Bộ giao thức truyền thông mạng TCP/IP
MỤC LỤC
Kiến trúc mạng phân tầng và mô hình OSI
Tầng này là tầng cao nhất của nhóm các tầng thấp, mục đích của nó là cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể truyền thông ở bên dới trở nên trong suốt đối với các tầng cao. Nhiệm vụ của tầng giao vận rất phức tạp, nó phải tính đến khả năng thích ứng với một phạm vi rất rộng các đặc trng của mạng, mạng có thể là có liên kết hoặc không liên kết, có thể có tin cậy hoặc cha.
Một số phơng pháp truy nhập đờng truyền
Xảy ra xung đột thờng là do trễ truyền dẫn mấu chốt của vấn đề này là ở chỗ-vì các trạm chỉ nghe trớc khi nói (mà không nghe trong khi nói) nên thực tế có xung đột nhng các trạm không hay biết mà vẫn tiếp tục truyền dữ liệu đi, gây ra việc chiếm dụng đờng truyền một cách vô ích. Nếu phát hiện thấy xung đột đờng truyền thì nó ngng ngay việc truyền nhng vẫn tiếp tục gửi tín hiệu sóng mang thêm một thời gian nữa để đảm bảo rằng tất cả các trạm trên mạng đều có thể nghe đợc sự xung đột đó.
TOKEN BUS
Rừ ràng là đối với phơng phỏp 1 cú hiệu quả trong việc trỏnh xung đột vỡ hai trạm cần truyền khi thấy đờng truyền bận cùng rút lui và chờ đợi trong các khoảng thời gian ngẫu nhiên khác nhau. Phơng pháp hai cố gắng giảm thời gian chết bằng cách cho phép một trạm có thể truyền ngay sau khi cuộc truyền kết thúc.
TOKEN RING
So sánh CSMA/CD Với các phơng pháp dùng thẻ bài
Mặt khác hiệu quả của các phơng pháp dùng thẻ bài không cao trong điều kiện tải nhẹ. Đó là khả năng điều hoà lu thông trong mạng, hoặc bằng cách lập chế độ u tiên cấp phát thẻ bài cho các tạm cho trớc.
Một số vấn đề quan trọng của mạng máy tính
Trong thực tế thì khả năng tài nguyên của mạng là có hạn, việc cấp phát tài nguyên lại quá tĩnh không thích nghi với trạng thái động của mạng thì sẽ dẫn đến tình trạng các PDU dồn về một mạng nào đó làm tắt nghẽn giao thông. Hiện nay, với ứng dụng của lý thuyết xác suất, ngời ta có thể đánh giá độ tin cậy thông qua các phép đo các thông số nh- hàm đo độ tin cậy, hàm đo độ sẵn, thời gian trung bình gặp sự cố, thời gian trung bình để sửa và thời gian trung bình giữa các sự cố.
Giới thiệu về TCP/IP
Sơ lợc về giao thức TCP/IP
TCP/IP định nghĩa ra thuật ngữ máy chủ (host computer) để chỉ bất kỳ hệ thống máy tính nào mà đợc nối với internet và có chạy các ứng dụng. Host computer có thể chỉ là một máy tính cá nhân nhỏ nhng cũng có thể là máy mainframe lớn. Hơn nữa, CPU của máy chủ có thể là nhanh hay chậm, bộ nhớ lớn hay bé và mạng mà có máy chủ nối kết có thể có tốc độ nhanh hay chậm.
Giao thức TCP/IP cho phép bất kỳ một cặp máy chủ nào cũng có thể giao tiếp với nhau bất chấp sự khác nhau về phần cứng. Đặc biệt router không cần giao thức lớp 5 cho các ứng dụng nh là việc truyền file bởi vì router không chạy các ứng dụng đó.
Địa chỉ IP
Việc chọn lựa phần đầu lớn thích hợp cho nhiều mạng nhng điều đó lại giới hạn kích thớc của mỗi mạng; nếu chọn phần sau lớn thì mỗi mạng vật lý có thể chứa nhiều máy tính nhng lại bị giới hạn về tổng số mạng. Một phần nguyên nhân của việc sử dụng các bit đầu để biểu thị từng lớp địa chỉ thay vì sử dụng khoảng giá trị xuất phát từ việc nghiên cứu sự tính toán: sử dụng các bit có thể làm giảm thời gian tính toán. Một trong những nguyên nhân đa ra các dạng địa chỉ đặc biệt có thể nhận thấy qua hình sau – sẽ rất thuận tiện khi có một địa chỉ có thể sử dụng địa chỉ phần đầu để biểu diễn địa chỉ cho một mạng cụ thể.
Thay vì việc phải thực hiện từng chơng trình trên các máy khác nhau, ngời lập trình có thể chạy cả hai chơng trình trên một máy tính và chỉ dẫn chúng thực hiện địa chỉ IP lặp quay lại khi kết nối. Ví dụ, địa chỉ quảng bá không bao giờ đợc xuất hiện trong địa chỉ nguồn của gói tin và địa chỉ toàn 0 phải không đợc sử dụng sau khi máy tính thực hiện xong việc khởi động và đã có một địa chỉ IP.
Đóng kết địa chỉ giao thức (ARP)
Sự chuyển đổi địa chỉ giao thức của máy tính thành địa chỉ vật lý tơng ứng gọi là sự phân giải địa chỉ (address resolution), và địa chỉ giao thức đợc gọi là chuyển đổi sang địa chỉ vật lý tơng ứng. Một máy tính có thể chuyển đổi địa chỉ của một máy tính khác chỉ khi hai máy tính đó thuộc cùng một mạng vật lý – một máy tính không bao giờ phân giải địa chỉ của một máy tính ở trên mạng khác. Ví dụ, phơng pháp sử dụng để chuyển đổi địa chỉ IP thành địa chỉ Ethernet khác với phơng pháp chuyển đổi địa chỉ IP thành địa chỉ ATM bởi vì cơ chế đánh địa chỉ của mạng Ethernet khác với mạng ATM.
Để đảm bảo rằng tất cả các máy tính đều chấp nhận một định dạng chính xác và ý nghĩa của các thông điệp sử dụng trong phân giải địa chỉ, bộ giao thức TCP/IP gồm có một giao thức phần giải địa chỉ (ARP – address resolution protocol). Để tạo ra thông điệp trả lời, máy tính bắt đầu từ thông điệp yêu cầu, chuyển đổi gắn kết của máy gửi và đích, chen thêm địa chỉ phần cứng vào trờng SENDER HADDR, và chuyển giá trị trờng OPERATION thành 2.
IP datagram và datagram forwarding
Giống nh frame header dùng trong mạng vật lý, một datagram header biểu diễn toàn bộ – trong khi nó chiếm các byte header truyền tin, một mạng không thể truyền đi một dữ liệu của ngời sử dụng. Các địa chỉ trong trong datagram header khác với các địa chỉ sử dụng trong frame header – một datagram có chứa các địa chỉ IP, trong khi một frame có chứa địa chỉ phần cứng. Cùng với việc đa ra định dạng của một datagram cho liên mạng, giao thức liên mạng cũng đa ra ngữ nghĩa của sự truyền thông, và dùng thuật ngữ nỗ lực hết sức (best-effort) để chỉ một dịch vụ mà nó đa ra.
Trờng TIME TO LIVE để ngăn không cho datagram truyền vô tận trong mạng khi nó rơi vào đờng vòng lặp; các đờng dẫn đó có thể xuất hiện khi phần mềm bị hoạt động sai hoặc khi việc cấu hình nhầm định tuyến. Bởi vì chiều dài của header đợc xác định bằng bội số của 32 bit, nếu chọn lựa không kết thúc đúng giá trị là 32 bit, PADDING chứa các bit 0 thêm vào header để đảm bảo là bội của 32 bit.
Sự đóng gói IP, phân đoạn và hợp lại
Địa chỉ đích trong frame đó là địa chỉ của máy tiếp mà datagram cần gửi tới; địa chỉ đó nhận đợc bằng cách chuyển đổi địa chỉ IP của máy tiếp thành. Do vậy, khi datagram đến đích cuối cùng, frame mang datagram bị huỷ bỏ và datagram lại xuất hiện trở lại đúng với kích thớc của nó khi đợc gửi đi. Trong hình vẽ, máy trạm H1 gửi đi một datagram 1500 byte đến máy trạm H2, router R1 sẽ chia datagram thanh hai phân đoạn, mỗi cái sẽ đợc truyền tiếp.
Nhờ việc không tái hợp khi đến tận đích cuối cùng, giao thức liên mạng IP cho phép tự do truyền đi các phân đoạn của một datagram theo các định tuyến khác nhau. Kết quả của đo thời gian để tái hợp của IP là tất cả hoặc không có gì: hoặc tất cả các phân đoạn đến và sự tái hợp thành datagram thành công, hoặc IP sẽ huỷ bỏ toàn bộ các phân đoạn nhận đợc.
Tcp_dịch vụ truyền tin cậy
Bởi vì bất kỳ thông điệp nào cũng có thể bị mất, trùng lặp, trễ hoặc truyền sai thứ tự, các thông điệp từ lần kết nối thứ nhất có thể bị trùng lặp và bị trễ khá lâu đến khi lần kết nối thứ hai đợc thiết lập. Tuy nhiên, việc truyền lại trong một vài phần nghìn giây sẽ không tốt với mạng khoảng cách lớn kết nối bằng vệ tinh bởi vì sự truyền đi không cần thiết sẽ tiêu tốn dải tần và thông lợng của mạng bị giảm đi. TCP cho phép nhiều chơng trình ứng dụng giao tiếp với nhiều đích đồng thời và bởi vì các điều kiện về cờng độ trên mạng ảnh hởng đễn độ trễ, nên TCP phải thực hiện các độ trễ khác nhau mà có thể thay đổi nhanh chóng.
TCP dùng thuật ngữ đoạn đồng bộ (synchronization segment) để miêu tả các thông điệp trong bắt tay 3 bên dùng để tạo ra kết nối, và thuật ngữ FIN segment (finish) để miểu tả các thông điệp trong bắt tay 3 bên khi đóng kết nối. Khi một máy tính gửi đi một phân đoạn, trờng ACKNOWLEDGEMENT NUMBER và trờng WINDOW chỉ dữ liệu truyền đến: trờng ACK NUMBER chỉ ra số thứ tự của dữ liệu nhận đợc và trờng WINDOW chỉ ra vùng trống còn lại của vùng đệm.
