b, Phương thức hoạt động
2.6.3. Định tuyến nội miền đến Máy chủ DNS
14.Gateway router nhận khung và trích xuất dữ liệu IP chứa truy vấn DNS. Router
tra cứu địa chỉ đích của datagram này (68.87.71.226) và xác định từ bảng chuyển
tiếp của
nó rằng datagram nên được gửi đến router ngoài cùng bên trái trong mạng Comcast trong
Hình 2.32. IP datagram được đặt bên trong khung lớp liên kết thích hợp cho liên kết kết
nối router của trường đến Comcast router ngoài cùng bên trái và khung được gửi
qua liên
kết này.
15.Router ngoài cùng bên trái trong mạng Comcast nhận khung, trích xuất IP datagram, kiểm tra địa chỉ đích của datagram (68.87.71.226) và xác định giao diện
gửi đi
để chuyển tiếp datagram tới máy chủ DNS từ bảng chuyển tiếp của nó, cái được
điền vào
bởi giao thức nội miền của Comcast (chẳng hạn như RIP, OSPF hoặc IS-IS) cũng như
Giao thức liên miền của Internet, BGP.
16.Sau cùng thì IP datagram chứa truy vấn DNS sẽ đến máy chủ DNS. Máy chủ
DNS trích xuất thơng điệp truy vấn DNS, tra cứu tên www.google.com trong cơ sở dữ
máy chủ DNS). Nhớ lại rằng dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache này bắt nguồn từ máy chủ DNS
có thẩm quyền cho google.com. Máy chủ DNS tạo một thơng điệp trả lời DNS có chứa
tên máy chủ thành IP ánh xạ địa chỉ và đặt thông điệp trả lời DNS trong một phân đoạn
UDP, và phân đoạn trong một IP datagram được địa chỉ đến máy tính xách tay của Bob
(68.85.2.101). Datagram này sẽ được chuyển tiếp về mạng Comcast tới bộ định
tuyến của
trường và từ đó, qua Ethernet switch tới máy tính xách tay của Bob.
17.Máy tính xách tay của Bob trích xuất địa chỉ IP của máy chủ www.google.com từ
thông báo DNS. Cuối cùng, sau rất nhiều cơng việc, máy tính xách tay của Bob
hiện đã sẵn
18.Bây giờ máy tính xách tay của Bob có địa chỉ IP là www.google.com, nó có thể tạo cổng TCP sẽ được sử dụng để gửi thông báo HTTP GET tới www.google.com. Khi Bob
tạo TCP socket, TCP trong máy tính xách tay của Bob trước tiên phải thực hiện bắt
tay ba
chiều với TCP trong www.google.com. Do đó, máy tính xách tay của Bob lần đầu
tiên tạo
ra một phân đoạn TCP SYN với cổng đích 80 (dành cho HTTP), đặt phân đoạn TCP bên
trong sơ đồ IP với địa chỉ IP đích là 64.233.169.105 (www.google.com), đặt
datagram bên
trong khung có địa chỉ MAC đích là 00:22:6B:45:1F:1B (gateway router) và gửi khung
đến switch.
19.Các router trong mạng trường học, mạng Comcast và mạng của Google chuyển
tiếp datagram chứa TCP SYN tới www.google.com, sử dụng bảng chuyển tiếp trong mỗi
router, như trong các bước 14-16 ở trên. Nhớ lại rằng các mục trong bảng chuyển tiếp
router điều chỉnh việc chuyển tiếp các gói qua liên kết liên miền giữa mạng
Comcast và
Google đã được xác định bằng giao thức BGP.
20.Sau cùng, datagram chứa TCP SYN đến www.google.com. Thơng báo TCP SYN
được trích xuất từ datagram và được phân kênh đến welcome socket được liên kết với
cổng 80. Socket kết nối được tạo ra cho kết nối TCP giữa máy chủ HTTP của
Google và
máy tính xách tay của Bob. Một phân đoạn TCP SYNACK được hình thành, được
đặt bên
trong một datagram được gửi đến máy tính xách tay của Bob, và cuối cùng được đặt bên
trong khung lớp liên kết thích hợp cho liên kết kết nối www.google.com với router bước
đầu tiên của nó.
tay của Bob. Datagram được phân kênh trong hệ điều hành tới TCP socket được tạo ở
bước 18, nơi đi vào trạng thái kết nối.
22.Với socket trên máy tính xách tay của Bob bây giờ cuối cùng đã sẵn sàng để gửi
các byte tới www.google.com, trình duyệt của Bob tạo thơng báo HTTP GET chứa URL
cần tìm nạp. Thơng báo HTTP GET sau đó được ghi vào socket, với thông báo GET trở
thành trọng tải của một phân đoạn TCP. Phân đoạn TCP được đặt trong một
datagram và
được gửi và phân phối đến www.google.com như trong các bước 18-20 ở trên.
23.Máy chủ HTTP tại www.google.com đọc thông báo HTTP GET từ TCP socket,
tạo thông điệp phản hồi HTTP, đặt nội dung trang Web được yêu cầu vào phần nội dung
của thông báo phản hồi HTTP và gửi thông báo vào TCP socket.
24.Datagram chứa thông báo phản hồi HTTP được chuyển tiếp qua Google, Comcast và mạng trường học và đến máy tính xách tay của Bob. Chương trình trình duyệt
dung của phản hồi HTTP, và cuối cùng hiển thị trang Web!
2.7 Tóm tắt
Trong chương này, chúng ta đã nghiên cứu về lớp liên kết - các dịch vụ của nó, các nguyên tắc hoạt động cơ bản của nó và một số giao thức cụ thể quan trọng sử dụng các nguyên tắc này trong việc triển khai các dịch vụ của lớp liên kết.
Chúng ta đã thấy rằng dịch vụ cơ bản của lớp liên kết là di chuyển một datagram lớp mạng từ một nút (máy chủ, switch, router, điểm truy cập WiFi) sang một nút liền kề. Tất cả các giao thức lớp liên kết hoạt động bằng cách đóng gói một datagram lớp mạng trong một khung lớp liên kết trước khi truyền khung qua liên kết tới nút liền kề. Tuy nhiên, ngồi chức năng đóng khung phổ biến này, các giao thức lớp liên kết khác nhau cung cấp các dịch vụ truy cập, phân phối và truyền dẫn liên kết rất khác nhau. Những khác biệt này một phần là do sự đa dạng của các loại liên kết mà các giao thức lớp liên kết phải thực hiện. Một liên kết điểm-điểm đơn giản có một người gửi và người nhận giao tiếp qua một “dây”. Một liên kết đa truy cập được chia sẻ giữa nhiều người gửi và người nhận, do đó giao thức lớp liên kết cho một kênh đa truy cập có một giao thức (giao thức đa truy cập của
nó) để điều phối liên kết truy cập. Trong trường hợp MPLS, "liên kết" kết nối hai nút liền kề (ví dụ: hai IP router liền kề theo nghĩa IP - rằng chúng là next-hop hướng tới một số đích) thực sự có thể là một mạng bên trong và của chính nó. Theo một nghĩa nào đó, ý tưởng về một mạng lưới được coi là một liên kết khơng nên coi là kỳ quặc. Ví dụ, một liên kết điện thoại kết nối modem/máy tính gia đình với một modem/router từ xa, thực sự là một
đường dẫn cầu kì và phức tạp thơng qua một mạng điện thoại.
Trong số các nguyên tắc cơ bản của giao tiếp lớp liên kết, người ta đã kiểm tra các kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi, giao thức đa truy cập, đánh địa chỉ lớp liên kết, ảo hóa (VLAN) và việc xây dựng các mạng LAN chuyển mạch mở rộng và mạng trung tâm dữ liệu. Phần lớn trọng tâm ngày hôm nay ở lớp liên kết là vào những mạng chuyển mạch. Trong trường hợp phát hiện/sửa lỗi, chúng ta đã kiểm tra cách có thể thêm các bit bổ sung vào tiêu đề của khung để phát hiện hay không, và trong một số trường hợp, sửa lỗi đảo bit có thể xảy ra
khi khung được truyền qua liên kết. Chúng ta đã đề cập đến các lược đồ tổng kiểm tra và chẵn lẻ đơn giản, cũng như kiểm tra dự phòng theo chu kỳ mạnh hơn. Sau đó chuyển sang chủ đề về các giao thức đa truy cập. Xác định và nghiên cứu ba cách tiếp cận rộng để điều
và nhận thấy rằng nó sử dụng nhiều phương pháp đa truy cập này. Nhận thấy rằng hệ quả của việc có nhiều nút chia
chỉ lớp liên kết khá khác với địa chỉ lớp mạng và trong trường hợp của Internet, một giao thức đặc biệt (ARP - Giao thức phân giải địa chỉ) được sử dụng để dịch giữa hai dạng địa chỉ này và đã nghiên cứu rất nhiều giao thức Ethernet thành công một cách chi tiết. Sau đó, chúng ta xem xét cách các nút chia sẻ kênh quảng bá tạo thành một mạng LAN và cách nhiều mạng LAN có thể được kết nối với nhau để tạo thành các mạng LAN lớn hơn - tất cả đều khơng có sự can thiệp của định tuyến lớp mạng để kết nối các nút cục bộ này với nhau. Chúng ta cũng đã tìm hiểu cách tạo nhiều mạng LAN ảo trên một cơ sở hạ tầng mạng LAN vật lý.
PHỤ LỤC
MỘT CUỘC PHỎNG VẤN VỚI ALBERT GREENBERG
Albert Greenberg là Phó Chủ tịch Tập đồn Microsoft về Azure Network. Ơng lãnh đạo sự phát triển cho nhóm Azure Networking, chịu trách nhiệm về mạng R&D tại Microsoft - trong và trên các trung tâm dữ liệu và các trang web biên; toàn cầu trên cạn và dưới biển mạng lưới; mạng quang học; Giảm tải FPGA và SmartNIC.........Albert chuyển đến Microsoft vào năm 2007, trước khi gia nhập Microsoft, Albert đã làm việc tại Bell Labs
và AT&T Labs với tư cách là thành viên AT&T. Ông đã giúp xây dựng các hệ thống và công cụ điều hành các mạng của AT&T và đi tiên phong trong kiến trúc và hệ thống tại nền tảng của mạng do phần mềm xác định. Ơng giữ một AB về Tốn từ Đại học Dartmouth và Tiến sĩ về Máy tính Khoa học từ Đại học Washington. Albert là thành viên của Học viện Kỹ thuật Quốc gia, và một thành viên ACM. Ông đã nhận được IEEE Koji Kobayashi Giải thưởng Máy tính và Truyền thơng, Giải thưởng ACM Sigcomm, và Giải thưởng giấy ACM Sigcomm và Sigmetrics Test of Time.
Điều gì đã đưa ơng đến với chun ngành mạng?
Tơi ln thích giải quyết các vấn đề trong thế giới thực và cũng thích tốn học. Tơi nhận thấy rằng lĩnh vực mạng có rất nhiều khơng gian và phạm vi để thực hiện cả hai. Sự kết hợp đó rất hấp dẫn đối với tơi. Trong khi làm tiến sĩ tại Đại học Washington, tôi được hưởng lợi từ ảnh hưởng của Ed Lazowska về mặt hệ thống, và Richard Ladner và Martin Tompa về mặt toán học và lý thuyết. Một trong những dự án khóa học MS của tơi là có được hai máy từ cùng một nhà cung cấp để nói chuyện với nhau. Bây giờ có vẻ như bạn khơng thể ngăn máy móc giao tiếp!
Ơng hình dung tương lai của mạng và Internet như thế nào? Ơng nghĩ những thách thức/trở ngại chính nào sẽ nằm trước sự phát triển của chúng, đặc biệt là trong các lĩnh vực mạng trung tâm dữ liệu và mạng biên?
Tơi đã nói về Đám mây và chúng tơi chỉ nói 10% về sự phát triển của nó. Tuy nhiên, rõ ràng là việc phân chia công việc trong hệ thống end-to-end sẽ là một vấn đề ngày càng quan trọng. Bao nhiêu tính tốn và lưu trữ sẽ diễn ra trong ứng dụng và ở máy chủ lưu trữ cuối cùng? Bao nhiêu sẽ xảy ra trong các thành phần đám mây ở “rìa” của mạng, tại hoặc gần máy chủ lưu trữ hoặc vùng chứa cuối? Và bao nhiêu sẽ xảy ra trong chính các trung tâm dữ liệu. Tất cả những điều này sẽ được sắp xếp như thế nào? Chúng ta sẽ thấy điện toán đám mây được đẩy gần đến rìa hơn và chúng ta sẽ thấy sự tăng trưởng “theo chiềungang” - một hệ sinh thái điện toán / dữ liệu / mạng từ đầu đến cuối phong phú hơn - không
chỉ là tăng trưởng, chẳng hạn như trong trung tâm dữ liệu. Đây sẽ là một lĩnh vực có nhiều đổi mới. 5G khơng dây sẽ là một phần quan trọng của sự kết hợp này.
Ai đã truyền cảm hứng cho ông một cách chuyên nghiệp?
Tôi đã học được rất nhiều điều, ở cả Microsoft và AT&T, từ khách hàng và từ trang web trực tiếp. Tương tác với các kỹ sư truyền cảm hứng cho tơi, vì niềm đam mê của họ dành cho nhà phát triển và các nhà phát triển trong tồn bộ vịng đời (từ phát minh đến phát
triển đến triển khai đến sự ngừng hoạt động cuối cùng) của các dịch vụ và hệ thống vận hành. Đây là những người am hiểu kiến trúc và hệ thống từ đầu đến cuối, từ trong ra ngoài. Họ thật tuyệt khi được làm việc cùng và có rất nhiều thơng tin chi tiết, kinh nghiệm và kiến
thức để chia sẻ, cho dù đó là Đám mây Azure của Microsoft hay phiên bản cũ hơn trong sự nghiệp của tôi Mạng AT&T. Tơi cũng rất thích làm việc với các nhà nghiên cứu, những người đã thiết lập một số nguyên tắc cơ bản cho việc thiết kế và quản lý các hệ thống quy mơ lớn này.
Cuối cùng, ơng có lời khun nào dành cho các bạn sinh viên khi bước vào lĩnh vực mạng/Internet khơng?
Bộ mặt của mạng đang thay đổi. Nó đang trở thành một mơi trường rất đa dạng, toàn
diện và cởi mở. Ý tôi là theo hai cách. Đầu tiên, chúng ta sẽ thấy sự đa dạng hơn nhiều giữa
các nhà phát triển và nhà nghiên cứu mạng của chúng tơi, bao gồm cả phụ nữ và các nhóm
ít được đại diện khác trong lĩnh vực công nghệ. Tôi tự hào về sự đa dạng và tính tồn diện
của nhóm tại Microsoft và các nhóm trước đây của tơi tại AT&T. Sự đa dạng giúp chúng
ta kiên cường hơn, có khả năng thích ứng với sự thay đổi tốt hơn và đưa ra quyết định của
chúng ta tốt hơn. Thứ hai, người ta có thể mang lại sự đa dạng của các kỹ năng kỹ thuật và
sở thích cho mạng lưới. Những mối quan tâm đó có thể là kiến trúc, ngơn ngữ lập trình,
quang học, phương pháp chính thức, khoa học dữ liệu, AI hoặc thiết kế hệ thống đáng tin
cậy và chịu được lỗi. Các hệ thống mã nguồn mở đang có tác động to lớn. SONiC, một
sáng kiến mã nguồn mở dựa trên Linux cho hệ điều hành mạng, là một ví dụ tuyệt vời. Đọc
cuốn sách này và mang theo toàn bộ kỹ năng, kinh nghiệm và kiến thức của bạn để tạo ra
các mạng lưới của tương lai. SDN và Disaggregation mang đến sự đa dạng và cởi mở. Rất
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nỗ lực tìm hiểu và nghiên cứu, đề tài “Lớp liên kết dữ liệu và LAN” của nhóm sinh viên Nguyễn Văn Đại, Nguyễn Triệu Việt Hùng, Nguyễn Lương Linh, Hoàng Quang Quyết cuối cùng cũng đã hoàn thành với một số kết quả sau đây.
Về mặt lý thuyết, chúng em đã trình bày chi tiết các nội dung gồm:
• Tổng quan về lớp liên kết dữ liệu
• Nhiệm vụ và các giao thức trong mạng cục bộ và lớp liên kết dữ liệu
Về mặt thực tế, yêu cầu tưởng chừng như đơn giản là tải xuống một trang web nhưng thực chất khi đi vào tìm hiểu từng chi tiết lại có những bước thực hiện cực kì phức tạp, điều
này chứng tỏ trong bất cứ thao tác trên mạng nào cũng địi hỏi người dùng phải có vốn kiến
thức chuyên sâu và vững vàng để phân tích và nghiên cứu về nó.
Do có sự hạn chế về mặt thời gian và kiến thức của bản thân nên bài làm của chúng em
vẫn cịn nhiều thiếu sót, vì vậy chúng em rất mong nhận được sự góp ý và phê bình của thầy cơ và các bạn để mở mang kiến thức và phục vụ cho học tập và công việc sau này.
Một lần nữa xin được cám ơn Thầy giáo TS.Hồng Trọng Minh đã giảng dạy bộ mơn giúp cho nhóm em hồn thành bài tiểu luận này.