Bài giảng các giao thức định tuyến ôn lại mạng

Các  giao  thức  định  tuyến   Các  khái  niệm  cơ  bản  về  Mạng  Máy  Tính   TS  Trương  Diệu  Linh   Bộ  môn  Mạng  thông  Gn  &  Truyền  thông   Viện  Công  nghệ    thông  Gn   1/19/15 Mục  lục   Ø Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ  bản   Ø Mô  hình  tham  chiếu  OSI,   Ø Mô  hình  mạng  TCP/IP   Ø Kết  luận     1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     •  Khái  niệm:  Mạng  máy  Lnh  hay  hệ  thống  mạng   (computer  network/  Internetworking)  được  thiết   lập  khi  có  từ  2  máy  vi  Lnh  trở  lên  kết  nối  với    để  chia  sẻ  tài  nguyên   •  Mạng  máy  Lnh  ngày  nay  là  một  hệ  thống  truyền   thông  phức  tạp  kết  nối  giữa  nhiều  mạng  LANs  và   WANs  khác  nhau   1/19/15 Hình 1: Ví dụ Mạng máy tính Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     •  Các  thành  phần  cấu  thành  Mạng  máy  Lnh  bao   gồm:   –  Các  hệ  thống  đầu  cuối  (end  system)  kết  nối  với  nhau   tạo  thành  mạng,  có  thể  là  các  máy  Lnh  hoặc  các  thiết   bị  khác  như  PC,  điện  thoại  di  động,  tablet,  etc   –  Môi  trường  truyền  dẫn  (communicaGon  media)  mà    thông  Gn  vật  lý  được  truyền  qua  như  cáp  quang,   cáp  đồng  trục,    sóng  di  động,   –  Các  giao  thức  truyền  thông  (Internet  protocols)  là  các   giao  thức  quy  định  cách  thức  các  thực  thể  nhận,  xử  lý    truyền  dữ  liệu     1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     u Các thiết bị đầu cuối: Hình 2: Các thiết bị đầu cuối 1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     •  Các  thiết  bị  mạng  để  kết  nối  các  thiết  bị  đầu  cuối   với  mạng  máy  Lnh  hay  mạng  LAN:   Hình 3: Các thiết bị mạng 1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     u  Giao thức truyền thông (network protocol/ communication protocol)là tập hợp quy tắc chuẩn dành cho việc biểu diễn liệu, truyền/ nhận tín hiệu, chứng thực phát lỗi liệu, etc để gửi thông tin qua thiết bị/ kênh truyền thông, nhờ mà thiết bị đầu cuối/ mạng máy tính kết nối trao đổi thông tin với u  Các giao thức truyền thông xây dựng để đảm bảo việc trao đổi liệu cách đáng tin cậy qua kênh truyền thông không hoàn hảo u  Các giao thức truyền thông tiêu biểu: TCP, IP, HTTP, FTP, SMTP, POP3, WAP, etc 1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     u topology Hình 4: Physical Topology 1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     u  Mạng LAN (Local Are Network) hay gọi "mạng cục bộ” thường triển khai khu vực nhỏ/ hẹp nhà, trường học, quan có cỡ chừng vài km Mạng LAN nối máy chủ máy trạm khác để chia sẻ tài nguyên trao đổi thông tin LAN có đặc điểm: Diện tích nhỏ vừa, Thuộc tổ chức Không sử kết nối viễn thông dành riêng (leased line) Hay sử dụng công nghệ Ethernet (với wired) 802.11 (với wireless) cho phép tốc độ truy nhập cao ü  Sử dụng kiến trúc mạng bus, vòng mạng ü  ü  ü  ü  Hình 4: Các thiết bị vật lý để kết nối mạng LAN 1/19/15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ     u  MAN (Metropolitan area network) hay gọi "mạng đô thị", mạng có cỡ lớn LAN, phạm vi vài km Nó bao gồm nhóm văn phòng hay nối kết mang LAN gần thành phố để chia sẻ tài nguyên u  Đặc điểm mạng MAN: ü  Triển khai vùng diện tích rộng, ü  Cung cấp kết nối trục khu vực đô thị, thường thuộc số nhà cung cấp dịch vụ ü  Ngày thường sử dụng cáp quang truy cập với tốc độ cao Hình 4: Các thiết bị vật lý để kết nối mạng MAN 1/19/15 10 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: ü IPv4 sử dụng 32 bits để đánh địa chỉ, theo đó, số địa tối đa sử dụng 4.294.967.296, ü 32 bits địa IP chia thành nhóm (dạng phân nhóm - dotted format), nhóm gồm bits (gọi octet), nhóm phân cách dấu chấm, ü Một địa IP chia làm phần, Network 1/19/15 ID & Host ID, 50 ü Có lớp mạng (A, B, C, D E) định Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: Hình 27: Cơ chế định địa IPv4 1/19/15 51 Bộ giao thức TCP/IP u  Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: –  Địa lớp A sử dụng để phân vùng cho mạng lớn (large networks) với 16 triệu host address Lớp A sử dụng octet để gán địa mạng, octet sau để gán địa host –  Bit địa nhóm A bắt đầu 0, địa có octet nằm dải 1-126 địa nhóm A, –  Địa 127.0.0.0 luôn để dùng cho loopback testing router để gửi ngược gói tin địa chúng 1/19/15 52 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: ü Địa lớp B sử dụng để phân vùng cho mạng vừa (moderate to large-sized networks) Lớp B sử dụng octet để gán địa mạng, octet sau để gán địa host ü 2 bit địa nhóm B bắt đầu 10, địa có octet nằm dải 128-191 địa nhóm B, 1/19/15 53 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: ü Địa lớp C sử dụng phổ biến rộng rãi để phân vùng cho mạng vừa nhỏ (moderate to large-sized networks) Lớp C sử dụng octet để gán địa mạng, octet cuối để gán địa host ü 3 bit địa nhóm C bắt đầu 110, địa có octet nằm dải 192-223 địa nhóm C, 1/19/15 54 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: ü Địa lớp D dành riêng để sử dụng cho địa IP multicast IP Một địa multicast (đa hướng) sử dụng để gửi gói tin đến nhóm thiết bị đầu cuối định nghĩa địa multicast ü Một địa multicast không gán đến thiết bị mạng, không dùng địa nguồn ü 4 bit địa nhóm D 1/19/15 55 bắt đầu 1110, địa Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: Hình 28: Cấu trúc gói tin IPv4 1/19/15 56 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa mạng (subnet): ü Prefix: Số prefix đơn giản số bit mạng địa IP, viết sau địa IP, ngăn cách với địa dấu /, ví dụ 192.168.1.1/24, 172.16.0.0/16 ü Nguyên lý kỹ thuật chia subnet: người ta thực mượn thêm số bit bên phần host để làm phần mạng, bit mượn gọi bit subnet Tùy thuộc vào số bit subnet mà ta có số lượng 1/19/15 mạng khác với kích cỡ khác 57 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa mạng (subnet): ü Ví dụ: Chia mạng từ địa mạng 192.168.1.0/24 , mượn bit, lại bit host, bước nhảy 64 •  Số subnet có subnet •  Số host có subnet 62 host •  Liệt kê địa mạng sau: –  192.168.1.0/26 địa mạng subnet đầu tiên, –  192.168.1.1/26 địa host đầu tiên, –  192.168.1.62/26 địa host cuối –  192.168.1.63/26 địa broadcast cho subnet 1/19/15 58 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa mạng (subnet): ü Bài tập 1: Cho địa host 192.168.1.158/26 Hãy cho biết, host thuộc subnet nào? ü Bài tập 2: Cho địa host 172.16.159.2/18 cho biết địa thuộc subnet nào? ü Bài tập 3: Cho địa mạng 192.168.1.0/24 Hãy tìm cách phân hoạch địa IP để đảm bảo cung cấp đủ địa IP cho mạng 1/19/15 59 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa mạng (subnet): ü Subnet biện pháp dùng để quản lý địa IP, ü Quy hoạch địa mạng subnet để tối ưu hóa việc sử dụng địa mạng cách mượn bit phần host để chia thành nhiều mạng con, Địa  chỉ  IP   192.168.1.1   11000000.10101000.00000001.00000001 Bảng 1: Ví dụ địa IP & subnet mask Subnet  mask   255.255.255.0   11111111.11111111.11111111.00000000 1/19/15 Địa  chỉ  mạng   192.168.1.0   60 11000000.10101000.00000001.00000000 Bộ  giao  thức  TCP/IP   ü Khái niệm subnet mask: Subnet mask dải 32 bit nhị phân kèm với địa IP, sử dụng để xác định địa mạng địa IP ü Các bit tương ứng với định danh mạng subnet mask có giá trị ü Các bit tương ứng với định danh máy submet mask có giá trị ü Subnet mask mặc định lớp A, B C 255.0.0.0; 255.255.0.0 255.255.255.0 1/19/15 61 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv6: ü  IPv6 "Giao thức liên mạng hệ 6", phiên giao thức liên mạng (IP) ü  IPv6 sử dụng 128 bit địa chỉ, ü  IPv6 khắc phục hạn chế không gian địa IPv4 ü  Cung cấp chế bảo mật ü  Khả tự động cấu hình mà không cần hỗ trợ máy chủ DHCP, ü  Cấu trúc định tuyến tốt hơn, ü  hỗ trợ Multicast, ü  Tự đọc: •  RFC-1883: Internet Protocol V.6 Specification •  RFC-1884: IPv6 Adressing Architecture 1/19/15 62 Bộ giao thức TCP/IP u IPv6: Hình 29: Cấu trúc gói tin IPv6 1/19/15 63 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng liên kết liệu mô hình TCP/IP: ü Tầng liên kết liệu sử dụng để chuyển gói tin từ tầng mạng tới máy khác ü Chức cài đặt trong phần mềm điều vận thiết bị (device driver) dành cho cạc mạng, firmware hay chipset chuyên dụng Mạng LAN thường sử dụng công nghệ Ethernet, ü VD: Mạng Wifi thường sử dụng công nghệ IEEE 802.11 1/19/15 64 [...]... hình mạng 1/19/15 30 Bộ giao thức TCP/IP u Các giao thức điển hình trên mô hình mạng TCP/IP Hình 19: Các giao thức điển hình trên TCP/IP 1/19/15 31 Bộ giao thức TCP/IP u Đóng gói dữ liệu trên mô hình TCP/IP Hình 20: Đóng gói dữ liệu trên TCP/IP 1/19/15 32 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng ứng dụng TCP/IP: Hình 21: Tầng ứng dụng trên TCP/IP 1/19/15 33 Bộ giao thức TCP/IP u Tầng ứng dụng: ü Tầng ứng dụng định. .. trên một kênh truyền thông ü  Băng thông là một tài nguyên mạng hữu hạn, bị giới hạn bởi các công nghệ vật lý khác nhau, ü  Yêu cầu về băng thông mạng được tăng cao trong nhiều năm trở lại đây với sự phát triển của các dịch vụ đa phương tiện, ü  Băng thông, và lưu lượng mạng là những vấn đề quan trọng trong đánh giá hiệu năng mạng Hình 7: Đơn vị của băng thông 1/19/15 16 Mạng  máy  Lnh  –  Những... nghĩa giao thức giữa các thành phần xa nhau của ứng dụng, ü Tầng ứng dụng trong bộ TCP/IP bao gồm các chức năng của tầng trình diễn và tầng phiên của mô hình OSI ü Sử dụng tầng giao vận trở xuống để vận chuyển dữ liệu ü Các thiết bị định tuyến và thiết bị chuyển mạch không sử dụng tầng này nhưng các ứng dụng điều chỉnh băng thông/ lưu lượng (bandwidth throttling) thì có dùng 1/19/15 34 Bộ giao thức. .. bản   u Mạng diên rộng (WAN) Hình 5: Mạng diện rộng 1/19/15 13 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ   bản   u Mạng hỗn hợp (Heterogeneous networks) khái niệm mạng hỗn hợp được đưa ra trong vài năm gần đây để chỉ một hệ thống mạng ngày nay kết nối các mạng truyền thống bởi rất nhiều công nghệ mạng tiên tiến như 4G, WiMax, Mobile sensor and ad hoc networks ü Kết nỗi giữa nhiều công nghệ mạng khác... giữa nhiều kiến trúc mạng khác nhau, ü Kết nối giữa nhiều vùng (domain) khác nhau, ü Kết nối giữa nhiều giao thức mạng khác nhau 1/19/15 14 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ   bản   u Mạng hỗn hợp (heterogeneous network) Hình 6: Mạng hỗn hợp 1/19/15 15 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ   bản   u  Băng thông và lưu lượng mạng (Network bandwidth & throughput) là các khái niệm để chỉ... giữa các thực thể mạng nối trực tiếp với nhau, u Phát hiện và có thể sửa chữa các lỗi trong tầng vật lý nếu có Hình 10: Tầng liên kết dữ liệu 1/19/15 21 Mô hình OSI u Giải quyết vấn đề truyền dữ liệu giữa các máy không kết nối trực tiếp với nhau u Đánh địa chỉ u Định tuyến u Chuyển tiếp Hình 11: Tầng mạng 1/19/15 22 Mô hình OSI u Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các. .. trên mô hình OSI 1/19/15 27 Bộ giao thức TCP/IP u Mô hình mạng TCP/IP sử dụng bởi các hệ thống thuộc u Xuất phát từ dự án của DARPA, từ những năm đầu thập niên kỷ 1970, ü Bộ giao thức TCP/IP cũng được thiết kế phân tầng tương tự OSI 1/19/15 28 Bộ giao thức TCP/IP u Mô hình TCP/IP và mô hình tham chiếu OSI Hình 17: Mô hình TCP/IP vs mô hình OSI 1/19/15 29 Bộ giao thức TCP/IP u So sánh giữa mô hình... Tầng phiên 1/19/15 24 Mô hình OSI u Tầng trình diễn hoạt động như tầng dữ liệu trên mạng Tầng này có nhiệm vụ biên dịch/ chuyển đổi dữ liệu được gửi từ tầng Application sang dạng định dạng chung Hình 14: Tầng trình diễn 1/19/15 25 Mô hình OSI u Tầng ứng mô tả giao thức truyền thông giữa các thành phần phân tán của các ứng dụng Hình 15: Tầng ứng dụng 1/19/15 26 Mô hình OSI u Đóng gói, xử lý và truyền...  khái  niệm  cơ   bản   u Băng thông, lưu lượng và thời gian truyền tải dữ liệu: Hình 8: Công thức tính thời gian truyền tải dữ liệu 1/19/15 17 Mô  hình  OSI   u Mô hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) là mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở u Thiết kế dựa vào nguyên lý phân tầng, u Lý giải một cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy Hình 8: Mô hình tham chiếu.. .Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ   bản   u MAN (Metropolitan area network) Hình 5: Mạng đô thị 1/19/15 11 Mạng  máy  Lnh  –  Những  khái  niệm  cơ   bản   u WAN (wide area network) hay còn gọi là "mạng diện rộng", dùng trong vùng địa lý lớn thường cho quốc gia, phạm vi vài trăm cho đến vài ngàn km u Sử dụng hạ tầng viễn thông u Sử dụng các đường leased line 1/19/15 12 Mạng  máy ... hay gọi "mạng đô thị", mạng có cỡ lớn LAN, phạm vi vài km Nó bao gồm nhóm văn phòng hay nối kết mang LAN gần thành phố để chia sẻ tài nguyên u  Đặc điểm mạng MAN: ü  Triển khai vùng diện tích