Bài giảng Truyền số liệu mạng - Chương 7: Cấu trúc thông tin máy tính
1. khái niệm
Mạng (network): gồm 2 hay
nhiều thiết bị kết nối với nhau để
chia sẻ dữ liệu hoặc tài nguyên
Liên mạng
(internetwork): gồm 2
hay nhiều mạng kết
nối với nhau để chia sẻ
dữ liệu hoặc tài ngu
Tóm tắt nội dung Bài giảng Truyền số liệu mạng - Chương 7: Cấu trúc thông tin máy tính, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
kết nối mạng Hướng xuống: (downward) Một kết nối lớp giao vận dùng nhiều kết nối mạng 12/2005 Chức năng lớp giao vận Quá trình thiết lập kết nối Quá trình giải toả kết nối ¾ Phân phát end-to-end theo kiểu định hướng kết nối, xảy ra qua 3 giai đoạn Thiết lập đường truyền Truyền dữ liệu Giải tỏa đường truyền 12/2005 TCP/IP Cấu hình một liên mạng thực tế TCP: Tranmission Control Protocol IP: Internet Protocol 12/2005 TCP/IP Một liên mạng dưới góc nhìn của TCP/IP 12/2005 TCP/IP & OSI Một liên mạng dưới góc nhìn của TCP/IP Cấu trúc phân lớp của TCP/IP so với OSI 12/2005 TCP/IP & OSI 12/2005 INTENET PROTOCOL ¾ IP: Internet Protocol ¾ IP là nghi thức datagram, ¾ IP là nghi thức lớp mạng ¾ Không tin cậy, không định hướng kết nối ¾ Không cung cấp kiểm tra lỗi ¾ Vận chuyển dữ liệu dạng các gói gọi là datagram. Mỗi datagram được truyền độc lập, có thể đi theo nhiều đường khác nhau để đến đích ¾ Chức năng chính của IP là định tuyến 12/2005 DATAGRAM Unit of DataIP Header datagram DATAGRAM = UNIT OF DATA + IP HEADER Giao thức IP sẽ tạo và chèn IP header vào khối dữ liệu để tạo datagram Dữ liệu được truyền trên mạng internet theo từng datagram. Mỗi datagram được định tuyến một cách độc lập 12/2005 Cấu trúc khung của datagram 4 bytes 12/2005 ýù nghĩa các trường trong ip header VER, 4 bit (Version): số phiên bản của nghi thức IP, phiên bản hiện hành là IPv4, giá trị nhị phân là 0100 HLEN, 4 bit (header length): định nghĩa chiều dài của header theo bội số của 4 bytes. Chiều dài tối đa của header 15X4=60 byte (15=1111) Service type: 8 bit, xác định mức ưu tiên của datagram Total length: 16 bit, xác định chiều dài tổng của datagram theo đơn vị byte. Chiều dài tối đa của 1 datagram là 65.535 byte Identification: Số thứ tự phân đoạn khi datagram bị phân đoạn Time to live: số bước nhảy một datagram có thể đi qua trước khi bị loại bỏ. Giá trị trường này được khởi động khi máy nguồn tạo ra datagram. Khi datagram truyền qua mạng internet, mỗi khi qua 1 router, giá trị trường này sẽ được giảm đi 1. Khi giá trị trường này giảm tới 0 mà datagram chưa đến đích, nó sẽ bị loại bỏ Flag, 3 bits, xác định sự có thể hoặc không thể phân đoạn, vị trí của phân đoạn là giữa hay cuối 12/2005 ýù nghĩa các trường trong ip header Protocol, 8 bit Định nghĩa loại nghi thức lớp trên (TCP, UDP, ICMP) Header Checksum, 16 bit, dùng để kiểm tra header Source address: 32 bit, địa chỉ IP của trạm nguồn Destination address: 32 bit, địa chỉ IP của trạm đích 12/2005 ĐỊA CHỈ IP Địa chỉ IP là địa chỉ tại lớp mạng, nghi thức IP sẽ dùng địa chỉ này để định tuyến các gói dữ liệu đến mạng đích Địa chỉ IP là địa chỉ mềm, có thể thay đổi khi cấu hình mạng Chiều dài địa chỉ IP là 32 bit, thường phân thành 4 byte Giữa các byte phân cách bằng dấu chấm Lưu ý: Địa chỉ vật lý (physical address), là địa chỉ đựơc cứng được chứa trong card mạng (NIC-Network Interface Card) và là địa chỉ của lớp liên kết dữ liệu, chiều dài 6 bytes. 12/2005 ĐỊA CHỈ IP Dạng nhị phân của địa chỉ IP: 00000110 10000000 00001011 00011111 Dạng thập phân của địa chỉ IP: 6.128.11.31 Giá trị nhị phân lớn nhất của 1 byte địa chỉ IP: 11111111 Giá trị thập phân lớn nhất của 1 byte địa chỉ IP : 255 12/2005 CẤU TRÚC địa chỉ IP Một địa chỉ IP có các phần : Class type: Chỉ ra loại lớp địa chỉ là A, B, C, D hay E Netid (Network identification), phần địa chỉ của mạng Hostid (Host identification): phần địa chỉ host trong mạng 12/2005 Các địa chỉ IP trên mạng Nhận xét: Các host trên cùng mạng: phần netid giống nhau, phân biệt với nhau bởi hostid Các mạng khác nhau thì netid khác nhau 12/2005 Các địa chỉ IP trên mạng Nhận xét: Kích thước mạng (số host trên mạng) sẽ giảm dần theo từng lớp của địa chỉ IP là lớp A, B, C 12/2005 Nhận dạng lớp địa chỉ IP Nhận dạng 1 địa chỉ IP thuộc lớp nào dựa vào byte đầu tiên từ octet đầu tiên của địa chỉ IP Nhị phân Số thập phân đầu tiên 0xxx lớp A (0 – 127) 10xx lớp B (128 – 191) 110x lớp C (192 – 223) 1110 lớp D (224 – 239) 1111 lớp E (240 – 255) Ví dụ: 10011101 10001111 11111100 11001111 (lớp B) 11011101 10001111 11111100 11001111 (lớp C) 01111011 10001111 11111100 11001111 (lớp A) 11101011 10001111 11111100 11001111 (lớp D) 11110101 10001111 11111100 11001111 (lớp E) 12/2005 local address network address0 local address network address10 local address network address110 Lớp A Lớp B Lớp C Lớp A: 224 = 16777216 địa chỉ (số host trên mỗi mạng) Lớp B: 216 = 65536 địa chỉ (số host trên mỗi mạng) Lớp C: 28= 256 địa chỉ (số host trên mỗi mạng) 12/2005 CẤU TRÚC MẠNG CẤP DƯỚI Địa chỉ IP gồm có 32 bits, chia làm 2 phần là địa chỉ mạng (netid) và địa chỉ host trên mạng (hostid). Trong trường hợp mạng có rất nhiều host, ví dụ mạng có địa chỉ IP thuộc lớp B có tổng số khoảng: 216= 65536 host trên mỗi mạng Đây là một số lượng host rất lớn nên thường không hiệu quả trong việc quản lý và sử dụng Vấn đề này được khắc phục bằng cách chia mạng lớn thành các mạng nhỏ hơn gọi là các mạng cấp dưới (còn gọi là mạng con, subnet) Ví dụ, mạng lớp B có địa chỉ như sau: 141.14.0.0 Mạng trên có thể được phân thành 3 mạng kích thước nhỏ hơn, từng mạng có địa chỉ là: 141.14.2.0 141.14.7.0 141.14.22.0 12/2005 Mạng không phân chia Mạng đựơc chia thành các mạng có kích thước nhỏ hơn 12/2005 CẤU TRÚC MẠNG CẦP DƯỚI Sự phân chia được thực hiện bằng cách phân phần hostid thành 2 phần subnetid (địa chỉ mạng con) và hostid HOSTID = SUBNETID + HOSTID HOSTIDNETID HOSTIDNETID SUBNETID Không có SUBNET Có SUBNET 12/2005 CẤU TRÚC MẠNG CẦP DƯỚI Khi được phân chia, một địa chỉ IP của mạng gồm 3 phần: NETID: địa chỉ của mạng SUBNETID: địa chỉ của mạng con trực thuộc mạng HOSTID: Địa chỉ của host kết nối đến mạng con tương ứng 12/2005 SUBNET MASK (MẶT NẠ) SUBNET MASK dùng để tách địa chỉ mạng từ 1 địa chỉ IP SUBNET MASK có chiều dài 32 bit, trong đó Các bit tương ứng với vị trí của NETID+ SUBNETID là bit 1 Các bit tương ứng với vị trí của HOSTID là bit 0 12/2005 SUBNET MASK Bảng: Subnet mạng của các mạng không phân chia Bảng: Subnet mạng của các mạng có phân chia 12/2005 Chức năng của subnet mask Ví dụ: Dữ liệu được truyền từ host có địa chỉ IP là 128.36.12.4 tới host có địa chỉ IP là 128.36.12.14. Đây là địa chỉ IP lớp B Subnetmask: 11111111 11111111 11111111 00000000 hay: 255.255.255.0 Địa chỉ nguồn: 10000000 00100100 00001100 00000100 Địa chỉ đích: 10000000 00100100 00001100 00001110 Subnetmask: 11111111 11111111 11111111 00000000 Địa chỉ mạng nhận được bằng cách thực hiện toán tử AND giữa địa chỉ IP và SUBNET MASK 12/2005 Chức năng của subnet mask Địa chỉ IP nguồn: 10000000 00100100 00001100 00000100 Subnetmask: 11111111 11111111 11111111 00000000 Kết quả AND 10000000 00100100 00001100 00000000=128.36.12.0 Địa chỉ IP đích: 10000000 00100100 00001100 00001110 Subnetmask: 11111111 11111111 11111111 00000000 Kết quả AND 10000000 00100100 00001100 00000000=128.36.12.0 Nhận xét: địa chỉ IP nguồn và địa chỉ IP đích có cùng phần địa chỉ IP của mạng và subnet là: 10000000 00100100 00001100 hay 128.36.12 Vì vậy, dữ liệu chỉ được truyền trong phạm vi mạng mà không truyền qua router để ra ngoài. 12/2005 Chức năng của subnet mask host A và host B có cùng địa chỉ mạng là 124.0.0.0, việc truyền dữ liệu sẽ xảy ra trong phạm vi mạng 12/2005 Tìm địa chỉ subnet từ địa chỉ ip và mặt nạ Mặt nạ phân định tại ranh giới giữa các byte (vd: 255.255.0.0 hay 255.255.255.0 ). Địa chỉ subnet được xác định như sau: Byte trong địa chỉ IP tương ứng vị trí các byte 255 trong mặt nạ được lặp lại trong địa chỉ của subnet Byte trong địa chỉ IP tương ứng vị trí các byte 0 trong mặt nạ được thay đổi thành 0 trong địa chỉ của subnet Ví dụ: Với địa chỉ IP là 141.14.2.21, ¾ Nếu mặt nạ là: 255.255.0.0, địa chỉ subnet là 141.14.0.0 ¾ Nếu mặt nạ là: 255.255.255.0, địa chỉ subnet là 141.14.2.0 12/2005 Nếu mặt nạ không phân định tại ranh giới giữa các byte (số thập phân không phải là 255 hoặc 0) thì việc tìm địa chỉ subnet đựơc thực hiện bằng toán tử bit-wise: Byte trong địa chỉ IP tương ứng với byte có giá trị 255 trong mặt nạ sẽ đượ lặp lại trong địa chỉ IP của subnet Byte trong địa chỉ IP tương ứng với byte có giá trị 0 trong mặt nạ sẽ được xóa về 0 trong địa chỉ IP của subnet Những byte khác 0 và 255 dùng toán tử bit-wise Tìm địa chỉ subnet từ địa chỉ ip và mặt nạ 12/2005 Tìm địa chỉ subnet từ địa chỉ ip và mặt nạ VÍ DỤ: tìm địa chỉ subnet từ địa chỉ IP là 45.123.21.8 và mặt nạ là 255.192.0.0 12/2005 Các nghi thức trong lớp mạng Nghi thức ARP, Address Resolution Protocol. Đây là nghi thức để truy tìm địa chỉ vật lý từ một địa chỉ IP 12/2005 Các nghi thức trong lớp mạng Nghi thức RARP, Reserse Address Resolution Protocol. Đây là nghi thức ARP ngược để truy tìm địa chỉ IP từ một địa chỉ vật lý Nghi thức ICMP Internet Control Message Protocol. Dùng để kiểm tra theo nguyên tắc echo để nhận biết tình trạng kết nối của mạng IGMP, Internet Group Message Protocol
File đính kèm:
bai_giang_truyen_so_lieu_mang_chuong_7_cau_truc_thong_tin_ma.pdf
