Các giao thức của tầng giao vận chạy trên các thiết bị đầu cuối ( máy tính,PDA … ) - Phía gởi : chia các thông điệp (message) nhận từ tầng ứng dụng thành các segment và chuyển xuống tầng mạng - Phía nhận : tái hợp các segment thành thông điệp và gởi lên cho tầng ứng dụng
5/22/2011 LOGO C4 TẦ NG MẠ NG Giớ i thiệ u Giao thứ c IP Đị nh tuyế n Biên soạ n : Lê Minh LOGO I Giớ i thiệ u Chuyể n segment từ máy tính gở i tớ i máy tính nhậ n Các giao thứ c tầ ng mạ ng hoạ t độ ng máy tính gở i/nhậ n thiế t bị mạ ng trung gian ( router) application transport network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical 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 Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO I Giớ i thiệ u Máy tính gở i: nhậ n segment từ tầ ng giao vậ n, đóng gói thành datagram Máy tính nhậ n: chuyể n segment lên tầ ng giao vậ n Router: kiể m tra chuyể n tiế p datagram application transport network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical 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 Biên soạ n : Lê Minh LOGO I Giớ i thiệ u Chứ c bả n củ a tầ ng mạ ng: Đị nh tuyế n (routing): xác đị nh đư ng cho gói tin để từ nơ i gở i tớ i nơ i nhậ n • Chạ y thuậ t toán đị nh tuyế n router để xác đị nh “đư ng đi” Chuyể n tiế p (forwarding): chuyể n gói tin từ ngõ vào củ a router đế n ngõ tư ng ứ ng củ a Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Giớ i thiệ u I Các giao thứ c củ a tầ ng mạ ng: Transport layer: TCP, UDP Network layer Giao thứ c IP •Đị nh đị a IP •Đị nh ng gói tin datagram •Ngun tắ c xử lý datagram Giao thứ c đị nh tuyế n •Lự a chọ n đư ng •RIP, OSPF, BGP forwarding table Giao thứ c ICMP •Thơng báo lỗ i •Trao đổ i thông tin Link layer physical layer Biên soạ n : Lê Minh LOGO II Giao thứ c IP Đặ c điể m: Là giao thứ c không hư ng kế t nố i Là giao thứ c không tin cậ y Quy đị nh: Đị nh ng gói tin củ a tầ ng mạ ng (IP datagram) Cách thứ c đánh đị a IP cho hệ thố ng Cơ chế phân mả nh hợ p nhấ t datagram Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị nh ng IP datagram Phiên bả n Giao thứ c IP Chiề u dài header (bytes) Kiể u liệ u Thờ i gian số ng 32 bits head type of length len service fragment 16-bit identifier flgs offset time to upper Internet layer live checksum ver Chiề u dài datagram (bytes) Dùng đề Phân mả nh/ hợ p nhấ t gói tin 32 bit source IP address Kiể u giao thứ c củ a tầ ng 32 bit destination IP address Options (if any) Tùy chọ n Dữ liệ u (độ lớ n không cố đị nh, Thư ng mộ t TCP hay UDP segment) Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị nh ng IP datagram 32 bits head type of length len service fragment 16-bit identifier flgs offset time to upper Internet layer live checksum ver 32 bit source IP address 32 bit destination IP address Options (if any) Dữ liệ u (độ lớ n không cố đị nh, Thư ng mộ t TCP hay UDP segment) Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Phân mả nh hợ p nhấ t datagram Mỗ i đư ng truyề n có MTU khác nhau: độ dài lớ n nhấ t củ a frame liệ u Các IP datagram lớ n đư ợ c chia nhỏ bên mạ ng: Mỗ i datagram trở thành nhiề u datagram nhỏ hơ n Hợ p nhấ t datagram đích cuố i Biên soạ n : Lê Minh LOGO Phân mả nh hợ p nhấ t datagram Ví dụ : IP datagram có chiề u dài 4000 byte đư ng truyề n có MTU 1500 byte length ID fragflag =4000 =x =0 offset =0 Datagram đư ợ c chia thành datagram nhỏ hơ n: length ID fragflag =1500 =x =1 offset =0 length ID fragflag offset =1500 =x =1 =1480 length ID fragflag offset =1040 =x =0 =2960 Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị a IP V.4 Đị a IP: số 32 bit dùng để đị nh danh cho cổ ng (interface) củ a thiế t bị mạ ng Cổ ng: kế t nố i thiế t bị vớ i đư ng truyề n vậ t lý 223.1.1.1 223.1.1.2 223.1.1.4 223.1.1.3 223.1.3.1 223.1.2.1 223.1.2.9 223.1.3.27 223.1.2.2 223.1.3.2 Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị a IP v.4 Thành phầ n củ a đị a IP v.4: Cách viế t: 32 bit đư ợ c chia thành octet, mỗ i octet cách mộ t dấ u chấ m Thư ng đư ợ c viế t ng thậ p phân xxx.xxx.xxx.xxx Gồ m thành phầ n chính: • Class bit: bit nhậ n ng lớ p • Net ID: phầ n nhậ n ng mạ ng • Host ID: phầ n nhậ n ng máy Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị a IP v.4 Phân lớ p đị a IPv4: chia thành lớ p A,B,C,D E Network Lớ p A: (7 bits) Lớ p B: Network( Host (24 bits) 14 bits) Host (16bits) Network( 21 bits) Host (8bits) Lớ p C: 110 Lớ p D: 1110 Multicast address Lớ p E: 1111 Future use addresses Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị a IP v.4 Ngun tắ c: khơng dùng IP có tấ t bit củ a phầ n host id bằ ng bằ ng để đánh đị a Lớ p A: Net id: phạ m vi - 126 Host id: phạ m vi 0.0.1 – 255.255.254 Ví dụ : 110.10.3.5 • Đị a mạ ng? Đị a máy? Số lư ợ ng mạ ng lớ p A? Số lư ợ ng máy mỗ i Biên soạ n : Lê Minh mạ ng? 5/22/2011 LOGO Đị a IP v.4 Lớ p B: Net id: phạ m vi 128.0 – 191.255 Host id: phạ m vi 0.1 – 255.254 Ví dụ : 151.2.255.4 • Đị a mạ ng? Đị a máy? • IP khác đị a mạ ng vớ i IP trên? Số lư ợ ng mạ ng lớ p B? Số lư ợ ng máy mỗ i mạ ng? Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị a IP v.4 Lớ p C: Net id: phạ m vi 192.0.0 – 223.255.255 Host id: phạ m vi – 254 Ví dụ : 203.0.1.254 • Đị a mạ ng? Đị a máy? • IP khác đị a mạ ng vớ i IP trên? Số lư ợ ng mạ ng lớ p C? Số lư ợ ng máy mỗ i mạ ng? Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị a IP v.4 Các thiế t bị (máy tính, router…) xác đị nh đị a mạ ng đị a máy nào? Mặ t nạ mạ ng (net mask): Vd: • IP: 154.210.2.65 • net mask: 255.255.0.0 Quy đị nh viế t đị a : IP/số bit củ a mask Vd: 154.210.2.65/16 Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị a IP V.4 Mạ ng (subnet): Lấ y thêm mộ t số bit củ a phầ n host id làm net id (subnet id) Xác đị nh bằ ng mặ t nạ mạ ng (subnet mask) • Vd: 223.2.5.129/ 26 • Đị a mạ ng? Đị a máy (host)? Mặ t nạ mạ ng (subnet mask)? Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị a IP V.4 Mạ ng (subnet): Số lư ợ ng mạ ng tạ o đư ợ c từ mạ ng gố c: (2n) mạ ng đị a • n : số bit lấ y từ phầ n host id ban đầ u • Vd: – đị a mạ ng lớ p C gố c 223.2.5.0/24, lấ y bit củ a phầ n host id để chia subnet – Số lư ợ ng mạ ng thành lậ p từ đị a mạ ng 22 = mạ ng Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị a IP v.4 Mộ t số đị a IP đặ c biệ t: Đị a loopback: 127.0.0.1 Đị a mạ ng : đị a có tấ t bit củ a phầ n host id bằ ng Đị a ng bá (broadcast) đị a có tấ t bit củ a phầ n host id bằ ng 255.255.255.255 : đị a ng bá cụ c (local broadcast) Biên soạ n : Lê Minh 10 5/22/2011 LOGO Đị a IP v.4 IP riêng (private) IP chung (puplic): IP riêng: dành riêng cho mạ ng nộ i • Mạ ng riêng lớ p A: 10.0.0.0 /8 • Mạ ng riêng lớ p B: 172.16.0.0 /12 • Mạ ng riêng lớ p C: 192.168.0.0 /16 IP chung: đư ợ c n lý bở i tổ c InterNic Biên soạ n : Lê Minh LOGO III Đị nh tuyế n Mụ c tiêu: xác đị nh đư ng “tố t nhấ t” mạ ng từ nút gở i đế n nút nhậ n u v x w z y Việ c đị nh tuyế n đư ợ c thự c hiệ n bở i router Chạ y thuậ t toán đị nh tuyế n để xác đị nh đư ng Mỗ i router có bả ng đị nh tuyế n (routing table) Biên soạ n : Lê Minh 11 5/22/2011 LOGO III Đị nh tuyế n Dùng đồ thị để xây dự ng thuậ t toán đị nh tuyế n u v x w z y Nút : router Đư ng liên kế t (link): kế t nố i trự c tiế p nút vớ i Biên soạ n : Lê Minh LOGO III Đị nh tuyế n u v x w z y Chi phí đư ng liên kế t (cost of link, ký hiệ u c(a, b) ): phụ thuộ c vào băng thông, mứ c độ tắ t nghẽ n, thờ i gian trễ … • Ví dụ : c(u,w) = Chi phí đư ng (cost of path) : tổ ng chi phí củ a đư ng liên kế t từ nguồ n tớ i đích Đị nh tuyế n : xác đị nh đư ng có tổ ng chi phí đư ng nhỏ nhấ t từ nguồ n tớ i đích Biên soạ n : Lê Minh 12 5/22/2011 LOGO Phân loạ i thuậ t toán đị nh tuyế n Theo quy mô: đị nh tuyế n toàn cụ c (global routing) hay phân tán (decentralized routing) Tồn cụ c: • Các router phả i có đầ y đủ thông tin topology củ a mạ ng link cost • Thuậ t tốn Link State Phân tán: • Router biế t thơng tin router láng giề ng (kế t nố i trự c tiế p) tớ i • Thuậ t tốn Distance vector Biên soạ n : Lê Minh LOGO Phân loạ i thuậ t toán đị nh tuyế n Theo tính chấ t: đị nh tuyế n tĩnh (static routing) hay đị nh tuyế n độ ng (dynamic routing) Tĩnh: • Thơng số đị nh tuyế n thư ng thay đổ i theo thờ i gian Độ ng: • Thơng số đị nh tuyế n thay đổ i nhanh chóng theo chu kỳ hoặ c theo thay đổ i cấ u trúc đư ng truyề n Biên soạ n : Lê Minh 13 5/22/2011 LOGO Đị nh tuyế n tĩnh Bả ng đị nh tuyế n (routing table) củ a mỗ i router hệ thố ng đư ợ c thiế t lậ p bở i ngư i n trị Không tự độ ng cậ p nhậ t bả ng đị nh tuyế n có thay đổ i cấ u trúc mạ ng Thiế t lậ p bả ng đị nh tuyế n cho router: dùng câu lệ nh ip route đị a mạ ng đích netmask exit interface ip route đị a mạ ng đích netmask next-hoop interface address Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị nh tuyế n tĩnh Ví dụ : cho hệ thố ng mạ ng Đị nh tuyế n tĩnh cho router?? Kế t : mophong\static_routing.pkt Biên soạ n : Lê Minh 14 5/22/2011 LOGO Thuậ t toán đị nh tuyế n Link state Thuậ t toán Dijkstra Tấ t nút mạ ng đề u biế t đư ợ c topo mạ ng chi chí đư ng liên kế t củ a mạ ng Tính tốn chi phí đư ng thấ p nhấ t từ mộ t nút (nguồ n) đế n tấ t nút lạ i Sau mộ t vài bư c tính tốn xác đị nh đư ợ c chi phí đư ng thấ p nhấ t tớ i nút đích Ký hiệ u: • c(x,y) : chi phí đư ng liên kế t từ nút x tớ i nút y, = ∞ nế u nút y không kế t nố i trự c tiế p tớ i x • D(v): chi phí đư ng hiệ n tạ i từ nguồ n tớ i v • p(v): nút kế cậ n trư c v đư ng tớ i v • N: tậ p hợ p nút xác đị nh đư ợ c đư ng Biên soạ n : Lê Minh LOGO Thuậ t toán đị nh tuyế n Link state Hoạ t độ ng: khở i tạ o: N' = {u} for( tấ t nút v) if (v kế t nố i trự c tiế p vớ i u ) then ( D(v) = c(u,v) ) else D(v) = ∞ Lặ p : Tìm nút w khơng N' có D(w) nhỏ nhấ t thêm w vào N' Cậ p nhậ t D(v) cho tấ t nút v kế t nố i trự c tiế p tớ i w không N' : D(v) = min( D(v), D(w) + c(w,v) ) dừ ng lạ i tấ t nút đề u có N' Biên soạ n : Lê Minh 15 5/22/2011 LOGO Thuậ t toán đị nh tuyế n Link state Ví dụ : v u Bư c N' u ux uxy uxyv uxyvw uxyvwz w x z y D(v),p(v) D(w),p(w) 2,u 5,u 2,u 4,x 2,u 3,y 3,y D(x),p(x) 1,u D(y),p(y) ∞ 2,x D(z),p(z) ∞ ∞ 4,y 4,y 4,y Biên soạ n : Lê Minh LOGO Thuậ t toán đị nh tuyế n Distance Vector Ý tư ng: Gọ i dv(z): chi phí đư ng thấ p nhấ t từ v tớ i z c(u,v) : chi phí đư ng liên kế t từ u tớ i nút v kế cậ n vớ i Khi đó: du(z) = min{c(u,v)+ dv(z) ,c(u,x) + dx(z), c(v,w) + dw(z)} = min{ + 5, + 3, + }=4 v w u x z y Biên soạ n : Lê Minh 16 5/22/2011 LOGO Thuậ t toán đị nh tuyế n Distance Vector Thuậ t tốn D-V: Mỗ i nút: • Biế t chi phí đư ng link (c ) từ tớ i nút kế cậ n • Biế t chi phí đư ng (d ) nhỏ nhấ t từ nút kế cậ n tớ i nút đích • Tính tốn đư c chi phí đư ng nhỏ nhấ t từ tớ i đích v w u x z y Việ c gở i ( ng bá) thông số đư ợ c tiế n hành theo chu kỳ Mỗ i nút gở i thơng số chi phí đư ng nhỏ nhấ t từ tớ i đích cho nút kế cậ n Biên soạ n : Lê Minh LOGO Thuậ t toán đị nh tuyế n Distance Vector Ví dụ : y z x Biên soạ n : Lê Minh 17 5/22/2011 LOGO Đị nh tuyế n phân cấ p Chia router thành vùng nhỏ , gọ i miề n tự n (AS: Autonomous System) 3c 3a AS3 3b 2a 1c 1a 1d 2c 2b AS2 1b AS1 Các router mộ t miề n AS chạ y mộ t thuậ t toán đị nh tuyế n nộ i miề n ( intra-AS routing protocol) Các router miề n AS khác chạ y thuậ t toán đị nh tuyế n khác Biên soạ n : Lê Minh LOGO Đị nh tuyế n phân cấ p Gateway Router : nố i miề n AS lạ i vớ i Gateway Router 3c 3b 3a AS3 2a 1c 1a 1d 2c 2b AS2 1b AS1 Chạ y thuậ t tốn: • Đị nh tuyế n nộ i miề n (Intra-AS routing) • Đị nh tuyế n liên miề n Intra-AS Routing algorithm Inter-AS Routing algorithm Routing table (Inter-AS routing) Biên soạ n : Lê Minh 18 5/22/2011 LOGO Giao thứ c đị nh tuyế n độ ng Các giao thứ c đị nh tuyế n nộ i miề n : RIP, OSPF, EIGRP Giao thứ c đị nh tuyế n liên miề n : BGP RIP (Routing Information Protocol) Dùng thuậ t tốn Distance Vector Chi phí đư ng : số lư ợ ng router phả i qua để tớ i đích (hoop-count) Trao đổ i bả ng đị nh tuyế n theo chu kỳ 30s OSPF (Open Shortest Path First) Dùng thuậ t toán đị nh tuyế n Link State Biên soạ n : Lê Minh 19 ... ID: phầ n nhậ n ng máy Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị a IP v .4 Phân lớ p đị a IPv4: chia thành lớ p A,B,C,D E Network Lớ p A: (7 bits) Lớ p B: Network( Host ( 24 bits) 14 bits) Host (16bits)... vi – 2 54 Ví dụ : 203.0.1.2 54 • Đị a mạ ng? Đị a máy? • IP khác đị a mạ ng vớ i IP trên? Số lư ợ ng mạ ng lớ p C? Số lư ợ ng máy mỗ i mạ ng? Biên soạ n : Lê Minh 5/22/2011 LOGO Đị a IP v .4 Các... thiế t bị (máy tính, router…) xác đị nh đị a mạ ng đị a máy nào? Mặ t nạ mạ ng (net mask): Vd: • IP: 1 54. 210.2.65 • net mask: 255.255.0.0 Quy đị nh viế t đị a : IP/số bit củ a mask Vd: 1 54. 210.2.65/16