Bài giảng môn mạng máy tính

CHNG 1: CN BN V MNG MY TNH 1.1 Khỏi nim mng mỏy tớnh Mng mỏy tớnh l mt hp cỏc mỏy tớnh c ni vi bi ng truyn theo mt cu trỳc no ú v thụng qua ú cỏc mỏy tớnh trao i thụng tin qua li cho ng truyn l h thng cỏc thit b truyn dn cú dõy hay khụng dõy dựng chuyn cỏc tớn hiu in t t mỏy tớnh ny n mỏy tớnh khỏc Cỏc tớn hiu in t ú biu th cỏc giỏ tr d liu di dng cỏc xung nh phõn (on - off) Tt c cỏc tớn hiu c truyn gia cỏc mỏy tớnh u thuc mt dng súng in t Tựy theo tn s ca súng in t cú th dựng cỏc ng truyn vt lý khỏc truyn cỏc tớn hiu õy ng truyn c kt ni cú th l dõy cỏp ng trc, cỏp xon, cỏp quang, dõy in thoi, súng vụ tuyn Cỏc ng truyn d liu to nờn cu trỳc ca mng Hai khỏi nim ng truyn v cu trỳc l nhng c trng c bn ca mng mỏy tớnh Hỡnh1: Mt mụ hỡnh liờn kt cỏc mỏy tớnh mng Nhng u im kt ni cỏc mỏy tớnh thnh mt mng mỏy tớnh: Nhiu ngi cú th dựng chung mt phn mm tin ớch Trao i thụng tin mt mng mỏy tớnh d dng D liu c qun lý trung nờn an ton hn, trao i gia nhng ngi s dng thun li hn, nhanh chúng hn Cú th dựng chung thit b ngoi vi him, t tin (mỏy in, mỏy v, ) Ngi s dng trao i vi th tớn (E-Mail), tin tc d dng Mt s ngi s dng khụng cn phi trang b mỏy tớnh t tin (chi phớ thp m chc nng li mnh) Mng mỏy tớnh cung cp mụi trng lm vic t xa (chớnh ph in t, hi ngh t xa, elearning ) 1.2 Cỏc thut ng c bn ca mng mỏy tớnh 1.2.1 Cỏc thit b mng a Repeater Khỏi nim: Repeater l loi thit b phn cng n gin nht cỏc thit b liờn kt mng, nú c hot ng tng vt lý ca mụ hỡnh h thng m OSI Repeater dựng ni mng ging hoc cỏc phn mt mng cựng cú mt nghi thc v mt cu hỡnh Khi Repeater nhn c mt tớn hiu t mt phớa ca mng thỡ nú s phỏt tip vo phớa ca mng Mụ hỡnh liờn kt mng ca Repeater Repeater khụng cú x lý tớn hiu m nú ch loi b cỏc tớn hiu mộo, nhiu, khuch i tớn hiu ó b suy hao (vỡ ó c phỏt vi khong cỏch xa) v khụi phc li tớn hiu ban u Vic s dng Repeater ó lm tng thờm chiu di ca mng Hot ng ca Repeater mụ hỡnh OSI Vic s dng Repeater khụng thay i ni dung cỏc tớn hin i qua nờn nú ch c dựng ni hai mng cú cựng giao thc truyn thụng (nh hai mng Ethernet hay hai mng Token ring) nhng khụng th ni hai mng cú giao thc truyn thụng khỏc (nh mt mng Ethernet v mt mng Token ring) Thờm na Repeater khụng lm thay i lng chuyn trờn mng nờn vic s dng khụng tớnh toỏn nú trờn mng ln s hn ch hiu nng ca mng Khi la chn s dng Repeater cn chỳ ý la chn loi cú tc chuyn phự hp vi tc ca mng b Hub Khỏi nim: Hub l mt repeater nhiu cng, ch hot ng tng vt lý (khuych i tớn hiu) Hot ng ca HUB mụ hỡnh OSI c Bridge Khỏi nim: L thit b lm vic n tng liờn kt d liu, nhn tớn hiu vt lý t cng, nhn dng dataframe, phõn tớch a ch mỏy ớch (a ch MAC : a ch vt lý s hiu NIC) Nu a ch mỏy nhn v mỏy gi cựng nm trờn mt on mng thỡ cu chn li khụng cho chuyn qua Nu l khỏc on mng thỡ cu cho chuyn qua Nu cu khụng xỏc nh c a ch ớch, nú chuyn frame d liu ti tt c cỏc on mng tr on mng ngun Vic s dng cu lm tng hiu qu s dng mng Bridge phõn chia mt mng thnh cỏc phõn on mng Hot ng ca Bridge mụ hỡnh OSI d Switch Khỏi nim: Switch c coi nh cu nhiu cng, l thit b lm vic n tng liờn kt d liu Mt Switch cú nhiu port vi nhiu on mng ni n chỳng Hot ng ca Switch mụ hỡnh OSI e Router Khỏi nim: Chc nng c bn ca router l gi i cỏc gúi d liu da trờn a ch phõn lp ca mng v cung cp cỏc dch v nh bo mt, qun lý lu thụng Ging nh bridge, router l mt thit b siờu thụng minh i vi cỏc mng thc s ln Router bit a ch ca tt c cỏc mỏy tớnh tng phớa v cú th chuyn cỏc thụng ip cho phự hp Chỳng cũn phõn ng nh truyn gi tng thụng ip cú hiu qu Theo mụ hỡnh OSI thỡ chc nng ca router thuc mc 3, cung cp thit b vi thụng tin cha cỏc header ca giao thc, giỳp cho vic x lý cỏc gúi d liu thụng minh Da trờn nhng giao thc, router cung cp dch v m ú mi packet d liu c c v chuyn n ớch mt cỏch c lp Khi s kt ni tng thờm, mng theo dng router tr nờn kộm hiu qu v cn suy ngh n s thay i Hot ng ca Router mụ hỡnh OSI 1.3.Cỏc loi hỡnh trng mng Khỏi nim: Topo mng xỏc nh cu trỳc ca mng Cỏc loi topo c dựng ph bin hin nay: a Bus Theo cỏch b trớ hnh lang cỏc ng nh hỡnh v thỡ mỏy ch (host) cng nh tt c cỏc mỏy tớnh khỏc (workstation) hoc cỏc nỳt (node) u c ni v vi trờn mt trc ng dõy cỏp chớnh chuyn ti tớn hiu Tt c cỏc nỳt u s dng chung ng dõy cỏp chớnh ny Phớa hai u dõy cỏp c bt bi mt thit b gi l terminator Cỏc tớn hiu v gúi d liu (packet) di chuyn lờn hoc xung dõy cỏp u mang theo i ch ca ni n Loi hỡnh mng ny dựng dõy cỏp ớt nht, d lp t Tuy vy cng cú nhng bt li ú l s cú s ựn tc di chuyn d liu vi lu lng ln v cú s hng húc on no ú thỡ rt khú phỏt hin, mt s ngng trờn ng dõy sa cha s ngng ton b h thng b Ring Mng dng ny, b trớ theo dng xoay vũng, ng dõy cỏp c thit k lm thnh mt vũng khộp kớn, tớn hiu chy quanh theo mt chiu no ú Cỏc nỳt truyn tớn hiu cho mi thi im ch c mt nỳt m thụi D liu truyn i phi cú kốm theo a ch c th ca mi trm tip nhn Mng dng vũng cú thun li l cú th ni rng xa, tng ng dõy cn thit ớt hn so vi hai kiu trờn Nhc im l ng dõy phi khộp kớn, nu b ngt mt ni no ú thỡ ton b h thng cng b ngng c Star Kt ni tt c cỏc cỏp ti mt im trung tõm Nu s dng star m rng kt ni cỏc star li vi thụng qua HUB hoc SWITCH Dng ny cú th m rng phm vi v mc bao ph ca mng Star m rng d Mesh Mi host mng cú ng ni riờng ti tt c cỏc host cũn li Tng kh nng trỏnh b giỏn on dch v mt mỏy b hng 1.4 Cỏc giao thc mng Khỏi nim: Mt cỏc tiờu chuNn trao i thụng tin gia hai h thng mỏy tớnh hoc hai thit b mỏy tớnh vi nhm m bo thụng tin cú th c trao i mt cỏch nhanh chúng, chớnh xỏc, thụng sut c gi l giao thc (Protocol) Cỏc giao thc (Protocol) cũn c gi l nghi thc hoc nh c ca mng mỏy tớnh T quỏ trỡnh trao i thụng tin gia hai i tng tham gia truyn thụng l ngi din nhiu mc: Tng tri thc: hai i tng tham gia cựng mc tri thc (cựng cỏch x lý thụng tin) Cựng cỏch biu din thụng tin (ngụn ng) Cựng mụi trng vt lý truyn tin a mụ hỡnh phõn tng (7 tng ) x lý thụng tin quỏ trỡnh trao i thụng tin gia hai i tng tham gia truyn thụng Mụ hỡnh OSI 1.5 Gii thiu mt s mng thụng dng a LAN (Local Area Networks): Mng cc b (LAN ) l h truyn thụng tc cao c thit k kt ni cỏc mỏy tớnh v cỏc thit b x lý d liu khỏc cựng hot ng vi mt khu vc a lý nh nh mt tng ca to nh, hoc mt to nh Mt s mng LAN cú th kt ni li vi mt khu lm vic Mt mng LAN bao gm cỏc thnh phn sau: Mỏy tớnh Card giao tip mng Cỏc thit b ngoi vi, ng truyn thit lp mng Cỏc thit b mng b WAN (Wide Area Network): Mng din rng, WAN liờn kt cỏc LAN v t cỏc LAN ny cú th truy xut n cỏc mỏy tớnh hay cỏc file server ti cỏc v trớ khỏc WAN cú phm vi a lý rng nờn cú kh nng cung cp thụng tin c lý xa cho doanh nghip c MAN (Metropolitan Area Network): Kt ni cỏc mỏy tớnh phm vi mt thnh ph Kt ni ny c thc hin thụng qua cỏc mụi trng truyn thụng tc cao (50-100 Mbit/s) Mt MAN thng bao gm hai hay nhiu LAN cựng mt vựng a lý d GAN (Global Area Network): Kt ni mỏy tớnh t cỏc chõu lc khỏc Thụng thng kt ni ny c thc hin thụng qua mng vin thụng v v tinh d SAN (Storage Area Network): L mt mng riờng dựng lu tr d liu, nú thớch hp vi cỏc h thng cn lu tr d liu d phũng, di chuyn file, tỏi to d liu gia cỏc h thng e VPN (Virtual Private Network): Mng dựng riờng o, l gii phỏp s dng thit b phn cng hoc phn mm liờn kt cỏc mng LAN ti cỏc c s khỏc ca mt c quan thnh mt mng LAN riờng bng cỏch s dng Internet lm backbone CHNG 2: KIN TRC PHN TNG V Mễ HèNH OSI 2.1 Kin trỳc phõn tng v mụ hỡnh OSI T thc t ca quỏ trỡnh trao i thụng tin gia hai i tng tham gia truyn thụng l ngi ta thy rng quỏ trỡnh trao i thụng tin c din nhiu mc (nhiu tng khỏc nhau) Tng tri thc: Hai i tng tham gia trao i phi cựng mc tri thc (cựng cỏch x lý thụng tin) Tng trỡnh din: Cựng cỏch biu din thụng tin (N gụn ng) Tng truyn dn: Cựng mụi trng vt lý truyn tin T ú ngi ta xõy dng mụ hỡnh trao i thụng tin gia cỏc mỏy tớnh da trờn kin trỳc phõn tng v in hỡnh nht l mụ hỡnh OSI N gi ta chia quỏ trỡnh truyn thụng thnh tng v mi tng lm mt nhim v c th quỏ trỡnh truyn thụng 2.2 Mụ hỡnh tham chiu h thng m OSI 2.2.1 Lch s ca OSI mng t kh nng ti a, cỏc tiờu chuNn c chn phi cho phộp m rng mng cú th phc v nhng ng dng khụng d kin trc tng lai ti lỳc lp t h thng v iu ú cng cho phộp mng lm vic vi nhng thit b c sn xut t nhiu hóng khỏc Hi ng tiờu chuNn quc t l ISO (International Standards Organization), cỏc nc thnh viờn lp nờn Cụng vic Bc M chu s iu hnh ca AN SI (American National Standards Institude) Hoa K AN SI ó y thỏc cho IEEE (Institude of Electrical and Electronics Engineers) phỏt trin v nhng tiờu chuNn k thut cho LAN 2.2.2 í ngha ca OSI ISO ó a mụ hỡnh mc (layers, cũn gi l lp hay tng) cho mng, gi l kiu h thng kt ni m hoc mụ hỡnh OSI (Open System Interconnection) Vic i mụ hỡnh OSI ó h tr vic kt ni v chia s thụng tin trờn mng mt cỏch hiu qu: - Cung cp mt chuNn chung cỏc hóng, nh phỏt trin phỏt trin cỏc ng dng ca mỡnh trờn h thng mng mỏy tớnh - Cho phộp nhiu kiu mng, phn cng, phn mm khỏc cú th giao tip c vi - N gn chn cỏc thay i ti mt lp nh hng n cỏc lp khỏc - Chia quỏ trỡnh truyn thụng trờn mng mỏy tớnh thnh nhng phn nh hn giỳp d hiu v d tip cn 255.255.0.0 255.255.192.0 16382 255.255.224.0 8190 255.255.240.0 14 4094 255.255.248.0 30 2460 255.255.252.0 62 1022 255.255.254.0 126 510 255.255 255.0 254 254 255.255.255.128 510 126 255.255.255.192 1022 62 S dng c Octet 255.255.255.224 2046 30 m rng mng 255.255.255.240 4094 14 255.255.255.248 8190 255.255.255.252 16382 S dng Octet m rng mng a ch lp B v lý thuyt cú octet u cho a ch mng, chia mng theo phng phỏp s dng tt c bit octet cho a ch mng, trờn thc tng ng vi lp C, nh vy v a ch N IC phõn l lp B nhng cỏch t chc a ch li lp C ( Xem Bng ph lc phõn a ch mng lp B ) Trong bng ny cn chỳ ý ct - khong cỏch a ch gia mng gii thiu cho chỳng ta cỏch tớnh a ch cỏc mng con, a ch cỏc mỏy ch trờn tng mng liờn quan ti ct 7,8,9,10 Vớ d: Trng hp Subnetmask 255.255.240.0 l rừ nht Chia c 14 mng con, mi mng cú 4094 mỏy ch, khong cỏch a ch gia hai mng l 16.0 cú ngha Mng cú a ch l xxx.yyy.16.0 ; Mng s cú a ch l xxx.yyy.16.0 + 16.0 = xxx.yyy.32.0 c tip tc nh vy ta s tớnh c a ch ca tng mng v mng 14 l xxx.yyy 224.0 a ch mỏy ch u tiờn trờn mng l xxx.yyy.16.1 ; a ch mỏy ch u tiờn trờn mng s l xxx.yyy.16.1 + 16.0 = xxx.yyy.32.1 Tip tc nh vy ta s tớnh a ch c mỏy ch u tiờn ca mng 14 l xxx.yyy.224.1 v.v Tng t chỳng ta bit c a ch cui cựng ca cỏc mỏy ch trờn mt mng Theo hng dn ny chỳng ta s tỡm c cỏc trng hp khỏc Túm li chia a ch mng cng phi theo mt quy lut nht nh ngoi ý mun ca chỳng ta, chia mng cng b mt khỏ nhiu a ch, mt ớt hay nhiu tu thuc vo cỏc trng hp c th 6.5 Cỏc phng phỏp phõn b a ch IP 6.5.1 Ly mt i ch IP 6.5.1.1 Ly mt a ch Internet Mt host mng cn ly mt a ch nht ton cc hot ng trờn Internet a ch vt lý hay MAC m host cú ch cú ý ngha cc b, nhn din host mng cc b m thụi Vỡ õy l a ch lp 2, nờn router khụng dựng nú chuyn s liu lờn LAN Cỏc a ch IP c dựng ph bin nht truyn thụng Internet Giao thc ny l mt lc a ch phõn cp, cho phộp cỏc a ch cỏ nhõn c liờn kt vi v c xem nh cỏc nhúm Cỏc nhúm a ch cho phộp truyn s liu qua Internet mt cỏch hiu qu N gi qun tr mng dựng phng phỏp gỏn a ch IP Cỏc phng phỏp ny gi l tnh hay ng N u hai host cú cựng a ch IP cú th gõy mt s xung t m qua ú khin cho c hai host u khụng th hot ng c Cỏc host cú mt a ch vt lý bi chỳng cú chung mt card giao tip mng (N IC) Cho phộp kt ni host vo mụi trng vt lý 6.5.1.2 S gỏn tnh mt a ch IP Gỏn a ch tnh phự hp cho cỏc mng nh ớt thay i N gi qun tr h thng gỏn bng tay v theo dừi cỏc a ch IP mi mỏy tớnh, mỏy in hay server trờn Internet Theo dừi tt l iu quan trng ngn cỏc phỏt sinh t s trựng lp a ch IP iu ny ch cú th cú mt s lng nh cỏc thit b cn theo dừi Cỏc server s c gỏn mt a ch IP tnh cho cỏc mỏy trm v cỏc thit b khỏc luụn bit c cỏch thc truy xut cỏc dch v cn thit Cỏc thit b khỏc c gỏn a ch IP tnh l cỏc mỏy in mng Cỏc server ng dng v router 6.5.1.3 Gỏn a ch theo RARP RARP (Reverse Address Resolution Protocol) liờn h mt a ch MAC ó bit vi mt a ch IP Liờn h ny cho phộp cỏc thit b mng úng gúi (encapsulation) s liu trc truyn s liu lờn mng Mt thit b mng vớ d nh diskless workstation cú th bit a ch MAC ca nú nhng li khụng bit a ch IP c gỏn cho nú RARP cho phộp cỏc thit b ny to mt yờu cu ly a ch IP ca minh Cỏc thit b dựng RARP Request qua ú mt RARP server cú mt trờn mng s phi tr li Xem xột mt vớ d ni m mt thit b ngun mun truyn s liu n thit b khỏc Trong vớ d ny, thit b ngun bit a ch MAC ca mỡnh nhng khụng th xỏc nh a ch IP ca nú bng RARP Thit b ngun phi gp c a ch MAC v a ch IP ca nú thit b ớch tip nhn s liu, sau ú truyn chỳng lờn cỏc lp cao hn mụ hỡnh OSI v ỏp ng li cho thit b ngun Do ú, ngun phi ng mt quỏ trỡnh c gi l RARP request Yờu cu giỳp thit b ngun phỏt hin c a ch IP ca nú RARP request l mt broadcast lờn mt LAN v mt ỏp ng bi mt RARP server, thnh phn ny thng l mt router RARP s dng nh dng gúi ging nh ARP Tuy nhiờn RARP request, MAC header v Operation code khỏc vi ARP request Khuụn dng gúi RARP cha cỏc v trớ cho cỏc a ch MAC ca cỏc thit b ngun v ớch File cha a ch IP ca ngun l rng broadcast ny i n mi thit b trờn mng Do ú a ch MAC ớch s c ghi vi tt c cỏc bit u l Cỏc mỏy trm chy RARP u cú mó chng trỡnh ROM hng dn chỳng ng mt quỏ trỡnh RARP 6.5.1.4 Gỏn a ch IP theo BOOTP Bootstrap protocol (BOOTP) l giao thc hot ng mụi trng client/server v ch yờu cu mt gúi n trao i ly mụt thụng tin IP Tuy nhiờn, khụng ging nh RARP, cỏc gúi BOOTP cú th cha cỏc a ch IP cng nh a ch ca mt router, a ch ca mt server v thụng tin ca nh cung cp Tuy nhiờn i vi BOOTP l nú khụng c thit k cung ng a ch rng Vi BOOTP, ngi qun tr mng to mt tin cu hỡnh ch cỏc thụng s cho cỏc thit b N gi qun tr phi b xung cỏc host v bo trỡ c s d liu BOOTP N gay c cỏc a ch IP c gỏn ng, phi cú mi quan h mt-mt gia s lng a ch IP v s lng host iu ny cú ngha l mi host trờn mng phi cú mt c trng (profile) BOOTP kốm theo s gỏn a ch IP trờn ú Khụng cú hai profile no cú cựng a ch IP vỡ profile ny cú th c dựng cựng lỳc v nh vy s cú th cú hai host cựng a ch IP Mt thit b dựng BOOTP ly mt a ch IP khi ng mỏy BOOTP dựng UDP ti cỏc thụng ip Thụng ip UDP c úng mt gúi IP Mt mỏy tớnh dựng BOOTP gi mt broadcast IP s dng a ch IP ớch vi tt c u l 1, 255.255.255.255 ký hiu thp phõn cú chm phõn cỏch Mt BOOTP server nhn broadcast ny v sau ú chuyn ngc li broadcast Client nhn mt frame v kim tra a ch MAC N u client thy a ch MAC ca nú file a ch ớch v mt broadcast file ớch IP, nú tin hnh ly v lu a ch IP cựng vi thụng tin khỏc c cung cp thụng ip hi ỏp BOOTP ny 6.5.1.5 Qun lý a ch IP theo DHCP Dynamic Host Configuration Protocol l giao thc tip i sau BOOTP Khụng ging nh BOOTP, DHCP cho phộp mt host ly a ch IP mt cỏch linh ng khụng cn ngi qun tr mng thit lp mt profile riờng cho mi thit b Tt c nhng gỡ c yờu cu dựng DHCP l nh ngha mt di a ch IP trờn mt DHCP server Khi cỏc host tham gia vo mng, chỳng liờn h vi DHCP server v yờu cu mt a ch IP DHCP server chn mt a ch v cp cho host ny Vi DHCP, ton b cu hỡnh mng ca mt mỏy tớnh cú th c ly v ch qua mt thụng ip Trong ú bao hm tt c cỏc s liu c cung cp bi thụng ip BOOTP, cng vi a ch IP c cp v mt subnet mask u im chu yu m DHCP cú so vi BOOTP l cho phộp cỏc user cú th di chuyn c tớnh di ng ny cho phộp cỏc user thay i tựy thớch cỏc kt ni mng t v trớ ny sang v trớ khỏc Khụng cũn yờu cu gi mt profile c nh cho tng thit b ni vo mng ging nh h thng BOOTP iu quan trng i vi u th ca DHCP l kh nng cp mt a ch IP cho mt thit b v sau ú thu hi li cp cho thit b khỏc sau user u tiờn khụng cũn dựng na iu ny cú ngha l DHCP cung cp mt h s mt-nhiu (one-tomany) ca cỏc a ch IP v mt a ch IP l kh dng cho mi ngi kt ni vo mng 6.6 Giao thc IP 6.6.1 Tng quỏt N him v chớnh ca giao thc IP l cung cp kh nng kt ni cỏc mng thnh liờn kt mng truyn d liu, vai trũ ca IP l vai trũ ca giao thc tng mng mụ hỡnh OSI Giao thc IP l mt giao thc kiu khụng liờn kt (connectionlees) cú ngha l khụng cn cú giai on thit lp liờn kt trc truyn d liu S a ch húa nh danh cỏc trm (host) liờn mng c gi l a ch IP 32 bits (32 bit IP address) Mi giao din mỏy cú h tr giao thc IP u phi c gỏn a ch IP (mt mỏy tớnh cú th gn vi nhiu mng vy cú th cú nhiu a ch IP) a ch IP gm phn: a ch mng (netid) v a ch mỏy (hostid) Mi a ch IP cú di 32 bits c tỏch thnh vựng (mi vựng byte), cú th biu th di dng thp phõn, bỏt phõn, thp lc phõn hay nh phõn Cỏch vit ph bin nht l dựng ký phỏp thp phõn cú du chm (dotted decimal notation) tỏch cỏc vựng Mc ớch ca a ch IP l nh danh nht cho mt mỏy tớnh bt k trờn liờn mng Do t chc v ln ca cỏc mng (subnet) ca liờn mng cú th khỏc nhau, ngi ta chia cỏc a ch IP thnh lp, ký hiu l A, B, C, D v E Trong lp A, B, C cha a ch cú th gỏn c Lp D dnh riờng cho lp k thut multicasting Lp E c dnh nhng ng dng tng lai N etid a ch mng dựng nhn dng tng mng riờng bit Cỏc mng liờn kt phi cú a ch mng (netid) riờng cho mi mng õy cỏc bit u tiờn ca byte u tiờn c dựng nh danh lp a ch (0 - lp A, 10 - lp B, 110 - lp C, 1110 - lp D v 11110 - lp E) ỷ õy ta xột cu trỳc ca cỏc lp a ch cú th gỏn c l lp A, lp B, lp C Cu trỳc ca cỏc a ch IP nh sau: Mng lp A: a ch mng (netid) l Byte v a ch host (hostid) l byte Mng lp B: a ch mng (netid) l Byte v a ch host (hostid) l byte Mng lp C: a ch mng (netid) l Byte v a ch host (hostid) l byte Lp A cho phộp nh danh ti 126 mng, vi ti a 16 triu host trờn mi mng Lp ny c dựng cho cỏc mng cú s trm cc ln Lp B cho phộp nh danh ti 16384 mng, vi ti a 65534 host trờn mi mng Lp C cho phộp nh danh ti triu mng, vi ti a 254 host trờn mi mng Lp ny c dựng cho cỏc mng cú ớt trm Hỡnh 7.1: Cu trỳc cỏc lp a ch IP Mt s a ch cú tớnh cht c bit: Mt a ch cú hostid = c dựng hng ti mng nh danh bi vựng netid N gc li, mt a ch cú vựng hostid gm ton s c dựng hng ti tt c cỏc host ni vo mng netid, v nu vựng netid cng gm ton s thỡ nú hng ti tt c cỏc host liờn mng Hỡnh 7.2: Vớ d cu trỳc cỏc lp a ch IP Cn lu ý rng cỏc a ch IP c dựng nh danh cỏc host v mng tng mng ca mụ hỡnh OSI, v chỳng khụng phi l cỏc a ch vt lý (hay a ch MAC) ca cỏc trm trờn ú mt mng cc b (Ethernet, Token Ring.) Trong nhiu trng hp, mt mng cú th c chia thnh nhiu mng (subnet), lỳc ú cú th a thờm cỏc vựng subnetid nh danh cỏc mng Vựng subnetid c ly t vựng hostid, c th i vi lp A, B, C nh vớ d sau: Hỡnh 7.3: Vớ d a ch b sung vựng subnetid n v d liu dựng IP c gi l gúi tin (datagram), cú khuụn dng Hỡnh 7.4: Dng thc ca gúi tin IP í ngha ca thụng s nh sau: VER (4 bits): ch version hin hnh ca giao thc IP hin c ci t, Vic cú ch s version cho phộp cú cỏc trao i gia cỏc h thng s dng version c v h thng s dng version mi IHL (4 bits): ch di phn u (Internet header Length) ca gúi tin datagram, tớnh theo n v t ( 32 bits) Trng ny bt but phi cú vỡ phn u IP cú th cú di thay i tựy ý di ti thiu l t (20 bytes), di ti a l 15 t hay l 60 bytes Type of service (8 bits): c t cỏc tham s v dch v nhm thụng bỏo cho mng bit dch v no m gúi tin mun c s dng, chng hn u tiờn, thi hn chm tr, nng sut truyn v tin cy Hỡnh sau cho bit ý ngh ca trng bits ny Precedence (3 bit): ch th v quyn u tiờn gi datagram, nú cú giỏ tr t (gúi tin bỡnh thng) n (gúi tin kim soỏt mng) D (Delay) (1 bit): ch tr yờu cu ú D = gúi tin cú tr bỡnh thng D = gúi tin tr thp T (Throughput) (1 bit): ch thụng lng yờu cu s dng truyn gúi tin vi la chn truyn trờn ng thụng sut thp hay ng thụng sut cao T = thụng lng bỡnh thng v T = thụng lng cao R (Reliability) (1 bit): ch tin cy yờu cu R = tin cy bỡnh thng R = tin cy cao Total Length (16 bits): ch di ton b gúi tin, k c phn u tớnh theo n v byte vi chiu di ti a l 65535 bytes Hin gii hn trờn l rt ln nhng tng lai vi nhng mng Gigabit thỡ cỏc gúi tin cú kớch thc ln l cn thit Identification (16 bits): cựng vi cỏc tham s khỏc (nh Source Address v Destination Address) tham s ny dựng nh danh nht cho mt datagram khong thi gian nú cũn trờn liờn mng Flags (3 bits): liờn quan n s phõn on (fragment) cỏc datagram, Cỏc gúi tin i trờn ng i cú th b phõn thnh nhiu gúi tin nh, trng hp b phõn on thỡ trng Flags c dựng iu khin phõn on v tỏi lp ghộp bú d liu Tựy theo giỏ tr ca Flags s cú ý ngha l gúi tin s khụng phõn on, cú th phõn on hay l gúi tin phõn on cui cựng Trng Fragment Offset cho bit v trớ d liu thuc phõn on tng ng vi on bt u ca gúi d liu gc í ngha c th ca trng Flags l: bit 0: reserved - cha s dng, luụn ly giỏ tr bit 1: (DF) = (May Fragment) = (Don't Fragment) bit 2: (MF) = (Last Fragment) = (More Fragments) Fragment Offset (13 bits): ch v trớ ca on (fragment) datagram tớnh theo n v bytes, cú ngha l phn d liu mi gúi tin (tr gúi tin cui cựng) phi cha mt vựng d liu cú di l bi s ca bytes iu ny cú ý ngha l phi nhõn giỏ tr ca Fragment offset vi tớnh lch byte Time to Live (8 bits): qui nh thi gian tn ti (tớnh bng giõy) ca gúi tin mng trỏnh tỡnh trng mt gúi tin b quNn trờn mng Thi gian ny c cho bi trm gi v c gim i (thng qui c l n v) datagram i qua mi router ca liờn mng Thi lng ny gim xung ti mi router vi mc ớch gii hn thi gian tn ti ca cỏc gúi tin v kt thỳc nhng ln lp li vụ hn trờn mng Sau õy l s iu cn lu ý v trng Time To Live: N ỳt trung gian ca mng khụng c gi gúi tin m trng ny cú giỏ tr= Mt giao thc cú th n nh Time To Live thc hin cuc tỡm ti nguyờn trờn mng phm vi m rng Mt giỏ tr c nh ti thiu phi ln cho mng hot ng tt Protocol (8 bits): ch giao thc tng trờn k tip s nhn vựng d liu trm ớch (hin ti thng l TCP hoc UDP c ci t trờn IP) Vớ d: TCP cú giỏ tr trng Protocol l 6, UDP cú giỏ tr trng Protocol l 17 Header Checksum (16 bits): Mó kim soỏt li ca header gúi tin IP Source Address (32 bits): a ch ca mỏy ngun Destination Address (32 bits): a ch ca mỏy ớch Options ( di thay i): khai bỏo cỏc la chn ngi gi yờu cu (tu theo tng chng trỡnh) Padding ( di thay i): Vựng m, c dựng m bo cho phn header luụn kt thỳc mt mc 32 bits Data ( di thay i): Trờn mt mng cc b nh vy, hai trm ch cú th liờn lc vi nu chỳng bit a ch vt lý ca N h vy t l phi thc hin ỏnh x gia a ch IP (32 bits) v a ch vt lý (48 bits) ca mt trm 6.6.2 Cỏc giao thc mng IP mng vi giao thc IP hot ng c tt ngi ta cn mt s giao thc b sung, cỏc giao thc ny u khụng phi l b phn ca giao thc IP v giao thc IP s dựng n chỳng cn Giao thc ARP (Address Resolution Protocol): õy cn lu ý rng cỏc a ch IP c dựng nh danh cỏc host v mng tng mng ca mụ hỡnh OSI, v chỳng khụng phi l cỏc a ch vt lý (hay a ch MAC) ca cỏc trm trờn ú mt mng cc b (Ethernet, Token Ring.) Trờn mt mng cc b hai trm ch cú th liờn lc vi nu chỳng bit a ch vt lý ca N h vy t l phi tỡm c ỏnh x gia a ch IP (32 bits) v a ch vt lý ca mt trm Giao thc ARP ó c xõy dng tỡm a ch vt lý t a ch IP cn thit Giao thc RARP (Reverse Address Resolution Protocol): L giao thc ngc vi giao thc ARP Giao thc RARP c dựng tỡm a ch IP t a ch vt lý Giao thc ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thc ny thc hin truyn cỏc thụng bỏo iu khin (bỏo cỏo v cỏc tỡnh trng cỏc li trờn mng.) gia cỏc gateway hoc mt nỳt ca liờn mng Tỡnh trng li cú th l: mt gúi tin IP khụng th ti ớch ca nú, hoc mt router khụng b nh m lu v chuyn mt gúi tin IP, Mt thụng bỏo ICMP c to v chuyn cho IP IP s "bc" (encapsulate) thụng bỏo ú vi mt IP header v truyn n cho router hoc trm ớch 6.6.3 Cỏc bc hot ng ca giao thc IP Khi giao thc IP c ng nú tr thnh mt thc th tn ti mỏy tớnh v bt u thc hin nhng chc nng ca mỡnh, lỳc ú thc th IP l cu thnh ca tng mng, nhn yờu cu t cỏc tng trờn nú v gi yờu cu xung cỏc tng di nú i vi thc th IP mỏy ngun, nhn c mt yờu cu gi t tng trờn, nú thc hin cỏc bc sau õy: To mt IP datagram da trờn tham s nhn c Tớnh checksum v ghộp vo header ca gúi tin Ra quyt nh chn ng: hoc l trm ớch nm trờn cựng mng hoc mt gateway s c chn cho chng tip theo Chuyn gúi tin xung tng di truyn qua mng i vi router, nhn c mt gúi tin i qua, nú thc hin cỏc ng tỏc sau: 1) Tớnh chesksum, nu sai thỡ loi b gúi tin 2) Gim giỏ tr tham s Time - to Live nu thi gian ó ht thỡ loi b gúi tin 3) Ra quyt nh chn ng 4) Phõn on gúi tin, nu cn 5) Kin to li IP header, bao gm giỏ tr mi ca cỏc vựng Time - to -Live, Fragmentation v Checksum 6) Chuyn datagram xung tng di chuyn qua mng Cui cựng mt datagram nhn bi mt thc th IP trm ớch, nú s thc hin bi cỏc cụng vic sau: 1) Tớnh checksum N u sai thỡ loi b gúi tin 2) Tp hp cỏc on ca gúi tin (nu cú phõn on) 3) Chuyn d liu v cỏc tham s iu khin lờn tng trờn 6.7 Giao thc iu khin truyn d liu TCP TCP l mt giao thc "cú liờn kt" (connection - oriented), ngha l cn phi thit lp liờn kt gia hai thc th TCP trc chỳng trao i d liu vi Mt tin trỡnh ng dng mt mỏy tớnh truy nhp vo cỏc dch v ca giao thc TCP thụng qua mt cng (port) ca TCP S hiu cng TCP c th hin bi bytes Hỡnh 6.7: Cng truy nhp dch v TCP Mt cng TCP kt hp vi a ch IP to thnh mt u ni TCP/IP (socket) nht liờn mng Dch v TCP c cung cp nh mt liờn kt logic gia mt cp u ni TCP/IP Mt u ni TCP/IP cú th tham gia nhiu liờn kt vi cỏc u ni TCP/IP xa khỏc Trc truyn d liu gia trm cn phi thit lp mt liờn kt TCP gia chỳng v khụng cũn nhu cu truyn d liu thỡ liờn kt ú s c gii phúng Cỏc thc th ca tng trờn s dng giao thc TCP thụng qua cỏc hm gi (function calls) ú cú cỏc hm yờu cu yờu cu, tr li Trong mi hm cũn cú cỏc tham s dnh cho vic trao i d liu Cỏc bc thc hin thit lp mt liờn kt TCP/IP: Thit lp mt liờn kt mi cú th c m theo mt phng thc: ch ng (active) hoc b ng (passive) Phng thc b ng, ngi s dng yờu cu TCP ch i mt yờu cu liờn kt gi n t xa thụng qua mt u ni TCP/IP (ti ch) N gi s dng dựng hm passive Open cú khai bỏo cng TCP v cỏc thụng s khỏc (mc u tiờn, mc an ton) Vi phng thc ch ng, ngi s dng yờu cu TCP m mt liờn kt vi mt mt u ni TCP/IP xa Liờn kt s c xỏc lp nu cú mt hm Passive Open tng ng ó c thc hin ti u ni TCP/IP xa ú Bng lit kờ mt vi cng TCP ph bin S hiu cng Mụ t Reserved Remote job entry Echo Discard 11 Systat 13 Daytime 15 N estat 17 Quotd (quote odd day 20 ftp-data 21 ftp (control) 23 Telnet 25 SMTP 37 Time 53 N ame Server 102 ISO - TSAP 103 X.400 104 X.400 Sending 111 Sun RPC 139 N et BIOS Session source 160 - 223 Reserved Khi ngi s dng gi i mt yờu cu m liờn kt s c nhn hai thụng s tr li t TCP Thụng s Open ID c TCP tr li lp tc gỏn cho mt liờn kt cc b (local connection name) cho liờn kt c yờu cu Thụng s ny v sau c dựng tham chiu ti liờn kt ú (Trong trng hp nu TCP khụng th thit lp c liờn kt yờu cu thỡ nú phi gi tham s Open Failure thụng bỏo.) Khi TCP thit lp c liờn kt yờu cu nú gi tham s Open Sucsess c dựng thụng bỏo liờn kt ó c thit lp thnh cụng Thụng bỏo ny dc chuyn n c hai trng hp b ng v ch ng Sau mt liờn kt c m, vic truyn d liu trờn liờn kt cú th c thc hin Cỏc bc thc hin truyn v nhn d liu: Sau xỏc lp c liờn kt ngi s dng gi v nhn d liu Vic gi v nhn d liu thụng qua cỏc hm Send v receive Hm Send: D liu c gi xung TCP theo cỏc (block) Khi nhn c mt d liu, TCP s lu tr b m (buffer) N u c PUSH c dng thỡ ton b d liu b m c gi, k c d liu mi n s c gi i N gc li c PUSH khụng c dng thỡ d liu c gi li b m v s gi i cú c hi thớch hp (chng hn ch thờm d liu na gi i vi hiu qu hn) Hm reveive: trm ớch d liu s c TCP lu b m gn vi mi liờn kt N u d liu c ỏnh du vi mt c PUSH thỡ ton b d liu b m (k c cỏc d liu c lu t trc) s c chuyn lờn cho ngi s dng Cũn nu d liu n khụng c ỏnh du vi c PUSH thỡ TCP ch ti thớch hp mi chuyn d liu vi mc tiờu tng hiu qu h thng N chung vic nhn v giao d liu cho ngi s dng ớch ca TCP ph thuc vo vic ci t c th Trng hp cn chuyn gp d liu cho ngi s dng thỡ cú th dựng c URGEN T v ỏnh du d liu bng bit URG bỏo cho ngi s dng cn phi s lý khNn cp d liu ú Cỏc bc thc hin úng mt liờn kt: Vic úng mt liờn kt khụng cn thit c thc hiờn theo mt hai cỏch: dựng hm Close hoc dựng hm Abort Hm Close: yờu cu úng liờn kt mt cỏch bỡnh thng Cú ngha l vic truyn d liu trờn liờn kt ú ó hon tt Khi nhn c mt hm Close TCP s truyn i tt c d liu cũn b m thụng bỏo rng nú úng liờn kt Lu ý rng mt ngi s dng ó gi i mt hm Close thỡ nú phi tip tc nhn d liu n trờn liờn kt ú cho n TCP ó bỏo cho phớa bờn bit v vic úng liờn kt v chuyn giao ht tt c d liu cho ngi s dng ca mỡnh Hm Abort: N gi s dng cú th úng mt liờn kt bt v s khụng chp nhn d liu qua liờn kt ú na Do vy d liu cú th b mt i ang c truyn i TCP bỏo cho TCP xa bit rng liờn kt ó c hy b v TCP xa s thụng bỏo cho ngi s dng ca mỡnh Mt s hm khỏc ca TCP: Hm Status: cho phộp ngi s dng yờu cu cho bit trng thỏi ca mt liờn kt c th, ú TCP cung cp thụng tin cho ngi s dng Hm Error: thụng bỏo cho ngi s dng TCP v cỏc yờu cu dch v bt hp l liờn quan n mt liờn kt cú tờn cho trc hoc v cỏc li liờn quan n mụi trng n v d liu s dng TCP c gi l segment (on d liu), cú cỏc tham s vi ý ngha nh sau: Hỡnh 7.5: Dng thc ca segment TCP Source Por (16 bits): S hiu cng TCP ca trm ngun Destination Port (16 bit): S hiu cng TCP ca trm ớch Sequence N umber (32 bit): s hiu ca byte u tiờn ca segment tr bit SYN c thit lp N y bit SYN c thit lp thỡ Sequence N umber l s hiu tun t u (ISN ) v byte d liu u tiờn l ISN +1 Acknowledgment N umber (32 bit): s hiu ca segment tip theo m trm ngun ang ch nhn N gm ý bỏo nhn tt (cỏc) segment m trm ớch ó gi cho trm ngun Data offset (4 bit): s lng bi ca 32 bit (32 bit words) TCP header (tham s ny ch v trớ bt u ca ngun d liu) Reserved (6 bit): dnh dựng tng lai Control bit (cỏc bit iu khin): URG: Vựng tr khNn (Ucgent Poiter) cú hiu lc ACK: Vựng bỏo nhn (ACK number) cú hiu lc PSH: Chc nng PUSH RST: Khi ng li (reset) liờn kt SYN : ng b húa s hiu tun t (sequence number) FIN : Khụng cũn d liu t trm ngun Window (16 bit): cp phỏt credit kim soỏt ngun d liu (c ch ca s) õy chớnh l s lng cỏc byte d liu, bt u t byte c ch vựng ACK number, m trm ngun ó saỹn sng nhn Checksum (16 bit): mó kim soỏt li cho ton b segment (header + data) Urgemt Poiter (16 bit): tr ny tr ti s hiu tun t ca byte i theo sau d liu khNn Vựng ny ch cú hiu lc bit URG c thit lp Options ( di thay i): khai bỏo cỏc option ca TCP, ú cú di ti a ca vựng TCP data mt segment Paddinh ( di thay i): phn chốn thờm vo header m bo phn header luụn kt thỳc mt mc 32 bit Phn thờm ny gm ton s TCP data ( di thay i): cha d liu ca tng trờn, cú di ti a ngm nh l 536 byte Giỏ tr ny cú th iu chnh bng cỏch khai bỏo vựng options 6.8 Giao thc UDP (User Datagram Protocol) UDP (User Datagram Protocol) l giao thc theo phng thc khụng liờn kt c s dng thay th cho TCP trờn IP theo yờu cu ca tng ng dng Khỏc vi TCP, UDP khụng cú cỏc chc nng thit lp v kt thỳc liờn kt Tng t nh IP, nú cng khụng cung cp c ch bỏo nhn (acknowledgment), khụng sp xp tun t cỏc gúi tin (datagram) n v cú th dn n tỡnh trng mt hoc trựng d liu m khụng cú c ch thụng bỏo li cho ngi gi Qua ú ta thy UDP cung cp cỏc dch v chuyn khụng tin cy nh TCP Khuụn dng UDP datagram c mụ t vi cỏc vựng tham s n gin hn nhiu so vi TCP segment Hỡnh 6.8: Dng thc ca gúi tin UDP UDP cng cung cp c ch gỏn v qun lý cỏc s hiu cng (port number) nh danh nht cho cỏc ng dng chy trờn mt trm ca mng Do ớt chc nng phc nờn UDP thng cú xu th hot ng nhanh hn so vi TCP N ú thng c dựng cho cỏc ng khụng ũi hi tin cy cao giao Window size (16 bits) : cp phỏt th kim soỏt lung d liu (c ch ca s trt) õy chớnh l s lng cỏc byte d liu bt u t byte c ch vựng ACK number m trm ngun sn sng nhn Checksum (16 bits) Mó kim soỏt li cho ton b segment c phn header v d liu Urgent Pointer (16 bits) Con tr tr ti s hiu tun t ca byte cui cựng dũng d liu khNn cho phộp bờn nhn bit c di ca d liu khNn Vựng ny ch cú hiu lc bit URG c thit lp Option ( di thay i ) Khai bỏo cỏc tu chn ca TCP ú thụng thng l kớch thc cc i ca segment: MSS (Maximum Segment Size) TCP data ( di thay i ) Cha d liu ca tng ng dng cú di ngm nh l 536 byte Giỏ tr ny cú th iu chnh c bng cỏch khai bỏo vựng Option TI LIU THAM KHO [1] Cisco Certification Network Associate - Semester (CCNA1) - Cisco press [2] Nguyễn Thúc Hải, Mạng máy tính v hệ thống mở , NXB Giáo dục, 1997 [3] Nguyễn Gia Hiểu, Mạng máy tính , NXB Thống kê, 1999 ... trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà chức nǎng lại mạnh) • Mạng máy tính cung cấp môi trường làm việc từ xa (chính phủ điện tử, hội nghị từ xa, elearning ) 1.2 Các thuật ngữ mạng máy tính. .. hai mạng có giao thức truyền thông khác (như mạng Ethernet mạng Token ring) Thêm Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận mạng nên việc sử dụng không tính toán mạng lớn hạn chế hiệu mạng. .. thống máy tính hai thiết bị máy tính với nhằm đảm bảo để thông tin trao đổi cách nhanh chóng, xác, thông suốt gọi giao thức (Protocol) Các giao thức (Protocol) gọi nghi thức định ước mạng máy tính