Giáo trình mạng máy tính cđ cơ điện hà nội

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG TIN GIÁO TRÌNH MẠNG MÁY TÍNH (Lưu hành nội bộ) Hà Nội năm 2018 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan mạng máy tính 1 Lịch sử mạng máy tính Giới thiệu mạng máy tính 2.1 Định nghĩa mạng máy tính 2.2 Mục đích việc kết nối mạng Đặc trưng mạng máy tính 4 Phân loại mạng máy tính 4.1 Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý 4.2 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch 4.3 Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng 4.4 Phân loại theo hệ điều hành mạng Chương 2: Mơ hình OSI Mơ hình tham khảo OSI Các giao thức mô hình OSI 14 Các chức chủ yếu tầng mơ hình OSI 16 3.1 Lớp vật lý 16 3.2 Lớp liên kết liệu 17 3.3 Lớp mạng 18 3.4 Lớp giao vận 20 3.5 Lớp phiên 21 3.6 Lớp trình diễn 22 3.7 Lớp ứng dụng 23 Chương 3: Tô pô mạng : 24 Mạng cục 24 Kiến trúc mạng cục 24 2.1 Mạng dạng BUS 24 2.2 Mạng dạng 25 2.3 Mạng dạng vòng 26 2.4 Mạng kết nối hỗn hợp 27 Các phương pháp truy cập đường truyền vật lý 27 3.1 Phương pháp CSMA/ CD 28 3.2 Phương pháp TOKEN BUS 29 3.3 Phương pháp TOKEN RING 31 Chương 4: Cáp mạng vật tải truyền 32 Các thiết bị mạng thông dụng 32 1.1 Cáp xoắn đôi 32 1.2 Cáp đồng trục băng tần sở 33 1.3 Cáp đồng trục băng rộng 34 1.4 Cáp quang 34 Các thiết bị kết nối 35 2.1 CARD giao tiếp mạng 35 2.2 Bộ chuyển tiếp Repeater 36 2.3 Cầu nối Bridge 36 2.4 Bộ tập trung HUB 36 2.5 Bộ tập trung SWITCH 37 2.6 Modem 37 2.7 Multiplexor – DeMultiplexor 37 2.8 Router 38 Một số kiểu nối mạng thông dụng chuẩn 38 3.1 Kiểu 10BASE 39 3.2 Kiểu 10BASE 41 3.3 Kiểu 10BASE T 43 3.4 Ethernet 1000Mbps (1GbE) 44 3.5 Ethernet 10GbE 45 Chương 5: Giao thức TCP/IP 45 Mơ hình tham chiếu giao thức TCP/IP 45 1.1 Mơ hình giao thức TCP/IP OSI 45 1.2 Các chức lớp mô hình giao thức TCP/IP 46 1.3 Các giao thức giao thức TCP/IP 46 1.4 Trao đổi thông tin lớp giao thức TCP/IP 47 Giao thức IP 48 2.1 Định nghĩa giao thức IP 48 2.2 Cấu trúc phần tiền tố gói IP 48 2.3 Địa IP 51 2.4 Định tuyến gói IP 54 Các giao thức TCP UDP 55 3.1 Giao thức TCP 55 3.2 Giao thức UDP 56 Một số giao thức điều khiển 56 4.1 Giao thức ICMP 56 4.2 Giao thức ARP RARP 58 Chương 1: Tổng quan mạng máy tính Lịch sử mạng máy tính Internet bắt nguồn từ đề án ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) khởi năm 1969 Bộ Quốc phòng Mỹ (American Department of Defense) Đề án ARPANET với tham gia số trung tâm nghiên cứu, đại học Mỹ (UCLA, Stanford, ) nhằm mục đích thiết kế mạng WAN (Wide Area Network) có khả tự bảo tồn chống lại phá hoại phân mạng chiến tranh nguyên tử Đề án dẫn tới đời nghi thức truyền IP (Internet Protocol) Theo nghi thức này, thông tin truyền đóng thành gói liệu truyền mạng theo nhiều đường khác từ người gửi tới nơi người nhận Một hệ thống máy tính nối mạng gọi Router làm nhiệm vụ tìm đường tối ưu cho gói liệu, tất máy tính mạng tham dự vào việc truyền liệu, nhờ phân mạng bị phá huỷ Router tìm đường khác để truyền thông tin tới người nhận Mạng ARPANET phát triển sử dụng trước hết trường đại học, quan nhà nước Mỹ, đó, trung tâm tính tốn lớn, trung tâm truyền vơ tuyến điện vệ tinh nối vào mạng, sở này, ARPANET nối với khắp vùng giới Tới năm 1983, trước thành công việc triển khai mạng ARPANET, Bộ quốc phòng Mỹ tách phân mạng giành riêng cho quân đội Mỹ(MILNET) Phần lại, gọi NSFnet, quản lý NSF (National Science Foundation) NSF dùng siêu máy tính để làm Router cho mạng, lập tổ chức khơng phủ để quản lý mạng, chủ yếu dùng cho đại học nghiên cứu toàn giới Tới năm 1987, NSFnet mở cửa cho cá nhân cho công ty tư nhân (BITnet), tới năm 1988 siêu mạng mang tên INTERNET Tuy nhiên năm 1988, việc sử dụng INTERNET hạn chế dịch vụ truyền mạng (FTP), thư điện tử(E-mail), truy nhập từ xa(TELNET) khơng thích ứng với nhu cầu kinh tế đời sống hàng ngày INTERNET chủ yếu dùng môi trường nghiên cứu khoa học giảng dạy đại học Trong năm 1988, trung tâm nghiên cứu nguyên tử Pháp CERN(Centre Européen de Recherche Nuclaire) đời đề án Mạng nhện giới WWW(World Wide Web) Đề án này, nhằm xây dựng phương thức sử dụng INTERNET, gọi phương thức Siêu văn (HyperText) Các tài liệu hình ảnh trình bày ngơn ngữ HTML (HyperText Markup Language) phát hành INTERNET qua hệ chủ làm việc với nghi thức HTTP (HyperText Transport Protocol) Từ năm 1992, phương thức làm việc đưa thử nghiêm INTERNET Rất nhanh chóng, cơng ty tư nhân tìm thấy qua phương thức cách sử dụng INTERNET kinh tế đời sống Vốn đầu tư vào INTERNET nhân lên hàng chục lần Từ năm 1994 INTERNET trở thành siêu mạng kinh doanh Số công ty sử dụng INTERNET vào việc kinh doanh quảng cáo lên gấp hàng nghìn lần kể từ năm 1995 Doanh số giao dịch thương mại qua mạng INTERNET lên hàng chục tỉ USD năm 1996 Với phương thức siêu văn bản, người sử dụng, qua phần mềm truy đọc (Navigator), tìm đọc tất tài liệu siêu văn công bố nơi giới (kể hình ảnh tiếng nói) Với cơng nghệ WWW, bước vào giai đoạn mà thơng tin có bàn làm việc Mỗi cơng ty người sử dụng, phân phối trang cội nguồn (Home Page) hệ chủ HTTP Trang cội nguồn, siêu văn gốc, để tự tìm tới tất siêu văn khác mà người sử dụng muốn phát hành Địa trang cội nguồn tìm thấy từ khắp nơi giới Vì vậy, xí nghiệp, trang cội nguồn trở thành văn phòng đại diện điện tử INTERNET Từ khắp nơi, khách hàng xem quảng cáo liên hệ trực tiếp với xí nghiệp qua dòng siêu liên (HyperLink) siêu văn Tới năm 1994, điểm yếu INTERNET khơng có khả lập trình cục bộ, máy nối vào mạng khơng đồng khơng tương thích Thiếu khả này, INTERNET dùng việc phát hành truyền thông tin không dùng để xử lý thơng tin Trong năm 1994, hãng máy tính SUN Corporation công bố ngôn ngữ mới, gọi JAVA(cafe), cho phép lập trình cục INTERNET, chương trình JAVA gọi thẳng từ siêu văn qua siêu liên (Applet) Vào mùa thu năm 1995, ngơn ngữ JAVA thức đời, đánh dấu bước tiến quan trọng việc sử dụng INTERNET Trước hết, chương trình JAVA, chạy máy khách (Workstation) máy chủ (server) Điều cho phép sử dụng công suất tất máy khách vào việc xử lý số liệu Hàng triệu máy tính (hoặc vi tính) thực lúc chương trình ghi siêu văn máy chủ Việc lập trình INTERNET cho phép truy nhập từ trang siêu văn vào chương trình xử lý thơng tin, đặc biệt chương trình điều hành quản lý thơng tin xí nghiệp phương thức làm việc này, gọi INTRANET Chỉ năm 1995-1996, hàng trăm nghìn dịch vụ phần mềm INTRANET phát triển Nhiều hãng máy tính phần mềm Microsoft, SUN, IBM, Oracle, Netscape, phát triển kinh doanh hàng loạt phần mềm hệ thống phần mềm để phát triển ứng dụng INTERNET / INTRANET Giới thiệu mạng máy tính 2.1 Định nghĩa mạng máy tính *Nhu cầu việc kết nối mạng máy tính Việc nối máy tính thành mạng từ lâu trở thành nhu cầu khách quan vì: - Có nhiều công việc chất phân tán thông tin, xử lý hai địi hỏi có kết hợp truyền thơng với xử lý sử dụng phương tiện từ xa - Chia sẻ tài nguyên mạng cho nhiều người sử dụng thời điểm (ổ cứng, máy in, ổ CD ROM ) - Nhu cầu liên lạc, trao đổi thơng tin nhờ phương tiện máy tính - Các ứng dụng phần mềm đòi hòi thời điểm cần có nhiều người sử dụng, truy cập vào sở liệu * Định nghĩa mạng máy tính Nói cách ngắn gọn mạng máy tính tập hợp máy tính độc lập (autonomous) kết nối với thông qua đường truyền vật lý tuân theo quy ước truyền thơng Khái niệm máy tính độc lập hiểu máy tính khơng có máy có khả khởi động đình máy khác Các đường truyền vật lý hiểu môi trường truyền tín hiệu vật lý (có thể hữu tuyến vơ tuyến) Các quy ước truyền thơng sở để máy tính "nói chuyện" với yếu tố quan trọng hàng đầu nói cơng nghệ mạng máy tính 2.2 Mục đích việc kết nối mạng Việc nối máy tính thành mạng từ lâu trở thành nhu cầu khách quan vì: - Có nhiều công việc chất phân tán thông tin, xử lý hai địi hỏi có kết hợp truyền thơng với xử lý sử dụng phương tiện từ xa - Chia sẻ tài nguyên mạng cho nhiều người sử dụng thời điểm (ổ cứng, máy in, ổ CD ROM ) - Nhu cầu liên lạc, trao đổi thơng tin nhờ phương tiện máy tính - Các ứng dụng phần mềm đòi hòi thời điểm cần có nhiều người sử dụng, truy cập vào sở liệu Đặc trưng mạng máy tính Một mạng máy tính có đặc trưng kỹ thuật sau: * Đường truyền Là thành tố quan trọng mạng máy tính, phương tiện dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Các tín hiệu điệu tử thơng tin, liệu biểu thị dạng xung nhị phân (ON_OFF), tín hiệu truyền máy tính với thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta dùng đường truyền vật lý khác Đặc trưng đường truyền giải thơng biểu thị khả truyền tải tín hiệu đường truyền Thông thuờng người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại: - Đường truyền hữu tuyến (các máy tính nối với dây cáp mạng) - Đường truyền vơ tuyến: máy tính truyền tín hiệu với thơng qua sóng vơ tuyền với thiết bị điều chế/giải điều chế đầu mút * Kỹ thuật chuyển mạch: Là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu nút mạng, nút mạng có chức hướng thơng tin tới đích mạng, có kỹ thuật chuyển mạch sau: - Kỹ thuật chuyển mạch kênh: Khi có hai thực thể cần truyền thơng với chúng thiết lập kênh cố định trì kết nối hai bên ngắt liên lạc Các liệu truyền theo đường cố định - Kỹ thuật chuyển mạch thông báo: thông báo đơn vị liệu người sử dụng có khn dạng quy định trước Mỗi thơng báo có chứa thơng tin điều khiển rõ đích cần truyền tới thông báo Căn vào thông tin điều khiển mà nút trung gian chuyển thông báo tới nút đường dẫn tới đích thơng báo - Kỹ thuật chuyển mạch gói: thơng báo chia thành nhiều gói nhỏ gọi gói tin (packet) có khn dạng qui định trước Mỗi gói tin chứa thơng tin điều khiển, có địa nguồn (người gửi) địa đích (người nhận) gói tin Các gói tin thơng báo gởi qua mạng tới đích theo nhiều đường khác * Kiến trúc mạng Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) th ể cách nối máy tính với tập hợp quy tắc, quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Khi nói đến kiến trúc mạng người ta muốn nói tới hai vấn đề hình trạng mạng (Network topology) giao thức mạng (Network protocol) - Network Topology: Cách kết nối máy tính với mặt hình học mà ta gọi tô pô mạng Các hình trạng mạng là: hình sao, hình bus, hình vịng - Network Protocol: Tập hợp quy ước truyền thông thực thể truyền thông mà ta gọi giao thức (hay nghi thức) mạng Các giai thức thường gặp : TCP/IP, NETBIOS, IPX/SPX, * Hệ điều hành mạng Hệ điều hành mạng phần mềm hệ thống có chức sau: - Quản lý tài nguyên hệ thống, tài nguyên gồm: + Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói cách đơn giản quản lý tệp Các công việc lưu trữ tệp, tìm kiếm, xố, copy, nhóm, đặt thuộc tính thuộc nhóm cơng việc + Tài nguyên thiết bị Điều phối việc sử dụng CPU, ngoại vi để tối ưu hoá việc sử dụng - Quản lý người dùng công việc hệ thống Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị hệ thống - Cung cấp tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (ví dụ FORMAT đĩa, chép tệp thư mục, in ấn chung ) Các hệ điều hành mạng thông dụng là: WindowsNT, Windows9X, Windows 2000, Unix, Novell Phân loại mạng máy tính chọn dùng để làm tiêu phân loại, thông thường người ta phân loại mạng theo tiêu chí sau - Khoảng cách địa lý mạng - Kỹ thuật chuyển mạch mà mạng áp dụng - Kiến trúc mạng - Hệ điều hành mạng sử dụng Tuy nhiên thực tế nguời ta thường phân loại theo hai tiêu chí 4.1 Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố phân loại mạng ta có mạng cục bộ, mạng thị, mạng diện rộng, mạng tồn cầu Mạng cục ( LAN - Local Area Network ) : mạng cài đặt phạm vi tương đối nhỏ hẹp tồ nhà, xí nghiệp với khoảng cách lớn máy tính mạng vịng vài km trở lại Mạng thị ( MAN - Metropolitan Area Network ) : mạng cài đặt phạm vi đô thị, trung tâm văn hố xã hội, có bán kính tối đa khoảng 100 km trở lại Mạng diện rộng ( WAN - Wide Area Network ) : mạng có diện tích bao phủ rộng lớn, phạm vi mạng vượt biên giới quốc gia chí • Thiết lập hoạt động end-to-end • Cửa sổ trượt cung cấp điều khiển luồng • Chỉ số báo nhận cung cấp độ tin cậy cho hoạt động Giao thức lớp Internet: • IP: khơng quan tâm đến nội dung gói tìm kiếm đường dẫn cho gói tới đích • ICMP (Internet Control Message Protocol): đem đến khả điều khiển chuyển thơng điệp • ARP (Address Resolution Protocol): xác định địa lớp liên kết số liệu (MAC address) biết trước địa IP • RARP (Reverse Address Resolution Protocol): xác định địa IP biết trước địa MAC Giao thức lớp truy nhập mạng: Ethernet • Là giao thức truy cập LAN phổ biến • Được hình thành định nghĩa chuẩn 802.3 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) • Tốc độ truyền 10Mbps • Fast Ethernet • Gigabit Ethernet 1.4 Trao đổi thông tin lớp giao thức TCP/IP Khn dạng gói tin TCP 47 Giao thức IP 2.1 Định nghĩa giao thức IP Mục đích IP cung cấp khả kết nối mạng thành liên mạng để truyền liệu IP cung cấp chức sau: - Định nghĩa cấu trúc gói liệu đơn vị sở cho việc truyền liệu Internet - Định nghĩa phương thức đánh địa IP - Truyền liệu tầng vận chuyển tầng mạng - Định tuyến để chuyển gói liệu mạng - Thực việc phân mảnh hợp (fragmentation -reassembly) gói liệu nhúng / tách chúng gói liệu tầng liên kết 2.2 Cấu trúc phần tiền tố gói IP IP giao thức cung cấp dịch vụ truyền thông theo kiểu “không liên kết” (connectionless) Phương thức không liên kết cho phép cặp trạm truyền nhận không cần phải thiết lập liên kết trước truyền liệu khơng cần phải giải phóng liên kết khơng nhu cầu truyền liệu Phương thức kết nối "không liên kết" cho phép thiết kế thực giao thức trao đổi liệu đơn giản (không có chế phát khắc phục lỗi truyền) Cũng độ tin cậy trao đổi liệu loại giao thức khơng cao Các gói liệu IP định nghĩa datagram Mỗi datagram có phần tiêu đề (header) chứa thơng tin cần thiết để chuyển liệu (ví dụ địa IP trạm đích) Nếu địa IP đích địa trạm nằm mạng IP với trạm nguồn gói liệu chuyển thẳng tới đích; địa IP đích không nằm mạng IP với máy nguồn gói liệu gửi đến máy trung chuyển, IP gateway để chuyển tiếp IP gateway thiết bị mạng IP đảm nhận việc lưu chuyển gói liệu IP hai mạng IP khác Có thể mơ tả cấu trúc gói liệu IP gồm thành phần: 48 Cấu trúc gói liệu TCP/IP Trong đó: - VER (4 bits): Chỉ Version hành IP cài đặt - HLEN (4 bits): Chỉ độ dài phần tiêu đề (Internet Header Length) datagram, tính theo đơn vị word (32 bits) Nếu khơng có trường độ dài mặc định phần tiêu đề từ - Type of service (8 bits): cho biết thông tin loại dịch vụ mức ưu tiên gói IP, có dạng cụ thể sau: Trong đó: Precedence (3 bits): thị quyền ưu tiên gửi datagram, cụ thể là: 111 Network Control (cao nhất) 011- flash 110 Internetwork Control 010 Immediate 101 CRITIC/ECP 001 Priority 100 Flas Override 000 Routine (thấp nhất) D - Delay (1 bit) : độ trễ yêu cầu 49 D = độ trễ bình thường D = độ trễ thấp T - Throughput (1 bit): số thông lượng yêu cầu T = thơng lượng bình thường T= thông lượng cao R - Reliability (1 bit): độ tin cậy yêu cầu R = độ tin cậy bình thường R = độ tin cậy cao - Total Length (16 bits): độ dài toàn datagram, kể phần header (tính theo đơn vị bytes), vùng liệu datagram dài tới 65535 bytes - Identification (16 bits): với tham số khác (Source Address Destination Address) tham số dùng để định danh cho datagram khoảng thời gian cịn liên mạng - Flags (3 bits): Liên quan đến phân đoạn (fragment) datagram Cụ thể Bit 0: reserved chưa sử dụng lấy giá trị Bit 1: (DF) = (may fragment) (Don’t Fragment) Bit 2: (MF) = (Last Fragment) (More Fragment) - Fragment Offset (13 bits): Chỉ vị trí đoạn (fragment) datagram, tính theo đơn vị 64 bits, có nghĩa đoạn (trừ đoạn cuối cùng) phải chứa vùng liệu có độ dài bội 64 bits - Time To Live (TTL-8 bits): Quy định thời gian tồn gói liệu liên mạng để tránh tình trạng datagram bị quẩn mạng Giá trị đặt lúc bắt đầu gửi giảm dần gói liệu xử lý điểm đường gói liệu (thực chất router) Nếu giá trị trước đến đích, gói liệu bị huỷ bỏ - Protocol (8 bits): Chỉ giao thức tầng nhận vùng liệu trạm đích (hiện thường TCP UDP cài đặt IP) - Header checksum (16 bits): Mã kiểm soát lỗi sử dụng phương pháp CRC (Cyclic Redundancy Check) dùng để đảm bảo thơng tin gói liệu 50 truyền cách xác (mặc dù liệu bị lỗi) Nếu việc kiểm tra thất bại, gói liệu bị huỷ bỏ nơi xác định lỗi Cần ý IP không cung cấp phương tiện truyền tin cậy khơng cung cấp cho ta chế để xác nhận liệu truyền điểm nhận điểm trung gian Giao thức IP chế Error Control cho liệu truyền đi, khơng có chế kiểm sốt luồng liệu (flow control) - Source Address (32 bits): Địa trạm nguồn - Destination Address (32 bits): Địa trạm đích - Option (có độ dài thay đổi) sử dụng số trường hợp, thực tế chúng dùng Option bao gồm bảo mật, chức định tuyến đặc biệt - Padding (độ dài thay đổi): vùng đệm, dùng để đảm bảo cho phần header kết thúc mốc 32 bits - Data (độ dài thay đổi): vùng liệu có độ dài bội bits, tối đa 65535 bytes 2.3 Địa IP 2.3.1 Cấu trúc địa IP Thành phần địa IP Địa IP địa có cấu trúc với số có kích thước 32 bit, chia thành phần phần bit gọi octet byte Ví dụ: – 172.16.30.56 – 10101100 00010000 00011110 00111000 – AC 10 1E 38 Ðịa host địa IP dùng để đặt cho interface host Hai host nằm mạng có network_id giống host_id khác Khi cấp phát địa host lưu ý không cho tất bit phần host_id tất Ðịa mạng (network address): địa IP dùng để đặt cho mạng Phần host_id địa chỉ chứa bit Ví dụ: 172.29.0.0 Ðịa Broadcast: địa IP dùng để đại diện cho tất host mạng Phần host_id chứa bit Ví dụ: 172.29.255.255 Các lớp địa IP 51 Không gian địa IP chia thành lớp (class) A, B, C, D E Các lớp A, B C triển khai để đặt cho host mạng Internet, lớp D dùng cho nhóm multicast, cịn lớp E phục vụ cho mục đích nghiên cứu Lớp A: Dành byte cho phần network_id byte cho phần host_id − Bit byte phải bit Dạng nhị phân octet 0xxxxxxx − Những địa IP có byte nằm khoảng từ (=00000000(2)) đến 127 (=01111111(2)) thuộc lớp A − Ví dụ: 50.14.32.8 − Byte network_id, trừ bit làm ID nhận dạng lớp A, lại bit để đánh thứ tự mạng, ta 128 (=27 ) mạng lớp A khác Bỏ hai trường hợp đặc biệt 127 Kết lớp A 126 địa mạng, 1.0.0.0 đến 126.0.0.0 Lớp B: Dành byte cho phần network_id byte cho phần host_id 52 − Hai bit byte phải 10 Dạng nhị phân octet 10xxxxxx − Những địa IP có byte nằm khoảng từ 128 (=10000000(2)) đến 191 (=10111111(2)) thuộc lớp B − Ví dụ: 172.29.10.1 − Phần network_id chiếm 16 bit bỏ bit làm ID cho lớp, lại 14 bit cho phép ta đánh thứ tự 16384 (=214) mạng khác (128.0.0.0 đến 191.255.0.0) − Phần host_id dài 16 bit hay có 65536 (=216) giá trị khác Trừ trường hợp đặc biệt lại 65534 host mạng lớp B − Ví dụ mạng 172.29.0.0 địa host hợp lệ từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254 Lớp C: Dành byte cho phần network_id byte cho phần host_id − Ba bit byte phải 110 Dạng nhị phân octet 110xxxxx − Những địa IP có byte nằm khoảng từ 192 (=11000000(2)) đến 223 (=11011111(2)) thuộc lớp C − Ví dụ: 203.162.41.235 2.3.2 Chia subnet Mượn số bit phần host_id ban đầu để đặt cho mạng 53 Cấu trúc địa IP lúc gồm phần: network_id, subnet_id host_id – Số bit dùng subnet_id tuỳ thuộc vào chiến lược chia mạng Tuy nhiên số bit tối đa mượn phải tuân theo công thức: Subnet_id chia 222 = 4194304 mạng o Lớp B: 14 (= 16 – 2) bit -> chia 214 = 16384 mạng o Lớp C: 06 (= – 2) bit -> chia 26 = 64 mạng Thực bước: o Bước 1: Xác định lớp (class) subnet mask địa o Bước 2: Xác định số bit cần mượn subnet mask mới, tính số lượng mạng con, số host thực có o Bước 3: Xác định vùng địa host chọn mạng muốn dùng 2.4 Định tuyến gói IP IP địa máy tính tham gia vào mạng nhằm giúp cho máy tính chuyển thơng tin cho cách xác, tránh thất lạc Có thể coi địa IP mạng máy tính giống địa nhà bạn để nhân viên bưu điện đưa thư cho bạn khơng phải người khác Bất kỳ thiết bị mạng nào—bao gồm định tuyến, 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 54 IP có giá trị đơn phạm vi Internet tồn cầu, số khác cần phải đơn phạm vi công ty Địa IP hoạt động định vị để thiết bị IP tìm thấy giao tiếp với Tuy nhiên, mục đích khơng phải dùng làm định danh luôn xác định thiết bị cụ thể Trong thực tế nay, địa IP không làm định danh, công nghệ gán địa động biên dịch địa mạng Địa IP Tổ chức cấp phát số hiệu Internet (IANA) quản lý tạo IANA nói chung phân chia "siêu khối" đến Cơ quan Internet khu vực, từ lại phân chia thành khối nhỏ đến nhà cung cấp dịch vụ Internet công ty Các giao thức TCP UDP 3.1 Giao thức TCP Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) giao thức “có liên kết” (connection - oriented), nghĩa cần thiết lập liên kết (logic), cặp thực thể TCP trước chúng trao đổi liệu với Giao thức TCP cung cấp khả truyền liệu cách an toàn máy trạm hệ thống mạng Nó cung cấp thêm chức nhằm 55 kiểm tra tính xác liệu đến bao gồm việc gửi lại liệu có lỗi xảy Giao thức TCP cung cấp chức sau: Thiết lập, trì, kết thúc liên kết hai q trình Phân phát gói tin cách tin cậy Đánh số thứ tự (sequencing) gói liệu nhằm truyền liệu cách tin cậy Cho phép điều khiển lỗi Cung cấp khả đa kết nối với trình khác trạm nguồn trạm đích định thông qua việc sử dụng cổng Truyền liệu sử dụng chế song công (full-duplex) 3.2 Giao thức UDP Giao thức UDP giao thức đơn giản, phi liên kết cung cấp dịch vụ tầng giao vận với tốc độ nhanh Nó hỗ trợ liên kết một-nhiều thường sử dụng thường xuyên liên kết một-nhiều cách sử dụng datagram multicast unicast Một số giao thức điều khiển 4.1 Giao thức ICMP ICMP ((Internet Control Message Protocol) giao thức điều khiển mức IP, dùng để trao đổi thơng tin điều khiển dịng số liệu, thông báo lỗi thông tin trạng thái khác giao thức TCP/IP Ví dụ: - Điều khiển lưu lượng liệu (Flow control): gói liệu đến nhanh, thiết bị đích thiết bị định tuyến gửi thông điệp ICMP trở lại thiết bị gửi, yêu cầu thiết bị gửi tạm thời ngừng việc gửi liệu - Thông báo lỗi: trường hợp địa đích khơng tới hệ thống gửi thơng báo lỗi "Destination Unreachable" - Định hướng lại tuyến đường: thiết bị định tuyến gửi thông điệp ICMP "định tuyến lại" (Redirect Router) để thông báo với trạm nên dùng thiết bị định tuyến khác để tới thiết bị đích Thơng điệp dùng trạm nguồn mạng với hai thiết bị định tuyến - Kiểm tra trạm xa: Một trạm gửi thơng điệp ICMP "Echo" để kiểm tra xem trạm có hoạt động hay không 56 Sau mô tả ứng dụng giao thức ICMP thực việc định tuyến lại (Redirect): Định tuyến giao thức ICMP Ví dụ: Giả sử host gửi gói liệu IP tới Router R1 Router R1 thực việc định tuyến R1 router mặc định host R1 nhận gói liệu tìm bảng định tuyến tìm thấy tuyến tới R2 Khi R1 gửi gói liệu tới R2 R1 phát gửi gói liệu ngồi giao diện mà gói liệu đến (là giao diện mạng LAN mà host hai Router nối đến) Lúc R1 gửi thông báo ICMP Redirect Error tới host, thơng báo cho host nên gửi gói liệu đến R2 tốt Tác dụng ICMP Redirect mọt host với nhận biết tối thiểu định tuyến xây dựng lên bảng định tuyến tốt theo thời gian Host bắt đầu với tuyến mặc định (có thể R1 R2 ví dụ trên) lần tuyến mặc định dùng với host đến R2 Router mặc định gửi thơng báo Redirect phép host cập nhật bảng định tuyến cách phù hợp Khuôn dạng thông điệp ICMP redirect sau: 57 Dạng thơng điệp ICMP direct Có bốn loại thông báo ICMP redirect khác với giá trị mã (code) bảng sau: Bảng loại định hướng lại gói liệu ICMP Redirect xảy hai Router R1 R2 nằm mạng với host nhận direct 4.2 Giao thức ARP RARP Địa IP dùng để định danh host mạng tầng mạng mô hình OSI, chúng khơng phải địa vật lý (hay địa MAC) trạm mạng cục (Ethernet, Token Ring, ) Trên mạng cục hai trạm liên lạc với chúng biết địa vật lý Như vấn đề đặt phải thực ánh xạ địa IP (32 bits) địa vật lý (48 bits) trạm Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) xây dựng để chuyển đổi từ địa IP sang địa vật lý cần thiết 58 Ngược lại, giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol) dùng để chuyển đổi địa vật lý sang địa IP Các giao thức ARP RARP phận IP mà IP dùng đến chúng cần a Giao thức ARP Giao thức TCP/IP sử dụng ARP để tìm địa vật lý trạm đích Ví dụ cần gửi gói liệu IP cho hệ thống khác mạng vật lý Ethernet, hệ thông gửi cần biết địa Ethernet hệ thống đích để tầng liên kết liệu xây dựng khung gói liệu Thơng thường, hệ thống lưu giữ cập nhật bảng thích ứng địa IPMAC chỗ (cịn gọi bảng ARP cache) Bảng thích ứng địa cập nhật người quản trị hệ thống tự động giao thức ARP sau lần ánh xạ địa thích ứng Khn dạng gói liệu ARP mơ tả hình: Mơ tả khn dạng gói ARP Trong đó: - Data link type: cho biết loại cơng nghệ mạng mức liên kết (ví dụ mạng Ethernet trường có giá trị 01) - Network type: cho biết loại mạng (ví dụ mạng IPv4, trường có giá trị 080016) - Hlen (hardware length): độ dài địa mức liên kết (6 byte) - Plen (Protocol length): cho biết độ dài địa mạng (4 byte) - Opcode (operation code): mã lệnh yêu cầu: ; mã lệnh trả lời - Sender data link: địa mức liên kết thiết bị phát gói liệu 59 - Sender network : địa IP thiết bị phát - Tagret data link: yêu cầu địa mức liên kết cần tìm (thơng thường điền thiết bị gửi yêu cầu); trả lời địa mức liên kết thiết bị gửi yêu cầu - Tagret network : yêu cầu địa IP mà địa mức liên kết tương ứng cần tìm; trả lời địa IP thiết bị gửi u cầu Mỗi cần tìm thích ứng địa IP - MAC, tìm địa MAC tương ứng với địa IP trước tiên bảng địa IP - MAC hệ thống Nếu khơng tìm thấy, sử dụng giao thức ARP để làm việc Trạm làm việc gửi yêu cầu ARP (ARP_Request) tìm thích ứng địa IPMAC đến máy phục vụ ARP - server Máy phục vụ ARP tìm bảng thích ứng địa IP - MAC trả lời ARP_Response cho trạm làm việc Nếu không, máy phục vụ chuyển tiếp yêu cầu nhận dạng quảng bá cho tất trạm làm việc mạng Trạm có trùng địa IP yêu cầu trả lời với địa MAC Tóm lại tiến trình ARP mơ tả sau: Tiến trình ARP Trong đó: IP yêu cầu địa MAC Tìm kiếm bảng ARP Nếu tìm thấy trả lại địa MAC Nếu khơng tìm thấy, tạo gói ARP yêu cầu gửi tới tất trạm Tuỳ theo gói liệu trả lời, ARP cập nhật vào bảng ARP gửi địa MAC cho IP b Giao thức RARP 60 Giao thức RAPP hay Reverse ARP (Reverse Address Resolution Protocol) giao thức giải thích ứng địa AMC - IP Q trình ngược lại với q trình giải thích ứng địa IP - MAC mô tả trên, nghĩa cho trước địa mức liên kết, tìm địa IP tương ứng 61 ... quan mạng máy tính 1 Lịch sử mạng máy tính Giới thiệu mạng máy tính 2.1 Định nghĩa mạng máy tính 2.2 Mục đích việc kết nối mạng Đặc trưng mạng máy tính. .. INTRANET Giới thiệu mạng máy tính 2.1 Định nghĩa mạng máy tính *Nhu cầu việc kết nối mạng máy tính Việc nối máy tính thành mạng từ lâu trở thành nhu cầu khách quan vì: - Có nhiều cơng việc chất phân... liệu Đặc trưng mạng máy tính Một mạng máy tính có đặc trưng kỹ thuật sau: * Đường truyền Là thành tố quan trọng mạng máy tính, phương tiện dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Các tín hiệu