Đề Tài Nghiên Cứu Về Công Nghệ MPLS

Khả năng triển khai các ứng dụng viễn thông và công nghệ thông tin trên môi trờng IP là xu hớng tất yếu thì sự nhìn nhận để chúng ta cần phải rất rõ ràng theo một định hớng đúng đắn để c

TổNG QUAN Về Đề TàI

Cùng với lịch sử phát triển của con ngời không thể không kể đến lịch sử phát triển của mạng Internet Khi các nghành khoa học tự nhiên cũng nh xã hội phát triển với tốc độ rất cao thì yêu cầu thông tin không còn đơn thuần chỉ là "click and see"(kích và đọc), hay dạo chơi thông thờng trên Web Browser nữa mà phải đáp ứng những nhu cầu cao hơn: chất lợng dịch vụ cao hơn và có tính kinh tế hơn Khả năng triển khai các ứng dụng viễn thông và công nghệ thông tin trên môi trờng IP là xu hớng tất yếu thì sự nhìn nhận để chúng ta cần phải rất rõ ràng theo một định hớng đúng đắn để có thể nhanh chóng bắt nhịp với sự phát triển của thế giới.Theo dự đoán thì đến năm 2004, hơn 95% lu lợng truyền trên các mạng công cộng trên thế giới sẽ đợc tạo ra

từ các ứng dụng chạy trên IP

Ngày nay với việc bùng nổ các dịch vụ giá trị gia tăng hứa hẹn một tơng lai phát triển mạnh mẽ cho hệ thống mạng với các dịch vụ thời gian thực, băng thông rộng nh VoIP, MPEG, Video Conferencing hay các dịch vụ liên quan đến tính kinh tế, bảo mật, chất lợng dịch vụ cao nh mạng riêng

ảo(VPN- Virtual Private Network) Nhìn lại hệ thống mạng Internet hoàn toàn là mạng công cộng, độ an toàn và mức đáp ứng dịch vụ cha cao Nhiều giải pháp nhằm giải quyết các vấn đề trong mạng Internet nh IntServ, DiffServ nhng cha giải quyết hoàn chỉnh về khả năng mở rộng, chất lợng dịch vụ đầu cuối đến đầu cuối, băng thông thấp

Sự ra đời mạng backbone với Frame Relay, ATM đã nâng cao tốc độ mạng WAN, giải quyết phần nào về băng thông, chất lợng dịch vụ Mô hình mạng backbone phát triển lúc này là "IP over ATM ", tức là sự kết hợp giữa khả năng định tuyến linh hoạt của IP với sự đảm bảo về tốc độ và chất lợng dịch vụ của ATM Nhng khi một loạt các dịch vụ mới ra đời đòi hỏi sự linh hoạt, khả năng mở rộng cao, dễ dàng đem lại lợi nhuận đã khiến cho mô hình

đó không còn thoả mãn nữa Mặc dù ATM Forum đã phát triển mô hình đa giao thức trên nền ATM ( MPOA- MultiProtocol Over ATM ) đáp ứng đa dịch vụ nhng về bản chất vẫn cha giải quyết triệt để các vấn đề tồn tại với hệ thống mạng mặt khác còn mang tính độc quyền Đa giao thức chuyển mạch nhãn- MultiProtocol Label Switching ra đời với sự lai ghép (hybrid), kết hợp tính linh hoạt của giao thức lớp 3 IP với tốc độ chuyển mạch cao, đảm bảo chất lợng dịch vụ QoS, và khả năng điều khiển lu lợng tốt của giao thức lớp 2

điển hình là ATM MPLS đã giải quyết tốt các vấn đề trong backbone mạng với việc ánh xạ trên tất cả các hệ thống lớp 2 trớc đó nh PPP, FR, ATM mở

ra thời kì mới cho sự phát triển đa dịch vụ và các dịch vụ giá trị gia tăng trên nền tảng backbone đó

Do đó, việc tìm hiểu, nghiên cứu về công nghệ MPLS đang trở thành một vấn đề cấp thiết, đặc biệt là đối với những ngời làm networking Công nghệ mạng ngày nay và trong tơng lai đang hội tụ về các công nghệ u việt nhất ở các lớp 3,2,mộtlà IP, ATM và Optical.Trong khuôn khổ đồ án này sẽ trình bày một cách cơ bản về IP, ATM,đặc biệt là những u điểm của chúng đã đợc ứng dụng vào công nghệ MPLS và phần chính sẽ giới thiêụ về chuyển mạch nhãn đa dịch vụ MPLS, ứng dụng của nó trong mạng diện rộng.

Nội dung cơ bản của các chơng nh sau:

Chơng 1: Giao thức Internet.

Trong phần này đề cập tới khái niệm về mô hình OSI, mặc dù đợc đề cập ở nhiều tài liệu và đồ án nhng cần thiết nhắc lại do tính quan trọng và sự cần thiết đối với bất kì ngời thiết kế hay quản lí mạng nào Tiếp theo sẽ trình bày sơ lợc về bộ giao thức TCP/IP –một bộ giao thức lớn nhất và quan trọng nhất về mạng cũng nh một số vấn đề cơ bản về IP nh địa chỉ,định dạng gói Một phần quan trọng thể hiện tính linh hoạt và khả năng scalable trong IP truyền thống là chức năng định tuyến lớp 3 Trong phần đồ án này không quan tâm tới việc phân chia các phơng pháp định tuyến mang tính lí thuyết ( chẳng hạn các loại mô hình tập trung, phân tán, ngẫu nhiên ) mà sự phân chia gắn liền với mô hình thiết kế thực tế; giao thức định tuyến trong một vùng tự trị (AS - autonomous system): RIP, OSPF, IGRP, EIGRP (IGRP và EIGRP là các giao thức định tuyến của Cisco), IS-IS và giao thức định tuyến giữa các AS :BGP So sánh u nhợc điểm của giao thức định tuyến theo vec tơ khoảng cách ( distance vector) và trạng thái liên kết ( link-state), sự kết hợp hai kiểu giao thức này để tạo ra giao thức định tuyến kiểu "path vector"-BGP Phần tiếp theo đề cập tới mảng quan trọng và cũng là vấn đề đợc quan tâm nhiều hiện nay là chất lợng dịch vụ ( QoS) Chất lợng dịch vụ kiểu "best-effort" ngày nay không đáp ứng đợc các dịch vụ giá trị gia tăng và các ứng dụng dịch vụ thời gian thực đang phát triển mạnh mẽ Sự ra đời của các mô hình để đảm bảo cho vấn đề QoS nh: mô hình IntServ ( dựa trên RSVP), DiffServ ( cung cấp các lớp dịch vụ thông qua việc sử dụng các bits ToS trong phần tiêu đề IP v4) và MPLS ( một kỹ thuật mới với nhiều đặc tính nổi bật đảm bảo cho vấn đề QoS và giải quyết các vấn đề yêu cầu mạng đang trở nên cấp thiết) Các mô hình này đặc trng cho sự quản lí gói dữ liệu trên

từng hop ( cách đối xử QoS trên từng router hoặc chuyển mạch ) Nêu ra mô hình kết hợp thiết kế cả IntServ và DiffServ vào trong mạng nh thế nào.

Chơng 2: Mạng Internet ngày nay.

Chơng này sẽ trình bày một cách chung nhất về các vấn đề trong mạng IP hiện đại nh vấn đề về topology,về giao thức định tuyến, quản lý lu lợng và

điều khiển luồng.Những vấn đề này trong mạng IP đang phải đối mặt với không ít vấn đề bất cập nh vấn đề tối u hoá cấu hình mạng, tăng tốc độ chuyển mạch, đơn giản hoá việc định tuyến và đặc biệt là việc giải quyết…mâu thuẫn về hiệu quả kinh tế giữa việc áp dụng công nghệ mới và sự thừa

kế cơ sở hạ tầng sẵn có.Chơng này cũng sẽ giới thiệu các giải pháp và xu ớng mạng trong tơng lai theo nhận định của các công ty viễn thông hàng đầu trên thế giới, qua đó, đa ra các ứng dụng thế hệ tiếp theo nh vấn đề triển khai các dịch vụ băng rộng, vấn đề tích hợp Voice và Video, mạng riêng ảo- một giải pháp nâng cao tính bảo mật và tiết kiệm chi phí cho các mạng doanh nghiệp

h-Chơng 3: Cơ bản về ATM

Khi nhu cầu mạng phát triển đến nỗi mạng IP truyền thống không còn đáp ứng tốt cho các yêu cầu dịch vụ thì công nghệ ATM đợc áp dụng để tạo ra backbone chuyển mạch tốc độ cao, băng thông rộng, đảm bảo chế độ QoS,

hỗ trợ tốt cho các dịch vụ thời gian thực và các dịch vụ đòi hỏi băng thông Phần này chỉ giới thiệu sơ lợc kiến thức cơ bản về ATM, tại sao phải phân chia tải thành các tế bào có độ dài cố định là 53 bytes Khi lựa chọn kích th-

ớc tế bào ngời ta quan tâm tới hiệu suất, độ trễ nhiều hơn do ATM đợc thực hiện trên nền truyền dẫn chất lợng không cao vì thực ra với hệ thống truyền dẫn tốt, gói có kích thớc thay đổi hiệu quả hơn gói có kích thớc cố định-Xem chi tiết tính toán trong phần ATM, các mặt phẳng quản lí của ATM và nhìn

từ khía cạnh ứng dụng trong mạng ISDN băng rộng nh thế nào, tính năng

đảm bảo chất lợng dịch vụ và khả năng traffic engineering ra sao Trong

ch-ơng này đặc biệt nhấn mạnh đến các kết nối ảo VCC,VPC liên quan trực tiếp

đến các trờng VCI,VPI trong khuôn dạng gói ATM, sẽ đợc thừa kế trong MPLS Tơng tự nh vậy, vấn đề địa chỉ, báo hiệu và quản lý lu lợng cũng đợc nghiên cứu nh là nền tảng của công nghệ MPLS

Chơng 4: IP over ATM và con đờng dẫn đến MPLS

Trình bày giải pháp IP trên ATM kinh điển (Classical IP over ATM ) theo

khuyến nghị của IETF Kiến trúc này là một nhóm các trạm ATM đợc chia thành các mạng con IP logic ( LIS – Logical IP Subnet ),đợc nối kết với nhau qua các bộ định tuyến Mỗi LIS có một máy chủ ATMARP để phân giải địa chỉ IP và ATM Không có một dịch vụ quảng bá ( Broadcast ) nào bên trong một LIS Trong kiến trúc này, các node bên trong các LIS khác nhau phải liên lạc với nhau qua các bộ định tuyến ngay cả khi chúng đợc kết nối trực tiếp với nhau.Ngoài ra, còn trình bày giao thức NHRP ( Next Hop Resolution Protocol ) để đối phó với vấn đề phải đi qua các bộ định tuyến giữa các LIS Mục tiêu ở đây là tìm một lối ra trong vùng ATM trong vùng gần với nơi nhận nhất và nhận đợc địa chỉ ATM của nó Các máy chủ NHRP trao đổi với nhau để tìm ra lối ra gần với nơi nhận nhất

Kiến trúc LANE ( LAN Emulation ) đợc ATM Forum khuyến nghị và là một trong những nỗ lực đầu tiên để có thể chạy IP trên ATM Giải pháp này nhằm tạo ra các ATM LAN trông giống nh một tập các mạng LAN dùng chung môi trờng logic đợc kết nối với nhau qua các bộ định tuyến một mạng LAN dùng chung đợc giả lập bằng cách thiết lập một nhóm đa truyền thông ATM ( ATM multicast ) giữa tất cả các node thuộc cùng một mạng LAN logic Để dữ liệu đợc truyền giữa các node, một máy chủ phân giải địa chỉ đợc sử dụng để dịch địa chỉ MAC thành địa chỉ ATM và sau đó , một kênh ảo điểm nối điểm đợc thiết lập giữa các node này Các bất lợi chính của giải pháp này chính là việc sử dụng các bộ định tuyến để truyền dữ liệu bên trong cùng một mạng ATM LAN vật lý và các máy chủ chính là điểm gây sự

cố

Kiến trúc MPOA ( MultiProtocol Over ATM ) là sự mở rộng của LANE LANE dùng NHRP để phân giải địa chỉ ATM của lối ra gần với nơi nhận nhất và cung cấp kết nối lớp 3 trực tiếp thông qua một phần tử chuyển mạch ATM MPOA hoạt động vừa ở lớp 2,vừa ở lớp 3 Nó cũng bao gồm các giao thức để tái tạo lại các máy chủ và phân bố cơ sở dữ liệu cho các lý do dung l-ợng và tính sẵn có

Ngoài ra, chơng này còn giới thiệu sơ lợc về các giải pháp IFMP và GSMP của hãng Ipsilon Các công nghệ này nhằm mục đích làm cho IP nhanh hơn

và hỗ trợ chất lợng dịch vụ nhờ việc loại bỏ phần mềm của ATM có tính kết

nối (connection-oriented ) một cách trực tiếp trên đỉnh của phần cứng ATM Giải pháp này nhằm tận dụng tính đột biến và khả năng mở rộng phạm vi của các bộ chuyển mạch ATM Chuyển mạch IP của Ipsilon là ứng dụng chuyển mạch IP đợc điều khiển bằng luồng.

Các giải pháp IP trên ATM nêu trên đều có nhợc điểm là khả năng mở rộng (scalability), khả năng quản lí kém, không tận dụng đợc sự linh hoạt của IP và đặc tính QoS của ATM Nhu cầu xây dựng mạng IP trên ATM nhthế nào để kết hợp tốt hai tính chất trên đã dẫn đến sự ra đời của mô hình MPLS Công nghệ này đã cải tiến việc định tuyến về mặt băng thông, nâng cao khả năng mở rộng phạm vi, hỗ trợ các chức năng định tuyến mới và đa truyền thông ( multicast ),có sự phân cấp về kiến trúc định tuyến và sự điều khiển định tuyến mềm dẻo

Chơng 5: Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

Sự hạn chế trong mạng IP, ATM, và cấu trúc mạng IP over ATM chính là

lí do dẫn đến sự ra đời của MPLS dới sự nỗ lực của một nhóm làm việc đợc thành lập trong IETF nhằm tiêu chuẩn hoá một giải pháp chuyển mạch và

định tuyến tích hợp.Công nghệ MPLS đợc xem xét nh là một giải pháp sẽ trợ giúp các nhà cung cấp dịch vụ Internet ( ISP- Internet Service Provider) triển khai các dịch vụ định tuyến IP theo một kiểu đợc điều khiển và có thể mở rộng hơn trên các giao thức lớp 2 đã tồn tại nh ATM, Frame Relay ( Chuyển tiếp khung ) hay PPP ( Point to Point Protocol ).Và dù có hay không có cơ sở hạ tầng lớp 2, việc sử dụng các nhãn để chuyển gửi các gói thông qua mạng tạo ra nhiều khả năng lý thú để hớng các luồng lu lợng chảy qua các node và các tuyến truyền dẫn cụ thể Có lẽ chính việc điều khiển lu lợng chứ không phải hiệu suất hay khả năng mở rộng sẽ dành nhiêù hứa hẹn nhất choMPLS

Phần này cũng sẽ trình bày về các thao tác xử lý nhãn, giao thức phân bố nhãn LDP ( Label Distribution Protocol ), nguyên tắc hoạt động cũng nh các thành phần cơ bản trong mạng MPLS - đó là thành phần chuyển gửi ( Forwarding Component ) và thành phần điều khiển ( Control Component ) Tiếp đến là phần QoS trong MPLS, sự tích hợp mạng DiffServ đã tồn tại vào mạng MPLS với hai giải pháp: sử dụng các nhãn để phân phối cho các lớp dịch vụ tơng ứng với các lớp dịch vụ đánh dấu trong trờng ToS hoặc ánh

xạ các lớp dịch vụ này vào trong trờng EXP của nhãn MPLS ( khi đó độ mịn

sẽ giảm đi do trờng EXP chỉ có 3 bit mã hoá 8 khả năng trong khi 6 bit trong trờng ToS mã hoá tới 26=64 khả năng lớp dịch vụ ) MPLS và DiffServ đều cùng cách để đạt đợc tính mở rộng mạng đó là tập hợp lu lợng từ ngoài biên ( edge ) và xử lí trong lõi mạng ( core ) làm giảm cơ chế báo hiệu phức tạp và

lu lợng báo hiệu trong mạng

Phần tiếp theo đề cập tới kỹ thuật lu lợng Traffic engineering trở thành một công cụ cực kì quan trọng cho các ISP khi họ phải đối mặt với tốc độ tăng rất nhanh của lu lợng Internet Để có thể hiểu traffic engineering và vai trò của nó trong việc hỗ trợ cho sự phát triển tơng lai của Internet, phần này

đây mô tả traffic engineering truyền thống đợc thực hiện trong vùng core mà dựa trên cơ sở các router Sau đó đi sâu hơn vào các kỹ thuật , lợi ích, và các hạn chế của traffic engineering khi nó thực hiện trong các mạng overlay

là ATM và FR Và sau khi đã giới thiệu các giải pháp đã triển khai phổ biến ngaỳ nay, phần này sẽ giới thiệu kết quả mới mà đặc biệt thiết kế trên môi tr-ờng mạng quang vùng core nh các giao tiếp DWDM, OC- 48 và OC-192, IP trên SONET, IP over glass, và các router vùng backbone Internet tạo nên cơ

sở hạ tầng của vùng core Phần cuối cùng mô tả các kỹ thuật điển hình MPLS và RSVP

Yêu cầu chủ yếu đối với các ISP là đảm bảo cho khách hàng sự thoải mái

và duy trì sự tăng trởng của tốc độ cao Điều này yêu cầu một ISP cung cấp một số các mạch với các băng thông khác nhau trên một vùng địa lí Nói cách khác, ISP phải triển khai một topo vật lí mà đạt đợc sự cần thiết của các khách hàng kết nối tới mạng của nó Sau khi mạng đợc triển khai, ISP phải

ánh xạ các luồng lu lợng khách hàng lên topo vật lí Trong đầu những năm

90, việc ánh xạ các luồng lên topo vật lí không tiến đến con đờng có tính khoa học riêng biệt Thay vì đó, việc ánh xạ xảy ra nh một sản phẩm của cấu hình định tuyến: các luồng lu lợng đơn giản theo tính toán đờng ngắn nhất bởi IGP của ISP Ngày nay, khi các mạng ISP lớn hơn, các mạch hỗ trợ IP tăng nhanh hơn, và các yêu cầu của các khách hàng trở nên lớn hơn, sự ánh xạ của các luồng lu lợng trên các topo vật lí cần thiết tiến đến cách khác cơ bản để tải đa ra có thể đợc hỗ trợ theo cách hiệu quả và có điều khiển Phần này cũng so sánh hai giao thức báo hiệu đa ra cho MPLS là RSVP mở rộng

và CR-LDP

Chơng 6: Tích hợp MPLS vào mạng ATM truyền thống.

Đa ra các các mô hình tích hợp MPLS và ATM: Hoạt động độc lập giữa ATM và MPLS trên cùng chuyển mạch ATM ( Kiểu "Ship in the night"), hoặc bỏ hẳn mặt phẳng điều khiển của ATM ( không sử dụng giao thức báo hiệu PNNI ) mà sử dụng hoàn toàn giao thức mới cho MPLS ( CR- LDP hoặc RSVP mở rộng- Xu hớng nghiêng về sử dụng CR- LDP hơn do cơ chế báo hiệu ít cồng kềnh và việc mở rộng của RSVP để hỗ trợ cho ER-LSP là khá phức tạp, không có tính scalable) Khi sử dụng IP+ATM thì có một số trờng hợp xảy ra nh vấn đề sử dụng không gian nhãn là VPI, VCI hay kết hợp VCI với VPI Thờng sử dụng không gian VCI làm nhãn tuy nhiên cần chú ý tới sự gộp VC sẽ làm tăng yêu cầu bộ đệm: ba giải pháp đa ra giải quyết vấn đề gộp

VC (Với VC merging: vấn đề xảy ra là các tế bào của các gói khác nhau không đợc xen kẽ vào nhau Đây là nguyên nhân gây ra yêu cầu bộ đệm cao

và 3 phơng pháp đề xuất là cơ chế điều khiển luồng, RED và tăng tốc độ liên kết đầu ra chuyển mạch với các hình so sánh thực tế) Nêu ra một số sản phẩm của Cisco hỗ trợ IP+ATM nh họ BPX 8600, các bộ tập trung MGX

8802, 8808

Chơng 6: Thiết kế mạng backbone với MPLS.

Nêu ra các bớc trong việc thực hiện thiết kế một mạng với backbone là MPLS:

Lựa chọn kiến trúc cho mạng MPLS

Lựa chọn thiết bị MPLS cho ATM

Công nghệ MPLS là một công nghệ mới, một số khía cạnh còn cha đợc

định nghĩa một cách thống nhất và hoàn chỉnh Trong đồ án này, em cố gắng

đa ra những thông tin mới nhất và đầy đủ nhất theo tài liệu của các nhà cung cấp nhng do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nên phần đồ án của em

mới chỉ dừng lại ở mức độ nhất định, việc trình bày không khỏi còn mắc phải những thiếu sót, rất mong sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn.

Hớng phát triển là tiếp tục nghiên cứu tích hợp mạng riêng ảo VPN, xây dựng đa dịch vụ trên backbone MPLS và phát triển một dạng đa giao thức chuyển mạch nhãn khác là Multi Protocol Lamda Switching

CHƯƠNG 1 TổNG QUAN Về GIAO THứC INTERNET.

Mô hình OSI cung cấp một số chức năng:

• Cung cấp một cách để hiểu các hoạt động internetwork

• Đáp ứng nh một đờng lối chỉ đạo hay một framework cho việc thiết kế và thực hiện các tiêu chuẩn, thiết bị, và các lợc đồ internetworking

Một số thuận lợi của việc sử dụng môt mô hình phân tầng: Cho phép chia

ra các khía cạnh liên quan của hoạt động mạng vào trong các yếu tố (element) ít phức tạp hơn

• Cho phép ngời thiết kế chuyên môn hoá và phát triển theo các chức năng theo kiểu modul

• Cung cấp khả năng định nghĩa các giao tiếp chuẩn cho tính tơng thích

"plug and play" và tích hợp multi-vendor

Trong mô hình OSI, bốn tầng duới định nghĩa cách cho các trạm cuối thiết lập các kết nối với nhau để trao đổi dữ liệu Ba tầng trên định nghĩa các ứng dụng trong phạm vi các trong cuối sẽ giao tiếp với nhau và với các users nhthế nào Tóm tắt chức năng và các chuẩn của từng tầng nh sau:

Khác với các tầng khác, tầng vật lý là tầng thấp nhất giao diện với đờng truyền không có PDU ( Protocol Data Unit ), không có phần header chứa

thông tin điều khiển ( PCI- Protocol Control Information ), dữ liệu đợc truyền đi theo dòng bit ( bit stream ) Do đó, giao thức cho tầng vật lý không xuất hiện với ý nghĩa giống nh các tầng khác Các đặc tả về các hoạt động của các loại DCE với các DTE đợc đa ra bởi nhiều tổ chức chuẩn hoá nh CCITT, EIA ( Electronic Industries Association ) và IEEE Ngoài ra, ISO…cũng công bố các đặc tả về các đầu nối cơ học để nối kết giữa các DCE và DTE Các khuyến nghị loại X và loại V của CCITT là các chuẩn đợc sử dụng phổ biến nhất trên thế giới nh X.21, X.2mộtbis, X.211, X.26, V.24, V.28,V.35,V.36 , t… ơng ứng là các chuẩn RS của EIA nh RS –232 C,

RS – 422 A, RS – 423 A, RS – 449…

1.1.2 Tầng liên kết dữ liệu ( Data Link Layer ):

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phơng tiện để truyền thông tin qua lớp liên kết vật lý đảm bảo độ tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu

Cũng giống nh tầng vật lý, có rất nhiều giao thức đợc xây dựng cho tầng liên kết dữ liệu Các giao thức này lại đợc chia thành 2 loại: “dị bộ” ( asynchronous ) và “đồng bộ” ( synchronous ), trong đó, loại đồng bộ lại chia thành 2 nhóm là “hớng ký tự” ( character- oriented ) và hớng bit ( bit-oriented )

Các giao thức hớng ký tự đợc dùng cho các ứng dụng “điểm- điểm”

( point to point ) lẫn “điểm- đa điểm”( point to multipoint ) Giaothức loại này có thể đáp ứng cho các phơng thức khai thác đờng truyền khác nhau: đơn công ( simplex ), bán song công ( half- duplex ) hay song công ( full- duplex )

Đối với phơng thức đơn công, giao thức hớng ký tự đợc dùng rộng rãi nhất

là giao thức truyền tệp Kermit do trờng đại học Columbia đề xuất Kermit có nhiều phiên bản ho phép truyền tệp giữa hai PC hoặc giữa một PC và một máy chủ ( file server ) hoặc một máy trạm ( mainframe )

Đối với phơng thức bán song công, giao thức hớng ký tự nổi tiếng nhất chính là BSC ( Binary Synchronous Control ) của IBM Giao thức này đã đợc ISO lấy làm cơ sở để xây dựng giao thức hớng ký tự chuẩn quốc tế với tên gọi Basic Mode

Có rất ít giao thức hớng ký tự đợc phát triển cho phơng thức song công.Ví

dụ điển hình trong số này là giao thức giữa các nút chuyển mạch trong mạng arpanet nổi tiếng của bộ quốc phòng Mỹ

Giao thức quan trọng nhất của tầng liên kết dữ liệu là giao thức hớng bit HDLC ( High- level Data Link Control ) quy định bởi các chuẩn ISO 3309 và ISO 4335, đợc sử dụng cho cả trờng hợp “điểm- điểm” và “điểm- đa

điểm”.Nó cho phép khai thác song công trên các đờng tuyền vật lý.Từ HDLC, ngời ta cải biên thành nhiều giao thức khác nh là LAP ( Link Access

Procedure ) và LAP-B ( LAP- Balanced ) tơng ứng với phơng thức trả lời dị

bộ trong bối cảnh không cân bằng và cân bằng, LAP-D ( LAP, D Channel ) cho phép các DTE truyền thông với nhau qua kênh D của nó trong mạng ISDN, hay nh các giao thức SDLC ( Synchronous Data Link Control )

của IBM và ADCCP ( Advanced Data Communication Control Procedure ) của ANSI

Ngoài ra,tầng liên kết dữ liệu còn đợc chia ra làm 2 lớp là MAC ( Media Access Control ) và LLC ( Logical Link Control )

Nh vậy, các chức năng của lớp 2 bao gồm : tạo khung dữ liệu để truyền trên các đờng vật lý, truy nập các phơng tiện nhờ các địa chỉ MAC , phát hiện lỗi ( nhng không sửa đợc lỗi )

Từ những sự phân tích trên, có thể nhận thấy các công nghệ ATM, FR, X.25 là các công nghệ lớp 2 …

1.1.3 Tầng mạng ( Network Layer ):

Cấu trúc của tầng mạng đợc nhiều chuyên gia đánh giá là phức tạp nhất

trong tất cả các tầng của mô hình OSI Tầng mạng cung cấp phơng tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng hay liên mạng Bởi vậy, nó phải đáp ứng nhiều kiểu cấu hình mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau Các dịch vụ và giao thức cho tầng mạng phải phản ánh đợc tính phức tạp đó Hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là định tuyến ( Routing ) và chuyển tiếp ( Relaying ) Mỗi node trong mạng đều phải thực hiện các chức năng này, do đó, chúng phải ở trên tầng liên kết dữ liệu để cung cấp một dịch

vụ “trong suốt” đối với tầng giao vận Kỹ thuật định tuyến là một lĩnh vực phức tạp và đa dạng sẽ đợc nghiên cứu kỹ hơn ở phần định tuyến của IP cũng nh của MPLS

Ngoài 2 chức năng quan trọng và đặc trng nói trên, tầng mạng còn thực hiện một số chức năng khác mà chúng ta cũng thấy có ở nhiều tầng nh thiết lập, duy trì và giải phóng các liên kết logic ( cho tầng mạng ), kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, dồn/phân kênh, cắt/hợp dữ liệu …

Công nghệ IP là một công nghệ tiêu biểu và u việt nhất của tầng mạng, cho nên, hiện tại và trong tơng lai, các công nghệ ở các lớp khác đều phải tiến tới cải tiến tới để tối u trong sự liên tác với IP và MPLS cũng không nằm ngoài xu hớng chung đó

1.1.4 Tầng giao vận ( Transport Layer ):

Trong mô hình OSI, 4 tầng thấp quan tâm đến việc truyền dữ liệu qua các

hệ thống đầu cuối ( end systems ) qua các phơng tiện truyền thông còn 3 tầng cao tập trung đáp ứng các yêu cầu và các ứng dụng của ngời sử dụng Tầng giao vận là tầng cao nhất của 4 tầng thấp, nhiệm vụ của nó là cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của các phơng tiện truyền

thông đợc sử dụng ở bên dới trở nên “trong suốt” đối với các tầng cao Nói cách khác, có thể hình dung tầng giao vận nh một “bức màn” che phủ toàn

bộ các hoạt động của các tầng thấp bên dới nó Dođó, nhiệm vụ của tầng giao vận là rất phức tạp Nó phải đợc tính đến khả năng thích ứng với một phạm vi rất rộng các đặc trng của mạng Chẳng hạn, một mạng có thể là

“connection-oriented” hay “connectionless”, có thể là đáng tin cậy ( reliable) hay không đáng tin cậy ( unreliable ) Nó phải biết đ… ợc yêu cầu về chất lợng dịch vụ của ngời sử dụng, đồng thời, cũng phải biết đợc khả năng cung cấp dịch vụ của mạng bên dới Chất lợng của các loại dịch vụ mạng tuỳ thuộc vào loại mạng khả dụng cho tầng giao vận và cho ngời sử dụng

Các giao thức phổ biến của tầng giao vận là TCP, UDP, SPX…

1.1.5 Tầng phiên ( Session Layer ):

Nhiệm vụ của tầng phiên là cung cấp cho ngời sử dụng các chức năng cần thiết để quản trị các “phiên” ứng dụng của họ, cụ thể nh sau :

• Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và giải phóng ( một cách logic ) các phiên ( hay còn gọi là các hội thoại- dialogues )

• Cung cấp các điểm đồng bộ hoá để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu

• áp đặt các quy tắc cho các tơng tác giữa các ứng dụng của ngời sử dụng

• Cung cấp cơ chế nắm quyền trong quá trình trao đổi dữ liệu

Việc trao đổi dữ liệu có thể thực hiện theo một trong 3 phơng thức : đơn công, bán song công hay song công Với phơng thức song công, cả hai bên

đều có thể đồng thời gửi dữ liệu đi Một khi phơng thức này đã đợc thoả thuận thì không đòi hỏi phải có nhiệm vụ quản trị tơng tác đặc biệt nào Có

lẽ đây làphơng thức hội thoại phổ biến nhất Trong trờng hợp bán song công thì sẽ nẩy sinh vấn đề hai thực thể phải thay nhau nắm quyền sử dụng phiên

để gửi dữ liệu đi Trờng hợp đơn công thì nói chung ít xẩy ra nên cácchuẩn của ISO không xét đến phơng thức này

Vấn đề đồng bộ hoá trong tầng phiên đợc thực hiện tơng tự nh cơ chế

“điểm kiểm tra/phục hồi” ( checkpoint/restart ) trong một hệ quản trị tệp Dịch vụ này cho phép ngời sử dụng xác định các điểm đồng bộ hoá trong dòng dữ liệu vàcó thể khôi phục việc hội thoại bắt đầu từ một trong các điểm

đó

Một trong những chức năng quan trọng nhất của tầng phiên là đặt tơng ứng các liên kết phiên với các liên kết giao vận, có trờng hợp một liên kết giao vận đảm nhiệm nhiều liênkết phiên liên tiếp hoặc một liên kết phiên sử dụng nhiều liên kết giao vận liên tiếp

Nói tóm lại, nhiệm vụ của tầng phiên là thiết lập, quản lí, và kết thúc các phiên giao tiếp giữa các thực thể tầng trình bày Các phiên giao tiếp bao gồm

các yêu cầu và đáp ứng dịch vụ mà xảy ra giữa các ứng dụng định vị trong các thiết bị mạng khác nhau.

1.1.6 Tầng trình diễn ( Presentation Layer ):

Mục đích của tầng trình diễn làđảm bảo cho các hệ thống đầu cuối có thể

truyền thông có kết quả ngay cả khi chúng sử dụng các cách biểu diễn dữ liệu khác nhau Để đạt đợc điều đó, nó cung cấp một cách biểu diễn chung

để dùng cho truyền thông và cho phép chuyển đổi từ biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung đó

Có 3 dạng cú pháp thông tin đợc trao đổi giữa các thực thể ứng dụng, đó là: cú pháp dùng bởi thực thể ứng dụng nguồn, cú pháp dùng bởi thực thể ứng dụng đích, cú pháp đợc dùng giữa các thực thể tầng trình diễn Loại cú pháp sau cùng đợc gọi là cú pháp truyền ( transfer syntax ) Có thể cả 3 hoặc một cặp nào đó trong các cú pơháp nói trên là giống nhau Tầng trình diễn

đảm nhiệm việc chuyển đổi biểu diễn của thông tin giữa cú pháp truyền và mỗi một cú pháp kia khi có yêu cầu, tức là mỗi thực thể tầng trình diễn phải chịu trách nhiệm chuyển đổi giữa cú pháp của ngời sử dụng và cú pháp truyền

Trớc khi đi qua ranh giới giữa hai tầng trình diễn và phiên có một sự thay

đổi quan trọng trong cách nhìn dữ liệu Đối với tầng phiên trở xuống, tham

số User Data trong các Service Primitives đợc đặc tả dới dạng giá trị nhị phân ( chuỗi các bít ) Giá trị này có thể đợc đa vào trực tiếp trong các SDU ( Service Data Unit ) để chuyển giữa các tầng ( trong một hệ thống ) và trong các PDU ( Protocol Data Unit ) để chuyển giữa các tầng đồng mức giữa hai

hệ thống kết nối với nhau Tuy nhiên, tầng ứng dụng (Presentation Layer) lại liên quan chặt chẽ với cách nhìn dữ liệu của ngời sử dụng Nói chung, cách nhìn đó là một tập thông tin có cấu trúc nào đó, nh là văn bản ( text ) trong một tài liệu, một tệp về nhân sự,một cơ sử dữ liệu tích hợp hoặc một hiển thị của thông tin ( videotext ).Ngời sử dụng chỉ quan tâm đến ngữ nghĩa ( semantic ) của dữ liệu Do đó, tầng trình diễn ở giữa có nhiệm vụ phải cung cấp phơng thức biểu diễn dữ liệu và chuyển đổi thành cacs giá trị nhị phân dùng cho các tầng dới, nghĩa là tất cả những gì liên quan đến cú pháp của dữ liệu

Cách tiếp cận của ISO về việc kết hợp giữa nghĩa và cú pháp của dữ liệu là

nh sau: ở tầng ứng dụng, thông tin đợc biểu diễn dới dạng một cú pháp trừu tợng ( abstract syntax ) liên quan đến các kiểu dữ liệu và giá trị dữ liệu Cú pháp trừu tợng này đặc tả một cách hình thức dữ liệu, độc lập với mọi biểu diễn cụ thể và tầng trình diễn tơng tác với tầng ứng dụng cũng dựa trên cú pháp trừu tợng này.Tầng trình diễn có nhiệm vụ dịch thuật giữa cú pháp trừu tợng của tầng ứng dụng và một cú pháp truyền mô tả các giá trị dữ liệu d-ớidạng nhị phân, thích hợp cho việc tơng tác với dịch vụ phiên.Việc dịch

thuật này đợc thực hiện nhờ các quy tắc mã hoá ( encoding rule ) chỉ rõ biểu diễn của mỗi giá trị dữ liệu thuộc một kiểu dữ liệu nào đó.

Các giao thức của tầng trình diễn đợc nêu ra trong các chuẩn ISO 8823/8824/8825 và CCITT X.208/209/226

1.1.7 Tầng ứng dụng ( Application Layer ):

Tầng ứng dụng là ranh giới giữa môi trờng nối kết các hệ thống mở và các

tiến trình ứng dụng ( Application Process ) Các tiến trình ứng dụng dùng môi trờng OSI để trao đổi dữ liệu trong quá trình thực hiện của chúng

Là tầng cao nhất trong mô hình OSI, tầng ứng dụng có một số đặc điểm khác với các tầng dới nó Trớc hết, nó không cung cấp các dịch vụ cho một tầng trên nh trong trờng hợp của các tầng khác.Theo đó, ở tầng ứng dụng không có khái niệm điểm truy nhập dịch vụ tầng ứng dụng

ISO định nghĩa một tiến trình ứng dụng là “ một phần tử trong một hệ thống mở thực hiện việc xử lý thông tin cho một ứng dụng cụ thể ” Các tiến trình ứng dụng thuộc các hệ thống mở khác nhau muốn trao đổi thông tin phải thông qua tầng ứng dụng.Tầng ứng dụng bao gồm các thực thể ứng dụng AE ( Application Entity ), các thực thể này dùng các giao thức ứng dụng và các dịch vụ trình diễn để trao đổi thông tin.Tuy nhiên, tầng ứng dụng chỉ chủ yếu giải quyết các vấn đề ngữ nghĩa chứ không giải quyết các vấn đề cú pháp nh tầng trình diễn

Đã có nhiều công trình xoay quanh việc chuẩn hoá tầng ứng dụng Ngời

ta chia nó thành các tầng con ( Sublayer ) và việc truyền thông phải đi qua tất cả các tầng con đó Cụ thể, đó là các phần tử dịch vụ ứng dụng chung CASE ( Common Application Service Element ) chứa các dịch vụ truyền thông cần thiết khác nhau cho các ứng dụng phổ biến nhất Nhng thực tế có những ứng dụng không cần đến các chức năng của CASE Mặt khác, các ứng dụng đợc chuẩn hoá đồng thời và thờng các kết quả đợc phát triển đó là không hoàn toàn tơng thích với nhau

Năm 1987, một hớng phát triển mới đợc đa vào nhằm chuẩn hoá cấu trúc tầng ứng dụng, kếtquả là các chuẩn ISO 9545, và tơng ứng- CCITT X.207 đ-

ợc ra đời Cấu trúc chuẩn này xác định các ứng dụng có thể cùng tồn tại và

sử dụng dịch vụ chung nh thế nào

1.2 Bộ giao thức TCP/IP :

Bộ giao thức TCP/IP là họ giao thức quan trọng nhất trong kỹ thuật mạng máy tính, vì vậy, trớc khi đi sâu vào nghiên cứu bất cứ một lĩnh vực nào của công nghệ mạng, phải có một kiến thức cơ bản về TCP/IP

Kiến trúc TCP/IP thờng đợc coi là kiến trúc Internet bởi vì TCP/IP và Internet có mối quan hệ mật thiết với nhau, lịch sử hình thành và phát triển của TCP/IP gắn liền với sự hình thành và phát triển của Internet TCP/IP đợc hình thành cùng với sự hình thành mạng ARPANET của bộ quốc phòng Mỹ-

đây chính là tiền thân của mạng Internet ngày nay.TCP/IP là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phơng tiện truyền thông qua mạng

và liên mạng

Khái niệm giao thức (Protocol) là một khái niệm cơ bản của mạng truyền thông Có thể hiểu một cách khái quát đó là tập hợp tất cả các quy tắc cần thiết (các thủ tục, các khuôn dạng dữ liệu, các cơ chế phụ trợ ) cho phép các giao thức trao đổi thông tin trên mạng đợc thực hiện một cách chính xác và an toàn Có rất nhiều họ giao thức đang đợc sử dụng trên mạng truyền thông hiện nay nh IEEE802.X dùng trong mạng cục bộ, CCITT (nay là ITU) dùng cho liên mạng diện rộng và đặc biệt là họ giao thức chuẩn của ISO (tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ) dựa trên mô hình tham chiếu bảy lớp cho việc kết nối các hệ thống mở Trên Internet họ giao thức đợc sử dụng là bộ giao thức TCP/IP Hai giao thức đợc dùng chủ yếu ở đây là TCP ( Transmision Control Protocol ) và IP (Internet Protocol ) TCP là một giao thức kiểu có

kết nối (Connection-Oriented), tức là cần phải có một giai đoạn thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể TCP trớc khi chúng thực hiện trao đổi dữ liệu Còn giao thức IP là một giao thức kiểu không kết nối (Connectionless), nghĩa là không cần phải có giai đoạn thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể nào đó trớc khi trao đổi dữ liệu Khái niệm TCP/IP không chỉ bị giới hạn ở hai giao thức này Thờng thì TCP/IP đợc dùng để chỉ một nhóm các giao thức có liên quan đến TCP và IP nh UDP (User Datagram Protocol), FTP (File Transfer Protocol),TELNET (Terminal Emulation Protocol) và v.v

Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng hầu hết các mạng máy tính hiện có đều đợc phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng Mỗi hệ thống thành phần của mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng, trong đó mỗi tầng đợc xây dựng trên cơ sở tầng trớc đó Số lợng các tầng cùng nh tên

và chức năng của mỗi tầng là tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Hình vẽ dới đây mô tả kiến trúc của mạng TCP/IP trong sự so sánh với mô hình tham chiếu OSI

để thấy đợc sự tơng ứng chức năng của từng tầng

Hình 1: Cấu trúc phân tầng của giao thức TCP/IP

Trong đó :

TCP: (Transmistion Control Protocol) Thủ tục liên lạc ở tầng giao vận

của TCP/IP TCP có nhiệm vụ đảm bảo liên lạc thông suốt và tính đúng đắn của dữ liệu giữa 2 đầu của kết nối, dựa trên các gói tin IP

UDP: (User Datagram Protocol) Thủ tục liên kết ở tầng giao vận của

TCP/IP Khác với TCP, UDP không đảm bảo khả năng thông suốt của dữ liệu, cũng không có chế độ sửa lỗi Bù lại, UDP cho tốc độ truyền dữ liệu cao hơn TCP

IP: (Internet Protocol) Là giao thức ở tầng thứ 3 của TCP/IP, nó có

trách nhiệm vận chuyển các Datagrams qua mạng Internet

ICMP: (Internet Control Message Protocol) Thủ tục truyền các thông

tin điều khiển trên mạng TCP/IP Xử lý các tin báo trạng thái cho IP nh lỗi và các thay đổi trong phần cứng của mạng ảnh hởng đến sự định tuyến thông tin truyền trong mạng

RIP: (Routing Information Protocol) Giao thức định tuyến thông tin

đây là một trong những giao thức để xác định phơng pháp định tuyến tốt nhất cho truyền tin

OSI Model TCP/IP Architectual Model

RIP ICMP

Internet Protocol (IP)

ARP: (Address Resolution Protocol) Là giao thức ở tầng liên kết dữ

liệu Chức năng của nó là tìm địa chỉ vật lý ứng với một địa chỉ IP nào đó Muốn vậy nó thực hiện Broadcasting trên mạng, và máy trạm nào có địa chỉ

IP trùng với địa chỉ IP đang đợc hỏi sẽ trả lời thông tin về địa chỉ vật lý của

nó

DSN: (Domain name System) Xác định các địa chỉ theo số từ các tên

của máy tính kết nối trên mạng

FTP: (File Transfer Protocol) Giao thức truyền tệp để truyền tệp từ một

máy này đến một máy tính khác Dịch vụ này là một trong những dịch vụ cơ bản của Internet

Telnet: (Terminal Emulation Protocol) Đăng ký sử dụng máy chủ từ xa

với Telnet ngời sử dụng có thể từ một máy tính của mình ở xa máy chủ, đăng

ký truy nhập vào máy chủ để xử dụng các tài nguyên của máy chủ nh là mình đang ngồi tại máy chủ

SMTP: (Simple Mail Transfer Protocol) Giao thức truyền th đơn giản:

là một giao thức trực tiếp bảo đảm truyền th điện tử giữa các máy tính trên mạng Internet

SNMP: (Simple Network Management Protocol) Giao thức quản trị

mạng đơn giản: là dịch vụ quản trị mạng để gửi các thông báo trạng thái về mạng và các thiết bị kết nối mạng

1.3 Địa chỉ IP :

Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu Vai trò của IP tơng tự vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI Mặc dù từ Internet xuất hiện trong IP nhng giao thức này không nhất thiết phải sử dụng trên Internet Tất cả các máy trạm trên Internet đều hiểu IP, nhng IP có thể sử dụng trong các mạng mà không

có sự liện hệ với Internet

IP là giao thức kiểu không kết nối (Connectionless) tức là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trớc khi truyền dữ liệu Đơn vị dữ liệu dùng trong giao thức IP là IP Datagram hay gọi tắt là Datagram

Một Datagram đợc chia làm hai phần : Phần tiêu đề (Header) và phần chứa dữ liệu cần truyền (Data) Trong đó phần Header gồm một số trờng chứa các thông tin điều khiển Datagram

1.3.1.Cấu trúc của IP Datagram :

Cấu trúc tổng quát của một IP Datagram nh sau:

Cấu trúc chi tiết của một IP Datagram Header đợc mô tả nh hình sau:

Version IHL Type of

service Total lengthIdentification Flags Fragment offset

Time to live Protocol Header checksum

8 Bits của trờng Service đợc chia ra làm 5 phần cụ thể nh sau :

♦ Precedence (3 bits) chỉ thị quyền u tiên gửi Datagram, các mức u tiên từ 0 (bình thờng) đến mức cao nhất là 7 (điều khiển mạng) cho phép ngời sử dụng chỉ ra tầm quan trọng của Datagram

♦ Ba bit D, T, R nói nên khiểu truyền Datagram, cụ thể nh sau:

 Bit D (Delay)chỉ độ trễ yêu cầu

 Bit T (Throughput) chỉ thông lợng yêu cầu

 Bit R (Reliability) chỉ độ tin cậy yêu cầu

♦ Reserved (2 bits) cha sử dụng

• Total Length (16 bits) : Chỉ độ dài toàn bộ Datagram kể cả phần Header Đơn vị tính là Byte

• Identification (16 bits) Trờng này đợc sử dụng để giúp các Host đích lắp lại một gói đã bị phân mảnh, nó cùng các trờng khác nh Source Address, Destination Address để định danh duy nhất một Datagram khi nó còn ở trên liên mạng

• Flags( 3 bits) liên quan đến sự phân đoạn các Datagrams cụ thể nh sau:

0 DF MF Trong đó các thành phần:

Bit 0 Cha sử dụng lấy giá trị 0

Bit một(DF) DF=0: Thực hiện phân đoạn

đến đích thì nó bị huỷ

• Protocol (8 bits) Cho biết giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích Giao thức tầng trên của IP thờng là TCP hoặc UDP

• Header Checksum (16 bits): Đây là mã kiểm soát lỗi 16 bits theo

ph-ơng pháp CRC cho vùng Header nhằm phát hiện các lỗi của Datagram

• Source Address (32 bits) Cho biết địa chỉ IP của trạm nguồn

• Destination Address (32 bits) Cho biết địa chỉ IP của trạm đích Trong một liên mạng địa chỉ IP của trạm nguồn và địa chỉ IP của trạm đích là duy nhất

• Options (độ dài thay đổi) Dùng để khai báo Options do ngời sử dụng yêu cầu

• Padding (độ dài thay đổi) Là một vùng đệm đợc dùng để đảm bảo cho phần Header luôn kết thúc ở mức 32 bits Giá trị của Padding gồm toàn bit 0

• Data (Độ dài thay đổi) Vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 8 bits Kích thớc tối đa của trờng Data là 65535 Bytes

1.3.2 Quá trình phân mảnh các gói dữ liệu:

Trong quá trình truyền dữ liệu, một gói dữ liệu (Datagram) có thể đợc truyền đi qua nhiều mạng khác nhau Một gói dữ liệu nhận đợc từ một mạng nào đó có thể quá lớn để truyền đi trong một gói đơn của mạng khác, bởi vậy mỗi loại cấu trúc mạng cho phép một đơn vị truyền cực đại MTU (Maximum Transmission Unit) khác nhau Đây chính là kích thớc lớn nhất của một gói mà chúng có thể truyền đợc Nếu nh một gói dữ liệu nhận đợc

từ một mạng nào đó mà kích thớc của nó lớn hơn MTU của mạng khác thì nó cần đợc phân mảnh ra thành gói nhỏ hơn gọi là Fragment để truyền đi, quá trình này gọi là quá trình phân mảnh Dạng của một Fragment cũng giống

nh dạng của một gói dữ liệu thông thờng Từ thứ hai trong phần Header chứa

các thông tin để xác định mỗi Fragment và cung cấp các thông tin để hợp nhất các Fragments này lại thành các gói nh ban đầu Trờng định danh (Indentification) dùng để xác định Fragment này thuộc vào gói dữ liệu nào Trờng định danh có một giá trị duy nhất cho mỗi gói dữ liệu đợc vận chuyển Mỗi thành phần của gói dữ liệu bị phân mảnh sẽ có cùng giá trị trờng định danh Điều đó cho phép IP lắp ráp lại các gói dữ liệu bị phân mảnh một cách phù hợp.

Hậu quả của việc phân mảnh dữ liệu là các gói bị phân mảnh sẽ đến

đích chậm hơn so với một gói không bị phân mảnh Vì vậy phần lớn các ứng dụng đều tránh không sử dụng kỹ thuật này nếu có thể Vì sự phân mảnh tạo ra các gói dữ liệu phụ nên cần quá trình sử lý phụ làm giảm tính năng của mạng Hơn nữa vì IP là một giao thức không tin cậy nên khi bất kỳ một gói dữ liệu bị phân mảnh nào bị mất thì tất cả các mảnh sẽ phải truyền lại Chính vì lý do này nên phải gửi các gói dữ liệu lớn nhất mà không bị phân mảnh, giá trị này là Path MTU

1.3.3 Phơng pháp đánh địa chỉ trong TCP/IP :

Để có thể thực hiện truyền tin giữa các máy trên mạng, mỗi máy tính trên mạng TCP/IP cần phải có một địa chỉ xác định gọi là địa chỉ IP Hiện nay mỗi địa chỉ IP đợc tạo bởi một số 32 bits (IPv4)và đợc tách thành 4 vùng, mỗi vùng có một Byte có thể biểu thị dới dạng thập phân, nhị phân, thập lục phân hoặc bát phân Cách viết phổ biến nhất hay dùng là cách viết dùng ký

tự thập phân Một địa chỉ IP khi đó sẽ đợc biểu diễn bởi 4 số thập phân có giá trị từ 0 đến 255 và đợc phân cách nhau bởi dấu chấm (.) Mỗi giá trị thập phân biểu diễn 8 bits trong địa chỉ IP Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một host ở trên mạng

IPv4 sử dụng 3 loại địa chỉ trong trờng nguồn và đích đó là:

1 Unicast: Để thể hiện một địa chỉ đơn hớng Địa chỉ đơn hớng là địa chỉ dùng để nhận dạng từng nút một (điểm nút là tập các thiết bị chuyển mạch nằm ở trung tâm nh Router chẳng hạn ) cụ thể là một gói dữ liệu

đợc gửi tới một địa chỉ đơn hớng sẽ đợc chuyển tới nút mang địa chỉ

đơn hớng đó

2 Multicast: Địa chỉ đa hớng Là địa chỉ dùng để nhận dạng một tập hợp nút nhng không phải là tất cả Tập hợp nút bao gồm nhiều nút khác nhau hợp thành, gói dữ liệu IP gửi tới một địa chỉ Multicast sẽ đợc gửi tới tất cả các Host tham dự trong nhóm Multicast này

3 Broadcast: Thể hiện tất cả các trạm trên mạng Thông thờng điều đó giới hạn ở tất cả các Host trên một mạng con địa phơng

Các địa chỉ IP đợc chia ra làm hai phần, một phần để xác định mạng (net id) và một phần để xác định host (host id) Các lớp mạng xác định số bits đợc dành cho mỗi phần mạng và phần host Có năm lớp mạng là A, B, C, D, E,

trong đó ba lớp đầu là đợc dùng cho mục đích thông thờng, còn hai lớp D và

E đợc dành cho những mục đích đặc biệt và tơng lai Trong đó ba lớp chính

là A,B,C

Hình vẽ sau cho thấy cấu trúc của một địa chỉ IP

Mỗi lớp địa chỉ đợc đặc trng bởi một số bits đầu tiên của Byte đầu tiên có cấu trúc chi tiết nh hình 1.4

Hình 3: Cấu trúc các khuôn dạng địa chỉ

Từ cấu trúc phân lớp địa chỉ ta có thể nhận thấy:

• Nhỏ hơn 128 là địa chỉ lớp A Byte đầu tiên xác định địa chỉ mạng, ba Bytes còn lại xác định địa chỉ máy trạm

• Từ 128 đến 19mộtlà địa chỉ lớp B Hai Bytes đầu xác định địa chỉ mạng Hai Bytes tiếp theo xác định địa chỉ máy trạm

31 8

1

31 22

1

1 1

0

0

• Từ 192 đến 223 là địa chỉ lớp C Ba Bytes đầu xác định địa chỉ mạng Bytes còn lại xác định địa chỉ máy trạm.

• Lớn hơn 223 là các địa chỉ dùng để quảng bá hoặc dùng dự trữ cho các mục đích đặc biệt và ta có thể không cần quan tâm

Nhìn vào trên hình ta có bảng phân lớp địa chỉ IP nh bảng sau:

Tuy nhiên không phải tất cả các số hiệu mạng (net id) đều có thể dùng

đ-ợc Một số địa chỉ đợc để dành cho những mục đích đặc biệt

Lớp A có số mạng ít nhất, nhng mỗi mạng lại có nhiều hosts thích hợp với các tổ chức lớn có nhiều máy tính

Lớp B có số mạng và số hosts vừa phải

Còn lớp C có nhiều mạng nhng mỗi mạng chỉ có thể có 254 hosts, thích hợp với tổ chức có ít máy tính

Để tiện cho việc quản trị cũng nh thực hiện các phơng pháp tìm đờng trên mạng ở các mạng lớn (lớp A) hay mạng vừa (lớp B) ngời ta có thể chia chúng thành các mạng con (Subnets) Ví dụ cho rằng một mạng con có địa chỉ lớp B là 191.12.0.50 khi đó coi 191.12.0.0 là địa chỉ toàn mạng và lập địa chỉ 191.12.1 cho Subnet mộtvà 191.12.2 cho Subnet 2

Có thể dành trọn một nhóm 8 bits để đánh địa chỉ Subnet và một nhóm để

đánh địa chỉ các máy trong từng Subnet Nh thế tất nhiên là số máy trong một Subnet sẽ ít đi tơng tự nh trong mạng nhỏ Sự phân chia này làm giảm kích thớc của bảng định tuyến trong Router/ Gateway, nghĩa là tiết kiệm dung lợng nhớ và thời gian xử lý

Sự phân chia một mạng thành nhiều mạng con phát sinh vấn đề là số lợng bit dành để đánh địa chỉ mạng con có thể khác nhau và tuỳ thuộc vào nhà quản trị mạng Do đó ngời ta đa vào khái niệm Subnet Mask Subnet Mask cũng giống nh địa chỉ IP bao gồm 32 bits Mục đích của điạ chỉ Subnet Mask là để chia nhỏ một địa chỉ IP thành các mạng nhỏ hơn và theo dõi vùng nào trên địa chỉ IP đợc dùng để làm địa chỉ cho mạng con (còn đợc gọi là các Subnet) đó vùng nào dùng làm địa chỉ cho các máy trạm

Nội dung của một Subnet Mask đợc quy định nh sau :

Các bit một: dùng để chỉ định địa chỉ mạng trên địa chỉ IP

Các bit 0 : dùng để chỉ định địa chỉ máy trạm trên địa chỉ IP

Ví dụ đối với mạng A có địa chỉ là 25.0.0.0, nếu dành 8 bits cho Subnet thì mặt nạ có giá trị là 255.255.0.0 , nếu dành 16 bits cho Subnet thì mặt nạ có giá trị là 255.255.255.0