Tìm hiểu về giao thức TCP,IP và địa chỉ IPv4,IPv6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ****** BÁO CÁO MÔN HỌC MÔN: KỸ THUẬT MẠNG MÁY TÍNH Đề tài: Tìm hiểu giao thức TCP/IP địa IPv4/IPv6 Họ tên sinh viên thực hiện: Lê Thanh Phong Lê Song Tồn Phạm Trí Lớp : Điện Tử Viễn Thông K39 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Nguyễn Đức Thiện GIAO THỨC TCP/IP Giao thức TCP/IP gì? TCP/IP từ viết tắ t củ a Transmission Control Protocol (TCP) Internet Protocol (IP) mộ t giao thứ c đượ c biết đến giao thứ c cà i đặ t truyền thô ng, chồ ng giao thứ c mà hầ u hết cá c mạ ng máy tính ngày chạy Bộ giao thứ c đượ c đặ t theo tên củ a giao thứ c giao thứ c điều khiển giao vậ n giao thứ c liên mạ ng Đây giao thứ c đầ u tiên giớ i đượ c định nghĩa Sự phát triển hình thành mơ hình TCP/IP • Ý tưở ng hình nh mơ hình TCP/IP đượ c bắ t nguồ n từ Bộ giao thứ c liên mạ ng cô ng trình DARPA o nă m 1970 Trả i qua vô số nă m nghiên u phá t triển củ a kỹ sư Robert E Kahn và  Vinton Cerf  cù ng hỗ trợ củ a khơ ng cá c nhó m nghiên u Đầ u nă m 1978, giao thứ c TCP/ IP đượ c ổ n định hó a vớ i giao thứ c tiêu chuẩ n đượ c dù ng củ a Internet mơ hình TCP/IP Version • Và o nă m 1975, cuộ c thử nghiệm thô ng nố i giữ a mơ hình TCP/IP đượ c diễn nh cô ng Cũ ng bắ t đầ u từ đây, cuộ c thử nghiệm thô ng nố i giữ a cá c mơ hình TCP/IP đượ c diễn nhiều đạ t đượ c kết tố t Cũ ng điều này, mộ t cuộ c hộ i thả o đượ c Internet Architecture Broad mở ra, vớ i tham dự củ a 250 đạ i biểu củ a cá c cô ng ty thương mạ i, từ giao thứ c mơ hình TCP/IP đượ c phổ biến rộ ng rã i khắ p giớ i Cách thức hoạt động mơ hình TCP/IP • Phâ n tích từ tên gọ i, TCP/IP kết hợ p giữ a giao thứ c Trong   IP (Giao thứ c liên mạ ng) cho phép cá c gó i tin đượ c gử i đến đích định sẵ n, bằ ng cá ch thêm cá c thô ng tin dẫ n đườ ng o cá c gó i tin để cá c gó i tin đượ c đến đú ng đích định sẵ n ban đầ u Và giao thứ c TCP (Giao thứ c truyền vậ n) ng vai trị kiểm tra đả m bả o an n cho mỗ i gó i tin qua mỗ i trạ m Trong trình này, giao thứ c TCP nhậ n thấy gó i tin bị lỗ i, mộ t tín hiệu đượ c truyền yêu cầ u hệ thố ng gử i lạ i mộ t gó i tin c Quá trình hoạ t độ ng đượ c m rõ c nă ng củ a mỗ i tầ ng mơ hình TCP/IP Các tầng chức tầng giao thứcTCP/IP 1.Các tầng giao thức TCP/IP Mộ t mơ hình TCP/IP tiêu chuẩ n bao gồ m lớ p đượ c chồ ng lên nhau, bắ t đầ u từ tầ ng thấ p nhấ t Tầ ng vậ t lý (Physical) → Tầ ng mạ ng (Network) → Tầ ng giao vậ n (Transport) cuố i cù ng Tầ ng ứ ng dụ ng (Application) Tuy nhiên, mộ t số ý kiến lạ i cho rằ ng mơ hình TCP/IP tầ ng, tứ c cá c tầ ng đế n đượ c giữ nguyên, tầ ng Datalink đượ c tá ch riêng tầ ng nằ m so vớ i tầ ng vậ t lý 2 Chức tầng giao thức TCP/IP TẦNG 4: TẦNG ỨNG DỤNG (APPLICATION) Đây lớ p giao tiếp cù ng củ a mơ hình Đú ng vớ i tên gọ i, tầ ng Ứ ng dụ ng đả m nhậ n vai trò giao tiếp liệu giữ a máy c thô ng qua cá c dịch vụ mạ ng c (duyệt web, chat, gử i email, mộ t số giao thứ c trao đổ i liệu: SMTP, SSH, FTP, ) Dữ liệu đến đượ c định ng theo kiểu Byte nố i Byte, cù ng vớ i cá c thơ ng tin định tuyến giú p xá c định đườ ng đú ng củ a mộ t gó i tin TẦNG 3: TẦNG GIAO VẬN (TRANSPORT) • • Chứ c nă ng củ a tầ ng xử lý vấ n đề giao tiếp giữ a cá c máy chủ cù ng mộ t mạ ng hoặ c c mạ ng đượ c kết nố i vớ i thô ng qua định tuyến Tạ i liệu đượ c phâ n đoạ n, mỗ i đoạ n khơ ng bằ ng kích thướ c phả i nhỏ 64KB Cấ u trú c đầy đủ củ a mộ t Segment lú c Header a thô ng tin điều khiển sau liệu Trong tầ ng cị n bao gồ m giao thứ c cố t lõ i TCP UDP Trong , TCP đả m bả o chấ t lượ ng gó i tin tiêu tố n thờ i gian lâ u để kiểm tra đầy đủ thô ng tin từ thứ tự liệu việc kiểm soá t vấ n đề tắ c nghẽn lưu lượ ng liệu Trá i vớ i điều , UDP cho thấy tố c độ truyền tả i nhanh lạ i khô ng đả m bả o đượ c chấ t lượ ng liệu đượ c gử i TẦNG 2: TẦNG MẠNG (INTERNET) • Gầ n giố ng tầ ng mạ ng củ a mơ hình OSI Tạ i đây, cũ ng đượ c định nghĩa mộ t giao thứ c chịu trá ch nhiệm truyền tả i liệu mộ t cá ch logic mạ ng Cá c phâ n đoạ n liệu đượ c ng gó i (Packets) vớ i kích thướ c mỗ i gó i phù hợ p vớ i mạ ng chuyển mạ ch mà dù ng để truyền liệu Lú c này, cá c gó i tin đượ c chèn thêm phầ n Header a thô ng tin củ a tầ ng mạ ng tiếp tụ c đượ c chuyển đến tầ ng Cá c giao thứ c tầ ng IP, ICMP và ARP TẦNG 1: TẦNG VẬT LÝ (PHYSICAL) • Là kết hợ p giữ a tầ ng Vậ t lý tầ ng liên kết liệu củ a mơ hình OSI Chịu trá ch nhiệm truyền liệu giữ a hai thiết bị cù ng mộ t mạ ng Tạ i đây, cá c gó i liệu đượ c ng o khung (gọ i Frame) đượ c định tuyến đến đích đượ c định ban đầ u ĐỊA CHỈ IPv4 & IPv6 ĐỊA CHỈ IP LÀ GÌ ? • Địa IP (Internet Protocol - giao thức Internet) một địa chỉ đơn mà thiết bị điện tử sử dụng để nhận diện liên lạc với mạng máy tính mạng máy tính bằng cách sử dụng giao thức Internet • Bất kỳ thiết bị mạng bao gồm bộ định tuyến, bộ chuyển mạch mạng,  máy vi tính, máy chủ hạ tầng (như NTP, DNS, DHCP, SNMP, v.v.), máy in, máy fax  qua Internet, vài loại điện thoại tham gia vào mạng có địa riêng, địa đơn phạm vi mạng cụ thể Vài địa IP có giá trị đơn phạm vi Internet toàn cầu, số khác cần phải đơn phạm vi công ty GIỚI THIỆU ĐỊA CHỈ IPv4&IPv6 • Giao thức Internet phiên 4 (IPv4) định nghĩa địa IP số 32-bit Tuy nhiên, phát triển Internet cạn kiệt địa IPv4 sẵn có, phiên IP mới (IPv6), sử dụng 128 bit cho địa IP, phát triển vào năm 1995 và chuẩn hóa vào năm 1998 Triển khai IPv6 tiến hành từ năm 2000 • Địa IP do Tổ chức cấp phát số hiệu Internet (IANA) quản lý tạo IPv4 ĐỊNH NGHĨA IPv4 • Giao thức Internet phiên 4 (viết tắt IPv4, từ tiếng Anh Internet Protocol version 4) phiên thứ tư trình phát triển các giao thức Internet  (IP) Đây phiên IP sử dụng rộng rãi • Giao thức công bố IETF phiên bản RFC 791 (tháng năm 1981), thay cho phiên bản RFC 760(cơng bố vào tháng năm 1980) • IPv4 giao thức hướng liệu, sử dụng cho hệ thống chuyển mạch gói (tương tự chuẩn mạng Ethernet) Đây giao thức truyền liêu hoạt động dựa ngun tắc tốt • Trong đó: Ipv4 khơng quan tâm đến thứ tự truyền gói tin khơng đảm tin đến đích hay việc gây tình trạng lặp gói tin đích đến bảo gói IPv4 có chế đảm bảo tính tồn vẹn liệu thơng qua sử dụng gói kiểm tra (checksum) những  ĐÁNH ĐỊA CHỈ • IPv4 sử dụng 32 bits để đánh địa chỉ, theo đó, số địa tối đa sử dụng 4.294.967.296 (232) Tuy nhiên, số sử dụng cho mục đích khác như: cấp cho mạng cá nhân (xấp xỉ 18 triệu địa chỉ), sử dụng làm địa quảng bá (xấp xỉ 16 triệu), nên số lượng địa thực tế sử dụng cho mạng Internet cơng cộng bị giảm xuống • Cách biểu diễn địa chỉ: 32 bits địa IP chia thành nhóm (dạng phân nhóm - dotted format), nhóm gồm bits (gọi octet), nhóm phân cách dấu chấm Tuy nhiên, để thuận tiện cho người sử dụng, octet chuyển đổi sang giá trị thập phân, miêu tả bảng sau: Dạng biểu diễn Giá trị Chuyển đổi từ biểu diễn thập phân Octet biểu diễn dạng t 192.0.2.235 hập phân N/A Octet hệ số 16 0xC0.0x00.0x02.0xEB Mỗi octet chuyển đổi sang dạng số 16 Octet hệ số 0300.0000.0002.0353 Mỗi octet chuyển đổi sang dạng số Hệ số 16 0xC00002EB Giá trị chuỗi 32 bits chuyển sang hệ số 16 Hệ số 10 3221226219 Giá trị chuỗi 32 bits chuyển sang hệ số 10 Hệ số 030000001353 Giá trị chuỗi 32 bits chuyển sang hệ số PHÂN LỚP ĐỊA CHỈ • Có lớp mạng (A, B, C, D E) định nghĩa Lớp A sử dụng bits cho phần network, có tới 24 bits sử dụng cho phần host Lớp B dùng 16 bits cho network, 16 bit dành cho host 24 bits sử dụng để xác định phần network cho lớp C, đó, network lớp C bit để đánh địa host Lớp D dùng cho địa multicast lớp E sử dụng cho thí nghiệm • Việc gán địa tuân theo nguyên tắc: Địa thiết bị phản ánh vị trí vai trị thiết bị mạng CẤU TRÚC GĨI TIN IP Một gói tin IP bao gồm đoạn header đoạn liệu • Header gói tin IPv4 bao gồm 13 trường, 12 trường bắt buộc Trường thứ 13 (được tô màu đỏ bảng) tùy chọn, với tên nó: options Các trường header lưu trữ với byte có ý nghĩa cao (the most significant byte) địa thấp (big endian), nói cách khác bit có ý nghĩa cao ln địa thấp Bit quan trọng bit số 0, trường phiên (version) lưu bit byte • Độ lớn header (Internet Header Length) (IHL) Trường thứ hai (4 bit) độ lớn header (Internet Header Length IHL) cho biết số lượng từ 32-bit header Vì header gói tin IPv4 chứa nhiều tùy chọn (options), trường cho biết kích thước header (nó trùng với offset data) Giá trị nhỏ cho trường (RFC 791), gói tin có độ dài 5×32 = 160 bit Vì số bit nên độ dài lớn gói tin 15 từ (15×32 bit) tức 480 bit IPv6 ĐỊNH NGHĨA IPv6 • IPv6, viết tắt tiếng Anh: "Internet Protocol version 6", "Giao thức liên mạng hệ 6", phiên giao thức liên mạng (IP) nhằm mục đích nâng cấp giao thức liên mạng phiên (IPv4) truyền dẫn cho hầu hết lưu lượng truy cập Internet nhưng hết địa IPv6 cho phép tăng lên đến 2128  địa chỉ, gia tăng khổng lồ so với 232(khoảng 4.3 tỷ) địa IPv4 • Địa IPv4 có chiều dài 32 bít, biểu diễn dạng cụm số thập phân phân cách dấu chấm MỤC ĐÍCH NÂNG CẤP IPv4 LÊN IPv6 • • Thay cho nguồn IPv4 cạn kiệt để tiếp nối hoạt động Internet.    Khắc phục nhược điểm thiết kế địa IPv4 CÁC LOẠI ĐỊA CHỈ IPv6 Không gian địa IPv6 phân thành nhiều loại địa khác Mỗi loại địa có chức định phục vụ giao tiếp  Theo cách thức gói tin gửi đến đích, IPv6 bao gồm ba loại địa sau: • • Unicast: Địa unicast xác định giao diện Multicast: Địa multicast định danh nhóm nhiều giao diện Gói tin có địa đích địa multicast gửi tới tất giao diện nhóm gắn địa Mọi chức địa broadcast IPv4 thay địa IPv6 multicast ƯU ĐIỂM CỦA IPv6 • • Khơng gian địa lớn dễ dàng quản lý không gian địa • Quản trị TCP/IP dễ dàng hơn: DHCP sử dụng IPv4 nhằm giảm cấu hình thủ công TCP/IP cho host IPv6 thiết kế với khả tự động cấu hình mà khơng cần sử dụng máy chủ DHCP, hỗ trợ việc giảm cấu hình thủ cơng • • Cấu trúc định tuyến tốt hơn: Định tuyến IPv6 thiết kế hoàn toàn phân cấp • Hỗ trợ bảo mật tốt hơn: nay, bảo mật mạng Internet trở thành vấn đề lớn, mối quan tâm hàng đầu • Hỗ trợ tốt cho di động: Thời điểm IPv4 thiết kế, chưa tồn khái niệm thiết bị IP di động Trong hệ mạng mới, dạng thiết bị ngày phát triển, đòi hỏi cấu trúc giao thức Internet có hỗ trợ tốt Khơi phục lại nguyên lý kết nối đầu cuối-đầu cuối Internet loại bỏ hồn tồn cơng nghệ NAT Hỗ trợ tốt Multicast: Multicast tùy chọn địa IPv4, nhiên khả hỗ trợ tính phổ dụng chưa cao Chúc người ngày vui vẻ! ... thô ng, chồ ng giao thứ c mà hầ u hết cá c mạ ng máy tính ngày chạy Bộ giao thứ c đượ c đặ t theo tên củ a giao thứ c giao thứ c điều khiển giao vậ n giao thứ c liên mạ ng Đây giao thứ c đầ u.. .GIAO THỨC TCP/IP Giao thức TCP/IP gì? TCP/IP từ viết tắ t củ a Transmission Control Protocol (TCP) Internet Protocol (IP) mộ t giao thứ c đượ c biết đến giao thứ c cà i đặ... thương mạ i, từ giao thứ c mô hình TCP/IP đượ c phổ biến rộ ng rã i khắ p giớ i Cách thức hoạt động mơ hình TCP/IP • Phâ n tích từ tên gọ i, TCP/IP kết hợ p giữ a giao thứ c Trong   IP  (Giao thứ c