Bài giảng Mạng máy tính - Nguyễn Cao Đạt - Chương 4: Tầng mạng (Bài giảng 1)
Mục tiêu:
Hiểu các được nguyên lý đằng sau các dịch vụ tầng
mạng:
các mô hình dịch vụ tầng mạng
một bộ định tuyến làm việc như thế nào
định tuyến (chọn đường đi)
xử lý với vấn đề qui mô mạng
chủ đề nâng cao: IPv6, tính di động
diễn giải, hiện thực trong Internet
Tóm tắt nội dung Bài giảng Mạng máy tính - Nguyễn Cao Đạt - Chương 4: Tầng mạng (Bài giảng 1), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
ao nhiêu mạng con trong hình bên? 223.1.1.1 223.1.1.3 223.1.1.4 223.1.2.2/24 223.1.2.1/24 223.1.2.6/24 223.1.3.2 223.1.3.1 223.1.3.27 223.1.1.2 223.1.7.1/30 223.1.7.2/30 223.1.7.6/30 223.1.7.5/30 223.1.7.10/30 223.1.7.9/30 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 29 Đánh địa chỉ IP: CIDR CIDR: Classless InterDomain Routing Định tuyến liên miền không phân lớp phần mạng con có độ dài bất kì định dạng của địa chỉ: a.b.c.d/x, với x là số bit của phần mạng con trong địa chỉ 11001000 00010111 00010000 00000000 phần mạng con phần máy 200.23.16.0/23 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 30 Địa chỉ IP: làm sao để lấy? Hỏi: Làm thế nào máy tính lấy được địa chỉ IP? lưu cứng bởi quản trị viên hệ thống trong một tệp Windows: control-panel->network->configuration->tcp/ip- >properties UNIX: /etc/rc.config DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: lấy địa chỉ IP động từ một máy chủ “plug-and-play” Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 31 DHCP: Giao thức cấu hình máy động Mục đích: cho phép máy lấy địa chỉ IP động tự động từ máy chủ trong mạng khi nó tham gia vào mạng Có thể làm mới địa chỉ Cho phép sử dụng lại địa chỉ Hỗ trợ người dùng di động (laptop) khi họ muốn tham gia vào mạng Tổng quan DHCP: máy khách phát tán thông điệp “DHCP discover” máy chủ DHCP trả lời với thông điệp “DHCP offer” khách yêu cầu địa chỉ IP: th/điệp “DHCP request” máy chủ DHCP gửi địa chỉ: t/điệp “DHCP ack” Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 32 Kịch bản khách-chủ DHCP 223.1.1.1 223.1.1.2 223.1.1.3 223.1.1.4 223.1.2.9 223.1.2.2 223.1.2.1 223.1.3.2 223.1.3.1 223.1.3.27 A B E máy chủ DHCP khách DHCP đến cần địa chỉ của mạng này Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 33 Kịch bản khách-chủ DHCP máy chủ DHCP: 223.1.2.5 khách t/g DHCP discover src : 0.0.0.0, 68 dest.: 255.255.255.255,67 yiaddr: 0.0.0.0 transaction ID: 654 DHCP offer src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs DHCP request src: 0.0.0.0, 68 dest:: 255.255.255.255, 67 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 655 Lifetime: 3600 secs DHCP ACK src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 655 Lifetime: 3600 secs Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 34 Địa chỉ IP: đặt một địa chỉ ntn? Hỏi: Làm thế nào mà mạng tìm ra phần mạng con của địa chỉ IP? Đáp: lấy phần được phân phối trong không gian địa chỉ của nhà cung cấp của nó ISP's 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20 Tổ chức 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Tổ chức 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23 Tổ chức 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23 ... ….. …. …. Tổ chức 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 35 Đánh địa chỉ phân cấp: gộp tuyến đường (route aggregation) “Gửi cho tôi các gói tin với địa chỉ bắt đầu bằng 200.23.16.0/20” 200.23.16.0/23 200.23.18.0/23 200.23.30.0/23 ISP-1 Tổ chức 0 Tổ chức 7 Internet Tổ chức 1 ISP-ABC “Gửi cho tôi các gói tin với địa chỉ bắt đầu bằng 199.31.0.0/16” 200.23.20.0/23 Tổ chức 2 . . . . . . Đánh địa chỉ phân cấp cho phép quảng bá thông tin định tuyến một cách hiệu quả: Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 36 Đánh địa chỉ phân cấp: những tuyến đường cụ thể hơn ISP-ABC có đường đi cụ thể hơn tới Tổ chức 1 “Gửi cho tôi các gói tin với địa chỉ bắt đầu bằng 200.23.16.0/20” 200.23.16.0/23 200.23.18.0/23 200.23.30.0/23 ISP-1 Tổ chức 0 Tổ chức 7 Internet Tổ chức 1 ISP-ABC “Gửi cho tôi các gói tin với địa chỉ bắt đầu bằng 199.31.0.0/16 hoặc 200.23.18.0/23” 200.23.20.0/23 Tổ chức 2 . . . . . . Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 37 Đánh địa chỉ IP: Làm sao để có IP? H: Làm sao ISP lấy được một khối địa chỉ? Đ: ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers cấp phát địa chỉ quản lí DNS đăng kí tên miền, giải quyết tranh chấp Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 38 NAT: Sự dịch địa chỉ mạng 10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 10.0.0.4 138.76.29.7 mạng cục bộ (vd, mạng gia đình) 10.0.0/24 phần còn lại của Internet Các gói tin với mà nguồn và đích đều nằm trong mạng này sẽ có địa chỉ 10.0.0/24 cho nguồn và đích (như b/thường) Tất cả gói tin đi ra khỏi mạng nội bộ đều có cùng một địa chỉ IP NAT nguồn: 138.76.29.7, và số cổng khác nhau Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 39 NAT: Sự dịch địa chỉ mạng Động lực: mạng nội bộ sử dụng chỉ một địa chỉ IP cho việc liên lạc với bên ngoài: không cần một dải địa chỉ từ ISP: chỉ một địa chỉ IP cho tất cả các thiết bị có thể thay đổi địa chỉ của thiết bị trong mạng cục bộ mà không ảnh hưởng đến thế giới bên ngoài có thể thay đổi ISP mà không thay đổi địa chỉ của thiết bị trong mạng cục bộ các thiết bị trong mạng cục bộ không được đánh địa chỉ công cộng, có thể thấy đươc bởi mạng ngoài (một điểm cộng cho bảo mật). Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 40 NAT: Sự dịch địa chỉ mạng Hiện thực: bộ định tuyến NAT phải: gói tin đi ra: thay thế (IP nguồn, số cổng) của mọi gói tin đi ra thành (IP NAT, số cổng mới) . . . khách/chủ từ xa sẽ trả lời sử dụng (IP NAT, số cổng mới) làm địa chỉ đích. ghi nhớ (trong bảng dịch NAT) mọi cặp dịch từ (IP nguồn, số cổng) tới (IP NAT, số cổng mới) gói tin đi vào: thay thế (IP NAT, số cổng mới) trong trường đích của mọi gói tin đi vào bằng (IP nguồn, số cổng) tương ứng lưu trong bảng NAT Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 41 NAT: Sự dịch địa chỉ mạng 10.0.0.1 10.0.0.2 10.0.0.3 S: 10.0.0.1, 3345 D: 128.119.40.186, 80 1 10.0.0.4 138.76.29.7 1: máy 10.0.0.1 gửi gói tin tới 128.119.40.186, 80 bảng dịch NAT Địa chỉ WAN địa chỉ LAN 138.76.29.7, 5001 10.0.0.1, 3345 …… …… S: 128.119.40.186, 80 D: 10.0.0.1, 3345 4 S: 138.76.29.7, 5001 D: 128.119.40.186, 80 2 2: bđt NAT đổi địa chỉ nguồn của gói tin từ 10.0.0.1, 3345 thành 138.76.29.7,5001, cập nhật bảng S: 128.119.40.186, 80 D: 138.76.29.7, 5001 3 3: Gói trả lời tới địa chỉ đích: 138.76.29.7, 5001 4: bđt NAT đổi địa chỉ đích của gói tin từ 138.76.29.7, 5001 thành 10.0.0.1, 3345 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 42 NAT: Sự dịch địa chỉ mạng trường số-cổng 16-bit: 60,000 kết nối đồng thời với một địa chỉ LAN! NAT đang bị tranh cãi: bđt nên chỉ làm việc ở lớp 3 vi phạm nguyên lý đầu cuối-tới-đầu cuối NAT phải được xem xét khi thiết kế các ứng dụng, ví dụ: ứng dụng P2P sự thiếu địa chỉ nên được giải quyết bằng IPv6 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 43 Vấn đề truy cập vào trong NAT khách muốn truy cập vào máy chủ với địa chỉ 10.0.0.1 máy chủ địa chỉ 10.0.0.1 chỉ dùng trong LAN (khách không thể dùng nó làm địa chỉ đích) chỉ có một địa chỉ nhìn thấy từ bên ngoài là địa chỉ NAT: 138.76.29.7 giải pháp 1: cấu hình NAT tĩnh, để chuyển tiếp yêu cầu kết nối tới cổng nhất định nào đó sang máy chủ vd: (123.76.29.7, cổng 2500) luôn luôn được chuyển tới 10.0.0.1, cổng 25000 10.0.0.1 10.0.0.4 bđt NAT 138.76.29.7 Khách ? Chủ Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 44 Vấn đề truy cập vào trong NAT giải pháp 2: Giao thức Universal Plug and Play (UPnP) Internet Gateway Device (IGD). Cho phép máy trong mạng NAT: học địa chỉ IP công cộng (138.76.29.7) thêm/xóa các ánh xạ cổng (với thời gian cho thuê) vd, cấu hình ánh xạ cổng NAT tự động, tĩnh 10.0.0.1 10.0.0.4 NAT router 138.76.29.7 IGD Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính © 2011 MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng 45 Vấn đề truy cập vào trong NAT giải pháp 3: chuyển tiếp gói (dùng trong Skype) khách trong NAT thiết lập kết nối tới máy chủ chuyển tiếp khách bên ngoài kết nối tới MCCT MCCT tạo cầu nối gói tin giữa 2 kết nối 138.76.29.7 Client 10.0.0.1 bđt NAT 1. kết nối tới MCCT khởi tạo bởi máy trong NAT 2. kết nối tới MCCT khởi tạo bởi máy ngoài NAT 3. chuyển tiếp được thiết lập
File đính kèm:
Bài giảng Mạng máy tính - Nguyễn Cao Đạt - Chương 4 Tầng mạng (Bài giảng 1).pdf
