CHƯƠNG 4 : chuyển vận MÔN MẠNG MÁY TÍNH

Chương 4: Tầng Vận chuyển Mục tiêu: • Hiểu rõ nguyên lý đằng sau dịch vụ tầng vận chuyển: – – – – multiplexing/demultiplexing vận chuyển liệu tin cậy kiểm soát luồng kiểm soát tắc nghẽn • Học giao thức tầng vận chuyển Internet: – UDP: vận chuyển phi kết nối – TCP: vận chuyển hướng kết nối – Kiểm soát tắc nghẽn TCP Transport Layer 7-1 Nội dung  Các dịch vụ tầng Vận chuyển  Vận chuyển phi kết nối: UDP  Vận chuyển hướng kết nối: TCP     cấu trúc segment quản lý kết nối truyền liệu tin cậy kiểm soát luồng  Kiểm soát tắc nghẽn TCP Transport Layer 7-2 Lưu ý, Tầng tầng phía tạo thiết bị đầu cuối (computer) • Tầng Vận chuyển cho phép thiết bị người sử dụng phân đoạn liệu ứng dụng tầng để đặt vào dòng liệu tầng 4, cho phép thiết bị nhận ráp nối lại đoạn liệu để chuyển lên cho tầng • Dòng liệu tầng kết nối logic điểm cuối mạng, cung cấp dịch vụ vận chuyển từ trạm đến đích • Điều đơi xem dịch vụ cuối-đến-cuối Transport Layer 7-3 Các dịch vụ vận chuyển giao thức • cung cấp truyền thơng logic tiến trình ứng dụng chạy trạm khác • giao thức vận chuyển chạy hệ thống đầu cuối – bên gới: chẻ thông điệp tầng ứng dụng thành segments, đưa chúng xuống cho tầng mạng – bên nhận: ráp nối segments lại thành thông điệp, đưa lên cho tầng ứng dụng • có nhiều giao thức tầng vận chuyển để phục vụ cho tầng ứng dụng – Internet: TCP UDP application transport network data link physical Transport Layer network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical application transport network data link physical 7-4 Các giao thức tầng Vận chuyển Internet • phân phát tin cậy, có thứ tự (TCP) – thiết lập kết nối – kiểm soát tắc nghẽn – kiểm soát luồng application transport network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical • phân phát không tin cậy, không thứ tự: UDP – khơng có mở rộng đặc biệt so với “nỗ lực tối đa” IP • dịch vụ khơng sẵn có: network data link physical network data link physical application transport network data link physical – đảm bảo độ trễ – đảm bảo dải thông Transport Layer 7-5 Multiplexing demultiplexing Transport Layer 7-6 Demultiplexing hướng kết nối • TCP socket định danh 4: – – – – • Máy chủ hỗ trợ nhiều sockets TCP đồng thời: – Mỗi socket định danh địa IP nguồn số hiệu cổng nguồn địa IP đích số hiệu cổng đích • trạm nhận sử dụng bốn giá trị để gửi segment đến socket thích hợp • Web servers có sockets khác cho client kết nối – non-persistent HTTP có socket khác cho yêu cầu Transport Layer 7-7 Multiplexing demultiplexing Transport Layer 7-8 Vị trí UDP chồng giao thức TCP/IP Transport Layer 7-9 UDP: User Datagram Protocol [RFC 768] • Là giao thức vận chuyển “cơ bản” Internet • dịch vụ “nỗ lực tối đa” service, UDP segments bị: – – phân phát sai thứ thự đến tầng ứng dụng phía nhận • phi kết nối: – khơng bắt tay UDP gởi, nhận – UDP segment xử lý độc lập với segments khác Tại lại cần đến UDP? • khơng thiết lập kết nối (nó tăng thêm độ trễ) • đơn giản: không trạng thái kết nối bên gởi bên nhận • thơng tin điều khiển segment nhỏ • khơng kiểm sốt tắc nghẽn: UDP nhanh khả Transport Layer 7-10 15 16 16-bit Source Port Number TCP Segment Header 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) • • • • • • • • • • • • source port – số hiệu cổng nguồn (bên gọi) destination port – số hiệu cổng đích (bên gọi) sequence number – số chuỗi, sử dụng để đảm bảo liệu đến theo thứ tự acknowledgment number – byte mà bên nhận đợi HLEN – chiều dài header, tính đơn vị từ (32 bits) reserved – đặt code bits – chức điều khiển (vd: thiết lập kết thúc kết nối) window – số octets mà bên nhận sẵn sàng tiếp nhận checksum – tổng kiểm tra phần thông tin điều khiển liệu urgent pointer – vị trí kết thúc liệu khẩn option – ví dụ option định nghĩa: maximum TCP segment size data – liệu giao thức tầng Transport Layer 7-21 Encapsulation decapsulation Encapsulation and decapsulation Transport Layer 7-22 TCP0 Segment Header 15 16 16-bit Source Port Number 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) Một số giao thức sử dụng TCP tầng vận chuyển: • HTTP • Telnet Transport Layer • FTP 7-23 TCP so với IP TCP versus IP Transport Layer 7-24 Số hiệu cổng Port numbers Transport Layer 7-25 TCP Header 15 16 16-bit Source Port Number 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size HTTP is Port 80 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) • Cả hai TCP UDP sử dụng số hiệu cổng để Transport Layer chuyển thông tin lên tầng 7-26 Số hiệu cổng sử dụng để biết nên gởi “dữ liệu” cho ứng dụng phía bên nhận Số hiệu cổng sử dụng để biết nên gởi “dữ liệu” cho ứng dụng phía bên nhận Transport Layer Application Header + data Application Header + data 7-27 TCP Header 15 16 16-bit Source Port Number 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) HTTP is Port 80 • Các nhà phát triển phần mềm ứng dụng thống với việc sử dụng well-known port numbers (cổng thông dụng) định nghĩa RFC 1700 • Ví dụ, hội thoại gắn với ứng dụng FTP sử dụng cổng chuẩn 21 Transport Layer 7-28 TCP Header 15 16 16-bit Source Port Number 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) HTTP is Port 80 • Các hội thoại mà không bao gồm ứng dụng với wellknown port number gán số hiệu cổng ngẫu nhiên, lựa chọn từ dải cụ thể • Những số hiệu cổng sử dụng địa nguồn địa đích TCP segment Transport Layer 7-29 TCP Header 15 16 16-bit Source Port Number HTTP is Port 80 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) • • Một số cổng dành riêng cho TCP UDP, ứng dụng khơng viết để hỗ trợ chúng Dải số hiệu cổng gán quản lý IANA 0-1023: http://www.iana.org/assignments/port-numbers – Các cổng thông dụng (The Well Known Ports) có số từ đến 1023 (Được cập nhật 1113-2002 Trước đó, – 255 xem cổng thông dụng.) – Các cổng đăng ký (The Registered Ports) cổng từ 1024 đến 49151 (thường đăng ký cho ứng dụng định trước nhà cung cấp thiết bị) – Các cổng động (The Dynamic and/or Private Ports) cổng từ 49152 đến 65535 Transport Layer 7-30 TCP Header 15 16 16-bit Source Port Number 31 16-bit Destination Port Number 32-bit Sequence Number 32 bit Acknowledgement Number 4-bit Header Length 6-bit (Reserved) U A P R S F R C S S Y I G K H T N N 16-bit TCP Checksum 16-bit Window Size 16-bit Urgent Pointer Options (if any) Data (if any) • Các hệ thống đầu cuối sử dụng số hiệu cổng để chọn ứng dụng thích hợp • Các số hiệu cổng nguồn khởi nguồn, thường số lớn 1023, gán động trạm nguồn Transport Layer 7-31 1028 Client 23 23 Server Client 1028 Server Chú ý khác việc số hiệu cổng nguồn đích sử dụng với clients servers: Client (khởi tạo dịch vụ Telnet): • Cổng đích = 23 (telnet) • Cổng nguồn = 1028 (được gán động) Server (đáp ứng dịch vụ Telnet): • Cổng đích = 1028 (cổng nguồn client) • Cổng nguồn = 23 (telnet) Transport Layer 7-32 Phiên http thứ hai client server Giống số cổng đích, khác số cổng nguồn để định danh cho phiên duyệt web http đến www.cisco.com 1030 80 Dest Port = 80 Gởi packets đến ứng dụng web server Gởi packets đến ứng dụng web server http đến www.cisco.com 1031 Dest Port = 80 80 Ví dụ hai cửa sổ trình duyệt có URL TCP/IP sử dụng số hiệu Layer 7-33 cổng nguồn để biết thôngTransport tin chuyển đến cửa sổ Yếu tố xác định tính cho kết nối? • Kết nối định nghĩa cặp số: – Địa IP nguồn, Số cổng nguồn – Địa IP đích, Số cổng đích • Các kết nối khác dùng số hiệu cổng đích trạm chủ miễn số cổng nguồn hay địa IP nguồn khác Transport Layer 7-34 TCP or UDP Connection State Source IP Destination IP Source Port Destination Port • Lưu ý: Trên thực tế, ta mở trang html đơn, thông thường có nhiều phiên TCP tạo ra, khơng • Hình minh họa nhiều kết nối TCP phiên http đơn Transport Layer 7-35 ...Nội dung  Các dịch vụ tầng Vận chuyển  Vận chuyển phi kết nối: UDP  Vận chuyển hướng kết nối: TCP     cấu trúc segment quản lý kết nối truyền... kết nối logic điểm cuối mạng, cung cấp dịch vụ vận chuyển từ trạm đến đích • Điều đơi xem dịch vụ cuối-đến-cuối Transport Layer 7-3 Các dịch vụ vận chuyển giao thức • cung cấp truyền thơng logic... tắc nghẽn TCP Transport Layer 7-2 Lưu ý, Tầng tầng phía tạo thiết bị đầu cuối (computer) • Tầng Vận chuyển cho phép thiết bị người sử dụng phân đoạn liệu ứng dụng tầng để đặt vào dòng liệu tầng