các giao thức định tuyến

Các giao thức định tuyến Các khái niệm cơ bản về Mạng Máy Tính PGS Trương Diệu Linh Bộ môn Truyền thông và Mạng máy Jnh 1/25/16 Mục lục Ø Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ bản Ø Mô hình tham chiếu OSI, Ø Mô hình mạng TCP/IP Ø Kết luận 1/25/16 Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ •  Khái niệm: Gồm các nút mạng (máy Jnh) kết nối với nhau bằng các phương `ện truyền sử dụng một kiến trúc nào đó (topo, các giao thức) •  Mạng máy Jnh ngày nay là một hệ thống truyền thông phức tạp kết nối giữa nhiều mạng LANs và WANs khác nhau 1/25/16 Hình 1: Ví dụ Mạng máy tính Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ •  Các thành phần cấu thành Mạng máy Jnh bao gồm: –  Các hệ thống đầu cuối (end system) kết nối với nhau tạo thành mạng, có thể là các máy Jnh hoặc các thiết bị khác như PC, điện thoại di động, tablet, etc –  Môi trường truyền dẫn (communica`on media) mà các thông `n vật lý được truyền qua như cáp quang, cáp đồng trục, sóng di động, –  Topo kết nối –  Các giao thức truyền thông (Internet protocols) là các giao thức quy định cách thức các thực thể nhận, xử lý và truyền dữ liệu 1/25/16 Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ u Các thiết bị đầu cuối: Hình 2: Các thiết bị đầu cuối 1/25/16 Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ •  Các thiết bị mạng để kết nối các thiết bị đầu cuối với mạng máy Jnh hay mạng LAN: Hình 3: Các thiết bị mạng 1/25/16 Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ u Giao thức truyền thông (network protocol/ communication protocol): u Định nghĩa thông điệp quy trình trao đổi thông điệp nút mạng 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 1/25/16 Mạng máy Jnh – Những khái niệm cơ u topology Hình 4: Physical Topology 1/25/16 Mạng máy Jnh – 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 1/25/16 Mạng máy Jnh – 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 1/25/16 10 Tầng mạng TCP/IP u Tầng mạng (Internet layer), giao thức IP (Internet Protocol) ü Là giao thức hướng liệu sử dụng thiết bị/ máy đầu cuối để truyền liệu liên mạng chuyển mạch gói, ü Đơn vị liệu gói gói (packet datagram), ü Giao thức IP cung cấp dịch vụ gửi liệu không đảm -best effort ü IP cung cấp chế quy hoạch địa mạng, ü  Giao thức tầng mạng thông dụng ngày IPv4; IPv6 1/25/16 38 Tầng mạng 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 1/25/16 ID & Host ID, 39 ü Có lớp mạng (A, B, C, D E) định Tầng mạng TCP/IP u Tầng mạng TCP/IP, chế quy hoạch địa IPv4: Hình 27: Cơ chế định địa IPv4 1/25/16 40 Tầng mạng 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, Bảng 1: Ví dụ địa IP & subnet mask 1/25/16 Địa chỉ IP 192.168.1.1 11000000.10101000.00000001.00000001 Subnet mask 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 Địa chỉ mạng 192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.00000000 41 Tầng mạng 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 mạng khác với kích cỡ khác ü  Với n bit mượn m số bit hoạch định cho host lại, ta chia: •  2n subnet routers có hỗ trợ subnet-zero 2n - routers không hỗ trợ subnet zero •  2m – số host có subnet 1/25/16 42 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 1/25/16 43 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 mang nào? ü Bài tập 2: Cho địa host 172.16.159.2/18 cho biết địa thuộc mang 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 1/25/16 44 Cơ bản về chọn đường trong mạng IP •  Khi một máy trạm gửi một gói `n IP tới một máy khác –  Nếu địa chỉ đích nằm trên cùng một đường truyền vật lý: Chuyển trực `ếp –  Nếu địa chỉ đích nằm trên một mạng khác: Chuyển gián `ếp qua bộ định tuyến (chọn đường) Router Router 45 Cơ bản về chọn đường (2) Đích đến（Tìm đường đi） Đích đến? （Tìm đường đi） 46 Chọn đường là gì? •  Cơ chế để máy trạm hay bộ định tuyến chuyển `ếp gói `n từ nguồn đến đích •  Các thành phần của chọn đường –  Bảng chọn đường –  Thông `n chọn đường –  Giải thuật, giao thức chọn đường 47 Bộ định tuyến? •  Thiết bị chuyển `ếp các gói `n giữa các mạng –  Là một máy Jnh, với các phần cứng chuyên dụng –  Kết nối nhiều mạng với nhau –  Chuyển `ếp gói `n dựa trên bảng chọn đường •  Có nhiều giao diện •  Phù hợp với nhiều dạng lưu lượng và phạm vi của mạng 48 Một số ví dụ… YAMAHA RTX-1500 BUFFALO BHR-4RV Cisco 2600 PLANEX GW-AP54SAG Router ngoại vi Cisco CRS-1 Router mạng trục Hitachi GR2000-1B Juniper M10 http://www.cisco.com.vn Foundry Networks NetIron 800 Cisco 3700 Router cỡ trung http://www.juniper.net/ http://www.buffalotech.com 49 Bảng chọn đường •  Chỉ ra danh sách các đường đi có thể, được lưu trong bộ nhớ của router •  Các thành phần chính của bảng chọn đường –  Địa chỉ đích/mặt nạ mạng –  Router kế `ếp 50 Bảng chọn đường và cơ chế chuyển `ếp (1) Network 10.0.0.0/24 A 172.16.0.0/24 C Router A Router C Router B 10.0.0.0/24 10.0.0.0/24 Next-hop 172.16.0.0/24 192.168.0.0/24 172.16.0.0/24 Lưu ý quy tắc: No routes, no reachability! 51 Bảng chọn đường và cơ chế chuyển `ếp Internet (2) Router A Router C Router B 10.0.0.0/24 10.0.0.0/24 Network 172.16.0.0/24 192.168.0.0/24 Next-hop 10.0.0.0/24 A 172.16.0.0/24 C 192.168.0.0/24 Direct 172.16.0.0/24 Q Mô tả bảng chọn đường C Nếu C nối vào Internet? 52