+ Kiểu điểm-điểm: cỏc đường truyền nối từng cặp nỳt với nhau và mỗi nỳt đều cú trỏch nhiệm lưu trữ tạm thời sau đú chuyển dữ liệu đi cho tới đớch.
+ Kiểu truyền bỏ: Tất cả cỏc nỳt phõn chia chung một đường truyền vật lý. Nghĩa là dữ liệu được gởi đi từ một nỳt nào đú sẽ cú thể được tiếp nhận bởi tất cả cỏc nỳt cũn lại.
- Protocol: phục vụ trong việc trao đổi thụng tin, dự là cuộc trao đổi đơn giản nhất cũng phải tuõn theo một qui tắc nhất định.Tập hợp tất cả những qui tắc, qui ước đú gọi lag giao thức(protocol) của mạng. Hiện nay cú rất nhiều protocol mạng khỏc nhau nhưng thụng dụng nhất vẫn là là giao thức TCP/IP. Vấn đề protocol được trỡnh bày chi tiết hơn ở phần tiếp theo.
2. kiến trỳc phõn tầng và mụ hỡnh ISO của protocol:
a. kiến trỳc phõn tầng.
- Để cú thể chuyển một thụng điệp từ mỏy này sang mỏy khỏc(cỏc mỏy phải dựng trong hệ thống mạng) nú phải trải qua nhiều giai đoạn khỏc nhau như là: chia nhỏ thụng điệp ra thành nhiều gúi nhỏ(package), mó hoỏ cỏc gúi này ra thành dạng bit, cỏc bit này được chuyển qua đường truyền vật lý đến mỏy nhận. Sau đú quỏ trỡnh nhận sẽ thực hiện ngược lại với bờn gởi, nếu quỏ trỡnh lắp ghộp gặp phải lỗi thỡ phải thụng bỏo để truyền lại,….Cỏc giai đoạn này rất phức tạp đũi hỏi người lập trỡnh phải hiểu rừ tất cả cơ chế hoạt động bờn trong của hệ thống. Vỡ bậy người ta đưa ra ý tưởng phõn tầng, mỗi tầng sẽ chịu trỏch nhiệm cung cấp dịch vụ cho tầng bờn trờn đồng thời nú cũng sử dụng dịch vụ của tầng bờn dưới cung cấp cho nú. Như vậy thỡ một người làm việc ở tàng nào thỡ chỉ quan tõm đến tầng cú quan hệ trực tiếp với mỡnh.
- Để giảm độ phức tạp của việc thiết kết và cài đặt mạng, hầu hết cỏc mỏy tớnh hiện cú được thiết kế theo quan điểm phõn tầng. Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như là một cấu trỳc đa tầng, trong đú mỗi tầng được xõy dựng trờn tầng trước đú. Số lược mỗi tầng cũng như tờn hay cỏc chức năng phụ thuộc vào nhà thiết kế. Chỳng ta thấy cỏch phõn tầng trong mạng IBM(SNA), mạng Digital(DECnet), hay bộ quốc phũng mỹ(ARPANET),.. là giống nhau. Mmặc dự tờn và chức năng từng tầng là khỏc nhau giữa cỏc mạng trờn nhưng bản chất vẫn dựa theo mụ hỡnh phõn tầng ISO.
b. Mụ hỡnh ISO.
- Khi thiết kế protocol cỏc nhà thiết kết tự do chọn lựa cho lựa kiến trỳc mạng riờng cho mỡnh, từ đú dẫn tỡnh trạng khụng tương thớch mạng(phương phỏp truy cập đường truyền khỏc nhau, sử dụng họ giao thức khỏc nhau,….). Sự khụng tương thớch đú làm trở ngại sự tương tỏc giữa người sử dụng với cỏc mạng khỏc nhau một khi
nhu cầu trao đổi thụng tin ngày càng lớn thỡ sự trở ngại này khụng thể chấp nhận được. Sự thỳc đẩy từ nhu cầu người dựng đó thỳc đẩy cỏc nhà sản xuất và nghiờn cứu thụng qua cỏc tổ chức chuẩn hoỏ quốc gia và quốc tế tớch cực tỡm kiếm một sự hội tụ cho cỏc sản phẩm mạng trờn thị trường.Vỡ lý do đú, tổ chức chuẩn hoỏ quốc tế (Internationl Organization for Strandarization – viết tắt là ISO) đó xõy dựng một mụ hỡnh protocol tham chiếu cho việc kết nối cỏc hệ thống mở phục vụ cho cỏc ứng dụng phõn tỏn. Theo mụ hỡnh ISO, thụng tin muốn gởi và nhận qua mạng phải đi qua 7 tầng. Mỗi tầng cú một chức năng khỏc nhau và cung cấp cỏc interface để tầng trờn cú thể sử dụng lớp dưới. Mụ hỡnh ISO được coi là mụ hỡnh chuẩn vỡ cỏc mụ hỡnh khỏc cũng dựa theo mụ hỡnh này để tạo ra một mụ hỡnh phự hợp cho riờng mỡnh, mà ngày nay thụng dụng nhất là mụ hỡnh TCP/IP.
Hỡnh2.4 Mụ hỡnh ISO gồm 7 tầng.
Giải thớch
+ Physical: ở tầng này thụng tin được truyền dưới dạng bit thụng qua kờnh truyền và nhận cỏc bớt chuyển tầng Datalink. Tầng này khụng cú cấu trỳc qua
Session Layer Presentation Layer Application Layer Transport Layer Network Layer Datalink Layer Physical Layer Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Datalink Layer Physical Layer Sending Application Receiver Applicatio n
đường truyền vật lý, truy nhập đường truyền vật lý như cỏc phương tiện cơ, điện, hàm, thủ tục.
+ Datalink: tầng này cú nhiệm vụ chia nhỏ dữ liệu từ tầng Network đưa xuống thành cỏc frame, mỗi frame cú dung lượng vài trăm byte đến vài ngàn byte. Cỏc frame được truyền đi bằng cỏch chuyển xuống cho tầng phisical. Nhiệm vụ thứ hai là tổ chức nhận cỏc frame sao cho đỳng thứ tự, cung cấp khả năng truyền khụng lỗi trờn đường truyền vật lý cho cỏc lớp cao hơn.
+ Network: định hướng gúi dữ liệu(package) đi từ mỏy gởi đến mỏy nhận. Phải giải quyết vấn đề định tuyến(routing), vấn đề địa chỉ(addressing), lượng giỏ chi phớ(accouting), và giải quyết đụng độ(collision).
+ Transport:Chia nhỏ gúi dữ liệu được đưa xuống từ tầng trờn thành những đơn vị nhỏ hơn truyền qua mạng, với sự đảm bảo là dữ liệu đến nơi một cỏch chớnh xỏc.
+ Session: điều kiển quỏ trỡnh giao tiếp giữa hai tuyến trỡnh trờn mỏy. Cung cấp phương tiện quản lý truyền thụng giữa cỏc ứng dụng, thiết lập duy trỡ đồng bộ hoỏ và huỷ bỏ cỏc phiờn truyền thụng giữa cỏc ứng dụng.
+ Presentation: biểu diễn những thụng tin được truyền(được hiểu là cỳ phỏp và ngữ nghĩa) nú đồng nhất cỏc thụng tin giữa cỏc hệ thống khỏc nhau.
+ Application: Cung cấp cỏc phương tiện để người sử dụng cú thể truy nhập được vào mụi trường ISO, đồng thời cung cấp cỏc dịch vụ thụng tin phõn tỏn hay dịch vụ cho người sử dụng. Ứng với mỗi dịch vụ cú một protocol khỏc nhau.
- Điều hấp dẫn của mụ hỡnh ISO chớnh là ở chỗ hứa hẹn giải phỏp cho vấn đề truyền thụng giữa cỏc mạng khụng giống nhau. Hai hệ thống mạng dự khỏc nhau đi nữa điều cú thể truyền thụng với nhau một cỏch hiệu quả nếu chỳng đảm bảo những điều kiện sau.
+ Chỳng cài đặt cựng một tập cỏc chức năng truyền thụng.
+ Cỏc chức năng đú được tổ chức cựng một tập cỏc tầng. Cỏc tầng đồng mức phải cung cấp cỏc chức năng như nhau(phương thức cung cấp khụng nhất thiết phải giống nhau).
c . Mụ hỡnh TCP/IP
- Chỳng ta đó thấy được nguyờn lý của mụ hỡnh ISO 7 lớp nhưng mụ hỡnh này chỉ là mụ hỡnh tham khảo, việc ỏp dụng mụ hỡnh ISO vào thực tế là khú cú thể thực hiện được(hiệu suất kộm vỡ dữ liệu khi truyền từ mỏy này sang mỏy khỏc trong mạng thỡ phải trải qua tất cả cỏc lớp của mụ hỡnh ISO ở hai mỏy). Nú chỉ là tiờu chuẩn cho cỏc nhà phỏt triển dựa theo đú mà phỏt triển thành cỏc mụ hỡnh khỏc tối ưu hơn. Hiện nay cú rất nhiều mụ hỡnh khỏc nhau trờn mạng như SNA của IBM, DNA của DEC, TCP/IP của microsoft,…Tuy nhiờn mụ hỡnh TCP/IP là được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. ISO TCP/IP Application Application Presentation Sesstion Transport Transport Network Internet Datalink Physical
- Mụ hỡnh TCP/IP gồm 4 tầng, trong đú 2 tầng dưới của mụ hỡnh ISO được gộp lại thành 1 tầng gọi là Host-to-network, 2 tầng Sesstion và presentation khụng cú trong mụ hỡnh TCP/IP.
- Tương tự như mụ hỡnh ISO, mụ hỡnh TCP/IP dữ liệu từ 1 mỏy cũng đi từ tầng Application xuống Transport rồi xuống tiếp tầng Internet sau cựng là Host-to-network thụng qua đường vật lý đến một mỏy khỏc trờn mạng: dữ liệu ở đõy cũng đi ngược từ dưới lờn như mụ hỡnh ISO. Chức năng và ý nghĩa từng tầng trong mụ hỡnh TCP/IP như sau:
+ Host-to-network: Đõy là tầng giao tiếp mạng kết nối với network sao cho chỳng cú thể truyền cỏc IP datagram tới cỏc địa chỉ đớch. Tầng này gần giống với tầng physical của ISO.
+ Internet :Thực hiện một hệ thống mạng cú khả năng chuyển cỏc gúi dữ liệu dựa trờn lớp mạng Connetionless(khụng cầu nối) hay Connection-Oriented(cú cầu nối) tuỳ theo từng loại dịch vụ mà người ta dựng một trong hai cỏch trờn.
+ Transport : được thiết kết cho cỏc phần tử ngang cấp(hay host) cú thể đối thoại với nhau thụng qua một trong hai protocol sau đõy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TCP: là một Connection Oriented Protocol, cho phộp chuyển một chuỗi byte từ host này sang host kia mà cú thụng bỏo trả về.
UDP: là một Connetionless protocol xõy dựng cho cỏc ứng dụng khụng muốn sử dụng cỏch truyền theo thứ tự của TCP mà muốn tự mỡnh thực hiện điều đú và khụng cú thụng bỏo trả về nghĩa là nú khụng đảm bảo dữ liệu được truyền đi chớnh xỏc hay khụng.
- Một mỏy cú thể liờn lạc với một mỏy khỏc trong mạng qua địa chỉ IP(IP là danh từ dựng để định vị cỏc host trờn mạng). Tuy nhiờn với một địa chỉ như vậy khụng đủ cho một process của mỏy này liờn lạc với một process của mỏy khỏc. Vỡ vậy protocol TCP/UDP đó dựng một số nguyờn(16 bit) để đặc tả nờn số hiệu port liờn lạc. như vậy mỗi fram của tầng Netword bao gồm:
• Protocol(TCP/UDP).
• địa chỉ IP của mỏy gởi.
• Số hiệu port của mỏy gởi.
• địa chỉ IP mỏy đớch.
• Số hiệu port mỏy đớch.
+ Application: chứa cỏc dịch vụ như trong cỏc tầng Sesson, Presentation, Application của mụ hỡnh ISO như FPT(port=23), DNS(port=53), SPTP(port=25), IMAP(port=149),POP3(port=143),….
3.Giao thức TCP/IP
- Đầu tiờn ARPANET đó đưa ra giao thức Host-to-Host Protocol, nhưng giao thức này khụng đỏng tin cậy và nú chỉ giới hạn trong một số cỏc mỏy. Vào cuối năm 1970 cỏc mạng khỏc cũng bung ra trong thực tế, mạng UUCP gồm một nhúm rồi cũng đó nối được hàng trăm mỏy rồi hàng mỏy. Vào cuối năm 1980 mạng NSFNET mạng của National Science Foundation được phỏt triển để nối 5 trung tõm siờu mỏy tớnh của nú, nú là mạng hấp dẫn cho tất cả cỏc nhà nghiờn cứu và cỏc viện đại học cũng như cỏc viện nghiờn cứu. Năm 1972, bắt đầu thế hệ thứ hai của giao thức mạng, đó làm phỏt sinh ra một nhúm giao thức được gọi là Transmission Control Protocol/ Internet Protocol viết tắt là TCP/IP. Năm 1983, TCP/IP là bộ giao thức cho
ARPANET, TCP/IP đó trở thành một trong những giao thức mạng được dựng rộng rói nhất. Sau cựng tất cả cỏc mạng được tài trợ bởi cỏ nhõn hay xó hội -mạng ARPANET, MILNET, UUCP, BITNET, CSNET và NASA Science Internet đó liờn kết trong một mạng khu vực NSFNET và ARPANET giải tỏn và ngày càng cú nhiều mạng khỏc thờm vào...
- Ngày nay để thực hiện việc truyền thụng qua mạng thụng qua trỡnh duyệt Web, và ta cũng cần một giao thức để thực hiện cụng việc này. Mặc dự hiện nay cũng đang cú rất nhiều giao thức để truyền thụng tin nhưng nhỡn chung cú hai giao thức thường được cỏc lập trỡnh viờn sử dụng đú là: TCP/IP(IP: là giao thức Internet, TCP: giao thức truyền tải) và giao thức UDP(giao thức gúi dữ liệu người dựng). Vỡ chương trỡnh của em sử dụng giao thức TCP/IP nờn sau đõy em sẽ trỡnh bày chi tiết giao thức này. - Trong mụi trường mạng mỏy tớnh dữ liệu trao đổi qua lại giữa cỏc mỏy dựa trờn nghi thức(Protocol), giao thức là cỏch đúng gúi, mó hoỏ dữ liệu truyền trờn đường mạng và cỏc qui tắc thiết lập duy trỡ quỏ trỡnh trao đổi dữ liệu. Như vậy, mặc dự cú hai mỏy tớnh được kết nối về mặc vật lý trờn cựng một đường truyền nhưng sử dụng hai nghi thức khỏc nhau cũng khụng trao đổi dữ liệu được. Hiện nay cú nhiều nghi thức(protocol) được sử dụng nhưng chỉ cú 3 giao thức phổ biến là:
+IPX/SPX : giao thức của hệ thống mạng Novell Netware.
+NETBEUI : giao thức chớnh của hệ thống mạng Microsoft Windows. +TCP/IP: giao thức dựng cho hệ thống mạng Internet/Intranet /Extranet. Tuy nhiờn do sự bựng nổ của Internet/Intranet /Extranet cỏc hệ mạng Novell Netware và Microsoft Windows cũng hỗ trợ và sử dụng thờm giao thức TCP/IP.
Hỡnh 2.5: Vớ dụ một mụ hỡnh mạng
Theo mụ hỡnh trờn, cỏc mỏy tớnh tuy sử dụng cỏc hệ điều hành khỏc nhau nhưng lại chạy cỏc phần mềm cựng hỗ trợ nghi thức TCP/IP nờn cú trao đổi dữ liệu qua lại với nhau dựa trờn nghi thức này. Ngoài ra hai mỏy Server Novell và mỏy Ms DOS cú thể dựng thờm giao thức IPX/SPX, cỏc mỏy Windows cú thể dựng thờm nghi thức NETBEUI để trao đổi dữ liệu với nhau. Như vậy, trờn một mỏy tớnh cú thể cú nhiều cỏch thức khỏc nhau (sử dụng nhiều nghi thức khỏc nhau) để trao đổi dữ liệu với mỏy tớnh khỏc. Tuy nhiờn, giao thức TCP/IP là phổ dụng nhất nghi thức chuẩn dựng cho Internet/Intranet/Extranet.
A. Cỏc thành phần liờn quan tới giao thức TCP/IP 1. Địa chỉ mỏy (IP Address)
- Mỗi nỳt (node - là một mỏy trạm, mỏy chủ hay bất kỳ thiết bị nào nối vào Internet) đều phải cú phải cú một địa chỉ duy nhất để phõn biệt nú với cỏc mỏy khỏc, và để tỡm đường cho cỏc packet trờn mạng, gọi là địa chỉ IP.Địa chỉ IP là một chuỗi gồm cú 4 số cú giỏ trị từ 0 tới 255, phõn cỏch giữa hai số là dấu chấm (.). Vớ dụ: 10.221.0.2, 130.23.1.17, 192.48.96.10 ...
- Tất cả cỏc mỏy trong hệ thống mạng(LAN, WAN, Internet) đều cú ớt nhất 2 địa chỉ: địa chỉ vật lý(Mac Address) và địa chỉ Internet. éịa chỉ vật lý cũn được gọi là Ethernet address là một dóy bit gồm 48 bit được gỏn bởi cỏc nhà sản xuất, địa chỉ này được biểu diễn dưới dạng số thập lục phõn (hecxa). éịa chỉ IP phải là duy nhất trờn
mạng và cú một dạng thống nhất, mỗi địa chỉ IP gồm cú 4 byte và cú 2 thành phần: địa chỉ đường mạng (Network ID) và địa chỉ host(Host ID).
Địa chỉ mạng: chỉ ra những mỏy, những thiết bị ở chung một vị trớ trờn mạng logic được chia theo Router (tất cả cỏc mỏy trờn cựng một phớa của router thuộc chung một mạng logic).
Địa chỉ mỏy: để phõn biệt cỏc mỏy trong một mạng logic. Mỗi mỏy trong một mạng logic phải cú một địa chỉ mỏy duy nhất. Tuỳ thuộc vào giỏ trị của số thứ nhất mà địa chỉ IP được chia thành cỏc lớp như A, B, C, D.
- Những mỏy trờn mạng dựng Network ID và Host ID để quyết định xem nờn nhận và bỏ qua cỏc gúi tin nào, và để quyết định phạm vi chuyển tin. Chỉ cú cỏc mỏy cựng Network ID mới nhận được cỏc IP broadcast). Để biết gúi tin đến cú cựng Network ID với mỡnh hay khụng, mỏy sẽ dựng Subnet mask của nú để tỏch địa chỉ IP của gúi tin đến. Subnet mask là giỏ trị 32 bit, viết cỏch nhau bằng dấu chấm cho mỗi 8 bit. Subnet mask được gỏn cỏc bit dành cho Network ID là 1 và cỏc Host ID là 0. Bảng dưới là giỏ trị mặc định cho cỏc lớp địa chỉ IP
Tờn lớp Subnet mask ở dạng bit Dạng byte Lớp A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0 Lớp B 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0 Lớp C 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0
Vớ dụ : địa chỉ IP là 102.12.34.98 và subnet mask của nú là 255.255.0.0 thỡ Network Id của nú là 102.12 và Host ID là 34.98.
Nhỡn thỡ cú vẻ như subnet mask là thừa vỡ nhỡn vào Network ID là cú thể biết được cỏc mỏy cú cựng thuộc một mạng con hay khụng. Nhưng subnet mask cũn dựng trong việc chia một mạng thành cỏc mạng con (subnet).
- Một giải phỏp giỳp giảm nhẹ việc quản lý cỏc địa chỉ IP, đú là giao thức tự động cấu hỡnh và tự động cấp phỏt địa chỉ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). DHCP dựa trờn cụng nghệ Client/Server. Trng mạng cú ớt nhất một mỏy DHCP server cú một khoảng địa chỉ dành để cấp phỏt cho cỏc mỏy client. Cỏc mỏy DHCP client khi khởi tạo sẽ tự động phỏt hiện mỏy DHCP server và yờu cầu mỏy chủ
cấp cho một địa chỉ IP cựng cỏc thụng số cấu hỡnh khỏc (subnet mask, địa chỉ gateway …). Mỏy server sẽ tự động cấp cho mỏy client một địa chỉ cũn trống trong khoảng địa chỉ của nú. Khi mỏy client rời khỏi mạng, nú sẽ trả lại địa chỉ IP cho mỏy server.
- Địa chỉ IP là riờng biệt cho mỗi mỏy và là định danh của mỗi mỏy trong hệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});