Dựa trên địa chỉ đích và quá trình định tuyến IP xác định địa chỉ IP chuyển đi và giao diện sử dụng để chuyển các gói IP .Tiép đó IP chuyển các gói tới ARP. Nếu địa chỉ truyền đi giống địa chỉ đích thì ARP thực hiện truyền Direct . Trong truyền Direct thì việc chuyển đổi giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP đích phải được giải quyết. Nếu địa chỉ truyền không giống địa chỉ đích thì ARP thực hiện truyền Indirect .Địa chỉ truyền tới là một đại chỉ của router. Trong truyền Indirect thì việc chuyển đổi giữa địa chỉ IP của router và điaj chỉ MAC phải được giải quyết.
Để có thể chuyển địa chỉ IP sang địa chỉ MAC ARP sử dụng kỹ thuật broadcasting (quảng bá) trên môi trường truy cập mạng (như Ethernet hoặc Token ring) để gửi các ARP Request frame .Khi đó một ARP Reply chứa địa chỉ MAC thích hợp với địa chỉ IP sẽ được gửi tới nơi gửi ARP Request.
Để giữ số frame ARP request là nhỏ nhất các giao thức sử dụng ARP cache: một bảng các địa chỉ IP và các địa chỉ MAC tương ứng được sử dụng gần nhất. ARP cache được kiểm tra trước tiên trước khi các ARP request frame được gửi đi.
5.8.1 ARP Process
ARP thực hiện các tiến trình sau:
1. Dựa trên giao diện và địa chỉ IP truyền đi ARP sẽ tra cứu ARP cache để tìm địa chỉ MAC thích hợp với địa chỉ IP cần truyền đi. Nếu tìm thấy thì sẽ nhẩy đến bước 6.
2. Nếu không tìm thấy, ARP xây dựng một ARP request frame chứa địa chỉ MAC của giao diện gửi ARP request, địa chỉ IP của giao diện gửi ARP request và địa chỉ IP truyền đi.
3. Tất cả các host nhận được request frame và sử lý frame này. Nếu địa chỉ IP của host trùng với địa chỉ IP request thì ARP cache của nó sẽ cập nhật với địa chỉ request. Nếu không đúng thì ARP sẽ huỷ bỏ frame này.
4. Host nhận sẽ xây dựng một ARP Reply chứa địa chỉ MAC và gửi trực tiếp tới nơi gửi request.
5. Khi ARP Reply được nhận bởi nơi gửi Request thì ARP cache sẽ cập nhật với dịa chỉ đó.
6. Gãi IP được gửi tới nơi nhận với địa chỉ MAC vừa có.
Hình 5.14 ARP Process 5.9 Các dịch vụ thông tin trên Internet
Cùng với TCP/IP, các chuản cho tầng ứng dụng cũng phát triển và ngày càng phổ biến trên Internet. Các ứng dụng có sớm nhất là Telnet, FPT, SMTP và DNS đã trở thành các dịch vụ thông tin quen thuộc với người sử dụng internet.
5.9.1 Dịch vụ tên miền (DNS)
Việc định danh các các phần tử của liên mạng bằng địa chỉ IP làm cho người sử dụng khó nhớ, dễ nhầm lẫn.Vì thế người ta đã xây dựng hệ thống đặt tên cho các phần tử của Internet,cho hép người sử dụng chỉ cần nhớ các tên chứ không cần nhớ các địa chỉ IP.
Tất nhiên việc định danh tên miền bằng tên cũng có các vấn đề của nó.Chẳng hạn tên cũng phải duy nhất – có nghĩa là không có hai máy tính trên cùng một mạng có thể có cùng tên. Ngoài ra cần có cách chuyển đổi tương ứng giữa các tên và địa chỉ. Đối với một liên mạng toàn cầu nh internet thì đòi hỏi phải có một hệ thống đặt tên trực tuyến và phân tán một cách hợp lý. Hệ thống này gọi là DNS (Domain Name System). Đây là phương pháp quản lý các tên miền bằng cách giao trách nhiệm phân cấp cho các nhóm tên. Mỗi câp trong hệ thống được gọi là một miền(domain). Số lượng domain trong một tên có thể thay đổi nhưng thường có nhiều nhất là 5 domain. Domain name được gán bởi các Trung tâm thông tin mạng các cấp (NIC). Domain cao nhất là cấp quốc gia, mỗi quốc gia được gán một tên miền riêng gồm hai chữ cái.VD us(Mỹ), vn(Việt nam)…Trong quốc gia lại chia thành 6 domain cao nhất và tiếp tục đi xuống các cấp thấp hơn. Các máy tính trên mạng Internet thì không thể trùng tên, nhưng mỗi máy tính có thể có nhiều tên khác nhau.Việc ánh xạ giữa các địa chỉ IP và các tên miền được thực hiện bởi hai thực thể có tên là Name Resolver và Name Server.Name Resolver được cài đặt trên máy trạm làm việc ,còn Name Server được cài trên máy server. Người sử dụng từ trạm là việ gọi chương trình Name Resolver đẻ gửi yêu cầu ánh xạ địa chỉ tới Name server. Nếu tìm thấy thì Name Server sẽ gửi địa chỉ IP tương ứng về trạm làm việc. Sau đó trạm làm việc sẽ thử kết nối với host bằng địa chỉ IP.
5.9.2 Đăng nhập từ xa (TELNET)
Telnet cho phép người sử dụng từ một trạm làm việc của mình có thể đăng nhập vào một trạm ở xa qua mạng và làm việc với hệ thống đó như là từ một trạm đầu cuối. Nối trực tiếp với mạng xa đó. Telnet là một giao thức tương đối đơn giản.Lý do chính của sự phổ biến Telnet là vì nó là một đặc tả mở và sử dụng đươc rộng rãi cho tất cả các hệ nền hiện nay.
5.9.3 Truyền tệp (FPT)
Dịch vụ truyền tệp trên internet đực đặt tên theo giao thức mà nó sử dụng là FTP (File Transfer protocol). FPT cho phép chuyển các tệp từ một trạm này sang trạm khác , bất kể trạm đó ở đâu và sử dụng hệ điều hành gì chỉ cần chúng nối
vào Internet và cài đặt FPT. Các file được truyền có thể là chương trình phần mềm, file âm thanh hay file ảnh…
5.9.4 Email (Thư điện tử)
Đây là một trong những dịch vụ thông tin phổ biến nhất trên Internet.Tuy nhiên ,khác với các dịch vụ khác thư điện tử không phải là một dịch vụ End to End nghĩa là máy gửi thư và máy nhận thư không cần phải liên kết trực tiếp với nhau để thực hiện việc chuyển thư.Nó là dịch vụ kiểu Stored and Forward.Thư điện tử được chuyển từ máy này qua máy khác cho tới máy đích.Mỗi người dùng phải kết nối với một E mail server gần nhất.Sau khi soạn thư và đề rõ địa chỉ người sử dụng sẽ gửi thư tới E mail server của mình.E mail server này có nhiệm vụ gửi thư tới đích hay tới một Email server trung gian khác.Thư đựoc chuyển tới Email server của người nhận và lưu trữ ở đó.Đến khi người nhận kết nối với Email server của họ thì thư sẽ đựoc chuyển về máy người nhận,nếu không thư vẫn giữ tại server.Giao thức truyền thông sử dụng cho hệ thống thư là SMTP(Simple Mail Transfer Protocol).Giao thức này được đặc tả trong hai chuẩn là RFC 822 và RFC 821.
5.9.5 Archie (Tìm kiếm tệp)
Archie là một dịch vụ của Internet cho phép tìm kiếm theo chỉ số các tệp trên các server của mangj.Bạn có thể yêu cầu archie tìm các tệp có chứa các sâu văn bản nào đó hoặc chứa một từ mào đó.archie sẽ trả lời bằng tên các tệp thảp mãn yêu cầu và chỉ ra tên của các server chứa các tệp đó.Để dùng archie bạn phải chọn một archie server nào đó sau đó có thể dùng telnet để truy cập tới server và tién hành tìm kiếm tệp tin mong muốn.
5.9.6 Gopher (Tra cứu thông tin theo thực đơn)
Dịch vụ này cho phép tra cứu thông tin trên Internet theo chủ đề dựa trên hệ thống thực đơn(Menu) mà không cần phải biết đến địa chỉ IP tương ứng. Gopher hoạt động theo phương thức client/server nghĩa là phải có một Gopher server và Gopher client .Có thể lựa chọn Gopher client tương ứng với hệ điều hành. Một chương trình Gopher client cấu hình tới một địa chỉ IP của Gopher server. Một điểm mạnh của Gopher là thông tin không chỉ được lấy từ các Gopher server mà còn lấy từ các FTP server hoặc Telnet server .
4.9.7 World Wide Web
WWW là dịch vụ thông dụng nhất và hấp dẫn nhất trên Internet.Nó sử dụng giao thức HTTP(Hyper Text Transfer Protocol).HTTP là một giao thức sử dụng để truyền các siêu văn bản (HyperText Document) và dữ liệu trên Internet.HyperText là loại văn bản giống văn bản bình thường có thể sửa
xoá..nhưng khác văn bản bình thường ở chỗ chúng có thể link tới các văn bản khác.Khái niện HyperText do Ted Nelson đưa ra lần đầu tiên từ năm 1965.Tuy nhiên dến năm 1980 mới bắt đầu được tin học hoá nhờ công sức của một kỹ sư trẻ người Anh tên là Tim Berners Lee làm việc tại viênj nghiên cứu vật lý hạt nhân Châu Âu (CERN) ở Thụy Sĩ với mục tiêu ban đầu là lưu trữ các siêu văn bản trên máy tính cho phép tìm kiếm một cách dễ dàng.Để có thể thực hiện việc truy nhập, liên kết các tài nguyên thông tin khác nhau theo kỹ thuật siêu văn bản,WWW sử dụng khái niệm URL(Uniform Resource Locator).Đây chính là một dạng tên để định danh duy nhất cho một tài liệu hoặc một dịch vụ trên Web.Cấu trúc của một URL bao gồm các thành phần sau:
- Giao thức sử dụng
- Vị trí (Domain name) của server
- Tài liệu cụ thể và có thể có các thông tin định danh khác
Ví dô: http://hut.edu.vn/index.html
Hoạt động của web cũng dựa voà mô hình client/server. Tại trạm client người sử dụng sử dụng web browser để gửi các yêu cầu tìm kiếm các tệp tin HTML đến Web server qua địa chỉ URL.Web server nhận các yêu cầu và thực hiện gửi kết quả về cho web client.
Chương 6
Các thành phần kết nối mạng
Ngoài các thiết bị cơ bản nh cáp mạng, đầu nối… mạng máy tính cần có các thiết bị kết nối khác nh Modem, Hub, Router, Bridge…
6.1 Modem
Modem ngày càng trở lên thông dụng và là thiết bị chuẩn cho hầu hết các máy tính ngày nay. Modem là thiết bị cho phép kết nối qua đường điên thoại. Modem dùng cho kết nối internet, fax…
6.1.1 Chức năng Modem
Máy tính không thể kết nối với nhau qua đường điện thoại bởi vì máy tính giao tiếp với nhau bằng cách gửi các tín hiệu điện và đường điện thoại chỉ có thể truyền các tín hiệu tương tự.Hình 6.1 minh hoạ sự khác nhau giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số.
Hình 6.1 Tín hiệu số và tín hiệu tương tự
Tín hiệu số ở dạng nhị phân là các gia trị 0 hoặc 1. Tín hiệu tương tự có dạng liên tục biểu thị một trường liên tục các giá trị. Hình 6.2 minh hoạ một modem tại máy gửi chuyển tín hiệu số của máy tính sang tín hiệu tương tự và truyền vào đường dây điện thoại. Mét modem tại nơi nhận chuyển tín hiệu tương tự nhận được sang tín hiệu số truyền vào máy tính.
Modem được biết nh là thiết bị giao tiếp dữ liệu(DCE) và có các thuộc tính sau: - Giao tiếp kết nối tuần tự (RS-232)
- Giao diện RJ 11 cho đường dây điện thoại - Modem có thể cắm trong hoặc cắm ngoài.
6.1.2 Chuẩn cho modem
Chuẩn là cần thiết cho phép modem được sản xuất tại hãng này có thể giao tiếp với các modem sản xuất cảu hãng khác.Có một số loại chuẩn sau:
Tương thích Hayes
Đầu năm 1980 một công ty được gọi là Hayes Microcomputer Products phát triển một modem gọi là Hayes smartModem và SmartModem trở thành tiêu chuẩn cho các modem khác và có nhóm từ tương thích Hayes .Ban đầu modem tương thích Hayes gửi và nhận dữ liệu với tốc độ 300 bps ,hiện tại có tốc độ 56,500 bps hoặc cao hơn.
Chuẩn quốc tế
Từ năm 1980 Hiệp hội viễn thông quốc tế(ITU) đã phát triển chuẩn cho modem và nó được xem nh V serial.VD V22bis là modem 2400bps và gửi1000 ký tù trong khoảng 18 giây…Bảng sau giới thiệu một số modem chuẩn được phát triển từ năm 1984:
Chuẩn Bps Năm phát triển
V.22bis 2400 1984 V.32 9600 1984 V.32bis 14400 1991 V.32terbo 19200 1993 V.FC 28800 1993 V.34 28800 1994 V.42 57600 1995 V.90 56600 1998 6.1.3 Tốc độ của Modem
Ban đầu tốc độ của modem được đo bằng bps hay “baud rate”. Baud được xem nh tốc độ cái mà sóng âm thanh mang một số bit chuyển trên đường điện thoại. Nhóm từ đó được lấy từ tên một kỹ sư người pháp Jean-Maurice-Emile Baudot. Trong những năm 1980 baud rate là bằng với tốc độ truyền dẫn của modem.VÝ dô 30 baud rate tương đương 30bps.
Sau đó các kỹ sư viễn thông đã nén và mã hoá dữ liệu do đó mỗi tín hiệu âm thanh có thể mang nhiều hơn một bit dữ liệu, và có nghĩa là tốc độ bps có thể lớn hơn baud rate. Do đó tốc độ của modem hiện nay là bps
6.1.4 Các loại modem
Có các loai modem khác nhau vì các môi trường khác nhau cần phương pháp gửi tín hiệu khác nhau. Có thể chia làm hai loại sau:
- Asynchronous(Đồng bé) - Synchronous(Không đồng bộ)
Truyền không đồng bộ
Khi truyền không đồng bộ thì các ký tự ,số… được truyền theo một chuỗi các bit. Các chuỗi đó được tách biệt nhau bởi một bit bắt đầu và một bít kết thúc. Giao tiếp là không đồng bộ vì không có thiết bị đồng hồ hay phương pháp để đồng bộ giữa người nhận và người gửi. Máy tính gửi chỉ gửi dữ liệu và máy tính nhạn chỉ nhận dữ liệu.Vì gửi không đồng bộ nên có thể có lỗi, do đó dữ liệu gửi đi thường có thêm một bit kiểm tra lỗi gọi là parity bit .
Hình 6.6 Truyền không đồng bộ
Truyền đồng bộ
Khi truyền đồng bộ dữ liệu được chia thành các khung gọi là Frame.Vì dữ liệu được truyền theo các khung thời gian nên không cần các bit start và stop. Truyền đồng bộ có một số ưu điểm so với truyền không đồng bộ:
- Định dạng dữ liệu thành các khối - Thêm các thông tin điều khiển
- Kiểm tra thông tin đẻ cung cấp viêc điều khiển lỗi
Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)
Kỹ thuật mới nhất của modem là đường thuê bao số không đối xứng.Kỹ thuật này sẽ chuyển đường cáp xoắn của dây điện thoại sang một đường truy cập tốc độ cao.Với kết nối này có thể truyền dữ liệu hơn 8Mbps từ nhà cung cấp tới các thuê bao và 1Mbps từ thuê bao truyền lên. ADSL cũng có một số bất lợi ,nó cần một số phần cứng đặc biệt như một modem ASDL và cũng có hạn chế về khoảng cách
Các thiết bị mở rộng mạng
Các thiết bị cho phép mở rông mạng LAN gồm: - Hubs. - Repeaters. - Bridges. - Routers. - Brouters. - Gateways 6.2 Hub
Bộ tập trung(Hub) là một thành phần quan trọng của mạng. Ban đầu nó chỉ đơn giản là thiết bị đấu nối, nối một cổng tới các công tiếp theo (passive hub). Ngày nay đa số các hub có tác dụng thu tín hiệu từ một cổng, tái tạo lại tín hiệu đó rồi chuyển tới cổng khác(acctive hub). Hub không thể chuyển từ mạng LAN thành mạng WAN nhưng sử dụng hub có thể tăng số node trong mạng.
Hình 6.8 Hub 6.3 Repeater
Khi tín hiệu truyền trên mạng có thể bị ảnh hưởng và suy giảm .Nếu cáp quá dài sự suy giảm sẽ làm cho tín hiệu không nhận được.Repeater là thiết bị cho phép khôi phục lại tín hiệu trên đường truyền. Repeater làm việc tại tầng vật lý trong mô hình OSI để tái tạo lại tín hiệu và gửi lail cho máy tính nhận
Hình 6.9 Repeater
Repeater không dịch hay lọc tín hiệu.Repeater chỉ làm việc với hai đoạng mạng có cùng phương pháp truy cập cáp. Mét repeater không thể kết nối một đoạn mạng sử dụng CSMA/CD với đoạng mạng sử dụng Token passing. Nhưng repeater có thể kết nối hai đoạn mạng sử dụng loại cáp khác nhau.
6.4 Bridge
Giống nh repeater bridge có thể nối hai đoạn mạng, hình 6.10 minh hoạ bridge nối hai đoạn mạng. Tuy nhiên bridge cũng có thể chia mạng thành các đoạn có giao thông khác nhau. Bridge có thể :
- Mở rộng một đoạn mạng - Tăng số máy tính trên mạng
- Giảm tắc ngẽn trên mạng bằng cách tách một số máy tính khỏi đoạn mạng - Chia mạng thành các mạng riêng biệt để giảm giao thông trên mạng
- Liên kết các mạng sử dụng thiết bị phần cứng không giống nhau nh mạng sử dụng cáp đồng trục và mạng sử dụng cáp xoắn.
Hình 6.10 bridge
Thông thường chỉ cần một bridge nối hai đoạn mạng. Tuy nhiên khi hai mạng LAN được đặt tại vị trí cách xa nhau chúng cũng có thể nối với nhau thành một mạng. Chóng ta cần hai remote bridge nối với nhau bởi một modem đồng bộ .