Giáo trình của ITI VNU

Khái niệm TCP/IP là bộ các giao thức có vai trò xác định quá trình liên lạc trong mạng và quantrọng hơn cả là định nghĩa “hình dạng” của một đơn vị dữ liệu và những thông tin chứatrong n

Giáo trình của ITI-VNU

Biên tập bởi:

Vien CNTT – DHQG Hanoi

Giáo trình của ITI-VNU

MỤC LỤC

1 Kiến trúc máy TCP/IP-Giới thiệu khái quát

2 Quá trình đóng gói dữ liệu và tháo gói dữ liệu

Kiến trúc máy TCP/IP-Giới thiệu khái quát

TCP/IP là một bộ gao thức (bao gồm nhiều giao thức) hỗ trợ việc truyền thông giữa cácmáy tính hoặc các thiết bị tương tự trên mạng Trước hết để hiểu TCP/IP là gì, ta phảihiểu mạng máy tính là gì và tại sao phải có giao thức mạng

Hình 1.2 Vài trò của giao thức mạng

TCP/IP, lịch sử phát triển.

Khái niệm

TCP/IP là bộ các giao thức có vai trò xác định quá trình liên lạc trong mạng và quantrọng hơn cả là định nghĩa “hình dạng” của một đơn vị dữ liệu và những thông tin chứatrong nó để máy tính đích có thể dịch thông tin một cách chính xác TCP/IP và các giaothức liên quan tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh quản lý quá trình dữ liệu được xử lý,chuyển và nhận trên một mạng sử dụng TCP/IP Một hệ thống các giao thức liên quan,chẳng hạn như TCP/IP, được gọi là bộ giao thức

Thực tế của quá trình định dạng và xử lý dữ liệu bằng TCP/IP được thực hiện bằng

bộ lọc của các hãng sản xuất Ví dụ, Microsoft TCP/IP là một phần mềm cho phépWindows NT xử lý các dữ liệu được format theo TCP/IP và vì thế có thể hoà vào mạngTCP/IP

Một chuẩn TCP/IP là một hệ thống các quy định quản lý việc trao đổi trên các mạngTCP/IP Bộ lọc TCP/IP là một phần mềm có chức năng cho phép một máy tính hoà vàomạng TCP/IP

Mục đích của các chuẩn TCP/IP là nhằm đảm bảo tính tương thích của tất cả bộ lọcTCP/IP thuộc bất kỳ phiên bản nào hoặc của bất kỳ hãng sản xuất nào

Lịch sử phát triển của TCPIP

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 nghiên cứucủa Bộ Quốc phòng Mỹ Vào cuối những năm 60, các quan chức Bộ này bắt đầu nhậnthấy lực lượng quân sự đang lưu giữ một số lượng lớn các loại máy tính, một số khôngđược kết nối, số khác được nhóm vào các mạng đóng, do các giao thức “cá nhân” khôngtương thích

“Cá nhân”, trong trường hợp này, có nghĩa là công nghệ đó do một nhóm nào đó kiểmsoát Nhóm này có thể không muốn tiết lộ các thông tin liên quan về giao thức 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 Vốn quen vớivấn đề an ninh, Bộ Quốc phòng Mỹ lập luận rằng nếu có thể xây dựng được một mạnglưới như thế thì nó dễ trở thành mục tiêu tấn công quân sự Một trong những yêu cầutrước hết của mạng lưới này là phải nằm phân tán Các dịch vụ quan trọng không đượcphép tập trung tại một số chỗ Bởi vì bất kỳ điểm nào cũng có thể bị tấn công trong thờiđại tên lửa Họ muốn nếu một quả bom đánh vào bất kỳ bộ phận nào trong cơ sở hạ tầngđều không làm cho toàn bộ hệ thống bị đổ vỡ Kết quả là mạng ARPAnet (AdvancedResearch Projects Agency) Hệ thống giao 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 mạng lưới đểkết nối các tổ chức, họ áp dụng giao thức của ARPAnet và bắt đầu hình thành Internet.Yếu tố phi tập trung của ARPAnet chính là một phần của sự thành công của TCP/IP vàInternet

Kiến trúc TCP/IP

Các chức năng của TCP/IP

Trước khi xem xét các thành phần của TCP/IP, chúng ta nên bắt đầu bằng cách tìm hiểuqua nhiệm vụ của một hệ thống giao thức Một hệ thống giao thức như TCP/IP phải đảmbảo khả năng thực hiện những công việc sau:

- Cắt thông tin thành những gói dữ liệu để có thể dễ dàng đi qua bộ phận truyền tải trunggian

- Tương tác với phần cứng của adapter mạng

- Xác định địa chỉ nguồn và đích: Máy tính gửi thông tin đi phải có thể xác định đượcnơi gửi đến Máy tính đích phải nhận ra đâu là thông tin gửi cho mình

- Định tuyến: Hệ thống phải có khả năng hướng dữ liệu tới các tiểu mạng, cho dù tiểumạng nguồn và đích khác nhau về mặt vật lý

Kiểm tra lỗi, kiểm soát giao thông và xác nhận: Đối với một phương tiện truyền thôngtin cậy, máy tính gửi và nhận phải xác định và có thể sửa chữa lỗi trong quá trình vậnchuyển dữ liệu

Chấp nhận dữ liệu từ ứng dụng và truyền nó tới mạng đích

Để có thể thực hiện các công việc trên, những người sáng tạo ra TCP/IP đã chia nó thànhnhững phần riêng biệt, theo lý thuyết, hoạt động độc lập với nhau Mỗi thành phần chịumột trách nhiệm riêng biệt trong hệ thống mạng.

Lợi thế của cấu trúc lớp nằm ở chỗ nó cho phép các nhà sản xuất dễ dàng áp dụng phầnmềm giao thức cho các phần cứng và hệ điều hành Các lớp giao thức TCP/IP bao gồm:

Kiến trúc TCP/IP

Lớp truy cập mạng – Cung cấp giao diện tương tác với mạng vật lý Format dữ liệu

cho bộ phận truyền tải trung gian và tạo địa chỉ dữ liệu cho các tiểu mạng dựa trên địachỉ phần cứng vật lý Cung cấp việc kiểm tra lỗi trong quá trình truyền dữ liệu

Lớp Internet – Cung cấp địa chỉ logic, độc lập với phần cứng, để dữ liệu có thể lướt

qua các tiểu mạng có cấu trúc vật lý khác nhau Cung cấp chức năng định tuyến để giaolưu lượng giao thông và hỗ trợ việc vận chuyển liên mạng Thuật ngữ liên mạng đượcdùng để đề cập đến các mạng rộng lớn hơn, kết nối từ nhiều LAN Tạo sự gắn kết giữađịa chỉ vật lý và địa chỉ logic

Lớp vận chuyển – Giúp kiểm soát luồng dữ liệu, kiểm tra lỗi và xác nhận các dịch vụ

cho liên mạng Đóng vai trò giao diện cho các ứng dụng mạng

Lớp ứng dụng – Cung cấp các ứng dụng để giải quyết sự cố mạng, vận chuyển file,

điều khiển từ xa, và các hoạt động Internet Đồng thời hỗ trợ Giao diện Lập trình Ứng

dụng (API) mạng, cho phép các chương trình được thiết kế cho một hệ điều hành nào đó

có thể truy cập mạng

Khi hệ thống giao thức TCP/IP chuẩn bị cho một khối dữ liệu di chuyển trên mạng, mỗilớp trên máy gửi đi bổ sung thông tin vào khối dữ liệu đó để các lớp của máy nhận cóthể nhận dạng được

Để dễ dàng cho việc thực hiện họ đã chia mô hình OSI thành những phần riêng biệt (7lớp riêng biệt), theo lý thuyết, hoạt động độc lập với nhau Mỗi thành phần chịu mộttrách nhiệm riêng biệt trong hệ thống mạng

Nhiệm vụ của các tầng trong mô hình OSI có thể được tóm tắt như sau:

Tầng ứng dụng (Application layer – lớp 7): tầng ứng dụng quy định giao diện giữa người

sử dụng và môi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện cho người sử dụng truy cập vả

sử dụng các dịch vụ của mô hình OSI Điều khác biệt ở tầng này là nó không cung cấpdịch vụ cho bất kỳ một tầng OSI nào khác ngoại trừ tầng ứng dụng bên ngoài mô hìnhOSI đang hoạt động Các ứng dụng cung được cấp như các chương trình xử lý kí tự,bảng biểu, thư tín … và lớp 7 đưa ra các giao thức HTTP, FTP, SMTP, POP3, Telnet

Tầng trình bày (Presentation layer – lớp 6): tầng trình bày chuyển đổi các thông tin từ

cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệutruyền và mã hóa chúng trước khi truyền đễ bảo mật.Nói đơn giản thì tầng này sẽ địnhdạng dữ liệu từ lớp 7 đưa xuống rồi gửi đi đảm bảo sao cho bên thu có thể đọc được

dữ liệu của bên phát Các chuẩn định dạng dữ liệu của lớp 6 là GIF, JPEG, PICT, MP3,MPEG …

Tầng giao dịch (Session layer – lớp 5): thực hiện thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên

làm việc giữa hai hệ thống Tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng cho tầngvận chuyển sử dụng Nó xác lập ánh xạ giữa các tên đặt địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc banđầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch truyền thông Nó đặt tên nhấtquán cho mọi thành phần muốn đối thoại riêng với nhau.Các giao thức trong lớp 5 sửdụng là NFS, X- Window System, ASP

Tầng vận chuyển (Transport layer – lớp 4): tầng vận chuyển xác định địa chỉ trên mạng,

cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút, đảm bảo truyền dữ

liệu tin cậy giữa hai đầu cuối (end-to-end) Để bảo đảm được việc truyền ổn định trênmạng tầng vận chuyển thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo thứtự.Bên cạnh đó lớp 4 có thể thực hiện chức năng đièu khiển luồng và điều khiển lỗi.Cácgiao thức phổ biến tại đây là TCP, UDP, SPX.

Tầng mạng (Network layer – lớp 3): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển

hướng, vạch đường các gói tin trong mạng(chức năng định tuyến), các gói tin này có thểphải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng Lớp 3 là lớp có liên quanđến các địa chỉ logic trong mạngCác giao thức hay sử dụng ở đây là IP, RIP, IPX, OSPF,AppleTalk

Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer – lớp 2): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ xác

định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đónggói và phân phát các gói tin.Lớp 2 có liên quan đến địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng,topo mạng, truy nhập mạng, các cơ chế sửa lỗi và điều khiển luồng

Tầng vật lý (Phisical layer – lớp 1): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào

đường truyền vật lý để truyền các dòng Bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp cácchuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn,giao diện nối kết và các mức nối kết

Mặc dù đã ra đời từ rất lâu, mô hình tham chiếu OSI vẫn đang là “kim chỉ nam" cho cácloại mạng viễn thông, và là công cụ đắc lực nhất được sử dụng để tìm hiểu xem dữ liệuđược gửi và nhận ra sao trong một mạng máy tính nói chung

So sánh giữa mô hình TCP/IP và mô hình OSI.

Khi kiến trúc tiêu chuẩn OSI xuất hiện thì TCP/IP đã trên con đường phát triển Xét mộtcách chặt chẽ, TCP/IP không tuân theo OSI Tuy nhiên, hai mô hình này có những mụctiêu giống nhau và do có sự tương tác giữa các nhà thiết kế tiêu chuẩn nên 2 mô hìnhxuất hiện những điểm tương thích Cũng chính vì thế, các thuật ngữ của OSI thườngđược áp dụng cho TCP/IP Hình 2.2 thể hiện mối quan hệ giữa tiêu chuẩn TCP/IP bốnlớp và mô hình OSI bảy lớp

Lưu ý rằng, OSI chia nhiệm vụ của Lớp ứng dụng thành 3 phân lớp: Ứng dụng, TrìnhBày và Khu vực Hoạt động của Lớp tương tác mạng trong OSI được tách thành LớpKết nối dữ liệu và Lớp Vật lý Việc chia nhỏ chức năng làm tăng thêm sự phức tạp,nhưng đồng thời cũng tạo ra sự linh hoạt cho các nhà phát triển.

Điều cần đặc biệt lưu tâm là TCP/IP và OSI là các tiêu chuẩn, không phải là các bộ lọchay phần mềm tạo giao thức

Quá trình đóng gói dữ liệu và tháo gói dữ liệu

Quá trình đóng gói dữ liệu và tháo gói dữ liệu:

Định dạng header của đơn vị dữ liệu (packet) tại tầng 3(tầng mạng):

Định dạng header của gói tin (segment) tại tầng 4 (tầng vận tải)

Định dạng header đơn vị dữ liệu (frame) tại tầng 2 (tầng liên kế dữ liệu)

Giao thức TCP

Khái niệm

TCP là một giao thức hướng kết nối(connection-oriented), hoạt động trên lớp giaovận(Transport) của chồng giao thức TCP/IP.

TCP có các đặc trưng sau:

• Tạo cầu nối, một kết nối được thiết lập giữa các thiết bị đầu cuối trước khitruyền

• Tin cậy, điều khiển luồng(follow control) và báo nhận(acknowlegement)

• TCP cắt bản tin(message) thành các Segment và gửi đi

• Tại nơi nhận nó lại tái tạo lại bản tin(message) từ các Segment

• Truyền lại bất cứ segment bị lỗi

• TCP hỗ trợ các kênh ảo(virtual circuit) giữa các ứng dụng đầu cuối

Ví dụ một số giao thức sử dụng TCP: FTP, HTTP, SMNP, Telnet

Định dạng thông điệp TCP:

Định dạng thông điệp TCP

Ý nghĩa các trường:

Source port - chỉ số của port gọi

Destination port - chỉ số của port được gọi

Sequence number- chỉ số được dùng để đảm bảo tính chính xác của tuần

tự dữ liệu đến

Acknowledgement Number – Octet TCP đang được trông chờ

HLEN - số lượng các từ 32 bit trong header

Reserved - trả về 0

Code bits – các chức năng điều khiển(như thiết lập hay kết thúc một phiên thông tin).Window - số lượng octet mà người gửi sẵn sàng chấp nhận

Checksum - Kết quả tính toán kiểu tổng cho các field header dữ liệu

Urgent pointer - chỉ ra điểm kết thúc của dữ liệu khẩn

Option-one option- kích thước tối đa của một segment

Data - giữ liệu của giao thức lớp trên

Quá trình thiết lập kết nối còn gọi là bắt tay 3 bước

Để toàn bộ các hoạt động truyền tin giữa hai máy trong mạng có thể diễn ra thì phải hìnhthành kênh liên lạc hay một kết nối giữa chúng Quá trình đó diễn ra như sau :

Phương thức kết nối giữa hai ứng dụng

1: ULP B giả sử là một chương trình mail server ở Mỹ Do là server nên lúc nào nó cũngchờ đợi sự kết nối.

2: ULP A là chương trình nhận thư điện tử của bạn Để kết nối, bạn gửi yêu cầu kết nốixuống cho tầng TCP

3: TCP chuẩn bị một gói dữ liệu TCP với cờ SYN=1 yêu cầu có sự đồng bộ hoá, SEQ

có thể lấy bất kì giá trị nào, ở đây là =100 và gửi cho TCP B

4: Sau khi nhận gói dữ liệu có SYN=1, TCP B gửi trả lại một thông báo có SYN=1,ACK=101, SEQ có thể lấy bất kì giá trị nào, ở đây là =177

5: TCP A nhận được gói dữ liệu từ TCP B sẽ gửi tiếp một gói dữ liệu có ACK=178.6: TCP A chuyển chấp nhận kết nối lên chương trình A

7: Sau khi nhận nốt gói dữ liệu có ACK=178, TCP B chuyển chấp nhận kết nối lênchương trình B

Cung cấp điều khiển dòng bằng dịch vụ trượt cửa sổ

Giao thức UDP:

User Datagram Protocol(UDP) là giao thức phi kết nối (connectionless) hoạt động trênlớp giao vận(Transport) của chồng giao thức TCP/IP UDP có các tính chất sau:

UDP đơn giản và hiệu quả, nhưng không tin cậy

UDP là giao thức phi kết nối(connectionless)

Không có cơ chế báo nhận(acknowledgement) để đảm bảo dữ liệu đi đến đích

Không cung cấp cơ chế điều khiển luồng(follow control)

Tính tin cậy của dữ liệu sẽ được kiểm tra nhờ các giao thức ở lớp trên

Ví dụ một số giao thức sử dụng UDP: TFTP, SNMP, DHCP, DNS

Định dạng thông điệp UDP:

Định dạng thông điệp UDP

Ý nghĩa của các trường:

Source Port: Chỉ số của port gọi

Destination Port: Chỉ số của port được gọi

Length: Độ dài của UDP Datagram tính theo Octet, bao gồm

cả phần đầu UDP và dữ liệu của người sử dụng

Checksum: Là vùng tuỳ chọn, cung cấp cách duy nhất để đảm bảo dữ liệu nhận đượcnguyên vẹn

Data: Dữ liệu của lớp trên

Các cổng dịch vụ và một số dịch vụ thông dụng

Cả TCP và UDP đều sử dụng các chỉ số port để chuyển thông tin lên các lớp trên Cácchỉ số port dùng để theo dõi các cuộc đàm thoại khác nhau xuyên qua mạng cùng mộtlúc

Những người phát triển phần mềm ứng dụng thống nhất dùng các chỉ số port đặc biệtđược kiểm soát bởi IANA.Ví dụ ứng dụng FTP sẽ dùng chỉ số port chuẩn là 21

Một số dịch vụ thông dụng

Các chỉ số port có các dải sau:

• Các chỉ số Port nhỏ hơn 255 cho các ứng dụng công cộng

• Các chỉ số Port từ 255-1023 được gán cho các công ty trong các ứng dụngthương mại

• Các chỉ số port lớn hơn 1023 không được quy định sắp xếp rõ ràng

Các giao thức khác

Giao thức IPX

Là bộ giao thức độc quyền của hãng Novell, hỗ trợ hệ điều hành Novell Netware, là giaothức có thể định tuyến trên các router tơ vì vậy có thể kết nối internet bằng giao thứcnày Phương pháp đánh địa chỉ dựa trên địa chỉ MAC của các nốt mạng và chỉ số mạng

do người quản trị qui định hình vẽ:

Cấu trúc IPX gồm 3 tầng (so sánh với mô hình OSI)

Địa chỉ của IPX có 80 bit gồm 32 bit mạng và 48 bít địa chỉ MAC

Giao thức NetBIOS

Là một giao thức, công nghệ nối mạng của Windows Nó được thiết kế trong môi trườngmạng LAN để chia sẻ tài nguyên (như dùng chung các File, Folder, máy in và nhiều tàinguyên khác ) Mô hình này rất giống mô hình mạng ngang hàng 2P Thông thườngmột mạng dùng giao thức Netbios thường là Netbios Datagram Service (Port 138),Netbios Session Service (Port 139) hoặc cả hai

Địa chỉ IP

Địa chỉ vật lý

Địa chỉ vật lý hay địa chỉ MAC, là địa chỉ duy nhất dùng để xác định các máy tính có độdài 48 bit được biểu diễn bằng 12 ký số thập lục phân 6 ký số đầu tiên được quản lý bởiIEEE, nhận dạng nà sản xuất hay nhà cung cấp do đó bao gồm định danh tổ chức duynhất OUI(Organization Unique Identifier) 6 ký số hexa còn lại bao gồm số dãy giao tiếpISN (Interface serial number) hay giá trị khác được quản lý riêng bởi nhà chế tạo Cácđịa chỉ MAC đôi khi được xem là các địa chỉ hàn cứng viết theo từ tiếng Anh là Burned

In Address (BIA) vì chúng được ghi vào rom và được copy vào ram khi khởi động.Khuôn dạng địa chỉ MAC:

Khuôn dạng địa chỉ MAC

Địa chỉ mạng

Một địa chỉ IP là một địa chỉ logic dùng để xác định các máy tính trên mạng IP, đượcbiểu diễn bằng một số nhi phân 32 bit chia làm 4 octet(mỗi octet là một nhóm 8 bit).Gồm có hai phần địa chỉ mạng NetID và phần địa chỉ host HostID

Chỉ số mạng(NetID) của một địa chỉ IP định danh mạng mà thiết bị được gắn vào Phầnchỉ số host(HostID) định danh thiết bị trên mạng đó

Khuôn dạng địa chỉ IP:

Địa chỉ lớp A

Bit đầu tiên của địa chỉ lớp A luôn là 0 Octet đầu tiên nhận diện chỉ số mạng được gắnbởi ARIN Giá trị nhỏ nhất của octet đàu tiên là 00000000 dưới dạng decimal là 0 vàlớn nhất là 01111111 dưới dạng decimal là 127 (giá trị 0 và 127 dành cho mục đích đặcbiệt), cho nên giá trị của octet đầu tiên địa chỉ mạng lớp A là từ 1 đến 126

Ví dụ địa chỉ lớp A: 124.95.44.15

Lớp B

Địa chỉ lớp B được dùng cho mạng có kích thước vừa phải Với 16 bit trong phần host,

có thể có trên 56 nghìn host trên một mạng lớp B

Địa chỉ lớp B

Hai bit đầu tiên của địa chỉ lớp B luôn là 10 Hai octet đầu tiên nhận diện chỉ số mạngđược gán bởi ARIN Các quản trị mạng viên gán 16 bit còn lại Các địa chỉ lớp B luônnằm trong khoảng 128 đến 191

Tóm lại khoảng địa chỉ IP sẽ là:

Khoảng địa chỉ IP

Địa chỉ mạng con, mặt nạ mạng con

Mục đích của việc phân mạng con:

Giảm kích thước một miền quảng bá và tíết kiệm không gian địa chỉ

Subnetwork:

Các chuyên viên quản trị mạng đôi khi cần chia các mạng, đặc biệt là các mạnglớn, thành gia các mạng nhỏ hơn Các phần chia nhỏ hơn được gọi là các mạngcon(Subnetwork) và được thực hiện đánh địa chỉ khá linh hoạt Các mạng con được gọingắn gọn là subnet

Các địa chỉ subnet bao gồm phần mạng lớp A, lớp B hay lớp C, cộng với một subnetfield và một host field Subnet field và host field được tạo ra từ host gốc của toàn mạng

Để tạo ra một địa chỉ mạng con, người quản trị mạng mượn các bit từ phần host và gánchúng như là subnet field Số bit tối thiểu có thể mượn là 2 Nếu bạn mượn 1 bit, để tạomột mạng con, thì bạn chỉ có một chỉ số mạng là mạng 0 và chỉ số quảng bá là mạng 1

Số bit tối đa có thể mượn sao cho còn để lai ít nhất 2 bit cho chỉ số host

Mặt nạ mạng con(subnet mask):

Mặt nạ mạng con(thuật ngữ thông thường: tiền tố mạng mở rộng) không phải là một địachỉ, nhưng nó xác định phần địa chỉ IP nào là network field và phần nào là host field.Một subnetmask có chiều dài 32 bit hay 4 octet, giống như địa chỉ IP Đế xác định subnetmask cho một địa chỉ IP có phân mạng con theo các bước sau:

• Biểu diễn địa chỉ mạng dưới dạng nhị phân

• Thay thế phần mạng và mạng con bằng tất cả các số 1

• Thay thế phần host của địa chỉ này bằng tất cả các số 0

• Đổi dạng nhị phân trở lại dạng thập phân có chấm

Ví dụ: Một địa chỉ lớp B, lấy 8 bit phần địa chỉ host làm subnet

Giao thức phân giải địa chỉ ARP và RARP

Để hai thiết bị trong một mạng giao tiếp được với nhau thì thiết bị gửi cần có cả địa chỉ

IP và địa chỉ MAC của thiết bị nhận

Giao thức ARP cho phép tìm ra địa chỉ MAC của một máy tính khi đã biết địa chỉ IP.Nguyên lý hoạt động:

Giả sử máy tính A cần truyền thông với máy tính B, nó phải tìm ra địa chỉ MAC củamáy tính B khi đa biết địa chỉ IP

Bước 1 Máy tính A tìm trong bảng ARP được lưu trữ tạm thời trong bộ nhớ RAM củanó

Bước 2: Nếu trong bản ARP đã chứa địa chỉ MAC tương với địa chỉ IP trên thì máy

A thì việc tìm kím kết thúc, nếu trong bản ARP không có thì máy A sẽ gửi một góitin broadcast (ARP Request) đến tất cả các máy trong mạng với địa chỉ MAC đích làFF.FF.FF.FF.FF.FF và địa chỉ IP đích là địa chỉ của máy đang cần tìm địa chỉ MAC

Bước 3: Tất cả các máy trên mạng sẽ nhận gói tin ARP request nhưng chỉ co máy có địachỉ IP trung với địa chỉ đích trong gói tin mới trả lời và nó đáp lại máy yêu cầu một góitin ARP reply trong đó có chứa địa chỉ MAC nguồn là địa chỉ MAC của nó.

Bước 4: Máy A nhận được gói tin ARP reply thì cập nhật vào bản ARP cục bộ của nó

để lần sau khi cần giao tiếp không phải hỏi lại nữa, bảng này sẽ mất mỗi khi khởi độnglại máy tính

Vậy làm thế nào để hai máy không cùng trên một Segment vật lý có thể truyền thôngvới nhau được

Để một máy tính có thể truyền thông với các máy tính khác không cùng chung mộtsegment vật lý thì chúng ta cần phải cung cấp cho các máy tính địa chỉ default gateway

Để gửi dữ liệu đến một thiết bị ở segment khác nó chỉ việc gửi dữ liệu đến defaultgateway

Giao thức RARP làm việc tương tự như ARP nhưng mục đích thì ngược với ARP làdùng để xác định địa chỉ IP khi đã biết địa chỉ MAC Nó thường được sử dụng trong cơchế cấp phát địa chỉ IP động

Dịch vụ DHCP

DHCP là gì, cơ chế hoạt dộng của DHCP

DHCP(Dynamic host configuration protocol) cho phép các host trên mạng đạt được địachỉ IP tự động mà không cần người quản trị phải cấu hình bằng tay trên mỗi thiết bị

Cơ chế hoạt dộng: DHCP hoạt động theo mô hình client/Server, trong mạng cần sử dụngDHCP phải cài đặt một DHCP server và định nghĩa một khoảng địa chỉ IP muốn cấpphát trên DHCP server Trên mỗi host trong mạng (máy tính) phải được cấu hình để sửdụng dịch vụ DHCP, mỗi khi một host khởi động nó liên lạc với Server và yêu cầu mộtđịa chỉ IP, DHCP server sẽ chọn một địa chỉ trong khoảng đã định nghĩa chưa sử dụngđến để cấp phát cho host yêu cầu Hình vẽ sau là quá trình trao đổi giữa host và DHCPserver mỗi khi host kết nối vào mạng

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Các lựa chọn của DHCP

DHCP server có thể cấp phát cho các host các tham số sau: Địa chỉa IP, mặt nạ mạngcon, Gaetway mặc định, các địa chỉ DNS server Tuỳ thuộc vào việc cấu hình trên mỗihost mà Server sẽ cấp phát những tham số gì

Ngoài DHCP, các giao thức như RARP hay BOOTP cũng được sử dụng cho mục đíchcấp địa chỉ IP động, tuy nhiên ngày nay DHCP là giao thức được sử dụng một cách phổbiến

Dịch vụ DNS

Tại sao cần DNS.

Mọi máy tính, thiết bị mạng (host) trên mạng Internet liên hệ với nhau bằng địa chỉ IP

Để thuận tiện cho việc sử dụng thì người ta dùng tên (tên miền) để xác định host đó, Hệthống máy chủ tên miền được sử dụng để ánh xạ tên miền thành địa chỉ IP, nhờ đó khimuốn liên hệ tới các host, người ta dùng sử dụng chuỗi ký tự dễ nhớ (tên miền), thay vì

sử dụng địa chỉ IP là một dãy số dài khó nhớ

Hệ thống quản lý tên miền (DNS - domain name system)

Khái niệm về DNS.

Internet là môi trường nhiều địa chỉ và các tên miền tương ứng, vì thế để quản lý, địnhtuyến một cách chính xác cần phải có một hệ thống lưu trữ và xử lý những địa chỉ và tênmiền này, hệ thống này được gọi là hệ thống quản lý tên miền (DNS) Cụ thể hệ thốngtên miền bao gồm một loạt các cơ sở dữ liệu chứa địa chỉ IP và các tên miền tương ứngvới chúng Mỗi tên miền tương ứng với một địa chỉ Ipv4 hoặc Ipv6 Hệ thống này cónhiệm vụ chuyển đổi tên miền sang địa chỉ IP và ngược lại

Trong những năm đầu, tất cả các tên máy và địa chỉ IP tương ứng được lưu giữ trong file

hosts.txt, file này được trung tâm thông tin mạng NIC (Network Information Center)

lưu giữ Tuy nhiên khi hệ thống Internet phát triển, việc lưu giữ thông tin trong một filekhông thể đáp ứng nhu cầu phân phối và cập nhật Do đó, hệ thống tên miền DNS đãphát triển dưới dạng các cơ sở dữ liệu phân tán, mỗi cơ sở dữ liệu này sẽ quản lý mộtphần trong hệ thống tên miền

Cấu trúc của hệ thống tên miền

Hệ thống tên miền được sắp xếp theo cấu trúc phân cấp Mức trên cùng được gọi là

root và ký hiệu là “.” Tổ chức quản lý hệ thống tên miền trên thế giới là The Internet Coroperation for Assigned Names and Numbers (ICANN) Tổ chức này quản lý mức

cao nhất của hệ thống tên miền (mức Root) Do đó ICANN có quyền cấp phát các tênmiền dưới mức cao nhất này cho các tổ chức và các khu vực, các quốc gia theo nhữngchính sách nhất định

Vì thế Hệ thống quản lý tên miền (DNS) là tập hợp của nhiều máy chủ quản lý tên miềntheo từng khu vực, theo từng cấp trên mạng Internet, thực hiện chức nǎng chuyển đổi

từ tên miền thể hiện dưới dạng chữ sang địa chỉ IP thể hiện dưới dạng số và ngược lại.Người dùng sẽ sử dụng tên miền cho dễ nhớ, còn máy tính và các thiết bị Router lại căn

Bên dưới Root là tên miền cấp cao nhất (Top Level Domain - TLD), hệ thống tên miền

cấp cao nhất này được chia thành hai loại là gTLDs (generic Top Level Domains) dànhcho các lĩnh vực dùng chung và ccTLDs (country-code Top Level Domain) là các mãquốc gia của các nước tham gia Internet

Các lĩnh vực dùng chung (gTLDs).

Hệ thống các đuôi dùng chung.

Hiện nay, hệ thống tên miền cấp cao nhất đại diện cho các lĩnh vực dùng chung bao gồm

14 lĩnh vực:

1- COM : Thương mại (Commercial)

2- EDU : Giáo dục (Education)

3- NET : Mạng lưới (Network)

4- INT : Các tổ chức quốc tế (International Organisations)

5- ORG : Các tổ chức khác (Other orgnizations)

6- BIZ : Các tổ chức thương nhân (Business Orgnisations)

7- INFO : Phục vụ cho việc chia sẻ thông tin (Informations)

8- AERO : Dành cho các nghành công nghiệp, vận chuyển hàng không (aviationcommunity)

9- COOP : Dành cho các tổ chức hợp tác (Co-operatives)

10- MUSEUM : Dành cho các viện bảo tàng

11- NAME : Dành cho các thông tin cá nhân

12- PRO : Dành cho các lĩnh vực chuyên nghiệp (Professionals)

13- MIL : Dành cho các lĩnh vực quân sự (Military)

14- GOV : Chính phủ (Government)