LỜI MỞ ĐẦU 1
GIỚI THIỆU MẠNG MÁY TÍNH 2
1.1 THẾ NÀO LÀ MỘT MẠNG MÁY TÍNH 2
1.1.1 Tại sao phải sử dụng máy tính 2
1.1.2 Hai loại mạng chính LAN và WAN 4
1.2 CẤU HÌNH MẠNG 5
1.2.1 Khái quát cấu hình mạng 5
1.2.1 Mạng peer to peer 6
1.2.2 Server based network 7
1.3 TOPOLOGY (CẤU TRÚC LIÊN KẾT, SƠ ĐỒ HÌNH HỌC) 8
1.3.1 Thiết kế topology 9
1.3.2 Các Topology chuẩn 9
1.4 HỆ ĐIỀU HÀNH MẠNG 15
1.4.1 Netware 17
1.4.2 Unix 17
1.4.3 Windows NT 18
CÁC THIẾT BỊ MẠNG CƠ BẢN 19
2.1 CÁP MẠNG 19
2.1.1 Cáp đồng trục 19
2.1.2 Cáp xoắn 22
2.1.3 Cáp quang 24
2.2 CARD MẠNG 24
2.2.1 Chuẩn bị dữ liệu cho cáp mạng 25
2.2.2 Gửi và điều khiển dữ liệu 25
2.2.3 Cấu hình và các thiết lập các tham số 26
PHƯƠNG PHÁP TRUY CẬP 29
3.1 PHƯƠNG PHÁP TRUY CẬP 29
3.1.1 CSMA/CD 30
3.1.2 CSMA/CA 31
3.1.3 Token-Passing 31
3.1.4 Demand Priority 31
3.2 MẠNG MÁY TÍNH GỬI DỮ LIỆU NHƯ THẾ NÀO 32
3.2.1 Chức năng của gói trong giao tiếp mang 32
3.3 ETHERNET 35
3.3.1 Nguồn gốc của Ethernet 35
3.4 TOKEN RING 39
3.4.1 Kiến trúc 39
KIếN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI 41
4.1 KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG 41
4.2 MÔ HÌNH OSI 41
4.2.1 Physical layer (Tầng vật lý) 42
4.2.2 Data-Link Layer (Tầng liên kết dữ liệu) 42
4.2.3 Network layer (Tầng mạng) 43
4.2.4 Transport layer (Tầng vận chuyển) 43
4.2.5 Session layer (Tầng phiên) 43
4.2.6 Presentation layer (Tầng trình diễn) 43
4.2.7 Application layer (Tầng ứng dụng) 44
4.3 DÒNG DỮ LIỆU TRONG MÔ HÌNH OSI 45
GIAO THỨC MẠNG 47
5.1 GIỚI THIỆU VỀ GIAO THỨC(PROTOCOL) 47
5.1.1 Chức năng của giao thức 47
5.1.2 Protocol làm việc như thế nào ? 47
5.2 GIAO THỨC TCP/IP 50
5.2.1 Lịch sử mạng Internet và TCP/IP 50
5.2.2 TCP/IP và mô hình OSI 51
5.2.3 Các giao thức lõi của TCP/IP 55
5.3 GIAO DIỆN ỨNG DỤNG TCP/IP 60
5.3.1 Windows Sockets Interface 60
5.3.2 NetBIOS 60
5.4 ĐỊA CHỈ IP 61
5.4.1 Address Classes 61
5.4.2 Subnet và Subnet Mask 62
5.4.3 Subnetting 65
5.4.4 Variable Length Subnetting 68
5.4.5 Supernetting and Classless Interdomain Routing 71
5.5 NAME RESOLUTION 71
5.5.1 Host Name Resolution 71
5.5.2 Domain Name 71
5.6 NETBIOS NAME RESOLUTION 73
5.7 IP ROUTING 74
5.7.1 Direct and Indirect Delivery 74
5.7.2 IP Routing Table 74
5.7.3 Routing Processes 76
5.7.4 Static and Dynamic IP Routers 77
5.8 PHYSICAL ADDRESS RESOLUTION 77
5.8.1 ARP Process 78
5.9 CÁC DỊCH VỤ THÔNG TIN TRÊN INTERNET 78
5.9.1 Dịch vụ tên miền (DNS) 79
5.9.2 Đăng nhập từ xa (TELNET) 79
5.9.3 Truyền tệp (FPT) 79
5.9.4 Email (Thư điện tử) 80
5.9.5 Archie (Tìm kiếm tệp) 80
5.9.6 Gopher (Tra cứu thông tin theo thực đơn) 80
4.9.7 World Wide Web 80
CÁC THÀNH PHẦN KẾT NỐI MẠNG 82
6.1 MODEM 82
6.1.1 Chức năng Modem 82
6.1.2 Chuẩn cho modem 83
6.1.3 Tốc độ của Modem 83
6.1.4 Các loại modem 84
6.2 HUB 86
6.3 REPEATER 86
6.4 BRIDGE 87
6.5 ROUTER 87
6.6 BROUTERS 88
6.7 GATEWAYS 88
CÔNG NGHỆ MẠNG 90
7.1 CÁC DỊCH VỤ KẾT NỐI MẠNG WAN 90
7.1.1 Truyền dẫn tương tự (Analog) 90
Truyền dẫn số (Digital) 91
7.1.3 Package Switch Network 92
7.1.4 Các công nghệ truyền dữ liệu trên mạng WAN 92
7.2 MẠNG KHÔNG DÂY 97
7.2.1 LAN 97
7.2.2 Extended LANs 98
7.2.3 Mobile Computing 98
KẾT LUẬN 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
CÁC TỪ VIẾT TẮT 102
105 trang |
Chia sẻ: huong.duong | Lượt xem: 2061 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Các thành phần kết nối mạng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ư là NetBIOS name. Tầng session lưu các địa chỉ đó để chuyển sang địa chỉ của NIC từ địa chỉ của tiến trình.
Thành lập, theo dõi, kết thúc virtual-circuit session giữa hai tiến trình dựa trên địa chỉ duy nhất của nó
Định danh thông báo, thêm các thông tin xác định bắt đầu và kết thúc thông báo.
Đồng bộ dữ liệu và kiểm tra lỗi
Presentation layer (Tầng trình diễn)
Tầng trình diễn hoạt động như tầng dịch dữ liệu trên mạng. Tầng này trên máy tính truyền dữ liệu dịch dữ liệu được gửi từ tầng Application sang dạng format chung. Và tầng này tại máy tính nhận lại chuyển từ format chung sang định dạng của tầng Application. Tầng trình diễn thực hiện các chức năng sau:
Dịch các mã ký tự từ ASCII sang EBCDIC
Chuyển đổi dữ liệu, ví dụ từ số Integer sang số dấu phảy đọng
Nén dữ liệu để giảm lượng dữ liệu truyền trên mạng
Mã hoá và giải mã dữ liệu để đảm bảo sự bảo mật trên mạng
4.2.7 Application layer (Tầng ứng dụng)
Tầng mạng như là giao diện của người sử dụng và các tiến trình ứng dụng để truy cập các dịch vụ mạng. Tầng ứng dụng cung cấp các chức năng sau:
Chia sẻ tài nguyên và các thiết bị
Truy cập file từ xa
Truy cập máy in từ xa
Hỗ trợ RPC
Quản lý mạng
Dịch vụ thư mục
Mô hình OSI cho phép truyền thông giữa các máy tính không giống nhau. Hai hệ thống dù khác nhauu như thế nào đi nữa đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau:
Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông
Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng.
Các tầng đồng mức phải cùng chức năng như nhau (Nhưng phương thức cung cấp không nhất thiết phải giống nhau.)
Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.
Để đảm bảo các điều kiện trên cần phải có các chuẩn. Các chuẩn phải xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng. Các chuẩn phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức.Mô hình OSI chính là cơ sở để xây dựng các chuẩn đó.
Mô hình OSI cho phép truyền thông giữa các máy tính không giống nhau.Hai hệ thống dù khác nhauu như thế nào đi nữa đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau:
Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông
Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng.
Các tầng đồng mức phải cùng chức năng như nhau(Nhưng phương thức cung cấp không nhất thiết phải giống nhau.)
Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.
Để đảm bảo các điều kiện trên cần phải có các chuẩn.Các chuẩn phải xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng.Các chuẩn phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức.Mô hình OSI chính là cơ sở để xây dựng các chuẩn đó.
Chức năng của các tầng trong mô hình OSI
Tầng
Chức năng
1.Physical
Có nhiệm vụ truyền các bít không có cấu trúc qua đường truyền vật lý nhờ các phương tiệ cơ, điện…
2.Data Link
Cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy,gửi các khối dữ liệu với các cơ chế đồng bộ hóa,kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết.
3.Network
Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với các công nghệ chuyển mạch thích hợp.Thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần thiết
4.Transport
Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút và thực hiện việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu nút.Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh nếu cần.
5.Session
Cung cấp phuơng tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng: thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng.
6.Presentation
Chuyển đổi cú pháp dữ liệu đểđáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng
7.Application
Cung cấp phương tiện để người sử dụng có thể truy cập được cào môi trường OSI, đòng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán.
4.3 Dòng dữ liệu trong mô hình OSI
Mô hình tham chiếu OSI biểu thị một kiến trúc chuẩn của dòng dữ liệu. Các tầng giống nhau truyền các đối tượng phù hợp với nhau ở máy tính gửi và máy tính nhận.
Chương 5
Giao thức mạng
5.1 Giới thiệu về giao thức(Protocol)
Để các máy tính có thể trao đổi, liên kết với nhau cần có mộtnguyên tắc chung giữa tất cả các máy tính. Giao thức(Protocol) chính là các nguyên tắc đó. Nó cho phép các máy tính hiểu được nhau, trao đổi với nhau trên mạng.
5.1.1 Chức năng của giao thức
Giao thức là tập các nguyên tắc và thủ tục để giao tiếp. Trong môi trường mạng có rất nhiều giao thức. Mỗi loại có có mục đích và nhiêm vụ khác nhau.
5.1.2 Protocol làm việc như thế nào ?
Khi dữ liệu truyền trên mạng nó được chia ra làm các phần rời rạc và được truyền theo các tầng riêng biệt. Thứ tự các tầng phải giống nhau trong tất cả các máy tính trên mạng. Khi máy tính gửi đi thì các tầng đó được thực hiện từ trên xuống dưới. Khi máy tính nhận thì các tầng thực hiện từ dưới lên.
ở máy tính gửi
Protocol chia dữ liệu thành các phần nhỏ gọi là package và do protocol quản lý.
Thêm các thông tin về địa chỉ cho gói để gửi tới máy đích.
Chuẩn bị để gửi các gói dữ liệu ra card mạng và gửi lên mạng.
ở máy tính nhận
Protocol nhận các gói dữ liệu từ cáp.
Mang các gói dữ liệu thông qua card mạng.
Chuyển tất cả các thông tin từ các gói dữ liệu .
Copy dữ liệu từ các gói vào buffer để tập hợp lại
Chuyển các dữ liệu đẫ tập hợp cho ứng dụng sử dụng.
Cả ở máy tính nhận và máy tính gửi thực hiện các bước giống nhau vì vậy dữ liệu có cùng cấu trúc khi nhận cũng như khi gửi. Có rất nhiều các giao thức khác nhau, các nhà phát triển phần cứng và phần mềm phát triển các sản phẩm của họ sử dụng một hoặc nhiều các giao thức khác nhau. Các giao thức tồn tại trong các tầng khác nhau và thực hiệ một nhiêm vụ đặc biệt. Tuy nhiên ta có thể chia làm ba nhóm các giao thức, mỗi loại nằm trong một hoặc nhiều tầng trong mô hình OSI.
Hình 5.2 Phân loại các giao thức
Application Protocol
Chúng làm việc ở tầng cao nhất trong mô hình tham chiếu OSI , cung cấp sự trao đổi giữ liệu giữa các ứng dụng với nhau.bảng sau bao gồm các giao thức phổ biến:
Giao thức
Mô tả
APPC (Advanced Program-to-Program Communication
Một giao thức trong mô hình DNA của IBM
FTAM (File Transfer Access and Management)
Giao thức truy cập file
X.400
Giao thức truyền dẫn thư điện tử của CCITT
X.500
Giao thức cho các dịch vụ file và thư mục
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol
Giao thức trên internet cho việc truyền e mail
FTP (File Transfer Protocol)
Giao thức truyền file trên internet
SNMP (Simple Network Management Protocol)
Giao thức kiểm soát mạng và các thành phần mạng trên Internet
Telnet
Giao thức truy cập máy tính từ xa trên Internet
Microsoft SMBs (Server Message Blocks) and client shells or redirectors
Giao thức trong mô hình client/server của MS
NCP (Novell NetWare Core Protocol) and Novell client shells or redirectors
Giao thức dịch vụ
AppleTalk and AppleShare
Bộ giao thức mạng của Apple
AFP (AppleTalk filing Protocol)
Bộ giao thức truy cập file của Apple
DAP (Data Access Protocol)
Giao thức truy cập file của DECnet
Bảng 5.1 Các giao thức Application
Transport Protocols
Các giao thức truyền dẫn làm việc trong tầng truyền dẫn trong mô hình tham chiếu OSI. Các giao thức phổ biến gồm:
Giao thức
Mô tả
TCP
Giao thức trong bộ giao thức trên mạng Internet TCP/IP
SPX
Một phần của bộ giao thức IPX/SPX của Novell
NWLink
Một phiên bản IPX/SPX của Microsoft
NetBEUI (NetBIOS extended user interface
Một giao thức của Microsoft
ATP (AppleTalk Transaction Protocol) and NBP (Name Binding Protocol)
Một giao thức của Apple
Bảng 5.2 Các giao thức Transport
Network Protocols
Các giao thức mạng cung cấp các dịch vụ liên kết. Nó quản lý việc đánh địa chỉ,thông tin định tuyến, kiểm tra lỗi. Nó cũng cung cấp các định nghĩa giao tiếp giữa các môi trường mạng như Ethernet và Token ring. Hình 5.3 minh hoạ mô hình tham chiếu OSI và một số các nhà sản xuất thông dụng với các giao thức của họ.
Hình 5.3 Các giao thức của một số nhà sản xuất
5.2 Giao thức TCP/IP
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) là bộ giao thức chuẩn cho phép truyền thông kể cả môi trường khác nhau. Ngoài ra TCP/IP là bộ giao thức mạng cho phép truy cập tài nguyên trên internet. TCP/IP trở thành chuẩn giao thức trên mạng Internet.
5.2.1 Lịch sử mạng Internet và TCP/IP
Tháng 6/1968 một cơ quan của bộ quốc phòng Mỹ là cục các dự án nghiên cứu tiên tiến (Ađvance research Project Agency - ARPA) đã xây dựng dự án kết nối các trung tâm nghiên cứu lớn trong toàn liên bang mở đầu là 4 viện nghiên cứu Stanford, đại học California ở Los Angles, đại học california ở Santa Barbara và đại học Utah. Mục tiêu của bộ quốc phòng Mỹ là từ các trạm ban đầu này có thể mở rộng ra các cơ sở nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực quân sự, hình thành một mạng máy tính có độ tin cậy cao phù hợp với các hoạt động của bộ quốc phòng và an ninh. Giải pháp ban đầu được chọn là của Bolt Beranek và Newman(BBN). Lúc đó chưa có mạng LAN, WAN và các PC như ngày nay.Giải pháp của BBN bao gồm các nút mạng (được gọi là IMP – Interface message processor) là tổ hợp cả phần cứng và phần mềm cài đặt trên máy tính Mini.Mùa thu năm 1969 bốn trạm đầu tiên được kết nối thành công đánh dấu sự ra đời của mạng ARPANET-tiền thân của mạng Internet ngày nay. Giao thức truyền thông trong mạng ARPANET lúc đó là NCP(Network control protocol). Đến giữa năm 1970 họ giao thức TCP/IP được Vint Cerf(đại học Stanford) và Robert Kahn(BBN) phát triển.Ban đầu cùng tồn tại với NCP và đến năm 1983 thì hoàn toàn thay thế NCP trong ARPANET.
ARPANET nhanh chóng mở rộng thêm các nút mới và trở thành một mạng quốc gia .Trong thời gian đó, các nhà nghiên cứu ở trung tâm nghiên cứu Palo Alto(Palo Alto research center-PARC) của hãng Xerox đã phát triển một trong các công nghệ sớm nhất và phổ biến nhất của mạng cục bộ là Ethernet. TCP/IP được tích hợp vào hệ điều hành Unix và sử dụng chuẩn Ethernet để kết nối các trạm làm việc với nhau. Đến khi xuất hiện các máy tính cá nhân thì TCP/IP lại được tích hợp vào PC cho phép máy tính chạy DOS có thể truy cập các trạm chạy Unix.và cứ thế TCP/IP ngày càng được sử dụng nhiều trong cả các mạng diện rộng lẫn các mạng cục bộ….
5.2.2 TCP/IP và mô hình OSI
Không giống OSI gồm 7 lớp TCP/IP gồm 4 lớp. Nó được xem như họ giao thức cho Internet. Bốn lớp của TCP/IP gồm:
Network interface layer
Internet layer
Transport layer
Application layer
Mỗi lớp tương ứng với một hoặc nhiều lớp của mô hình OSI
Hình 5.4 Mô hình kiến trúc TCP/IP
Bộ giao thức TCP/IP bao gồm các giao thức sau:
Giao thức
Tên
IP/IPv6
Internet Protocol.
TCP
Transmission Control Protocol.
UDP
User Datagram Protocol.
ARP/RARP
Address Resolution Protocol/Reverse Address
DCAP
Data Link Switching Client Access Protocol
L2TP
Layer 2 Tunneling Protocol.
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol.
ICMP / ICMPv6
Internet Control Message Protocol.
IGMP
Internet Group Management Protocol.
MARS
Multicast Address Resolution Server.
PIM
Protocol Independent Multicast-Sparse Mode (PIM-SM)
RIP2
Routing Information Protocol.
RSVP
Resource ReSerVation setup Protocol.
VRRP
Virtual Router Redundancy Protocol
AH
Authentication Header.
ESP
Encapsulating Security Payload.
BGP4
Border Gateway Protocol.
EGP
Exterior Gateway Protocol.
HSRP
Cisco Hot Standby Router Protocol.
IGRP
nterior Gateway Routing.
NARP
NBMA Address Resolution Protocol
NHRP
Next Hop Resolution Protocol.
OSPF
Open Shortest Path First.
RUDP
Reliable UDP
TALI
Transport Adapter Layer Interface.
Van Jacobson
Compressed TCP
XOT
X.25 over TCP.
DNS
Domain Name Service.
NetBIOS/IP
NetBIOS/IP
LDAP
Lightweight Directory Access Protocol.
COPS
Common Open Policy Service
FTP
File Transfer Protocol.
TFTP
Trivial File Transfer Protocol.
FUIP
Finger User Information Protocol.
HTTP
Hypertext Transfer Protocol.
S-HTTP
Secure Hypertext Transfer Protocol.
IMAP4
Internet Message Access Protocol rev 4.
IPDC
P Device Control.
ISAKMP
Internet Message Access Protocol version 4rev1.
NTP
Network Time Protocol.
POP3
Post Office Protocol version 3.
RLOGIN
Remote Login.
RTSP
Real-time Streaming Protocol.
SCTP
Stream Control Transmision Protocol.
SLP
Service Location Protocol.
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol.
SNMP
Simple Network Management Protocol.
SOCKS
SOCKS
TACACS+
TACACS+
TELNET.
TELNET.
WCCP
Web Cache Coordination Protocol
X-Windows
X-Windows
Bảng 5.3 Bộ gioa thức TCP/IP
Hình 5.5 Chi tiết các giao thức trong bộ giao thức TCP/IP
Network Interface
Chịu trách nhiêm nhận và gửi các gói tin lên các mạng. TCP/IP được thiết kế độc lập với các phương pháp truy cập mạng, định dạng của frame… Vì vậy TCP/IP có thể kết nối các loại mạng khác nhau bao gồm các kỹ thuật mạng LAN như Ethernet, Token ring hay kỹ thuật mạng WAN như X25,ATM…Tầng Network interface tương ứng với tâng Data-link, Physical của rmô hình tham chiếu OSI .
Internet Layer
Tầng Internet chịu trách nhiệm đánh địa chỉ , đóng gói và các chức năng định tuyến. Các lõi giao thức trong tầng Internet là IP, ARP, ICMP, and IGMP.
IP(Internet protocol): là giao thức có thể định tuyến chiuk trách nhiệm đánh địa chỉ IP, định tuyến, phân mảnh và tập hợp các gói tin.
Address Resolution Protocol (ARP): chịu trách nhiêm chuyển địa chỉ của tầng Internet sang tầng network Interface
Internet Control Message Protocol (ICMP) chịu trách nhiệm cung cấp các chuẩn đoán và thông báo lỗi khi các gói tin truyền đi không thành công.
Internet Group Management Protocol (IGMP): chịu trách nhiệm quản lý các gói tin.
Transport Layer
Chịu trách nhiệm cung cấp cho tầng ứng dụng(Application) với các phiên (session) và các dịch vụ liên kết. Giao thức lõi của tầng này là Transmission Control Protocol(TCP) và User datagram protocol(UDP).
TCP (Transmission Contron Protocol): là giao thức chuyển dữ liệu có bảo đảm. Giao thức TCP gửi từng gói dữ liệu đi, nơi nhận theo giao thức này phải có trách nhiệm thông báo và kiểm tra xem dữ liệu đã đến đủ hay chưa, có lỗi hay không có lỗi và phải có sự kết nối giữa nơi gửi và nơi nhận.
UDP (Uer Datagram Protoclol): Là giao thức chuyển dữ liệu không bảo đảm. Không có sự kêt nối trước nào giữa nơi gửi và nơi nhận. Dữ liệu truyền đi mặc định rằng máy tính ở đầu nhận luôn ở trạng thái sẵn sàng để tiếp đón.Vì vậy nếu dữ liệu gửi đến bị lỗi trong quá trình truyền hay không nhận được đầy đủ thì giao thức cũng không có thông tin phản hồi lại cho nơi gửi.
Application Layer
Tầng ứng dụng cung cấp cho các ứng dụng khả năng truy cập các dịch vụ của các tầng khác và định nghĩa giao thức mà ứng dụng dùng để trao đổi dữ liệu. Có rất nhiều giao thức trong tầng mạng này và cũng có rất nhiều các giao thức mới thường xuyên được phát triển cho tầng ứng dụng. Các giao thức thông dụng dùng để trao đổi thông tin người dùng như :
Hypertext Transfer Protocol (HTTP): là giao thức truy cập các trang web của dịch vụ World Wide Web.
File Transfer Protocol (FTP): là giao thức truyền file trên mạng.
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): được sử dụng để truyền các thông tin email trên mạng và rất nhiều các giao thức khác.
5.2.3 Các giao thức lõi của TCP/IP
Bộ giao thức TCP/IP là tập hợp của một số các giao thức liên kết gọi là giao thức lõi của TCP/IP.Tất cả các ứng dụng và các giao thức khác đều dựa trên các dịch vụ cung cấp bởi các giao thức sau: IP, ARP, ICMP, IGMP, TCP và UDP.
Internet protocol (IP)
IP là giao thức chịu trách nhiệm đánh địa chỉ và định tuyến các gói giữa các máy. IP không phải là giao thức kết nối có nghĩa là nó không có các phiên được thành lập trước khi trao đổi dữ liệu. IP cũng không phải là giao thức tin cậy có nghĩa là các gói tin truyền đi không được bảo đảm. Một gói tin IP có thể bị mất, bị trễ hay bị truyền thừa và IP cũng không khắc phục lại các lỗi đó. Sự đảm bảo và khôi hục lại các gói tin bị mất hay bị lỗi do các giao thức ở tầng trên đảm bảo. Chính là TCP. Đơn vị dữ liệu dùng trong IP được gọi Datagram có định dạng như sau:
Một gói IP bao gồm một IP header và các thông tin. Bảng sau mô tả các thành phần trong IP header.
Tham số
Mô tả
VER(4bits)
Chỉ version hiện hành của IP
IHL(4bits)
Chỉ độ dài phần đầu(Internet Header Length) của datagram
Type of service
Đặc tả các tham số về dịch vụ
Total length(16 bits)
Chỉ độ dài toàn bộ datagram
Identification(16 bits)
Cùng với các tham số khác như Source Address và Destination Address để định danh duy nhất cho một datagram khi nó còn trên mạng
Flag(3 bits)
Liên quan tới phân đoạn
Fragment offset(13 bits)
Chỉ vị trí đoạn ở trong datagram
Time to Live (8bits)
Quy định thời gian tồn tại(s) của datagram trong mạng
Option (Độ dài thay đổi)
Khai báo các tuỳ chọn do người dùng thay đổi
Padding(Độ dài thay đổi)
Vùng đệm
Source IP Address
Địa chỉ IP thực của nơi gửi
Destination IP Address
Địa chỉ của đích cuối cùng
Protocol
Cho biết IP tại nơi đích sẽ chuyển gói tin sang giao thức nào TCP,UDP,ICMP…
Header Checksum(16 bits)
Một cơ chế tính toán đơn giản để kiểm tra sự toàn vẹn của IP header
Data(Độ dài thay đổi)
Vùng dữ liệu có độ dài là bội của 8bits và tối đa là 65535 bytes
Bảng 5.4 Các tham số của IP Header
IPv6 (IP version 6)
IPv6 là một phiên bản mới của giao thức IP dựa trên IPv4. IPv6 tăng độ dài lên 128 bits để có thể đáp ứng được số địa chỉ mạng ngày càng tăng. IPv6 hỗ trợ khả năng mở rộng và tuỳ chọn. Định dạng của IPv6 header như sau :
Tham số
Mô tả
Source port
Số cổng của nguồn
Destination port
Số cổng của đích
Sequence number
Số sequence của data octet đầu tiên trong một đoạn
Acknowledgment number
Nếu bit ACK được set thì nó chức giá trịn tiếp theo của Sequence number
Data offset(4bits)
Xác định vị trí dữ liệu bắt đầu
Reserved(6bits)
Chưa dùng
Control bits(6 bits)
Có thể là U,A,P,R,F,S,F
Window(16 bits)
Số data octet của đoạn dữ liệu
Checksum
Một cơ chế tính toán đơn giản để kiểm tra sự toàn vẹn của IP header
Bảng 5.6 IP header v6
Sự phân mảnh và tập hợp lại
Nếu router nhận được một gói tin quá lớn để có thể truyền được trên mạng thì nó sẽ chia gói tin này thành các gói tin nhỏ hơn. Khi gói tin được nhận tại địa chỉ đích thì IP tại đây sẽ tập hợp các gói này thành gói tin ban đầu. Quá trình đó được gọi là phân mảnh và tập hợp lại. Quá trình Phân mảnh và tập hợp lại diễn ra như sau:
Khi một gói IP được gửi đi từ một nơi nó đặt một giả trị duy nhất trong trường Identification .
Gói tin được nhận tại router. IP của router xác nhận đơn vị nhỏ nhất có thể truyền của mạng để có thể phân mảnh gói tin.
IP chia gói tin thành các gói nhỏ và các gói này được chuyển đi với các Header của nó.
Khi các gói nhỏ phân mảnh này được nhận tại một IP nào đó thì nó sẽ được tập hợp lại thành một gói như ban đầu.
ARP(Address Resolution Protocol)
Các máy tính trên cùng một mạng vật lý chỉ có thể liên lạc với nhau khi biết địa chỉ vật lý của nhau. Giao thức ARP cho phép một máy tính tìm đại chỉ vật lý của máy đích trên cùng một mạng vật lý, chỉ cần biết địa chỉ IP của máy đích.
ICMP(Internet Control Message Protocol)
Để cho phép một bộ định tuyến trong mạng thông báo lỗi hoặc cung cấp thông tin về những tình huống không mong đợi, những nhà thiết kế đã cung cấp thêm một cơ chế thông báo có mục đích đặc biệt cho các giao thức TCP/IP. Cơ chế này gọi là ICMP. ICMP cho phép một bộ định tuyến gửi thông báo lỗi và thông báo điều khiển đến các bộ định tuyến khác hoặc các máy khác. ICMP cung cấp phương tiện thông tin liên lạc giữa phần mềm IP trên một máy và phần mềm IP trên maý khác. Khi một datagram gây lỗi, ICMP chỉ có thể thông báo điều kiện lỗi trở về nguồn ban đầu của datagram. Nguồn này phải liên lạc lỗi với từng chương trình ứng dụng hoặc thực hiện thao tác khác để sửa lôĩ.
TCP (Transmission control protocol)
TCP là giao thức kiểu có liên kết (connection oriented) nghĩa là cần thành lập liên kết giữa các cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. Đơn vị sử dụng trong TCP là segment(đoạn dữ liệu) có định dạng như sau:
Các tham số trong định dạng:
Tham số
Mô tả
Source port(16 bits)
Số hiệu cổng của trạm nguồn
Destination port(16bits)
Số hiệu cổng của trạm đích
Sequence number(32bits)
Số hiệu của số byte đầu tiên của segment nếu bit SYN không được thiết lập.
Acknowledment number (32bits)
Số hiệu của segment tiếp theo mà trạm nguồn đang chờ để nhận.
Data offset(4 bits)
Số lượng từ (word ) trong TCP header
Reserved(6 bits)
Chưa dùng
Control bits
Các bits điều khiển
Window(16 bits)
Số lượng các byte dữ liệu bắt đầu từ byte được chỉ ra trong vùng ACK number
Checksum (16 bits)
Mã kiểm soát lỗi
Urgent Pointer(16 bits)
Con trỏ này trỏ tới số hiệu tuần tự của byte đi theo sau dữ liệu khẩn,cho phép bên nhận biết được độ dài của dữ liệu khẩn
Option(Độ dài thay đổi)
Các lựa chọn
Pading(Độ dài thay đổi)
Phần chèn thêm vào header để bảo đảm phần header luôn kết thúc ở mốc 32 bits
TCP data(Độ dài thay đổi)
Chứa dữ liệu của tầng trên,có độ dài tối đa ngầm định là 536 bytes.Giá trị nà có thể thay đổi trong vùng option.Một tiến trình trong một host truy nhập vào các dịch vụ của TCP cung cấp thông qua một cổng.Một cổng kết hợp với địa chỉ IP tạo thành một socket duy nhất trong liên mạng. Trước khi truyền dữ liệu giữa hai trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết được giải phóng.
Mảng 5.6 Các tham số của TCP header
5.3 Giao diện ứng dụng TCP/IP
Để ứng dụng có thể truy cập các dịch vụ của các giao thức lõi của TCP/IP theo một cách chuẩn hệ điều hành mạng cung cấp chuẩn công nghệ gọi là Application programming Interface(API).API là một tập các hàm và lệnh được lập trình để cho phép thực hiện các dịch vụ mạng.Hình 6.3 minh hoạ hai giao diện lạpp trình mạng thông dụng là Winsock và NetBIOS và các giao thức lõi của nó.
Hình 5.5 Giao diện lập trình TCP/IP
5.3.1 Windows Sockets Interface
Windows Sockets API là API chuẩn của Windows cho ứng dụng sử dụng giao thức TCP và UDP.Các ứng dụng viết dưới Windows socket API có thể chạy trên các version của TCP/IP. Window socket cung cấp dịch vụ cho phép kết hợp một cổng và địa chỉ IP để thành lập một kết nối ,gửi và nhận dữ liệu.
5.3.2 NetBIOS
NetBIOS được phát triển cho IBM bởi Sytek Corporation cho phép các ứng dụng giao kết qua mạng.NetBIOS là một chuẩn API cho phép lập trình I/O, điều khiển dưới các phần mềm điều khiển giao thức mạng . NetBIOS cung cấp các lệnh và hỗ trợ NetBIOS Name Management,NetBIOS Datagram và NetBISO session.
5.4 Địa chỉ IP
Một hệ thống liên lạc được gọi là cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc toàn cầu nếu nó cho phép bất kỳ máy tính liên lạc đựoc với máy tính khác. Để cho hệ thông tin liên lạc là toàn cầu thì cần có phương pháp được chấp nhận toàn cầu về việc xác định mỗi máy tính nối vào nó. Thông thuờng định danh của máy tính được phân loại theo tên, địa chỉ.Mỗi máy tính TCP/IP được định nghĩa bởi một địa chỉ logic IP. Địa chỉ IP là một địa chỉ lớp mạng và nó không phụ thuộc vào địa chỉ MAC. Địa chỉ IP xác định vị trí của máy tính trên mạng giống như địa chỉ của nhà trong thành phố. Một địa chỉ IP là một số duy nhất toàn cầu và có định dạng thống nhất. Mỗi địa chỉ IP bao gồm : network ID và host ID. Network ID (hay còn gọi là địa chỉ mạng) xác định vị trí của một hệ thống trên cùng một mạng vật lý đựoc xác định bởi IP router. Tất cả các hệ thống trên một mạng vật lý phải có địa chỉ mạng giống nhau. Địa chỉ mạng phải là duy nhất trên một liên mạng. Host ID (hay gọi là địa chỉ host) xác định một trạm một server, một router hay một host TCP/IP khác trên mạng. Địa chỉ Host ID là duy nhất trên một địa chỉ mạng. Một địa chỉ IP gồm 32 bits.Thay vì làm việc với 32 bits một lần ,thông thường địa chỉ IP được chia ra làm 4 đoạn 8 bits đựoc gọi là octet. Mỗi octet đựoc chuyển sang số thập phân trong một trường từ 0-255 và đựoc phân chia bởi các dấu chấm. Ví dụ của một địa chỉ IP trong dạng nhị phân và dạng thập phân :
Binary Format
Dotted Decimal Notation
11000000 10101000 00000011 00011000
192.168.3.24
Bảng 5.7 Ví dụ địa chỉ IP
Hình 5.6 Địa chỉ IP
5.4.1 Address Classes
Mọi địa chỉ IP đều gồm 2 phần là Network ID và Host IP nhưng định dạng của chúng không giống nhau. Bởi vì cỡ của các đoạng mạng là không giống nhau, tuỳ theo các kích cỡ mạng khác nhau chia ra 4 loại class khác nhau. Class của địa chỉ IP định nghĩa số bits được sử dụng cho network ID và số bits sử dụng cho Host ID .Số bít sử dụng cho Network ID quyến định số mạng và số bits sử dụng cho Host ID quyết định số host có thể trên một mạng.Các class là A, B, C, D, E. Tuỳ thuộc vào số mạng và số host mà ta chọn các class khác nhau. Class A định nghĩa một số lượng nhỏ mạng và số lượng lớn các host trên mạng. Ngược lại class C lại định nghĩa nhiều mạng và số host trên mạng là ít. Class B nằm giữa class A và C nó thích hợp cho các mạng có số mạng vừa và số host trên mạng cũng không lớn. Class D hơi khác so với các class khác là nó sử dụng cho mutilCast. Class E là thiết kế cho tương lai và hiện tại chưa sử dụng. Bảng sau mô tả Network ID và Host ID của địa chỉ IP class A, B, C.
Class
IP Address
Net ID
Host ID
A
a.b.c.d
a
b.c.d
B
a.b.cd
a.b
b.c
C
a.b.c.d
a.b.c
D
Bảng 5.8 N
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DAN138.doc