Mạng máy tính-chương 4: Tầng mạng doc

Chương 4 Tầng mạng Tầng mạng 4-1 Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet , 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004. Ghi chú Slides này dựa trên sildes của J.F Kurose and K.W. Ross . Chương 4: Tầng mạng Mục đích: ❒ Hiểu các nguyên lý đằng sau các dịch vụ tầng mạng: ❍ Đ ị nh tuy ế n (ch ọ n đ ườ ng) Tầng mạng 4-2 ❍ Đ ị nh tuy ế n (ch ọ n đ ườ ng) ❍ Giải quyết tính khả mở rộng ❍ Router làm việc như thế nào ❍ Các chủ đề tiên tiến: IPv6, di động ❒ Thể hiện và cài đặt trong Internet Chương 4: Tầng mạng ❒ 4. 1 Giới thiệu ❒ 4.2 Mạng mạch ảo và mạng datagram ❒ 4.3 Cái gì bên trong router ❒ 4.5 Giải thuật định tuyến ❍ Link state ❍ Distance Vector ❍ Hierarchical routing Tầng mạng 4-3 router ❒ 4.4 IP: Internet Protocol ❍ Datagram format ❍ IPv4 addressing ❍ ICMP ❍ IPv6 ❍ Hierarchical routing ❒ 4.6 Định tuyến trong Internet ❍ RIP ❍ OSPF ❍ BGP ❒ 4.7 Phát tỏa và đa phát Tầng mạng ❒ Chuyển đoạn từ nút gửi đến nút nhận ❒ Bên gửi gói đoạn trong datagrams ❒ Bên nhận bóc đoạn trong datagram và chuy ể n cho t ng giao v n network data link physical network data link physical network data link network data link physical network data link physical application transport network data link physical Tầng mạng 4-4 datagram và chuy ể n cho t ầ ng giao v ậ n ❒ Các giao thức tầng mạng có ở mọi host, router ❒ Router kiểm tra mọi trường tiêu đề của mọi IP datagrams đi qua nó network data link physical network data link physical data link physical network data link physical application transport network data link physical Các chức năng chính của tầng mạng ❒ Chuy ể n ti ế p: chuyển gói từ cổng vào sang cổng ra thích hợp ❒ Đ ị nh tuy ế n: xác đ ị nh Tương tự: ❒ routing: lập hành trình từ nguồn đến đích Tầng mạng 4-5 ❒ Đ ị nh tuy ế n: xác đ ị nh đường đi của gói từ nguồn đến đích. ❍ Routing algorithms ❒ forwarding: đi qua mỗi giao điểm (ngã hai, ba, tư …) trên hành trình Giải thuật định tuyến Bảng định tuyến header value output link 0100 0101 0111 1001 3 2 2 1 Hoạt động luân phiên giữa định tuyến và chuyển tiếp Tầng mạng 4-6 1 2 3 0111 Giá trị trong tiêu đề của gói đến Thiết lập kết nối ❒ Chức năng quan trọng thứ 3 trong một vài kiến trúc mạng: ❍ ATM, frame relay, X.25 ❒ Tr ướ c khi chuy ể n datagrams, hai hosts và các routers liên quan thi t l p k t n i o Tầng mạng 4-7 Tr ướ c khi chuy ể n datagrams, hai hosts và các routers liên quan thi ế t l ậ p k ế t n ố i ả o ❍ Routers tham gia ❒ Kết nối: ❍ Tầng mạng: giữa hai hosts ❍ Tầng giao vận: giữa hai tiến trình Mô hình dịch vụ mạng H: Mô hình dịch vụ nào cho “kênh” vận chuyển datagrams từ nút gửi đến nút nhận? Ví dụ dịch vụ cho từng datagram: ❒ Chuy ể n đ ả m b ả o Ví dụ dịch vụ cho luồng datagrams: ❒ Chuy ể n các datagrams Tầng mạng 4-8 ❒ Chuy ể n đ ả m b ả o ❒ Chuyển đảm bảo với trễ tối đa 40 msec ❒ Chuy ể n các datagrams đến đúng thứ tự ❒ Đảm bảo băng thông tối thiểu cho luồng ❒ Ràng buộc về thay đổi khoảng cách giữa các gói Các mô hình dịch vụ tầng mạng: Network Architecture Internet ATM Service Model best effort CBR Bandwidth none constant rate Loss no yes Order no yes Timing no yes Congestion feedback no (inferred via loss) no congestion Guarantees ? Tầng mạng 4-9 ATM ATM ATM VBR ABR UBR rate guaranteed rate guaranteed minimum none yes no no yes yes yes yes no no congestion no congestion yes no Chương 4: Tầng mạng ❒ 4. 1 Giới thiệu ❒ 4.2 Mạng mạch ảo và mạng datagram ❒ 4.3 Cái gì bên trong router ❒ 4.5 Giải thuật định tuyến ❍ Link state ❍ Distance Vector ❍ Hierarchical routing Tầng mạng 4-10 router ❒ 4.4 IP: Internet Protocol ❍ Datagram format ❍ IPv4 addressing ❍ ICMP ❍ IPv6 ❍ Hierarchical routing ❒ 4.6 Định tuyến trong Internet ❍ RIP ❍ OSPF ❍ BGP ❒ 4.7 Phát tỏa và đa phát [...]... nối tầng mạng và dịch vụ phi kết nối Ì Mạng datagram cung cấp dịch vụ tầng mạng phi kết nối Ì Mạng VC cung cấp dịch vụ kết nối tầng mạng Ì Tương tự các dịch vụ tầng giao vận, nhưng: Dịch vụ: host-to-host r Không có lựa chọn: mạng chỉ cung cấp một dịch vụ r Cài đặt: trong lõi mạng r Tầng mạng 4-11 Mạch ảo “Đường đi từ nguồn đến đích ứng xử như mạch điện thoại” r r performance-wise Các hoạt động của mạng. .. Các chức năng tầng mạng của host, router: Tầng giao vận: TCP, UDP Network layer Giao thức IP •Đánh địa chỉ •Đ nh d ng •Định dạng gói tin •Xử •X lý gói tin GT định tuyến •Chọn đường •RIP, OSPF, BGP Bảng định tuyến Giao thức ICMP •Báo lỗi •Báo hiệu bởi router Tầng liên kết Tầng vật lý Tầng mạng 4-31 Chương 4: Tầng mạng Ì 4 1 Giới thiệu Ì 4.2 Mạng mạch ảo và mạng datagram Ì 4.3 Cái gì bên trong router... Chương 4: Tầng mạng Ì 4 1 Giới thiệu Ì 4.2 Mạng mạch ảo và mạng datagram Ì 4.3 Cái gì bên trong router Ì 4.4 IP: Internet Protocol r r r r Datagram format IPv4 addressing ICMP IPv6 Ì 4.5 Giải thuật định tuyến r r r Link state Distance Vector Hierarchical routing Ì 4.6 Định tuyến trong Internet r r r RIP OSPF BGP Ì 4.7 Phát tỏa và đa phát Tầng mạng 4-30 Tầng mạng của Internet Các chức năng tầng mạng của host,... phát Tầng mạng 4-27 Hàng đợi cổng ra Ì Lưu đệm khi tốc độ đến qua switch vượt tốc độ đường ra Ì Xếp hàng (trễ) và tràn đệm (mất)! Tầng mạng 4-28 Hàng đợi cổng vào Ì Fabric chậm hơn các cổng vào kết hợp -> xếp hàng ở cổng vào Ì Chặn ở đầu tuyến (HOL): datagram đang xếp hàng ở vị trí đầu tiên ngăn các datagrams khác trong hàng đợi đi tiếp Ì Trễ do xếp hàng và mất do tràn đệm! Tầng mạng 4-29 Chương 4: Tầng. .. ra Tầng mạng 4-21 Chức năng của cổng vào Tầng vật lý: bit-level reception Tầng liên kết: vd., Ethernet Chuyển mạch phi tập trung: Ì Cho đích của datagram, tìm cổng ra sử dụng bảng định tuyến ở bộ nhớ cổng vào Ì Mục đích: hoàn thành xử lý ở cổng vào với tốc độ ‘line speed’ Ì Xếp hàng: nếu datagrams đến nhanh hơn tốc độ chuyển tiếp của switch fabric Tầng mạng 4-22 Ba dạng của switching fabrics Tầng mạng. .. vực hoặc backbone) Tầng mạng 4-25 Chuyển mạch qua một mạng liên kết nối Ì Khắc phục các giới hạn của băng thông tuyến Ì Các mạng Banyan, các mạng liên kết nối ban đầu được phát triển để kết nối các bộ vi xử lý trong bộ đa xử lý Ì Thiết kế nâng cao: phân mảnh datagram thành các cell có độ dài cố định, chuyển cells qua fabric Ì Cisco 12000: chuyển mạch Gbps qua mạng liên kết nối Tầng mạng 4-26 Cổng ra... Tầng mạng 4-34 Phân mảnh & Ghép hợp Ví dụ Ì 4000 byte datagram Ì MTU = 1500 bytes 1480 bytes in data field offset = 1480/8 length ID fragflag offset =4000 =x =0 =0 Một datagram lớn trở thành nhiều datagrams nhỏ hơn length ID fragflag offset =1500 =x =1 =0 length ID fragflag offset =1500 =x =1 =185 length ID fragflag offset =1040 =x =0 =370 Tầng mạng 4-35 Chương 4: Tầng mạng Ì 4 1 Giới thiệu Ì 4.2 Mạng. .. Tầng mạng 4-15 Mạng datagram Ì Không thiết lập cuộc gọi ở tầng mạng Ì routers: không lưu trạng thái các kết nối r Không có khái niệm kết nối tầng mạng Ì Gói được chuyển tiếp sử dụng địa chỉ nút đích r Các gói cung nguồn-đích có thể đi theo các đường khác nhau application transport network data link 1 Gửi dữ liệu physical application transport network 2 Nhận dữ liệu data link physical Tầng mạng 4-16 Bảng... nhất Network Layer 4-19 Chương 4: Tầng mạng Ì 4 1 Giới thiệu Ì 4.2 Mạng mạch ảo và mạng datagram Ì 4.3 Cái gì bên trong router Ì 4.4 IP: Internet Protocol r r r r Datagram format IPv4 addressing ICMP IPv6 Ì 4.5 Giải thuật định tuyến r r r Link state Distance Vector Hierarchical routing Ì 4.6 Định tuyến trong Internet r r r RIP OSPF BGP Ì 4.7 Phát tỏa và đa phát Tầng mạng 4-20 Tổng quan kiến trúc router... otherwise 3 Tầng mạng 4-17 Đối sánh theo đoạn đầu dài nhất Prefix Match 11001000 00010111 00010 11001000 00010111 00011000 11001000 00010111 00011 otherwise Link Interface 0 1 2 3 Ví dụ DA: 11001000 00010111 00010110 10100001 Giao diện nào? DA: 11001000 00010111 00011000 10101010 Giao diện nào? Tầng mạng 4-18 Datagram VC : tại sao? Internet ATM Ì Dữ liệu được trao đổi giữa các Ì Liên quan telephony máy . 4.7 Phát tỏa và đa phát Kết nối tầng mạng và dịch vụ phi kết nối ❒ Mạng datagram cung cấp dịch vụ tầng mạng phi kết nối ❒ Mạng VC cung cấp dịch vụ kết nối tầng mạng ❒ T ươ ng t ự các d ị ch v ụ t ầ ng. Internet Chương 4: Tầng mạng ❒ 4. 1 Giới thiệu ❒ 4.2 Mạng mạch ảo và mạng datagram ❒ 4.3 Cái gì bên trong router ❒ 4.5 Giải thuật định tuyến ❍ Link state ❍ Distance Vector ❍ Hierarchical routing Tầng mạng. của J.F Kurose and K.W. Ross . Chương 4: Tầng mạng Mục đích: ❒ Hiểu các nguyên lý đằng sau các dịch vụ tầng mạng: ❍ Đ ị nh tuy ế n (ch ọ n đ ườ ng) Tầng mạng 4-2 ❍ Đ ị nh tuy ế n (ch ọ n đ ườ ng) ❍