Việc phân tầng giúp cho công việc thiết kế, phát triển, bảo dưỡng, nâng cấp ... các thành phân trở nên dễ dàng hơn. Vì nó cho phép xác định rõ nhiệm vụ của mỗi tầng và mối quan hệ giữa chúng. Cụ thể mỗi tầng giải quyết một tập các vấn đề có liên quan đến việc truyền dữ liệu, và cung cấp cho các giao thức tầng cấp trên một dịch vụ được định nghĩa rõ ràng dựa trên việc sử dụng các dịch vụ của các tầng thấp hơn. Về mặt lôgic, các tầng trên gần với...
ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET volamchiton iTzMe 2010 http://3f-hedspi.net ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET MỤC LỤC I Kiến trúc phân tầng Tại phải phân tầng? Mơ hình OSI 3 Mơ hình TCP/IP .4 II Tầng vật lý Tầng liên kết liệu Các chức tầng liên kết liệu Kiểm soát đa truy nhập .6 Các kiểu đấu mạng LAN (LAN Topology) .7 Mạng LAN Ethernet Địa MAC ? So sánh Hub Switch ? 10 Cơ chế hoạt động switch 11 Hoạt động giao thức ARP 11 Wireless LAN 13 III Tầng mạng 14 Các giao thức hoạt động tầng mạng 14 IPv4 14 Mặt nạ mạng 15 Địa mạng, địa unicast, địa broadcast 17 Khn dạng gói tin IP 17 Các thành phần chức IP Header 17 ICMP ? 18 Ping ? 21 Traceroute ? 21 10 Chọn đường 22 11 Vai trò định tuyến ? 22 12 Vì giao thức IP gọi giao thức nỗ lực hết mình, “best effort”? 22 IV Tầng giao vận 23 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Các giao thức hoạt động tầng giao vận ? 23 UDP hoạt động ? 23 TCP hoạt động ? 24 Kiểm soát luồng kiểm soát tắc nghẽn TCP 26 Vì TCP gọi giao thức đáng tin cậy ? 26 So sánh TCP UDP ? 27 V Tầng ứng dụng 28 Các giao thức hoạt động tầng ứng dụng 28 Các mơ hình ứng dụng 28 Trình bày chế hoạt động HTTP? 29 Trình bày chế hoạt động SMTP ? 30 Trình bày chế hoạt động FTP ? 30 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET ĐỀ CƯƠNG MẠNG MÁY TÍNH I Kiến trúc phân tầng Tại phải phân tầng? - - Việc phân tầng giúp cho công việc thiết kế, phát triển, bảo dưỡng, nâng cấp thành phân trở nên dễ dàng Vì cho phép xác định rõ nhiệm vụ tầng mối quan hệ chúng Cụ thể tầng giải tập vấn đề có liên quan đến việc truyền liệu, cung cấp cho giao thức tầng cấp dịch vụ định nghĩa rõ ràng dựa việc sử dụng dịch vụ tầng thấp Về mặt lôgic, tầng gần với người dùng làm việc với liệu trừu tượng hơn, chúng dựa vào giao thức tầng cấp để biến đổi liệu thành dạng mà cuối truyền cách vật lý Ưu điểm kiến trúc phân tầng : Ø Chia nhỏ cho phép xác định chức tầng Ø Các tầng hoạt động độc lập : tầng quan tâm đến việc sử dụng tầng mà không quan tân đến tầng xa hơn, từ cho phép định nghĩa giao diện chung tầng Ø Khả mở rộng Ø Mềm dẻo, linh hoạt với cơng nghệ mới, cải tiến hệ thống cách thay công nghệ tầng tương ứng Ø Nếu không phân tầng, muốn thay đổi phải thay toàn Mơ hình OSI - Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model, viết ngắn OSI Model OSI Reference Model) - tạm dịch Mơ hình tham chiếu kết nối hệ thống mở thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông máy vi tính thiết kế giao thức mạng chúng Mơ hình OSI gồm tầng : Ø Ø Ø Ø Ø Tầng Vật lý : Truyền bit đường truyền liệu Tầng Liên kết liệu : Truyền liệu thành phần nối kết mạng Tầng Mạng : Chọn đường, chuyển tiếp gói tin từ nguồn đến đích Tầng Giao vận : Xử lý việc truyền nhận liệu ứng dụng Tầng Phiên : Đồng hóa, thiết lập qui trình đánh dấu điểm hồn thành (checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thơng nhanh có lỗi xảy ra, điểm hồn thành đánh dấu - trì hỗn (adjournment), kết thúc (termination) khởi động lại (restart), khơi phục q trình trao đổi Ø Tầng Trình diễn : Cho phép ứng dụng biểu diễn liệu, mã hóa, nén, chuyển đổi ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - © 3F-HEDSPI.NET Ø Tầng Ứng dụng : Cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập thông tin liệu mạng thơng qua chương trình ứng dụng Tầng giao diện để người dùng tương tác với chương trình ứng dụng, qua với mạng Dưới hình ảnh mơ hình OSI dạng gói tin mà chuyển tiếp Mơ hình TCP/IP - - - Bộ giao thức TCP/IP, ngắn gọn TCP/IP (Internet protocol suite IP suite TCP/IP protocol suite - giao thức liên mạng), giao thức truyền thông cài đặt chồng giao thức mà Internet hầu hết mạng máy tính thương mại chạy Bộ giao thức đặt tên theo hai giao thức TCP (Giao thức Điều khiển Giao vận) IP (Giao thức Liên mạng) Chúng hai giao thức định nghĩa Bộ giao thức TCP/IP coi tập hợp tầng, tầng giải tập vấn đề có liên quan đến việc truyền liệu, cung cấp cho giao thức tầng cấp dịch vụ định nghĩa rõ ràng dựa việc sử dụng dịch vụ tầng thấp Về mặt lôgic, tầng gần với người dùng làm việc với liệu trừu tượng hơn, chúng dựa vào giao thức tầng cấp để biến đổi liệu thành dạng mà cuối truyền cách vật lý Mơ hình TCP/IP gồm tầng tùy cách hiểu Hầu hết tài liệu, hình ảnh mạng chia TCP/IP tầng : Tầng ứng dụng, tầng giao vận, tầng mạng tầng liên kết hay tầng truy nhập mạng Tuy nhiên, giáo trình học lớp, tầng liên kết chia làm tầng tầng vật lý tầng liên kết liệu ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Ø Tầng Vật lý (Physical) : tầng kết hợp thành phần mạng vật lý thực (hub, lặp (repeater), cáp mạng, cáp quang, cáp đồng trục (coaxial cable), cạc mạng, cạc HBA (Host Bus Adapter) thiết bị nối mạng có liên quan: RJ-45), đặc tả mức thấp tín hiệu (mức hiệu điện thế, tần số, v.v ) Ø Tầng liên kết liệu (Datalink layer hay Network Interface giáo trình) : Chuyển gói tin từ tầng mạng tới máy chủ (host) khác Các q trình truyền gói tin liên kết cho trước nhận gói tin từ liên kết cho trước điều khiển phần mềm điều vận thiết bị (device driver) dành cho cạc mạng, phần sụn (firmware) hay chipset chuyên dụng Những thứ thực chức liên kết liệu chẳng hạn bổ sung packet header để chuẩn bị cho việc truyền gói tin đó, thực truyền frame liệu qua môi trường vật lý Ø Tầng mạng (Network Layer hay IP giáo trình) : Dẫn đường cho liệu từ mạng nguồn đến mạng đích Ø Tầng giao vận (Transport layer hay TCP|UDP giáo trình) : kết hợp khả truyền thơng điệp trực tiếp (end-to-end) không phụ thuộc vào mạng bên dưới, kèm theo kiểm soát lỗi (error control), phân mảnh (fragmentation) điều khiển lưu lượng Việc truyền thông điệp trực tiếp hay kết nối ứng dụng tầng giao vận phân loại sau: định hướng kết nối (connection-oriented), ví dụ TCP phi kết nối (connectionless), ví dụ UDP Tầng giao vận xem chế vận chuyển thông thường, nghĩa trách nhiệm phương tiện vận tải đảm bảo hàng hóa/hành khách đến đích an tồn đầy đủ Tầng giao vận cung cấp dịch vụ kết nối ứng dụng với thông qua việc sử dụng cổng TCP UDP Do IP cung cấp dịch vụ phát chuyển nỗ lực tối đa (best effort delivery), tầng giao vận tầng đâu tiên giải vấn đề độ tin cậy Ø Tầng ứng dụng (Application) : nơi chương trình mạng thường dùng làm việc nhằm liên lạc nút mạng Giao tiếp xảy tầng tùy theo ứng dụng cụ thể liệu truyền từ chương trình, định dạng sử dụng nội ứng dụng này, đóng gói theo giao thức tầng giao vận Do chồng TCP/IP khơng có tầng nằm ứng dụng tầng giao vận, tầng ứng dụng TCP/IP phải bao gồm giao thức hoạt động giao thức tầng trình diễn tầng phiên mơ hình OSI Việc thường thực qua thư viện lập trình ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH II © 3F-HEDSPI.NET Tầng vật lý Tầng liên kết liệu Các chức tầng liên kết liệu - Đóng gói – Framing : Bên gửi đặt gói tin tầng mạng vào khung tin, thêm phần đầu phần cuối cịn bên nhận bỏ phần đầu, phần cuối lấy gói tin truyền lên tầng mạng Địa hóa – Addressing : Địa vật lý đặt phần đầu gói tin để định danh nút nguồn, nút đích Điều khiển truy nhập đường truyền : Nếu mạng đa truy nhập, cần có cá giao thức truy nhập đường truyền cho nhiềm máy trạm Kiểm soát luồng : Kiểm soát tốc độ truyền bên gửi cho bên nhận hoạt động tốt, không bị tải Kiểm soát lỗi : Phát sửa lỗi bit Kiểm soát đa truy nhập - Chia kênh : Chia tài nguyên đường truyền thành nhiều phần nhỏ, chia phần nhỏ cho nút mạng Các phương pháp chia kênh gồm Ø TDMA (Time division multiple access) : Chia kênh theo thời gian Ø FDMA (Frequency division multiple) : Chia kênh theo tần số Ø CDMA (Code division multiple access) : Chia kênh theo mã Chia kênh có hiệu cơng cho đường truyền với lưu lượng lớn, gây lãng phí cấp kênh cho nút cần lưu lượng nhỏ - Truy nhập ngẫu nhiên : Kênh không đượng chia, cho phép đồng thời truy nhập, chấp nhận có xung đột Do cần có chế để phát tránh xung đột Ví dụ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – Đa truy nhập, có phát xung đột) Trong mạng LAN, máy tính muốn truyền gói tin, trước tiên lắng nghe xem đường truyền có sóng mang hay khơng (bằng cách lắng nghe tín hiệu Carrier) Nếu khơng có, thực truyền gói tin (theo frame) Sau truyền gói tin, tiếp tục lắng nghe để xem có máy định truyền tin hay khơng Nếu khơng có xung đột, máy tính truyền gói tin hết Nếu phát xung đột, gửi broadcast gói tin báo hiệu cho máy mạng không nên gửi tin để tránh làm nhiễu đường truyền, tiến hành gửi lại gói tin tiến trình bước sau : Ø Một thiết bị có frame cần truyền lắng nghe đường truyền đường truyền khơng cịn bị chiếm Ø Khi đường truyền khơng cịn bị chiếm, máy gửi bắt đầu gửi frame Ø Máy gửi bắt đầu lắng nghe để đảm bảo khơng có xung đột xảy Ø Nếu có xung đột, tất máy trạm gửi frame gửi tín hiệu nghẽn ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - © 3F-HEDSPI.NET Ø Sau tín hiệu nghẽn hồn tất, máy gửi của frame bị xung đột khởi động định thời timer chờ hết khoảng thời gian cố gắng truyền lại Những máy khơng tạo tín hiệu nghẽn khơng phải chờ Ø Sau thời gian định thời hết, máy gửi bắt đầu lần với bước Khi tải nhỏ truy xuất ngẫu nhiên có hiệu nút sử dụng tồn kênh truyền, cịn tải lớn xung đột tăng lên làm giảm hiệu Phương pháp quay vịng : Truyền tin theo hình thức quay vịng Ví dụ Token Ring – Một “thẻ bài” luân chuyển qua nút mạng, nút giữ “thẻ bài” gửi liệu, gửi xong chuyển thẻ Phương pháp có nhược điểm tốn thời gian truyền “thẻ bài”, “thẻ bài” Các kiểu đấu mạng LAN (LAN Topology) - - Topology mạng cấu trúc hình học khơng gian mà thực chất cách bố trí phần tử mạng cách nối chúng với Thơng thường mạng có dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình (Star Topology), mạng dạng vòng (Ring Topology) mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology) Ngồi dạng cấu hình kể cịn có số dạng khác biến tướng từ dạng mạng dạng cây, mạng dạng hình - vịng, mạng hỗn hợp,v.v Mạng hình tuyến (Bus Topology) Ø Theo cách bố trí hành lang đường hình vẽ máy chủ (host) tất máy tính khác (workstation) nút (node) nối với trục đường dây cáp để chuyển tải tín hiệu Tất nút sử dụng chung đường dây cáp Phía hai đầu dây cáp bịt thiết bị gọi terminator Các tín hiệu gói liệu (packet) di chuyển lên xuống dây cáp mang theo điạ nơi đến Ø Ưu điểm : • Ưu điểm mạng tiết kiệm chi phí dây cáp Ø Nhược điểm : • Tốc độ chậm • Khi đường cáp có cố tồn mạng ngưng hoạt động ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET - • Khi có cố khó kiểm tra phát lỗi Mạng dạng vòng (Ring Topology) - Ø Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vịng, đường dây cáp thiết kế làm thành vịng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo chiều Các nút truyền tín hiệu cho thời điểm nút mà Dữ liệu truyền phải có kèm theo địa cụ thể trạm tiếp nhận Ø Ưu điểm : • Tiết kiệm dây cáp, tốc độ có nhanh kiểu BUS Ø Nhược điểm : • Tốc độ cịn bị chậm • Khi đường cáp có cố tồn mạng ngưng hoạt động • Khi có cố khó kiểm tra phát lỗi Mạng dạng hình (Star topology) Ø Mạng dạng hình bao gồm trung tâm nút thông tin Các nút thông tin trạm đầu cuối, máy tính thiết bị khác mạng Trung tâm mạng điều phối hoạt động mạng với chức : • Xác định cặp địa gửi nhận phép chiếm tuyến thông tin liên lạc với ĐỀ CƯƠNG ễN TP MNG MY TNH â 3F-HEDSPI.NET ã Cho phộp theo dõi sử lý sai trình trao đổi thơng tin • Thơng báo trạng thái mạng Ø Ưu điểm : • Tốc độ nhanh • Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên có thiết bị nút thơng tin bị hỏng mạng hoạt động bình thường • Khi có lỗi mạng, ta dễ dàng kiểm tra sửa chữa • Cấu trúc mạng đơn giản thuật tốn điều khiển ổn định • Mạng mở rộng thu hẹp tuỳ theo yêu cầu người sử dụng • Khơng xung đột, khơng giao thức đa truy nhập Ø Do có nhiều ưu điểm bật nên mạng hình sử dụng rộng rãi ! Mạng LAN Ethernet - - Ethernet mạng cục công ty Xerox, Intel Digital equipment xây dựng phát triển, sau đuợc chuẩn hóa thành tiêu chuẩn IEEE 802.3 với vài thay đổi Ethernet mạng thông dụng mạng nhỏ Ethernet có đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau : Ø Ethernet dùng cấu trúc mạng bus logic mà tất nút mạng kết nối với cách bình đẳng Mỗ gói liệu gửi đến nơi nhận dựa theo địa quy định gói Ø Ethernet dùng phương thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) để xử lý việc truy cập đồng thời vào mạng Ø Các yếu tố hạn chế kích thớc mạng chủ yếu mật độ lưu thông mạng Các kiểu mạng Ethernet Ø 10Base2 : Còn gọi thin Ethernet dùng cáp đồng trục mỏng Chiều dài tối đa đoạn mạng 185m Ø 10Base5 : Cịn gọi thick Ethernet dùng cáp đồng trục dày Chiều dài tối đa đoạn mạng 500m Ø 10BaseT : Dùng cáp xoắn đôi UTP 10BaseT thường dùng cấu trúc hình có giới hạn đoạn 100m Ø Hiện cịn có Fast Ethernet (100-Mbps) sử dụng cáp xoắn UTP, Gigabit Ethernet (1000-Mbps) sử dụng cáp quang Địa MAC ? - Nói cách đơn giản, địa MAC địa vật lý hay gọi số nhận dạng (Identification number) thiết bị Mỗi thiết bị (card mạng, modem, router ) nhà sản xuất định gán sẵn địa định; thường viết theo dạng: MM:MM:MM:SS:SS:SS (cách dấu :) hay MM-MM-MM-SS-SS-SS (cách dấu -) Địa MAC số 48 bit biểu diễn 12 số hexa, 24bit đầu (MM:MM:MM) mã số nhà sản xuất (Linksys, 3COM ) 24 bit sau (SS:SS:SS) số seri card mạng nhà sản xuất gán Như không xảy trường hợp hai thiết bị trùng địa vật lý số nhận dạng ID lưu ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET | 10001011.00001100.01000000.00000001- 10001011.00001100.01111111.11111110 139.12.64.1/18 -139.12.127.254/18 | 10001011.00001100.10000000.00000001- 10001011.00001100.10111111.11111110 139.12.128.1/18 -139.12.191.254/18 | 10001011.00001100.11000000.00000001- 10001011.00001100.11111111.11111110 139.12.192.0/18 –139.12.255.254/18 Địa mạng, địa unicast, địa broadcast - - Địa mạng : địa tính giữ nguyên phần networkID phần hostID 0, địa dùng để định danh cho mạng Ví dụ 203.178.142.128/25 Địa unicast : địa định hướng gán cho giao diện đơn, địa nhận dạng cho node, địa máy trạm, router Địa giữu nguyên phần networkID có phần hostID khác khác 255 Ví dụ 203.178.142.128/24 Địa broadcast, hay địa quảng bá địa có bit phần hostID mang giá trị 1, sử dụng muốn gửi gói tin đến tất máy mạng Ví dụ 203.178.142.127/25 Khn dạng gói tin IP Các thành phần chức IP Header - Phần đầu gói tin IP gồm thành phần : - Version : phiên hành IP dùng Nếu trường khác với phiên IP thiết bị nhận, thiết bị nhận từ chối loại bỏ gói tin - Type of Service hay Diferentiated Service, sử dụng quản lý QoS 17 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - - - - © 3F-HEDSPI.NET IP Header Length :Chỉ chiều dài header Đây chiều dài tất cảc thông tin Header Total Length : Chỉ chiều dài tồn gói tính theo byte, bao gồm liệu header.Để biết chiều dài liệu cần lấy tổng chiều dài trừ IP Header Length Protocol : Giao thức giao vận tầng (1: ICMP, 2: IGMP, 6: TCP, 17: UDP, 89: OSPF ) Time to Live : TTL có giá trị số nguyên thời gian sống gói tin mạng, gói tin qua router bị giảm đơn vị Khi giá trị TTL giảm đến mà gói tin chưa đến địa cần đến bị hủy TTL có giá trị lớn 255 Checksum : Mã kiểm soát lỗi cho phần đầu Source IP Address Destination IP Address : Địa gửi nhận gói tin Trong đường truyền có giới hạn kích thước đơn vị liệu tối đa, gói tin IP lớn bị phân mảnh, tập hợp lại trạm đích Trường Identification, lưu số hiệu gói tin, sử dụng để tìm phần gói tin, cịn trường Fragment Offset, lưu vị trí gói phân mảnh gói tin ban đầu, giúp ghép gói phân mảnh thành gói tin hồn chỉnh Flags : Một field có bit, có bit có thứ tự thấp điều khiển phân mảnh Một bit cho biết gói có bị phân mảnh hay khơng gói cho biết gói có phải mảnh cuối chuỗi gói bị phân mảnh hay khơng ICMP ? - ICMP (Internet control message protocol - tạm dịch Giao thức điều khiển thơng điệp Internet) hoạt động phía IP, song truyền tải liệu TCP UDP, nên coi thuộc tầng mạng - Trường type code xác định kiểu gói tin ICMP, trường checksum dùng để kiểm tra lỗi gói tin, cịn trường message contents chứa nội dung ICMP cho phép việc thử nghiệm khắc phục cố giao thức TCP/IP ICMP định nghĩa thông điệp dùng để xác định hệ thống mạng phân phối gói tin Thật ra, ICMP thành phần bắt buộc thực IP.Ví dụ: - 18 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - © 3F-HEDSPI.NET host A gởi datagram tới host B, đường tới đích, số nguyên nhân sau làm cho gói tin khơng đến đích: Ø Các thiết bị trung gian routing protocol chưa chúng gọi unreachable network Ø Cấu hình TCP/IP chưa địa chỉ, subnetmask hay default gateway chúng gọi unreachable host Ø Host đích khơng hỗ trợ upper-layer protocol Được gọi unreachable protocol Ø Host đich không hỗ trợ loại dịch vụ cần truy câp Gọi unreachable port/socket Khi thiết bị trung gian (router) nơi xảy vấn đề gửi lại gói tin có ICMP message dành cho sender để thông báo nguyên nhân Các thiết bị trung gian khác không nhận message hồn tồn khơng biết có vấn đề đường truyền Có loại gói tin ICMP: query message error message tức gói tin hỏi gói tin báo lỗi Các loại gói tin, ứng với trường type code thể hết bảng sau: 19 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET 20 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Ping ? - - Lệnh Ping (Packet Internet Grouper) dùng để kiểm tra nối kết mạng mức IP.Ta dùng lệnh ping để kiểm tra xem có kết nối hai máy tính hay khơng Ping gởi ICMP message "echo request" đến host Nếu nhận ICMP message "echo reply" host, ping thơng báo host cịn hoạt động Nếu không nhận ICMP message "echo reply" host, ping thông báo host ngừng hoạt động! Mỗi gói tin có số hiệu gói tin riêng Trường liệu chứa thời gian gửi gói tin, tính thời gian RTT (round-trip-time) Traceroute ? - - Traceroute dùng để xác định đường dẫn (IP) mà gói IP qua trước đến đích, dùng để kiểm tra đoạn mạng khơng liên lạc được.Khi sử dụng lệnh hình hiển thị tất chặng mà gói tin IP qua Cách thức hoạt động : Traceroute gởi IP datagram có TTL=1 đến hệ thống đích Router nhận datagram giảm giá trị TTL một, TTL=0 router bỏ qua datagram này(khơng gởi tiếp!) gởi ICMP error message với địa ip nguồn địa đến máy bạn Như router xác định địa ip router thứ nhất! Sau đó, traceroute gởi datagram với giá trị TTL tăng thêm 1, trường hợp TTL=2đến hệ thống đích Router giảm giá trị TTL một, TTL lúc có giá trị 1và chuyển datagram sang router thứ Router thứ nhận datagram có TTL=1 giảm TTL=0 Rounter nhận thấy TTL=0 nên không chuyển datagram tiếp Router gởi trở lại máy bạn ICMP error message với địa ip nguồn địa ip nó(router 2) Như trình traceroute máy bạn biết router thứ mà datagram qua Traceroute tiếp tục gởi datagram khác có TTL=3đi lặp lại trình datagram đến hệ thống đích! Nếu IP datagram đến đích, TTL=1 Host đích bỏ qua datagram khơng gởi "Time Exceeded" ICMP error message Như bạn khơng thể biết đến đích chưa Do Traceroute phải dùng đến chế khác sau:Traceroute gởi UDP datagrams đến host đích cổng UDP có số hiệu lớn(>30000) Sở dĩ chọn cổng có giá trị lớn thường khơng có ứng dụng lắng nghe cổng Khi host đích nhận UDP datagram này, gởi trả lại ICMP error message "Port Unreachable"(không đến cổng) cho traceroute Bây traceroute phân biệt khác ICMP error message "Time Exceeded" với "Port Unreachable" để biết đến đích hay chưa ! (Chú ý : ICMP error message "Time Exceeded" có type=1 code=0; ICMP eror message "Port Unreachable" có type=3 code=3) 21 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - © 3F-HEDSPI.NET Như vậy, tóm lại q trình thực sau : traceroute gởi UDP datagrams đến host đích với giá trị TTL=1 tăng sau lần để xác định routers mà datagrams qua Mỗi router gởi trở ICMP message "Time Exceeded" Riêng hệ thống đích gởi trở lại cho traceroute ICMP message "Port Unreachable" Traceroute dựa vào khác biệt để xác định xem đến đích chưa?! 10 Chọn đường - - Khi máy trạm gửi gói tin IP tới máy khác, địa đích nằm đường truyền vật lý truyền trực tiếp, cịn nằm mạng khác phải truyền gián tiếp qua định tuyến Cơ chế để máy trạm hay định tuyến chuyển gói tin từ nguồn đến đích gọi chọn đường Các thành phần chọn đường bao gồm : Bảng chọn đường, Thông tin chọn đường Gải thuật, giao thức chọn đường (xem kỹ giáo trình ^^!) 11 Vai trò định tuyến ? - - - Trong q trình di chuyển, gói tin (packet) định hướng theo tuyến đường khác để đến đích Khi qua router chúng Router tính tốn Router chuyển Interface khác Q trình gọi định tuyến (Routing) Để có thơng tin định cho việc di chuyển gói liệu theo đường Router sử dụng giao thức định tuyến(Routing Protocol) cho việc thu thập thông tin để xây dựng nên bảng định tuyến(Routing Table) Routing Table dùng để lưu lại địa hay đường đến đích mà PC hay router học Thường routing table bao gồm địa đích, node kề cận với để tới đích giá trị đường trường hợp có nhiều đường tới đích dùng giá trị tốt để tới đích 12 Vì giao thức IP gọi giao thức nỗ lực hết mình, “best effort”? - Giao thức IP cung cấp dịch vụ gửi liệu khơng đảm bảo (cịn gọi cố gắng cao nhất), nghĩa khơng đảm bảo gói liệu Gói liệu đến nơi mà khơng cịn ngun vẹn, đến khơng theo thứ tự (so với gói khác gửi hai máy nguồn đích đó), bị trùng lặp bị hoàn toàn Nếu phần mềm ứng dụng cần bảo đảm, cung cấp từ nơi khác, thường từ giao thức giao vận nằm phía IP 22 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET IV Tầng giao vận Các giao thức hoạt động tầng giao vận ? - UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền không tin cậy ưu điểm nhanh tiết kiệm TCP (Transmission Control Protocol): Cung cấp phương thức truyền tin cậy Các chức chung TCP UDP : Ø Dồn kênh/phân kênh (Mux/Demux) : Sử dụng để phân biệt ứng dụng máy cách sử dụng số hiệu cổng (mỗi tiến trình ứng dụng gán cho cổng) Ø Checksum : Phát lỗi bit đoạn tin, gói tin UDP hoạt động ? - - - UDP (User Datagram Protocol) giao thức cốt lõi giao thức TCP/IP Dùng UDP, chương trình mạng máy tính gởi liệu ngắn gọi datagram tới máy khác UDP không cung cấp tin cậy thứ tự truyền nhận mà TCP làm; gói liệu đến không thứ tự bị mà thơng báo Tuy nhiên UDP nhanh hiệu mục tiêu kích thước nhỏ yêu cầu khắt khe thời gian Do chất khơng trạng thái nên hữu dụng việc trả lời truy vấn nhỏ với số lượng lớn người yêu cầu Những ứng dụng phổ biến sử dụng UDP DNS (Domain Name System), ứng dụng streaming media, Voice over IP, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), game trực tuyến UDP sử dụng đơn vị liệu datagram (bức tin), có khn dạng sau : Ø Source port : Trường xác định cổng người gửi thơng tin có ý nghĩa muốn nhận thông tin phản hồi từ người nhận Nếu khơng dùng đến đặt Ø Destination port :Trường xác định cổng nhận thông tin, trường cần thiết Ø Length :Trường có độ dài 16 bit xác định chiều dài toàn datagram: phần header liệu Chiều dài tối thiểu byte gói tin khơng có liệu, có header 23 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - © 3F-HEDSPI.NET Ø Trường checksum 16 bit dùng cho việc kiểm tra lỗi phần header liệu Các vấn đề UDP : Ø Khơng có kiểm sốt tắc nghẽn Ø Khơng đảm bảo độ tin cậy : Các ứng dụng phải tự cài đặt chế kiểm soát độ tin cậy, việc phát triển ứng dụng phức tạp TCP hoạt động ? - - - Giao thức TCP (Transmission Control Protocol - "Giao thức điều khiển truyền vận") giao thức cốt lõi giao thức TCP/IP Sử dụng TCP, ứng dụng máy chủ nối mạng tạo "kết nối" với nhau, mà qua chúng trao đổi liệu gói tin Giao thức đảm bảo chuyển giao liệu tới nơi nhận cách đáng tin cậy thứ tự TCP phân biệt liệu nhiều ứng dụng (chẳng hạn, dịch vụ Web dịch vụ thư điện tử) đồng thời chạy máy chủ Khn dạng gói tin TCP mơ tả hình sau : Ø Khác với UDP, TCP sử dụng thêm trường sequence number acknowledgment number để kiểm soát liệu nhận hay chưa Ø Window Size số lượng byte gửi tiếp trước nhận Acknowledgment Sau host truyền số lượng byte Window Size, phải chờ nhận Acknowledgment trước chuyển tiếp Window Size định số lượng liệu bên nhận chấp nhận thời điểm TCP đòi hỏi thiết lập kết nối trước bắt đầu gửi liệu kết thúc kết nối việc gửi liệu hoàn tất Cụ thể, kết nối TCP có ba pha thiết lập kết nối, truyền liệu kết thúc kết nối 24 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Ø Thiết lập kết nối : Để thiết lập kết nối, TCP sử dụng quy trình bắt tay bước (3-way handshake) Trước client thử kết nối với server, server phải đăng ký cổng mở cổng cho kết nối: gọi mở bị động Một mở bị động thiết lập client bắt đầu mở chủ động Để thiết lập kết nối, quy trình bắt tay bước xảy sau : • Client yêu cầu mở cổng dịch vụ cách gửi gói tin SYN (gói tin TCP) tới server, gói tin này, tham số sequence number gán cho giá trị ngẫu nhiên X • Server hồi đáp cách gửi lại phía client tin SYN-ACK, gói tin này, tham số acknowledgment number gán giá trị X + 1, tham số sequence number gán ngẫu nhiên giá trị Y • Để hồn tất trình bắt tay ba bước, client tiếp tục gửi tới server tin ACK, tin này, tham số sequence number gán cho giá trị X + tham số acknowledgment number gán giá trị Y + Tại thời điểm này, client server xác nhận rằng, kết nối thiết lập Ø Truyền liệu : Ở hai bước ba bước bắt tay, hai máy tính trao đổi số thứ tự gói ban đầu (Initial Sequence Number -ISN) Số chọn cách ngẫu nhiên Số thứ tự dùng để đánh dấu khối liệu gửi từ máy tính Sau byte truyền đi, số lại tăng lên Nhờ ta xếp lại chúng tới máy tính gói tới nơi theo thứ tự Trên lý thuyết, byte gửi có số thứ tự nhận máy tính nhận gửi lại tin báo nhận (ACK) Trong thực tế có byte liệu gán số thứ tự trường số thứ tự gói tin bên nhận gửi tin báo nhận cách gửi số thứ tự byte chờ Ví dụ: Máy tính A gửi byte với số thứ tự ban đầu 100 (theo lý thuyết byte có thứ tự 100, 101, 102, 103) bên nhận gửi tin báo nhận có nội dung 104 thứ tự byte cần Bằng cách gửi tin báo nhận 104, bên nhận ngầm thơng báo nhận byte 100, 101, 102 103 Trong trường hợp byte cuối bị lỗi bên nhận gửi tin báo nhận với nội dung 102 byte 100 101 nhận thành công Ø Kết thúc kết nối : Để kết thúc kết nối hai bên sử dụng trình bắt tay bước chiều kết nối kết thúc độc lập với nhau, tức hai bên chủ động đóng liên kết Khi bên A muốn kết thúc, gửi gói tin FIN bên B gửi lại tin báo nhận ACK, chuẩn bị q trình đóng liên kết gửi FIN Bên A nhận FIN trả lời ACK vào trạng thái chờ B nhận ACK đóng liên kết 25 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Kiểm soát luồng kiểm soát tắc nghẽn TCP - - Kiểm soát luồng : Điều khiển liệu gửi đi, đảm bảo có hiệu tốt mà không làm tải bên Việc kiểm soát luồng thực cách bên thiết lập cửa sổ kiểm soát, cửa sổ nhận (Rwnd) cửa sổ kiểm soát tắc nghẽn (Cwnd) Lượng liệu gửi phải nhỏ giá trị cửa sổ kiểm soát Giá trị cửa sổ lưu trường Window gói tin TCP Các bước để trao đổi thông tin Rwnd : Ø Bên nhận báo cho bên gửi biết Rwnd đoạn tin Ø Bên gửi đặt kích thước cửa sổ gửi theo Rwnd Kiểm soát tắc nghẽn : Ø Slow-start : Đặt Cwnd MSS (Maximum segment size) sau tăng lên gấp đơi đạt ngưỡng ssthresh chuyển sang trạng thái tránh tắc nghẽn Ø Tránh tắc nghẽn : Tăng Cwnd theo cấp số cộng sau đạt tới ssthresh (tăng Cwnd thêm MSS) Ø Phát tắc nghẽn : • Khi có timeout bên gửi TCP thực bước sau : TCP đặt ngưỡng xuống nửa giá trị Cwnd, TCP đặt Cwnd MSS, TCP chuyển slow-start • Nếu nhận ACK giống TCP thực bước sau : TCP đặt ngưỡng xuống nửa giá trị Cwnd, TCP đặt giá trị Cwnd giá trị ngưỡng cũ, TCP chuyển trạng thái “congestion avoidance” Vì TCP gọi giao thức đáng tin cậy ? - - - TCP giao thức định hướng kết nối làm cho kết nối trở nên đáng tin cậy hơn, hướng kết nối theo dịng mơi trường IP Vì gọi connectionoriented TCP chịu trách nhiệm tầng giao vận OSI TCP đảm bảo chuyển nhận gói tin tới tầng ứng dụng Đặc tính chuyển nhận tin cậy dựa số gọi sequence number mà tạo từ liệu chuyển vận liệu nhận Nó giải nhiều vấn đề độ tin cậy để cung cấp dòng byte đáng tin cậy (reliable byte stream): Ø Dữ liệu đến đích thứ tự Ø Sửa lỗi liệu mức độ tối thiểu Ø Dữ liệu trùng lặp bị loại bỏ Ø Các gói tin bị thất lại/loại bỏ gửi lại Ø Có kiểm sốt luồng liệu Ø Có kiểm sốt tắc nghẽn giao thơng liệu TCP đảm bảo độ tin cậy truyền thông cách ép buộc máy nhận phải hồi báo cho máy gởi biết segment nhận được, segment bị lỗi,… để máy gửi tiếp tục 26 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET truyền segment hay gửi lại segment bị lỗi Các gói tin hồi báo gọi tắt ACK Nếu đường truyền bị lỗi q nặng, gói tin hồi báo khơng đến máy gửi sau khoảng thời gian quy định trước, segment truyền lại, segment truyền lại nhiều lần, TCP ngắt kết nối với máy nhận dừng việc truyền lại So sánh TCP UDP ? - - Giao thức TCP UDP hai giao thức phổ biến lớp transport chồng giao thức TCP/IP UDP dùng bytes cho phần header yêu cầu xử lý từ host TCP cần nhiều bytes phần header phải xử lý nhiều cung cấp nhiều chức hữu ích hơn, khả khôi phục lỗi - Chức Multiplexing dùng nhiều cổng - Truyền liệu - - Truyền tin cậy - - Kiểm sốt dịng - - Connection - - Kiểu giao thức IP - - TCP Có Chỉ số cổng nhận dạng tiến trình máy gửi máy nhận Có TCP tái xếp liệu nhận sai thứ tự Có TCP cơng nhận liệu, gửi lại phân đoạn bị Các trường sequence ACK TCP header Có TCP dùng cửa sổ trượt để kiểm tra cửa sổ máy gửi Có Q trình bắt tay lần thiết lập trình khởi động cổng UDP Giống TCP - Khơng UDP khơng có khái niệm xếp liệu Không hỗ trợ - Không - Phi kết nối - 17 Các header TCP UDP khác kích thước (20 bytes), nguyên nhân chủ yếu TCP phải hỗ trợ nhiều chức 27 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH V © 3F-HEDSPI.NET Tầng ứng dụng Các giao thức hoạt động tầng ứng dụng - - - HTTP (HyperText Transfer Protocol) năm giao thức chuẩn mạng Internet, dùng để liên hệ thông tin Máy cung cấp dịch vụ (Web server) Máy sử dụng dịch vụ (Web client) giao thức Client/Server dùng cho World Wide Web-WWW FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền tệp, cho phép người dùng lấy gửi tệp tin đến máy khác Telnet: Chương trình mô thiết bị đầu cuối cho phép người dùng login vào máy chủ từ máy khác mạng SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một giao thức để truyền thư DNS (Domain Name Service): Dịch vụ tên miền cho phép nhận máy tính từ tên miền thay phải đánh vào địa IP khó nhớ Nhiều bạn thường nhầm DNS Domain Name Server SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức cung cấp cơng cụ quản trị mạng Các mơ hình ứng dụng - - - Mơ hình khách-chủ (cliebt-server) : Ø Khách • Gửi yêu cầu truy cập dịch vụ đến máy chủ • Có thể có địa IP động hay khơng vào mạng thường xun • Về ngun tắc, không liên lạc trực tiếp với máy khách khác Ø Chủ • Thường xuyên online • Địa IP tĩnh • Có thể có máy chủ dự phịng để nâng cao hiệu năng, phịng cố Ø Ví dụ : Web, mail Mơ hình điểm – điểm P2P : Ø Khơng có máy chủ trung tâm Ø Các máy có vai trị ngang Ø Có thể có IP động, khơng cần vào mạng thường xun Ø Ví dụ : Gnutella Mơ hình lai Ø Một máy chủ trung tâm để quản lý người sử dụng, thông tin tìm kiếm Ø Các máy khách giao tiếp trực tiếp với sau đăng nhập Ø Ví dụ : Skype (Máy chủ Skype quản lý phiên đăng nhập, mật Còn sau kết nối, máy gọi VoIP trực tiếp cho nhau) 28 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Trình bày chế hoạt động HTTP? - HyperText Transfer Protocol(HTTP) giao thức lớp Application cung cấp giao thức cho việc truy vấn HyperText Markup language (HTML) liệu khác web Site Có phiên HTTP Ø HTTP/0.9: Là phiên đơn giản hỗ trợ tùy chọn đễ nhận trang Web Ø HTTP/1.0: Phiên bỗ sung nhiều trường liệu gọi tiêu đề (header) vào thông số kỹ thuật Ø HTTP/1.1: Là phiên cải tiến HTTP/1.0, ưu điểm HTTP/1.1 có kết nối ỗn định, tạo ống dẫn kiễm sốt cache Các trình duyệt ngày cung cấp tính tương thích ngược phiên HTTP - Truy vấn trang HTTP bản.Trang Web có hang chục đối tượng, từ HTML đến ảnh Web site.Tiến trình truy vấn trang xảy theo trình tự sau : Ø Client gửi yêu cầu cho trang đến Web server Ø Server phân tích yêu cầu gửi trở lại lời báo nhận đến client với mã HTML yêu cầu để tạo trang Ø Client bắt đầu thông dịch HTML vào tạo trang Ø Client yêu cầu tiếp theo, truy vấn đối tượng nhúng(hình ảnh, file đa phương tiện) Thứ tự thời gian tiến trình phụ thuộc vào phiên HTTP dùng 1.0 hay 1.1 - Các phương thức HTTP Ø Phương thức GET dung truy tìm riêng đối tượng Ø Phương thức POST dùng cho phép client gửi thông tin đến Server Ø Phương thức HEAD Giống GET server trả tiêu đề HTTP Ø Phương thức PUT dùng cho phép client đặt mục lên Server vị trí xác định Ø Phương thức DELETE cho phép client xóa mục Ø Phương thức TRACE cho phép client xem yêu cầu mà thực Server Ø Phương thức OPTIONS cho phép client xác định tùy chọn giao tiếp có sẵn Server - Kết nối ổn định HTTP Với HTTP/1/0 HTTP/1.1 khác tiêu đề connection : Ø HTTP/1.0: Connection : Closed Ø HTTP/1 : Connection: Keep-Alive Closed : biểu thị server đóng kết nối TCP yêu cầu hoàn thành Keep-Alive: Biểu thị server giữ kết nối TCP mở sau u cầu hình thành Ngồi trạng thái Keep-Alive thực thi nối ống dẫn (pipeling.) Với nối 29 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - © 3F-HEDSPI.NET ống dẫn cho phép client gửi nhiều yêu cầu GET HTTP kết nối TCP mà không cần đợi phản hồi riêng lẽ sau yêu cầu Sự khác biệt việc xử lý HTTP/1.0 HTTP/1.1 Ø Trong Session HTTP/1.0 mặc định, nối kết TCP bị hủy thiết lập lại yêu cầu GET HTTP Ø Trong Session HTTP/1.1 mặc định, kết nối TCP mở nhiều yêu cầu GET truyền qua Ø Client mở kết nối TCP ổn định với server nối ống dẫn yêu cầu HTTP Ø Ngồi ra, nhiều trình duyệt mở nhiều kết nối đồng thời • Khi sử dụng nối ống dẫn, client cấp phát nhiều yêu cầu GET mà không đợi đáp ứng cho yêu cầu • Client mở nhiều kết nối TCP để tăng tốc việc truy tìm số lớn đối tượng Trình bày chế hoạt động SMTP ? - - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - giao thức truyền tải thư tín đơn giản) chuẩn truyền tải thư điện tử qua mạng Internet Client liên quan đến thư đi, Server liên quan đến nhận thư Hệ thống thư cục hộp thư (mailbox) cho user Mailbox có phần: phần cục phần toàn cục Sau tháo thư khuôn dạng chuẩn, hệ thống mail cục xác định tên người nhận hộp thư cục hay phải gởi ngoài, để gởi thư Client SMTP phải biết địa IP nơi nhận qua DNS gởi qua cổng địa SMTP (25) để bắt đầu nối kết server SMTP nơi nhận Khi mối nối thiết lập, client bắt đầu chuyển thư đến Server lệnh SMTP SMTP dùng từ khóa lệnh để thực thao tác chuyển giao mail SMTP (trong RFC 821) ban đầu thiết kế phép mail server chuyển đổi mail message Cơ chế dùng để chuyển đổi mail phân đường message quanh Internet SMTP hoạt động mơ hình lưu truyền Client nắm message cần để truyền đến server gởi lệnh đến server để báo cho server cách sử lý message Mail Client mail server khác, có hay nhiều message phải truyền đến server khác Hầu hết Internet Mail Client sử dụng SMTP để gởi message Trình bày chế hoạt động FTP ? - File Transfer Protocol-Giao thức truyền tập tin cho phép truyền tập tin hai máy tính, quản lý thư mục FTP khơng thiết kế để truy cập vào máy khác chạy chương trình máy FTP giúp người sử dụng truy cập file thư mục máy chủ xa thực thao tác thư mục sau : Ø Liệt kệ file thư mục cục hay xa 30 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - - © 3F-HEDSPI.NET Ø Đổi tên xóa tập tin (nếu có quyền) Ø Tải file máy trạm hay truyền file đến máy xa (download/upload) FTP sử dụng đồng thời liên kết TCP cổng : Ø TCP control connection, port 21: trao đổi thông điệp điều khiển (commands, responses…) Ø TCP data connection, port 20: truyền tải tệp Ngoài FTP lưu giữ trạng thái client phiên làm việc Quá trình trao đổi truyền tải : Ø FTP server nghe cổng 21 Ø FTP client yêu cầu kết nối với FTP server qua TCP cổng 21 Gửi user & password để đăng nhập Ø FTP server chấp nhận, liên kết điều khiển (control connection) thiết lập Quá trình trao đổi bắt đầu Ø Khi server nhận lệnh truyền tệp, mở liên kết liệu (data connection) tới client, tệp truyền qua liên kết Ø Sau truyền xong tệp, server ngắt liên kết liệu (mỗi liên kết sử dụng để truyền tệp) 31 ... bảng sau: 19 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET 20 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET Ping ? - - Lệnh Ping (Packet Internet Grouper) dùng để kiểm tra nối kết mạng mức IP.Ta... 126.Thế số máy tính mạng lớp A : 224- =16,777,214 máy 14 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH - - - © 3F-HEDSPI.NET Lớp B Ø Định dạng : Mạng. Mạng.Node.Node Ø Hai Bit : 10 Ø Tương tự cách tính với lớp... hoạt động FTP ? 30 ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP MẠNG MÁY TÍNH © 3F-HEDSPI.NET ĐỀ CƯƠNG MẠNG MÁY TÍNH I Kiến trúc phân tầng Tại phải phân tầng? - - Việc phân tầng giúp cho công việc thiết kế, phát triển,