Cách đánh địa chỉ ip trong mạng internet và GSM

Cách đánh địa chỉ ip trong mạng internet và GSM

Đề tài: Cách đánh địa chỉ ip trong

mạng internet và GSM

Giáo viên: Vũ Thị Quỳnh

1 Khái niệm IP

• Địa chỉ IP ( Internet Protocol - giao thức internet): là

một địa chỉ đơn nhất có chiều dài 32 bit (IPv4) hoặc

128 bit (IPv6) mà những thiết bị điện tử hiện nay đang sử dụng để nhận diện và liên lạc với nhau

trên mạng máy tính bằng cách sử dụng giao thức internet

• Trên Internet thì địa chỉ IP của mỗi người là duy nhất

và nó sẽ đại diện cho chính người đó, địa chỉ IP được

sử dụng bởi các máy tính khác nhau để nhận biết các máy tính kết nối giữa chúng.

1 Khái niệm IP

Địa chỉ IP có thể là địa chỉ động hoặc tĩnh.

1 Khái niệm IP

2 Cấu trúc địa chỉ ip

2.1, Thành phần và hình dạng của ip

Bít 1……… 32

• Bít nhị phân dạng lớp ( class bit)

• Địa chỉ của mạng ( Net ID)

• Địa chỉ của máy chủ ( Host ID)

Note: Tên địa chỉ máy chủ nhưng thực tế không chỉ máy chủ mà tất

cả máy con(Workstaion), các cổng truy nhập…đều cần có địa chỉ

2.1.1 Địa chỉ Internet biểu hiện ở dạng bit nhị phân:

bit nhị phân Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4

2.1.2 Địa chỉ Internet biểu hiện ở dạng thập phân:

•Địa chỉ lớp A: Địa chỉ mạng ít và địa chỉ máy chủ trên từng mạng nhiều.

•Địa chỉ lớp B: Địa chỉ mạng vừa phải và địa chỉ máy chủ trên từng mạng vừa phải.

•Địa chỉ lớp C: Địa chỉ mạng nhiều, địa chỉ máy chủ trên từng mạng ít.

2.2.1 Địa chỉ lớp ATổng quát chung:

•Bit thứ nhất là bit nhận dạng lớp A = 0

•7 bit còn lại trong Octet thứ nhất dành cho địa chỉ mạng

•3 Octet còn lại có 24 bit dành cho địa chỉ của máy Chủ

- net id: 126 mạng

- host id:16.777.214 máy chủ trên một mạng

2.2.1 Địa chỉ lớp A

a, Địa chỉ mạng (Net ID)

1/ Khả năng phân địa chỉ

Khi đếm số bit chúng ta đếm từ trái qua phải, nhưng khi tính giá trị thập phân 2n của bit lại tính từ phải qua trái, bắt đầu từ bit 0 Octet thứ nhất dành cho địa chỉ mạng, bit 7 = 0 là bit nhận dạng lớp A 7 bit còn lại từ bit 0 đến bit 6 dành cho địa chỉ mạng ( 2 7 ) = 128 Nhưng trên thực tế địa chỉ khi tất cả các bit bằng 0 hoặc bằng 1 đều không phân cho mạng Khi giá trị các bit đều bằng 0, giá trị thập phân 0 là không có nghĩa, còn địa chỉ là 127 khi các bit đều bằng 1 dùng để thông báo nội bộ, nên trên thực tế còn lại 126 mạng

2.2.2 Cách tính địa chỉ mạng lớp A.

Số thứ tự Bit (n)- tính từ phải qua trái: 6 5 4 3 2 1 0

Giá trị nhị phân (0 hay 1) của Bit: x x x x x x x

Giá trị thập phân tương ứng khi giá trị bit = 1 sẽ là 2 n

Giá trị thập phân tương ứng khi giá trị bit = 0 không tính

Giá trị thập phân lớn nhất khi giá trị của 7 bit đều bằng 1 là 127

Như vậy khả năng phân địa chỉ của lớp A cho 126 mạng

b, Địa chỉ của các máy chủ trên một mạng

Địa chỉ lớp A

- Khả năng phân địa chỉ

Ba Octet sau gồm 24 bit được tính từ bit 0 đến bit 23 dành cho

địa chỉ máy chủ trên từng mạng

- Với cách tính như trên, để được tổng số máy chủ trên một mạng ta có Địa chỉ khi các bit đều bằng 0 hay bằng 1 bỏ ra Trên thực tế còn lại

224-2 = 16 777 214

Như vậy khả năng phân địa chỉ cho 16 777 214 máy chủ

2.2.3 Địa chỉ lớp B

Tổng quát chung:

•2 bit đầu tiên để nhận dạng lớp B là 1 và 0

•14 bit còn lại trong 2 Octet đầu tiên dành cho địa chỉ mạng

•2 Octet còn lại gồm 16 bit dành cho địa chỉ máy Chủ

- net id: 16.382 mạng

- host id: 65.534 máy chủ trên một mạng

Tương tự như địa chỉ Lớp A, các bit đều bằng 0 và các bit đều bằng 1 được bỏ ra, nên thực tế giá trị thập phân chỉ từ 1 đến 16 382 có nghĩa phân được cho 16 382 mạng

Địa chỉ lớp B

B,Địa chỉ các máy chủ trên một mạng

1 / Khả năng phân địa chỉ

Octet 3 và 4 gồm 16 bit để dành cho địa chỉ của các máy chủ trên từng mạng

Địa chỉ của các bit bằng 0 và bằng 1 bỏ ra, Khả năng thực tế còn lại

65534 địa chỉ ( 216 - 2)để phân cho các máy chủ trên một mạng

2.2.4 Địa chỉ lớp C Tổng quát chung:

• 3 bit đầu tiên để nhận dạng lớp C là 1,1,0

• 21 bit còn lại trong 3 Octet đầu dành cho địa chỉ mạng

• Octet cuối cùng có 8 bit dành cho địa chỉ máy chủ

- net id: 2.097.150 mạng

- host id: 254 máychủ/1 mạng

Địa chỉ lớp C

A,Địa chỉ mạng

1/ Khả năng phân địa chỉ

21 bit còn lại của 3 Octet đầu dành cho địa chỉ mạng

Các bit đều bằng 0 hay bằng 1 không phân, nên khả năng phân địa chỉ cho mạng ở lớp C là 2 097 150 hoặc bằng 221 - 2

Địa chỉ lớp C

B, Địa chỉ máy chủ trên từng mạng

1/ Khả năng phân địa chỉ

Octet 4 có 8 bit để phân địa chỉ cho các máy chủ

trên một mạng

Như vậy khả năng cho máy chủ trên từng mạng của địa chỉ lớp C là

2.2.5 Địa chỉ mạng con của Internet (IP

subnetting):

1 Phương pháp phân chia địa chỉ mạng con:

- Gồm 2 phương pháp: - Default Mask

- Subnet Mask

Default Mask: (Giá trị trần địa chỉ mạng) được định nghĩa trước cho

từng lớp địa chỉ A,B,C Thực chất là giá trị thập phân cao nhất (khi tất cả

8 bit đều bằng 1) trong các Octet dành cho địa chỉ mạng - Net ID

Default Mask:

Lớp A 255.0.0.0

Lớp B 255.255.0.0

Lớp C 255.255.255.0

Subnet Mask: ( giá trị trần của từng mạng con)

- Subnet Mask là kết hợp của Default Mask với giá trị thập phân cao

nhất của các bit lấy từ các Octet của địa chỉ máy chủ sang phần địa chỉ mạng để tạo địa chỉ mạng con

- Subnet Mask bao giờ cũng đi kèm với địa chỉ mạng tiêu chuẩn để cho người đọc biết địa chỉ mạng tiêu chuẩn này dùng cả cho 254 máy chủ hay chia ra thành các mạng con Mặt khác nó còn giúp Router trong việc định tuyến cuộc gọi

Địa chỉ mạng con của Internet (IP subnetting):

2.2.6 Nguyên tắc phân chia địa chỉ mạng con

Lấy bớt một số bit của phần địa chỉ máy chủ để tạo địa chỉ mạng con

Lấy đi bao nhiêu bit phụ thuộc vào số mạng con cần thiết (Subnet

mask) mà nhà khai thác mạng quyết định sẽ tạo ra

NOTE : Vì địa chỉ lớp A và B đều đã hết, hơn nữa hiện tại mạng Internet

của Tổng công ty do VDC quản lý đang được phân 8 địa chỉ mạng lớp C nên chúng ta sẽ nghiên cứu kỹ phân chia địa chỉ mạng con ở lớp C

1, Địa chỉ mạng con của địa chỉ lớp C

không logic, ít nhất phải dùng 2 bit để mở rộng địa chỉ và 2 bit

cho địa chỉ máy chủ trên từng mạng

2, Địa chỉ mạng con từ địa chỉ lớp B

Class B:

 Default Mask của lớp B là 255.255.0.0

 Net ID - Khi phân địa chỉ mạng con sử dụng Octet 3

Địa chỉ lớp B có 2 Octet thứ 3 và thứ 4 dành cho địa chỉ máy chủ nên về nguyên lý có thể lấy được cả 16 bit để tạo địa chỉ mạng Nếu từ một địa chỉ mạng được NIC phân chúng ta định mở rộng lên 254 mạng và mỗi mạng sẽ có 254 máy chủ Trường hợp này sẽ lấy hết 8 bit của octet thứ 3

bổ sung vào địa chỉ mạng và chỉ còn lại 8 bit thực tế cho địa chỉ máy chủ, theo cách tính số thập phân 2n giá trị của 8 bit như đã nêu ở phần lớp C

3 Phương pháp truyền dữ liệu qua giao thức ip và ứng dụng của ip trong mạng internet

• Hoạt động ở tầng mạng của mô hình OSI hay

là tầng internet của mô hình TCP/IP

3.1 Giao thức ip

Datagram packet

• Giao thức IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu

không đảm bảo (còn gọi là cố gắng cao nhất),

nghĩa là nó hầu như không đảm bảo gì về gói

dữ liệu

3.1 Giao thức ip

• là giao thức hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển mạch gói

• Nối chuyển gói, hay đơn giản hơn chuyển gói, (Anh ngữ: packet switching), có nơi còn gọi là nối chuyển

khung hay chuyển khung, là một loại kĩ thuật gửi dữ

liệu từ máy tính nguồn tới nơi nhận (máy tính đích) qua mạng dùng một loại giao thức thoả mãn 3 điều kiện sau:

3.2 Chuyển mạch gói

• Dữ liệu cần vận chuyển được chia nhỏ ra thành các

gói (hay khung) có kích thước (size) và định dạng

(format) xác định.

• Mỗi gói như vậy sẽ được chuyển riêng rẽ và có thể

đến nơi nhận bằng các đường truyền (route) khác

nhau Như vậy, chúng có thể dịch chuyển trong cùng thời điểm.

• Khi toàn bộ các gói dữ liệu đã đến nơi nhận thì chúng

sẽ được hợp lại thành dữ liệu ban đầu.

3.2 Chuyển mạch gói

• Mỗi gói dữ liệu có kích thước được định nghĩa từ

trước (đối với giao thức TCP/IP thì kích thước tối đa của nó là 1500 bytes) và thường bao gồm 3 phần:

• Phần mào đầu (header): chứa địa chỉ máy gửi, địa chỉ

máy nhận và các thông tin về loại giao thức sử dụng

và số thứ tự của gói.

• Phần tải dữ liệu (data hay payload): là một trong

những đoạn dữ liệu gốc đã được cắt nhỏ.

• Phần đuôi (trailer): bao gồm tín hiệu kết thúc gói và thông tin sửa lỗi dữ liệu (data correction).

3.2 Chuyển mạch gói

• Đặc điểm:

-Không cần phải hoàn tất một mạch liên tục nối từ máy gửi đến máy nhận

-Trong trường hợp tắc nghẽn hay sự cố, các

gói dữ liệu có thể trung chuyển bằng con

đường thông qua các máy tính trung gian khác -Kỹ thuật này cho phép nối gần như với số

lượng bất kì các máy tính

3.2 Chuyển mạch gói

• Ứng dụng dễ thấy nhất của ip trong internet chính là làm địa chỉ cho từng thiết bị truy cập mạng internet.

• Mỗi thiết thiết bị truy cập internet sẽ có một địa chỉ ip gọi là ip public và nó là “duy nhất”.

• Nhờ địa chỉ ip này mà các máy tính trong

mạng có thể tìm và kết nối được với nhau.

3.3 Ứng dụng

• Các tên miền hay máy chủ cũng sử dụng ip để giúp các máy tính khác có thể truy cập

Phần 4: Địa chỉ IP trong mạng GSM

1) Tổng quan.

• Ngày nay với sự phát triển của xã hội, việc gửi thông tin bằng thiết bị di động ngày càng tăng Nhưng mang GSM thiết chủ yếu chỉ để truyền tín hiệu thoại

nhu cầu mới mạng di động cần đáp ứng như các dịch vụ dữ liệu (gởi nhận E-

mails, WWW) hay truy cập WAP trên

nền mạng IP (như mạng Internet).

• vì tốc độ dữ liệu quá chậm, thời gian kết nối

lâu và phức tạp Hơn nữa chi phí thì đắt vì

GSM dựa trên chuyển mạch kênh  GSM không thể đáp ứng được

• Về giao diện vô tuyến, một kênh lưu lượng chỉ cấp đựơc cho một user trong toàn bộ thời

gian cuộc gọi, nên việc sử dụng tài nguyên vô tuyến không hiệu quả.

 Dịch vụ vô tuyến gói đa năng (GPRS - General

Packet Radio Service) ra đời.

06/08/2024 36

NỘI DUNG

• 1: GPRS-Giải pháp số liệu gói cho mạng GSM

• 2: Giải pháp cho mạng đường trục GPRS

• 3: Chuyển vùng trong GPRS

• 4: Giao thức Mobile IP

• 5: Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS

• Kết luận

 Cho phép kết nối với nhiều hệ thống khác

 Tính cước theo dung lượng dữ liệu truyền dẫn

ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG GPRS

Mạng số liệu gói PDN

SGSN

HLR, AUC

GGSN

Gc TE

PCU : Packet Control Unit

SGSN : Servicing GPRS Support Node

GGSN : Gateway GPRS Support Node

06/08/2024 39

CÁC PHẦN TỬ MỚI ĐƯỢC BỔ XUNG

- Quản lý di động

- Quản lý phiên làm việc

- Bảo mật đường truyền vô tuyến

- Là cổng kết nối với mạng số liệu

- Quản lý phiên làm việc

- Ánh xạ địa chỉ

- Đưa ra thông tin về cước

GGSN

- Firewall và BorderGateway

Frame Relay

BSSGP Relay

SNDCP

LLC

Frame Relay BSSGP

GTP

UDP / TCP

L 1

L 2 IP

Relay

IP / X.25

GTP

UDP / TCP

L 1

L 2 IP

06/08/2024 41

QUẢN LÝ DI ĐỘNG

 Liên kết GPRS

Mạng GPRS

 Quản lý vị trí thuê bao GPRS

 Cập nhật cell

 Cập nhật RA

 Cập nhật RA/LA kết hợp

MT TE

06/08/2024 42

QUẢN LÝ PHIÊN LÀM VIỆC

 Kích hoạt giao thức số liệu gói (PDP)

Mạng GPRS

 Sửa đổi PDP Context:

 Thay đổi QoS

 Tạo 1 PDP Context (chứa địa chỉ IP của MS, QoS,…),

được lưu tại MS, SGSN và GGSN

 Tạo liên kết logic giữa MS với PDN

PDN 1

PDN 2

MT TE

Đường trục GPRS

06/08/2024 44

 1: GPRS-Giải pháp số liệu gói cho mạng GSM

 2: Giải pháp cho mạng đường trục GPRS

PDN 2 ( LAN )

06/08/2024 46

MẠNG ĐƯỜNG TRỤC GPRS (2/2)

 Gb: FrameRelay

 Kết nối trực tiếp điểm-điểm

 Mạng chuyển tiếp khung

 Gn, Gi, Gp:

 IP/PPP, IP/FR, IP/ATM, hoặc IP/Ethernet

 IP trên tất cả các giao diện

06/08/2024 48

 Kết nối qua VSGSN và HGGSN

 Tương tác SGSN – HLR

 Kết nối với đường trục liên mạng (Inter-PLMN) và quản lý địa chỉ

 Cổng truy nhập biên (BG-Border Gateway)

 Trao đổi dữ liệu DNS giữa các PLMNs và với máy chủ DNS gốc gprs

 Kết nối qua VSSN và VGGSN

 Tương tác SGSN – HLR

 Phân bổ địa chỉ IP động cho thuê bao

 Chỉ sử dụng mạng đường trục GPRS nội bộ (Intra-PLMN)

 Không yêu cầu BG và quản lý địa chỉ

06/08/2024 49

 Kết nối trực tiếp

 Tunnel qua mạng IP công cộng

 Các đường thuê riêng trực tiếp

 Mạng riêng ảo (VPN)

 Mạng chuyển vùng GPRS

 Chỉ cần một kết nối logic với GRX cục bộ là có thể là có thể cung cấp

dịch vụ chuyển vùng với bất kỳ nhà khai thác nào khác

 Kết nối đơn giản, phạm vi chuyển vùng rộng

06/08/2024 51

 Mỗi địa chỉ IP xác định duy nhất một điểm liên kết với Internet

 Để nhận được các gói tin, trạm di động (MN) phải nằm trên mạng xác định trong địa chỉ IP của nó

 Nếu MN chuyển đến mạng khách, các gói tin gửi cho MN vẫn được chuyển đến mạng gốc; Để có thể trao đổi thông tin, MN phải được cấu hình địa chỉ mới.

GIỚI THIỆU

 Thay đổi địa chỉ IP

 Các kết nối bên trên lớp IP sẽ bị huỷ bỏ

 Trạm khác không biết địa chỉ mới của MN

R

 Phiên bản 6 (tiếp tục được chuẩn hoá)

ĐẶC TRƯNG CỦA MOBILE IP

06/08/2024 53

 Phát hiện đại lý

 MN nhận các bản tin quảng cáo đại lý theo định kỳ hoặc trực tiếp

gửi đi yêu cầu tìm kiếm đại lý

 MN phát hiện sự dịch chuyển và nhận COA

 Đăng ký với đại lý gốc (HA)

 MN đăng ký COA với HA

 Nhận thực và cập nhật liên kết tại HA

 Tunneling (IP-in-IP, MHE, GRE)

 Định tuyến tam giác

 Tối ưu hoá đường đi

 (bổ xung vào giao thức IPv4)

MOBILE IPv4 [RFC 2002]

06/08/2024 54

 MN phát hiện sự dịch chuyển và nhận COA

 MN đăng ký COA với HA

ĐỊNH TUYẾN TRONG MOBILE IPv4

Mạng A

Mạng B

Mạng C MN

Gói tin gửi cho MN được chuyển đến mạng gốc A.

 HA nhận gói tin, đóng gói và chuyển tới COA của MN.

 Từ MN, các gói tin được chuyển trực tiếp tới CN.

06/08/2024 56

CÁC BƯỚC TRIỂN KHAI

• Bước 1: Hỗ trợ dịch vụ Mobile IP

– Tích hợp chức năng FA vào chức năng GGSN (GFA)

– Bổ sung nút thực hiện chức năng HA

– Bổ sung máy chủ AAA (RADIUS…)

– Sử dụng chuỗi APN = “MIPv4FA”

– MN sử dụng COA và FA

• Bước 2: Tối ưu hoá đường đi

– Cài đặt một bộ định thời tại GGSN/FA để đệm các gói tin và duy trì kết nối trong một khoảng thời gian nhất định

06/08/2024 57

KIẾN TRÚC MẠNG GPRS HỖ TRỢ MOBILE IP

Đường trục GPRS

AAA

Gp

HLR, EIR

MAP BTS/BSC

Gb

GGSN FA

MT

TE

4 Trả lời kết nối (địa chỉ IP=””)

5 Đồng ý kích hoạt giao thức số liệu gói (địa chỉ IP=””)

6 Quảng cáo đại lý

7 Yêu cầu đăng ký với HA

8 Yêu cầu đăng ký

9 Trả lời đăng ký

10 Trả lời đăng ký

Chọn GGSN thích hợp

Lấy địa chỉ gốc của TE

06/08/2024 59

TIẾP THEO

• 1: GPRS-Giải pháp số liệu gói cho mạng GSM

• 2: Giải pháp cho mạng đường trục GPRS

• 3: Chuyển vùng trong GPRS

• 4: Giao thức Mobile IP

• 5: Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS

• Kết luận

06/08/2024 60

 Ưu điểm của hệ thống

 Dịch vụ số liệu gói tốc độ cao và dịch vụ Internet

 Triển khai nhanh với phạm vi phủ sóng rộng

 Sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến

 Mobile IP cung cấp khả năng chuyển vùng với chi phí thấp

 Việc triển khai Mobile IP đơn giản, không ảnh hưởng đến kiến trúc hệ thống GPRS

KẾT LUẬN (1/5)

06/08/2024 61

 Ưu điểm của hệ thống (…tiếp)

 Cùng với các khả năng dùng IP hiện có, việc triển khai Mobile IP sẽ cung cấp giải pháp kết nối IP toàn diện cho hệ thống GPRS

 Cho phép các thiết bị Internet có thể sử dụng được thông qua nhiều mạng truy nhập khác nhau, bao gồm cả hữu tuyến và vô tuyến.

KẾT LUẬN (2/5)

Đường trục GPRS

Mạng IP

GGSN SGSN

Đường trục GPRS Mạng IP

Internet

BG

GGSN FA

– Ảnh hưởng của môi trường vô tuyến (lỗi, trễ, bảo mật…)

– Dựa trên IPv4 nên khó có thể đảm bảo QoS theo yêu cầu

– Định tuyến Mobile IPv4 chưa tối ưu

– Giao thức IPv4 giới hạn không gian địa chỉ

06/08/2024 63

KẾT LUẬN (5/5)

• Hạn chế của luận văn

– Chưa có đánh giá chất lượng dịch vụ (QoS) của hệ thống khi triển khai

MobileIP

– Đường trục liên mạng mới chỉ đề xuất các giải pháp kết nối tổng quát

– Vấn đề bảo mật mạng chưa được đề cập chi tiết

– Chỉ đưa ra cách triển khai Mobile IPv4 trên một mạng tế bào GPRS

• Hướng phát triển tiếp theo

– Áp dụng trên các mạng GSM cụ thể ở Việt Nam

– Đánh giá QoS của hệ thống khi triển khai Mobile IP

– Triển khai Mobile IP trên các hệ thống khác như WLAN, UMTS,… và xây dựng kiến trúc mạng tối ưu, thống nhất; tiến tới cho phép triển khai trên bất kỳ hệ thống nào khác

– Bảo mật IP trên môi trường vô tuyến