Giao thuc internet TCPIP

BỘ GIAO THỨC TCP/IP I Giới Thiệu: -Để máy máy tính liên lạc với qua mạng, chúng phải sử dụng ngơn ngữ hay gọi giao thức (Protocol) Giao thức hệ luật chuẩn cho phép máy tính mạng liên lạc với -TCP/IP viết tắt Transmission Control Protocol (Giao thức Điều Khiển Truyền Thông) / Internet Protocol (Giao thức Internet) -TCP/IP không gồm giao thức mà thực tế tập hợp nhiều giao thức Chúng ta gọi Hệ Giao Thức hay Bộ Giao Thức (Suite Of Protocols) Bài viết tập trung vào Bộ Giao Thức II Tổng quát: -Để cho máy tính trao đổi liệu với TCP/IP sử dụng mơ hình truyền thơng tầng hay gọi Mơ Hình DoD (Mơ hình Bộ Quốc Phòng Mỹ) Các tầng mơ hình (Theo thứ tự từ xuống): + Application Layer (Tầng Ứng Dụng) + Transport Layer (Tầng Giao Vận) + Internet Layer (Tầng Liên Mạng) + Network Access Interface Layer(Tầng Giao Diện Mạng) - Mỗi giao thức Họ TCP/IP thuộc tầng Ta tìm hiểu tầng 1.Network Interface Layer: - Tầng Giao Diện Mạng có trách nhiệm đưa liệu tới nhận liệu từ phương tiện truyền dẫn Tầng gồm thiết bị phần cứng vật lí chẳng hạn Card Mạng Cáp Mạng - Card Mạng chẳng hạn card Ethernet chứa số HEX 12 kí tự (00-18-37-03-C0-F4) gọi Địa Chỉ MAC (Media Access Control) hay Địa Chỉ Truy Nhập Phương Tiện MAC đóng vai trò quan trọng việc gán địa truyền liệu - số giao thức tiêu biểu thuộc tầng gồm : + ATM (Asynchronous Transfer Mode) + Ethernet + Token Ring + FDDI (Fiber Distributed Data Interface) + Frame Relay 2.Internet Layer: - Nằm bên tầng giao diện mạng Tầng có chức gán địa chỉ, đóng gói định tuyến (Route) liệu giao thức quan trọng tầng gồm: + IP (Internet Protocol): Có chức gán địa cho liệu trước truyền định tuyến chúng tới đích + ARP (Address Resolution Protocol): Có chức biên dịch địa IP máy đích thành địa MAC + ICMP (Internet Control Message Protocol): Có chức thơng báo lỗi trường hợp truyền liệu bị hỏng + IGMP (Internet Group Management Protocol): Có chức điều khiển truyền đa hướng (Multicast) 3.Transport Layer: - Có trách nhiệm thiết lập phiên truyền thơng máy tính quy định cách truyền liệu giao thức tầng gồm: + UDP (User Datagram Protocol): Còn gọi Giao Thức Gói Người Dùng UDP cung cấp kênh truyền thơng phi kết nối nên khơng đảm bảo truyền liệu cách tin cậy Các ứng dụng dùng UDP thường truyền gói có kích thước nhỏ, độ tin cậy liệu phụ thuộc vào ứng dụng + TCP (Transmission Control Protocol): Ngược lại với UDP, TCP cung cấp kênh truyền thông hướng kết nối đảm bảo truyền liệu cách tin cậy TCP thường truyền gói tin có kích thước lớn yêu cầu phía nhận xác nhận gói tin nhận 4.Application Layer: - Gồm nhiều giao thức cung cấp cho ứng dụng người dùng Được sử dụng để định dạng trao đổi thông tin người dùng số giao thức thông dụng tầng là: + DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao Thức Cấu Hình Trạm Động + DNS (Domain Name System): Hệ Thống Tên Miền + SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao Thức Quản Lý Mạng Đơn Giản + FTP (File Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Tập Tin + TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Tập Tin Bình Thường + SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Thư Đơn Giản + TELNET ***Bảng sau mô tả khái quát Bộ Giao Thức TCP/IP: PHẦN : ĐỊA CHỈ IP I Địa IP: - Mỗi máy mạng TCP/IP hay gọi trạm TCP/IP nhận dạng địa IP logic Mỗi trạm hay thiết bị mạng sử dụng TCP/IP để truyền thông cần có địa IP - Địa IP cho biết vị trí hệ thống mạng giống địa xác định nhà đường Tương tự khu dân cư Địa IP phải toàn cầu phải viết định dạng chuẩn - Mỗi địa IP chia thành phần : Phần địa mạng (Net ID) Phần địa trạm (Host ID) + Net ID: Dùng để nhận dạng hệ thống khu vực vật lý gọi Phân Đoạn (Segment) Mọi hệ thống Phân Đoạn phải có Địa Chỉ Mạng Phần địa phải số mạng có + Host ID: Dùng để nhận dạng trạm làm việc, máy chủ, Router trạm TCP/IP phân đoạn Phần địa trạm phải mạng - Giống địa bưu điện gồm phần: MÃ BƯU ĐIỆN – SỐ NHÀ,TÊN ĐƯỜNG Địa IP gồm phần: NET ID – HOST ID + Phần đầu tiên, NET ID nhận dạng mạng mà máy tính nối tới, tất máy tính mạng phải có NET ID giống nhà quận phải có MÃ BƯU ĐIỆN + Phần thứ hai, HOST ID xác định máy tính, router thiết bị mạng khác mạng HOST ID phải mạng giống SỐ NHÀ,TÊN ĐƯỜNG phải quận Hai máy tính có HOST ID NET ID chúng khác nhau, giống hai ĐƯỜNG tên chúng thuộc quận khác - Sự kết hợp NET ID HOST ID phải cho phép nhận dạng máy tính riêng biệt - Các địa IP có chiều dài 32bit chia thành dãy Mỗi dãy gồm 8bit (1Byte), Byte phân cách = dấu “.”, Byte giá trị nằm khoảng từ 0-255 Cách biểu diễn gọi “Kí hiệu thập phân dấu chấm” (Dotted-Decimal Notation) người sử dụng nhớ địa cách dễ dàng - Tuy nhiên xử lý thông tin máy tính lại sử dụng Hệ Nhị Phân (Binary) tín hiệu chúng sử dụng để truyền thơng có trạng thái Bật (1) Tắt (0) ***Bảng bên mô tả kết hợp Kí Hiệu Thập Phân (Decimal Notation) Kí Hiệu Khoa Học (Scientific Notation) với Bit bên Bộ Tám Nhị Phân (Binary Octet) Trong Byte , bit gán giá trị Nếu Bit đặt gán giá trị 0, Bit đặt chuyển đổi thành giá trị thập phân Bit thấp Byte tương ứng với 1, Bit cao tương ứng với 128 Vậy giá trị lớn Byte 255 tương ứng với trường hợp Bit đặt Ví dụ: Ta đổi địa sau: 10101100 00010000 00000101 01111101 sang dạng Kí Hiệu Thập Phân Dấu Chấm II Địa IP Public Địa IP Private: 1.IP Public: - Mỗi địa IP Internet Để Network có địa ngồi Internet, Internet Assigned Numbers Authority (IANA) chia khoảng địa không dự trữ thành phần nhỏ ủy thác trách nhiệm phân phối địa cho tổ chức Đăng Kí Miền khắp giới Những tổ chức là: Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American Registry for Internet Numbers (ARIN), and Réseaux IP Européens (RIPE NCC) Những tổ chức phân phối khối địa đến số nhà Internet Service Provider (ISP) lớn ISP lớn sau gán khối nhỏ cho đại lý ISP nhỏ - ISP cấp IP Public cho máy tính bạn để máy tính kết nối trực tiếp đến ISP Các địa cấp cách tự động dến máy tính máy tính kết nối địa tĩnh đường line bạn thuê riêng hay tài khoàn Dial-up 2.IP Private: - IANA dự trữ địa IP mà địa không sử dụng Internet Những địa IP Private sử dụng cho Host yêu cầu có IP để kết nối khơng cần thấy mạng Public Ví dụ, user kết nối máy tính mạng TCP/IP nhà ko cần cấp địa IP Public cho Host User lấy khoảng IP bảng để cung cấp địa cho Host mạng - Những host có địa IP Private kết nối đến Internet cách sử dụng Proxy Server hay máy tính chạy Windows Server 2003 cấu Network Address Translation (NAT) Server Windows Server 2003 tích hợp chức Internet Connection Sharing (ICS) để cung cấp dịch vụ NAT đơn giản cho Client mạng Private III Lớp địa chỉ: - Có lớp địa IP để tạo mạng có kích thước khác gồm: Lớp A, Lớp B, Lớp C, Lớp D, Lớp E - TCP/IP hỗ trợ gán địa lớp A, lớp B, lớp C cho trạm - Các lớp có chiều dài phần NET ID HOST ID khác nên số lượng Mạng số lượng Trạm mạng khác nhau: + Lớp A: Được gán cho Mạng có kích thước cực lớn Trong lớp địa Byte xác định NET ID, Bit cao Byte đặt Byte lại xác định Host ID Do lớp A cấp cho 126 Mạng với 16.777.214 Trạm Mạng + Lớp B: Được gán cho Mạng có kích thước vừa lớn Trong lớp địa Byte xác định NET ID, Bit cao Byte đặt Byte lại xác định Host ID Do lớp B cấp cho 16.384 Mạng với 65.534 Trạm Mạng + Lớp C: Được gán cho Mạng có kích thước nhỏ Trong lớp địa Byte xác định NET ID, Bit cao Byte đặt 1 Byte cuối xác định Host ID Do lớp C cấp cho 2.097.152 Mạng với 254 Trạm Mạng + Lớp D: Các địa lớp sử dụng cho Truyền Đa Hướng (Multicast) nhóm Multicast chứa nhiều Trạm Trong lớp Bit cao Byte đặt 1 0, Bit lại định nghĩa nhóm Multicast Địa lớp D không chia thành Net ID Host ID Các gói(Packets) Multicast truyền tới nhóm Trạm cụ thể có Trạm đăng kí vào nhóm nhận gói + Lớp E: Là lớp địa thực nghiệm, khơng thiết kế cho mục đích sử dụng chung Lớp E dự phòng cho ứng dụng tương lai Các Bit cao Byte đặt 1 1 - Tổng số IP sử dụng : 3.720.314.628 *** Bảng sau mô tả khái quát lớp địa IP: *** Bảng mô tả khác Lớp địa A, B C: IV Subnet Mask: - Để biết Trạm đích thuộc Mạng cục hay xa Trạm nguồn cần thông tin khác Thông tin Subnet Mask - Subnet Mask địa 32 bit sử dụng để che phần địa IP Bằng cách máy tính xác định đâu Net ID đâu Host ID địa IP - Mỗi Trạm mạng TCP/IP yêu cầu có Subnet Mask.Nó gọi Subnet Mask mặc định, chưa chia Subnet (và có Subnet Đơn), gọi Subnet Mask tùy ý chia thành nhiều Subnet Ví dụ: số 32bit tiêu biểu cho Subnet Mask mặc định dùng Trạm cấu hình với địa IP: 192.168.20.50/24 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0) Khi trạm có địa 192.168.20.50 gởi gói tin đến địa 192.168.50.20 Đầu tiên, Trạm thực phép tính AND địa cục với Subnet Mask mặc định cục Bởi thực phép tính AND số, số AND với 0, AND với => AND 192.168.20.50 với 255.255.255.0 kết 192.168.20.0 Máy trạm sau thực phép tính AND Địa Đích với Subnet Mask giống TCP/IP sau so sánh kết giá trị từ phép tính AND Nếu giá trị đồng trạm TCP/IP kết luận đích Subnet cục Nếu giá trị khác trạm xác định đích xa - Ta có cách viết khác để xác định Subnet Mask là: Địa IP / Tiền tố Mạng Tiền tố mạng xác định cách cộng tất bit dãy 32bit Subnet Mask Vd: 192.168.5.10 có Subnet Mask mặc định 255.255.255.0 Đổi qua số nhị phân 11111111 11111111 11111111 00000000 => Tổng cộng có 24 bit Vậy ta viết dạng: 192.168.5.10 / 24 *** Bảng đưa Subnet Mask mặc định cho Lớp Mạng: V Default Gateway: - Khi trạm TCP/IP cần truyền thông tin với Trạm Mạng khác phải thơng qua Router Router gắn nhiều Interface (vd Card Mạng) kết nối đến Mạng riêng biệt, Routing trình nhận gói IP Interface gởi gói Interface khác hướng đích cuối Với host cấp mạng TCP/IP Default Gateway địa Router, nằm phạm vi Broadcast, cấu hình để đưa luồng IP đến mạng khác - Khi máy tính cố gắng truyền đạt thông tin đến trạm khác mạng IP, máy tính dùng SUBNET MASK để xác định Trạm đích Cục Bộ (Local) hay Xa (Remote) Nếu đích trạm phân đoạn Mạng Cục Bộ, máy tính đơn giản gởi gói tin đến Mạng Cục Bộ cách truyền cho tất (Broadcast) Nếu đích Trạm Xa, máy tính đưa gói tin đến Default Gateway xác định TCP/IP Properties Router ghi rõ địa Default Gateway sau chịu trách nhiệm đưa gói tin đến Mạng cách xác VI Chia Subnet: - Những Subnet Mask sử dụng nhiều host để xác định đâu phần chia địa IP xem Net ID địa đó.Lớp A, B C sử dụng Subnet Mask mặc định che 8, 16, 24 bit tương đương với địa 32bit Một mạng cục định rõ Subnet Mask hay gọi Subnet - Chia subnet phương pháp logic chia địa mạng cách tăng bit sử dụng Subnet Mask Mạng Phần mở rộng cho phép bạn chia nhiều Subnet bên Mạng ban đầu + 255.255.0.0 Subnet Mask mặc định sử dụng cho host bên lớp B Ví dụ: 131.107.0.0, địa 131.107.1.11 131.107.2.11 giống Subnet Và host Net liên lạc với cách gởi gói tin Broadcast Nhưng Subnet Mask tăng thêm thành 255.255.255.0 rõ ràng địa 131.107.1.11 131.107.2.11 khác Net Thì host muốn liên lạc với phải gởi gói tin IP đến Default Gateway,cái mà chịu trách nhiệm routing gói liệu đến Subnet Đích + Trong ban đầu địa lớp B chưa chia Subnet có 65.534 host Subnet Mask cấu hình bên cho phép bạn chia thành 256 Subnet với 254 host subnet + Ưu điểm việc chia Subnet chia xong phân đoạn trải rộng nhiều phân đoạn vật lý (vd mạng gồm phân đoạn Ethernet Token Ring) Tuy nhiên ưu điểm giảm lưu lượng mạng chia Subnet lưu lượng gói tin Broadcast khơng làm ảnh hưởng đến toàn mạng Router mạng chặn gói tin Broadcast - Xác định Tổng số Host Mạng cách ta lấy lũy thừa số bit làm Host ID sau trừ cho Vd: 192.168.1.0 thuộc lớp C nên mặc định có 24bit làm Net ID (192.168.1.0/24) 8bit làm Host ID Vậy Tổng số Host : lũy thừa –2 = 254 Host - Xác định Tổng số Subnet cách ta lấy lũy thừa số bit mở rộng thêm vào Net ID Vd : 172.16.0.0 Thuộc lớp B nên có 16bit làm Net ID(172.16.0.0/16) 16bit làm Host ID Do Net ID chưa mở rộng bit nên số bit mở rộng = , Tổng số Subnet = lũy thừa = Subnet Vậy 172.16.0.0 viết dạng 172.16.0.0/20 Vậy có nghĩa số bit làm Host ID 12 số bit mở rộng thêm vào Net ID => Tổng Số Host : lũy thừa 12 –2 = 4094 Hosts => Tổng Số Subnet : lũy thừa = 16 Subnets - Xác định số Host Subnet: Tính tổng số Host Subnet giống tính tổng số Host Mạng Khi địa Mạng chia Subnet Thì tổng số Host Subnet lũy thừa x -2 với x số bit làm Host ID - Ước lượng phạm vi địa Subnet: Bằng cách sử dụng Kí Hiệu Thập Phân Dấu Chấm , ta ước lượng phạm vi địa IP Subnet đơn giản cách ta lấy 256 trừ cho giá trị thích hợp Subnet Mask Vd1: Net thuộc lớp C có địa 192.168.5.0 với Subnet Mask 255.255.255.192 Ta lấy 256-192 = 64, Vậy kết phạm vị địa Subnet Mạng nhóm khoảng 64: 192.168.5.0 – 192.168.5.63, 192.168.5.64 – 192.167.5.127 , v.v… Vd2: Net thuộc lớp B có địa 172.16.0.0 với Subnet Mask 255.255.255.240 Ta lấy 256-240 = 16 Bởi vậy, phạm vi địa Subnet nhóm 16 vị trí thứ thích hợp Nhưng trái lại vị trí thứ có phạm vi từ 0-255: 172.16.0.0 – 172.16.15.255, 172.16.16.0 – 172.16.31.255, … - Lưu ý có địa khơng dùng để cấp cho Host địa mạng (tất bit phần Host ID 0) địa Broadcast (tất bit phần Host ID 1) ///////////////VII Supernetting:////////////////// - Để ngăn cạn dần Net ID lớp A,B Các nhà điều hành Internet đặt sơ đồ gọi Supernetting Supernetting cho phép nhiều Net gom thành Net Supernetting đưa nhiều thuận lợi hiệu cho việc đặt địa cho Net - Ví dụ , giả sử tổ chức cần cung cấp khoảng 2000 Trạm Con số lớn lớp C (chỉ cấp cho 254 trạm) Tuy nhiên Net thuộc lớp B cấp tới 16384 Net với 65534 Trạm Net số nhanh chóng giảm bớt Bởi ko thiết thực để ISP (Internet Service Provider) cấp Net lớp B nhu cầu tổ chức chiếm 3% tổng số IP Net lớp B , có nghĩa lãng phí 63534 địa Bằng cách sử dụng Supernetting, ISP cấp khối địa lớp C (1 Net có 254 Hosts) mà xem Mạng độc lập lớp B lớp C Trong ví dụ này, khối gồm Net thuộc lớp C đáp ứng nhu cầu tổ chức cách cấp 2032 host - Supernetting khác với Chia Subnet chỗ Supernetting mượn Bit Net ID đem qua làm Host ID Ví dụ, giả sử ISP cấp cho bạn khối gồm Net lớp C từ 207.46.168.0 dến 207.46.175.0 Gán Subnet Mask /21 (mặc định /24) đến Router ISP đến tất host nằm tổ chức bạn, kết tất máy thấy Net nhờ vào Net ID bị rút ngắn phát sinh từ subnet mask /24, phần Net ID toàn địa nhìn thấy ***Hình bên minh họa cho phần này: VIII Variable-Length Subnet Masks (Subnet Mask có chiều dài thay đổi): - Theo cách truyền thống Subnet Mask đơn chia sẻ qua host router tổ chức Khi Subnet Mask đơn sử dụng khắp tồn mạng, mạng bị hỏng bên subnet, subnet có số host dùng Subnet Mask giống Điều ko hiệu - Tuy nhiên, với Variable-Length Subnet Masks (VLSMs) router tổ chức quản lý Subnet Mask khác Thơng thường nhất, VLSMs dùng phép tự subnets chia thành subnet nhỏ hơn, hay nói cách khác, VLSMs gọi “Chia subnet subnet lớn hơn” để tận dụng tối đa địa ... Giao Thức TCP/ IP: PHẦN : ĐỊA CHỈ IP I Địa IP: - Mỗi máy mạng TCP/ IP hay gọi trạm TCP/ IP nhận dạng địa IP logic Mỗi trạm hay thiết bị mạng sử dụng TCP/ IP để truyền thơng cần có địa IP - Địa IP cho... 2 .IP Private: - IANA dự trữ địa IP mà địa không sử dụng Internet Những địa IP Private sử dụng cho Host yêu cầu có IP để kết nối không cần thấy mạng Public Ví dụ, user kết nối máy tính mạng TCP/ IP. .. 00010000 00000101 01111101 sang dạng Kí Hiệu Thập Phân Dấu Chấm II Địa IP Public Địa IP Private: 1 .IP Public: - Mỗi địa IP Internet Để Network có địa ngồi Internet, Internet Assigned Numbers