6.5.1 Giao thức IP
a. Giới thiệu
Giao thức Internet (IP) là giao thức lớp mạng dùng để truyền dữ liệu qua các mạng kết hợp. Giao thức IP được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu sau:
Thiếp lập hệ thống mạng có thể kết nối được các loại máy tính, các thiết bị định tuyến được chế tạo từ các nhà sản xuất khác nhau. Đáp ứng được sự phát triển nhanh chóng của các loại mạng khác
nhau đồng thời thừa kế được công nghệ mạng cũ.
Hỗ trợ dịch vụ truyền dữ liệu có kết nối và không kết nối cho các tầng trên.
6.5 Giao thức IP
Giao thức IP cung cấp phương thức truyền các Datagram trên một mạng kết hợp bất kỳ. Cũng giống như một khung dữ liệu trong mạng vật lý. Khái niệm Datagram bao gồm hai phần phần đầu IP header (nơi chứa các thông tin cần thiết cho việc truyền dữ liệu như địa chỉ nguồn , đích...) và phần dữ liệu ( Unit of Data).
Unit of Data IP header
6.5 Giao thức IP
Mỗi Datagram được truyền độc lập với nhau, do vậy thứ tự các Datagram nhận được có thể khác thứ tự các Datagram lúc phát đi. Giao thức IP không chịu trách nhiệm về việc các Datagram sẽ được truyền đến đích an toàn hay không. Giao thức IP chỉ có trách nhiệm về truyền các Datagram càng nhanh càng tốt, các Datagram có thể bị mất trong quá trình truyền do các nguyên nhân sau đây:
Xuất hiện bit lỗi trong quá trình truyền.
Sự quá tải của các bộ đệm
6.5 Giao thức IP
Tất cả các biện pháp nhằm đảm bảo các Datagram được truyền đến đích một cách an toàn, đầy đủ và khôi phục các dữ liệu đã mất đều do TCP đảm
6.5 Giao thức IP
b. Ý nghĩa của giao thức IP (Internet Protocol).
Giao thức IP là giao thức có cơ chế truyền dữ liệu
không kết nối, có độ tin cậy thấp. Giao thức IP có 3 ý nghĩa quan trọng:
Giao thức IP định nghĩa đơn vị cơ sở dữ liệu truyền đi trên mạng Internet thông qua một kết nối TCP/IP. Nói một cách khác là nó xác định định dạng chính xác
của tất cả dữ liệu khi truyền qua mạng Internet.
Phần mềm IP thực hiện chức năng định tuyến
(routing) cho phép chọn một con đường để gửi dữ liệu đi.
6.5 Giao thức IP
Cùng với độ chính xác, đặc tả chính xác của định dạng dữ liệu và việc định tuyến, Giao thức IP bao gồm một tập hợp các quy tắc thể hiện cơ chế
truyền dữ liệu không kết nối và có độ tin cậy thấp. Các quy tắc này đặc trưng cho cách mà máy tính và bộ định tuyến xử lý các gói dữ liệu, làm thế nào và khi nào thì các thông điệp lỗi phát sinh, và
dưới những điều kiện nào thì các gói dữ liệu được hủy bỏ.
6.5 Giao thức IP
c. Khuôn dạng dữ liệu của giao thức IP (IP Datagram).
Bản tin ở lớp giao vận có độ dài 64 Kbytes được chuyển xuống lớp mạng. Giao thức IP cắt bản tin này thành các gói nhỏ gửi đi (IP datagram). Khi đến nơi nhận, chúng được tập hợp lại bởi lớp giao vận để tạo lại bản tin ban đầu.
Một IP Datagram gồm có phần mào đầu (Header) và phần dữ liệu (Data). Phần mào đầu có một phần cố định là 20 byte và một phần tùy ý có độ rộng thay đổi như minh họa ở hình vẽ
6.5 Giao thức IP
Version (4--bit) : Chỉ phiên bản của IP hiện hành được cài đặt, để đảm bảo tính tương thích.
IHL (4-bit) Internet header length: Chỉ độ dài phần đầu, để đảm bảo có thể nâng cấp, thêm các thành phần vào cho cấu trúc mà không làm ảnh hưởng đến các phần khác.
6.5 Giao thức IP
Total length (16-bit): Trường này chứa độ dài của Datagram (bao gồm header và Data) đo bằng byte. Do số bit của trường này là 16 bit nên độ dài lớn
nhất có thể là 65535 byte. IP chuẩn yêu cầu tất cả các máy phải có khả năng nhận Datagram có độ dài 576 byte.
Flags (3-bit): liên quan đến phân đọan các datagram Header checksum (16-bit): mã kiểm sóat lỗi CRC. Options: lựa chọn chứa danh sách địa chỉ của Bộ
định tuyến mà datagram đi qua Padding: là vùng đệm.
6.5 Giao thức IP
Protocol (8-bit): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp TCP hay UDP
Time to Live (8-bit): Trường Time-to-live (TTL) chứa số giây lớn nhất có thể (nhiều nhất là 255 giây) mà Datagram được phép tồn tại trong mạng trước khi tới đích, bất cứ một Datagram nào không tới đích trong khoảng thời gian TTL thì sẽ bị loại bỏ.
Identification (16-bit): định danh duy nhất cho một datagram
DF (Don’t Fragment), MF (More Fragment): không sử dụng, kích thước 1 bit
6.5 Giao thức IP
Fragment Offset (13-bit): chỉ vị trí của đọan ở trong datagram. Các trường Indentification, Fragment Offset đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phân đoạn (ở đầu phát) và ghép nối ở máy nhận, trường Indentification chứa nội dung cho phép máy nhận biết được phân đoạn của Datagram có thuộc một Datagram hay không.
Type of service (8-bit): đặc tả các tham số về dịch vụ như độ trễ, thông lượng, quyền ưu tiên, độ tin cậy.
6.5 Giao thức IP
Trường này chứa thông tin về quyền ưu tiên truyền các Datagram và những ảnh hưởng có thể xảy ra
trong quá trình truyền các Datagram đó. Trường này có độ dài 8 bit, IP chuẩn không yêu cầu chỉ ra các hành động cụ thể dựa trên các giá trị của trường Type of Service. IP chỉ định sử dụng nó trong việc thiết lập các tùy chọn cho các mạng con mà nó sẽ truyền qua trong bước nhảy tới.
Thảo luận
Mục đích - Ý nghĩa của giao thức IPv4 Khuôn dạng dữ liệu IPv4
Cấu trúc và các lớp của địa chỉ IPv4 Địa chỉ public/private
Subnet: mục đích – ý nghĩa IPv6