Bài giảng Mạng máy tính

thức khác. Các chuẩn - IEEE Tiêu chuẩn IEEE LAN được phát triển dựa vào uỷ ban IEEE 802. Tiêu chuẩn IEEE 802.3 liên quan tới mạng CSMA/CD bao gồm cả 2 version bǎng tần cơ bản và bǎng tần mở rộng. Tiêu chuẩn IEEE 802.4 liên quan tới sự sắp xếp tuyến token và IEEE 802.5 gồm các vòng truyền token. Theo chuẩn 802 thì móc nối dữ liệu được chia thành 2 mức con: mức con điều khiển logic LLC (Logical Link Control Sublayer) và mức con điều khiển xâm nhập mạng MAC (Media Access Control Sublayer). Mức con LLC giữ vai trò tổ chức dữ liệu, tổ chức thông tin để truyền và nhận. Mức con MAC chỉ làm nhiệm vụ điều khiển việc xâm nhập mạng. Thủ tục mức con LLC không bị ảnh hưởng khi sử dụng các đường truyền dẫn khác nhau, nhờ vậy mà linh hoạt hơn trong khai thác. Chuẩn 802.2 ở mức con LLC tương đương với chuẩn HDLC của ISO hoặc X.25 của CCITT. IEEE Chuẩn 802.3 xác định phương pháp thâm nhập mạng tức thời có khả nǎng phát hiện lỗi chồng chéo thông tin CSMA/CD. Phương pháp CSMA/CD được đưa ra từ nǎm 1993 nhằm mục đích nâng cao hiệu quả mạng. Theo chuẩn này các mức được ghép nối với nhau thông qua các bộ ghép nối. Chuẩn 802.4 thực chất là phương pháp thâm nhập mạng theo kiểu phát tín hiệu thǎm dò token qua các trạm và đường truyền bus. Chuẩn 802.5 dùng cho mạng dạng xoay vòng và trên cơ sở dùng tín hiệu thǎm dò token. Mỗi trạm khi nhận được tín hiệu thǎm dò token thì tiếp nhận token và bắt đầu quá trình truyền thông tin dưới dạng các frame. Các frame có cấu trúc tương tự như của chuẩn 802.4. Phương pháp xâm nhập mạng này quy định nhiều mức ưu tiên khác nhau cho toàn mạng và cho mỗi trạm, việc quy định này vừa cho người thiết kế vừa do người sử dụng tự quy định. Ethernet Ethernet là mạng cục bộ do các công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay. Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini. Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây: Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đồng trục, tín hiệu truyền trên mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ (Manchester), tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mb/s. Ethernet Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này có thể được kết nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km. Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói. Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte. TokenRing Ngoài Ethernet LAN một công nghệ LAN chủ yếu khác đang được dùng hiện nay là Token Ring. Nguyên tắc của mạng Token Ring được định nghĩa trong tiêu chuẩn IEEE 802.5. Mạng Token Ring có thể chạy ở tốc độ 4Mbps hoặc 16Mbps. Phương pháp truy cập dùng trong mạng Token Ring gọi là Token passing. Token passing là phương pháp truy nhập xác định, trong đó các xung đột được ngǎn ngừa bằng cách ở mỗi thời điểm chỉ một trạm có thể được truyền tín hiệu. Điều này được thực hiện bằng việc truyền một bó tín hiệu đặc biệt gọi là Token (mã thông báo) xoay vòng từ trạm này qua trạm khác. Một trạm chỉ có thể gửi đi bó dữ liệu khi nó nhận được mã không bận. Thiết bị LAN: Bộ thu phát (Transceiver) Kết nối các phương tiện khác nhau Thiết bị lớp 1 Thiết bị LAN: Bộ lặp (Repeater) Khuếch đại tín hiệu bị yếu Thiết bị lớp 1 Thiết bị LAN: Bộ tập trung dây(hub) Bộ lặp đa cổng Thiết bị lớp 1 Các thiết bị LAN - Hub Hub 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 thiết bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi bó tín hiệu Ethernet được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác 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. HUB - Phân loại Có ba loại hub: Hub đơn (stand alone hub) Hub phân tầng (stackable hub) Hub mo-dun (modular hub) Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun Ethernet 10BASET. Stackable hub là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển LAN sau này. Thiết bị LAN: NIC Giao diện mạng của máy tính Có địa chỉ vật lý Thiết bị lớp 2 NIC NIC Cung cấp cổng kết nối mạng Chọn lựa card mạng Kiểu mạng Ethernet Token Ring FDDI Kiểu phương tiện truyền dẫn Cáp xoắn Cáp đồng trục Cáp quang Kiểu bus hệ thống trên máy tính PCI ISA NIC: Chức năng lớp 2 Điều khiển kết nối luận lý (LLC): giao tiếp với lớp trên trong máy tính Đặt tên: cung cấp xác định bằng địa chỉ MAC Định khung: một phần của quá trình đóng gói để truyền dữ liệu Điều khiển truy xuất phương tiện (MAC): cung cấp cách thức truy xuất phương tiện truyền dẫn Phát tín hiệu: tạo tín hiệu và giao tiếp với phương tiện truyền dẫn Liên mạng (internetworking) Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung được gọi là Internetworking. Internetworking sử dụng ba công cụ chính là: bridge, router và switch. Cầu nối (bridge): Là cầu nối hai hoặc nhiều đoạn (segment) của một mạng. Theo mô hình OSI thì bridge thuộc mức 2. Bridge sẽ lọc những gói dữ liệu để gửi đi (hay không gửi) cho đoạn nối, hoặc gửi trả lại nơi xuất phát. Các bridge cũng thường được dùng để phân chia một mạng lớn thành hai mạng nhỏ nhằm làm tǎng tốc độ. Mặc dầu ít chức nǎng hơn router, nhưng bridge cũng được dùng phổ biến. Thiết bị LAN: Cầu nối (bridge) Chuyển các gói tin có đích ở phần mạng bên kia dựa vào địa chỉ vật lý Thiết bị lớp 2 Bridge Kết nối các đoạn mạng Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng kia hay không Tăng hiệu suất mạng bởi loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết và giảm sự đụng độ Chia mạng thành các đoạn mạng và lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC Chuyển frame giữa các đoạn mạng có giao thức lớp 2 khác nhau Bridge : lọc Bridge : chuyển Thiết bị LAN: Bộ chuyển mạch (Switch) Cầu nối đa cổng Thiết bị lớp 2 Bộ chuyển mạch (switch) Chức nǎng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nội tại tốc độ cao. Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring. Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả nǎng lọc gói dữ liệu giữa chúng. Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền không đồng bộ ATM. LAN Switch Switch kết nối các đoạn mạng LAN Switch được xem như là bridge đa cổng Sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền Switch thay thế hub với hệ thống dây giữ nguyên Tốc độ cao hơn bridge Hỗ trợ các tính năng mới như VLAN (LAN ảo) LAN Switch LAN Switch: bảng MAC LAN Switch: Micro-segmentation Thiết bị LAN: Bộ định tuyến (Router) Hoạt động dựa trên địa chỉ lớp 3 (địa chỉ luận lý) Thiết bị lớp 3 Bộ dẫn đường (router) Chức nǎng cơ bản của router là gửi đi các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ phân lớp của mạng và cung cấp các dịch vụ như bảo mật, quản lý lưu thông... Giống như bridge, router là một thiết bị thông minh đối với các mạng thực sự lớn. Router biết địa chỉ của tất cả các máy tính ở từng phía và có thể chuyển các thông điệp cho phù hợp. Chúng còn phân đường-định truyền để gửi từng thông điệp có hiệu quả. Theo mô hình OSI thì chức nǎng của router thuộc mức 3, cung cấp thiết bị với thông tin chứa trong các header của giao thức, giúp cho việc xử lý các gói dữ liệu thông minh. Dựa trên những giao thức, router cung cấp dịch vụ mà trong đó mỗi packet dữ liệu được đọc và chuyển đến đích một cách độc lập. Khi số kết nối tǎng thêm, mạng theo dạng router trở nên kém hiệu quả và cần suy nghĩ đến sự thay đổi. Chức năng bộ định tuyến Tìm đường Quá trình tính toán dựa trên địa chỉ IP đích để quyết định sẽ gởi gói tin ra cổng nào Chuyển gói tin Đóng gói gói tin lại theo giao thức ở cổng ra và chuyển gói tin ra cổng đó Thiết bị LAN: Đám mây (Cloud) Một mạng khác Bao gồm các thiết bị từ lớp 1 đến lớp 7 Các thiết bị hoạt động ở từng lớp Sự đóng gói Giao tiếp máy - máy Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 1 Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 2 Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 3 Ví dụ minh họa DÂY CÁP - Cáp đồng (Copper cable) Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE) đề nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3. Dây cáp đồng trục sợi to (thick coax) thì gọi là 10BASE5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 500m). Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax) gọi là 10BASE2 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 200m). Dây cáp đôi xoắn không vỏ bọc (twisted-pair) gọi là 10BASET (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn). Dây cáp - Cáp quang (Optical cable) Dây cáp quang (Fiber Optic Inter-Repeater Link – FOIRL) Hệ Điều hành Mạng Nhiệm vụ Một số ví dụ Hệ điều hành mạng (NOS Network Operating System) Cùng với sự nghiên cứu và phát triển mạng máy tính, hệ điều hành mạng đã được nhiều công ty đầu tư nghiên cứu và đã công bố nhiều phần mềm quản lý và điều hành mạng có hiệu quả như: NetWare của công ty NOVELL, LAN Manager của Microsoft dùng cho các máy server chạy hệ điều hành OS/2, LAN server của IBM (gần như đồng nhất với LAN Manager), Vines của Banyan Systems là hệ điều hành mạng dùng cho server chạy hệ điều hành UNIX, Promise LAN của Mises Computer chạy trên card điều hợp mạng độc quyền, Windows for Workgroups của Microsoft, LANtastic của Artisoft, NetWare Lite của Novell,.... Chọn hệ điều hành mạng nào sẽ làm nền tảng cho mạng sẽ được phát triển tuỳ thuộc vào kích cỡ của mạng hiện tại và sự phát triển trong tương lai, còn tuỳ thuộc vào những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ điều hành. Hệ Điều Hành Mạng Hệ điều hành mạng UNIX: Đây là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được dùng rất phổ biến trong giới khoa học, giáo dục. Hệ điều hành mạng UNIX là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt. Nhược điểm của nó là hiện nay có nhiều Version khác nhau, không thống nhất gây khó khǎn cho người sử dụng. Ngoài ra hệ điều hành này khá phức tạp lại đòi hỏi cấu hình máy mạnh (trước đây chạy trên máy mini, gần đây có SCO UNIX chạy trên máy vi tính với cấu hình mạnh). BSD, Linux là các HĐH tựa UNIX và có thể cài chạy trên các máy tính có cấu hình thấp hơn. Hệ Điều Hành Mạng Hệ điều hành mạng Windows NT: Đây là hệ điều hành của hãng Microsoft, cũng là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng. Đặc điểm của nó là tương đối dễ sử dụng, hỗ trợ mạnh cho phần mềm WINDOWS. Ngoài ra, Windows NT có thể liên kết tốt với máy chủ Novell Netware. Tuy nhiên, để chạy có hiệu quả, Windows NT cũng đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh. Hệ điều hành mạng Windows for Worrkgroup: Đây là hệ điều hành mạng ngang hàng nhỏ, cho phép một nhóm người làm việc (khoảng 3-4 người) dùng chung ổ đĩa trên máy của nhau, dùng chung máy in nhưng không cho phép chạy chung một ứng dụng. Hiện nay rất ít sử dụng. Hiện nay có Windows 2000. Hệ Điều Hành Mạng Hệ điều hành mạng NetWare của Novell: Đây là hệ điều hành phổ biến, nó có thể dùng cho các mạng nhỏ (khoảng từ 5-25 máy tính) và cũng có thể dùng cho các mạng lớn gồm hàng trǎm máy tính. Có nhiều phiên bản của Netware. Netware là một hệ điều hành mạng cục bộ dùng cho các máy vi tính theo chuẩn của IBM hay các máy tính Apple Macintosh, chạy hệ điều hành MS-DOS hoặc OS/2. WAN Kết nối tạo WAN Kết nối mạng diện rộng - Đường thuê bao (leased line) Bên cạnh phương pháp sử dụng đường điện thoại thuê bao để kết nối các mạng cục bộ hoặc mạng khu vực với nhau hoặc kết nối vào Internet, có một số phương pháp khác: Đường thuê bao (leased line). Đây là phương pháp cũ nhất, là phương pháp truyền thống nhất cho sự nối kết vĩnh cửu. Người ta thuê đường dây từ công ty điện thoại (trực tiếp hoặc qua nhà cung cấp dịch vụ). Cần phải cài đặt một "Chanel Service Unit" (CSU) để nối đến mạng T, và một "Digital Service Unit" (DSU) để nối đến mạng chủ (primary) hoặc giao diện mạng. Kết nối mạng diện rộng (WAN) - ISDN ISDN (Integrated Service Digital Nework)Sử dụng đường điện thoại số thay vì đường tương tự. Do ISDN là mạng dùng tín hiệu số, người ta không phải dùng một modem để nối với đường dây mà thay vào đó phải dùng một thiết bị gọi là "codec" với modem có khả nǎng chạy ở 14.4 kbit/s. ISDN thích hợp cho cả hai trường hợp cá nhân và tổ chức. Các tổ chức có thể quan tâm hơn đến ISDN có khả nǎng cao hơn ("primary" ISDN) với tốc độ tổng cộng bằng tốc độ 1.544 Mbit/s của đường T1. Cước phí khi sử dụng ISDN được tính theo thời gian, một số trường hợp tính theo lượng dữ liệu được truyền đi và một số thì tính theo cả hai.  Kết nối mạng diện rộng (WAN) – CATV link CATV link. Công ty dẫn cáp trong khu vực của có thể cho thuê một "chỗ" trên đường cáp của họ với giá hấp dẫn hơn với đường điện thoại. Cần phải biết những thiết bị gì cần cho hệ thống và độ rộng của dải sẽ được cung cấp là bao nhiêu. Cũng như việc đóng góp chi phí với những khách hàng khác cho kênh liên lạc đó là như thế nào. Một dạng khác được đưa ra với tên gọi là mạng "lai" ("hybrid" Network), với một kênh CATV được sử dụng để lưu thông theo một hướng và một đường ISDN hoặc gọi số sử dụng cho đường trở lại. Nếu muốn cung cấp thông tin trên Internet, người ta phải xác định chắc chắn rằng "kênh ngược" của người sử dụng đủ khả nǎng phục vụ cho nhu cầu thông tin của họ.  Kết nối mạng diện rộng (WAN) – Frame relay Frame relay "uyển chuyển" hơn đường thuê bao. Khách hàng thuê đường Frame relay có thể mua một dịch vụ có mức độ xác định - một "tốc độ thông tin uỷ thác" ("Committed Information Rale" - CIR). Nếu như nhu cầu của trên mạng là rất lớn (bursty), hay người sử dụng có nhu cầu cao trên đường liên lạc trong suốt một khoảng thời gian xác định trong ngày, và có ít hoặc không có nhu cầu vào ban đêm - Frame relay có thể sẽ kinh tế hơn là thuê hoàn toàn một đường T1 (hoặc T3). Nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra một phương pháp tương tự như là phương pháp thay thế đó là Switched Multimegabit Data Service. Kết nối mạng diện rộng WAN... Chế độ truyền không đồng bộ (Asynchoronous Transfer Mode - ATM). ATM là một phương pháp tương đối mới đầu tiên báo hiệu cùng một kỹ thuật cho mạng cục bộ và liên khu vực. ATM thích hợp cho real-time multimedia song song với truyền dữ liệu truyền thống. ATM hứa hẹn sẽ trở thành một phần lớn của mạng tương lai. Đường truyền vô tuyến (Microware links). Đường vệ tinh (satellite links). Băng thông: dịch vụ WAN Các kiểu kết nối WAN MÔ HÌNH TCP/IP Mô hình phân lớp của TCP/IP So sánh với mô hình OSI 7 tầng Sự phát triển mô hình TCP/IP Thập niên 60 DARPA phát triển Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) kết nối các mạng máy tính thuộc bộ quốc phòng Mỹ. Internet, mạng máy tính toàn cầu, sử dụng TCP/IP kết nối các mạng trên thế giới. 4 lớp của mô hình TCP/IP Layer 4: Application (ứng dụng) Layer 3: Transport (vận chuyển) Layer 2: Internet Layer 1: Network access (truy cập mạng) Lớp truy cập mạng Kết hợp chức năng hai lớp vật lý và liên kết dữ liệu mô hình OSI. Các mô tả về chức năng, thủ tục, cơ học, điện học Tốc độ truyền vật lý Khoảng cách, các bộ kết nối vật lý. Khung Địa chỉ vật lý Cấu hình liên kết mạng Sự đồng bộ Điều khiển lỗi, điều khiển lưu lượng. Lớp Internet Gởi dữ liệu đến đích qua các mạng con (tương tự lớp mạng mô hình OSI). Gói Mạch ảo Tìm đường, bảng tìm đường, giao thức tìm đường Địa chỉ luận lý Sự phân đoạn Giao thức Internet (IP). Lớp vận chuyển Lớp vận chuyển liên quan đến chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển lưu lượng và sửa lỗi (tương tự lớp vận chuyển mô hình OSI). Phân đoạn, dòng dữ liệu Định hướng kết nối và không kết nối Điều khiển luồng Phát hiện và sửa lỗi Transmission control protocol (TCP). User datagram protocol (UDP). Lớp ứng dụng Kết hợp chức năng của ba lớp phiên, trình bày, ứng dụng trong mô hình OSI. FTP, HTTP, SMNP, DNS ... Định dạng dữ liệu, cấu trúc dữ liệu, mã hoá … Điều khiển đối thoại … Chồng giao thức TCP/IP So sánh TCP/IP và OSI So sánh TCP/IP với OSI (tt.) Giống nhau: Đều phân lớp. Đều có lớp ứng dụng. Đều có lớp mạng và lớp vận chuyển Kỹ thuật chuyển mạch gói. Các chuyên gia mạng phải nắm rõ cả hai. So sánh TCP/IP với OSI (tt.) Khác nhau: TCP/IP kết hợp lớp trình bày và phiên vào lớp ứng dụng. TCP/IP kết hợp lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý và một lớp truy cập mạng. TCP/IP đơn giản hơn vì ít lớp hơn Bộ giao thức TCP/IP là chuẩn trên Internet. ĐỊA CHỈ MAC MAC Address Mỗi máy tính dùng địa chỉ MAC (địa chỉ vật lý) để xác định chính nó Địa chỉ MAC được ghi lên trên NIC (card mạng) lúc xuất xưởng và không thay đổi được Địa chỉ MAC không có cấu trúc (địa chỉ phẳng) Định dạng địa chỉ mạng Lưu trữ địa chỉ MAC Địa chỉ MAC được ghi vào ROM và được chép vào RAM khi NIC khởi động Biểu diễn : 0000.0c12.3456 hay 00-00-0c-12-34-56. Sử dụng địa chỉ MAC Sự đóng gói dữ liệu Hạn chế của địa chỉ MAC Phẳng, không phân cấp Tăng số lượng nút mạng n lên thì giao tiếp sẽ khó khăn hơn rất nhiều Phụ thuộc phần cứng CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP Địa chỉ IP Chuyển đổi địa chỉ IP Địa chỉ IP cho các lớp mạng Gán địa chỉ IP vào các thiết bị mạng Địa chỉ IP Địa chỉ IP dài 32 bit Chia thành 4 khối thập phân (thí dụ 203.162.44.162) Địa chỉ IP có hai phần: Địa chỉ mạng và địa chỉ máy Dạng thức địa chỉ IP Chuyển đổi thập phân ↔ nhị phân Chuyển đổi nhanh Địa chỉ mạng và địa chỉ máy Địa chỉ mạng Được cấp bởi INIC (Internet Network Information Center) VNNIC chịu trách nhiệm cấp tên miền và địa chỉ IP cho Việt Nam Xác định mạng mà một thiết bị nằm trong đó Địa chỉ máy Được cấp bởi người quản trị Xác định thiết bị trong mạng Các bit trong địa chỉ IP Các bit phần mạng Xác định phần địa chỉ mạng Xác định lớp địa chỉ IP Các bit phần mạng không được phép đồng thời là 0 Các bit phần máy Xác định phần địa chỉ máy Các bit đồng thời là 0: dành riêng cho địa chỉ mạng Các bit đồng thời là 1: dành riêng cho địa chỉ quảng bá (broadcast) Các lớp địa chỉ IP Các lớp địa chỉ khác nhau có số bit phần mạng và số bit phần máy khác nhau Mỗi lớp địa chỉ thích hợp với kích thước tương ứng của tổ chức Các lớp địa chỉ IP: Lớp A Các lớp địa chỉ IP: Class A Bit 0 là bit đầu tiên của một địa chỉ lớp A 8 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng) 24 bit còn lại xác định máy (bit máy) Địa chỉ lớp A từ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0, tức có 127 địa chỉ lớp A Mỗi địa chỉ lớp A có 224-2=16.777.214 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 16.777.214 máy !) Các lớp địa chỉ IP: Lớp B Các lớp địa chỉ IP: Lớp B Hai bit đầu tiên của địa chỉ lớp B có giá trị là 10 16 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng) 16 bit còn lại xác định máy (bit máy) Địa chỉ lớp B từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0, tức có 214 =16.384 địa chỉ lớp B Mỗi địa chỉ lớp B có 216-2=65.534 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 65.534 máy) Các lớp địa chỉ IP: Lớp C Các lớp địa chỉ IP: Lớp C Ba bit đầu tiên của địa chỉ lớp C có giá trị là 110 24 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng) 8 bit còn lại xác định máy (bit máy) Địa chỉ lớp C từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0, tức có 221 =2.097.152 địa chỉ lớp C Mỗi địa chỉ lớp C có 28-2=254 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 254 máy) Các lớp địa chỉ IP 1.0.0.0 - 126.0.0.0 : Lớp A 127.0.0.0 : địa chỉ quay lui (loopback) 128.0.0.0 - 191.255.0.0 : Lớp B 192.0.0.0 - 223.255.255.0 : Lớp C 224.0.0.0 = 240.0.0.0 : Lớp E (dành riêng) Địa chỉ mạng Địa chỉ mạng là địa chỉ của mạng mà một thiết bị nào đó thuộc về Địa chỉ mạng là địa chỉ mà các bit phần máy đồng thời là 0 Các máy có cùng địa chỉ mạng có thể giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần thông qua thiết bị trung gian nào Các máy có thể chia sẻ đường truyền chung nhưng nếu chúng có địa chỉ mạng khác nhau thì không thể giao tiếp với nhau trực tiếp được mà phải thông qua một thiết bị trung gian (thường là router) Địa chỉ mạng tương tự mã tỉnh, thành phố trong số điện thoại. Địa chỉ máy là phần còn lại của số điện thoại Địa chỉ quảng bá (broadcast) Muốn gởi dữ liệu đến tất cả các máy trong một mạng? Địa chỉ quảng bá được sử dụng để gởi dữ liệu đến tất cả các máy trong cùng một mạng Địa chỉ quảng bá trực tiếp: các bit phần máy đồng thời là 1 Địa chỉ quảng bá nội bộ: tất cả các bit là 1 Địa chỉ quảng bá nội bộ 255.255.255.255 Địa chỉ quảng bá trực tiếp Địa chỉ quảng bá 192.168.20.255 Thí dụ: 172.16.20.200 172.16.20.200 là địa chỉ lớp B Phần mạng: 172.16 Phần máy: 20.200 Địa chỉ mạng: 172.16.0.0 Địa chỉ quảng bá: 172.16.255.255 Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng 172.16.0.1 - 172.16.255.254 Thí dụ: 100.0.0.0 100.0.0.0 là địa chỉ lớp A Phần mạng: 100 Phần máy: 0.0.0 Địa chỉ mạng: 100.0.0.0 Địa chỉ quảng bá: 100.255.255.255 Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng 100.0.0.1 - 100.255.255.254 Thí dụ: 192.168.255.255 192.168.255.255 là địa chỉ lớp C Phần mạng: 192.168.255 Phần máy: 255 Địa chỉ mạng: 192.168.255.0 Địa chỉ quảng bá: 192.168.255.255 Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng 192.168.255.1 - 192.168.255.254 Các địa chỉ dành riêng Được mô tả trong RFC-1918. Class A: 10.0.0.0 Class B: 172.16.0.0 - 172.31.0.0 Class C: 192.168.0.0 - 192.168.255.0 Các lớp địa chỉ này dành riêng để đặt cho các máy trong nội bộ tổ chức Cần có một NATserver (network address translation: dịch địa chỉ mạng) hoặc proxy server để cung cấp kết nối Internet cho các máy có địa chỉ dành riêng Luyện tập C 218.14.55 137 218.14.55.255 A 123 1.1.15 123.255.255.255 B 150.127 221.244 150.127.255.255 C 194.125.35 199 194.125.35.255 B 175.12 239.244 175.12.255.255 Kiểm tra địa chỉ hợp lệ 150.100.255.255 175.100.255.18 195.234.253.0 100.0.0.23 188.258.221.176 127.34.25.189 224.156.217.73 Gán địa chỉ IP cho thiết bị Gán tĩnh và gán động Gán tĩnh Đi đến từng thiết bị và cấu hình địa chỉ IP bằng tay Phải ghi nhớ từng địa chỉ đã cấp phát, vì địa chỉ IP là duy nhất trên toàn mạng (không có nhiều hơn một thiết bị cho một địa chỉ IP) Trường hợp trong mạng có vài trăm máy/thiết bị??? ARP (Address Resolution Protocol) Phương thức tìm địa chỉ vật lý khi biết địa chỉ IP. ARP thường được dùng để chuyển địa chỉ IP sang địa chỉ MAC. Sử dụng trên các mạng: Ethernet, Token Ring, FDDI, IEEE 802.11 (wireless) và IP trên ATM. ARP trong truyền thông giữa hai trạm Hai trạm trong cùng một mạng và một trạm muốn gửi một gói cho trạm kia. Hai trạm nằm trên hai mạng khác nhau và phải thông qua gateway/router. Khi một router cần chuyển tiếp một gói từ một trạm đến một router khác. Khi một router cần chuyển tiếp một gói từ một trạm đến trạm khác trong cùng một mạng. Gán động Một số giao thức cấp phát địa chỉ IP tự động RARP: Reverse Address Resolution Protocol (giao thức phân tích địa chỉ đảo) BOOTP: BOOTstrap Protocol (giao thức tự mồi) DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol (giao thức cấu hình máy động) Thiết bị khi được bật lên tự tìm server để xin cấp phát địa chỉ IP Mỗi lần khởi động thiết bị có thể có địa chỉ IP khác Gán động: RARP MAC: Known IP: Unknown RARP Request RARP Reply Gán động: BOOTP MAC: Known IP: Unknown UDP Broadcast UDP Broadcast MAC1 – IP1 MAC2 – IP2 MAC3 – IP3 IP Address IP server Vendor-specific Gán động: DHCP MAC: Known IP: Unknown DHCP Discover UDP Broadcast DHCP Offer UDP Broadcast IP1 IP2 IP3 DHCP Request DHCP Ack IP Address Gateway IP server … Tham khảo IPv4 addresses: RFC 791, RFC 1519, RFC 1918 IPv6 addresses: RFC 4291 Broadcast: RFC 919 ARP: RFC 826 RARP: RFC 903 BOOTP: RFC 951 DHCP: v4 RFC 2131, v6 RFC 3315 TCP và UDP TCP (Transmission Control Protocol) Chồng giao thức TCP/IP Cổng UDP (User Datagram Protocol) Chồng giao thức TCP/IP Mô hình TCP/IP 4 lớp Mô hình TCP/IP 5 lớp Chức năng lớp vận chuyển Vận chuyển và điều tiết việc truyền dữ liệu một cách chính xác và tin cậy Các công cụ điều khiển Cửa sổ trượt (sliding windows) Các số tuần tự (sequencing numbers) Lời báo nhận (acknowledgments) Sự phân đoạn (segmentation) Cổng (port) TCP và UDP sử dụng số hiệu cổng (hoặc socket) để truyền dữ liệu lên giao thức lớp trên RFC-1700 Các số hiệu cổng Số nguyên dương chiều dài 2 byte: giá trị trong khoảng 0 – 65535 1023 : có thể sử dụng Sử dụng số hiệu cổng để chọn đúng ứng dụng Số hiệu cổng của máy gởi được gán tự động, thường có giá trị lớn hơn 1023 Số hiệu cổng ứng dụng telnet TCP TCP cung cấp mạch ảo giữa hai máy Đặc điểm nổi bật Định hướng kết nối (connection-oriented) Tin cậy (reliable) Chia dữ liệu thành các đoạn ở máy gởi Ráp các đoạn thành dữ liệu tại máy nhận Gởi lại dữ liệu bị mất Hoạt động của giao thức TCP yêu cầu thiết lập kết nối trước khi gửi dữ liệu. Kết nối TCP gồm 3 giai đoạn: Thiết lập kết nối (connection establishment) Chuyển dữ liệu (data transfer) Ngắt kết nối (connection termination) TCP: quá trình bắt tay 3 bước/thiết lập kết nối TCP: Chuyển dữ liệu Chuyển dữ liệu theo thứ tự Chuyển lại gói bị mất Loại bỏ các gói trùng trong quá trình truyền Sửa lỗi Điều khiển tránh tắc nghẽn trong quá trình truyền TCP: báo nhận TCP: cửa sổ trượt TCP: số tuần tự và lời báo nhận UDP Đặc điểm Địn