V. Cỏc giao thức và khuụn dạng dữ liệu tương ứng
2. Cỏc giao thức Tầng Mạng
2.1 Giao thức IP (Internet Protocol )
Giao thức liờn mạng IP hạt nhõn của bộ giao thức TCP/IP. Trong phạm vi đề tài chỳng ta chỉ xột tới IP phiờn bản 4 (IPv4). IP là một giao thức hướng dữ liệu được sử dụng trong mạng chuyển mạch gúi (vớ dụ như Ethernet). IP là một giao thức hoạt động theo phương thức khụng liờn kết (connectionless) và khụng đảm bảo truyền (khụng cú sự trao đổi thụng tin điều khiển). Vai trũ của IP tương tự như vài
trũ của giao thức tầng mạng (network layer) trong mụ hỡnh OSI với cỏc chức năng như sau:
• Xỏc định lược đồ địa chỉ Internet.
• Di chuyển dữ liệu giữa tầng giao vận và tầng liờn kết. • Dẫn đường cho cỏc đơn vị dữ liệu tới cỏc trạm ở xa. • Thực hiện việc cắt và hợp cỏc đơn vị dữ liệu.
Giao thức IP sẽ bổ sung phần header vào trước segment được gửi từ tầng giao vận xuống và đơn vị dữ liệu này trong bộ giao thức TCP/IP được gọi là IP packet như hỡnh sau:
Hỡnh 20 : IP Packet.
Bit offset 0–3 4–7 8–15 16–18 19–31
0 Version Header
length
Differentiated
Services Total Length
32 Identification Flags Fragment Offset
64 Time to Live Protocol Header Checksum
96 Source Address
128 Destination Address
160 Options + Padding
160 /
192+ Data (max 65535 bytes)
Hỡnh 21 : Cấu trỳc đơn vị dữ liệu IP.
Trong đú phần header bao gồm cỏc thành phần:
• Version: chỉ ra phiờn bản hiện hành của IP được cài đặt (cú giỏ trị là 4 đối với IPv4).
• Internet Header Length (IHL) Chỉ độ dài phần đầu của IP packet, tớnh theo đơn vị từ (word = 32 bit). Độ dài tối thiểu là 5 từ (20 byte).
Differentiated Services (DS): Trước đõy cũn gọi là Type of Services đặc tả cỏc tham số dịch vụ, cú dạng cụ thể như sau:
Hỡnh 22: Tham số Differentiated Services
Với ý nghĩa cỏc bit cụ thể:
bit 0 – 2 3 5 5 6 7
• Precedebce (3 bit): quyền ưu tiờn cụ thể là 111 - Network Control, 110 - Internetwork Control, 101 - CRITIC/ECP, 100 - Flash Override, 011 - Flash, 010 - Immediate, 001 - Priority, 000 – Routine.
• D (Delay) (1 bit): chỉ độ trễ yờu cầu D = 0 nếu độ trễ bỡnh thường, 1 nếu độ trễ thấp.
• T (Throughput) (1 bit): chỉ thụng lượng yờu cầu T = 0 thụng lượng bỡnh thường, 1 nếu thụng lượng cao.
• R (Reliability) (1bit) chỉ độ tin cậy yờu cầu R = 0 độ tin cậy bỡnh thường, 1 nếu độ tin cậy cao.
• C (Cost) (1bit) chỉ hao phớ C = 0 normal cost, 1 nếu minimize cost. • Reserved (1bit) để dành.
• Total Length trường 16 bit chỉ độ dài toàn bộ datagram bao gồm cả phần header và phần data tớnh theo byte và cú giỏ trị lớn nhất là 65535 và giỏ trị nhỏ nhất là 20 byte.
• Identification (16 bit) định danh duy nhất cho 1 datagram khi nú vẫn cũn trờn liờn mạng.
• Flags (3 bit) điều khiển sự phõn mảnh. Theo thứ tự từ bit cao xuống bit thấp như sau:
o Reserved: cú giỏ trị 0.
o DF: 0 (May Fragment); 1 (Don’t Fragment).
• Fragment Offset chỉ vị trớ của đoạn (fragment) trong datagram tớnh theo đơn vị 64 bit, cú nghĩa mỗi đoạn (trừ đoạn cuối cựng) phải chứa một vựng dữ liệu cú độ dài là bội số của 64 bit.
• Time To Live (TTL) (8 bit): quy định thời gian tồn tại (tớnh bằng giõy) của datagram trong liờn mạng để trỏnh tỡnh trạng một datagram bị lặp vụ hạn trờn liờn mạng. Thời gian này được cho bởi trạm gửi và được giảm đi (thường quy ước là 1 đơn vị) khi datagram đi qua mỗi router của liờn mạng.
• Protocol (8 bit): chỉ ra giao thức tầng trờn kế tiếp sẽ nhận vựng dữ liệu ở trạm đớch (hiện tại thường là TCP hoặc UDP được cài đặt trờn IP).
• Header Checksum (16 bit): mó kiểm soỏt lỗi 16 bit theo phương phỏp CRS, chỉ dành cho phần header.
• Source address (32 bit): địa chỉ trạm nguồn. • Destination address (16 bit): địa chỉ trạm đớch.
• Options (độ dài thay đổi): khai bỏo cỏc lựa chọn do người dựng yờu cầu (tựy theo từng chương trỡnh).
• Padding (độ dài thay đổi): vựng đệm được dựng để đảm bảo cho phần header luụn kết thỳc ở một mốc 32 bits.
Data (độ dài thay đổi): vựng dữ liệu cú độ dài là bội số của 8 bit và tối đa là 65535 byte.