Ch ng 5: NG INTERNET VÀ INTRANET N i dung chớnh :
5.1.3.1 Internet phỏt tr in trờn n nt ng b giao th c TCP/IP
M c dự mụ hỡnh tham chi u OSI c ch p nh n r ng rói nh ng chu n v k thu t mang tớnh l ch s c a Internet l i là TCP/IP. Mụ hỡnh tham chi u TCP/IP và ch ng giao th c TCP/IP t o nờn kh n ng truy n t i d li u gi a hai mỏy tớnh b t k trờn th gi ị N u OSI co 7 l p riờng bi t thỡ TCP/IP cú b n l p: l p ng d ng, l p v n chuy n, l p Internet(liờn k t m ng) và l p truy xu t m ng.
T ng quan gi a mụ hỡnh OSI và TCP/IP :
T i l p ng d ng cú s d ng m t s giao th c dựng cho cỏc d ch v v m ng: HTTP – Hyper Text Transfer Protocol
FTP – File Transfer Protocol
SMTP – Simple Mail Transfer Protocol
DNS – Domain Name System
SNTP – Simple Network Management Protocol TFTP – Trivial File Transfer Protocol
104
L p v n chuy n s d ng hai giao th c dựng truy n t i cỏc gúi tin: TCP – Transmission Control Protocol
UDP – User Datagram Protocol
L p m ng s d ng giao th c IP nh tuy n cỏc gúi tin n ớch hi u qu :
IP – Internet Protocol
ARP – Ađress Resolution Protocol
RARP – Reverse Ađress Resolution Protocol ICMP – Internet Control Message Protocol.
L p truy xu t m ng liờn h n cỏc k thu t m ng LAN hay WAN ang c dựng: Ethernet, Token Ring, Token Bus,…
Giao th c TCP/IP c phỏt tri n t m ng ARPANET và do DoD (Department of Defense) phỏt tri n. Hi n nay trờn Internet TCP/IP c dựng nh giao th c m ng và v n chuy n trờn m ng Internet, d i õy ta s xem xột 3 giao th c trong ch ng giao th c TCP/IP.
v IP (Internet Protocol)
Là giao th c thu c t ng m ng c a mụ hỡnh OSỊ Nhi m v chớnh c a giao th c IP là cung c p kh n ng k t n i cỏc m ng con thành liờn k t m ng truy n d li u, vai trũ c a IP là vai trũ c a giao th c t ng m ng trong mụ hỡnh OSỊ Giao th c IP là m t giao th c ki u khụng liờn k t (connectionlees) cú ngh a là khụng c n cú giai o n thi t l p liờn k t tr c khi truy n d li ụ
Nh ó c p tr c õy khi dũng thụng tin c chuy n qua cỏc l p c a mụ hỡnh OSI, thụng tin u c úng gúi và ngoài ph n d li u m i gúi tin u c thờm vào m t ph n tiờu (Hp,Hs,…). T i l p m ng c a TCP/IP gúi tin c b xung
Application layers Transport layers Internet layers Network access FTP TelNet HTTP SMTP DNS SNTP TCP UDP IP ARP ICMP
Ethernet Token Ring Token Bus
vào m t header do IP xỏc nh. M t header IP bao g m m t s tr ng nh hỡnh v d i õỵ
106
VERS HLEN Service Type Total Length
Indentification Flags Fragment Offset Time to Live Protocol Header Checksum
Source IP Ađress Destination Ip Ađress
IP Option (if Any) Pađing
Data ……
í ngh a c a thụng s nh sau:
VERS (4 bits): ch version hi n hành c a giao th c IP hi n c cài t, Vi c cú ch s version cho phộp cú cỏc trao i gi a cỏc h th ng s d ng version c và h th ng s d ng version m ị
HLEN (4 bits): ch dài ph n u (Internet header Length) c a gúi tin datagram, tớnh theo n v t ( 32 bits). Tr ng này b t bu t ph i cú vỡ ph n u IP cú th cú dài thay i tựy ý. dài t i thi u là 5 t (20 bytes), dài t i a là 15 t hay là 60 bytes.
Type of service (8 bits): c t cỏc tham s v d ch v nh m thụng bỏo cho m ng bi t d ch v nào mà gúi tin mu n c s d ng, ch ng h n u tiờn, th i h n ch m tr , n ng su t truy n và tin c ỵ
Total Length (16 bits): ch dài toàn b gúi tin, k c ph n u tớnh theo n v byte v i chi u dài t i a là 65535 bytes. Hi n nay gi i h n trờn là r t l n nh ng trong t ng lai v i nh ng m ng Gigabit thỡ cỏc gúi tin cú kớch th c l n là c n thi t.
Identification (16 bits): cựng v i cỏc tham s khỏc (nh Source Ađress và Destination Ađress) tham s này dựng nh danh duy nh t cho m t datagram trong kho ng th i gian nú v n cũn trờn liờn m ng.
Flags (3 bits): liờn quan n s phõn o n (fragment) cỏc datagram, Cỏc gúi tin khi i trờn ng i cú th b phõn thành nhi u gúi tin nh , trong tr ng h p b phõn o n thỡ tr ng Flags c dựng i u khi n phõn o n và tỏi l p ghộp bú d li ụ Tựy theo giỏ tr c a Flags s cú ý ngh a là gúi tin s khụng phõn o n, cú th phõn o n hay là gúi tin phõn o n cu i cựng.
Fragment Offset (13 bits): ch v trớ c a o n (fragment) trong datagram tớnh theo n v 8 bytes, cú ngh a là ph n d li u m i gúi tin (tr gúi tin cu i cựng) ph i ch a m t vựng d li u cú dài là b i s c a 8 bytes. i u này cú ý ngh a là ph i nhõn giỏ tr c a Fragment offset v i 8 tớnh ra l ch bytẹ
Time to Live (8 bits): qui nh th i gian t n t i (tớnh b ng giõy) c a gúi tin trong m ng trỏnh tỡnh tr ng m t gúi tin b qu n trờn m ng. Th i gian này c cho b i tr m g i và c gi m i (th ng qui c là 1 n v ) khi datagram i qua m i router c a liờn m ng. Th i l ng này gi m xu ng t i m i router v i m c ớch gi i h n th i gian t n t i c a cỏc gúi tin và k t thỳc nh ng l n l p l i vụ h n trờn m ng.
Protocol (8 bits): ch giao th c t ng trờn k ti p s nh n vựng d li u tr m ớch (hi n t i th ng là TCP ho c UDP c cài t trờn IP). Vớ d : TCP cú giỏ tr tr ng Protocol là 6, UDP cú giỏ tr tr ng Protocol là 17.
Header Checksum (16 bits): Mó ki m soỏt l i c a header gúi tin IP. Source Ađress (32 bits): a ch c a mỏy ngu n.
Destination Ađress (32 bits): a ch c a mỏy ớch
Options ( dài thay i): khai bỏo cỏc l a ch n do ng i g i yờu c u (tu theo t ng ch ng trỡnh).
Pađing ( dài thay i): Vựng m, c dựng m b o cho ph n header luụn k t thỳc m t m c 32 bits.
Data ( dài thay i): Ch a thụng tin l p trờn g i xu ng t i a 64 Kb.
Source Ađress và Destination Ađress là m t a ch IP v i dài 32 bớt ph n sau chỳng ta s phõn tớch k l ng v a ch IP.
Cỏc b c ho t ng c a giao th c IP
Khi giao th c IP c kh i ng nú tr thành m t th c th t n t i trong mỏy tớnh và b t u th c hi n nh ng ch c n ng c a mỡnh, lỳc ú th c th IP là c u thành c a t ng m ng, nh n yờu c u t cỏc t ng trờn nú và g i yờu c u xu ng cỏc t ng d i nú.
i v i th c th IP mỏy ngu n, khi nh n c m t yờu c u g i t t ng trờn, nú th c hi n cỏc b c sau õy:
1) T o m t IP datagram d a trờn tham s nh n c. 2) Tớnh checksum và ghộp vào header c a gúi tin.
3) Ra quy t nh ch n ng: ho c là tr m ớch n m trờn cựng m ng ho c m t gateway s c ch n cho ch ng ti p theọ
4) Chuy n gúi tin xu ng t ng d i truy n qua m ng.
i v i router, khi nh n c m t gúi tin i qua, nú th c hi n cỏc ng tỏc sau: 1) Tớnh chesksum, n u sai thỡ lo i b gúi tin.
108
2) Gi m giỏ tr tham s Time - to Livẹ n u th i gian ó h t thỡ lo i b gúi tin. 3) Ra quy t nh ch n ng.
4) Phõn o n gúi tin, n u c n.
5) Ki n t o l i IP header, bao g m giỏ tr m i c a cỏc vựng Time - to -Live, Fragmentation và Checksum.
6) Chuy n datagram xu ng t ng d i chuy n qua m ng.
Cu i cựng khi m t datagram nh n b i m t th c th IP tr m ớch, nú s th c hi n b i cỏc cụng vi c sau:
1) Tớnh checksum. N u sai thỡ lo i b gúi tin. 2) T p h p cỏc o n c a gúi tin (n u cú phõn o n) 3) Chuy n d li u và cỏc tham s i u khi n lờn t ng trờn.
Trong quỏ trỡnh ho t ng giao th c IP cú s d ng m t s giao th c ARP (Ađress Resolution Protocol) – Giao th c phõn gi i a ch (tỡm a ch v t lý t a ch IP khi c n thi t); RARP (Reverse Ađress Resolution Protocol) – Giao th c cú cong d ng ng c v i ARP (tỡm ra a ch IP khi cú a ch v t lý); ICMP (Internet Control Message Protocol) – Giao th c làm nhi m v chuy n cỏc thụng bỏo i u khi n và thụng bỏo l i gi a gateway ho c m t nỳt trờn liờn m ng.
v TCP (Transmission Control Protocol):
Là giao th c thu c t ng v n chuy n õy là m t giao th c "cú liờn k t" (connection - oriented), ngh a là c n ph i thi t l p liờn k t gi a hai th c th TCP tr c khi chỳng trao i d li u v i nhaụ M t ti n trỡnh ng d ng trong m t mỏy tớnh truy nh p vào cỏc d ch v c a giao th c TCP thụng qua m t c ng (port) c a TCP. S hi u c ng TCP c th hi n b i 2 bytes.
M t s c ng ph bi n:
S hi u c ng Tờn c ng Mụ t
21 FTP File Transfer Protocol
23 TELNET Terminal Connection
25 SMTP Simple Mail Transfer Protocol
80 HTTP Hyper Text Transfer Protocol
….…..…
M t c ng TCP k t h p v i a ch IP t o thành m t u n i TCP/IP (socket) duy nh t trong liờn m ng. D ch v TCP c cung c p nh m t liờn k t logic gi a m t c p u n i TCP/IP. M t u n i TCP/IP cú th tham gia nhi u liờn k t v i cỏc u
n i TCP/IP xa khỏc nhaụ Tr c khi truy n d li u gi a 2 tr m c n ph i thi t l p m t liờn k t TCP gi a chỳng và khi khụng cũn nhu c u truy n d li u thỡ liờn k t ú s
c gi i phúng.
C ng gi ng v i IP khi lu ng d li u i qua l p v n chuy n thỡ giao th c TCP s gúi d li u thành cỏc n v d li u, m t n v d li u c a TCP cú d ng nh sau:
Source Port Destination Port
Sequence Number Acknowledgement Number
HLEN ReServed Code bits Window
Checksum Urgent Pointer
Option (if any) Pađing
Data ….
í ngh a c a cỏc thụng s nh sau:
Source Port (16 bits): S hi u c ng TCP c a tr m ngu n. Destination Port (16 bit): S hi u c ng TCP c a tr m ớch.
Sequence Number (32 bit): s hi u c a byte u tiờn c a segment tr khi bit SYN c thi t l p. N y bit SYN c thi t l p thỡ Sequence Number là s hi u tu n t kh i u (ISN) và byte d li u u tiờn là ISN+1.
Acknowledgment Number (32 bit): s hi u c a segment ti p theo mà tr m ngu n ang ch nh n. Ng m ý bỏo nh n t t (cỏc) segment mà tr m ớch ó g i cho tr m ngu n.
Data offset (4 bit): s l ng b i c a 32 bit (32 bit words) trong TCP header (tham s này ch ra v trớ b t u c a ngu n d li u).
Reserved (6 bit): dành dựng trong t ng lai
Code bit (cỏc bit i u khi n): K t thỳc hay thi t l p m t phiờn thụng tin.
Window (16 bit) : C p phỏt quy n ki m soỏt ngu n d li u, ch ra s byte mà tr m ngu n s n sàng nh n.
Checksum (16 bit): T ng ki m tra l i cho toàn b segment. Urgent Pointer (16 bit): Ch ra i m k t thỳc c a d li u kh n.
110
Options ( dài thay i): Khai bỏo cỏc option c a TCP, trong ú cú dài t i a c a vựng TCP data trong m t segment.
Pađing ( dài thay i): ph n chốn thờm vào header m b o ph n header luụn k t thỳc m t m c 32 bit. Ph n thờm này g m toàn s 0.
TCP data ( dài thay i): ch a d li u c a t ng trờn, cú dài t i a ng m nh là 536 bytẹ Giỏ tr này cú th i u ch nh b ng cỏch khai bỏo trong vựng options.
v UDP (User Datagram Protocol):
UDP (User Datagram Protocol) là giao th c theo ph ng th c khụng liờn k t c s d ng thay th cho TCP trờn IP theo yờu c u c a t ng ng d ng. Khỏc v i TCP, UDP khụng cú cỏc ch c n ng thi t l p và k t thỳc liờn k t. T ng t nh IP, nú c ng khụng cung c p c ch bỏo nh n (acknowledgment), khụng s p x p tu n t cỏc gúi tin (datagram) n và cú th d n n tỡnh tr ng m t ho c trựng d li u mà khụng cú c ch thụng bỏo l i cho ng i g ị Qua ú ta th y UDP cung c p cỏc d ch v v n chuy n khụng tin c y nh trong TCP.
Khuụn d ng UDP datagram c mụ t v i cỏc vựng tham s n gi n h n nhi u so v i TCP segment.
Source Port Destination Port Message Length Checksum
Data
UDP c ng cung c p c ch gỏn và qu n lý cỏc s hi u c ng (port number) nh danh duy nh t cho cỏc ng d ng ch y trờn m t tr m c a m ng. Do ớt ch c n ng ph c t p nờn UDP th ng cú xu th ho t ng nhanh h n so v i TCP. Nú th ng
c dựng cho cỏc ng khụng ũi h i tin c y cao trong giao v n.