UDP là giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận không tin cậy được, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận. Khác với TCP, UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có cơ chế báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không hề có thông báo cho người gửi. Khuân dạng của UDP datagram được mô tả như sau:
30 01
0 Net ID Subnet number Host ID
8 16 24 31
Class A Subnet
- Số hiệu cổng nguồn (Source Port -16 bit): số hiệu cổng nơi đã
gửi datagram.
- Số hiệu cổng đích (Destination Port – 16 bit): số hiệu cổng nơi
datagram đã chuyển tới.
- Độ dài UDP (Length – 16 bit): độ dài tổng cộng kể cả phần
header của UDP datagram.
- UDP Checksum(16 bit): dùng để kiểm soát lỗi, nếu phát hiện
lỗi thì UDP datagram sẽ bị loại bỏ mà không có một thông báo nào trả lại cho trạm gửi.
UDP có chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) để định danh duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP. Nó thường dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận.
2.2.3.3. Giao thức TCP(Tranmission Control Protocol):
TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao thức IP trong tầng mạng. Nhưng không giống như UDP, TCP cung cấp dịch vụ liên kết tin cậy và có liên kết .
Có liên kết ở đây có nghĩa là hai ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập liên kết với nhau trước khi trao đổi dữ liệu. Sự tin cậy trong dịch vụ được cung cấp bởi TCP được thể hiện như sau:
- Dữ liệu từ tầng ứng dụng gửi đến được TCP chia thành các
segment có kích thước phù hợp nhất để truyền đi.
31
Source Port Destination
Port
Length Checksum
Port Data begins here…
Bits
0 31
16
- Khi TCP gửi 1 segment , nó duy trì một thời lượng để chờ phúc đáp từ trạm nhận. Nếu trong khoảng thời gian đó phúc đáp không gửi tới được trạm gửi thì segment đó được truyền lại.
- Khi TCP trên trạm nhận dữ liệu từ trạm gửi tới trạm gửi 1
phúc đáp tuy nhiêm phúc đáp không được gửi lại ngay lập tức mà thường trễ một khoảng thời gian . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- TCP duy trì giá trị tổng kiểm tra (checksum) trong phần
Header của dữ liệu để nhận ra bất kỳ sự thay đổi nào trong quá trình truyền dẫn. Nếu 1 segment bị lỗi thì TCP ở phía trạm nhận sẽ loại bỏ và không phúc đáp lại để trạm gửi truyền lại segment bị lỗi đó.
TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng. Mỗi của liên kết TCP có vùng đệm (buffer) giới hạn do đó TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửi truyền một lượng dữ liệu nhất định (nhỏ hơn khôn gian buffer còn lại). Điều này tránh sảy ra trường hợp trạm có tốc độ cao chiếm toàn bộ vùng đệm của trạm có tốc độ chậm hơn.
Khuân dạng của TCP segment được mô tả như sau: 32
Source Port Destination Port Sequence Number
Acknowledgment Number
Offset Reserved Flags Window
Words Header
Bits
0 4 3 12 16 20 24 28 31
Checksum Urgent Pointer Options Padding Data begins here…
1 2 3 4 5 6 Hì2-11: Khuân d ng TCP segmentạ
Các tham số trong khân dạng trên có ý nghĩa như sau:
- Source Port (16 bits) là số hiệu cổng của trạm nguồn.
- Destination Port (16 bits) là số hiệu cổng của trạm đích.
- Sequence Number (32 bits) là số hiệu byte đàu tiên của
segment trừ khi bit SYN được thiết lập. Nếu bit SYN được thiết lập thì sequence number là số hiệu tuần tự khởi đầu ISN (Initial Sequence Number ) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN +1. Thông qua trường này TCP thực hiện việc quản lý từng byte truyền đi trên một kết nối TCP.
- Acknowledgment Number (32 bits): Số hiệu của segment tiếp
theo mà trạm nguồn đang chờ để nhận và ngầm định báo nhận tốt các segment mà trạm đích đã gửi cho trạm nguồn.
- Header Length (4 bits): Số lượng từ (32 bits) trong TCP
header, chỉ ra vị trị bắt đầu của vùng dữ liệu vì trường Option có độ dài thay đổi. Header length có giá trị từ 20 đến 60 byte.
- Reserved(6 bits) : dành để dùng trong tương lai.
- Control bits: các bit điều khiển .
URG : xác định vùng con trỏ khẩn có hiệu lực. ACK : vùng bao nhận ACK Number có hiệu lực. PSH : Chức năng PUSH.
RST : khởi động lại liên kết .
SYN :đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự (sequence number)
FIN : không còn dữ liệu từ trạm nguồn.
- Window size(16 bits): cấp phát thẻ để kiểm soát luồng dữ liệu
(cơ chế cửa sổ trượt).
- Checksum (16 bits) : mã kiểm soát lỗi cho toàn bộ segment cả (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
phần header và dữ liệu .
- Urgent Pointer(16 bits): con trỏ trỏ tới số hiệu tuần tự của
byte cuối cùng trong dòng dữ liệu khẩn cho phép bên nhận biết được độ dài của dữ liệu khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập.
- Option (độ dài thay đổi): Khai báo các tuỳ chọn cuat TCP.
- TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng ứng dụng có độ dài ngầm định là 536 byte. Giá trị này có thể điều chỉnh được bằng cách khai báo trong vùng Option.
Chương 3
Mạng LAN và thiết kế mạng LAN
3.1 Các thiết bị LAN cơ bản:
Mạng cục bộ LAN lad hệ chuyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà…. Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc.
Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những tàI nguyên quan trọng như máy in màu, ổ đĩa CD- ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.
3.1.1.Các thiết bị nối chính của LAN:
3.1.1.1.Card mạng – NIC(Network Interface Card)
Card mạng _ NIC là một thiết bị được cắm vào trong máy tính để cung cấp cổng kết nối vào mạng.Card mạng được coi là thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI. Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC- Media Access Control. Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng. Card thực hiện các chức năng quan trọng:
- Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy
tính.
- Danh định: cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC.
- Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit để truyền tải.
- Điều khiển truy xuất môi trường: cung cấp truy xuất có tổ
chức để chia sẻ môi trường.
- Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trường bằng
cách dùng các bộ thu phát tích hợp sẵn.
Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN như:
- Kiểu cáp.
- Topo.
- Phương pháp truy nhập mạng.
- Tốc độ truyền thông tin.
Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hình OSI, chúng hoạt động tại tất cả 7 lớp của mô hình OSI: kết nối vật lý với môi trường mạng bằng một card mạng với các lớp OSI khác được thực hiện bằng phần mềm bên trong host.
3.1.1.2. Repeater Bộ lặp:
Repeater là một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại và định thời lại tín hiệu. Thiết bị này hoạt động ở mức 1 (Physical. repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận được từ một port ra tất cả các port còn lại. Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu trên đường truyền mà không sửa đổi gì.
3.1.1.3. Hub: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua hub. Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi có tín hiệu Ethernet được truyền tự một trạm tới hub, nó được lặp đI lặp lại trên khắp các cổng của hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.
Có ba loại hub:
- Hub đơn (stand alone hub ).
- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ).
- Hub modun (modular hub ) Modular hub rất phổ biến cho các
hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun 10 BASET.
Stackable hub là một ý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu cho nhưng kế hoạch phát triển LAN sau này.
Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:
- Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linh
kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức nưng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng.
- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện
điện tử có thể khuyếch đại và xư lý tín hiệu điện tư truyền giữa các thiết bị của mạng. Quá trình xử lý dữ liệu được gọi là táI sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do
vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơn nhiều so với hub bị động.
Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động như một repeater có nhiều cổng.
Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE 0 ) đền nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.
- Dây cáp đồng trục sợi tơ (thick coax ) thì gọi là 10 BASET5 (Tốc
độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 500m ).
- Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax ) gọi là 10 BASET2 (Tốc độ
10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 200m ).
- Dây cáp xoắn không vỏ bọc (twisted pair ) gọi là 10 BASET (Tốc
độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn ).
- Dây cáp quang (Fiber Optic Inter- Repeater Link ) gọi là FOIRL.
3.1.1.4.Liên mạng (Iternetworking )
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là Iternetworking. Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router và switch.
3.1.1.5.Cầu nối (bridge ):
Là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau nó có thể được dùng với các mạng có giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có truyền đi hay không.
Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gói mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo. 37 Bridge A B C D E F A B C D E F Hình 3-3: Ho t ng c a c u n i.ạ độ ủ ầ ố
Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơI gửi và nhận và dựa trên địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không gửi và bổ sung bảng địa chỉ.
Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không gửi gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới huyển gói tin dó đi sang phía bên kia.
ỏ đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
38 Application Presentation Session Transport Network Datalink Physic Application Presentation Session Transport Network Datalink Physic Datalink Datalink Physic Physic
Để đánh giá một Bridge người ta thường đưa ra khái niệm: lọc và vận chuyển.
- Qua trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc
độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge.
- Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/ giây trong đó thể
hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khá.
Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi.
Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua.
Ví dụ: Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring . Khi đó cầu nối thực hiện nút token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring.
Tuy nhien chú ý ở đây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phait hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Ví dụ như kích thước tối đa của các gói tin trên mangh Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng Token ring gửi một gói tin cho trạm mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng bytes dư sẽ bị chặt bỏ. 39 Bridge Token ring Ethernet Hình 3-5: Bridge biên d ch.ị
Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau:
- Mở rộng mạng hiện nay khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do
Bridge sau khi xử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức.
- Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử
dụng Bridge khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ từng phần mạng sẽ không được cho phép qua phần mạng khác
Để nối các mạng có giao thức khác nhau.
Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển. Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của những địa chỉ xác định.
Ví dụ: Cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2. 40 Bridge Token ring Bridge Ethernet Hình 3-6 : Liên k t m ng s d ng 2 Bridge.ế ạ ử ụ
Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần có dây và bật. Các Bridge khác chế tạo như card dùng cắm vào máy tính, khi đó trên máy sẽ sử dụng phần mềm Bridge. Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hơn trong hoạt động của Bridge.
Bridge là thiết bị liên kết mạng được dùng để giảm bớt các miền đụng