Frame Relay đưỵc thiết kế đĨ hỗ trỵ mạng tớch hỵp số đa dịch vơ dải rộng (B.ISDN ) . Tương tự X.25 Frame Relay cịng là mạng chuyĨn mạch gúi , tuy nhiờn Frame Relay ra đời sau và cú tốc độ cao hơn X.25 . Frame Relay là một cụng nghƯ thay thế cho X.25 , giĩp giảm chi phớ đừơng truyỊn bằng cỏch tạo một mạch truyỊn ảo cố định ( Permanent Virtual Ciruit )cho cỏc WAN connection thay vỡ truyỊn từng gúi ( Paket by Paket Rounting).
Frame Relay tưong ứng với tầng vật lý và tầng liờn kết dữ liƯu trong mụ hỡnh tham chiếu OSI .
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
Frame Relay đưỵc coi là điĨn hỡnh vỊ mạng truyỊn số liƯu cụng cộng , do đú nú xem như là một WAN Protocol . Cấu dịch vơ Frame Relay thường đưỵc thực hiƯn với tốc độ từ 56 kbps tới 1,554 mbps ( T1) . ĐĨ sư dơng đưỵc mạng Frame Relay , cần cú thiết bị hỗ trỵ đỈc biƯt như Frame Relay Router . . .
III. CHÅNG GIAO THỉC ATM .
1. Giới thiƯu vỊ chồng giao thức ATM.
Cụng nghƯ truyỊn tải dị bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) ra đời như một nỊn tảng cho mạng tỉ hỵp dịch vơ số băng rộng B-ISDN . ATM cho phộp truyỊn thụng đa phương diƯn đỏp ứng đầy đđ cỏc loạI dich vơ khả năng cung cấp chất lưỵng dịch vơ theo yờu cầu .
ATM hoạt động theo phương thức truyỊn khụg đồng bộ (bị bộ ) , cú một số đỈc trưng khỏc với cụng nghƯ chuyĨn mạch khỏc. Đơn vị dữ liƯu dựng trong ATM gọi là Cell (tế bào). Cỏc tế bào trong ATM cú độ dài cố định 53byte (5 byte header và 48byte dữ liƯu), trong khi với cỏc cụng nghƯ khỏc độ dài cđa Frame thay đỉi (từ 64 đến 1500byte) . Những Cell này là đơn vị cơ sở cho truyỊn dữ liƯu. Lưu lưỵng dữ liƯu từ nhiỊu kờnh đưỵc ghộp với nhau tại mức Cell . Kớch thước Cell cố định , nờn cỏc cơ chế chuyĨn mạch hoạt động truyỊn thụng tin cđa mạng ATM hiƯu qđa cao, dẫn đến tốc độ truyỊn dữ liƯu cao . Một số mạng ATM cú thĨ hoạt động tới tốc độ 622 mbps , cũn tốc độ chung cỡ 155 Mbps.
ATM hoạt động ở tầng 2 và trong 3 tầng dịch vơ . Tầng vật lý cú cỏc giao thức hỗ trỵ như SONET , FDDI . . . ATM hoạt động khụng phơ thuộc vào đường truyỊn vật lý . ATM đưỵc chia làm 2 Chancel cú chứa cỏc ụ ( cell ) hoạt động như tốc độ truyỊn bit cố định . Khi dữ liƯu đưỵc truyỊn giứa cỏc mạch (Circuit) cú kớch thước khỏc nhau .
Cỏc thiết bị trong mạng ATM kết nối với nhau bằng cỏch thiết lập đường ảo theo tờn VPI (Virtual Path Identifier) . Trong mỗi đường ảo , cỏc kờnh cịng đưỵc thiết lập theo tờn kờnh VCI . (Virtual Circuit Indentifier- tờn kờnh ảo) . VPI và MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ
CƯỜNG
VCI chiếm 3 byte trong phần header cđa tế bào ATM . MỈc dự ATM đưỵc phỏt triĨn nhờ cụng nghƯ mạng WAN nhưng ATM cú nhiỊu chức năng hỗ trỵ cho mạng LAN hiƯu năng cao.Đú là ATM cho phộp sư dơng cựng một cụng nghƯ cho cả mạng LAN và WAN .
Như đó nờu ở phần mạng cơc bộ LAN , trong kĩ thuật ATM ,giao thức ATN cú thĨ dựng cho cả mạng LAN và WAN. ATM sư dơng trong mạng LAN là bộ đIỊu khiĨn mạng đỈt trong tỉng đàI ATM , tỉng đài định lộ trỡnh cỏc thụng bỏo và kiĨm soỏt và truy nhập trong trường hỵp nghẽn mạch. ATM trong mạng LAN cũn sư bộ định tuyến chuyĨn mạch ATM và giao tiếp ATM tại cỏc trạm làm viƯc. Mỗi trạm làm viƯc liờn lạc với tỉng đài ATM bằng một liờn kết riờng . Như vậy là ATM đó hỗ trỵ rất tớch cực cho mạmg LAN , nú khụng giống cỏc kĩ thuật LAN khỏc, người sư dơng khụng cần phải truyỊn thụng tốc độ dữ liƯu.
2. Cỏc tầng giao thức ATM .
Chồng giao thức ATM tiờu biĨu cho một quỏ trỡnh truyỊn thụng ATM . Kiến trĩc ATM khụng cú sự tương ứng hoàn toàn với cỏc tầng cđa mụ hỡnh OSI.
2.1.Tầng vật lý ( Physical Layer ) gồm hai tầng con :
a. Tầng PMD (Physical Media Dependent ):Liờn quan đến chức năng vật lý như truyỊn cỏc chuỗi bớt ,sắp xếp bit mó hoỏ và chủờn đỉi tớn hiƯu điƯn. ATM cú hỗ trỵ nhiỊu loại đường truyỊn như dõy xoắn đụi , cỏp sỵi quang , cỏp đồng trơc ...
b. Tầng con TC (Transmission Convergence ):hỗ trỵ viƯc chuyĨn đỉi giữa cỏc Cell ATM sư dơng bởi cỏc tầng trờn và những bit đưỵc sư dơng bởi lớp PMD .Lớp con TC này cịng thực hiƯn viƯc phỏt sinh khung truyỊn và khụi phơc lại , mụ tả Cell , phỏt sinh va kiĨm tra tuần tự viƯc kiĨm soỏt lỗi header , tỏch tốc độ Cell . MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 46
2.2. Tầng ATM.
Hỗ trỵ cho viƯc tỏch / ghộp Cell , dịch vơ VPI và VCI , phỏt sinh header Cell. Cell multiplexing and Demultiplexing :thực hiƯn chức năng ghộp cell theo chiỊu truyỊn và tỏch Cell theo chiỊu nhận . Trong chiỊu truyỊn , cỏc Cell đưỵc truyỊn trờn một kờnh ảo riờng biƯt và cỏc kờnh ảo đưỵc đỈt trong một luồng Cell. Trong chiỊu nhận , cell đưỵc truyỊn đến VP (Virtual Path ) hoỈc VC (virtual chanel ) thớch hỵp .
VPI and VCI tranalation : giỏ trị trường VPI và VCI trong cỏc cell ATM đang truyỊn đến đưỵc ỏnh xạ với một giỏ trị VPI và VCI mới dựa trờn bảng tỡm kiếm với bộ chuyĨn mạch ATM.
Cell Header Geneation and Extraction: thực hiƯn tại điĨm cuối cđa kết nối ATM, như mỏy tớnh đĨ bàn . . . cần truyỊn cỏc Cell ATM cho quỏ trỡnh xư lý lớp cao hơn .
2.3. Tầng AAL (ATM adaption layer ) .
Tầng AAL đỈt trờn tầng ATM nhằm mơc đớch cung cấp cỏc phương tiƯn hội tơ cho phộp cỏc dạng truyỊn thụng khỏc nhau cú thĨ tương thớch với dịch vơ ATM.
3. Khuụn dạng Cell ATM .
Đơn vị dữ liƯu dựng trong mạng ATM gọi là tế bào Cell. Cỏc Cell ATM cú độ dài 53 byte, trong đú 5 byte dựng cho phần thụng tin điỊu khiĨn( Cell Header) và 48 byte dữ liƯu cđa tầng trờn.
Kỹ thuật ATM, cỏc tế bào chứa cỏc dữ liƯu khỏc nhau dồn kờnh trờn một đường truyỊn chung gọi là đường dẫn ảo VPI ( Virtual Path Indentifer) , thường một đường chung kế tốc độ cao giữa cỏc mỏy hoỈc một kết nối sư dơng ATM . Trong một đường dẫn ảo cú thĨ cú một số kờnh ảo VCI (Virtual channel Indentifer) riờng biƯt. VPI là trường 1 byte , tiếp theo là trường VCI 2 byte.
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
VPI / VCI ,phải qua quỏ trỡnh ỏnh xạ dựa trờn bảng lộ trỡnh lưu trữ tại cỏc tỉng đài chuyĨn mạch ATM . Khi một kờnh ảo đưỵc thiết lập bảng chọn đường tạI cỏc nĩt node chuyĨn mạch ATM tỡm kiếm, cung cấp địa chỉ đớch cđa cỏc Cell dựa trờn địa chỉ header cđa Cell.
Tham số PT ( Playload – Type) dựng đĨ chỉ rừ kiĨu dữ liƯu chứa trong Cell ATM ... Tham số CLP ( Cell loss Priority) dựng đĨ ưu tiờn khi sư dơng loại bỏ cỏc Cell ATM nếu CLP = 1 , nếu CLP = 0 cho biết cell cú độ ưu tiờn cao và sẽ khụng bị loại bỏ .
PHầN II Bẫ GIAO THỉC TCP/IP.
Giới thiƯu vỊ giao thức TCP/IP.
Năm 1978, bộ giao thức TCP/IP đó trở thành tiờu chuẩn cđa DOD (Deparment Of Defense), vỡ vậy bộ giao thức TCP/IP đưỵc gọi là bộ giao thức cđa mụ hỡnh DOD. Thỏng 1/1983, TCP/IP chớnh thức đưỵc chấp nhận là giao thức đưỵc chấp nhận là giao thức diƯn rộng ARPANET và nú đó trỏ thành bộ giao thức cđa mạng Internet ngày nay.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) thực chất là chồng giao thức cựng làm viƯc với nhau đĨ cung cấp truyỊn thụng liờn mạng. Đến năm 1981, TCP/IP phiờn bản 4(IPv4) mới hoàn tất và phỉ biến cho toàn bộ những mỏy tớnh sư dơng hƯ điỊu hành UNIX. Sau này Microsoft cịng đó đưa TCP/IP trở thành một trong những giao thức căn bản cđa hƯ điỊu hành Windows 9x mà hiƯn nay đang đưỵc sư dơng. Đến năm 1994, một bản thảo cđa phiờn bản mới cđa TCP/IP là IPv6 đưỵc hỡnh thành với sự cộng tỏc cđa nhiỊu nhà khoa học thuộc cỏc tỉ chức Internet trờn thế giới đĨ cải tiến những hạn chế cđa IPv4.
CHươNG I CấU TRĨC PHõN LÍP CĐA TCP/IP. I. Vai trũ và chức năng cỏc tầng cđa TCP/IP.
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
1. Tầng truy nhập mạng (Network Access Layer).
Tương ứng với tầng vật lý và tầng liờn kết dữ liƯu trong mụ hỡnh OSI, tầng truy nhập mạng cung cấp cỏc phương tiƯn kết nối vật lý cỏp, bộ chuyĨn đỉi (Transceiver), Card mạng, giao thức kết nối giao thức truy nhập đường truyỊn như CSMA/CD, Token Ring, Token Bus. . . Nó cung cấp cỏc dịch vơ cho tầng Internet. 2.Tầng liờn kết mạng (Internet Layer).
ỉng với tầng mạng (Network Layer) trong mụ hỡnh OSI. Liờn mạng cung cấp một địa chỉ logic cho giao diƯn vật lý mạng. Giao thức thực hiƯn cđa tầng liờn mạng trong bộ giao thức TCP/IP là giao thức kết nối khụng liờn kết (Conectionless) IP, tạo thành hạt nhõn hoạt động cđa Internet. Cựng với cỏc thuật toỏn định tuyến RIP,OSPF, BGP tầng liờn kết mạng IP cho phộp kết nối một cỏch mỊm dỴo và linh hoạt cỏc loại mạng “vật lý”khỏc nhau như: Ethernet, Token Ring, X.25... Ngoài ra tầng này cũn hỗ trỵ cỏc ỏnh xạ giữa địa chỉ vật lý (MAC) do tầng Network Access Layer cung cấp với địa chỉ logic bằng cỏc giao thức phõn giải địa chỉ ARP (Address Resolution Protocol) và phõn giải địa chỉ ảo RARP (Reverse Address Resolution Protocol). Cỏc vấn đỊ cú liờn quan đến chuẩn đoỏn lỗi và cỏc tỡnh huống bất thường liờn quan đến giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) thống kờ và bỏo cỏo .Tầng trờn sư dơng cỏc dịch vơ do tầng liờn mạng cung cấp.
7 Application Process/Application layer 6 Presentation
5 Serrion
4 Transport Host - to - Host layer 3 Network Internet layer
2 Data Link Network Access layer 1 Physical
Hỡnh 19: Bộ giao thức TCP/IP.
3. Tầng cung cấp dịch vơ. (Host to Host hoỈc Service Provider)
ỉng với tầng vận chuyĨn (Transport Layer) trong mụ hỡnh OSI, giao thức Host to Host thực hiƯn cỏc kết nối giữa hai mỏy chđ trờn mạng hỗ trỵ bằng hai MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ
CƯỜNG
giao thức: giao thức điỊu khiĨn trao đỉi dữ liƯu TCP (Transmission Control Protocol) và giao thức bú dữ liờơ người sư dơng UDP (User Datagram Protocol). Giao thức TCP là giao thức kết nối liờn kết (Conection- Oriented) chịu trỏch nhiƯm đảm bảo tớnh chớnh xỏc và độ tin cậy cao trong viƯc trao đỉi dữ liƯu giữa cỏc thành phần cđa mạng, tớnh đồng thời và kết nối song cụng (Full Duplex), dữ liƯu cú thĨ trao đỉi trờn một kết nối đơn theo hai chiỊu. Giao thức UDP đưỵc sư dơng cho những ứng dơng khụng đũi hỏi độ tin cậy cao trong tầng Host to Host.
4.Tầng ứng dơng. (Process/ Application Layer):
ỉng với cỏc tầng Session, Presentation và Application trong mụ hỡnh OSI, tầng ứng dơng hỗ trỵ cỏc ứng dơng phỉ biến cỏc giao thức tầng Host to Host, đú là cỏc giao thức truy nhập từ xa (Telnet), truyỊn tƯp (FTP), dịch vơ World Wide Web (HTTP), thư điƯn tư (SMTP), dịch vơ tờn miỊn (DNS) ngày càng đưỵc cài đỈt phỉ biến như những bộ phận cấu thành cđa cỏc hƯ điỊu hành thụng dơng như UNIX (và cỏc hƯ điỊu hành thụng dơng cựng họ cỏc nhà cung cấp thiết bị tớnh toỏn như AIX cđa IBM, SINIX cđa Simenr Digital UNIX cđa DEC), Windows 9x/ NT. Tầng ứng dơng đại diƯn cho người sư dơng với chồng giao thức TCP/IP.
II. Mụ hỡnh kiến trĩc cđa TCP/IP.
Cỏc giao thức và ứng dơng cđa TCP/IP, đưỵc gọi chung là bộ giao thức TCP/IP, đưỵc định nghĩa bởi cỏc khuyến nghị RFC (Reqest For Comment) và số hiƯu chuẩn cđa giao thức (Standard Number).
Cỏc dịch vơ ứng dơng TCP/IP và phần lớn cỏc giao thức Network Access hỗ trỵ TCP/IP. MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 50
Application
Hỡnh 20: Mụ hỡnh OSI và kiến trĩc cđa TCP/IP.
III. Đơn vị dữ liƯu sư dơng trờn mạng TCP/IP.
Tương tự như mụ hỡnh OSI, trong mụ hỡnh kiến trĩc cđa TCP/IP mỗi tầng cú mỗi tầng cú một cấu trĩc dữ liƯu riờng, độc lập độc lập với cấu trĩc dữ đưỵc dựng ở tầng trờn hay tầng dưới kỊ nó. Khi dữ liƯu đưỵc truyỊn từ tầng ứng dơng cho đến tầng vật lý mỗi tầng đỊu điỊn thờm phần thụng tin điỊu khiĨn cđa mỡnh đĨ đảm bảo cho viƯc truyỊn dữ liƯu đưỵc chớnh xỏc. Phần chứa thụng tin điỊu khiĨn đưỵc gọi là Header (thụng tin điỊu khiĨn) và đỈt trước phần dữ liờơ đưỵc truyỊn . ViƯc cộng thờm cỏc Header ở mỗi tầng trong quỏ trỡnh truyỊn dữ liƯu đưỵc gọi là Encapsulation. Quỏ trỡnh nhận dữ liƯu diƠn ra theo chiỊu ngựoc lại: mỗi phần sẽ tỏch ra phần tiờu đỊ thuộc tầng cđa mỡnh trước khi chuyĨn dữ liƯu cho tầng trờn. MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 51 TCP UDP ARP SMTP TELNET
Protocol Defined by The Underlying Network Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical
Process/ Application Layer : Message (Thụng điƯp). Host to Host Layer : Segment (đoạn).
Internet Layer : Datagram (Bú dữ liƯu). Network Layer : Frame (Khung dữ liƯu).
Chương II. Giao thức IP và cỏc giao thức khỏc lớp IP. I. Giao thức mạng IP. (Internet Protocol).
1. Cỏc chức năng cđa giao thức mạng IP.
IP là giao thức kết nối khụng liờn kết. Chức năng chđ yếu cđa IP là cung cấp dịch vơ Datagram và cỏc khả năng kết nốicỏc mạng con thành liờn mạng đĨ truyỊn dữ liƯu với phương thức chuyĨn mạch gúi IP Datagram, thực hiƯn tiến trỡnh địa chỉvà chọn đường. IP Header đưỵc thờm vào đầu cỏc gúi tin và đưỵc giao thức tầng thấp truyỊn theo dạng khung dữ liƯu (Frame). IP định tuyến cỏc gúi tin thụng qua liờn mạng bằng cỏch sư dơng bảng định tuyến động tham chiếu tại mỗi bước nhảy. Xỏc định tuyến đưỵc tiến hành bằng cỏch tham khảo thụng tin thiết bị mạng vật lý và logic như ARP(giao thức phõn giải địa chỉ). IP thực hiƯn thỏo rời và khụi phơc cỏc gúi tin theo yờu cầu kớch thước đưỵc định nghĩa cho cỏc tầng vật lý và liờn kết dữ liƯu thực hiƯn. IP kiĨm tra lỗi thụng tin điỊu khiĨn, phần đầu IP bằng giỏ trị tỉng Checksum. Túm lại IP cung cấp cỏc chức năng chớnh sau:
Định nghĩa cấu trĩc cỏc gúi dữ liƯu là đơn vị cơ sở cho viƯc truyỊn dữ liƯu trờn Internet.
Định nghĩa phương thức đỏnh địa chỉ IP.
TruyỊn giữ liƯu giữa tầng giao vận và tầng mạng. Định tuyến đĨ chuyĨn cỏc gúi dữ liƯu trong mạng.
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
Thực hiƯn viƯc phõn mảnh và hỵp nhất (Fragmentation- Reassembly) cỏc gúi dữ liƯu và nhĩng / tỏch chĩng trong cỏc gúi dữ liƯu ở tầng liờn kết .
2. Một số địa chỉ đỈc biƯt.
Loopback (Lập ngưỵc): 127..x..x..x với x= 0 255, đưỵc gọi là cỏc địa chỉ
Loopback. Bất kỳ một gúi dữ liƯu nào đưỵc truyỊn đi bỉi một ứng dơng TCP/ IP đến địa chỉ 127..x..x..x thỡ gúi dữ liƯu đú sẽ đưỵc truyỊn ngưỵc lại cho ứng dơng đú mà khụng qua một thiết bị trung gian mạng. Địa chỉ Loopback đưỵc ứng dơng kiĨm tra nhanh phần mỊm TCP/ IP cú đưỵc cấu hỡnh thớch hỵp khụng.
Nếu trong một địa chỉ IP, giỏ trị cđa Hostid chĩa tất cả bit 0, đõy là địa chỉ
mạng.
Nếu trong một địa chỉ IP, giỏ trị cđa Hostid chứa tất cả bớt 1, đõy là địa chỉ
Broadcast cú định hướng. Một địa chỉ Broadcast định hướng đưỵc nhỡn thấy bởi tất cả cỏc nĩt trờn mạng đú.
Địa chỉ IP 255. 255. 255. 255 đưỵc gọi là Local Broadcast hoỈc Limite Broadcast. Đưỵc sư dơng trong mạng LAN.
Địa chỉ IP. 0. 0. 0. 0 sư dơng trong bảng định tuyến đĨ trỏ vào mạng cho bộ định tuyến mỈc định(cỉng giao tiếp mỈc định).
3. Mạng con (Subneting).
Trong nhiỊu trường hỵp, một mạng cú thĨ chia thành nhiỊu mạng con (Subnet) cựng sư dơng một số hiƯu mạng bằng cỏch cú thĨ đưa thờm cỏc vựng Subnetid đĨ định danh cỏc mạng con. Vựng Subnetid đưỵc lấy từ vựng Hostid, cơ thĨ đối với 3 lớp A, B, C như sau:
0... 7 8... 15 16... 23 24... 26 27... 31
Class A 0 Netid Subnetid Hostid
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
Class B 10 Netid Subnetid Hostid
Class C 110 Netid Subnetid Hostid
Hỡnh 21 : Mạng con và địa chỉ IP mạng con. ViƯc phõn chia thành cỏc mạng con cú những ưu điĨm sau:
Làm đơn giản viƯc quản lý mạng.
Xõy dựng lại cấu trĩc bờn trong mà khụng lầm ảnh hưởng đến bờn ngoài.
Nõng cao đưỵc tớnh bảo mật.
4. MỈt lạ mạng con (Subnet Mask).
NhiỊu mạng con kết nối với nhau dựng chung một dịa chỉ IP phải sư dơng bộ định tuyến (Router) giữa chĩng. Bộ định tuyến phải thực hiƯn viƯc phõn chia