Chương 2 CễNG NGHỆ IP
2.4.3.3 Cơ chế điều khiển tắc nghẽn số liệu
Hiện tượng tắc nghẽn số liệu được thể hiện trước hết ở việc gia tăng thời gian trễ RTT của 1 gúi số liệu (bất kỳ) khi chuyển qua mạng. Để hạn chế khả năng dẫn đến tắc nghẽn số liệu trong mạng, người ta điều khiển lưu lượng số liệu trao đổi trờn mạng theo một số chiến lược sau: - “Bắt đầu chậm” (Slow Start)
- “Trỏnh tắc nghẽn” (Congestion Avoidance) - “Phỏt lại nhanh” (Fast Retransmission) - “Khụi phục nhanh” (Fast Recovery)
2.5 Giao thức UDP[2,3]
Giao thức UDP (User Datagram Protocol) là giao thức ở mức vận chuyển, khụng hướng kết nối (connectionless). Vỡ vậy, UDP là giao thức vận chuyển khụng tin cậy: UDP khụng cú cơ chế kiểm tra số tuần tự phỏt, số tuần tự thu và kiểm tra lỗi. Ưu điểm của UDP là thực hiện đơn giản. Một phần dịch vụ thư điện tử và dịch vụ tờn miền DNS sử dụng giao thức UDP trong việc trao đổi số liệu của mỡnh. Đặc biệt trong chức năng quản trị mạng ở tầng ứng dụng sử dụng giao thức SNMP trờn nền giao thức UDP để kiểm soỏt thụng tin và điều khiển dữ liệu trong mạng. Mặc dự theo lý thuyết, giao thức UDP là giao thức hoạt động khụng tin cậy, nhưng theo thống kờ trong thực tế vận hành khai thỏc mạng, 99% cỏc gúi số liệu UDP vẫn được chuyển tiếp đỳng đến địa chỉ đớch.
Hỡnh 2.14. Cấu trỳc giao thức tầng ứng dụng
Cấu trỳc gúi số liệu UDP như sau:
Hỡnh 2.15. Cấu trỳc giao thức UDP
- Số hiệu cổng nguồn và số hiệu cổng đớch cho biết địa chỉ nguồn và địa chỉ đớch của cỏc thực thể ứng dụng sử dụng giao thức UDP.
- Byte kiểm tra được tớnh cho cả gúi số liệu UDP và phần tiờu đề giả.
Gúi số liệu UDP được tự động loại bỏ một khi cú lỗi; chỉ những gúi số liệu UDP khụng bị lỗi mới được chuyển cho cỏc thực thể ứng dụng
2.6 Giao thức kết nối điểm điểm PPP [2,3]
PPP (Point-to-Point Protocol) là 1 giao thức trao đổi số liệu trong kết nối điểm-điểm ở ngay trờn mức liờn kết số liệu (data link). Đõy là giao thức được sử dụng chớnh trong cỏc dịch vụ Internet hiện nay như Dialup, xDSL. Giao thức PPP bao gồm cỏc giao thức sau:
- Giao thức trao đổi số liệu ở mức liờn kết dữ liệu (Data Link Layer Protocol) – tương tự giao thức chuẩn HDLC (High-Level Data Link Control) – cho phộp thực hiện kết nối PPP trong mụi trường liờn kết dữ liệu cụ thể
- Giao thức điều khiển mức liờn kết dữ liệu LCP (Link Control Protocol): Cung cấp thụng tin điều khiển để thiết lập kết nối, cỏc thụng số để cấu hỡnh kết nối, kiểm tra chất lượng kết nối và giải phúng kết nối ở mức liờn kết dữ liệu
- Giao thức điều khiển mức mạng NCP (Network Control Protocol): Cung cấp cỏc thụng tin điều khiển để thiết lập kết nối, cấu hỡnh kết nối, giỏm sỏt trạng thỏi hoạt động của kết nối và giải phúng kết nối ở mức mạng.
Hỡnh 2.16. Giao thức PPP
Giao thức kết nối điểm điểm PPP cú những ưu điểm sau:
- Thực hiện thiết lập và giải phúng kết nối động: khi khụng cú dữ liệu cần trao đổi, tiến trỡnh PPP giải phúng đường truyền vật lý và duy trỡ kết nối logic. Khi tiến trỡnh này truyền hay nhận dữ liệu thỡ kết nối PPP vật lý được tự động thiết lập trở lại. Việt thực hiện thiết lập và giải phúng kết nối động như trờn cho phộp giảm cước phớ đường truyền 1 cỏch đỏng kể.
- Kiểm tra quyền truy nhập
- Kiểm tra, sửa lỗi và nộn số liệu chuyển đổi
- Hỗ trợ cho cỏc đường kết nối tốc độ cao (VD: đường E1 với tốc độ 2,048 Mbps)
2.6.1 Thiết lập kết nối PPP[3]
Đầu tiờn, để thiết lập 1 kết nối điểm tới điểm, mỗi trạm của liờn kết PPP phải gửi cỏc gúi LCP để cấu hỡnh cũng như kiểm tra tầng liờn kết dữ liệu (data link). Sau đú, cỏc thực thể PPP cú thể thực hiện những yờu cầu xỏc thực. Thực thể PPP phải gửi cỏc gúi NCP cho phộp chọn và cấu hỡnh cỏc giao thức lớp mạng. Khi giao thức ở lớp mạng đĩ được xỏc định, việc trao đổi số liệu trong cỏc ứng dụng thực sự của người dựng sẽ được thực hiện. Kết nối sẽ được duy trỡ cho đến khi cỏc thực thể PPP gửi cỏc gúi LCP, NCP yờu cầu giải phúng kết nối. Cỏc gúi LCP cú thể chia làm 3 loại:
1. Cấu hỡnh kết nối PPP (Link Configure Packet) để thiết lập và cấu hỡnh 1 kết nối PPP, bao gồm cỏc gúi điều khiển sau đõy: yờu cầu cấu hỡnh (Configure Request), xỏc nhận cấu hỡnh (Configure ACK) và phủ nhận cấu hỡnh (Configure NAK).
2. Giải phúng kết nối PPP, bao gồm cỏc gúi điều khiển sau đõy: yờu cầu giải phúng kết nối (Terminate Request) và xỏc nhận giải phúng kết nối (Terminate ACK).
3. Duy trỡ kết nối để điều khiển và giỏm sỏt trạng thỏi hoạt động của kết nối, bao gồm cỏc gúi điều khiển sau đõy: Phủ nhận mĩ (Code Project), phủ nhận giao thức (Protocol Reject), trả lời lặp lại (Echo Reply), yờu cầu lặp lại (Echo Request) và yờu cầu hủy bỏ (Discard Request).
Mỗi khi nhận được gúi yờu cầu cấu hỡnh (Configure Request), thực thể PPP cú thể trả lời bằng 1 trong 3 loại gúi điều khiển sau:
a. Gúi xỏc nhận cấu hỡnh
Khi nhận được gúi yờu cầu cấu hỡnh 1 kết nối PPP với cỏc giỏ trị được chấp nhận thỡ thực thể PPP nhận sẽ trả lời bằng 1 gúi xỏc nhận cấu hỡnh (Configure ACK Packet). Trường tựy chọn giữ nguyờn cỏc giỏ trị trong gúi yờu cầu cấu hỡnh cuối cựng.
b. Gúi phủ nhận cấu hỡnh.
Khi nhận được gúi yờu cầu cấu hỡnh 1 kết nối PPP với 1 số giỏ trị được chấp nhận và 1 số giỏ trị khụng được chấp nhận thỡ thực thể PPP nhận sẽ trả lời bằng 1 gúi phủ nhận cấu hỡnh (Configure NAK Packet). Trường tựy chọn giữ nguyờn cỏc giỏ trị tựy chọn khụng được chấp nhận nhưng với giỏ trị mặc định được chấp nhận. Trường định danh lấy giỏ trị của gúi yờu cầu cấu hỡnh cuối cựng. Nếu gúi yờu cầu cấu hỡnh cú trường tựy chọn (tựy chọn logic) khụng chứa giỏ trị thỡ sẽ được trả lời bằng gúi loại bỏ cấu hỡnh (Configure Reject). Sau khi nhận được gúi phủ nhận cấu hỡnh, và nếu thực thể PPP gửi cỏc gúi yờu cầu cấu hỡnh kết nối PPP tiếp theo, thỡ cỏc giỏ trị trong trường tựy chọn của cỏc gúi yờu cầu cấu hỡnh này sẽ được sửa theo cỏc giỏ trị trong trường tựy chọn của gúi phủ nhận cấu hỡnh.
c. Gúi loại bỏ cấu hỡnh
Khi nhận được gúi yờu cầu cấu hỡnh cú một số trường tựy chọn (kiểu logic) khụng chứa giỏ trị thớch hợp, thỡ cỏc gúi yờu cầu này khụng thể chấp nhận được và sẽ được trả lời bằng gúi loại bỏ cấu hỡnh (Configure Reject). Trường tựy chọn sẽ bao gồm cỏc tựy chọn khụng được chấp nhận. Trường định danh lấy giỏ trị của gúi yờu cầu cấu hỡnh cuối cựng.
2.6.2 Kiểm tra quyền truy nhập[3]
Sau khi thiết lập kết nối, tiến trỡnh PPP yờu cầu kiểm tra quyền truy nhập kết nối bằng 2 giao thức sau đõy:
a. Giao thức kiểm tra bằng mật khẩu PAP (Password Authentication Protocol)
b. Giao thức kiểm tra bằng yờu cầu bắt tay CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol).
Khi sử dụng giao thức PAP, thiết bị đuợc đũi hỏi xỏc thực phải gửi định danh và mật khẩu của người sử dụng tới thiết bị yờu cầu xỏc thực, cho tới khi được chấp nhận hoặc kết thỳc
kết nối PPP. PAP khụng phải là 1 giao thức xỏc thực tốt bởi vỡ định danh và mật khẩu của người sử dụng được gửi rừ ràng dưới dạng văn bản (plain text), khụng được mĩ mật.
Với giao thức CHAP, thiết bị khởi tạo gửi cho thiết bị kia 1 bản tin (message). Thiết bị nhận lời nhắn sẽ tớnh toỏn đỏp lại lời nhắn theo quy tắc bớ mật đĩ được hai bờn thỏa thuận trong giai đoạn thiết lập kết nối LCP. Thiết bị khởi tạo khi nhận được lời đỏp sẽ so sỏnh với giỏ trị nú tớnh được. Nếu 2 giỏ trị khờp nhau thỡ nú sẽ gửi lại gúi thụng bỏo tốt đẹp (Success message) và kết nối được thiết lập. Trường hợp ngược lại, kết nối khụng được thực hiện. CHAP cũn cho phộp tiến hành việc xỏc thực từng chu kỳ hoặc ở bất cứ thời điểm cần thiết nào để khẳng định chắc chắn rằng đối tượng kết nối ở đầu bờn kia là hợp phỏp.
2.6.3 Cấu trỳc gúi số liệu[2,3]
Hỡnh 2.17. Cấu trỳc gúi số liệu PPP
- Cờ (Flag Byte): giới hạn 1 khung số liệu. Khi khụng trao đổi số liệu, đường truyền được giữ đồng bộ bởi việc phỏt liờn tục cỏc cờ này.
- Trường địa chỉ (Address Byte): xỏc định địa chỉ thiết bị nguồn phỏt sinh ra gúi số liệu
- Trường điều khiển (Control byte): cho biết đõy là gúi số liệu điều khiển hay là gúi số liệu của người dựng.
- Trường giao thức (Protocol Field): cho biết số liệu trong trường số liệu thuộc giao thức nào. Thớ dụ: với giỏ trị 0021 thỡ trường dữ liệu là gúi IP; nếu là c021 thỡ trường dữ liệu là cỏc gúi LCP; nếu là 8021 thỡ trường dữ liệu là cỏc gúi NCP.
- Trường dữ liệu (Data Field): chứa dữ liệu cần trao đổi. Chiều dài của trường này nhỏ hơn hoặc bằng giỏ trị MTU (Maximum Transmission Unit). Giỏ trị MTU mặc định là 1600 byte, cũn giỏ trị thực tế sẽ do LCP quyết định trong qỳa trỡnh trao đổi cỏc gúi cấu hỡnh.
- Trường kiểm tra CRC (Cyclic Redundancy Check): trường này cú độ dài là 2 byte, tớnh toỏn dựa trờn cỏc bit của cỏc trường địa chỉ, trường điều khiển, trường giao thức và trường dữ liệu.
2.6.4 Kiểm tra chất lượng đường kết nối[3]
Để kiểm tra chất lượng đường kết nối, PPP sử dụng:
a. Gúi điều khiển chất lượng kết nối LQM (Link Quality Monitoring) b. Gúi thụng bỏo chất lượng kết nối LQR (Link Quality Report)
Cỏc gúi LQR chứa thụng tin về số lượng cỏc gúi dữ liệu đĩ gửi và nhận ở mỗi thiết bị kết nối. Mỗi khi một thiết bị kết nối nhận được 1 gúi LQR, PPP sử dụng thụng tin trong gúi đú để tớnh “chất lượng gửi” (outbound quality)-chớnh là tỷ lệ phần trăm cỏc gúi số liệu do thiết bị này gửi đi và thiết bị kia nhận được và “chất lượng nhận” (inbound quality)-chớnh là tỷ lệ phần trăm cỏc gúi số liệu thiết bị kết nối kia gửi đi và thiết bị kết nối này nhận được.
Sau 5 chu kỳ trao đổi LQR, PPP tỡnh trung bỡnh cỏc giỏ trị “chất lượng gửi” và “chất lượng nhận” và so sỏnh với giỏ trị ngưỡng đĩ đặt. Nếu 1 trong 2 giỏ trị “chất lượng gửi” hoặc “chất lượng nhận” nhỏ hơn giỏ trị ngưỡng cho phộp thỡ PPP sẽ giải phúng kết nối. Khi chất lượng đường truyền được cải thiện, PPP sẽ tự động khởi tạo lại kết nối
Chương 3 GIAO THỨC SNMP
3.1 Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP
3.1.1 Lịch sử giao thức SNMP[4]
Giao thức SNMP ra đời từ giữa thập kỷ 70, khi DARPA (cơ quan quản lý các dự án nghiên cứu phát triển Bộ quốc phịng Mỹ – the Defence Advanced Research Project Agency) bắt đầu nghiên cứu những khái niệm cơ bản cho Internet. Internet đ-ợc xây dựng từ mạng chuyển mạch gĩi ARPANET (Advanced Research Project Agency Network). Khi đĩ mạng này sử dụng giao thức TCP/IP và nĩ đã trở thành mơi tr-ờng mạng của nhiều nhà cung cấp. Sau đĩ Internet phát triển nhanh thành một mạng vừa khổng lồ vừa phân tán do đĩ việc quản lý nĩ là một yêu cầu cấp thiết đ-ợc đặt ra. Giao thức SGMP (Giao thức điều khiển cổng đơn giản – Simple Gateway Management Protocol) đã đ-ợc soạn ra. Tuy nhiên giao thức SGMP chỉ là một giao thức đơn giản để điều khiển các cổng của mạng. Nh-ng đây chính là b-ớc đầu để giao thức SNMP đ-ợc hình thành.
Tháng 2/1988, IAB (Hội đồng hoạt động Internet - Internet Architectural Board) đã tổ chức một hội nghị đặc biệt về quản lý mạng để chọn ra giao thức mạng làm tiêu chuẩn cho mạng TCP/IP. Kết quả là SNMP và CMOT đã đ-ợc chuẩn y là giao thức quản lý mạng trong mơi tr-ờng TCP/IP. Tuy nhiên ban đầu IAB chỉ coi SNMP là một thể thức quản lý ngắn hạn với mục đích sẽ sử dụng quản lý theo chuẩn OSI CMIS/CMIP. Nh-ng việc cài đặt giao thức này cĩ nhiều khĩ khăn nên sau đĩ vào tháng 8/1990 IAB đã thơng báo SNMP chính thức là giao thức tiêu chuẩn.
Cùng với sự phát triển và mở rộng của mạng nĩi chung, các nhà sản xuất phần cứng đã cung cấp cả phần mềm cài đặt giao thức SNMP vào sản phẩm của họ. Ngồi ra các thể thức lúc đầu khơng hỗ trợ TCP/IP, nh- FDDI, Apple Talk, ... cũng bắt đầu dùng giao thức SNMP. Do vậy giao thức SNMP trở nên rất phổ biến trong mơi tr-ờng nhiều nhà cung cấp. Hiện nay giao thức