ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH-BỘ GIAO THỨC TCP-IP

Mồi khi thực hiện thiết kế, xây dựng một mạng mới, hay cải tiến một mạng đã có, người thiết kế mạng phải đặc biệt quan tâm tới vấn đề định tuyến, bởi hoạt động của một mạng có hiệu quả h

Đô án tôt nghiệp Đại học

MUC luc

Ch-^ng 1 : Mục lục

1.1 1 mục

2.1 1 thuậ

t ngữ viết tắt

3.1 1 Lời

nói đầu 1

4.1 1 chư ơng 1 Tổng quan về mạng IP 3

5.1.1 1.1 Mô hình tham chiếu OSI 3

1.1.1 Chức năng các tầng trong mô hình OSI 4

7.1 1

1.1.2 Các giao thức chuẩn của mô hình OST 5

1.1.3 Phương thức hoạt động của các tầng trong mô hình OSI 7 9.1 1

1.1.4 Truyền dừ liệu trong mô hình OSI 8

10.1.1 1.2 Bộ giao thức TCP/IP 9

11.1 1

1.2.1 Sự thúc đẩy cho việc ra đời của TCP/IP 9

1.2.2 Cấu trúc phân lớp của TCP/IP 10

13.1.1 1.3 So sánh hai mô hình TCP/IP và mô hình OSI 13

14.1.1 1.4 Phân loại mạng IP 14

15.1.1 1.5 Giao thức IP 15

1 6ỂlỂlế ;

1.5.1 Tổng quan về giao thức IP 15

17.1 1

1.5.2 Các chức năng của IP 16

18.1 1

1.5.3 Giao diện với các giao thức ở lớp trên và lớp dưới 16

19.1 1

i.5ế4 Địa chỉ IP

17 20.1 1

1.5.5 Các phương pháp gán địa chỉ IP 28

1.5.6 Thứ tự byte và địa chỉ IP 29

1.5.7 Cấu trúc gói dữ liệu IP 29

23.1 1

1.5.8 Đóng gói dữ liệu 33

24.1 1

1.5.9 Phân mảnh và họp nhất các gói TP 34

Đô án tôt nghiệp Đại học MUC luc 25.1 1

Điêu khiên quá trình phân đoạn 38 26.1.1 1.6 Định tuyến TP 39

27.1 1

1.6.1 Các đặc tính của định tuyến IP 39

28.1 1

1.6.2 Xử lý tại lóp IP 41

29.1 1

1.6.3 Khởi tạo bảng định tuyến 42

30.1 1

1.6.4 Thông báo lỗi tái định tuyến ICMP 43

31.1 1

1.6.5 Các bản tin khám phá router ICMP 44

32.1.1 1.7 IPv6 45

33.1.1 1.8 Các giao thức khác của lớp Internet 48

34.1 1

1.8.1 Giao thức phân giải địa chỉ ARP 49

35.1 1

1.8.2 Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP 53

36.1 1

1.8.3 Giao thức bản tin điều khiến liên mạng ICMP 53

37.1.1 1,9Các cơ chế truyền tải 57

38.1 1 Kết Luận 58

39.1 1

Chương 2_kĩ thuật định tuyến trong mạng IP 60

40.1.1 2.1 Khái niệm về định tuyếnóO 41.1.1 2.2 Các phương pháp định tuyến62 2.2.1 Định tuyến tĩnh62 43.1 1

2.2.2 Định tuyến động 63

44.1.1 2.3 Các thuật toán chọn đường65 45.1 1

2.3.1 Giới thiệu 65

46.1 1

2.3.2 Thuật toán tìm đường ngắn nhất 67

47.1 1

2.3.3 Thuật toán Dijkstra 70

48.1 1

2.3.4 Thuật toán Bell man-Ford 71

49.1.1 2.4 Các loại giao thức định tuyến74 50.1 1

2.4.1 Định tuyến theo vec-tơ khoảng cách 74

51.1 1

Định tuyến theo trạng thái liên kết 78 52.1 1

Giao thức định tuyến lai ghép 85 53.1 1 Kết luận 85

54.1 1

Chương 3_Giao thức thông tin Định tuyến rip 87

55.1.1 3.1 Một số khái niệm cơ bản 87

56.1 1

3.1.1 Bộ định tuyến 87

57.1 1

3.1.2 Hệ thống tự trị - AS ( Autonomous System ) 87

58.1.1 3.2 Giao thức thông tin định tuyến RIP 89

Đô án tôt nghiệp Đại học

MUC luc

59.1 1

3.2.1 Các loại gói RIP 90

60.1 1

3.2.2 Định dạng các gói tin RIP 90

3.2.3 Các mode hoạt động của RIP 91

3.2.4 Tính toán các vec-tơ khoảng cách 91

63.1 1

3.2.5 Hạn chế của RIP 92

64.1 1

3.2.6 Giao thức thông tin định tuyến phiên bản 2 (RIP-2) 93

65.1 1

3.2.7 RTP thế hệ kế tiếp cho IPv6 94

66.1 1 Ket luận 97

67.1 1

Chương 4_Giao thức OSPF 99

68.1.1 4.1 Giới thiệu 99

69.1.1 4.2 Một số khái niệm dùng trong OSPF 99

70.1.1 4.3 Phân phát các LSA 102

71.1.1 4.3 Các kiểu gói tin OSPF 103

72.1.1 4.4 Trao đổi thông tin giữa các node lân cận 104

73.1.1 4.5 Trạng thái của router lân cận - Các sự kiện 105

74.1.1 4.6 Bảng định tuyến , tìm đường theo bảng định tuyến 105

75.1 1 Kết luận 107

76.1 1 Kết luận chung 109

77.1 Ể l ế T, Tài

liệu tham khảo

Ch-^ng 2

Đô án tôt nghiệp Đại học

Mue lue

Ch-^ng 3

Đô án tôt nghiệp Đại học

Thuật nợữ viết tắt

Ch-^ng 4 Thuật ngữ viết tắt

lớp

động

liên mạng

Internet

mạng

Ch-^ng 5 1.1

Đô án tôt nghiệp Đại học

Thuật nợữ viết tắt

nhất

tuyến

ngược

biến đổi

Đô án tôt nghiệp Đại học

Lời nói đầu

Ch-^ng 6 Lòí nói đầu

Từ nhu cầu của cuộc sống con người, Viễn thông ra đời như là một sự tất yếu.Với sự phát triển liên tục và mạnh mẽ, Viễn thông đã , đang và sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống, đem lại những lợi ích thiết thực, những dịch vụ mới đa dạng và phong phú

Mạng IP và các ứng dụng công nghệ IP với nhiều un điếm như tính linh hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng, hiệu quả sử dụng cao, đang chiếm ưu thế trên thị trường Viễn thông thế giới và ở Việt Nam quá trình IP hoá cũng đang phát triên rất nhanh chóng Đứng trước tình hình đó, việc nghiên cứu, tìm hiếu mạng IP và các ứng dụng của nó là rất cần thiết.Nhưng điều này cũng đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian và công sức vì có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu Trong tài liệu này chúng ta sẽ tìm hiểu một vấn đề của định tuyến trong mạng IP

Định tuyến là một chức năng không thê thiếu trong bất kỳ mạng viễn thông nào Mục đích của định tuyến là chuyến thông tin từ một điêm trong mạng (ngiiồn) tới một hoặc nhiều điềm khác (đích) Mồi khi thực hiện thiết

kế, xây dựng một mạng mới, hay cải tiến một mạng đã có, người thiết kế mạng phải đặc biệt quan tâm tới vấn đề định tuyến, bởi hoạt động của một mạng có hiệu quả hay không, chất lượng của các dịch vụ cung cấp trên mạng có thoả mãn được yêu cầu của người sử dụng mạng hay không phụ thuộc rất nhiều vào việc định tuyến trong mạng đó

Trải qua một quá trình phát triên mạnh, rất nhiều phương pháp, kỳ thuật định tuyến đã được đưa ra Nghiên cứu về các kỹ thuật định tuyến là một lĩnh vục nghiên cứu rất rộng lớn bởi mồi mạng cần có một chiến lược định tuyến cho riêng mình, phù họp với mục đích truyền dẫn, phù họp với công nghệ mạng, phù hợp với yêu cầu của những người sử dụng mạng đê trao đôi thông tin Không thê áp đặt hoàn toàn một chiến lược định tuyến của một mạng lên một mạng khác Do đó, đối với người thiết kế mạng, khi xác định kỹ thuật định tuyến đề sử dụng trong một mạng mới, cần phải nắm được những điều cơ bản về định tuyến Bên cạnh đó, cần phải biết kỳ thuật định tuyến được sử dụng trong một số mạng có đặc điểm tương tự, Từ đó,

có thể định ra được chiến lược định tuyến thích họp cho mạng của mình Đối với những người nghiên cứu mạng, kỳ thuật định tuyến trong mạng là một điều rất đáng quan tâm

Kĩ thuật định tuyến trong mạng ĨP gồm kĩ thuật định tuyến nội (định tuyến trong) và kĩ thuật định tuyến ngoại (định tuyến ngoài), trong đó các giao thức định tuyến là nền tảng của các kỳ thuật định tuyếnế Đồ án tốt nghiệp “ Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP ” sẽ đưa ra kiến

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

thức cơ bản về mạng IP , định tuyến trong mạng IP và các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP.ĐỒ án được xây dựng nhàm mục đích tự tìm hiểu, trang bị thêm kiến thức cơ bản, nâng cao hiểu biết cho người viết, củng cố nền tảng cho quá trình công tác, nghiên cún mạng sau này Đồng thời, nếu có thể, làm một tài liệu tham khảo cho những người quan tâm

Đồ án được xây dựng gồm 4 chương :

❖ Chương 1-Tống quan về mạng IP: Cung cấp một cái nhìn tong quan về

mạng ĨP và những khái niệm cơ bản trong mạng IP

*1* Chương 2-KỸ thuật định tuvến trong mạng IP: Trình bày các kỹ

thuật định tuyển, các phương pháp định tuyến củng một số thuật toán

chọn đường trong mạng ZP,

❖ Chương 3-Giao thức thông tin định tuyến RIP: Tìm hiểu về hệ thong

tự trị, khái niệm về giao thức định tuyến công nội và giao thức định tuyến công ngoại trong mạng ỈP Mục đích của chương này là trình bày về giao thức định tuyến công nội trong mạng IP sử dụng định tuyến theo vectư khoảng cách, đủ là giao thức RỊP

♦> Chưoìig 4-Giao thức OSPF: Trình bày về giao thức định tuyến công

nội trong mạng IP sử dụng định tuyến theo trạng thái liên kết, đó là giao thức OSPF

Như đã nói ở trên, tìm hiểu về mạng ĨP cần phải tổn nhiều thời gian và công sức.Trong quỹ thời gian ít ỏi cộng với kiến thức còn hạn chế nên em chỉ trình bày được một cái nhìn tổng quan cùng một vấn đề nhỏ về định tuyến trong mạng IP Và tất nhiên sai sót là điều khó tránh khỏi Bởi vậy,

em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, các cô, cùng các bạn đế có the sửa chữa, nâng cao hiếu biết của mình

Em xin cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo-TS Nguyễn tiến ban

để em có thể hoàn thành đồ án này.Em cũng xin cảm ơn các thầy cô và các bạn đã giúp đờ em trong quá trình hoàn thành đồ án

Hà nội, ngày25 thángl 1 năm 2005 Sinh viên thực hiện:

Phạm văn hiến

Ch ng 7

Đô án tôt nghiệp Đại học

Lời nói đầu

Ch-^ng 8 Chương 1 Ch-^ng 9 Tổng quan về mạng IP 1.21.1 Mô hình tham

chiếu OSI

Cùng với sự bùng nô phát triên của mạng máy tính đã có những vấn

đề nảy sinh là có nhiều nhà thiết kế và mỗi nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng về: Phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau, họ giao thức khác nhau sự không tương thích đó làm trở ngại cho quá trình tương tác giữa người dùng ở các mạng khác nhau Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể chấp nhận được với người sử dụng Với lý do đó tô chức chuân hoá quốc tế ISO đã thành lập một tiêu ban nhằm xây dựng một khung chuấn về kiến trúc mạng đê làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sán phẩm mạng Ket quả là năm 1984 ISO

đã đưa ra mô hình tham chiếu cho việc kết nổi các hệ thống mở ( Reference Model for Open System Inter - connection) hay gọn hơn là OSI Reference model Mô hình này được dùng làm cơ sở để kết nối các hệ thống mở

ISO sử dụng phương pháp phân tích các hệ thống mớ theo kiến trúc phân tầng và đã công bố mô hình OSI cho việc kết nối các hệ thống mở gồm 7 tầng

Hxnh 1 1 Mô hinh OSI 7

❖ Các nguyên lý được áp dụng cho 7 tầng như sau:

♦ Một lớp cần thiết phải tạo ở mức độ khác nhau của khái niệm trừu tượng

♦ Mồi lớp phải thực hiện một chức năng xác định rõ ràng

♦ Chức năng của mỗi lớp phải được chọn theo quan điêm hướng tới

Applicati

Session Transport Network Data Link Physical

Applicatio Presentati Session Transport Network Data Link Physical

-ể

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

các giao thức chuẩn quốc tế đã được định nghĩa

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chươne ĩ Tồ ne a nan về ma nữ IP

♦ Ranh giới giữa các lóp phải được chọn đề tối thiêu luồng thông tin đi qua các giao diện

♦ Số các lớp phải đủ lớn đê phân biệt các chức năng cần thiết nhưng không đưa vào cùng một lớp quá nhiều chức năng, và phải đủ nhỏ đê kiến trúc không rắc rối

❖ Ưu điếm của quá trình phân lớp chức năng khỉ xây dựng mô hình OSI

♦ Tách hoạt động thông tin mạng thành các phần nhỏ hơn, đơn giản hơn

♦ Chuẩn ho á các thực thể chức năng của mạng

♦ Cho phép các lớp chức năng phát triển một cách độc lập mà không ảnh hưởng tới toàn cục

♦ Tạo ra sự dễ hiêu trong quá trình xây dựng, nghiên cún giao thức

1.1.11.1.1 Chức năng các tầng trong mô hình OSI

1 5 4 1

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

1 1 2 l Ẹ ị ậ 2 Các giao thức chuẩn của mô hình OSI

Vấn đề đặt ra ở đây là hai hệ thống máy tính khác nhau có thể giao tiếp được với nhau hay không? Ta thấy rằng mô hình OSI có thể tạo ra giải pháp

để cho phép hai hệ thống dù khác nhau thế nào đi nữa đều có thể truyền thông được với nhau nếu chúng đảm bảo những điều kiện sau đây:

♦ Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông

♦ Các chức năng đó được tổ chức thành một tầng Các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng như nhau ( Phương thức cung cấp không nhất thiết giống nhau )

♦ Các tầng đồng mức phải sử dụng cùng một giao thức

Để đảm bảo những điều trên cần phải có các chuẩn Các chuẩn phải xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng Các chuẩn

1 Vật lý Cung câp phương tiện truyên tin, thủ tục, khởi động duy

trì, huỷ bó các liên kết vật lý, cho phép truyền dữ liệu ớ dạng bit Truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện: Cơ, điện, hàm, thủ tụcắ

2 Liên kêt

dữ liệu

Thiêt lập, duy trì, huỷ bó các liên kêt dữ liệu, kiêm soát luông dữ liệu, phát hiện sai sót và khắc phục các sai sót truyền tin

3 Tâng

mạng Thực hiện việc chọn đường và chuyên tiêp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp Thực hiện việc kiểm

soát luồng dữ liệu và cắt họp dừ liệu nếu cần

4 Tâng

giao vận

Thực hiện việc truyên dừ liệu giữa hai đâu nút (end- to- end), kiểm soát lỗi và kiểm tra việc truyền dừ liệu giữa hai đầu nút Có thề thực hiện việc ghép kênh (Multiplxing), cắt hợp dừ liệu nếu cần

thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán

Hình 1.2 Chức năng các tầng trong mô hình OSI

Đồ ủn tốt nưhìên Da ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

cũng phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức Mô hình OSI 7 tầng chính là cơ sở đề xây dựng các chuẩn đó

❖ Thực thể hoạt động trong các tầng của OSI:

Theo quan niệm của OSI, trong mồi tầng của một hệ thống có một hoặc nhiều thực thể (entity) hoạt động Một thực thể có thể là thực thể mem (software entity), ví dụ như một tiến trình trong hệ thống đa xử lý, hoặc là một thực thế phần cứng (hardware entity) ví dụ như chip I/O thông minh Thực thế tầng 7 được gọi là thực thế ứng dụng (Application entity); thực thê tầng 6 được gọi là thực thế trình diễn .V V

Một thực thê tầng N cài đặt dịch vụ cung cấp cho tầng N+l Khi đó tầng N gọi là người cung cấp dịch vụ, còn tầng N+l gọi là người dùng dịch

vụ Tầng N dùng dịch vụ của tầng N-l để cung cấp dịch vụ của nó Tầng N

có thể đưa ra vài lớp dịch vụ, chẳng hạn như truyền thông nhanh mà đắt và truyền thông chậm mà rẻ Các dịch vụ có sằn tại các nút truy cập dịch vụ ( SAP-Service Access Point) Các SAP của tầng N ở vị trí mà tại đó tầng N+l

có thể truy nhập dịch vụ được đưa ra Mồi SAP có một địa chỉ và tên duy nhất Mỗi thực thể truyền thông với thực tế của tầng trên và tầng dưới nó qua một giao diện Giao diện này gồm một hoặc nhiều điếm truy cập dịch

vụ (N-l) Entity cung cấp dịch vụ cho một (N) entity thông qua việc gọi các hàm nguyên thuỷ (primitive) Hàm nguyên thuỷ chỉ rõ chức năng cần thực hiện và được dùng để chuyến dữ liệu, thông tin điêu khiên Có 4 hàm nguyên thuỷ được dùng đê định nghĩa tương tác giữa các tầng liền kề nhau, nguyên lý hoạt động của chúng được mô tả qua hình sau:

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Hình 1 Ễ 3 Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ

Request (yêu cầu ).ế là hàm nguyên thuỷ mà người sử dụng dịch vụ (Service user) dùng để gọi các chức năng

Indication (chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà nhà cung cấp dịch vỊi(Service Provider) dùng để:

♦ Gọi báo một chức năng nào đó hoặc

♦ Chỉ báo một chức năng đã được gọi ở một điếm truy cập dịch vụ (SAP)

Response (trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà người sử dụng dịch vụ dùng để hoàn tất một chức năng đã được gọi từ trước bởi một hàm nguyên thuỷ Indication ở SAP đó

Confirm (xác nhận) là hàm nguyên thuỷ của nhà cung cấp dịch vụ, dùng để hoàn tất một chức năng đã được gọi từ trước bởi hàm nguyên thuỷ Request tại SAP đó

Theo sơ đồ này quy trình thực hiện một thao tác giữa hai hệ thong A

và B được thực hiện như sau:

♦ Tầng (N+l) của A gửi xuống tầng (N) kề nó một hàm Request

(N+l)PD Tầncr

Đồ ủn tốt nưhìên Da ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

♦ Tại tầng N, kiến tạo một đơn vị dữ liệu gửi yêu cầu sang tầng N của

ớ đó dữ liệu được truyền qua đường vật lý ớ hệ thống nhận, quá trình diễn ra ngược lại Qua mỗi tầng các PCI của các đơn vị dữ liệu sẽ được phân tích và cắt bỏ các header của các PDU trước khi gửi lên tầng trên

1 1 3 1.1.3 Phương thửc hoạt động của các tầng trong mô hình OSI

Mỗi tầng mô hình trong tầng ISO, có hai phương thức hoạt động chính được áp dụng đó là: phương thức hoạt động có liên kết (connection-oriented) và không có liên kết (connectionless)

Với phương thức có liên kết, trước khi truyền dừ liệu cần thiết phải thiết lập một liên kết logic giữa các thực thê cùng tầng Còn với phương thức không liên kết thì không cần lập liên kết logic và mỗi đơn vị dữ liệu trước hoặc sau nó

Với phương thức có liên kết, quá trình truyền dữ liệu phải trải qua ba giai đoạn theo thứ tụ' thời gian

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

♦ Thiết lập liên kếtẾỂ hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ được sử dụng trong giai đoạn sau

♦ Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản

lý

♦ Huỷ bỏ liên kết (logic): giải phóng các tài nguyên hệ thống đã cấp phát cho liên kết đổ dùng cho các liên kết khác

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Tương ứng với ba giai đoạn trao đối, ba thủ tục cơ bản được sử dụng, chẳng hạn đối với tầng N có: N-CONNECT (thiết lập liên kết), N-DATA(Truyền dừ liệu ), và N- DISCONNECT (Huỷ bỏ liên kết )Ngoài ra còn một số thủ tục phụ được sử dụng tuỳ theo đặc điểm, chức năng của mồi tầng Ví dụ:

♦ Thủ tục N-RESTART được sử dụng đế khởi động lại hệ thống ở tầng

3

4

♦ Thủ tục S-TOKEN GIVE để chuyển điều khiển ở tầng 5

Mỗi thủ tục trên sẽ dùng các hàm nguyên thuỷ (Request, Indication, Response, Confirm) đê câu thành các hàm cơ bản của giao thức ISO Còn đối với phương thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn đó là: truyền dữ liệu

So sánh hai phương thức hoạt động trên chúng ta thấy ràng phương thức hoạt động có liên kết cho phép truyền dừ liệu tin cậy, do đó có cơ chế kiểm soát và quản lý chặt chẽ tùng liên kết logic Nhung mặt khác nó phức tạp và khó cài đặt Ngược lại, phương thức không liên kết cho phép các PDU được truyền theo nhiều đường khác nhau để đi đến đích, thích nghi với sự thay đổi trạng thái của mạng, song lại trả giá bởi sự khó khăn gặp phải khi tập họp các PDU đế di chuyển tới người sử dụng Hai tầng kề nhau có thê không nhât thiêt phải sử dụng cùng một phương thức hoạt động mà có thê dùng hai phương thức khác nhau

1 1 4 l ệ 1.4 Truyền dữ liệu trong mô hình OSI

Tiến trình gửi gồm vài dừ liệu muốn gửi qua tiến trình nhận Dừ liệu đưa xuống tầng ứng dụng, dừ liệu đó được gắn thêm tiêu đề lớp ứng dụng (AH-Application Header) vào phía trước dữ liệu và kết quả đưa xuống cho tầng trình diễn Tầng trình diễn có thê biến đôi mục dữ liệu này theo nhiều cách khác nhau, thêm phần header vào đầu và đi xuống tầng phiên Quá trình này được lặp đi lặp lại cho đến khi dữ liệu đi xuống tầng vật lý, ở đó chúng thực sự được truyền sang máy nhận, ở máy nhận các phần header khác nhau được loại bỏ từng cái một khi các thông báo truyền lên theo các lớp cho đến khi lên tới tiến trình nhận Như vậy, việc truyền dữ liệu thực hiện theo chiều dọc Hình 1.5 biểu diễn một mẫu sử dụng mô hình OSI có thể truyền dừ liệu như thế nào

Datthức lớp

NH DH PH

1VT

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Đồ án tốt nưhỉên Đai ỈIOC Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Hình 1.5 Ví dụ quá trình truyền dữ liệu trong mô hình OSI

1.3 1.2 Bộ giao thức TCP/IP

1 1 5 1.2.1 Sự thúc đẩy cho việc ra đòi của TCP/IP

Giao tiếp thông tin đã trở thành nhu cầu không thể thiếu trong tất cả mọi lĩnh vực hoạt động Mạng máy tính tính ra đời phần nào đã đáp ứng được nhu cầu đó Phạm vi lúc đầu của các mạng bị hạn chế trong một nhóm làm việc, một cơ quan, công ty trong một khu vực Tuy nhiên thực

tế của của những nhu cầu cần trao đổi thông tin trong nhiều lĩnh vực khác nhau, về nhiều chủ đề khác nhau, giữa các tổ chức, các cơ quan là không

có giới hạn Vì vậy nhu cầu cần kết nối các mạng khác nhau của các tô chức khác nhau để trao đổi thông tin là thực sự cần thiết Nhưng thật không may là hầu hết các mạng của các công ty, các cơ quan đều là các thực thể độc lập, được thiết lập đề phục vụ nhu cầu trao đổi thông tin của bản thân các tổ chức đó Các mạng này có thể được xây dựng từ những kĩ thuật phần cứng khác nhau để phù hợp với những vấn đề giao tiếp thông tin của riêng họ Điều này chính là một cản trở cho việc xây dựng một mạng chung, bởi vì sẽ không có một kĩ thuật phần cứng riêng nào đủ đáp ứng cho việc xây dựng một mạng chung thoả mãn nhu cầu người sử dụng Người sử dụng cần một mạng tốc độ cao đổ nối các máy, nhưng những mạng như vậy không thể được mớ rộng trên những khoảng cách lớn Nhu cầu về một kỳ thuật mới mà có thể kết nối được nhiều mạng vật lý có cấu trúc khác hẳn nhau là thật sự cần thiết Nhận thức được điều đó, trong quá trình phát triển mạng ARPANET của mình, tổ chức ARPA ( Advanced Research Projects Agency) đã tập trung nghiên cứu nhằm đưa ra một kỳ thuật thoả mãn những yêu cầu trên Kỳ thuật ARPA bao gồm một thiết lập của các chuẩn mạng xác định rõ những chi tiết của việc làm thế nào để các máy tính có thể truyền thông với nhau cũng như một sự thiết lập các quy ước cho kết nối mạng, lưu thông và chọn đường Kỳ thuật đó được phát triên đây đủ và được đưa ra với tên gọi chính xác là TCP/IP Internet Protocol Suit ( bộ giao thức TCP/IP ) và thường được gọi tắt là TCP/IP Dùng TCP/IP người ta có thể kết nổi được tất cả các mạng bên trong công

ty của họ hoặc có thể kết nổi giữa các mạng của các công ty, các tổ chức khác nhau, với nhau

❖ TCP/IP có một số đặc tính quan trọng sau:

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

♦ Là bộ giao thức chuân mở và sẵn có, vì: nó không thuộc sở hữu của bất cứ một tô chức nào; các đặc tả thì sẵn có và rộng rãi Vì vậy bất kì

ai cũng có thể xây dựng phần mềm truyền thông qua mạng máy tính dựa trên nó

♦ TCP/IP độc lập với phần cứng mạng vật lý, điều này cho phép TCP/IP có thể được dùng đề kết nối nhiều loại mạng có kiến trúc vật

lý khác nhau như: Ethernet, Tokenring, FDDI, X25, ATM

♦ TCP/IP dùng địa chỉ IP đe định danh các host trên mạng tạo ra một mạng ảo thống nhất khi kết nổi mạng

♦ Các giao thức lớp cao được chuẩn hoá thích hợp và sẵn có với người dùng

1 1 6 1.2.2 Cấu trúc phân lớp của TCP/IP

TCP/IP là mô hình mở đe kết nối mạng Nó được thiết kế theo mô hình kiến trúc phân tầng, gồm bốn lớp được mô tả như hình sau đây:

Hinh 1 6 Mô hlnh phân lóp của TCP/IP và Sơ ❖

Lóp ứng dụng (Application):

Đây là lớp cao nhất trong cấu trúc phân lóp của TCP/IP Lóp này bao gồm tất cả các chương trình ứng dụng sử dụng các dịch vụ sằn có thông qua một TCP/IP Internet.Các chương trình ứng dụng tương tác với một trong các giao thức của lóp Transport đê truyền hoặc nhận dữ liệu Mỗi chương trình ứng dụng lựa chọn một kiêu giao thức thích hợp cho công việc của nó Chương trình ứng dụng chuyến dữ liệu theo mẫu mà lớp Transport yêu cầu.Mô hình TCP/IP hướng đến tối đa độ linh hoạt tại lớp ứng dụng cho người phát triển phần mềm Các ứng dụng ớ đây bao gồm:

DNS TFT P

UDP TCP

IP

Your LAN Many LANs and

WANs Internet

Application Transport

Internet Network

Access

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

♦ HTTP - Hypertext Transfer Protocol

♦ SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

♦ TFTP - Ttrivial File Transfer Protocol

❖ Lóp vận chuyển (Transport layer):

Nhiệm vụ trước tiên của lớp Transport là cung cấp sự giao tiếp thông tin giữa các chương trình ứng dụng Mồi sự giao tiếp được gọi là end-to-end Lóp Transport có thế điều chỉnh lưu lượng luồng thông tin Nó cũng cung cấp một sự vận chuyên tin cậy, hiệu suất cao, đảm bảo rằng dữ liệu đến mà không bị lỗi Đe làm như vậy, phần mềm giao thức được hỗ trợ hồ trợ để bên nhận có thể gửi lại các thông báo xác nhận về việc thu dừ liệu và bên gửi có thể truyền lại các gói tin bị mất hoặc bị lỗi Phần mềm giao thức chia dòng dừ liệu ra thành những đơn vị dữ liệu nhỏ hơn (thường được gọi là các segment) và chuyển mỗi segment cùng với địa chỉ đích tới lóp tiếp theo để tiếp tục quá trình truyền dẫn

Mặc dù hình trên dùng một khối đổ biểu diễn cho lớp ứng dụng, nhưng nói chung máy tính có thể có nhiều chương trình ứng dụng truy nhập vào Internet tại cùng một thời điểm Lớp Transport phải chấp nhận

dữ liệu từ một số chương trình ứng dụng và gửi nó tới lóp tiếp theo thấp hơn Đe làm như vậy nó thêm vào thông tin bổ sung cho mồi segment, gồm cả các mã định danh chương trình ứng dụng đã gửi nó và chương trình ứng dụng sẽ nhận nó, cũng như một tông kiếm tra Máy nhận sử dụng tong kiêm tra để thẩm tra gói tin đã đến, và sử dụng mã đích để định danh chương trình ứng dụng nó được chuyển phát đến.Lóp vận chuyển liên quan đến hai giao thức TCP và UDP

❖ Lóp Internet (Internet layer):

Mục tiêu của lóp Internet là truyền các gói từ bất kì mạng nào trên liên mạng và đến được đích trong điều kiện độc lập với đường dẫn và các mạng mà chúng đã trải qua.Giao thức đặc trưng khống chế lớp này là giao thức IP.Công việc xác định đường dẫn tốt nhất và hoạt động chuyển mạch gói diễn ra tại lớp này Lớp Internet xử lý giao tiếp thông tin từ một máy này tới một máy khác Nó chấp nhận một yêu cầu để gửi một gói từ lớp Transport cùng với một định danh của máy đích mà gói tin sẽ được gửi tới Nó sẽ bọc gói tin trong một IP Datagram, điền đầy đủ thông tin vào trong phần header, sử dụng giải thuật chọn đường để quyết định là giao phát gói tin trực tiếp hay là gửi nó tới một Router, và chuyển datagram tới giao diện phối ghép mạng thích hợp cho việc truyền dẫn Lớp Internet cũng xử lý các Datagram đến, kiêm tra tính hợp lệ của chúng, và sử dụng giải thuật chọn đường đế quyết định là datagram sẽ được xử lý cục bộ hay

là sẽ được chuyền đi tiếp Đổi với các datagram có địa chỉ đích cục bộ, thì phần mềm lớp Internet sẽ xoá phần header của các Datagram đó, và chọn

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

trong số các giao thức lớp

Transport một giao thức thích họp để xử lý gói tin Trong lớp Internet còn gửi các ICMP ( Giao thức bản tin điều khiển liên mạng ) và các bản tin điều khiển khi cần thiết và xử lý tất cả mọi bản tin ICMP tới

❖ Lóp truy nhập mạng(Network Access Layer):

Lớp thấp nhất của mô hình phân lớp TCP/IP, chịu trách nhiệm về việc chấp nhận các IP datagram và việc truyền phát chúng trên một mạng xác định Một giao diện phối ghép mạng có thế gồm một bộ điều khiển thiết bị (ví dụ như khi mạng là mạng cục bộ mà máy được gắn nối trực tiếp tới) hoặc là một hệ thống con phức tạp sử dụng giao thức Data Link của bản thân nó( ví dụ khi mạng bao gồm các chuyển mạch gói giao tiếp với các host bàng giao thức HDLC).LỚp truy nhập mạng liên hệ đến các

kĩ thuật LAN hay WAN

Hình lề7 giúp ta hình dung sự hoạt động trong môi trường phân lóp của TCP/IP, việc giao phát bản tin sử dụng hai mạng riêng biệt, một mạng

Hlnh 1.7 Quá trinh giao phát bản tin

Đồ án tốt nnhiên Đai hoe Chươnơ ỉ Tônư aiian về manu IP

cho việc truyền dẫn từ host A tới Router R, và mạng kia truyền dẫn từ Router R tới Host B

Trong mô hình TCP/IP không cần quan tâm đến ứng dụng nào yêu cầu các dịch vụ mạng, và không cần quan tâm đến giao thức vận chuyên nào đang được dùng, chỉ có một giao thức mạng IP Đây là một quyết định thiết kế có cân nhắc kỹ IP phục vụ như một giao thức đa năng cho phcp bất kì máy tính nào, ở bất cứ đâu, truyền dữ liệu vào bất cứ thời điềm nào

1.4 1.3 So sánh hai mô hình TCP/IP và mô hình OSI

Mô hình OSI và mô hình TCP/IP có những điếm giống và khác nhau

❖ Các điểm giống nhau

♦ Cả hai đều là phân lớp

♦ Cả hai đều có lớp ứng dụng và qua đó chúng có nhiều dịch vụ khác nhau

♦ Cả hai có cấc lớp mạng và lớp vận chuyển có thề so sánh được

♦ Kĩ thuật chuyễn mạch gói được chấp nhận

♦ TCP/IP được xây dựng trên quan điếm mạng của liên mạng Định tuyến trong môi trường này dựa vào lớp IP

♦ TCP/IP biểu hiện đơn giản hơn vì có ít lớp hơn

♦ TCP/IP không đa ra một tiêu chuân cụ thê về lớp điều khiên truy nhập mạng Điều này cho phép các công nghệ lóp này phát triển một cách độc lập với các giao thức lớp trên Đây cũng chính là động lực phát triên công nghệ mạng

♦ Các giao thức TCP/IP là các chuẩn cơ sở cho Internet phát triến,như vậy mô hình TCP/IP chiếm được niềm tin vì các giao thức của nó

♦ Mô hình OSI chỉ là mô hình được sử dụng đe tham chiếu khi xây dựng và phân tích các họ giao thức truyền số liệu cụ thể

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne 1 Tons a uan về mane IP

1.5 1.4 Phân loại mạng IP

Sự phát triển nhanh chóng của Internet kéo theo việc mở rộng phạm

vi ứng dụng của giao thức TCP/ IP hình thành lên các loại mạng IP như sau: mạng Internet toàn cầu, mạng IP trong các tổ chức và doanh nghiệp còn gọi là mạng Intranet, mạng riêng ảo dùng giao thức IP (IP VPN) Một

số mạng IP bao gồm cả ba loại mạng trên Ví dụ trong một doanh nghiệp

có một số mạng LAN chạy giao thức IP trên các công nghệ như Ethernet, TokenRing, FDDI ở các chi nhánh khác nhau Mỗi địa điêm ở xa sẽ có các router kết nối với mạng WAN dùng IP VPN Mạng này có cổng nối ra Internet, coi như một phần của mạng Internet toàn cầu

Các mạng Intranet là những mạng IP được quản lí (managed IP network) nghĩa là việc truyền dừ liệu được thực hiện mau lẹ với độ trễ thấp và độ tin cậy cao bởi vì hoạt động của doanh nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào việc giao nhận dữ liệu kịp thời Nó tương phản với mạng Internet trong đó độ trễ lớn và thời điểm dữ liệu đến không thể dự doán trước được

Các công ty và tổ chức lớn, nhiều chi nhánh, có xu hướng tiến hành xây dựng mạng riêng nhưng giá thành sẽ là quá cao Một giải pháp là xây dựng mạng riêng ảo trên nền tảng mạng Internet công cộng chạy giao thức

IP Do đó, IP VPN là một dịch vụ mới, dự định cung cấp cho các doanh nghiệp một loại mạng IP có chất lượng tương đương với Intranet Trong các mạng IP VPN có sự đảm bảo về độ trễ thấp, về băng thông cũng như các tính năng bảo mật đê “băt chước” các đặc điêm của mạng Intranet Những sự đảm bảo này tạo lên một tính năng gọi là “đảm bảo chất lượng dịch vụ” (QoS) QoS là sự khác nhau cơ bản chủ yếu giữa IP VPN,

Intranet và Internet công cộng

1.6 1.5 Giao thức IP

1 1 7 1.5 ệ l Tổng quan về giao thửc IP

Giao thức IP có chức năng của tầng mạng trong mô hình TCP/IP

Giao thức IP là giao thức không liên kết (connectionless) , nghĩa là không

có sự đảm bảo rằng các gói tin gửi đi sẽ đến được tới đích của nó Ngoài

chức năng chọn đường, chức năng quan trọng nhất trên tầng mạng, giao

thức IP còn có khả năng tìm lỗi, chia nhỏ các gói tin và lắp ráp lại chúng,

nhàm cho phép truyền thông qua các mạng có kích thước gói tin nhỏ hơn

Giao thức IP là một giao thức rất hiệu quả và được sử dụng nhiều trong

các chương trình ứng dụng

Giao thức IP được thiết kế đế dùng trong các hệ thống các mạng máy

tính truyền thông chuyến mạch gói (packet-switched) Giao thức IP truyền

các khối dữ liệu từ một nguồn tới một đích trong đó nguồn và đích là các

trạm máy tính được nhận dạng thông qua các địa chỉ có độ dài cố định

Giao thức IP cũng cho phép việc phân đoạn và lắp ráp lại các gói tin IP có

độ dài lớn đê cho phép các gói tin này đi qua các mạng máy tính có đơn vị

gói tin nhỏ

Giao thức IP chỉ giới hạn trong việc cung cấp các chức năng cần thiết

nhàm truyền các gói bít từ nguồn tới đích trên một hệ thống mạng Không

có cơ chế cho độ tin cậy, điều khiển luồng (flow control), đánh số thứ tự

(sequencing) hay cơ chế truyền lại dừ liệu Không có cơ chế báo nhận,

không có kiểm tra dừ liệu mà chỉ có kiểm tra phần header thông qua mã

kiêm tra checksum Các lỗi tìm được được thông báo thông qua giao thức

thông báo điều khiển liên mạng ICMP (Internet Control Message

Protocol)

Giao thức IP cũng cung cấp cho các giao thức tầng trên các kiểu và

các chất lượng dịch vụ khác nhau Nó dùng bốn trường cơ bản đế cung

cấp các dịch vụ bao gồm: Kiểu dịch vụ, Thời gian sống, Các lựa chọn và

Mã kiểm tra Checksum

♦ Kiếu dịch vụ (Type of Service) dùng đe chỉ ra chất lượng phục vụ

mong muốn Các gateway có thể dùng trường này để truyền tham sổ

và ra các quyết định chọn đường cho các gói tin IP

♦ Thời gian song (time to live) là thời gian cho phép một gói tin được

tồn tại trong mạng Nó được gán giá trị bởi nút gửi và sau đó được

giảm dần tại mồi nút trên đường đi Neu giá trị của nó bàng không

trước khi nó tới được đích thì gói tin sẽ bị hủy bỏ Điều này tránh

trường hợp một gói tin bị lặp (loop) và tồn tại mãi trong mạng

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

fìồ án tốt nữhiên fìai hoc Chươns 1 Tổns quan về mans IP

♦ Các lựa chọn cung cấp các chức năng bô sung trong một số tình huống như lựa chọn bản ghi nhớ đường, nhãn thời gian Các lựa chọn ít khi được dùng trong hầu hết các trường hợp

♦ Mã kiểm tra checksum cho phép kiềm tra đối với các thông tin trong phần header của gói tin IPế Neu mã kiềm tra bị sai thì tức là phần header bị lỗi và gói tin sẽ bị hủy bỏ Phần dữ liệu của gói tin không được kiếm tra bằng mã checksum và có thế có lỗi

1 1 8 1.5.2 Các chức năng của IP

IP (Internet Protocol) là giao thức kết nối không liên kết Chức năng chủ yếu của ĨP là cung cấp các dịch vụ Datagram và các khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng đê truyền dữ liệu với phương thức chuyên mạch gói IP Datagram , thực hiện tiến trình định địa chỉ và chọn đường

IP Header được thêm vào đầu các gói tin và được giao thức tầng thấp truyền theo dạng khung dữ liệu (Frame) IP định tuyến các gói tin thông qua liên mạng bàng cách sử dụng các bảng định tuyến động tham chiếu tại mồi bước nhảy Xác định tuyến được tiến hành bằng cách tham khảo thông tin thiết bị mạng vật lý & logic như ARP giao thức phân giải địa chỉ IP thực hiện việc tháo rời và khôi phục các gói tin theo yêu cầu kích thước được định nghĩa cho tầng dưới nó thực hiện IP kiềm tra lỗi thông tin điều khiển, phần đầu IP bằng giá trị tổng Checksum Tóm lại ĨP là giao thức cung cấp các chức năng chính sau:

♦ Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ liệu trên Internet

♦ Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP

♦ Truyền dữ liệu giữa lớp giao vận và lớp Internet

♦ Định tuyến để chuyển các gói dừ liệu trong mạng

♦ Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (Fragmentation-Reassembly) các gói dừ liệu và nhúng/tách chúng trong các frame ở lóp truy nhập mạng

1 1 9 1.5.3 Giao diện vói các giao thức ở lóp trên và lóp dưói

Giao thức IP gọi các giao thức ở lớp dưới, để mang các gói tin IP tới gateway hoặc tới trạm đích Đồng thời nó cũng bị gọi bởi giao thức ở lớp trên là lóp giao vận như giao thức TCP đề truyền các đoạn dừ liệu của giao thức đó tới trạm đích Giao thức ở tầng trên như TCP sẽ cung cấp các thông tin về địa chỉ cho giao thức IP thông qua các tham số của lời gọi Giao thức IP sau đó sẽ tạo ra các gói tin IP, ra quyết định chọn đường và gọi các giao thức mạng ớ tâng dưới đê mạng các gói tin IP này đi tới gateway hoặc tới trạm đích

Đồ ủn tốt nưhìên Du ì hoc Chuff ne 1 Tons auan về ma ne IP

1.1.101.5.4 Địa chỉ IP

Mục đích của giao thức IP là truyền một gói tin qua một tập các mạng liên kết với nhau Việc truyền thực hiện được bàng việc chuyển các gói tin từ một thực thề trong liên mạng tới thực thề kia cho tới khi gói tin tới được đích Thực thể nói ở đây có thể là một trạm máy tính hoặc một gateway Các gói tin IP được truyền từ thực thể này tới thực thê kia nhờ vào địa chỉ liên mạng (IP Intermet) Do đó một trong những vấn đề quan trọng nhất của giao thức IP là địa chỉ

Địa chỉ IP bao gồm 2 phần: NET ID + HOST ID

♦ Phan NET ID cho phép định tuyến gói tin đến mạng đích trong môi trường liên mạng

♦ Phan HOST ID cho phép định tuyến gói tin đến HOST cụ thê trong 1 mạng

♦ Phan NET ID do tô chức ARIN (American Registry for Internet Numbers) cap cho các nhà quản trị mạng

♦ Phan HOST ID do nhà quản trị mạng qui hoạch cho các HOST trong mạng của họ

Do án tnt nựhiệp Đại học Chưưnư 1 Tônp quan vê manư ĨP

Sơ đô địa chỉ hoá đê định danh các trạm (Host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP Mục đích của địa chỉ IP là đê định danh duy nhất cho một Host bất kỳ trên liên mạng

Do tổ chức và độ lớn của các mạng con của liên mạng có thể khác nhau, người ta chia các địa chỉ IP thành 5 lớp ký hiệu là A, B, c, D, E

♦ Các giải địa chỉ lóp A, B, c được sử dụng đế gán cho các phần tử môi trường liên mạng

♦ Giải địa chỉ lớp D sử dụng vào mục đích multicast

♦ Giải địa chỉ lớp E sử dụng vào mục đích nghiên cứu

Octet (8 bits) Octet (8 bits) Octet

(8 bits) Octet (8 bits)

Hình 1.10 Địa chi IP

1 Byte 1 Byte 1 Byte 1 Byte ^—8 Bits » * 8

Bits—►'♦—8 Bits—►'^—8 Bits—►

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

đích Default network và Default route.Dải địa chỉ cuối cùng 127.0.0.0/8 sử dụng vào mục đích loopback.Tất cả các địa chỉ IP của lóp A dùng 8 bít đầu tiên để định danh phần mạng của địa chỉ.Ba octet còn lại có thê dùng cho phần host của địa chỉ Mỗi mạng dùng một địa chỉ lớp A có thể gán 224 -2 =16.777.214 địa chỉ HOST khả dụng Các địa chỉ IP lóp A luôn có giá trị nằm trong khoảng tù' 0 đến 126 trong octet đầu tiên

Class c

< 8 Bits >

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

216 -2 =65.534 địa chỉ HOST khả dụng Các địa chỉ IP lóp B luôn có giá trị nằm trong khoảng tù' 128 đến 191 trong octet đầu tiênế

♦ Địa chỉ lớp c có 3 bit đầu tiên là “110”.Địa chỉ lớp c có subnetmask mặc định là

255.255.255.0 Tất cả các địa chỉ IP của lóp B dùng 24 bít đầu tiên để định danh phần mạng của địa chỉ Octet còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ Mồi mạng dùng một địa chỉ lớp c có thể gán 28 -2

=254 địa chỉ HOST khả dụng Các địa chỉ ĨP lớp c luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 192 đến 223 trong octet đầu tiên

♦ Lớp D dùng đề gửi IP Datagram tới một nhóm các Host trên một mạng Tất cả các số lớn hon 233 trong trường đầu là thuộc lớp D

♦ Lớp E dự phòng để dùng trong tương lai

Như vậy, Hình 1.11 xác định địa chỉ mạng cho lớp A: từ 1 đến 126 cho vùng đầu tiên, 127 dùng cho địa chỉ loopback, lớp B từ 128.1.0.0 đến

191.255.0.0, lớp c từ 192.1.0 0 đến 233.255.255.0

Bảng 1.1 Xác định khoảng lóp địa chỉ IP biếu diễn bằng số thập phân

Biếu diễn bằng số Thập phân

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc ChU'ffne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

một ứng dụng TCP/IP đến địa chỉ IP 127.X.X.X thì gói dữ liệu đó sẽ được truyền ngược lại cho ứng dụng đó mà không qua một thiết bị trung gian mạng Gói dữ liệu sao chép nơi truyền đến bộ đệm nhận trên cùng một máy Địa chỉ Loopback được ứng dụng kiêm tra nhanh phần mềm TCP/IP có được cấu hình thích họp không

♦ Neu trong một địa chỉ IP, giá trị của Host chứa tất cả bit 0, đây là địa chỉ mạng Ví dụ 137.53.0.0 là địa chi mạng lóp B 137.53Ế

♦ Neu trong một địa chỉ IP, giá trị của Host chứa tất cả bit 1, đây là địa chỉ Broadcast có định hướng Một địa chỉ Broadcast định hướng được nhìn thấy bởi tất cá các node trên mạng đó Ví dụ, với nhóm mạng B: 137.53.255.255 là địa chỉ Broadcast định hướng của nhóm

♦ Địa chỉ IP 255.255.255.255 được gọi là Local Broadcast hoặc Limite Broadcast Được sử dụng trong các mạng LAN

♦ Địa chỉ IP 0.0.0.0 sử dụng trong bảng định tuyến để trỏ vào mạng cho bộ định tuyến mặc định (cổng giao tiếp mặc định)

Tóm lại : Có một số địa chỉ ĨP đặc biệt giành riêng cho InterNIC (Internetwork Information Center) theo RFC 960:

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

❖ Khái niệm về IP multicast

IP multicast là một khái niệm trừu tượng của multicast phần cứng

Nó cho phép chuyên một gói tin IP tới một nhóm các trạm Một nhóm trạm có thể bao gồm các trạm trên nhiều mạng vật lý khác nhau Một trạm

có thể là thành viên của nhiều nhóm và có thê đăng ký tham gia một nhóm cũng như rút khỏi nhóm đó nếu như có nhu cầu Một trạm có thể gửi các gói tin tới một nhóm trạm multicast mà không cần phải là thành viên của nhóm đó

Mỗi một nhóm multicast có một địa chỉ multicast duy nhất thuộc lớp địa chỉ D gọi là địa chỉ IP multicast Một số địa chỉ IP multicast được dành riêng và được gọi là các địa chỉ IP multicast well-known Các địa chỉ IP multicast khác có thể dùng được gọi là các nhóm địa chỉ multicast tạm thời (transient multicast groups) Các địa chỉ này được tạo ra khi cần thiết và xóa đi nếu như số thành viên trong nhóm bằng không

Cơ chế multicast của IP có thể được dùng trong một mạng cục bộ hoặc trong liên mạng Internet Trong trường hợp thứ hai, một gateway multicast đặc biệt được dùng đề chuyền các gói tin đi Tuy nhiên các trạm cũng không cần biết sự hiện diện của gateway multicast Một trạm chuyền các gói tin multicast đi nhờ vào khả năng multicast của mạng cục bộ Neil như gateway multicast tồn tại, nó sẽ nhận các gói tin multicast và chuyền chúng tới các mạng khác Các gateway multicast dùng các khả năng multicast của phần cúng đổ chuyển các gói tin này đi tới các trạm đích multicast Trường thời gian sống (time-to-live) của gói tin multicast cũng

có ý nghĩa giống như trường thời gian sông của gói tin IP thông thường Việc chuyên các gói tin multicast có thê dựa vào các gateway độc lập hay dựa vào các gateway thông thường được cài đặt thêm chức năng multicast

❖ Địa chỉ IP multicast

Địa chỉ IP multicast gồm có bốn bít đầu là 1110, dùng để chỉ ra một địa chỉ IP là multicast Sau đó là 28 bít chỉ ra nhóm multicast Neu biêu diễn theo dạng dấu chấm thì địa chỉ multicast bao gồm từ địa chỉ 224.0.0.0 tới 239.255.255.255

Địa chỉ 224.0.0.0 là dùng để dành riêng, nó không được gán cho một nhóm multicast nào Địa chỉ 244.0.0.1 là được dùng với ý nghĩa là tất cả các trạm và gateway có cài đặt multicast trong mạng cục bộ Không có địa

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc ChU'ffne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

chỉ multicast dùng cho tất cả các trạm trên liên mạng Internet

Địa chỉ multicast chỉ được dùng làm địa chỉ đích, không được dùng làm địa chỉ nguồn Nó cũng không được xuất hiện trong các lựa chọn nguồn hay bản ghi nhớ đường của gói tin IP Cũng không có thông báo ICMP nào được dùng cho các gói tin multicast

❖ ánh xạ từ địa chỉ multicast của IP sang địa chỉ multicast Ethernet

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Phạm Văn Hiến - Đ01VT

Trong mạng cục bộ, tồn tại một khái niệm là multicast phần cứng(hardware multicast) Phần cứng mạng hỗ trợ một dạng truyền thông nhiều điểm (multi-point) và duy trì một tập các địa chi dùng cho mục đích này Khi một nhóm các trạm muốn truyền thông cho nhau, chúng định nghĩa ra một địa chỉ multicast và cấu hình phần cứng giao diện mạng của chúng để có thể nhận biết được địa chỉ multicast này Sau đó tất cả các trạm trong nhóm đều có thể nhận được một bản sao của gói tin gửi tới địa chỉ multicast này

Một trong các kiêu mạng thông dụng nhất là mạng Ethernet và mạng Ethernet cung cấp một khả năng điển hình về multicast về phần cứng Mạng Ethernet dùng một bít thấp trong byte cao của địa chỉ 48 bít của nó

để phân biệt địa chỉ multicast với các địa chỉ thông thường: 01.00.00.00.00.00.00

Việc ánh xạ từ địa chỉ IP sang địa chỉ Ethernet tuân theo qui tắc sau: Đặt 23 bít thấp của địa chi multicast IP vào 23 bít thấp của một địa chỉ multicast Ethernet đặc biệt là 01.00.5E.00.00.00 Ví dụ như địa chỉ multicast IP là 224.0.0.1 sẽ trở thành địa chỉ multicast Ethernet là 01.00.5E.00.00.01

với địa chỉ multicast

2 Trạm có thể gửi và nhận các gói tin IP với địa chỉ

multicast

Đồ ủn tốt nưhìên Da ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

rằng nó muốn gia nhập hay rút khỏi một nhóm multicast nào đó Neu có nhiều chương trình ứng dụng cùng tham gia một nhóm thì nó phải chuyển đến cho mỗi chương trình ứng dụng một bản sao của gói tin IP của nhóm

đó Hơn nữa trạm cần phải chạy một một giao thức đặc biệt để chỉ cho gateway

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Phạm Văn Hiến - Đ01VT

multicast cục bộ là nó là thành viên của nhóm đó Giao thức đó gọi là giao thức quản lý nhóm liên mạng IGMP (Internet Group Management Protocol)

Để tham dự một một nhóm multicast mà bao gồm nhiều mạng khác nhau, một trạm cần phải báo cho gateway multicast biết Gateway multicast sẽ liên lạc với các gateway multicast khác, báo cho chúng biết về trạng thái thành viên của nó và thiết lập các đường đi trong bảng chọn đường

1 5 4 41.5.4.3 Subneting

Đôi khi nhà quản trị mạng muốn chia nhỏ mạng của mình thành nhiều mạng nhỏ hơn đặc biệt là các mạng lớn Vì khi mạng quá lớn đồng nghĩa với việc tăng miền broadcast domain Các mạng thường có kích cờ không bằng nhau: đôi khi chỉ có 2 HOST, đôi khi là rất nhiều Các phần chia nhỏ hơn được gọi là các mạng con (Subnetwork) và được thực hiện đánh địa chỉ khá linh hoạt.Các mạng con được gọi ngắn gọn là subnet Mỗi địa chỉ sub net là duy nhất và luôn được gán một cách cục bộ, tức là luôn do người quản trị mạng quyết định

Qf—v I I I-Ị-1 /-4|kj ẳ Create another

section in the IP ■ Ivjri - address called the subnet.

NETWORK

HOW???

By using a SUBNET MASK

Subnet ID = Network ID + [ Subnet

Hình 1.12 Slibneting

Subnet field và Host field được tạo ra từ phần Host gốc của toàn mạng Người quản trị mạng mượn các bít từ phần host gốc và gán chúng như là subnet field So bit tối thiều có thể mượn là 2 Neu bạn chỉ mượn 1 bit để tạo một mạng con, thì bạn chỉ có một chỉ số mạng là mạng 0, và chỉ

số quảng bá là mạng 1 So bit tối đa có thề mượn sao cho còn để lại ít nhất

2 bit cho chỉ so host

Việc phân chia thành các mạng con có những ưu điêm sau:

Đồ ủn tốt nưhìên Da ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

♦ Giảm kích thước miền quảng bá

♦ Làm đơn giản hơn việc quản lý mạng

♦ Xây dựng lại cấu trúc bên trong mà không làm ảnh hưởng tới các mạng ngoài

♦ Nâng cao được tính bảo mật

Đồ án tốt nưhỉên Đai hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

1 5 4 51.5.4.4 Mặt nạ mạng con (Subnet Mask)

Nhiều mạng con kết nối với nhau dùng chung một địa chỉ IP phải sử dụng bộ định tuyến (Router) giữa chúng Bộ định tuyến phải thực hiện việc phân chia mạng con và biết có bao nhiêu bit của vùng Host đang được sử dụng cho các mạng con, tức là nó biết vùng địa chỉ Host được sử dụng bao

nhiêu bit cho địa chỉ mạng con và phần còn lại địa chỉ host của các mạng con Thông tin này được Router trình bày như một mặt nạ mạng conế

Mặt nạ mạng con không phải là một địa chỉ nhưng nó xác định phần

địa chỉ IP nào là network field và phần nào là host field Một subnet mask gồm 32 bit mà giá trị của nó được tính theo quy luật sau:

♦ Các bit trong mặt nạ mạng con ứng với các bit của Network và Subnet number ( subnet field) trong địa chỉ IP chứa các bit 1

♦ Các bit trong mặt nạ mạng con ứng với các bit của Host number ( host

149.108

Network 1

Network

Hình 1 1 3 Một ví dụ 2 mạng

Đồ ủn tốt nưhìên Da ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

Đồ ủn tốt nưhìên Da ì hoc Chuff ne ĩ Tone a nan về ma nữ IP

• Địa chỉ Broadcast trực tiếp = 192.55.12.127

Hình 1.14 Mối quan hệ giữa mặt nạ mạng con và số lượng Host trong địa