Giao thức TCP/IP và Mạng Internet

Vì vậy nhu cầu cần kết nối các mạng khác nhau của các tổ chức khác nhau để trao đổi thông tin là thực sự cần thiết.

đóng góp tập thể S0809G trong thời gian làm đồ án cũng nh những lúc báocáo trực tiếp trớc toàn thể lớp.

Đồ án hoàn thành không tránh khỏi những thiếu sót kính mong nhận đợcnhiều ý kiến đóng góp phê bình của Thầy để Đồ án đợc hoàn thiện hơn

Sinh viên

Lê Thị Thanh Hiền

Lời nhận xét

Lời mở đầu

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, máy tính trở nên phổ biến vớimọi người, nó mang lại cho con người khả năng to lớn và làm được những côngviệc phi thường : tính toán nhanh, chính xác các phép toán phức tạp, điều khiển tựđộng và làm việc theo sự lập trình của con người Máy tính ra đời không chỉ làcông cụ giải phóng sức lao động, hỗ trợ tối đa trong sản xuất mà còn là phương tiệnhọc tập, giải trí bổ ích trong đời sống của mọi người Sự phát triển của máy tínhcũng như công nghệ thông tin sẽ mang lại những thành tựu to lớn cho sự phát triểnkinh tế của đất nước Là phương tiện tiếp cận nhanh nhất đến các thành tựu củakhoa học kỹ thuật

Sức mạnh của máy tính được tăng lên nhiều lần khi các máy tính được kết nốithành một mạng máy tính Với mạng máy tính toàn cầu chúng ta có thể dễ dàngtiếp cận với thế giới bên ngoài, tiếp cận với những thành tựu khoa học tiên tiến nhấttrên thế giới Mạng viễn thông nói chung, máy tính và mạng máy tính nói riêng làcông cụ không thể thiếu trong hoạt động của bộ máy nhà nước, các doanh nghiệp,trường học, và rất nhiều các lĩnh vực sản xuất khác Nó đóng vai trò như cầu nối

để trao đổi thông tin giữa các chính phủ, các tổ chức xã hội và giữa mọi người vớinhau

Để các máy máy tính có thể liên lạc với nhau qua mạng, chúng phải sử dụng cùng 1ngôn ngữ hay còn gọi là 1 giao thức (Protocol) Giao thức là 1 hệ luật và chuẩn chophép các máy tính trong mạng liên lạc với nhau Giao thức giao tiếp hay còn gọi làGiao thức truyền thông, Giao thức liên mạng, Giao thức tương tác, Giao thức traođổi thông tin (tiếng Anh là communication protocol), tuy nhiên, tránh nhầm với

biểu diễn dữ liệu, phát tín hiệu, chứng thực và phát hiện lỗi dữ liệu - những việccần thiết để gửi thông tin qua các kênh truyền thông, nhờ đó mà các máy tính (vàcác thiết bị) có thể kết nối và trao đổi thông tin với nhau Các giao thức truyềnthông dành cho truyền thông tín hiệu số trong mạng máy tính có nhiều tính năng đểđảm bảo việc trao đổi dữ liệu một cách đáng tin cậy qua một kênh truyền thôngkhông hoàn hảo.

TCP/IP là viết tắt của Transmission Control Protocol (Giao thức Điều KhiểnTruyền Thông) / Internet Protocol (Giao thức Internet) TCP/IP không chỉ gồm 2giao thức mà thực tế nó là tập hợp của nhiều giao thức Chúng ta gọi đó là 1 HệGiao Thức hay Bộ Giao Thức (Suite Of Protocols)

Trong thời gian học tập tại trung tâm đào tao Bách Khoa Npower, dưới sự hướngdẫn của các thầy giáo chuyên ngành quản trị mạng đặc biêt là thầy Đỗ QuangTrung, em đã chọn đề tài "Giao thức TCP/IP và Mạng Internet" cho đồ án môn họcNETWORK Mục đích của đề tài là tìm hiểu và sử dụng triệt để những ứng dụngcác giao thức trên mạng

Chương I : Tổng Quan Hệ Thống Mạng TCP/IP

I Lịch sử phát triển của TCP/IP và mạng Internet

Thiết kế TCP/IP được như ngày hôm nay là nhờ vai trò mang tính lịch sử của nó.Internet, giống như rất nhiều thành tựu công nghệ cao khác, bắt nguồn từ nghiêncứu của Bộ Quốc phòng Mỹ Vào cuối những năm 60, các quan chức Bộ này bắtđầu nhận thấy lực lượng quân sự đang lưu giữ một số lượng lớn các loại máy tính,một số không được kết nối, số khác được nhóm vào các mạng đóng, do các giaothức “cá nhân” không tương thích

“Cá nhân”, trong trường hợp này, có nghĩa là công nghệ đó do một nhóm nào đókiểm soát Nhóm này có thể không muốn tiết lộ các thông tin liên quan về giaothức của mình để những người sử dụng có thể kết nối

Họ bắt đầu băn khoăn về khả năng chia sẻ thông tin giữa các máy tính này Vốnquen với vấn đề an ninh, Bộ Quốc phòng Mỹ lập luận rằng nếu có thể xây dựngđược một mạng lưới như thế thì nó dễ trở thành mục tiêu tấn công quân sự Mộttrong những yêu cầu trước hết của mạng lưới này là phải nằm phân tán Các dịch

vụ quan trọng không được phép tập trung tại một số chỗ Bởi vì bất kỳ điểm nàocũng có thể bị tấn công trong thời đại tên lửa Họ muốn nếu một quả bom đánh vàobất kỳ bộ phận nào trong cơ sở hạ tầng đều không làm cho toàn bộ hệ thống bị đổ

vỡ Kết quả là mạng ARPAnet (Advanced Research Projects Agency) Hệ thốnggiao thức hỗ trợ sự kết nối qua lại, phi tập trung là khởi điểm của TCP/IP ngày nay.Một vài năm sau, khi Hiệp hội Khoa học Quốc gia Mỹ muốn xây dựng một mạnglưới để kết nối các tổ chức, họ áp dụng giao thức của ARPAnet và bắt đầu hìnhthành Internet Yếu tố phi tập trung của ARPAnet chính là một phần của sự thànhcông của TCP/IP và Internet

Hai đặc điểm quan trọng của TCP/IP tạo ra môi trường phi tập trung gồm:

Xác nhận mút đầu cuối - hai máy tính đang kết nối với nhau đóng vai trò hai đầumút ở mỗi đầu của dây truyền Chức năng này xác nhận và kiểm tra sự trao đổigiữa 2 máy Về cơ bản, tất cả các máy đều có vai trò bình đẳng

Định tuyến động - các đầu mút được kết nối với nhau thông qua nhiều đường dẫn,

và các bộ định tuyến làm nhiệm vụ chọn đường cho dữ liệu dựa trên các điều kiệnhiện tại (Trong các phần sau, hoạt động định tuyến và đường dẫn sẽ được đề cậpchi tiết hơn)

II Kiến trúc phân tầng của mạng

Để giảm độ phức tạp trong thiết kế và cài đặt mạng, các mạng máy tính được tổchức thiết kế theo kiểu phân tầng (layering) Trong hệ thống thành phần của mạngđược tổ chức thành một cấu trúc đa tầng, mỗi tầng được xây dựng trên tầng trướcđó; mỗi tầng sẽ cung cấp một số dịch vụ cho tầng cao hơn Số lượng các tầng cũngnhư chức năng của mỗi tầng là tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Ví dụ cấu trúc phân tầngcủa mạng SNA của IBM, mạng DECnet của Digital, mạng ARPANET là có sựkhác nhau Nguyên tắc cấu trúc của mạng phân tầng là: mỗi hệ thống trong mộtmạng đều có cấu trúc phân tầng (Số lượng tầng, chức năng của mỗi tầng là nhưnhau) Mục đích của mỗi tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho tầng caohơn

Tầng i của hệ thống A sẽ hội thoại với tầng i của hệ thống B, các quy tắc và quyước dùng trong hội thoại gọi là giao thức mức I

Giữa hai tầng kề nhau tồn tại một giao diện (interface) xác định các thao tác nguyênthuỷ của tầng dưới cung cấp lên tầng trên

Trong thực tế dữ liệu không truyền trực tiếp từ tầng i của hệ thống này sang tầng icủa hệ thống khác ( trừ tầng thấp nhất trực tiếp sử dụng đường truyền vật lý đểtruyền các xâu bít (0.1) từ hệ thống này sang hệ thống khác ).Dữ liệu được truyền

từ hệ thống gửi (sender) sang hệ thống nhận (receiver) bằng đường truyền vật lý và

cứ như vậy dữ liệu lại đi ngược lên các tầng trên Như vậy khi hai hệ thống liên kếtvới nhau, chỉ tầng thấp nhất mới có liên kết vật lý còn ở tầng cao hơn chỉ có liênkết logic (liên kết ảo ) được đưa vào để hình thức hoá các hoạt động của mạngthuận tiện cho việc thiết kế và cài đặt các phần mềm truyền thông Như vậy để viếtchương trình cho tầng N, phải biết tầng N+1 cần gì và tầng N -1 có thể làm được

• Tạo ranh giới các tầng sao cho các tương tác và mô tả các dịch vụ là tốithiểu.

• Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau, vàcác tầng sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách biệt

• Các chức năng giống nhau được đặt vào cùng một tầng

• Chọn ranh giới các tầng theo kinh nghiệm đã được chứng tỏ là thành công

• Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ảnh hưởng ítnhất đến các tầng kế nó

• Tạo ranh giới giữa các tầng sao cho có thể chuẩn hóa giao diện tương ứng

• Tạo một tầng khi dữ liệu được xử lý một cách khác biệt

• Cho phép thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnhhưởng đến các tầng khác

• Mỗi tầng chỉ có các ranh giới (giao diện) với các tầng kề trên và kề dưới nó

• Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết

• Tạo tầng con để cho phép giao diện với các tầng kế cận

• Cho phép hủy bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết

III Mô hình OSI

1 Khái niệm

Do các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình Từ đó dẫn đếntình trạng không tương thích giữa các mạng về: Phương pháp truy nhập đườngtruyền 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 đổithông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể chấp nhận được với người sửdụng Với lý do đó tổ chức chuẩn hoá quốc tế ISO đã thành lập một tiểu ban nhằmxây dựng một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế vàchế tạo các sản phẩm mạng Kết quả là năm 1984 ISO đã đưa ra mô hình thamchiếu cho việc kết nối 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

Hình 2 : Mô hình OSI

Mô hình OSI này chỉ được ngành công nghiệp mạng và công nghệ thông tin tôntrọng một cách tương đối Tính năng chính của nó là quy định về giao diện giữa cáctầng cấp, tức qui định đặc tả về phương pháp các tầng liên lạc với nhau Điều này

có nghĩa là cho dù các tầng cấp được soạn thảo và thiết kế bởi các nhà sản xuất,hoặc công ty, khác nhau nhưng khi được lắp ráp lại, chúng sẽ làm việc một cáchdung hòa (với giả thiết là các đặc tả được thấu đáo một cách đúng đắn

Thường thì những phần thực thi của giao thức sẽ được sắp xếp theo tầng cấp, tương

tự như đặc tả của giao thức đề ra, song bên cạnh đó, có những trường hợp ngoại lệ,còn được gọi là "đường cắt ngắn" (fast path) Trong kiến tạo "đường cắt ngắn", cácgiao dịch thông dụng nhất, mà hệ thống cho phép, được cài đặt như một thành phầnđơn, trong đó tính năng của nhiều tầng được gộp lại làm một

Việc phân chia hợp lý các chức năng của giao thức khiến việc suy xét về chức năng

và hoạt động của các chồng giao thức dễ dàng hơn, từ đó tạo điều kiện cho việcthiết kế các chồng giao thức tỉ mỉ, chi tiết, song có độ tin cậy cao Mỗi tầng cấp thihành và cung cấp các dịch vụ cho tầng ngay trên nó, đồng thời đòi hỏi dịch vụ củatầng ngay dưới nó Như đã nói ở trên, một thực thi bao gồm nhiều tầng cấp trong

mô hình OSI, thường được gọi là một "chồng giao thức"

3 Đặc điểm các tầng trong mô hình OSI

Trong mô hình OSI bao gồm 7 tầng, mỗi tầng cung cấp các dịch vụ cho tầng caohơn tiếp theo, mô tả chi tiết cách thức cài đặt các dịch vụ này Các tầng được trừutượng hoá theo cách là mỗi tầng chỉ biết rằng nó liên lạc với tầng tương ứng trênmáy khác Trong thực tế thì mỗi tầng chỉ liên lạc với các tầng kề trên và kề dưới nótrên mỗi hệ thống mà thôi Trừ tầng thấp nhất trong mô hình mạng không tầng nào

có thể chuyển thông tin một cách trực tiếp với tầng tương ứng trong mạng máy tínhkhác Thông tin trên máy cần gửi phải được chuyển đi qua tất cả các tầng thấp hơn.Thông tin sau đó lại được truyền qua Card mạng tới máy nhận và lại được truyềnlên qua các tầng cho đến khi nó đến tầng để gửi thông tin đi

• Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application layer)

Tầng ứng dụng là tầng cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập các thôngtin và dữ liệu trên mạng thông qua chương trình ứng dụng Một số ví dụ về các ứngdụng trong tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thứctruyền thư điện tử SMTP, remote

• Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation layer)

Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung cấp một giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứngdụng Nó thực hiện các tác vụ như mã hóa dữ liệu sang dạng MIME, nén dữ liệu,

và các thao tác tương tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữ liệu theo nhưcách mà chuyên viên phát triển giao thức hoặc dịch vụ cho là thích hợp Chẳng hạn:chuyển đổi tệp văn bản từ mã EBCDIC sang mã ASCII, hoặc tuần tự hóa các đốitượng (object serialization) hoặc các cấu trúc dữ liệu (data structure) khác sangdạng XML và ngược lại

• Tầng 5: Tầng phiên (Session layer)

Tầng phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính Tầng này thiết lập,quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng ở

xa Tầng này còn hỗ trợ hoạt động song công (duplex) hoặc bán song công duplex) hoặc đơn công (Single) và thiết lập các qui trình đánh dấu điểm hoàn thành(checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thông nhanh hơn khi có lỗi xảy ra, vìđiểm đã hoàn thành đã được đánh dấu - trì hoãn (adjournment), kết thúc(termination) và khởi động lại (restart) Mô hình OSI uỷ nhiệm cho tầng này tráchnhiệm "ngắt mạch nhẹ nhàng" (graceful close) các phiên giao dịch (một tính chấtcủa giao thức kiểm soát giao vận TCP) và trách nhiệm kiểm tra và phục hồi phiên,đây là phần thường không được dùng đến trong bộ giao thức TCP/IP

(half-• Tầng 4: Tầng giao vận (Transport Layer)

Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các người dùngtại đầu cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan tâm đến việc cung cấp dịch vụtruyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả Tầng giao vận kiểm soát độ tin cậy của mộtkết nối được cho trước Một số giao thức có định hướng trạng thái và kết nối (stateand connection orientated) Có nghĩa là tầng giao vận có thể theo dõi các gói tin vàtruyền lại các gói bị thất bại Một ví dụ điển hình của giao thức tầng 4 là TCP Tầngnày là nơi các thông điệp được chuyển sang thành các gói tin TCP hoặc UDP ởtầng 4 địa chỉ được đánh là address ports, thông qua address ports để phân biệtđược ứng dụng trao đổi

• Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer)

Tầng mạng cung cấp các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi dữ liệu

có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều mạng,trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao vận yêu

cầu Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến, Các thiết bị định tuyến (router)hoạt động tại tầng này — gửi dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trởnên khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi là chuyển mạchIP) Đây là một hệ thống định vị địa chỉ lôgic (logical addressing scheme) – các giátrị được chọn bởi kỹ sư mạng Hệ thống này có cấu trúc phả hệ Ví dụ điển hìnhcủa giao thức tầng 3 là giao thức IP.

• Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy trình đểtruyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa chữa các lỗi trongtầng vật lý nếu có Cách đánh địa chỉ mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ (địa chỉMAC) được mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng (network card) khi chúng đượcsản xuất Hệ thống xác định địa chỉ này không có đẳng cấp (flat scheme) Chú ý: Ví

dụ điển hình nhất là Ethernet Những ví dụ khác về các giao thức liên kết dữ liệu(data link protocol) là các giao thức HDLC; ADCCP dành cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạch gói (packet-switched networks) và giao thức Alohacho các mạng cục bộ Trong các mạng cục bộ theo tiêu chuẩn IEEE 802, và một sốmạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI, tầng liên kết dữ liệu có thể được chia

ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media Access Control - Điều khiển Truy nhậpĐường truyền) và tầng LLC (Logical Link Control - Điều khiển Liên kết Lôgic)theo tiêu chuẩn IEEE 802.2

Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các thiết bị chuyển mạch(switches) hoạt động Kết nối chỉ được cung cấp giữa các nút mạng được nối vớinhau trong nội bộ mạng Tuy nhiên, có lập luận khá hợp lý cho rằng thực ra cácthiết bị này thuộc về tầng 2,5 chứ không hoàn toàn thuộc về tầng 2

• Tầng 1: Tầng vật lí (Physical Layer)

Tầng vật lí định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị Trong đóbao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cáp nối(cable) Các thiết bị tầng vật lí bao gồm Hub, bộ lặp (repeater), thiết bị tiếp hợpmạng (network adapter) và thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter)-(HBA dùng trong mạng lưu trữ (Storage Area Network)) Chức năng và dịch vụcăn bản được thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:

* Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một phươngtiện truyền thông (transmission medium)

* Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia sẻhiệu quả giữa nhiều người dùng Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài nguyên(contention) và điều khiển lưu lượng

* Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data)của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyềnthông (communication channel)

Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này Nhiều tiêu chuẩn khác nhaucủa Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhập tầng vật

lý với tầng liên kết dữ liệu vào làm một Điều tương tự cũng xảy ra đối với cácmạng cục bộ như Token ring, FDDI và IEEE 802.11

IV Phương thức hoạt động

Ở mỗi tầng mô hình trong tầng ISO, có hai phương thức hoạt động chính được ápdụng đó là: phương thức hoạt động có liên kết (connection-oriented) và không cóliên kết (connectionless)

Với phương thức có liên kết, trước khi truyền dữ liệu cần thiết phải thiết lập mộtliên kết logic giữa các thực thể cùng tầng Còn với phương thức không liên kết thì

không cần lập liên kết logic và mỗi đơn vị dữ liệu được truyền là độc lập với cácđơn vị dữ liệu trước hoặc sau nó.

1 Có kết nối (Connection Oriented)

Với phương thức có kết nối, quá trình truyền dữ liệu phải trải qua ba giai đoạn theothứ tự thời gian

• Thiết lập kết nối: hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng vớinhau 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 kết nối (logic): giải phóng các tài nguyên hệ thống đã cấp phát choliên kết để dùng cho các liên kết khác

Tương ứng với ba giai đoạn trao đổi, ba thủ tục cơ bản được sử dụng, chẳng hạnđối với tầng N có: N-CONNECT ( thiết lập liên kết ), N-DATA(Truyền dữ liệu ),

và N-DISCONNECT (Huỷ bỏ kết nối) Ngoài ra còn một số thủ tục phụ được sửdụng tuỳ theo đặc điểm, chức năng của mỗi tầng Ví dụ:

• Thủ tục N-RESTART được sử dụng để khởi động lại hệ thống ở tầng 3

• Thủ tục T-EXPEDITED DATA cho việc truyền dữ liệu nhanh ở tầng 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) để cấu thành các hàm cơ bản của giao thức ISO

2 Không kết nối (Connectionless)

Đối với phương thức không kết nối thì chỉ có duy nhất một giai đoạn đó là: truyền

dữ liệu

So sánh hai phương thức hoạt động trên chúng ta thấy rằng phương thức hoạt động

có kết nối cho phép truyền dữ liệu tin cậy, do đó có cơ chế kiểm soát và quản lýchặt chẽ từng kết nối logic Nhưng mặt khác nó phức tạp và khó cài đặt Ngược lại,phương thức không kết nối cho phép các PDU (Protocol Data Unit) được truyềntheo nhiều đường khác nhau để đi đến đích, thích nghi với sự thay đổi trạng tháicủa mạng, song lại trả giá bởi sự khó khăn gặp phải khi tập hợp các PDU để dichuyển tới người sử dụng

Hai tầng kề nhau có thể không nhất thiết phải sử dụng cùng một phương thức hoạtđộng mà có thể dùng hai phương thức khác nhau

1 Khái niệm

Giao thức (Protocol) là một khái niệm cơ bản của mạng truyền thông Có thể hiểumột cách khái quát đó là tập hợp tất cả các quy tắc cần thiết (các thủ tục, các khuôndạng dữ liệu, các cơ chế phụ trợ ) cho phép các giao thức trao đổi thông tin trênmạng được thực hiện một cách chính xác và an toàn Có rất nhiều họ giao thứcđang được sử dụng trên mạng truyền thông hiện nay như IEEE802.X dùng trongmạng cục bộ, CCITT (nay là ITU) dùng cho liên mạng diện rộng và đặc biệt là họgiao thức chuẩn của ISO (tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ) dựa trên mô hình thamchiếu bảy lớp cho việc kết nối các hệ thống mở Trên Internet họ giao thức được sử

dụng là bộ giao thức TCP/IP Bộ giao thức TCP/IP, ngắn gọn là TCP/IP (tiếngAnh: Internet protocol suite hoặc IP suite hoặc TCP/IP protocol suite - bộ giao thứcliên mạng), là một bộ các giao thức truyền thông cài đặt chồng giao thức màInternet và hầu hết các mạng máy tính thương mại đang chạy trên đó Bộ giao thứcnày được đặt tên theo hai giao thức chính của nó là TCP (Giao thức Điều khiểnGiao vận) và IP (Giao thức Liên mạng) Chúng cũng là hai giao thức đầu tiên đượcđịnh nghĩa.

Như nhiều bộ giao thức khác, bộ giao thức TCP/IP có thể được coi là một tập hợpcác tầng, mỗi tầng giải quyết một tập các vấn đề có liên quan đến việc truyền dữliệu, và cung cấp cho các giao thức tầng cấp trên một dịch vụ được định nghĩa rõràng dựa trên việc sử dụng các dịch vụ của các tầng thấp hơn Về mặt lôgic, cáctầng trên gần với người dùng hơn và làm việc với dữ liệu trừu tượng hơn, chúngdựa vào các giao thức tầng cấp dưới để biến đổi dữ liệu thành các dạng mà cuốicùng có thể được truyền đi một cách vật lý

cứng khác nhau để phù hợp với những vấn đề giao tiếp thông tin của riêng họ Điềunày chính là một cản trở cho việc xây dựng một mạng chung, bởi vì sẽ không cómột kĩ thuật phần cứng riêng nào đủ đáp ứng cho việc xây dựng một mạng chungthoả mãn nhu cầu người sử dụng Người sử dụng cần một mạng tốc độ cao để nốicác máy, nhưng những mạng như vậy không thể được mở rộng trên những khoảngcách lớn Nhu cầu về một kỹ 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 quátrình phát triển mạng ARPANET của mình, tổ chức ARPA ( Advanced ResearchProjects Agency) đã tập trung nghiên cứu nhằm đưa ra một kỹ thuật thoả mãnnhững yêu cầu trên Kỹ thuật ARPA bao gồm một thiết lập của các chuẩn mạng xácđịnh rõ những chi tiết của việc làm thế nào để các máy tính có thể truyền thông vớinhau cũng như một sự thiết lập các quy ước cho kết nối mạng, lưu thông và chọnđường Kỹ thuật đó được phát triển đầy đủ và được đưa ra với tên gọi chính xác làTCP/IP Iternet Protocol Suit và thường được gọi tắt là TCP/IP Dùng TCT/IP người

ta có thể kết nối được tất cả các mạng bên trong công ty của họ hoặc có thể kết nốigiữa các mạng của các công ty, các tổ chức khác nhau với nhau

Bộ giao thức TCP/IP gồm nhiều giao thức được phần làm 4 tầng như sau:

Hình 3 : Các tầng trong bộ giao thức TCP/IP

3 Đặc điểm

• Là bộ giao thức chuẩn mở và sẵn có, vì: nó không thuộc sở hữu của bất cứmột tổ chức nào; các đặc tả thì sẵn có và rộng rãi Vì vậy bất kì ai cũng cóthể 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 thểđược dùng để kết nối nhiều loại mạng có kiến trúc vật lý khác nhau như:Ethernet, Tokenring, FDDI, X25, ATM (Trong phạm vi đề tài ta chỉ xét tớiEthernet)

• TCP/IP dùng địa chỉ IP để định danh các host trên mạng tạo ra một mạng ảothống nhất khi kết nối mạng

VI TCP/IP và OSI

1 So sánh TCP/IP và OSI

Do nhiều nguyên nhân như lịch sử, chi phí… nên bộ giao thức TCP/IP đã được sửdụng rất lâu trước khi mô hình OSI ra đời Cũng do vậy nên mô hình OSI khôngđược sử dung rộng rãi trong thực tế mà là mô hình học thuật dùng để so sánh với

mô hình thực tế là TCP/IP Hai cái có liên quan ít nhiều, song không phải là hoàntoàn giống nhau Điểm khác biệt đầu tiên dễ thấy nhất là số lượng của các tầng cấp.Trong khi bộ giao thức TCP/IP có 4 (hoặc 5 tầng) thì mô hình OSI có tới 7 tầng với

sự khác biệt là 2 tầng mới: tầng phiên và tầng trình diễn Nhiều so sánh đã gộp 2tầng này vào tầng ứng dụng trong bộ giao thức TCP/IP Hình vẽ sau đây so sánhcác tầng tương ứng lẫn nhau giữa OSI và TCP/IP:

Hình 4 : Tương ứng các tầng giữa TCP/IP và OSI.

• Trong khi mô hình OSI nhấn mạnh độ tin cậy được cung cấp trong dịch vụchuyển dữ liệu thì đối với TCP/IP coi độ tin cậy nằm trong vấn đề end toend

• Trong mô hình OSI tất cả mọi tầng đều có phát hiện và kiểm tra lỗi, tầnggiao vận chỉ làm nhiệm vụ kiểm tra độ tin cậy của source – to – destination.Còn đối với bộ giao thức TCP/IP tầng giao vận làm mọi nhiệm vụ kiểm traphát hiện và sửa lỗi

• Mô hình OSI được xây dựng trước khi các giao thức của nó được xây dựng,

do vậy nó có tính tổng quát cao và có thể được dùng đẻ mô tả các mô hìnhkhác Ngược lại, bộ giao thức TCP/IP chỉ là một mô hình để nhóm và miêu

tả những giao thức sẵn có trong thực tế Vì vậy bộ giao thức TCP/IP được sử

dụng rộng rãi trong thực tế trong khi mô hình OSI lại phù hợp với mục đíchhọc tập và giảng dạy.

2 Tổng quát về các giao thức

Mạng Internet với họ giao thức TCP/IP được minh hoạ tổng quát như hình trên vớicác dịch vụ mà nó cung cấp và các chuẩn được sử dụng có so sánh với kiến trúc hệthống mở OSI để chúng ta có một cách nhìn tổng quát về họ giao thức này

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 dữliệu, cũng không có chế độ sửa lỗi Bù lại, UDP cho tốc độ truyền dữ liệucao 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 như lỗi và cácthay đổi trong phần cứng của mạng ảnh hưởng đến sự định tuyến thông tintruyền trong mạng

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

một trong những giao thức để xác định phương pháp định tuyến tốt nhất chotruyền tin

• 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 Muốnvậy nó thực hiện Broadcasting trên mạng, và máy trạm nào có địa chỉ IP

trùng với địa chỉ IP đang được 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 bảncủa Internet

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

Telnet người 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 như làmình đang ngồi tại máy chủ

• SMTP: (Simple Mail Transfer Protocol) Giao thức truyền thư đơn giản: là

một giao thức trực tiếp bảo đảm truyền thư điện tử giữa các máy tính trênmạng 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

Chương II Bộ giao thức TCP/IP

I Cấu trúc phân tầng của TCP/IP

Như ta đã nói ở phần trên, TCP/IP là mô hình mở để kết nối mạng, Do vậy, nócũng được thiết kế theo kiến trúc phân tầng tương tự như mô hình OSI Bộ giaothức TCP/IP được thiết kế gồm 4 tầng được mô tả theo hình dưới:

Hình 5 : Bộ giao thức TCP/IP

II Đóng gói dữ liệu trong TCP/IP

Bộ giao thức TCP/IP dùng sự đóng gói dữ liệu nhằm trừu tượng hóa các giao thức

và dịch vụ, nói cách khác là các giao thức ở tầng cao hơn sử dụng các giao thức ởtầng thấp hơn nhằm đạt được mục đích của mình bằng cách đóng gói dữ liệu giốngnhư ở ví dụ trong hình sau:

Hình 6: Cấu trúc gói Dữ liệu.

Những tầng trên đỉnh gần với người sử dụng hơn, những tầng thấp nhất gần vớithiết bị truyền thông hơn Trong mỗi tầng là một nhóm nhiều giao thức, trong đó cómột giao thức để phục vụ tầng trên của nó và một giao thức sử dụng dịch vụ củatầng dưới của nó (ngoại trừ tầng đỉnh và tầng đáy) Bảng sau liệt kê một số giaothức của các tầng:

Tầng Giao Thức

Application

DNS, TFTP, TLS/SSL, FTP, Gopher, HTTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP, SMTP,SMPP, SNMP, SSH, Telnet, Echo, RTP, PNRP, rlogin, ENRP

Transport TCP, UDP, DCCP, SCTP, IL, RUDP, RSVP

Internet IP (IPv4, IPv6), ICMP, IGMP, ICMPv6

Link ARP, RARP, OSPF (IPv4/IPv6), IS-IS, NDP

Hình 7 : Bảng giao thức trên các tầng của TCP/IP

III Các tầng trong mô hình TCP/IP

Để cho các máy tính trao đổi dữ liệu với nhau TCP/IP sử dụng mô hình truyềnthông 4 tầng hay còn gọi là Mô Hình DoD (Mô hình của Bộ Quốc Phòng Mỹ) Cáctầng trong mô hình này là (Theo thứ tự từ trên xuống):

• Tầng ứng Dụng (Application Layer)

• Tầng Giao Vận (Transport Layer)

• Tầng Liên Mạng (Internet Layer)

• Tầng Liên Kết ( Link Layer)

thức TCP/IP Các chương trình ứng dụng tương tác với một trong các giao thức củatầng giao vận để truyền hoặc nhận dữ liệu Mỗi chương trình ứng dụng lựa chọnmột kiểu giao thức thích hợp cho công việc của nó Chương trình ứng dụng chuyển

dữ liệu theo mẫu mà tầng giao vận yêu cầu

Một số giao thức thông dụng trong tầng này là:

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao Thức Cấu Hình TrạmĐộng

• DNS (Domain Name System): Hệ Thống Tên Miền

• SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao Thức Quản Lý MạngĐơn Giản

• FTP (File Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Tập Tin

• TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Tập Tin BìnhThường

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Thư Đơn Giản

• TELNET

2 Tầng giao vận (Transport Layer)

Nhiệm vụ trước tiên của tầng giao vận là cung cấp sự giao tiếp thông tin giữa cácchương trình ứng dụng Mỗi sự giao tiếp được gọi là end-to-end Tầng giao vậncũng có thể điều chỉnh lưu lượng luồng thông tin Nó cũng cung cấp một sự vậnchuyển tin cậy, đảm bảo rằng dữ liệu đến mà không bị lỗi Để làm như vậy, phầnmềm giao thức hỗ trợ để bên nhận có thể gửi lại các thông báo xác nhận về việc thu

dữ liệu và bên gửi có thể truyền lại các gói tin bị mất hoặc bị lỗi Phần mềm giaothức chia dòng dữ liệu ra thành những đơn vị dữ liệu nhỏ hơn (thường được gọi làcác Packets) và chuyển mỗi packet cùng với địa chỉ đích tới tầng tiếp theo để tiếptục quá trình truyền dẫn

2 giao thức chính trong tầng này gồm:

• UDP (User Datagram Protocol): Còn gọi là Giao Thức Gói Người Dùng.UDP cung cấp các kênh truyền thông phi kết nối nên nó không đảm bảotruyền dữ liệu 1 cách tin cậy Các ứng dụng dùng UDP thường chỉ truyềnnhững gói có kích thước nhỏ, độ tin cậy dữ liệu phụ thuộc vào từng ứngdụng

• TCP (Transmission Control Protocol): Ngược lại với UDP, TCP cung cấpcác kênh truyền thông hướng kết nối và đảm bảo truyền dữ liệu 1 cách tincậy TCP thường truyền các gói tin có kích thước lớn và yêu cầu phía nhậnxác nhận về các gói tin đã nhận

3 Tầng Internet (Internet Layer)

Tầng mạng xử lý giao tiếp thông tin từ một máy này tới một máy khác Nó chấpnhận một yêu cầu để gửi một gói từ từ tầng giao vận cùng với một định danh củamáy đích mà gói tin sẽ được gửi tới Ví dụ với giao thức TCP hay UDP của tầnggiao vận, nó sẽ bọc gói tin trong một IP Datagram, điền đầy 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 choviệc truyền dẫn.tầng mạng cũng xử lý các Datagram đến, kiểm tra tính hợp lệ củachúng, và sử dụng giải thuật chọn đường đẻ quyết định là datagram sẽ được xử lýcục bộ hay là sẽ được chuyển đi tiếp Đối với các datagrams có địa chỉ đích cục bộ,thì phần mềm tầng mạng sẽ xoá phần header của các datagram đó, và chọn trong sốcác giao thức tầng giao vận một giao thức thích hợp để xử lý packet

Bốn giao thức quan trọng nhất trong tầng này gồm:

• IP (Internet Protocol): Có chức năng gán địa chỉ cho dữ liệu trước khi truyền

và định tuyến chúng tới đích

• ARP (Address Resolution Protocol): Có chức năng biên dịch địa chỉ IP củamáy đích thành địa chỉ MAC.

• ICMP (Internet Control Message Protocol): Có chức năng thông báo lỗitrong trường hợp truyền dữ liệu bị hỏng

• IGMP (Internet Group Management Protocol): Có chức năng điều khiểntruyền đa hướng (Multicast)

4 Tầng liên kết (Link Layer)

Là tầng thấp nhất của bộ giao thức TCP/IP, chịu trách nhiệm về việc chấp nhận cácdatagram của tầng trên (ví dụ IP datagram) và việc truyền phát chúng trên mộtmạng xác định Theo quan điểm hiện nay mô hình TCP/IP không còn bao gồm cácđặc tả vật lý, nói cách khác tầng liên kết cũng không còn bao gồm vấn đề về phầncứng hay việc truyền tín hiệu vật lý nữa

Tầng này gồm các thiết bị phần cứng vật lí chẳng hạn như Card Mạng và CápMạng 1 Card Mạng chẳng hạn card Ethernet chứa 1 số HEX 12 kí tự (00-18-37-03-C0-F4) được gọi là Địa Chỉ MAC (Media Access Control) hay Địa Chỉ TruyNhập Phương Tiện MAC đóng vai trò quan trọng trong việc gán địa chỉ và truyền

dữ liệu

Một số giao thức tiêu biểu thuộc tầng này gồm

• ATM (Asynchronous Transfer Mode)

• Ethernet

• Token Ring

• FDDI (Fiber Distributed Data Interface - cụng nghệ mạng cao tốc)

• Frame Relay

Mỗi địa chỉ IP được chia thành 2 phần :

• Phần địa chỉ mạng (Net ID)

Net ID: Dùng để nhận dạng những hệ thống trong cùng 1 khu vực vật lý còn đượcgọi là Phân Đoạn (Segment) Mọi hệ thống trong cùng 1 Phân Đoạn phải có cùngĐịa Chỉ Mạng và Phần địa chỉ này phải là duy nhất trong số các mạng hiện có

• Phần địa chỉ trạm (Host ID)

Host ID: Dùng để nhận dạng 1 trạm làm việc, 1 máy chủ, 1 Router hoặc 1 trạmTCP/IP trong 1 phân đoạn Phần địa chỉ trạm cũng phải là duy nhất trong 1 mạng

Hình 9 : Cấu trúc địa chỉ IP

Giống địa chỉ bưu điện gồm 2 phần: MÃ BƯU ĐIệN – Số NHÀ, TÊN ĐƯỜNG Phần đầu tiên, NET ID nhận dạng mạng mà máy tính nối tới, tất cả máy tính trongcùng mạng phải có cùng NET ID giống như mọi nhà trong cùng quận phải có cùng

MÃ BƯU ĐIỆN

Phần thứ hai, HOST ID xác định máy tính, router hoặc thiết bị mạng khác trongmạng HOST ID phải là duy nhất trong 1 mạng giống như Số NHÀ, TÊN ĐƯỜNGphải là duy nhất trong 1 quận Hai máy tính có thể có cùng HOST ID nếu NET IDcủa chúng khác nhau, giống như hai ĐƯỜNG có thể cùng tên nếu như chúng thuộc

2 quận khác nhau

Sự kết hợp giữa NET ID và HOST ID phải cho phép nhận dạng duy nhất mỗi máytính riêng biệt Các địa chỉ IP có chiều dài 32bit được chia thành 4 dãy Mỗi dãygồm 8bit (1Byte), mỗi Byte được phân cách = 1 dấu “.”, 1 Byte là 1 giá trị nằmtrong khoảng từ 0-255 Cách biểu diễn như vậy gọi là “Kí hiệu thập phân dấuchấm” (Dotted-Decimal Notation) để cho mọi người sử dụng nhớ địa chỉ 1 cách dễdàng

Tuy nhiên khi ta xử lý thông tin máy tính lại sử dụng Hệ Nhị Phân (Binary) vì tínhiệu chúng sử dụng để truyền thông chỉ có 2 trạng thái là Bật (1) và Tắt (0)

Bảng bên dưới đây sẽ mô tả sự kết hợp giữa Kí Hiệu Thập Phân (DecimalNotation) và Kí Hiệu Khoa Học (Scientific Notation) với mỗi Bit bên trong 1 BộTám Nhị Phân (Binary Octet)

Hình 10 : Bảng kêt hợp

Trong 1 Byte , mỗi bit được gán một giá trị Nếu Bit được đặt là 0 thì nó được gángiá trị 0, nếu Bit được đặt là 1 thì có thể chuyển đổi thành 1 giá trị thập phân Bitthấp nhất trong Byte tương ứng với 1, Bit cao nhất tương ứng với 128 Vậy giá trịlớn nhất của 1 Byte là 255 tương ứng với trường hợp cả 8 Bit đều được đặt là 1.

nhất của 1 Byte

Ví dụ: Ta sẽ đổi địa chỉ sau: 10101100 00010000 00000101 01111101 sang dạng

Kí Hiệu Thập Phân Dấu Chấm

2 Địa chỉ IP Public và Địa chỉ Private

2.1 Địa chỉ IP Public.

Mỗi 1 địa chỉ IP ngoài Internet là duy nhất Để các Network có những địa chỉ duynhất ngoài Internet, thì Internet Assigned Numbers Authority (IANA) sẽ chianhững khoảng địa chỉ không dự trữ thành những phần nhỏ và ủy thác trách nhiệmphân phối địa chỉ cho các tổ chức Đăng Kí Miền khắp thế giới Những tổ chức đó

là Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American Registry forInternet Numbers (ARIN), and Reseaux IP Europesens (RIPE NCC) Những tổchức này sẽ phân phối những khối địa chỉ đến 1 số nhà các Internet ServiceProvider (ISP) lớn và các ISP lớn này sau đó sẽ gán những khối nhỏ hơn cho cácđại lý và các ISP nhỏ hơn ISP sẽ cấp 1 IP Public cho mỗi máy tính của bạn để cácmáy tính này có thể kết nối trực tiếp đến ISP Các địa chỉ này được cấp 1 cách tựđộng dến mỗi máy tính khi máy tính kết nối và có thể là địa chỉ tĩnh nếu đường linecủa bạn thuê riêng hay các tài khoàn Dial-up

Starting Address Ending AddressLớp A 10.0.0.0 10.255.255.254Lớp B 169.254.0.0 169.254.255.255

172.16.0.0 172.31.255.255Lớp C 192.168.0.0 192.168.255.254

Hình 12 : Dải IP cho mạng cục bộ

Những host có địa chỉ IP Private có thể kết nối đến Internet bằng cách sử dụng 1Proxy Server hay 1 máy tính chạy Windows Server 2003 đã cấu hình như là 1Network Address Translation (NAT) Server Windows Server 2003 cũng tích hợpchức năng Internet Connection Sharing (ICS) để cung cấp dịch vụ NAT đơn giảncho các Client trong mạng Private

3 Các lớp địa chỉ IP và cấu hình địa chỉ IP

Có 5 lớp địa chỉ IP để tạo các mạng có kích thước khác nhau gồm: Lớp A, Lớp B,Lớp C, Lớp D, Lớp E TCP/IP hỗ trợ gán địa chỉ lớp A, lớp B, lớp C cho các trạm.Các lớp này có chiều dài phần NET ID và HOST ID khác nhau nên số lượng Mạng

và số lượng Trạm trên mỗi mạng cũng khác nhau:

• Lớp A: Được gán cho các Mạng có kích thước cực lớn Trong lớp địa chỉ nàyByte đầu tiên xác định NET ID, Bit cao nhất của Byte này luôn được đặt là

0 3 Byte còn lại xác định Host ID Do đó lớp A có thể cấp cho 126 Mạngvới 16.777.214 Trạm trên mỗi Mạng

• Lớp B: Được gán cho các Mạng có kích thước vừa và lớn Trong lớp địa chỉnày 2 Byte đầu tiên xác định NET ID, 2 Bit cao nhất của Byte đầu tiên luôn

được đặt là 1 0 2 Byte còn lại xác định Host ID Do đó lớp B có thể cấp cho16.384 Mạng với 65.534 Trạm trên mỗi Mạng.

• Lớp C: Được gán cho các Mạng có kích thước nhỏ Trong lớp địa chỉ này 3Byte đầu tiên xác định NET ID, 3 Bit cao nhất của Byte đầu tiên luôn đượcđặt là 1 1 0 Byte cuối cùng xác định Host ID Do đó lớp C có thể cấp cho2.097.152 Mạng với 254 Trạm trên mỗi Mạng

• Lớp D: Các địa chỉ lớp này sử dụng cho Truyền Đa Hướng (Multicast) 1nhóm Multicast có thể chứa 1 hoặc nhiều Trạm Trong lớp này 4 Bit cao nhấtcủa Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 1 1 0, các Bit còn lại định nghĩa nhómMulticast Địa chỉ lớp D không được chia thành Net ID và Host ID Các gói(Packets) Multicast được truyền tới 1 nhóm Trạm cụ thể và chỉ có các Trạmđăng kí vào nhóm này mới nhận được gói

• Lớp E: Là lớp địa chỉ thực nghiệm, nó không được thiết kế cho mục đích sửdụng chung Lớp E được dự phòng cho các ứng dụng tương lai Các Bit caonhất của Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 1 1 1

Cấu hình địa chỉ IP:

My network Places → Properties → Local Area connection → Properties→General → Internet Protocol → Use the follwing IP address→ Địa chỉ IP được đặttai đây→ OK

Như vậy ta đã đặt được địa chỉ IP cho máy

Bảng sau đây sẽ mô tả khái quát về các lớp địa chỉ IP:

Hình 13: Các lớp địa chỉ IP.

Hình 14 : Sự khác nhau giữa 3 Lớp địa chỉ A, B và C.

nó được chia thành nhiều Subnet

Vd: 1 số 32bit tiêu biểu cho 1 Subnet Mask mặc định được dùng bởi những Trạm

đã cấu hình với 1 địa chỉ lớp C (vd 192.168.20.50) là :

11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0) Khi 1 trạm có địa chỉ192.168.20.50 gởi gói tin đến địa chỉ 192.168.50.20 Đầu tiên, Trạm sẽ thực hiện

phép tính AND giữa Địa Chỉ cục bộ với Subnet Mask mặc định cục bộ Bởi vì khithực hiện phép tính AND 2 số, bất kì số nào AND với 0 sẽ là 0, và AND với 1 sẽ làchính nó => khi AND 192.168.20.50 với 255.255.255.0 kết quả là 192.168.20.0.Máy trạm sau đó sẽ thực hiện phép tính AND giữa Địa chỉ Đích với Subnet Maskgiống trên TCP/IP sau đó sẽ so sánh kết quả những giá trị từ 2 phép tính AND.Nếu 2 giá trị đồng nhất thì Trạm TCP/IP kết luận đích kia là trên Subnet cục bộ.Nếu 2 giá trị khác nhau thì Trạm xác định đích kia là ở xa

Ta cũng có 1 cách viết khác để xác định Subnet Mask là:

Địa chỉ IP / Tiền tố Mạng

Tiền tố Mạng được xác định bằng cách cộng tất cả các bit 1 trong d•y 32bit củaSubnet Mask

Vd: 192.168.5.10 có Subnet Mask mặc định là 255.255.255.0

Đổi qua số nhị phân sẽ là 11111111 11111111 11111111 00000000

=> Tổng cộng có 24 bit 1 Vậy ta có thể viết dưới dạng:

192.168.5.10 / 24

Bảng dưới đây sẽ đưa ra những Subnet Mask mặc định cho các Lớp Mạng:

Hình 15 : Bảng Subnet Mask mặc định

5 Default Gateway

Khi 1 trạm trong TCP/IP cần truyền thông tin với 1 Trạm trên Mạng khác thì nóphải thông qua 1 Router Router được gắn nhiều Interface (vd Card Mạng) kết nốiđến các Mạng riêng biệt, Routing là quá trình nhận những gói IP tại 1 Interface vàgởi những gói này ra 1 Interface khác hướng về 1 đích cuối cùng Với 1 host đượccấp trên Mạng TCP/IP thì Default Gateway là địa chỉ của Router, nằm trong 1phạm vi Broadcast, nó được cấu hình để đưa những luồng IP đến Mạng khác Khi 1máy tính cố gắng truyền đạt thông tin đến 1 trạm khác trên Mạng IP, máy tính sẽdùng SUBNET MASK để xác định Trạm đích là Cục Bộ (Local) hay ở Xa(Remote) Nếu đích là 1 trạm trên 1 phân đoạn Mạng Cục Bộ, máy tính sẽ đơn giảngởi 1 gói tin đến Mạng Cục Bộ bằng cách truyền cho tất cả (Broadcast) Nếu đích

là 1 Trạm ở Xa, máy tính sẽ đưa gói tin đến Default Gateway đã được xác địnhtrong TCP/IP Properties Router được ghi rõ tại địa chỉ Default Gateway sau đó sẽchịu trách nhiệm đưa gói tin đến Mạng 1 cách chính xác

6 Chia Subnet

Những Subnet Mask được sử dụng bởi nhiều host để xác định đâu là phần chia của

1 địa chỉ IP được xem như là Net ID của địa chỉ đó.Lớp A, B và C sử dụng SubnetMask mặc định được che lần lượt là 8, 16, 24bit tương đương với những địa chỉ32bit 1 Mạng cục bộ được định rõ bởi 1 Subnet Mask hay còn gọi là 1 Subnet.Chia subnet là phương pháp logic chia 1 địa chỉ mạng bằng cách tăng bit 1 sử dụngtrong Subnet Mask của 1 Mạng Phần mở rộng này cho phép bạn chia nhiều Subnetbên trong Mạng ban đầu

+ 255.255.0.0 là Subnet Mask mặc định được sử dụng cho những host bên tronglớp B , ví dụ như 131.107.0.0, thì 2 địa chỉ 131.107.1.11 và 131.107.2.11 là giốngSubnet Và những host trong Net này liên lạc với nhau bằng cách gởi gói tin

Broadcast Nhưng khi Subnet Mask được tăng thêm thành 255.255.255.0 thì rõràng 2 địa chỉ 131.107.1.11 và 131.107.2.11 là khác Net Thì những host này muốnliên lạc với nhau thì phải gởi 1 gói tin IP đến Default Gateway, cái mà nó chịu tráchnhiệm routing những gói dữ liệu đến Subnet Đích.

+ Trong khi ban đầu địa chỉ lớp B khi chưa chia Subnet có 65.534 host thì SubnetMask mới được cấu hình như hình bên dưới cho phép bạn chia thành 256 Subnetvới 254 host trên 1 subnet

+ Ưu điểm của việc chia Subnet là khi chia xong những phân đoạn con có thể trảirộng trên nhiều phân đoạn vật lý (vd mạng có thể gồm 2 phân đoạn là Ethernet vàToken Ring) Tuy nhiên ưu điểm chính là giảm lưu lượng mạng vì khi chia Subnetthì lưu lượng các gói tin Broadcast không làm ảnh hưởng đến toàn mạng do Routergiữa các mạng sẽ chặn các gói tin Broadcast

Xác định Tổng số Host trên 1 Mạng bằng cách ta lấy 2 lũy thừa số bit làm Host IDsau đó trừ cho 2

Hình 16 : Mô hình chia Subnet

Hình 16 : Mô hình chia Subnet.

Hình 16 : Mô hình chia Subnet

Ví dụ : 192.168.1.0 thuộc lớp C nên mặc định sẽ có 24bit làm Net ID(192.168.1.0/24) và 8bit làm Host ID Vậy Tổng số Host : 2 lũy thừa 8 –2 = 254Host

Xác định Tổng số Subnet bằng cách ta lấy 2 lũy thừa số bit mở rộng thêm vào Net

ID

Ví dụ : 172.16.0.0 Thuộc lớp B nên có 16bit làm Net ID(172.16.0.0/16) và 16bitlàm Host ID Do Net ID chưa mở rộng bit nào nên số bit mở rộng = 0 , vậy Tổng sốSubnet = 2 lũy thừa 0 = 1 Subnet

Vậy nếu 172.16.0.0 viết dưới dạng 172.16.0.0/20 Vậy có nghĩa số bit làm Host ID

là 12 và số bit mở rộng thêm vào Net ID là 4

=> Tổng Số Host : 2 lũy thừa 12 –2 = 4094 Hosts

=> Tổng Số Subnet : 2 lũy thừa 4 = 16 Subnets

Xác định số Host trên mỗi Subnet: Tính tổng số Host trên 1 Subnet giống như tínhtổng số Host trên 1 Mạng Khi 1 địa chỉ Mạng đã được chia Subnet Thì tổng sốHost trên mỗi Subnet sẽ là 2 lũy thừa x -2 với x là số bit làm Host ID Ước lượngphạm vi địa chỉ Subnet: Bằng cách sử dụng Kí Hiệu Thập Phân Dấu Chấm, ta cóthể ước lượng được phạm vi của những địa chỉ IP trên mỗi Subnet đơn giản bằngcách ta lấy 256 trừ cho giá trị bộ 8 thích hợp trong Subnet Mask

Ví dụ 1: 1 Net thuộc lớp C có địa chỉ 192.168.5.0 với Subnet Mask là255.255.255.192 Ta lấy 256-192 = 64, Vậy kết quả mỗi phạm vị địa chỉ Subnet