câu hỏi ôn tập môn mạng máy tính điện tử

MỤC LỤC – MẠNG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ Câu hỏi 2.8: Vẽ sơ đồ minh họa kiến trúc phân tầng tổng quát trình bày nguyên lý phân tầng thiết kế mạng máy tính TL: * Nguyên lí phân tầng: - Trong mạng số lượng tầng chức năng/nhiệm vụ tầng phải - Dữ liệu không truyền trực tiếp từ tầng thứ i hệ thống sang tầng thứ i hệ thống kia, ngoại trừ tầng thấp Bên gửi phải chuyển liệu đến tầng nó, đến tầng thấp chuyển cho tầng thấp bên nhận liệu lại chuyển tiếp cho tầng cao - Liên kết hai tầng thấp gọi liên kết vật lý, liên kết tất tầng cao gọi liên kết logic - Giao tiếp hai tầng liền kề gọi giao diện, chúng trao đổi liệu với qua điểm truy nhập dịch vụ - Các tầng tương ứng giao tiếp với dựa qui tắc định gọi giao thức, tầng có nhiều giao thức - Giao thức (Protocol) tập tiêu chuẩn để trao đổi thông tin hai hệ thống máy tính hai thiết bị máy tính với Mỗi giao thức phải qui định đơn vị liệu giao thức (PDU – Protocol Data Unit) tập qui tắc để trao đổi thông tin: Gửi/nhận, qui định tốc độ, phương pháp truyền (một hướng, hai hướng hay hai hướng luân phiên) - Dữ liệu tầng chuyển qua tầng tách thành đơn vị liệu nhỏ đồng thời thêm thông tin điều khiển để phù hợp với giao thức truyền tin tầng Bên nhận, tầng tương ứng bóc tách thơng tin điều khiển tập hợp đơn vị liệu để chuyển lên tầng cao Câu hỏi 2.9: Trình bày tóm tắt chức tầng mơ hình tham chiếu OSI TL: Tầng vật lí - Đảm bảo giao tiếp với môi trường truyền dẫn - Biểu diễn liệu dạng bit - Tốc độ truyền dẫn - Đồng - Quản lý kênh truyền - Hình trạng vật lý - Chế độ truyền dẫn Tầng liên kết liệu - Tạo khung liệu - Quản lý địa vật lý - Kiểm soát lưu lượng - Kiểm soát lỗi - Kiểm soát truy cập Tầng mạng - Quản lý địa logic - Định tuyến Tầng vận tải Thiết lập liên kết logic tiến trình thiết bị đầu cuối người dùng Phân đoạn tái hợp Kiểm soát kết nối - Kiểm soát lưu lượng - Kiểm soát lỗi Tầng phiên - Kiểm soát hội thoại - Đồng hóa Tầng trình diễn - Mã hóa/Giải mã liệu (Encode/Decode) - Nén/Giải nén - Mã hóa/Giải mã bảo mật (Encrypt/Decrypt) Tầng ứng dụng - Thiết bị đầu cuối ảo mạng - Quản lý, truy cập chuyển tập tin - Các dịch vụ khác Tóm tắt: Tầng Chức chủ yếu Giao thức 7Giao tiếp người môi trường Ứng Applicat mạng dụng ion 6Chuyển đổi cú pháp liệu để Giao Presentat đáp ứng yêu cầu truyền thông thức ion ứng dụng Biến đổi mã 5-Sesion Quản lý liên lạc Giao thực thể cách thiết lập, thức 4Vận chuyển thông tin Giao Transport máy chủ (End to End) Kiểm soát thức lỗi luồng liệu Vận chuyể - 3Thực chọn đường đảm Network bảo trao đổi thông tin liên mạng với công nghệ chuyển 2-Data Tạo/gỡ bỏ khung thơng tin Link (Frames), kiểm sốt luồng kiểm sốt lỗi Giao thức Mạn Thủ tục kiểm soát 1Đảm bảo yêu cầu truyền/nhận Giao Physical chuỗi bít qua phương tiện diện vật lý DTE DCE Câu hỏi 2.10: Vẽ sơ đồ minh họa giải thích mối quan hệ đơn vị liệu tầng kề mơ hình OSI TL: Sơ đồ: Giải thích: Tại tầng vật lý, việc truyền thơng trực tiếp: Máy PC1 gửi luồng bit đến máy tính PC2 Tại tầng cao máy PC1, liệu chuyển gần xuống tầng bên dưới, đến máy PC2 tiếp tục lên tầng cao (trong máy PC2) Mỗi tầng máy gửi liệu (máy PC1) thêm thông tin tầng vào tin nhận từ phía sau chuyển tồn gói liệu xuống tầng phía Các thơng tin thêm vào gọi thông tin điều khiển, thêm vào trước gọi tiêu đề chèn trước (header), thông tin điều khiển thêm vào cuối gọi thông tin chèn sau (Trailer) Thông tin chèn trước thêm vào tin tầng trình diễn, vận tải, phiên, mạng Tầng liên kết liệu thêm thông tin trước lẫn sau tin Tại tầng vật lý, toàn liệu chuyển thành dạng phù hợp với môi trường truyền dẫn nhằm bảo đảm thông tin đến máy nhận Tại bên nhận, tiêu đề bóc tách chuyển liệu từ tầng thấp lên tầng cao Ví dụ, tầng liên kết liệu loại bỏ thông tin điều khiển nó, kết sau bóc tách liệu tầng mạng chuyển lên tầng (tầng mạng) Tương tự tầng mạng loại bỏ thông tin điều khiển liệu tầng vận tải liệu lại chuyển cho tầng (tầng vận tải), trình tương tự thực tầng ứng dụng Câu hỏi 2.12: Trình bày tóm tắt chức tầng mơ hình TCP/IP kể tên số giao thức tương ứng với tầng mơ hình TL: Tầng truy cập mạng - Vai trị: Đây tầng thấp mơ hình TCP/IP, chịu trách nhiệm nhận gói tin tầng Internet việc truyền phát chúng mạng xác định - Giao thức: PPP, PPPoE, POS, Tầng Internet - Vai trị: đảm bảo liên kết logic hai thiết bị đầu cuối người sử dụng - Giao thức: IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF, RIP Tầng vận tải - Vai trò: Nhiệm vụ trước tiên tầng vận tải đảm bảo liên kết tiến trình thiết bị đầu cuối người sử dụng Tầng vận tải điều chỉnh lưu lượng luồng thơng tin Nó cung cấp vận chuyển tin cậy, đảm bảo liệu đến mà không bị lỗi - Giao thức: TCP, UDP Tầng ứng dụng - Vai trò: Cung cấp dịch vụ dạng giao thức cho ứng dụng người dùng - Giao thức: TCP/IP, FTP, UDP, HTTP, Câu hỏi 2.20: Trình bày tóm tắt dịch vụ mà tầng giao vận cung cấp TL: Các dịch vụ mà tần giao vận cung cấp là: ghép kênh phân kênh Ghép kênh/phân kênh chức tầng vận tải, lại cơng việc cần thiết Để hiểu vậy, ta thấy IP truyền liệu hai thiết bị đầu cuối, thiết bị có địa IP định IP khơng truyền liệu tiến trình ứng dụng chạy máy tính Mở rộng việc gửi - từ máy tính đến máy tính - từ tiến trình đến tiến trình cơng việc ghép kênh phân kênh Tại máy tính nhận, tầng vận tải nhận đoạn liệu từ tầng mạng phía có trách nhiệm gửi liệu đoạn liệu tới tiến trình ứng dụng thích hợp máy tính Giả sử thời điểm máy tính người sử dụng tải trang Web, chạy phiên FTP hai phiên Telnet Như có tất tiến trình chạy tầng ứng dụng: tiến trình Telnet, tiến trình FTP, tiến trình HTTP Khi tầng vận tải máy tính người sử dụng nhận liệu từ tầng mạng chuyển lên, phải gửi liệu tới tiến trình 10 tiếp mạng, số thứ tự kích thước cửa sổ, gọi kết nối lô gic, xác định cặp cửa giao tiếp bên gửi bên nhận Truyền thông TCP điểm - điểm (end-to-end) hai thiết bị thực theo bước sau: Thiết lập kết nối hai điểm Quản lý việc trao đổi thơng tin, đảm bảo gói tin truyền không bị lỗi, truyền lại chúng cần thiết Sắp xếp lại loại bỏ tất segment trùng lặp nhận Cung cấp điều khiển luồng hai điểm đầu cuối thông qua giá trị kích thước cửa sổ gửi với ACK Ngắt kết nối từ thiết bị sau hoàn tất việc trao đổi thơng tin Câu hỏi 2.30: Trình bày phương pháp điều khiển tắc nghẽn giao thức TCP TL: - TCP giao thức trao đổi sỗ liệu có kết nối,nghĩa cần thiết lập liên kết cặp thực thể TCP trước chúng trao đổi liệu với -TCP dựa vào gói để phát tắc nghẽn - Mỗi gửi gói tin bên nhận phải thơng báo khoảng thời gian timeout.nếu không nhận 20 đc báo nhận coi gói liệu Q trình điều khiển tắc nghẽn trải qua giai đoạn: khởi đầu chậm tránh tắc nghẽn - Giai đoạn 1:khởi đầu chậm + Trong suốt trình khởi đầu chậm,phía gửi tăng tốc độ theo hàm số mũ:khi bắt đầu khởi đầu chậm cửa sỗ tắc nghẽn thiết lập đoạn,MSS đc khởi tạo bới phía gửi suốt giai đoạn thiết lập kết nối.Do đó, phía gửi gửi đoạn đợi phía nhận xác nhận phúc đáp ACK đến phía gửi cửa sỗ chống tắc nghẽn tăng lên 1,gửi đoạn chờ ACK tương ứng.Mỗi nhận ACK phía gửi gửi đoạn,4 đoạn,8 đoạn Cửa sổ chống tắc nghẽn tăng theo hàm số mũ +TCP thoát khởi đầu chậm đoạn liệu bị mất.khi phía gửi giảm cửa sổ nửa vào giai đoạn AIMD - Giai đoạn 2:tránh tắc nghẽn (AIMD) + Tăng cửa sổ lên nhận đc gói tin phản hồi + Giảm cửa sổ theo hàm số mũ gói liệu Câu hỏi 2.31: Trình bày tóm tắt chức tầng mạng TL: chức tầng mạng: 21 Xác định đường đi: Tầng mạng phải xác định tuyến đường mà gói tin truyền từ nguồn đến đích Thuật tốn xác định tuyến đường gọi thuật toán định tuyến Thuật toán định tuyến định đường gói tin từ máy tính nhận đến máy tính gửi (trong ví dụ máy tính H1 máy tính H2) Trọng tâm chương thuật toán định tuyến Độ phức tạp thuật toán định tuyển tăng tỉ lệ với số lượng thiết bị định tuyến đường truyền, diều dẫn đến vấn đề định tuyến phân cấp Chuyển mạch: Khi gói tin đến đầu vào thiết bị định tuyến, phải định gửi gói tin đến đầu thích hợp Ví dụ, gói tin từ máy H1 đến router R1 phải chuyển đến router đường tới H2 Thiết lập đường truyền: Tại tầng vận tải, hai thực thể truyền thơng phải có giai đoạn “Bắt tay” trước trao đổi liệu thực Điều cho phép bên gửi bên nhận thiết lập thông tin trạng thái cần thiết Một số kiến trúc mạng khác (ví dụ ATM) địi hỏi thiết bị định tuyến tuyến đường từ nguồn đến đích phải “Bắt tay” trước bắt đầu truyền liệu thực sự, trình gọi thiết lập đường truyền Tầng mạng mô hình TCP/IP khơng địi hỏi cơng việc 22 Câu hỏi 2.38: Cho ví dụ địa IPv4 giải thích Trình bày phân lớp địa IPv4 TL: * VD: 192.168.1.68 192 số thập phân ứng với nhóm bit thứ địa 168 số thập phân ứng với nhóm bit thứ địa số thập phân ứng với nhóm bit thứ địa 68 số thập phân ứng với nhóm bit thứ địa Nhóm bit thứ 1,2,3 net bit Nhóm bit thứ host bit * Phân lớp địa IPv4 Địa IP chia thành lớp ký hiệu A, B, C, D, E với cấu trúc lớp xác định Các bit byte dùng để định danh lớp địa (0-lớp A, 10 - lớp B, 110 - lớp C, 1110 - lớp D, 11110 - lớp E) - Lớp A cho phép định danh tối đa 126 mạng (byte đầu tiên), với tối đa 16 triệu Host (3 byte lại) cho mạng Lớp dùng cho mạng có số trạm cực lớn 23 15 16 31 Ne Subne Hos tid tid tid - Lớp B cho phép định danh tới 16384 mạng con, với tối đa 65535 Host mạng Dạng địa lớp B: (Network number Network number.Host.Host) 15 16 Ne tid 31 Subnetid Hos tid - Lớp C cho phép định danh tới 2.097.150 mạng tối đa 254 Host cho mạng 23 Ne tid Subn etid Hos tid 24 - Lớp D dùng để gửi IP Datagram tới nhóm Host mạng Tất số lớn 233 trường đầu thuộc lớp D - Lớp E dự phòng để dùng tương lai Lớp Bit đặc trưn g Số lượng Mạng A 127 Số lượng Host Biểu diễn số Thập phân 16.777.214 0.1.0.0 - 126.255.255.255 24 B 10 16.383 C D E 110 2.097.151 1110 11110 65.534 128.1.0.0 191.255.255.255 234 192.1.0.0 223.0.0.0 240.0.0.0    Cấu trúc lớp địa IP Câu hỏi 2.42: Trình bày giải thuật định tuyến trạng thái kết nối (Link State) Đặc điểm giao thức định tuyến OSPF TL: * Thuật toán Link state(LS): Khởi tạo: N={A} For (tất nút v) if v kề A D(V)=c(A,v) else D(v)= ∞ Repeat Tìm w khơng N có D(w) nhỏ Bổ sung w vào N cập nhật D(v) cho tất v kề với w không nằm N: D(v)=min (D(v), D(w)+c(w,v)) /* giá đến v khác cũ giá cũ đến v biết giá đường ngắn đến w cộng với giá tớ w đến v */ Until tất nút nằm N 25 Bảng 1: Bảng trạng thái bước cho mạng D( D( D( D(b), c), D), E), 2, A 5, 1, ∞ 2, A 4, 2,D 2, A 3, 3, Bước N A AD ADE ADEB ABCDE ABCDEF Các bước thực hiện: D(F ), ∞ ∞ 4, 4, 4,E - Trong bước khởi tạo, giá thấp đường từ A đến nút hàng xóm B, C D tương ứng 2, 5, Chúng ta có ý nhỏ đây, giá đến C đặt (ngay sau thấy đường tốt nhất) giá đường nói trực tiếp từ A đến C Giá trị đến E F đặt vơ A E, F khơng có đường kết nối trực tiếp 26 - Trong bước tìm kiếm nút chưa đưa vào tập N xác định nút có giá đến thấp Đó nút D với giá D bổ sung vào N Dịng 12 thuật tốn LS thực để cập nhật D(v) cho tất nút v, kết nhận được trình bày dòng thứ (bước 1) bảng 4.2 Giá đường đến B không đổi Giá đường đến C (nhận giá trị bước khởi tạo trước) qua D có giá trị nhỏ Đây đường tốt chọn nút phía trước C đường ngắn từ A D tương tự vậy, giá đường đến E (qua D) tính bảng cập nhật tương ứng - Trong bước thứ hai, đường đến nút B E có giá thấp bổ sung E vào tập N (Bây N chứa A, D E) Giá đến nút chưa nằm N (gồm B, C F) cập nhật dòng 12 thuật tốn LS, kết dịng Khi thuật toán LS kết thúc, với nút xác định nút trước tuyến đường có giá thấp xuất phát từ nguồn với nút phía trước lại có nút phía trước nữa” Cuối xác định toàn đường từ nguồn đến tất nút đích * Đặc điểm giao thức định tuyến OSPF - Định tuyến nội miền: Cho phép trao đổi thông tin thiết bị định tuyến miền 27 - Hỗ trợ CIDR: hỗ trợ việc phân mạng, tạo lập mạng - Trao đổi thông tin kiểm chứng Hai thiết bị định tuyến trao đổi tin OSPF với tiến hành thủ tục kiểm tra để xác định nhận tin từ đối tượng, điều ngăn ngừa công phương pháp giả mạo - Sử dụng thuật tốn tìm đường dựa trạng thái kênh truyền - Hỗ trợ phân cấp miền Ưu điểm OSPF cho phép tiếp tục phân miền thành nhiều miền Câu hỏi 2.43: Trình bày giải thuật định tuyến Vector khoảng cách (Distance Vector) Đặt điểm giao thức định tuyến RIP TL: * Đặc điểm giao thức định tuyến RIP: - Định tuyến nội miền: Cho phép trao đổi thông tin thiết bị định tuyến miền - Đo khoảng cách chặng đường đi: Giá đường hai thiết bị đầu cuối xác định số lượng thiết bị định tuyến trung gian đường Độ dài tối đa tuyến đường 15, nghĩa đường kính tối đa miền 15 thiết bị định tuyến 28 - Truyền thông không tin cậy: RIP sử dụng UDP để chuyển tin tuyến đường - Gửi tin dạng quảng bá nhóm: RIP v1 sử dụng cách truyền quảng bá truyền hai thiết bị định tuyến, RIP v2 cho phép truyền theo chế độ nhóm - Thuật tốn vector khoảng cách: RIP sử dựng thuật toán vector khoảng cách Các thiết bị định tuyến hàng xóm trao đổi bảng định tuyến cho 90s lần (có thể thay đổi chu kỳ này) tin RIP (RIP response message, RIP advertisement), tin chứa tối đa 25 địa đích - Các máy tính thụ động nhận thông tin từ thiết bị định tuyến: RIP cho phép thiết bị đầu cuối (chủ yếu máy tính) lắng nghe cập nhật bảng định tuyến Điều đặc biệt hữu dụng với mạng có nhiều thiết bị định tuyến Khi máy tính mạng dễ dàng xác định thiết bị định tuyến cần chuyển tới * Giải thuật định tuyến Vector khoảng cách (Distance Vector) Cấu trúc liệu thuật toán DV bảng khoảng cách đặt nút Trong bảng khoảng cách, hàng ứng với nút đích mạng cột ứng với nút hàng xóm có đường kết nối trực tiếp đến Giả sử nút X muốn định tuyến đến đích Y qua nút hàng xóm Z Trong bảng khoảng cách nút 29 X, DX(Y, Z) tổng giá đường liên kết trực tiếp X Z- c(x, Z) với giá đường bé tớ Z đến Y Đó là: Dx(Y, Z) - c(X, Z) + minw{Dz(Y,w)} Hình vẽ: Thuật tốn DV nút X: Khởi tạo: for (tất nút kể với v) Dx(*, v) = ∞/* dấu * tất hàng*/ Dx(v, v) = c(x, v) for (tất đích Y) gửi minW D(Y, w) đến hàng xóm /* w chạy tập hàng xóm X*/ loop Đợi (thấy giá liên kết đến hàng xóm V thay đổi nhận cập nhật hàng xóm V) if (c(x, V) thay đổi lượng d)/* thay đổi giá tất đường đến đích qua v bằng, d dương âm*/ for (tất đích y: DX(y, V) = DX(y, V) + d else if (nhận cập nhật từ V đến Y) 30 /* đường ngắn từ V đến nút Y thay đổi*/ /* V gửi giá trị minW DW(Y, w)*/ /* gọi giá trị nhận newval*/ for (đích y): Dx y, V) = c(x, V) + newval if (chúng ta có minW DX(y, w) cho đích Y đó) gửi giá trị minW Dx (y, w) đến tất hàng xóm Forever Câu hỏi 2.50: Trình bày phương pháp truy nhập đường truyền vật lý dùng kỹ thuật CSMA/CD TL: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát xung đột Phương pháp sử dụng cho topo dạng tuyến tính, tất trạm mạng nối trực tiếp vào bus Mọi trạm truy nhập vào bus chung (đa truy nhập) cách ngẫu nhiên dẫn đến xung đột (hai nhiều trạm đồng thời truyền liệu) Dữ liệu truyền mạng theo khn dạng định sẵn có vùng thơng tin điều khiển chứa địa trạm đích Phương pháp CSMA/CD phương pháp cải tiến từ phương pháp CSMA hay gọi LBT (Listen Before Talk - Nghe trước nói) 31 Nguyên tắc hoạt động: Khi trạm truyền liệu, trước hết phải “nghe” xem đường truyền “bận” hay “rỗi” Nếu “rỗi” truyền liệu (theo khuôn dạng chuẩn), đường truyền “bận” thực giải thuật sau: Trạm tạm “rút lui” chờ đợi thời gian ngẫu nhiên, sau lại bắt đầu nghe đường truyền (Non persistent) Trạm tiếp tục “nghe” đến đường truyền rỗi truyền liệu với xác suất (persistent) Trạm tiếp tục “nghe” đến đường truyền rỗi truyền liệu với xác suất 0