Protocol):
UDP là giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận không tin cậy ựược, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận. Khác với TCP, UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có cơ chế báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các ựơn vị dữ liệu (datagram) ựến và có thể dẫn ựến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không hề có thông báo cho người gửi. Khuân dạng của UDP datagram ựược mô tả như sau:
Source Port Destinat Length Checksum Bi ts 0 31 16 01
0 Net ID Subnet number Host ID 8 1 6 2 4 3 1 Class A Subne Hình2-9 : Chia mạng con
- Số hiệu cổng nguồn (Source Port -16 bit): số hiệu cổng nơi ựã gửi datagram.
- Số hiệu cổng ựắch (Destination Port Ờ 16 bit): số hiệu cổng nơi datagram ựã chuyển tới.
- độ dài UDP (Length Ờ 16 bit): ựộ dài tổng
cộng kể cả phần header của UDP datagram. - UDP Checksum(16 bit): dùng ựể kiểm soát
lỗi, nếu phát hiện lỗi thì UDP datagram sẽ bị loại bỏ mà không có một thông báo nào trả lại cho trạm gửi.
UDP có chế ựộ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) ựể ựịnh danh duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt ựộng nhanh hơn so với TCP. Nó thường dùng cho các ứng dụng không ựòi hỏi ựộ tin cậy cao trong giao vận.
2.2.3.3. Giao thức TCP(Tranmission Control
Protocol):
TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao thức IP trong tầng mạng. Nhưng không giống như UDP, TCP cung cấp dịch vụ liên kết tin cậy và có liên kết .
Có liên kết ở ựây có nghĩa là hai ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập liên kết với nhau trước khi trao ựổi dữ liệu. Sự tin cậy trong dịch vụ ựược cung cấp bởi TCP ựược thể hiện như sau:
- Dữ liệu từ tầng ứng dụng gửi ựến ựược TCP chia thành các segment có kắch thước phù hợp nhất ựể truyền ựi.
- Khi TCP gửi 1 segment , nó duy trì một thời lượng ựể chờ phúc ựáp từ trạm nhận. Nếu trong khoảng thời gian ựó phúc ựáp không gửi tới ựược trạm gửi thì segment ựó ựược truyền lại.
- Khi TCP trên trạm nhận dữ liệu từ trạm gửi tới trạm gửi 1 phúc ựáp tuy nhiêm phúc ựáp không ựược gửi lại ngay lập tức mà thường trễ một khoảng thời gian .
- TCP duy trì giá trị tổng kiểm tra (checksum) trong phần Header của dữ liệu
ựể nhận ra bất kỳ sự thay ựổi nào trong
quá trình truyền dẫn. Nếu 1 segment bị lỗi thì TCP ở phắa trạm nhận sẽ loại bỏ và không phúc ựáp lại ựể trạm gửi truyền lại segment bị lỗi ựó.
TCP cung cấp khả năng ựiều khiển luồng. Mỗi của liên kết TCP có vùng ựệm (buffer) giới hạn do ựó TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửi truyền một lượng dữ liệu nhất ựịnh (nhỏ hơn khôn gian buffer còn lại). điều này tránh sảy ra trường hợp trạm có tốc ựộ cao chiếm toàn bộ vùng ựệm của trạm có tốc ựộ chậm hơn.
Khuân dạng của TCP segment ựược mô tả như sau: Source Port Destination Port Sequence Number Acknowledgment Number Offs et Reserv ed Flags Window Words Heade r Bit s 4 3 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 3 1 Checksu Urgent Pointer Options Padding Data begins
Các tham số trong khân dạng trên có ý nghĩa như sau:
- Source Port (16 bits) là số hiệu cổng của trạm nguồn.
- Destination Port (16 bits) là số hiệu cổng của trạm ựắch.
- Sequence Number (32 bits) là số hiệu byte
ựàu tiên của segment trừ khi bit SYN ựược
thiết lập. Nếu bit SYN ựược thiết lập thì sequence number là số hiệu tuần tự khởi ựầu ISN (Initial Sequence Number ) và byte dữ liệu ựầu tiên là ISN +1. Thông qua trường này TCP thực hiện việc quản lý từng byte truyền ựi trên một kết nối TCP. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Acknowledgment Number (32 bits): Số hiệu của segment tiếp theo mà trạm nguồn ựang chờ ựể nhận và ngầm ựịnh báo nhận tốt các segment mà trạm ựắch ựã gửi cho trạm nguồn.
- Header Length (4 bits): Số lượng từ (32 bits) trong TCP header, chỉ ra vị trị bắt ựầu của vùng dữ liệu vì trường Option có
ựộ dài thay ựổi. Header length có giá trị
từ 20 ựến 60 byte.
- Reserved(6 bits) : dành ựể dùng trong tương lai.
- Control bits: các bit ựiều khiển .
URG : xác ựịnh vùng con trỏ khẩn có hiệu lực.
ACK : vùng bao nhận ACK Number có hiệu lực.
PSH : Chức năng PUSH.
RST : khởi ựộng lại liên kết .
SYN :ựồng bộ hoá các số hiệu tuần tự (sequence number)
FIN : không còn dữ liệu từ trạm nguồn.
- Window size(16 bits): cấp phát thẻ ựể kiểm soát luồng dữ liệu (cơ chế cửa sổ trượt). - Checksum (16 bits) : mã kiểm soát lỗi cho
toàn bộ segment cả phần header và dữ liệu .
- Urgent Pointer(16 bits): con trỏ trỏ tới số hiệu tuần tự của byte cuối cùng trong dòng dữ liệu khẩn cho phép bên nhận biết ựược ựộ dài của dữ liệu khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG ựược thiết lập. - Option (ựộ dài thay ựổi): Khai báo các tuỳ
chọn cuat TCP.
- TCP data (ựộ dài thay ựổi): chứa dữ liệu của tầng ứng dụng có ựộ dài ngầm ựịnh là 536 byte. Giá trị này có thể ựiều chỉnh ựược bằng cách khai báo trong vùng Option.
Chương 3
Mạng LAN và thiết kế mạng LAN
3.1 Các thiết bị LAN cơ bản:
Mạng cục bộ LAN lad hệ chuyền thông tốc ựộ cao ựược thiết kế ựể kết nối các máy tắnh và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt ựộng với nhau trong một khu vực ựịa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhàẦ. Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc.
Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những tàI nguyên quan trọng như máy in màu, ổ ựĩa CD- ROM, các phần
mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác.
Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tắnh là ựộc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ắch, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.
3.1.1.Các thiết bị nối chắnh của LAN:
3.1.1.1.Card mạng Ờ NIC(Network Interface Card)
Card mạng _ NIC là một thiết bị ựược cắm vào trong máy tắnh ựể cung cấp cổng kết nối vào mạng.Card mạng ựược coi là thiết bị hoạt ựộng ở lớp 2 của mô hình OSI. Mỗi card mạng có chứa một
ựịa chỉ duy nhất là ựịa chỉ MAC- Media Access
Control. Card mạng ựiều khiển việc kết nối của máy tắnh vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng. Card thực hiện các chức năng quan trọng:
- điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
các lớp trên trong máy tắnh.
- Danh ựịnh: cung cấp một danh ựịnh là ựịa chỉ của MAC.
- đóng Frame: ựịnh dạng, ựóng gói các bit ựể
truyền tải.
- điều khiển truy xuất môi trường: cung cấp
truy xuất có tổ chức ựể chia sẻ môi trường.
- Báo hiệu: tạo các tắn hiệu và giao tiếp với môi trường bằng cách dùng các bộ thu phát tắch hợp sẵn.
Card mạng quyết ựịnh phần lớn các ựặc tắnh của LAN như:
- Kiểu cáp. - Topo.
- Phương pháp truy nhập mạng. - Tốc ựộ truyền thông tin.
Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hình OSI, chúng hoạt ựộng tại tất cả 7 lớp của mô hình OSI: kết nối vật lý với môi trường mạng bằng một card mạng với các lớp OSI khác ựược thực hiện bằng phần mềm bên trong host.
3.1.1.2. Repeater Bộ lặp:
Repeater là một thiết bị hoạt ựộng ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch ựại và ựịnh thời lại tắn hiệu. Thiết bị này hoạt ựộng ở mức 1 (Physical. repeater khuyếch ựại và gửi mọi tắn hiệu mà nó nhận ựược từ một port ra tất cả các port còn lại. Mục ựắch của repeater là phục hồi lại các tắn hiệu trên ựường truyền mà không sửa ựổi gì.
Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, ựây là ựiểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN ựược kết nối thông qua hub. Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng ựể gắn máy tắnh và các thiêt bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi có tắn hiệu Ethernet ựược truyền tự một trạm tới hub,
nó ựược lặp ựI lặp lại trên khắp các cổng của
hub. Các hub thông minh có thể ựịnh dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người ựiều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.
Có ba loại hub:
- Hub ựơn (stand alone hub ).
- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ).
- Hub modun (modular hub ) Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý, modular có từ 4 ựến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET.
Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn ựầu tư tối thiểu ban ựầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này.
Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:
- Hub bị ựộng (Passive hub): Hub bị ựộng không chứa những linh kiện ựiện tử và cũng không xử lý các tắn hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duy nhất là tổ hợp các tắn hiệu từ một số ựoạn cáp mạng.
- Hub chủ ựộng (Active hub ): Hub chủ ựộng có những linh kiện ựiện tử có thể khuyếch ựại và xư lý tắn hiệu ựiện tư truyền giữa các thiết bị của mạng. Quá trình xử lý dữ liệu ựược gọi là táI sinh tắn hiệu, nó làm cho
tắn hiệu trở nên tốt hơn, ắt nhậy cảm và lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu ựiểm ựó cũng kéo theo giá thành của hub chủ ựộng cao hơn nhiều so với hub bị ựộng.
Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt ựộng như một repeater có nhiều cổng.
Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật ựiện tử (IEEE 0 ) ựền nghị dùng các tên sau ựây ựể chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.
- Dây cáp ựồng trục sợi tơ (thick coax ) thì gọi là 10 BASET5 (Tốc ựộ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối ựa 500m ).
- Dây cáp ựồng trục sợi nhỏ (thin coax ) gọi là 10 BASET2 (Tốc ựộ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối ựa 200m ).
- Dây cáp xoắn không vỏ bọc (twisted pair ) gọi là 10 BASET (Tốc ựộ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dây cáp quang (Fiber Optic Inter- Repeater Link ) gọi là FOIRL.
3.1.1.4.Liên mạng (Iternetworking )
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Iternetworking. Iternetworking sử dụng 3 công cụ chắnh: bridge, router và switch.
3.1.1.5.Cầu nối (bridge ):
Là một thiết bị có xử lý dùng ựể nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau nó có thể ựược dùng với các mạng có giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt ựộng trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận ựược thì cầu nối ựọc ựược các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý
chúng trước khi quyết ựịnh có truyền ựi hay không.
Khi nhận ựược các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền ựi những gói mà nó thấy cần thiết. điều này làm cho Bridge trở nên có ắch khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt ựộng một cách mềm dẻo.
để thực hiện ựược ựiều này trong Bridge ở mỗi
ựầu kết nối có một bảng các ựịa chỉ các trạm ựược
kết nối vào phắa ựó, khi hoạt ựộng cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận ựược bằng cách ựọc ựịa chỉ của nơI gửi và nhận và dựa trên ựịa chỉ phắa nhận ựược gói tin nó quyết ựịnh gửi gói tin hay không gửi và bổ sung bảng ựịa chỉ.
Khi ựọc ựịa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem
trong bảng ựịa chỉ của phần mạng nhận ựược gói tin
có ựịa chỉ ựó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho
rằng ựó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin ựến nên không gửi gói tin ựó ựi, nếu ngược lại
Bridge A B C D E F A B C D E F Hình 3-3: Hoạt ựộng của cầu
thì Bridge mới huyển gói tin dó ựi sang phắa bên kia.
ỏ ựây chúng ta thấy một trạm không cần thiết
chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi.
để ựánh giá một Bridge người ta thường ựưa ra
khái niệm: lọc và vận chuyển.
- Qua trình xử lý mỗi gói tin ựược gọi là quá trình lọc trong ựó tốc ựộ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt ựộng của Bridge.
- Tốc ựộ chuyển vận ựược thể hiện số gói tin/
giây trong ựó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khá.
Hiện nay có hai loại Bridge ựang ựược sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng ựể nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay ựổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận ựược
Applicat ion Presenta tion Session Transpor t Network Datalink Physic Applicat ion Presenta tion Session Transpor t Network Datalink Physic Datalin k Datalink Physic Physic Hình 3-4: Hoạt ựộng của Bridge trong
mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin ựó ựi.
Bridge biên dịch dùng ựể nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua.
Vắ dụ: Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
và một mạng Token ring . Khi ựó cầu nối thực hiện nút token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn ựang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn ựang sử dụng trên mạng Token ring.
Tuy nhien chú ý ở ựây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phait hạn chế kắch thước tối ựa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Vắ dụ như kắch thước tối ựa của các gói tin trên mangh Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng Token ring gửi một gói tin cho trạm mạng Ethernet với kắch thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng bytes dư sẽ bị chặt bỏ.
Bridge
Token ring
Ethernet
Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau:
- Mở rộng mạng hiện nay khi ựã ựạt tới khoảng cách tối ựa do Bridge sau khi xử lý gói tin ựã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tắn hiệu tốt hơn bộ tiếp sức.
- Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge khi ựó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ từng phần mạng sẽ không ựược cho phép qua phần mạng khác
để nối các mạng có giao thức khác nhau.
Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn ựối tượng vận chuyển. Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của những ựịa chỉ xác ựịnh.
Vắ dụ: Cho phép gói tin của máy A, B qua
Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2.
Bridge Token ring Bridge Ethern et Hình 3-6 : Liên kết mạng sử dụng
Một số Bridge ựược chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần có dây và bật. Các Bridge khác chế tạo như card dùng cắm vào máy tắnh, khi ựó trên máy sẽ sử dụng phần mềm Bridge. Việc kết hợp phần