Bài giảng Nhập môn mạng máy tính: Chương 4 Ninh Xuân Hương Bài giảng

Nhập môn mạng máy tính: Chương 4 Ninh Xuân Hương Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng Nhập môn mạng máy tính Chương 4: Lớp network (Lớp mạng) do GV. Ninh Xuân Hương biên soạn để cùng tìm hiểu các kiến thức: Các vấn đề thiết kế lớp network, giới thiệu về định tuyến, các vấn đề liên mạng, lớp network trên mạng TCPIP, giới thiệu IPv6.

NHẬP MÔN MẠNG MÁY TÍNH Chương LỚP NETWORK (LỚP MẠNG) Khoa CNTT - Trường Đai Học Mở TPHCM GV: Ninh Xuân Hương Nội dung chương I. II. III. IV. V. Các vấn đề thiết kế lớp network Giới thiệu định tuyến Các vấn đề liên mạng Lớp network mạng TCP/IP Giới thiệu IPv6 I. Các vấn đề thiết kế lớp network 1. 2. Nhiệm vụ lớp Network Các dịch vụ cung cấp cho lớp transport 1. Nhiệm vụ lớp network cấp dịch vụ gởi nhận liệu (packet) hai máy  Cung hai máy mạng khác  Giải vấn đề định tuyến, liên mạng, định địa mạng Môi trường hoạt động lớp network Host gởi packet đến router gần  Các router truyền packet theo dạng store-and-forward  2. Các dịch vụ cung cấp cho lớp transport  Dịch vụ có kết nối (connection-oriented)  Dịch vụ không kết nối (connectionless) • Máy gởi không biết: Sự sẵn sàng máy nhận  Gói dự liệu có đến nơi hay không  Máy nhận có đọc gới liệu không  • Máy nhận không biết:  Khi liệu đến Các đặc điểm hai dạng dịch vụ Vấn đề Dịch vụ không kết nối Thiết lập kết nối Không cần Dịch vụ có kết nối Cần  mạch ảo Định địa Mỗi packet chứa thông tin mạch ảo Tuyến chọn thiết lập mạch ảo. Tất packet truyền tuyến. Định tuyến Mỗi packet chứa địa nguồn địa đích Mỗi packet định tuyến độc lập Ví dụ: định tuyến dạng không kết nối II. Giới thiệu định tuyến 1. 2. 3. Khái niệm định tuyến Định tuyến tĩnh Định tuyến động 1. Khái niệm định tuyến  Định tuyến (routing): xác định đường (tuyến, route) chuyển tiếp liệu từ mạng sang mạng khác  Định tuyến chức lớp network  Định tuyến thực định tuyến (router)  Router thiết bị (hay phần mềm máy tính) kết nối mạng 10 Ví dụ: default gateway 66 Kiểm tra địa IP Các công cụ:  ipconfig, winipcfg (windows 9x) cung cấp thông tin ip address, subnet mask, default gateway, …  ping kiểm tra kết nối theo IP 67 g. Dùng chung kết nối Internet (Internet Connection Sharing) máy LAN, sử dụng địa IP riêng  Có kết nối Internet, sử dụng địa IP toàn cục  Cần khối chuyển đổi địa NAT (Network Address Translation), là:  Các • Thiết bị • Phần mềm 68 Ví dụ Địa địa phương: 10.4.4.5, 10.4.1.1 Địa toàn cục: 2.2.2.2 69 Hoạt động khối NAT máy X gởi liệu mạng gởi đến khối NAT  Khối NAT thay địa máy gởi gói IP địa toàn cục  Khi có đáp ứng từ bên ngoài, khối NAT:  Khi • Nhận liệu • Kiểm tra bảng chuyển đổi địa • Thay địa máy nhận gói IP địa máy X 70 4. Các giao thức điều khiển a. b. c. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ARP (Address Resolution Protocol) ICMP (Internet Control Message Protocol) 71 a. DHCP server cấp thông số địa IP cho DHCP Client:  DHCP • IP address • Subnet mask • Options: gateway address, DNS Server, …  Mục đích: • Đơn giản công việc quản trị mạng • Sử dụng hiệu địa IP 72 Các giai đoạn cấp địa IP động DHCPDISCOVER: client tìm server DHCPOFFER: server cung cấp thông số IP DHCPREQUEST: client thông báo nhận DHCPACK: server chấp nhận 73 b. ARP  Chuyển đổi địa IP thành địa MAC để truyền thông bên mạng  Cần khối thực giao thức ARP  Khối ARP xây dựng trì bảng chứa phần tử (IP address – MAC address) 74 c. ICMP thức IP dùng để gởi liệu  Giao thức ICMP dùng để gởi thông báo lỗi thông tin điều khiển  Ví dụ:  Giao • Thông báo không đến máy nhận • Kiểm tra máy có tồn  Thông điệp ICMP gởi gói IP 75 Một số dạng thông điệp ICMP 76 5. Định tuyến Internet  Tại lớp Network, mạng Internet tập hợp mạng độc lập (Autonomous System)  Có dạng giao thức định tuyến: • Interior Gateway Protocol thực bên AS, ví dụ OSPF (Open Shortest Path First) • Exterior Gateway Protocol thực AS, ví dụ BGP (Border Gateway Protocol) 77 Ví dụ 78 V. Giới thiệu IPv6 128 bit địa chỉ, viết dạng colon-hexadecimal  Các đặc điểm chính, so với IPv4:  Dùng • • • • • 38 Không gian địa lớn (~ 3.4*10 ) Phần header đơn giản Hỗ trợ tốt tùy chọn (options) Bảo mật Chất lượng dịch vụ tốt 79 Hiển thị địa IPv6 80 So sánh địa IPv4, IPv6 81 [...]... Node 1 cần gởi dữ liệu cho Node 2     1 route với 1 hop 12 3 routes với 2 hops 132 1 4 2 152 6 routes với 3 hops: 13 4 2 1352 15 4 2 1 4 32 1532 1 4 52 6 routes với hops: 13 4 52 1 4 352 15 4 32 135 4 2 1 4 532 153 4 2 16 Các dạng định tuyến  Định tuyến tĩnh • Tuyến do người quản trị mạng thiết lập  Định tuyến động • Tuyến do các router thiết lập động theo các giao thức... liên mạng 1 2 3 4 5 Khái niệm liên mạng Một số thiết bị liên mạng Khái niệm về tunneling Khái niệm về firewall Khái niệm về mạng riêng ảo 28 1 Khái niệm liên mạng mạng (internetwork): sự kết nối của nhiều mạng  Liên 29 Sự khác nhau của các loại mạng Thông số Các khả năng Dạng dịch vụ Có kết nối, không kết nối Các giao thức IP, IPX, … Định địa chỉ Phẳng (IEEE 802), có thứ bậc (IP) Kích thước gói Mỗi mạng. .. tunneling (tạo đường hầm)  Xử lý liên mạng tổng quát rất phức tạp  Trường hợp đơn giản: Máy gởi và máy nhận trên hai mạng cùng loại được kết nối bởi một mạng khác loại ví dụ: dạng LAN-WAN-LAN  sử dụng kỹ thuật tạo đường hầm 33 Ví dụ tunnel Hai router và mạng WAN đóng vai trò như đường hầm (tunnel) giữa hai mạng Ethernet 34 4 Khái niệm về firewall Là thiết bị liên mạng  Mục đích: kiểm soát việc trao... lớn khi mạng quy mô lớn • Dữ liệu trao đổi trên mạng lớn • Các tuyến không còn sử dụng có thể tồn tại trên bảng định tuyến 23 Ví dụ định tuyến vector khoảng cách trên mạng ARPANET/Internet đến 1979 dưới tên RIP (Routing Information Protocol)  Đặc điểm RIP  Dùng • • • • Dạng định tuyến vector khoảng cách Khoảng cách: số hop Packet bị hủy khi hop > 15 Định kỳ cập nhật bảng định tuyến: 30 giây 24 Định... cơ sở dữ liệu phức tạp về hình học của toàn mạng • Router cần nhiều bộ nhớ hơn, xử lý nhiều hơn • Cập nhật thông tin khi có biến cố trên mạng  sử dụng ít băng thông hơn 26 Ví dụ định tuyến trạng thái liên kết Giao thức OSPF (Open Shortest Path First)  Dạng định tuyến trạng thái liên kết  Dùng giải thuật đường dẫn ngắn nhất để xác định các tuyến  Khi mạng thay đổi thì thông tin trạng thái được gởi... được định tuyến theo các tuyến cố định 18 Định tuyến tĩnh (tt) mạng thay đổi, phải xác định lại các tuyến  Chỉ dùng cho mạng cố định, quy mô nhỏ  Khi dụ giải thuật định tuyến tĩnh: Giải thuật đường dẫn ngắn nhất (Shortest Path Routing) theo Dijkstra, Moore, …  Ví 19 3 Định tuyến động  Tuyến được thiết lập tự động đáp ứng sự thay đổi của mạng  Tuyến có dạng tối ưu  Giao thức định tuyến là cố định,... thứ tự ********* ************** 30 2 Một số thiết bị liên mạng  Repeater (bộ lập lại): hoạt động tại lớp physical  Bridge (cầu nối): hoạt động tại lớp data link  Switch (bộ chuyển mạch): hoạt động tại lớp data link  Router (bộ định tuyến): hoạt động tại lớp network 31 Một số thiết bị liên mạng (tt) (cổng nối): tên gọi tổng quát thiết bị liên mạng  Gateway • Hoạt động tại một lớp Router: gateway tại...Router kết nối các mạng cục bộ 11 Router trên mạng miền rộng 12 Cấu trúc cơ bản router 13 Chức năng router trì các bảng định tuyến (routing tables), được xây dựng theo các giao thức định tuyến (routing protocol)  Khi nhận dữ liệu thì dùng bảng định tuyến để xác định ngõ ra  Duy 14 Giao thức được định tuyến (routed protocol) Giao thức định tuyến (routing... học địa chỉ mạng của các router láng giềng  Xác định thời gian trì hoãn, chi phí truyền dữ liệu đến từng láng giềng  Xây dựng 1 gói cho biết các thông tin trên (link state packet)  Truyền gói này đến các router khác  Tính đường dẫn ngắn nhất đến mỗi router khác 25 Định tuyến trạng thái liên kết(tt)  Đặc điểm so với định tuyến vector khoảng cách: • Đáp ứng nhanh với sự thay đổi của mạng • Duy trì