên ngoài thì vẫn coi như chỉ có một mạng; l Người ta dùng mặt nạ ñể tách phần ñịa chỉ mạng ra khỏi một ñịa chỉ IP: A=> 0xFF000000, B=>0xFFFF0000, C=>0xFFFFFF00; l Tổng quát hoá các trường hợp trên: có thể ñưa ra một mặt nạ bất kỳ, các bit 1 sẽ ứng với ñịa chỉ mạng và các bit 0 ứng với ñịa chỉ hostid. Chú ý: chuẩn Internet không yêu cầu là các bit 1 phải nằm liên tục với nhau. Tuy nhiên, trên thực tế chúng ta nên chọn các bit 1 liên tục Ánh xạ ñc IP sang ñc vật lý (ARP) Ánh xạ ñc IP sang ñc vật lý (ARP) l Đc IP là ñịa chỉ logic, còn khi truyền tin thì phải dùng ñịa chỉ vật lý; vì vậy, cần có phương thức lập chuyển ñổi 1-1 giữa ñc vật lý và ñc IP; l Chú ý rằng trong mạng Internet, các máy có vai trò bình ñẳng như nhau nên không có một máy nào phải chịu trách nhiệm chung cả; phải có một phương thức nào ñó ñể các máy không phụ thuộc lẫn nhau; l Address Resolution Protocol (ARP) dùng ñể giải ñc IP sang ñc vật lý; l Phương thức: A dùng broadcast hỏi ai có ñc IP x; máy B có ñc IP x sẽ trả lời A; l Để tránh dùng quá nhiều broadcast, các máy thường dùng cache ñể lưu tạm bảng trong phiên làm việc ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 6 Ánh xạ ñc vật lý sang ñc IP (RARP) Ánh xạ ñc vật lý sang ñc IP (RARP) l Đây là vấn ñề ngược với ARP: cho ñịa chỉ vật lý, tìm ñc IP tương ứng; l Cách làm tương tự như ARP: Máy A broadcast ñc vật lý x và máy Server (chứa bảng IP) sẽ trả lời máy A ñc IP tương ứng; l Cấu hình mạng nào cần ñến RARP: các máy không có ñĩa; khi khởi ñộng máy, máy A cần biết ñịa chỉ IP của mình là gì. l BOOTP thường ñược dùng cho lúc khởi ñộng của các máy không có ñĩa cứng; l Các máy không có ñĩa thường phải dựa vào một máy chủ ñể tải chương trình khởi ñộng về máy của mình; IP: IP: unreliable, connectionless, best unreliable, connectionless, best - - effort effort l Khi A muốn gửi cho B, A ñể ñc B vào gói tin và gửi; l Gói tin có thể ñến ñược B hoặc không ñến; gói tin có thể ñến lặp nhiều lần; A không xác ñịnh ñược là B có nhận ñược gói tin hay không; thậm chí A cũng không biết B có bật máy hay không; l Cách làm này tạo ñiều kiện cho máy gửi hoàn toàn chủ ñộng, không cần phải kết nối với máy ñịnh gửi; l Lớp truyền tải có TCP là giao thức ñảm bảo thông tin gửi ñi; l Các nhà thiết kế ñã trao trách nhiệm cho IP là gửi gói tin, còn TCP có trách nhiệm ñảm bảo tin ñến nơi cần gửi; ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 7 Cấu trúc gói tin IP (1) Cấu trúc gói tin IP (1) vers hlen service type total length 0 4 8 16 19 24 31 identification flags fragment offset time to live protocol header checksum source IP address destination IP address IP options (if any) padding data Cấu trúc gói tin IP (2) Cấu trúc gói tin IP (2) l vers: phiên bản = 4; hlen = header length (y bytes) l service type: l identification: số nguyên (16 bit) cùng với flags và offset kiểmsoát việc chia gói tin từ ñiểm gửi ñến ñiểm nhận; l time to live (TTL): số giây cho phép gói tin tồn tại trên mạng; l protocol: giao thức mức cao hơn; l header checksum: dùng ñể kiểm lỗi; l IP options: các tuỳ chọn trong gói tin -chúng ta không ñi sâu; precedence d t r unused ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 8 Định tuyến các gói tin IP Định tuyến các gói tin IP l Router: bộ ñịnh tuyến, chuyển gói tin ñến ñc cần ñến; l Chuyển trực tiếp: A và B trên cùng một mạng; l Chuyển gián tiếp: A và B trên hai mạng khác nhau; l Thường các máy sử dụng bảng ñịnh tuyến IP qua ñó phần mềm TCP/IP sẽ xác ñịnh là gửi trực tiếp hay gián tiếp; l Bài tập 2: trong một mạng LAN, người ta quan sát thấy là các gói tin có ñc của máy A thì ñược gửi về máy A, còn một số gói tin không có ñc của máy B lại ñược gửi về máy B. Giải thích tại sao? ICMP ICMP l Chúng ta ñã thấy là các gói tin IP ñi từ gateway này ñến gateway khác truớc khi ñến ñc cuối cùng; Nếu gói tin không ñến ñược ñc cần gửi thì phải có cơ chế báo lỗi; l Internet Control Message Protocol (ICMP) là một gói tin IP ñặc biệt ñể kiểm soát các gói tin và báo lỗi cho máy gửi (thường là báo không gửi ñược); l Chương trình ping ping gửi một loạt ICMP ñến một ñịa chỉ IP nào ñó và chờ nhận lại kết quả; Nếu mọi việc êm ñẹp thì máy gửi sẽ nhận lại các gói tin ñã gửi ñi. Nếu chờ một khoảng thời gian nào ñó mà không nhận lại ñược thì ping ping sẽ báo time out. Khi nhận lại time out thì phần cứng hoặc phần mềm trên máy gửi ñến chưa hoạt ñộng. Nếu máy ở xa thì có khả năng là ñường truyền chưa tốt; ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 9 IGMP IGMP l broadcast (1s): gửi ñến tất cả các máy; l multicast: các máy tham gia vào một nhóm nào ñó chọn một ñc chung; sau ñó, bất cứ gói tin nào gửi ñến ñc chung ñó sẽ ñược gửi ñến tất cả các máy trong nhóm; ñc chung thuộc vào lớp D; l Internet Group Management Protocol (IGMP) dùng ñể xác ñịnh các thành viên và ñể gateways gửi các gói tin ñến các thành viên; SLIP SLIP l Serial Line Internet Protocol (SLIP) là giao thức cho phép hai máy tính nối với nhau qua ñường tuần tự (RS 232); có thể dùng giao thức này ñể truy cập từ xa hoặc ñể trao ñổi thông tingiữa hai mạng; l Tuy nhiên, SLIP có một số nhược ñiểm: 4 Chỉ truyền ñược gói IP, không truyền ñược các giao thức khác; 4 Không có khả năng tự xác ñịnh ñược ñc IP máy ñối diện; 4 Không có cơ chế tự sửa lỗi, truyền không tốt khi ñường truyền bị nhiễu l SLIP không phải là giao thức chuẩn của TCP/IP; Tuy nhiên, giao thức này ñược dùng khá phổ biến ñể truy cập từ xa; ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 10 PPP PPP l Point-To-Point Protocol (PPP) là giao thức ñược thiết lập ñể khắc phục các nhược ñiểm của SLIP; l Dùng PPP, hai bên có thể “thương lượng” ñể thống nhất ñc IP; l Ngoài việc có cơ chế sửa lỗi, PPP còn có chế ñộ nén dữ liệu nếu cả hai ñầu có cùng cơ chế nén và như vậy có thể tăng tốc ñường truyền; l Ngoài ra PPP còn cho phép ña liên kết (multilink) trên cùng một ñường truyền ñể tận dụng băng thông; Sự cần thiết phải chia lớp giao thức Sự cần thiết phải chia lớp giao thức l Khi liên lạc giữa các máy tính, rõ ràng là cần nhiều giao thức và các giao thức này phải hợp tác với nhau; Sender Receiver layer n layer 2 layer 1 layer n layer 2 layer 1 Network [...]... trình; (IPa, Pa) TCP/IP (IPb, Pb) 12 ThS Lê Văn L i C ng TCP/IP l l Trên th c t , m i m t giao th c chu n c a TCP/IP ñ u ñư c gán m t ho c vài c ng; các c ng này ñư c g i là các c ng n i ti ng (well-known ports); các c ng này có giá tr nh hơn 1024; chúng là các c ng TCP/IP; Chúng ta lưu ý r ng có th có nhi u ti n trình cùng truy n tin thông qua m t c ng (như c ng 80: HTTP); như v y, c ng TCP/IP cũng chưa... i tên g i là Winsock; Socket là giao di n gi ng như các file pointer, nhưng là dùng ñ truy n tin qua các c ng TCP/IP; Ví d : result = socket(af, type, protocol) cho k t qu là m t s nguyên và dùng nó như m t handle ñ “ñ c” ho c “ghi” lên các c ng như khi ta thao tác v i file; A TCP/IP B 16 ThS Lê Văn L i Sơ k t các l p giao th c TCP UDP IP (+ ICMP, IGMP) ARP & RARP Các giao th c ph n c ng l l l l L p...ThS Lê Văn L i Chia l p trong b TCP/IP ng d ng truy n t i Internet giao di n m ng Gateway G Internet giao di n m ng ng d ng truy n t i Internet giao di n m ng Network Network C ng (1) l l Trong các h ñi u hành ña nhi m, có nhi u ti n trình cùng ch y; có th có nhi u ti n trình như v y có nhu... ít khi ñư c s d ng; Ethernet s d ng ARP; IP d a vào ARP, RARP và các giao th c ph n c ng; TCP và UDP d a vào IP; Các giao th c ng d ng d a vào TCP & UDP Bài t p 3: Các gói tin ñóng gói nhau như th nào? Truy c p t xa b ng Telnet Client Phím gõ Phím gõ Server Internet Hi n th trên màn hình l l l l TCP/IP Telnet (Teletypewriter) là giao th c cho phép truy c p t xa và t o ra màn hình/bàn phím o; D ch v... còn tuỳ thu c vào bên giao và bên nh n Ngư i ta không ñ nh nghĩa trư c như html; Hi n nay Microsoft cũng như các công ty khác phát tri n r t m nh m các server trao ñ i v i nhau thông qua xml; 23 ThS Lê Văn L i XML (ti p) M i quan h gi a các giao th c Chương trình ng d ng ftp http, xml cmot smtp telnet dns snmp tftp bootp TCP UDP IP (+ ICMP, IGMP) ARP & RARP Các giao th c ph n c ng TCP/IP rpc 24 ThS Lê... Internet; Theo quan ñi m c a tôi, chúng ta nên n m các k năng cơ b n: – Tích h p TCP/IP vào m ng riêng c a cơ quan; – Có kh năng giúp ñ ngư i dùng khi m t d ch v TCP/IP nào ñó không ho t ñ ng; – Giúp ngư i dùng bi t s d ng Internet; l Xu t phát t yêu c u trên, tôi ñ ngh h c viên th c hành c th các v n ñ sau: – – – – TCP/IP Cài ñ t TCP/IP cho các máy tr m; Bi t qu n tr DHCP server Bi t qu n tr WINS; Bi t qu... html, là ngôn ng k ch b n d a trên Java; eXtensible Markup Language(XML) l l l l l TCP/IP V n ñ c a Internet còn thi u cho ñ n th i ñi m xu t hi n html là làm sao có th chuy n m t tài li u có c u trúc trên Internet; D li u có c u trúc: nh vec-tơ, giao d ch thương m i ñi n t , các các phương trình toán h c, c u trúc giao di n, ; Th html có truy n t i ñư c các d ng thông tin ñó không? Câu tr l i là:... là giao th c ñư c dùng m t cách ph thông ñ truy n file, ñ c bi t là ñ i v i các máy xa; Trong các phiên b n c a Windows ñ u có ftp (start>run>ftp); ñ i v i Unix/Linux thì ftp là m t l nh c a h ñi u hành; ftp có m t t p l nh riêng (sau khi vào ftp, gõ l nh help ñ bi t các l nh c a ftp); WS FTP Pro là m t chương trình ftp có giao di n ñ ho và vì v y r t d s d ng; Domain Name System (DNS) (1) l l l l TCP/IP. .. công vi c g i thư; Đ a ch thư ñi n t có d ng: local-part@domain-name ví d : vielina@hn.vnn.vn Các giao th c ph c v e-mail pop3 PC l l l l TCP/IP imap4 mail server smtp Internet mail server Simple Mail Transfer Protocol (smtp) v a làm vi c nh n thư và g i thư gi a các h p thư; Post Office Protocol (pop) là giao th c cho phép chuy n thư ñ n h p thư ho c nh n thư t h p thư v ; Thông thư ng, sau khi nh n... HyperText Transfer Protocol (http) l l l http là giao th c ñư c thi t k ñ truy n t i html; html là ngôn ng dùng “th ” ñ ch ñ nh các d ng th c ñư c trình bày trên màn hình C th như th nào là trách nhi m c a b duy t; htnl ch a các liên k t ñ n các trang khác trên các máy web server khác nhau, các nh, audio, video, ; http ñư c chia thành 4 bư c: – – – – l TCP/IP B duy t m k t n i ñ n web server; B duy t . ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 1 Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP ThS. Lê Văn Lợi e-mail: lv_loi@yahoo.com Tham khảo: Douglas E. Comer: Internetworking with TCP/IP, Volume. Internet, TCP/IP l Lớp truyền tải l Các giao thức ứng dụng ThS. Lê Văn Lợi TCP/IP 2 TCP/IP là gì? TCP/IP là gì? l Transmission Control Protocol / Internet Protocol l TCP/IP là bộ giao thức ñược. thông; Sự cần thiết phải chia lớp giao thức Sự cần thiết phải chia lớp giao thức l Khi liên lạc giữa các máy tính, rõ ràng là cần nhiều giao thức và các giao thức này phải hợp tác với nhau; Sender