Bài giảng về Mạng máy tính

được quan tâm ở đây là cặp thu và cặp phát có được dùng đồng thời hay không. N ếu trạm không được đặt trong trạng thái truyền nó không thể phát hiện một đụng độ cục bộ. N gược lại, các lỗi cáp như nhiễu xuyên âm quá mức có thể khiến cho trạm nhận thức hoạt động truyền của nó như một đụng độ. 4.8 Hoạt động của Repeater và Hub 4.8.1. Mô hình ứng dụng của Repeater và Hub Repeater và Hub là hai thiết bị làm việc ở tầng vật lý, nhiệm vụ của nó dùng để khuyếch đại tín hiệu vì vậy chúng làm tăng chiều dài của mạng. Tín hiệu được khuyếch đại tại chúng sẽ có một độ trễ thời gian nhất định, đó cũng là một trong những nguyên nhân làm tăng các miền xung đột. Vì vậy, khi sử dụng Repeater hay Hub cần chú ý điều này. 4.8.2. Hoạt động của Repeater Hoạt động của Repeater trong mô hình OSI Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) và không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau. Thêm nữa Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lưa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng. 4.8.3. Hoạt động của Hub Hoạt động của HUB trong mô hình OSI 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. Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao. 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 tín hiệu được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác của. 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. N ếu phân loại theo phần cứng thì có 3 loại hub: • Hub đơn (stand alone hub) • Hub modun (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. • Hub phân tầng (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. N ếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại: • Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. • Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với 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. Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động. Về cơ bản, trong mạng Ethernet, hub hoạt động như một repeater có nhiều cổng. 4.8.4. Các tham số giới hạn khi thiết kế mạng với Repeater và Hub Các thiết bị như HUB, repeater làm việc ở tầng vật lý không nhận ra địa chỉ MAC nên mỗi khi chúng nhận được một tín hiệu từ một cổng nó sẽ phát tin ra tất cả các cổng còn lại, vì vậy hình thành nên các vùng xung đột. Để hạn chế các miền xung đột do Hub gây ra, sử dụng luật 5-4-3. Luật này quy định giữa hai node bất kỳ trên mạng chỉ có thể có tối đa 5 đoạn mạng, kết nối thông qua 4 Repeater, và chỉ có 3 trong tổng số 5 đoạn mạng có máy tính kết nối mạng. 4.9 Hoạt động của bridge và switch 4.9.1. Mô hình ứng dụng Bridge và Switch Khi cần chia một mạng LAN lớn thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Điều này làm giảm lưu lượng trên một LAN đơn và có thể mở rộng phạm vi địa lý mà một LAN có thể hỗ trợ. Bridge và Switch được dùng để nối các đoạn mạng với nhau và chúng hoạt động ở tầng 2 (data link – liên kết dữ liệu) trong mô hình OSI. 4.9.2. Khái niệm Collision Domain và Broadcast Domain Collision Domain (Miền xung đột): Miền xung đột được định nghĩa là vùng mạng mà trong đó các khung phát ra có thể gây xung đột với nhau. Càng nhiều trạm trong cùng một miền xung đột thì sẽ làm tăng sự xung đột và làm giảm tốc độ truyền, vì thế mà miền xung đột còn có thể gọi là miền băng thông (các trạm trong cùng miền này sẽ chia sẻ băng thông của miền) một trong những nguyên nhân chính làm cho hoạt động của mạng không hiệu quả. Mỗi khi một đụng độ xảy ra trên một mạng, tất cả các hoạt động truyền dừng lại trong một khoảng thời gian. Khoảng thời gian ngưng tất cả hoạt động truyền này thay đổi và được xác định bởi một thuật toán vãn hồi (backoff) trong mỗi thiết bị mạng. Khi sử dụng HUB, Repeater cần chú ý đến luật 5-4-3-2-1: • N ăm đoạn mạng hình thành môi trường truyền toàn mạng • Bốn Repeater hay Hub • Ba đoạn mạng có chứa host tham gia truyền thông • Hai đoạn mạng không chứa host • Một miền xung đột lớn. Broadcast Domain (Miền quảng bá): Miền quảng bá được định nghĩa là tập hợp các thiết bị mà trong đó khi một thiết bị phát đi một frame quảng bá (khung broadcast) thì tất cả các thiết bị còn lại đều nhận được. Khi sử dụng các thiết bị kết nối khác nhau, ta sẽ phân chia mạng thành các miền xung đột và miền quảng bá khác nhau. Miền quảng bá là một nhóm các miền collision domain được kết nới bởi các thiết bị lớp 2, vì vậy các thiết bị lớp 2 không thể nhận diện các frame broadcast và việc tạo ra các miền quảng bá làm giảm hiệu năng mạng, để hạn chế nó cần có nối các miền quảng bá bởi các thiết bị lớp 3 (router). Miền quảng bá Sử dụng Router phân chia miền quảng bá 4.9.3. Hoạt động của Bridge 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 các 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 chuyển đi hay không. Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI Khi một Bridge nhận được một frame, nó dò địa chỉ MAC với bảng để quyết định lọc, truyền hay sao chép frame này lên đoạn mạng khác. Cơ chế hoạt động: • N ếu địa chỉ máy nhận và máy gửi cùng nằm trên một đoạn mạng thì cầu chặn lại không cho chuyển qua. • N ếu là khác đoạn mạng thì cầu cho chuyển qua. • N ếu cầu không xác định được địa chỉ đích, nó chuyển frame dữ liệu tới tất cả các đoạn mạng trừ đoạn mạng nguồn. • Việc sử dụng cầu làm tăng hiệu quả sử dụng mạng. Bridge phân chia một mạng thành các phân đoạn mạng Ví dụ: • Máy A truyền cho B, qua Bridge, nó so sánh với bảng địa chỉ MAC, thấy địa chỉ nguồn và địa chỉ đích cùng chung cổng 1 vậy nó sẽ không phát tin qua cổng 2, hạn phát các gói tin dư thừa. Các loại Bridge: Có hai loại Bridge dùng để nối các đoạn mạng với nhau tùy theo mục đích sử dụng: • 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. Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring. Khi đó Bridge thực hiện như một nút token ring trên mạng Token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuNn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuNn đang sử dụng trên mạng Token ring. Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phải hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Ví dụ: Kích thước tối đa của gói tin trên mạng Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Tokenring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng token ring gửi một gói tin cho trạm trên mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng byte dư sẽ bị chặt bỏ. 4.9.4. Hoạt động của Switch Switch được coi như cầu nhiều cổng, là thiết bị làm việc đến tầng liên kết dữ liệu. Một Switch có nhiều port với nhiều đoạn mạng nối đến chúng. Hoạt động của Switch trong mô hình OSI Hiện nay các Switch có thể làm việc ở tầng vật lý vì vậy các switch được thay thế cho các Hub để tăng hiệu năng của mạng. Cơ chế hoạt động: Switch có hai hoạt động cơ bản. • Hoạt động thứ nhất được gọi là chuyển mạch frame dữ liệu. Là quá trình mà qua đó một frame được tiếp nhận từ đầu vào và được truyền đi trên một đầu ra. • Hoạt động thứ hai là hỗ trợ hoạt động chuyển mạch, ở Switch duy trì các bảng chuyển mạch và tìm kiếm. Switch có hai nguyên tắc hoạt động là: • Store and Forward: N hận đủ data frame thì phát tín hiệu qua, nếu chưa nhận đủ thì lưu lại cho đến khi đủ, nếu data frame lỗi thì không phát. • Cut-Though: N hận ra địa chỉ MAC phát tín hiệu luôn, không cần chờ cho đủ frame dữ liệu. CHƯƠNG 5. MÔ HÌNH TCP/IP 5.1. Lịch sử phát triển của mô hình TCP/IP Vào cuối những năm 1960 và đầu 1970, Trung tâm nghiên cứu cấp cao (Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuộc bộ quốc phòng Mĩ (Department of Defense - DoD) được giao trách nhiệm phát triển mạng ARPAN ET bao gồm mạng của những tổ chức quân đội, các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu và được dùng để hỗ trợ cho những dự án nghiên cứu khoa học và quân đội. Đầu những năm 1980, một bộ giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuNn cho mạng ARPAN ET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, thường được gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Bộ giao thức này cũng được sử dụng cho các hệ thống sử dụng Unix. Mô hình TCP/IP có bốn lớp: lớp ứng dụng (Application Layer), lớp vận chuyển (transport layer), lớp Internet và lớp truy nhập mạng (network access Layer). Giao thức Internet có thể được sử dụng để giao tiếp thông qua bất kỳ hệ thống tương tác mạng nào. Chúng cũng được dùng cho cả mạng LAN và WAN . 5.2. Các tầng của mô hình TCP/IP 5.2.1 Tầng ứng dụng (Application Layer) Tầng ứng dụng của mô hình TCP/IP kiểm soát các giao thức lớp cao, các chủ đề về trình bày, biểu diễn thông tin, mã hóa, điểu khiển hội thoại. Tại tầng ứng dụng của mô hình có các giao thức hỗ trợ các ứng dụng sau: • FTP (File Transfer Protocol): là dịch vụ để truyền file giữa các hệ thống có hỗ trợ FTP. N ó hỗ trợ truyền file nhị phân hai chiều và tải các file ASCII. • TFTP (Trivial File Transfer Protocol): là dịch vụ không tạo cầu nối dùng UDP. • N FS (N etwork File System): là một bộ giao thức hệ thống file phân tán cho phép truy xuất file đến các thiết bị lưu trữ ở xa như là một đĩa cứng qua mạng. • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): quản lý hoạt động truyền mail qua mạng máy tính. Dữ liệu dưới dạng plaintext. • Telnet (Terminal emulation): cung cấp khả năng truy nhập từ xa vào máy tính khác. • SN MP (Simple N etwork Management Protocol): là giao thức cung cấp một phương pháp để giám sát và điều khiển các thiết bị mạng và để quản lý các cấu hình, thu thập thống kê, hiệu suất và bảo mật. • DN S (Domain N ame System): dùng để thông dịch tên của các miền và các nút mạng được quảng bá công khai sang các địa chỉ IP. 5.2.2 Tầng vận chuyển (Transport Layer) Tầng vận chuyển cung cấp các dịch vụ vận chuyển và thiết lập các cầu nối giữa các host trong mạng. Tầng vận chuyển định ra sự kết nối xuyên suốt giữa các ứng dụng của host. Các dịch vụ vận chuyển bao gồm các dịch vụ cơ bản sau: • Sự phân đoạn dữ liệu ứng dụng lớp trên. • Thiết lập các hoạt động xuyên suốt từ điểm này đến điểm kia. • Vận chuyển các phân đoạn dữ liệu (data segment) từ một host đến một host khác. • Điều khiển luồng được thực hiện thông qua cửa sổ trượt (Sliding Windows). • Tính tin cậy nhờ vào đánh chỉ số tuần tự và báo nhận. Tầng vận chuyển sử dụng hai giao thức truyền tin là TCP hướng kết nối và UDP không hướng kết nối. N ội dung cụ thể từng phần được trình bày chi tiết dưới đây. a. Giao thức TCP Là giao thức hướng kết nối, nó cung cấp một hoạt động truyền tin tin cậy. TCP chịu trách nhiệm phân chia dữ liệu gửi thành các segment tại máy gửi và lắp gép các segment lại tại máy đích, trong quá trình truyền có thể truyền lại bất cứ segment nào nếu máy đích chưa nhận được. Gói tin TCP có dạng sau: Gói tin TCP • Source port: Số hiệu của cổng gọi (16 bits) . • Destination Port : Số hiệu của cổng đích(16 bits) • Sequence N umber: Chữa số đảm bảo tuần tự chính xác của dữ liệu đến, giống như số thứ tự (32 bits) • Acknowledgment N umber (ACK): dùng trong các gói dữ liệu hồi đáp của máy nhận cho máy gửi, báo hiệu để máy gửi biết lượng dữ liệu mà máy nhận đã nhận được và yêu cầu gửi dữ liệu tiếp theo (32 bits) • Header Length: Số lượng các từ 32 bit trong header (32 bits) • Reserved : Set thành zero (6 bits) • Code Bits: Các chức năng điều khiển như là thiết lập và kết thúc một phiên, nó giống như cờ gồm 6 bits. 1. Cờ URG. 2. Cờ ACK dùng để xác nhận. 3. Cờ PSH (push) yêu cầu xóa vùng đệm. 4. Cờ RST(Reset) tái thiết lập. 5. Cờ SYN (Synchronic) đồng bộ. 6. Cờ FIN (finsh) Kết thúc, sử dụng khi muốn hủy kết nối. • Window: ghi kích thước cửa sổ của máy gửi báo cho máy nhận biết có gửi tín hiệu trở lại thì không được vượt quá kích thước này(16 bits) • Checksum: tính từ header và các trường dữ liệu(16 bits) • Urgent: Chỉ ra điểm kết thúc của dữ liệu chuNn(16 bits) • Options: Một tùy chọn định ra kích thước tối đa hiện hành của gói TCP. • Data: Dữ liệu giao thức của lớp trên. b. Giao thức điều khiển UDP UDP là giao thức không hướng kết nối trong giao thức TCP/IP. UDP là giao thức đơn giản dùng để trao đổi các datagram ma không có báo nhận cũng như sự đảm bảo gói tin đã đến đích. xử lý lỗi và truyền lại được giao phó cho giao thức mức cao hơn. Được dùng trong trường hợp không cần đặt các segment theo thứ tự. Gói tin UDP • Source port: số hiệu của cổng gọi. • Destination port: số hiệu của cổng đích. • Length: số byte trong header và trường dữ liệu. • Data: dữ liệu của giao thức lớp trên. • Checksum: được tính từ header và các trường dữ liệu. c. Bắt tay ba bước TCP là một giao thức hướng kết nối, khi hai host có nhu cầu trao đổi thông tin, một kênh thông tin được thiết lập. Hai host phải đồng bộ các chữ số tuần tự ban đầu. _ISN s (initial sequence N umbers). Sự đồng bộ yêu cầu mỗi phía truyền chữ số tuần tự ban đầu của mình và được xác nhận bằng một báo nhận ACK từ phía kia. 1. A -> B: SYN số tuần tự ban đầu của A là X (là số ngẫu nhiên do A sinh ra). ACK là 0. cờ SYN được thiết lập là 1, cờ ACK là 0. 2. B ->A :ACK số tuần tự của A là X+1, số tuần tự ban đầu của B là Y, cờ SYN là 1, cờ ACK là 1. B đã nhận được các gói tin có số thứ tự là X và yêu cầu gói tin thứ X+1. đồng thời B thiết lập số thự tự là Y. 3. A - >B: Xác nhận đã nhận được số tuần tự của B là ACK= Y. Và yêu cầu một phản hồi ACK=Y+1. d. Cửa sổ trượt Các gói dữ liệu phải được truyền đi đến đích theo một thứ tự giống như khi chúng được truyền đi để có được một hoạt động truyền dữ liệu địch thực theo hướng tin cậy. Quá trình truyền tin có thể thất bại nếu một gói tin không đến đích. Các giao thức cho phép máy gửi truyền cùng lúc nhiều gói tin. Số lượng gói dữ liệu mà máy phát được phép truyền mà chưa nhận được báo nhận được gọi là kích thước cửa sổ, hay gọi là cửa sổ. Giả sử trong trường hợp kích thước cửa sổ bằng 3 tức là thiết bị nguồn có thể truyền ba gói đến đích một cách liên tục. Sau đó thiết bị nguồn phải đợi báo nhận. N ếu đích nhận được ba gói này, nó sẽ gửi một báo nhận đến nguồn, lúc này nguồn lại gửi tiếp ba gói. N ếu đích không nhận được nó sẽ có thông báo lại cho phía nguồn. 5.2.3 Chỉ số cổng (port) của TCP và UDP Cả hai giao thức TCP và UDP đều dùng chỉ số cổng (port) để chuyển thông tin từ tầng vận chuyển lên tầng ứng dụng phía trên (quá trình phân kênh) và đóng gói dữ liệu được chuyển đến từ tầng ứng dụng (quá trình dồn kênh). Dựa vào số hiệu cổng được gửi kèm với gói tin mà tại tầng vận chuyển sẽ nhận biết được cần chuyển gói tin đó đến ứng dụng nào ở tầng trên. 5.2.4 Tầng Internet (Internet Layer) Mục đích của tầng này là tìm đường đi tốt nhất tới đích cho gói tin trong quá trình truyền trên mạng. Giao thức chính của tầng này là giao thức IP (Internet Protocol). Sự dẫn đường và chuyển mạch gói diễn ra ở tầng này. Các giao thức hoạt động tại tầng này là: • IP (Internet Protocol): cung cấp định tuyến đường đi của gói tin một cách tốt nhất, IP không quan tâm đến nội dung của các gói tin mà chỉ quan tâm tìm kiếm đường dẫn cho các gói tới đích. • ICMP (Internet Control Message Protocol): Cung cấp khả năng điều khiển và chuyển thông điệp. Các thông điệp của ICMP được kèm theo gói IP và được sử dụng để gửi các thông điệp lỗi và điều khiển. Các kiểu thông điệp: 1. Destination Unreachable : Đích không thấy 2. Time Exceeded : Vượt quá thời gian 3. Parameter Problem : Vấn đề về tham số 4. Subnet Mask Request : Yêu cầu Subnet Mask 5. Redirect : Chuyển hướng 6. Echo : Báo hiệu 7. Echo Reply : Báo hiệu lại 8. Time stamp : 9. Timestamp Reply 10. Information Request 11. Information Reply 12. Address Request 13. Address Reply • ARP(Address Resolution Protocol): xác định địa chỉ lớp liên kết số hiệu (địa chỉ MAC) khi đã biết trước địa chỉ IP. Khi chưa biết địa chỉ MAC, nó sẽ gửi một thông điệp cho toàn mạng. Máy nào có địa chỉ như trên sẽ gửi phản hồi lại. • RARP (Reverse Address Resolution Protocol): xác định các địa chỉ IP khi biết trước địa chỉ MAC. 5.2.5 Tầng truy nhập mạng (Network Access Layer) Tầng này định ra các thủ tục để giao tiếp với phần cứng mạng và truy nhập môi trường truyền. Các chức năng của tầng này bao gồm ánh xạ địa chỉ IP sang địa chỉ vật lý và gói (encapsulation) các gói IP thành các frame. Căn cứ vào dạng phần cứng và giao tiếp mạng, tầng truy nhập mạng sẽ xác lập kết nối với đường truyền vật lý của mạng. Một ví dụ về cấu hình tầng này là cài đặc Card mạng. N ếu đã được hỗ trợ bởi hệ điều hành Windows thì việc nhận card mạng sẽ được tự cập nhật, nếu chưa được hỗ trợ thì phải cài driver của card mạng đó. 5.3. Kiến trúc Internet Internet sử dụng nguyên lý kết nối ở tầng mạng. Dùng mô hình OSI làm mô hình để xây dựng các môđul độc lập. Điều này dẫn đến ý tưởng liên mạng (internetworking) mạng của các mạng. Kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung. Internetworking sử dụng ba công cụ chính là: bridge, router và switch. Sử dụng router để nối hai mạng với nhau: Router lưu trữ danh sách toàn bộ các địa chỉ máy tính và các đường dẫn nối với nó. Mỗi khi một gói tin được chuyển đến router nó sẽ quyết định chuyển đến địa chỉ đã lưu trong danh sách, trong trường hợp không có trong danh sách nó sẽ chuyển đến router tiếp theo. Kiến trúc của Internet là một đám mây phức tạp đối với người sử dụng nó là trong suốt, việc xây dựng kiến trúc theo chuNn chung đã cho phép hai máy tính ở bất cứ nơi đâu, với thành phần phần cứng, phần mềm nào đó cùng với các đặc tả giao thức đều có thể truyền thông với nhau một cách tin cậy. TCP/IP là một đám mây Các chi tiết vậy lý bị che đối với người sử dụng 5.4. MÔ HÌNH TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI được ứng dụng rộng rãi khắp nơi, nhưng chuNn mở về kỹ thuật mạng máy tính lịch sử của Internet lại là TCP/IP (Tranmission Control Protocol/Internet Protolcol). Mô hình tham chiếu TCP/IP và chồng giao thức TCP/IP tạo khả năng truyền dữ liệu giữa hai máy tính bất kỳ trên thế giới, với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Mô hình TCP/IP gồm có 4 lớp: lớp ứng dụng, lớp vận chuyển, lớp Internet, và lớp truy suất mạng. 5.4.1. Lớp ứng dụng (Application Layer) Các nhà thiết kế TCP/IP cảm thấy rằng các giao thức mức cao nên bao gồm chi tiết của lớp trình bày và lớp phiên. Để đơn giản, họ tạo ra một lớp ứng dụng kiểm soát các giao thức mức cao, các vấn đề của lớp trình bày, mã hóa và điều khiển hội thoại. TCP/IP tập hợp tất cả các vấn đề liên quan đến lớp ứng dụng vào trong một lớp, đảm bảo dữ liệu được đóng gói một cách thích hợp cho lớp kế tiếp. 5.4.2. Lớp vận chuyển (Transport Layer) Lớp vận chuyển đề cập đến vấn đề chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển luồng và sửa lỗi. Một trong giao thức của nó là TCP, TCP cung cấp các phương thức linh hoạt và hiệu quả để thực hiện các hoạt động truyền dữ kiệu tin cậy, hiệu suất cao và ít lỗi. TCP là giao thức có tạo cầu nối. N ó tiến hành hội thoại giữa nguồn và đích trong khi bọc thông tin lớp ứng dụng thành các đơn vị gọi là segment. Tạo cấu nối không có nghĩa là tồn tại một mạch thực sự giữa hai máy tính (như vậy sẽ là chuyển mạch kênh – circuit switching), thay vì vậy nó có nghĩa là segment của 4 lớp di chuyển tới và lui giữa hai host để công nhận kết nối tồn tại một cách luận lý trong một khoảng thời gian nào đó. Điều này được coi như chuyển mạch gói (packet switching). Hình 5.4.2 Mô hình TCP/IP 5.4.3. Lớp Internet (Internet Layer) Mục tiêu của lớp internet là chuyển các gói bắt nguồn từ bất kỳ mạng nào trên liên mạng về đến được đích trong điều kiện độc lập với đường dẫn và các mạng mà chúng trải qua. Giao thức đặc trưng khống chế này gọi là IP. Công việc chính của lớp này là xác định đường dẫn tốt nhất và hoạt động chuyển gói diễn ra tại lớp này. 5.4.4. Lớp truy xuất mạng (Network Access Layer) Lớp này liên quan đến tất cả các vấn đề mà một gói IP yêu cầu để tạo ra một liên kết vật lý thật sự và sau đó tạo liên kết vật lý khác. N ó bao gồm các chi tiết kỹ thuật LAN và WAN , và tất cả các chi tiết trong lớp liên kết dữ liệu cũng như lớp vật lý trong mô hình OSI. 6. Địa chỉ IP 6.1 Giới thiệu chung N hư chúng ta đã biết, Internet là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên. Khác với cách tốt chức theo các cấp: nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông như mạng điện thoại chẳng hạn, mạng Internet có tổ chức chỉ một cấp, các mạng máy tính dù lớn, dù nhỏ khi nối vào Internet đều bình đẳng với nhau. Do cách tổ chức như vậy nên trên Internet có cấu trúc địa chỉ, cách đánh địa chỉ đặc biệt, trong khi cách đánh địa chỉ đối với mạng viễn thông lại đơn giản hơn nhiều. Đối với mạng viễn thông như mạng điện thoại chẳng hạn, khách hàng ở các vùng khác nhau hoàn toàn có thể có cùng số điện thoại, phân biệt nhau bằng mã vùng, mã tỉnh hãy mã quốc tế. Đối với mạng Internet, do cách tổ chức địa chỉ chỉ có một cấp nên mỗi khách hàng hay mỗi máy chủ hoặc Router đều có một địa chỉ internet duy nhất mà không được phép trùng với bất cứ ai. Do vậy mà địa chỉ trên internet thực sự là một tài nguyên. Hàng chục triệu máy chủ trên hàng trăm nghìn mạng. Để địa chỉ không trùng nhau phải có cấu trúc địa chỉ đặc biệt quản lý thống nhất và một tổ chức của Internet gọi là trung tâm thông tin mạng Internet – N etwork Information Center (N IC) chủ trì phân phối, N IC chỉ phân địa chỉ mạng (N et ID) còn địa chỉ máy chủ trên mạng đó (Host ID) do các tổ chức quản lý internet của từng quốc gia tự phân phối. Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức TCP/IP. Mục đích của giao thức liên mạng IP là khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. IP là giao thức cung cấp dịch vụ phân phát Datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy nghĩa là không có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu, không đảm bảo IP Datagram sẽ tới đích và không duy trì bất kỳ thông tin nào về Datagram đã gửi đi. 6.2 Cấu trúc địa chỉ IP 6.2.1 Thành phần và hình dạng của địa chỉ IP * Phân loại: Địa chỉ IP phân làm 2 loại là IPv4 và IPv6 - Địa chỉ IPv4 có độ dài 32 bit đang được sử dụng hiện nay, được viết dưới dạng thập phân và được tách biệt bởi dấu chấm, các trường trong địa chỉ IPv4 có độ dài 8 bit. - Địa chỉ IPv6 có độ dài 128 bit, được viết dưới dạng thập lục phân và được tách biệt bởi dấu hai chấm, các trường trong địa chỉ IPv6 có độ dài 16 bit. * Cách đánh địa chỉ IP: Để hai hệ thống bất kỳ truyền thông, chúng phải có thể nhận diện và định vị lẫn nhau. Một máy tính có thể kết nối nhiều hơn một mạng, mỗi địa chỉ mạng sẽ định danh cho một kết nối của máy tính đến một kết nối khác. Sự kết hợp chữ (địa chỉ mạng) và chữ số (địa chỉ h