Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính và mạng Internet

483 trang hapham 3150

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính và mạng Internet", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_mang_may_tinh_chuong1_cac_khai_niem_co_ban_ve_mang.ppt

Nội dung text: Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính và mạng Internet

Mạng Máy Tính Computer Networks Phạm Văn Nam Email: nampv@ntu.edu.vn; pvnamk19@yahoo.com Địa chỉ liên hệ: Văn phòng Bộ môn Mạng & Truyền thông Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Nha Trang Điện thoại: (058) 2471447 Mobile: 0904 38 81 82 Introduction 1-1
Môn học nói về? ❑ Mạng máy tính (MMT) đa năng - Không phải là những mạng chuyên dụng (vd: telephone) ❑ Những nguyên lý cơ bản của MMT - Không khảo sát tất cả các chuẩn giao thức hiện hành ❑ Tập trung vào kiến trúc phần mềm mạng - Chỉ thảo luận một số phần cứng mạng thiết yếu Introduction 1-2
Tài liệu môn học ❑ Tài liệu chính  Computer Networking by Jim Kurose and Keith Ross, Addison-Wesley, 2nd Edition, 2002  Mạng máy tính và các hệ thống mở, Nguyễn Thúc Hải, NXB Giáo dục, 1999  Computer Networks by Andrew S. Tanenbaum, Prentice Hall, 4th Edition, 2002 ❑ Tài liệu đọc thêm  TCP/IP Illustrated Vol. 1 & 2 by W. Richard Stevens, Addision-Wesley, 1994  Computer Networks and Internets by Douglas E. Comer, Prentice Hall, 2nd Edition, 1998 Introduction 1-3
Chương 1: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính và mạng Internet ❑ Thế nào là một mạng máy tính? ❑ Các thành phần của một MMT ❑ Internet là gì? ❑ Kiến trúc Internet (Internet Architecture) ❑ Các chiến lược dồn kênh ❑ Mạng chuyển mạch kênh, gói ❑ Những vấn đề cơ bản trong MMT Introduction 1-4
Thế nào là một mạng máy tính? ❑ Mạng cung cấp sự kết nối  Một tập các máy tính/thiết bị chuyển mạch được kết nối bởi các liên kết truyền thông  Nhằm chia sẻ thông tin và tài nguyên ❑ Topologies (đồ hình mạng) ❑ Nhiều phương tiện vật lý khác nhau  Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite ❑ Mạng cục bộ, Mạng đô thị, Mạng diện rộng, vv (Local/Metropolitan/Wide Area Networks – LANs, MANs, WANs, etc.) Introduction 1-5
Các thành phần của một MMT • trạm, hệ thống đầu cuối – pc’s, workstations, servers router workstation – PDA’s, phones, toasters server chạy các ứng dụng mạng mobile local ISP • liên kết truyền thông – fiber, copper, radio, satellite – điểm - điểm và quảng bá regional ISP – băng thông • switches và routers: chuyển tiếp các gói dữ liệu qua mạng • internet (liên mạng): mạng của các mạng company • Internet là một liên mạng công network cộng cụ thể Introduction 1-6
Internet là gì? ❑ The Internet: Tập hợp các mạng và bộ định tuyến trải rộng trên phạm vi toàn thế giới và sử dụng tập giao thức TCP/IP để hình thành một mạng ảo cộng tác, đơn. ❑ Intranet: Sự kết nối của các LANs khác nhau trong một tổ chức  Riêng tư (Private)  Có thể dùng đường thuê bao riêng (leased lines)  Thông thường thì nhỏ, nhưng có thể bao gồm đến vài trăm routers  Có thể được kết nối ra the Internet (hoặc không), bởi bức tường lửa (thông thường) Introduction 1-7
Internet Architecture (Kiến trúc Internet) International NAP lines regional national on-line network network services ISP company university ISP access via company modem LANs Introduction 1-8
Internet today Introduction 1-9
Các chiến lược dồn kênh ❑ Chia sẻ tài nguyên mạng giữa nhiều người sử dụng • Những chiến lược dồn kênh thông thường • Dồn kênh chia thời gian-Time Division Multiplexing (TDM) • Dồn kênh chia tần số-Frequency Division Multiplexing (FDM) • Cả hai chiến lược trên đều là kỹ thuật chuyển mạch kênh (circuit switching technology) Introduction 1-10
Chuyển mạch kênh: FDMA và TDMA Example: FDMA 4 users frequency time TDMA frequency time Introduction 1-11
Mạng chuyển mạch kênh - Circuit Switched Networks ❑ Tất cả tài nguyên (vd: các liên kết truyền thông) cần thiết cho một cuộc gọi được dành riêng trong suốt cuộc gọi  Ví dụ: mạng điện thoại Introduction 1-12
Dồn kênh thống kê - Statistical Multiplexing ❑ Tương tự như dồn kênh theo thời gian nhưng tùy vào nhu cầu hơn là cố định ❑ Kế hoạch lại đường truyền dựa vào nền tảng từng gói ❑ Các gói từ các nguồn khác nhau được chèn vào đường truyền ❑ Những gói “đấu tranh” dành đường truyền sẽ được đưa vào vùng đệm (buffer) ❑ Sự tích tụ vùng đệm được gọi là nghẽn-congestion ❑ Đây là kỹ thuật chuyển mạch gói, được dùng trong MMT Introduction 1-13
Mạng chuyển mạch gói - Packet Switched Networks 10 Mbps A Ethernet statistical multiplexingC 1.5 Mbps B queue of packets waiting for output link D E ❑ Dữ liệu đưa lên mạng được được chia thành nhiều “gói” gọi là “packets” ❑ Phương pháp Lưu giữ và chuyển tiếp (Store-and-forward): packets được lưu giữ trong vùng đệm trước khi được truyền đi ❑ Packets chạy trên mạng chia sẻ tài nguyên với các packets khác  Việc sử dụng tài nguyên tùy thuộc vào nhu cầu hay chia sẻ tài nguyên theo thống kê ❑ Khi tài nguyên hạn chế: độ trễ xếp hàng, mất gói tin Introduction 1-14
Tại sao chia sẻ tài nguyên theo thống kê? ❑ Sự tận dụng hiệu quả tài nguyên mạng ❑ Kịch bản ví dụ  Link bandwidth (dải thông): 1 Mbps  Mỗi cuộc gọi cần 100 Kbps khi truyền thông tin  Mỗi cuộc gọi có dữ liệu để gửi (“hoạt động”) chỉ chiếm 10% thời gian ❑ Chuyển mạch kênh - Circuit switching  Mỗi cuộc gọi cần 100 Kbps: chỉ hỗ trợ 10 cuộc gọi đồng thời ❑ Chuyển mạch gói - Packet switching  Hỗ trợ nhiều cuộc gọi hơn với xác suất “tranh giành” nhau là nhỏ • 35 cuộc gọi đang thực hiện: xác suất mà > 10 cuộc gọi “hoạt động” < 0.0017! Introduction 1-15
So sánh giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Mục so sánh Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói Đường dẫn “đồng” chuyên biệt Có Không Băng thông sẵn có Cố định Biến động Khả năng lãng phí băng thông Có Không Truyền dẫn lưu giữ-chuyển tiếp Không Có Các gói tin đi theo cùng một lộ trình Có Không Thiết lập kết nối Yêu cầu Không cần thiết Khả năng tắc nghẽn xảy ra khi Thiết lập kết nối Đối với mỗi gói tin Ảnh hưởng của tắc nghẽn Cuộc gọi bị chặn Độ trễ xếp hàng Introduction 1-16
Network Taxonomy (Phân loại mạng) Telecommunication networks Circuit-switched Packet-switched networks networks Networks Datagram FDM TDM with VCs Networks Introduction 1-17
Những vấn đề cơ bản trong MMT ❑ Đặt tên/Đánh địa chỉ  Làm thế nào để tìm tên/địa chỉ của đối tác mà bạn muốn giao tiếp  Địa chỉ: một chuỗi byte định danh một nút (node)  Các lọai địa chỉ • Unicast: địa chỉ đơn hướng • Broadcast: địa chỉ quảng bá • Multicast: địa chỉ đa hướng ❑ Định tuyến/Chuyển tiếp: là quá trình xác định làm thế nào để gởi các gói tin đến đích dựa trên địa chỉ của nó ❑ Tìm “hàng xóm”, xây dựng các bảng dẫn đường Introduction 1-18
Những trở ngại cơ bản trong MMT ❑ Những gì có thể sai sót?  Các lỗi ở mức bit: do sự nhiễu tín hiệu điện  Các lỗi ở mức gói: mất gói tin do tràn vùng đệm hay nghẽn  Sự phân phát sai thứ tự gói tin: các gói tin có thể đi theo các con đường khác nhau  Hỏng hóc tại các nút hoặc đường truyền (link/node failures): đứt cáp hoặc hệ thống bị sập ❑ Những gì có thể làm được?  Bổ sung thêm các bits dư thừa để chuẩn đoán và sửa các packets bị lỗi  Xác nhận các gói nhận được và truyền lại các gói bị mất  Gán các số chuỗi (sequence numbers) và sắp xếp lại theo thứ tự các gói ở bên nhận  “Cảm nhận” link/node failures và đi vòng qua các failed links/nodes ❑ Mục tiêu: để thu hẹp khoảng cách giữa những gì các ứng dụng mong đợi và những gì mà công nghệ nền tảng (underlying technology) có thể cung cấp Introduction 1-19
Tóm tắt chương ❑ Những thành phần của một mạng máy tính  Kiến trúc Internet ❑ Chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói  Dồn kênh theo thống kê ❑ Các vấn đề cơ bản trong mạng máy tính  Đặt tên/đánh địa chỉ và định tuyến/chuyển tiếp  Kiểm soát lỗi/luồng/tắc nghẽn Introduction 1-20
Một số site tham khảo tốt ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ Introduction 1-21
Chương 2: Giao thức và kiến trúc phân tầng Protocols and Layered Architecture Layered Architecture 22
Giao thức và kiến trúc phân tầng: ❑ Thế nào là giao thức (protocols)? ❑ Kiến trúc phân tầng và các hệ thống cấp bậc giao thức (protocol hierarchies) ❑ Các vấn đề cần lưu ý khi thiết kế các tầng ❑ Phương thức hoạt động: hướng kết nối và phi kết nối ❑ Mô hình tham chiếu OSI (The Open Systems Interconnection Reference Model) ❑ Mô hình TCP/IP (The Transmission Control Protocol/Internet Protocol Model) ❑ So sánh giữa mô hình tham chiếu OSILayered và Architecture TCP/IP 23
Giao thức (Protocols) ❑ Giao thức: những luật giúp những thành phần mạng (network elements) hội thoại với nhau ❑ Giao thức định nghĩa sự thỏa thuận (agreement) giữa những thực thể ngang hàng (peering entities)  Khuôn dạng và ngữ nghĩa của thông điệp được trao đổi ❑ Giao thức trong cuộc sống hàng ngày:  Luật giao thông, thảo luận bàn tròn Layered Architecture 24
Kiến trúc phân tầng hay hệ thống cấp bậc giao thức!? MMT: phức tạp! Câu hỏi: ❑ nhiều “mảnh”: Cách nào để thiết lập cấu trúc  trạm (hosts) mạng?  bộ định tuyến (router)  phương tiện truyền thông  ứng dụng (applications)  giao thức (protocols)  phần cứng, phần mềm (hardware, software) Layered Architecture 25
Kiến trúc phân tầng • Các tầng (Layers) • Giao diện (Interfaces): định nghĩa các thao tác nguyên thủy và các dịch vụ mà tầng dưới cung cấp cho tầng trên • Giao thức (Protocols): được sử dụng để thi hành (implement) các dịch vụ • Một tập của các tầng và giao thức được gọi là một kiến trúc mạng (Network Architecture) Layered Architecture 26
Kiến trúc phân tầng (2) ❑ Phân tầng giúp đơn giản hóa kiến trúc của hệ thống phức tạp ❑ Tầng N dựa vào dịch vụ (services) từ tầng N-1 để cung cấp dịch vụ cho tầng N+1 ❑ Dịch vụ cần đến từ tầng dưới độc lập với sự thực thi (implementation) của nó  Tầng N thay đổi sẽ không ảnh hưởng đến các tầng khác  Che dấu thông tin và sự phức tạp  Tương tự như lập trình hướng đối tượng Layered Architecture 27
Ví dụ về kiến trúc phân tầng Layered Architecture 28
Truyền thông Vật lý, logic Layered Architecture 29
Các vấn đề thiết yếu khi thiết kế các tầng ❑ Cơ chế định danh người gởi, nhận? ❑ Truyền dữ liệu theo chế độ nào: đơn công (simplex), bán song công (half-duplex), song công (full-duplex)? ❑ Kiểm soát lỗi? (Error control) ❑ Kiểm soát luồng? (Flow control) ❑ Tháo rời (disassembling) và ráp lại (reassembling) các thông điệp dài ❑ Dồn và tách kênh (Multiplexing & demultiplexing) ❑ Chọn đường Layered Architecture 30
Dịch vụ hướng kết nối (Connection-oriented Service) ❑ Người gởi - Sender  Yêu cầu “kết nối” đến người nhận  Chờ đợi Mạng thiết lập kết nối  Duy trì kết nối trong khi gởi dữ liệu  Ngắt kết nối khi hết nhu cầu ❑ Mạng - Network  Nhận yêu cầu kết nối  Thiết lập kết nối và thông báo cho người gởi  Truyền dữ liệu qua mối kết nối  Giải phóng kết nối khi người gởi yêu cầu Layered Architecture 31
Dịch vụ phi kết nối (Connectionless Service) ❑Người gởi - Sender Tạo các packet để gởi Đánh địa chỉ người nhận trong mỗi gói Truyền gói tin cho mạng để chuyển đi ❑Mạng - Network Sử dụng địa chỉ đích để chuyển tiếp gói tin Giao gói tin đến nơi nhận Layered Architecture 32
So sánh giữa hướng kết nối và phi kết nối (Connection-Oriented vs. Connectionless) ❑ Connection-Oriented • Telephone System, Virtual Circuit Model  Đường dẫn được thiết lập trước khi dữ liệu được gởi  Chỉ cần định danh mối kết nối  Tất cả dữ liệu đi cùng một đường ❑ Connectionless • Postal System, Datagram Model  Không cần thiết lập đường dẫn trước khi truyền dữ liệu  Gói tin chứa địa chỉ nơi nhận  Mỗi gói tin được xử lý độc lập Layered Architecture 33
So sánh giữa hướng kết nối và phi kết nối (Connection-Oriented vs. Connectionless) ❑ Connection-Oriented  “Gánh nặng” thiết lập kết nối  Thiết bị chuyển tiếp phải lưu giữ trạng thái của các kết nối đang hoạt động  Có thể đặt trước dải thông ❑ Connectionless  Không trạng thái và ít gánh nặng  Không thể đặt trước tài nguyên  Cho phép broadcast/multicast Layered Architecture 34
Ví dụ về các hàm dịch vụ nguyên thủy (service primitive) Layered Architecture 35
Các tổ chức định chuẩn International Standards Organization (ISO) Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế International Telecommunications Union– Telecommunication Standards Sector (ITU-T) Liên hiệp viễn thông quốc tế - Bộ phận tiêu chuẩn truyền thông Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Viện kỹ nghệ điện và điện tử Electronic Industries Alliance (EIA) Liên minh công nghiệp điện tử Telecommunications Industry Association (TIA) Hiệp hội công nghiệp viễn thông Layered Architecture 36
Mô hình tham chiếu OSI Layered Architecture 37
Các tầng trong mô hình OSI Layered Architecture 38
Minh họa về trao đổi thông tin trong mô hình OSI Layered Architecture 39
Tầng Vật lý (Physical Layer) ❑ Truyền dòng bit “tươi” (raw bits) qua đường truyền vật lý ❑ Giải quyết các giao diện (interfaces) thời gian, điện, cơ; phương tiện truyền vật lý Layered Architecture 40
Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer)  Truyền dữ liệu giữa các nút (nodes) láng giềng • Định khung, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng • Điều khiển truy cập phương tiện truyền Layered Architecture 41
Sự phân phát nút-nút Node-to-node delivery Layered Architecture 42
Tầng Mạng (network layer) - Đánh địa chỉ - Định tuyến cho các gói tin trên mạng - Tránh các liên kết bị tắc nghẽn/hỏng Layered Architecture 43
Sự phân phát cuối-cuối End-to-end delivery Layered Architecture 44
Tầng Vận chuyển (transport layer) - Vận chuyển dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận - Thực hiện vận chuyển tin cậy, đúng thứ tự; kiểm soát lỗi/luồng Layered Architecture 45
Phân phát thông điệp tin cậy từ tiến trình trên hệ thống đầu cuối này đến tiến trình trên hệ thống đầu cuối kia Reliable process-to-process delivery of a message Layered Architecture 46
Tầng Phiên (Session Layer) - Thiết lập phiên truyền thông (xác thực ) - Khôi phục phiên truyền khi gặp sự cố (phiên truyền bị đứt) Layered Architecture 47
Tầng Trình diễn (Presentation Layer) Chuyển đổi dữ liệu về một khuôn dạng chung Layered Architecture 48
Tầng Ứng dụng (application layer) - Truyền thông giữa tiến trình – tiến trình - Các tầng khác tồn tại để hỗ trợ tầng này X500: Directory Service (Dịch vụ thư mục) X400: hay là MHS Message Handling Systems FTAM: File Transfer, Access and Management Layered Architecture 49
Tóm tắt các tầng trong mô hình OSI chuyển đổi, mã hóa và nén dữ cho phép users truy cập các tài nguyên liệu mạng 7 Application thiết lập, duy trì và hủy bỏ các cung cấp sự phân phát 6 Presentation phiên truyền thông điệp tin cậy giữa các Session tiến trình 5 chuyển các gói dữ liệu từ Transport nguồn đến đích; cung cấp tính tổ chức các bits thành khung; 4 năng liên mạng vận chuyển dữ liệu giữa các Network nodes trong cùng một mạng 3 2 Data link 1 Physical truyền dòng bits qua phương tiện truyền; cung cấp các đặc tả kỹ thuật về cơ, điện Layered Architecture 50
TCP/IP Suite OSI Model TCP/IP Suite 7 Application 4 Application 6 Presentation 5 Session 4 Transport 3 Transport 3 Network 2 Internet 2 Data link 1 Host-to-Network 1 Physical Layered Architecture 51
TCP/IP Suite và OSI model Layered Architecture 52
Internet Protocol “Zoo” RealAudio RealVideo Telnet HTTP DNS NFS/Sun RPC SMTP FTP applicatio n Layered Architecture 53
Tầng Internet Các thành phần (chức năng) chính của tầng mạng trên Internet (được thực hiện tại các host và router) Tầng vận chuyển: TCP, UDP Giao thức định tuyến Giao thức IP •chọn đường •qui ước về địa chỉ •RIP, OSPF, BGP •khuôn dạng gói tin Network •Những qui ước xử lý gói tin layer Bảng Giao thức ICMP định tuyến •báo lỗi •router “báo hiệu” Tầng liên kết dữ liệu Tầng Vật lý Layered Architecture 54
Internet Protocol (IP) ❑ Liên kết các công nghệ mạng khác nhau và cung cấp sự kết nối toàn cầu trong một thế giới không đồng nhất. ❑ Tạo cảm giác về một mạng đơn đồng nhất. ❑ Gán địa chỉ logic duy nhất, toàn cầu cho mỗi host ❑ Phân giải địa chỉ  Ánh xạ từ địa chỉ logic sang địa chỉ vật lý để thực hiện sự phân phát các gói tin. Layered Architecture 55
Internet Protocol ❑ Dịch vụ datagram phi kết nối, không tin cậy ❑ Các gói tin chứa địa chỉ nguồn và đích ❑ Các packets được truyền đi độc lập với nhau ❑ Các packets có thể bị mất • Phục hồi lỗi tùy thuộc vào các giao thức đầu cuối (end-to-end protocols) Layered Architecture 56
Vận chuyển giữa các nút trong một mạng ❑ Sử dụng các cơ chế truyền dữ liệu của tầng liên kết dữ liệu  Example: Ethernet, Token Ring, PPP ❑ Ánh xạ từ địa chỉ logic (IP address) sang địa chỉ vật lý (MAC address)  Address Resolution Protocol (ARP) – giao thức phân giải địa chỉ Layered Architecture 57
Các giao thức vận chuyển Giao thức TCP: Giao thức UDP: ❑ Hướng kết nối: phải thiết ❑ Vận chuyển dữ liệu lập kết nối giữa client, không tin cậy giữa server bên gửi và nhận ❑ ậ ể ậ ữ V n chuy n tin c y gi a ❑ Không cung cấp: bên gửi và nhận thiết lập kết nối, ❑ ể ồ Ki m soát lu ng (flow kiểm soát luồng, control): bên gửi không kiểm soát tắc nghẽn làm ngập bên nhận ❑ Kiểm soát tắc nghẽn: điều chỉnh tốc độ bên gửi khi Tại sao dùng UDP? mạng quá tải Layered Architecture 58
Triết lý của Internet ❑ Mạng chỉ cung cấp những dịch vụ thiết yếu nhất  IP chuyển dữ liệu phi kết nối, không tin cậy ❑ Các chức năng gia tăng khác được thực hiện ở các đầu cuối  Phục hồi lỗi và kiểm soát luồng được thực hiện bởi TCP ❑ Ứng dụng đầu cuối biết nhiều hơn  Mất packet có thể chấp nhận được đối với voice ❑ Mọi sự kiểm soát được đưa về các hệ thống đầu cuối. Layered Architecture 59
Mối quan hệ giữa các tầng và địa chỉ trong TCP/IP Layered Architecture 60
Địa chỉ Vật lý (physical addresses) Layered Architecture 61
Địa chỉ IP (IP addresses) Layered Architecture 62
Địa chỉ cổng (port addresses) Layered Architecture 63
Mô hình Client-Server application Thông thường một ứng dụng mạng transport network gồm 2 phần: client và server data link physical request Client: khởi tạo kết nối với server (“nói trước”) thường là yêu cầu dịch vụ nào đó từ reply server application Server: transport network Cung cấp dịch vụ được yêu cầu cho data link physical client Layered Architecture 64
Ví dụ: Dịch vụ Web (giao thức HTTP) HyperText Transfer Protocol ❑ giao thức tầng ứng dụng cho dịch vụ Web PC running ❑ mô hình client/server Explorer  client: là trình duyệt, nó yêu cầu, nhận và “hiển thị” các đối tượng Web Server  server: là Web server, nó running gởi các đối tượng để trả lời NCSA Web cho các yêu cầu từ client server Mac running Navigator Layered Architecture 65
Đơn vị dữ liệu giao thức và đơn vị dữ liệu dịch vụ ❑ Đơn vị dữ liệu giao thức - Protocol data units (PDUs): các gói dữ liệu được trao đổi giữa các thực thể đồng tầng ❑ Đơn vị dữ liệu dịch vụ - Service data units (SDUs): các gói dữ liệu do tầng phía trên đưa xuống ❑ Dữ liệu tại một tầng được bao bọc trong gói (packet) tại tầng dưới  Envelope within envelope: PDU = SDU + header or (optional) trailer Layered Architecture 66
Minh họa quá trình đóng gói Layered Architecture 67
Một ví dụ về sự đóng gói: gởi E-mail Layered Architecture 68
Nhận xét về việc phân tầng ❑Ưu điểm Module hóa giúp cho việc duy trì và cập nhật dễ dàng hơn ❑Nhược điểm  Tầng nào nên thực hiện chức năng gì? • Dựa trên nền tảng hop-by-hop hay end-to- end  Sự trùng lặp chức năng giữa các tầng • Tầng liên kết dữ liệu và tầng vận chuyển đều có chức năng phục hồi lỗi Layered Architecture 69
So sánh giữa OSI và TCP/IP ❑ Giống nhau: ✓ Một chồng giao thức độc lập ✓ Chức năng của các tầng na ná giống nhau (roughly similar) ❑ Khác nhau (về mặt mô hình tham chiếu): ✓ Số tầng (7 vs. 4) ✓ OSI phân biệt rõ: services, interfaces, protocols => protocols được che dấu tốt hơn và dễ dàng thay thế hơn khi công nghệ thay đổi ✓ OSI: mô hình được nghĩ ra trước, protocols được phát minh sau ✓ OSI: tầng mạng hỗ trợ cả hai connectionless & connection-oriented communication; tầng vận chuyển chỉ hỗ trợ connection-oriented communication Layered Architecture 70
Chương 3: Tầng Vật lý The Physic Layer The Physic Layer 71
Các chức năng cơ bản của tầng Vật lý ❑ Cung cấp các đặc tả kỹ thuật về cơ, điện, các hàm, thủ tục ❑ Cung cấp khả năng dò tìm xung đột ❑ Chỉ rõ các loại cáp, đầu nối và các thành phần khác ❑ Truyền dòng bit “tươi” qua kênh truyền thông ❑ Kích hoạt, duy trì và kết thúc các liên kết vật lý ❑ Bao gồm cả phần mềm điều khiển thiết bị cho các mạch giao tiếp truyền thông The Physic Layer 72
Các vấn đề cần cân nhắc ❑ Tại sao chúng ta thích truyền thông tín hiệu số hơn truyền thông tín hiệu tương tự? ❑ Phương tiện truyền vật lý hứa hẹn nhất cho tương lai là gì? ❑ Truyền thông vô tuyến có thể thay thế hoàn toàn truyền thông hữu tuyến? ❑ “Hệ thống truyền thông cá nhân” là gì? The Physic Layer 73
Truyền dữ liệu và Tín hiệu số ❑ Các loại tín hiệu truyền qua phương tiện truyền vật lý:  Tín hiệu số  Tín hiệu tương tự ❑ Dữ liệu có thể là digital hoặc analog  Một số dữ liệu vốn đã được trình bày dưới dạng tín hiệu số • Ký tự ‘A’ trong bảng mã ASCII: 01000001  Các dạng dữ liệu khác cần được chuyển đổi từ analog sang digial • Âm thanh, video, ❑ Chúng ta quan tâm đến tín hiệu/dữ liệu số! The Physic Layer 74
Tại sao lại là tín hiệu số?! ❑Tín hiệu số tốt hơn tín hiệu tương tự để  Lưu trữ Thao tác, xử lý Truyền tin The Physic Layer 75
Truyền số liệu (1) ❑ Việc truyền số liệu phụ thuộc vào  Chất lượng của tín hiệu  Các đặc điểm của phương tiện truyền ❑ Cần phải thực hiện xử lý tín hiệu ❑ Cần phải đo lường chất lượng của tín hiệu nhận được  Analog: tỷ lệ tín hiệu/tạp nhiễu  Digital: Xác suất của các bit lỗi ❑ Để truyền các dòng bits (0’s or 1’s) ta cần ánh xạ chúng sang các sóng điện từ => các kỹ thuật điều chế The Physic Layer 76
Truyền số liệu (2) ❑ Tín hiệu được truyền đi có thể bị  suy giảm  bóp méo  sai lệch bởi tạp âm ❑ Sự suy giảm và bóp méo tín hiệu phụ thuộc:  Loại phương tiện truyền  Tốc độ bit  Khoảng cách ❑ Phương tiện truyền xác định  Tốc độ dữ liệu  Dải thông của kênh truyền The Physic Layer 77
Truyền số liệu (3) ❑ Phương tiện truyền:  Hữu tuyến: cáp đôi dây xoắn, cáp đồng trục, cáp quang  Vô tuyến: radio, vệ tinh, tia hồng ngoại, sóng cực ngắn (viba) ❑ Liên kết trực tiếp: điểm – điểm  Hai thiết bị chia sẻ phương tiện truyền (các bộ chuyển tiếp, bộ khuếch đại trung gian) ❑ Liên kết gián tiếp: nhiều điểm hoặc quảng bá  Nhiều hơn hai thiết bị chia sẻ phương tiện truyền ❑ Các phương thức truyền: đơn công, bán song công, song công ❑ Các khái niệm cần lưu ý: tần số, phổ, dải thông The Physic Layer 78
Dải tần cơ sở và Dải tần rộng ❑ Dải tần cơ sở: Tín hiệu số được truyền trực tiếp qua phương tiện truyền. ❑ Dải tần rộng: Tín hiệu số không được đưa trực tiếp lên phương tiện truyền. Tín hiệu tương tự hay sóng mang được điều biến từ tín hiệu số và truyền đi qua phương tiện truyền. The Physic Layer 79
Một mô hình truyền thông đơn giản A simple model of communications The Physic Layer 80
Tốc độ truyền dữ liệu tối đa ❑ Tốc độ tín hiệu: số tín hiệu thay đổi trong một giây  Mỗi tín hiệu có thể được truyền theo nhiều tốc độ (M) ❑ Tốc độ truyền dữ liệu tối đa của kênh truyền là bao nhiêu với ngưỡng tần số là H? ❑ Định lý Nyquist:  Tốc độ dữ liệu tối đa = 2H log2M bits/sec  Tín hiệu có thể được tái dựng lại chỉ với 2H mẫu/giây ❑ Trong khoa học máy tính, tốc độ dữ liệu được xem như là dải thông ❑ Chúng ta có thể đạt được bất kỳ tốc độ truyền dữ liệu nào bằng cách làm cho M thật lớn? The Physic Layer 81
Định lý Shannon ❑ Kênh truyền tạp nhiễu  Nhiễu nhiệt sinh ra do các electrons va chạm nhau  Tỷ lệ Tín hiệu/Nhiễu: Signal-to-Noise Ratio (SNR) • Tỷ lệ của công suất tín hiệu (S) và công suất nhiễu (N): S/N • Được đo bằng đơn vị dB hay decibels – 10 log10 (S/N) – S/N = 10 →10 dB, 100 → 20dB ❑ Cho kênh truyền tạp nhiễu với tần số H và tỷ lệ tín hiệu/nhiễu là S/N  Tốc độ dữ liệu tối đa = H log2(1+S/N) ➔ Tốc độ dữ liệu tối đa = min(H log2(1+S/N), 2H log2M) The Physic Layer 82
Ứng dụng định lý Shannon ❑ Hệ thống điện thoại quy ước ✓ Được thiết kế để truyền tải giọng nói ✓ Ngưỡng giới hạn là 3000 Hz ✓ Tỷ lệ Signal-to-noise xấp xỉ bằng 1000 ✓ Khả năng truyền tối đa: 3000*log2(1+1000)=~30000 bps ❑ Kết luận: modems quay số khó vượt được tốc độ 28.8 Kbps The Physic Layer 83
Phương tiện truyền ❑ Cáp đôi dây xoắn ❑ Cáp đồng trục dải tần cơ cở ❑ Cáp đồng trục dải tần rộng ❑ Cáp quang ❑ Vô tuyến The Physic Layer 84
Phương tiện truyền: cáp đôi dây xoắn ❑ Bit: truyền giữa các đôi gửi Cáp đôi dây xoắn và nhận ❑ Hai sợi dây đồng có lớp ❑ Liên kết vật lý: là những gì cách điện xoắn lại với nằm giữa nơi gửi và bên nhận nhau, vd: ❑ Đường truyền hữu tuyến:  Loại 3 (CAT 3): dây điện ạ ề ố  Tín hiệu truyền đi trong tho i truy n th ng, có phương tiện truyền: cáp đôi thể dùng trong mạng dây xoắn, cáp đồng trục, cáp Ethernet tốc độ 10 quang Mbps  CAT 5 UTP: 100Mbps ❑ Đường truyền vô tuyến: Ethernet  Tín hiệu được truyền đi trong môi trường không khí, vd: sóng vô tuyến The Physic Layer 85
Cáp đồng trục, cáp quang Cáp đồng trục: Cáp sợi quang: ❑ Hai đường dây dẫn đồng có Sợi quang mang các xung ánh cùng một trục chung sáng, mỗi xung biểu diễn một ❑ Hai chiều bit Hoạt động tốc độ cao: ❑ Dải tần cơ sở:  Dùng trong truyền dẫn điểm –  Kênh đơn trên cáp điểm tốc độ cao (vd: 5 Gps)  Ethernet “di sản” Tỷ lệ lỗi thấp: không bị nhiễu ❑ Dải tần rộng: điện từ, có thể truyền rất xa  Nhiều kênh trên cáp trước khi cần đến repeaters  Dùng trong mô hình lai giữa cáp đồng và quang (HFC) The Physic Layer 86
Sóng vô tuyến Các loại liên kết dùng sóng vô tuyến: Vi ba mặt đất ❑ tín hiệu được mang  vd: các kênh truyền có thể lên đến 45 Mbps trong phổ điện từ Mạng không dây cục bộ (vd: WirelessLAN)  2Mbps, 11Mbps ❑ không “dây” vật lý Mạng không dây diện rộng (vd: các mạng di ❑ hai chiều động)  Vd: mạng di động dùng công nghệ 3G có thể ❑ những ảnh hưởng của đạt tốc độ vài trăm Kbps môi trường truyền: Vệ tinh  Kênh truyền có thể đạt đến 50Mbps(hoặc bao  phản xạ gồm nhiều kênh truyền nhỏ)  các vật cản trở  Độ trễ cuối - cuối khoảng 270 msec  sự nhiễu tín hiệu The Physic Layer 87
Truy cập mạng và phương tiện truyền Các hệ thống đầu cuối kết nối đến router biên như thế nào? ❑ Các mạng truy cập tại nhà riêng ❑ Các mạng truy cập tại các công ty, trường, viện ❑ Các mạng truy cập di động Cần lưu ý: ❑ dải thông của mạng truy cập là bao nhiêu? ❑ mạng truy cập chia sẻ hay dành riêng? The Physic Layer 88
Truy cập tại nhà: truy cập điểm – điểm ❑ Qua modem quay số  tốc độ truy cập đến router của nhà cung cấp có thể đạt đến 56Kbps (thường thì thấp hơn)  không thể “luôn trực tuyến” Qua đường thuê bao số bất đối xứng (ADSL):  Tốc độ upstream lên đến 1 Mbps (hiện nay thường thì < 256 kbps)  Tốc độ downstream lên đến 8 Mbps (hiện nay thường thì < 1 Mbps)  FDM: 50 kHz - 1 MHz cho downstream 4 kHz - 50 kHz cho upstream 0 kHz - 4 kHz cho điện thoại truyền thống The Physic Layer 89
Truy cập tại nhà qua cable modems ❑ Hệ thống cáp “lai” giữa đồng trục và quang (HFC: hybrid fiber coax) không đối xứng: downstream có thể đạt đến 10Mbps, upstream có thể đạt đến 1Mbps ❑ mạng lưới cáp đồng trục và cáp quang “gắn” các hộ gia đình đến router của ISP chia sẻ truy cập đến router giữa các gia đình các vấn đề: tắc nghẽn, “kích cỡ” ❑ triển khai: qua các công ty “chạy” cáp, vd: MediaOne (USA), STCV (Vietnam) The Physic Layer 90
Minh họa về hệ thống cung cấp dịch vụ cable modem Residential access: cable modems Diagram: The Physic Layer 91
Kiến trúc mạng cable modem tổng quát Cable Network Architecture: Overview Typically 500 to 5,000 homes cable headend home cable distribution network (simplified) The Physic Layer 92
Kiến trúc mạng cable modem tổng quát Cable Network Architecture: Overview cable headend home cable distribution network (simplified) The Physic Layer 93
Kiến trúc mạng cable modem tổng quát Cable Network Architecture: Overview server(s) cable headend home cable distribution network The Physic Layer 94
Kiến trúc mạng cable modem tổng quát Cable Network Architecture: Overview FDM: C O V V V V V V N I I I I I I D D T D D D D D D A A R E E E E E E T T O O O O O O O A A L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Channels cable headend home cable distribution network The Physic Layer 95
Truy cập tại cơ quan: mạng cục bộ ❑ mạng cục bộ (LAN) kết nối các hệ thống đầu cuối đến router biên ❑ Ethernet là công nghệ phổ biến hiện nay cho LANs:  Liên kết chia sẻ hoặc dành riêng kết nối các hệ thống đầu cuối và routers  10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet ❑ triển khai: các cơ quan, trường, viện; mạng cục bộ gia đình đang dần trở nên phổ biến hiện nay. The Physic Layer 96
Mạng truy cập không dây ❑ Mạng truy cập không dây chia sẻ kết nối các hệ thống đầu cuối đến router  Thông qua các điểm truy cập dịch router vụ không dây ❑ wireless LANs: base  802.11b (WiFi): 11 Mbps station ❑ Truy cập không dây diện rộng  Được cung cấp bởi các nhà điều hành viễn thông  3G ~ 384 kbps mobile  WAP/GPRS ở châu Âu hosts The Physic Layer 97
Mạng gia đình ❑ Các thành phần cơ bản của mạng gia đình: o ADSL hoặc cable modem để kết nối đến ISP o Thiết bị định tuyến/tường lửa/NAT o Các thiết bị được nối kết theo chuẩn Ethernet o Điểm truy cập dịch vụ không dây (wireless access point) wireless to/from laptops cable router/ cable modem firewall headend wireless access Ethernet point (switched) The Physic Layer 98
Độ trễ và mất mát xuất hiện như thế nào? Các gói tin xếp hàng tại vùng đệm của router ❑ tốc độ các gói tin đến từ liên kết đi vào vượt quá khả năng của liên kết đi ra ❑ các gói tin phải xếp hàng, đợi đến phiên được truyền gói tin đang được truyền (delay) A B các gói đang xếp hàng (delay) vùng đệm còn trống; các gói tin đến sẽ bị bỏ đi nếu vùng đệm không còn chỗ trống (loss) The Physic Layer 99
Bốn nguồn gây ra độ trễ ❑ 1. xử lý tại mỗi nút 2. xếp hàng (queueing) (nodal processing) :  thời gian chờ đợi để được truyền đi tại các liên kết đầu ra  kiểm tra lỗi bit  tùy thuộc vào mức độ tắc nghẽn  xác định liên kết đầu ra của các router transmission A propagation B nodal processing queueing The Physic Layer 100
Độ trễ trong mạng chuyển mạch gói 3. Độ trễ chuyển giao 4. Độ trễ truyền tải (transmission delay): (propagation delay): ❑ R=dải thông của liên ❑ d = độ dài của liên kết vật lý kết (bps) ❑ s = tốc độ truyền tải trong ❑ L=độ dài gói tin (bits) phương tiện truyền (~2x108 ❑ Thời gian để chuyển các m/sec) bits xuống link = L/R ❑ độ trễ truyền tải = d/s Chú ý: s và R là hai đại lượng transmission hoàn toàn khác nhau! A propagation B nodal processing queueing The Physic Layer 101
Sự tương tự như đoàn xe 100 km 100 km Đoàn xe 10 chiếc ạ trạm thu phí tr m thu phí ❑ Xe “chạy- propagate” với ❑ Thời gian để “đầy” toàn bộ tốc độ 100 km/hr đoàn xe qua trạm thu phí lên đường cao tốc = 12*10 ❑ Trạm thu phí mất 12 giây để phục vụ 1 xe (transmission = 120 sec time – thời gian chuyển giao) ❑ Thời gian để chiếc xe cuối cùng chạy từ trạm 1 đến ❑ xe~bit; đoàn xe - caravan ~ ạ packet tr m 2: 100km/(100km/hr)= 1 hr ❑ Q: Mất bao lâu thì cả đoàn ❑ xe xếp hàng ngay trước A: 62 minutes trạm thu phí thứ 2? The Physic Layer 102
Sự tương tự như đoàn xe (tt.) 100 km 100 km Đoàn xe 10 chiếc ạ trạm thu phí tr m thu phí ❑ Các xe bây giờ “propagate ❑ Yes! Sau 7 phút, xe đầu – chạy” với tốc độ tiên đã đến trạm 2 và còn 3 1000 km/hr xe vẫn ở tại trạm 1. ❑ Trạm thu phí mất 1 ❑ Bit đầu tiên của gói có thể phút/minute để phục vụ đến router 2 trước khi một xe toàn bộ gói/packet được ❑ Q: Các xe sẽ đến trạm 2 hoàn toàn chuyển giao tại trước khi tất cả các chiếc router 1! trong đoàn được phục vụ tại trạm 1? The Physic Layer 103
Độ trễ tại mỗi node dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop ❑ dproc = độ trễ xử lý  Thông thường là một vài microsecs hoặc ít hơn ❑ dqueue = độ trễ xếp hàng  Phụ thuộc vào mức độ tắc nghẽn ❑ dtrans = Độ trễ chuyển giao  = L/R, đáng chú ý đối với các liên kết tốc độ thấp ❑ dprop = Độ trễ truyền tải  Một vài microsecs cho đến vài trăm msecs The Physic Layer 104
Sự mất gói tin ❑ Dung lượng vùng đệm của hàng đợi là giới hạn ❑ Khi các gói tin đến nhưng hàng đợi đầy, chúng sẽ bị bỏ (dropped) ❑ Các gói bị mất có thể được truyền lại bởi nút liền trước, bởi nguồn gửi, hoặc không được truyền lại gì cả. The Physic Layer 105
Chương 4: Tầng liên kết dữ liệu Mục tiêu: ❑ Nắm được các nguyên lý đằng sau các dịch vụ của tầng liên kết dữ liệu (LKDL) :  định khung và đồng bộ hóa  dò lỗi và sửa lỗi  cách thức chia sẻ một kênh truyền quảng bá: đa truy cập  đánh địa chỉ ở tầng LKDL  truyền dữ liệu tin cậy, kiểm soát luồng ❑ Tìm hiểu một số công nghệ/kỹ thuật phổ biến ở tầng LKDL 106
Giới thiệu Một số thuật ngữ: “link” ❑ hosts và routers được gọi là các nút (nodes) (bridges và switches cũng vậy) ❑ Các kênh truyền thông kết nối các nút gần kề dọc theo đường dẫn truyền thông được gọi là các liên kết (links)  các liên kết hữu tuyến  các liên kết vô tuyến  các mạng cục bộ ❑ đơn vị dữ liệu giao thức ở tầng 2 là frame, đóng gói/bao bọc gam dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu có trách nhiệm truyền gam dữ liệu từ một nút đến nút gần kề qua một liên kết truyền thông 107
Tầng LKDL: ngữ cảnh ❑ Gam dữ liệu được chuyên Tương tự như sự vận chuyển chở bởi các giao thức khác ❑ Một chuyến đi từ Princeton nhau ở tầng LKDL qua các đến Lausanne liên kết truyền thông khác  limo: Princeton đến JFK nhau:  plane: JFK đến Geneva  Vd: Ethernet ở liên kết đầu  train: Geneva đến Lausanne tiên, frame relay ở các liên ❑ khách du lịch = datagram kết trung gian, 802.11 ở liên kết cuối cùng (xem hình ở ❑ đoạn vận chuyển = liên kết slide trước) truyền thông ❑ Mỗi giao thức ở tầng LKDL ❑ phương thức vận chuyển = cung cấp các dịch vụ khác giao thức tầng lkdl nhau ❑ đại lý du lịch = giải thuật  Vd: có thể cung cấp dịch vụ định tuyến chuyển dữ liệu tin cậy hoặc không qua liên kết truyền thông. 108
Các dịch vụ của tầng LKDL ❑ Định khung, truy cập đường truyền:  đóng gói gam dữ liệu vào khung, thêm thông tin điều khiển và kiểm soát lỗi (header, trailer)  truy cập kênh truyền nếu phương tiện truyền là chia sẻ  địa chỉ vật lý được dùng trong khung để định danh nguồn và đích • khác với địa chỉ IP! ❑ Chuyển dữ liệu tin cậy giữa các nút liền kề  hiếm khi được thực hiện ở các liên kết có tỷ lệ lỗi bit thấp (cáp quang, một số loại cáp đôi dây xoắn)  được cung cấp ở các đường truyền vô tuyến vì tỷ lệ lỗi cao 109
Các dịch vụ của tầng LKDL (tiếp theo) ❑ Kiểm soát luồng:  điều chỉnh tốc độ giữa các nút gửi và nhận (gần kề) ❑ Phát hiện lỗi:  lỗi bị sinh ra bởi sự suy giảm tín hiệu, nhiễu  nơi nhận dò tìm sự xuất hiện của lỗi: • báo hiệu cho nơi gửi để truyền lại hoặc bỏ frame lỗi đó ❑ Sửa lỗi:  nơi nhận xác định và sửa các bit lỗi mà không phải viện đến việc truyền lại ❑ Bán song công và song công  với bán song công, các nút tại hai đầu của liên kết có thể truyền dữ liệu nhưng không cùng thời điểm 110
Kết nối Host – Mạch giao tiếp mạng ❑ NIC hay card mạng là thiết bị tầng 2, mỗi NIC có một mã duy nhất gọi là địa chỉ MAC. ❑ Khi lựa chọn một card mạng cần cân nhắc các yếu tố:  Kiến trúc mạng mà NIC đó hỗ trợ  Hệ điều hành  Loại phương tiện truyền  Tốc độ truyền dữ liệu  Loại bus sẵn có 111
Truyền thông giữa các bộ thích ứng mạng datagram link layer protocol rcving sending node node frame frame adapter adapter ❑ tầng lkdl được thực thi ❑ bên nhận trên bộ thích ứng mạng  tìm các lỗi và thông tin điều  Ethernet card, PCMCIA khiển card, 802.11 card  trích gam dữ liệu và chuyển lên ❑ bên gởi: cho nút nhận  đóng gói gam dữ liệu vào ❑ NICs là thiết bị bán tự trị khung ❑ thực hiện các chức năng của  thêm thông tin điều khiển tầng vật lý và LKDL và kiểm soát lỗi 112
Định khung và đồng bộ hóa ❑ Vấn đề: dồn dòng bit vào các khung ❑ Phải xác định các bit đầu tiên và cuối cùng của khung  Định khung và đồng bộ hóa có quan hệ chặt chẽ với nhau ❑ Thường được thực thi bởi card mạng ❑ Bộ thích ứng mạng lấy/đặt các khung ra từ/vào bộ nhớ host/switch 113
Các phương pháp định khung ❑ Dựa trên đồng hồ  Một mẫu bit đặc biệt xuất hiện địnk kỳ để báo hiệu bắt đầu một khung ❑ Hướng ký tự/byte  Đếm số ký tự/byte • Vấn đề: khi trường chứa số ký tự/byte của khung bị sai lệch do lỗi truyền thì bên nhận mất đồng bộ.  Dùng các ký tự bắt đầu và kết thúc • STX (start of text) và ETX (end of text) • Vấn đề: khi dữ liệu có chứa những ký tự bắt đầu hay kết thúc? • Nhồi ký tự – Nhồi thêm vào trước các ký tự đặc biệt một ký tự “thoát” DLE – Nếu dữ liệu chứa ký tự “thoát” thì sao? 114
Các phương pháp định khung (tiếp theo) ❑ Phương pháp hướng bit  Mỗi frame bắt đầu và kết thúc với một chuỗi bit đặc biệt • Flag hay preamble 01111110  Nhồi bit • Bên gởi: khi nào có 5 bits 1 liên tiếp nhau trong phần dữ liệu thì nhồi thêm một bit 0 • Bên nhận: khi 5 bits 1 liên tiếp đến thì – nếu bit tiếp theo là 0 thì bỏ đi bit đó – nếu các bit tiếp theo là 10: dấu hiệu kết thúc frame – nếu các bit tiếp theo là 11: lỗi 115
Xử lý lỗi ❑ Dữ liệu có thể bị sai lệch trong quá trình truyền  giá trị bit thay đổi ❑ Đưa thêm vào khung thông tin để kiểm soát lỗi  đặt vào bởi bên gởi  được kiểm tra bởi bên nhận ❑ Dò lỗi so với sửa lỗi  Cả hai đều cần thông tin “thừa”  Dò: lỗi có xuất hiện hay không  Sửa: sửa lỗi nếu xuất hiện lỗi ❑ Chỉ là sự đảm bảo mang tính thống kê 116
Sự phát hiện lỗi EDC= các bít “dư thừa” để dò và sửa lỗi D = dữ liệu được bảo vệ bằng phương pháp kiểm tra lỗi, có thể bao gồm các trường điều khiển • Phát hiện lỗi không tin cậy 100%! • các cơ chế dùng để kiểm soát lỗi có thể bị sót một số lỗi (hiếm); • trường EDC càng lớn thì có thể dò và sửa lỗi tốt hơn. 117
Kiểm tra tính chẵn lẻ (Parity Checking) Single Bit Parity: Two Dimensional Bit Parity: Detect single bit errors Detect and correct single bit errors 0 0 118
Các kỹ thuật phát hiện lỗi khác ❑ Kiểm tra tổng (Checksum)  Xét dữ liệu như là dãy các số nguyên (integers)  Tính và gửi số kiểm tra tổng  Xử lý được nhiều bit lỗi  Không thể xử lý được tất cả các lỗi ❑ Kiểm dư vòng (Cyclic Redundancy Check)  Dùng các hàm toán học để xét dữ liệu  Tính toán phức tạp hơn rất nhiều  Có thể xử lý được nhiều lỗi hơn 119
Internet checksum (RFC 1071) Mục tiêu: phát hiện “các lỗi” (vd: các bit bị lật) trong các segment được truyền (lưu ý: chỉ được dùng ở tầng vận chuyển) Bên gửi: Bên nhận: ❑ xem nội dung các segment ❑ tính checksum của segment như là dãy các số nguyên 16 vừa nhận được bit ❑ kiểm tra xem checksum vừa ❑ checksum: thêm vào tổng được tính có trùng với giá trị phần bù 1 của nội dung trong trường checksum hay segment không: ❑ Bên gửi đưa giá trị  NO – lỗi được phát hiện checksum và trường UDP  YES – không có lỗi bị phát checksum hiện. Tuy nhiên, vẫn có thể tồn tại lỗi?! 120
Kiểm dư vòng – Cyclic Redundancy Check ❑ xem các bit dữ liệu, D, như là các số nhị phân ❑ chọn đa thức sinh, G , mẫu r+1 bit ❑ mục tiêu: chọn r CRC bits, R, sao cho  có thể được chia hết hoàn toàn bởi G (theo modulo 2)  bên nhận biết G, chia bởi G. Nếu phần dư khác 0: lỗi bị phát hiện!  có thể phát hiện tất cả các lỗi ít hơn r+1 bits ❑ được sử dụng rộng rãi trong thực tế (Ethernet, HDLC) 121
Ví dụ về CRC Ta muốn: D.2r XOR R = nG tương đương với: D.2r = nG XOR R Tương đương với: nếu ta chia D.2r cho G, ta có phần dư R D.2r R = phần dư [ ] G Gởi đi: 101110011 Ethernet và các mạng token ring sử dụng CRC-32  x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x5 + x4 + x2 + x + 1 122
Tóm tắt về sự phát hiện lỗi ❑ Để phát hiện lỗi có thể xảy ra trong quá trình truyền:  Bên gởi thêm vào gói tin một số thông tin  Bên nhận dựa vào các thông tin trên để kiểm tra ❑ Các kỹ thuật dò tìm lỗi phổ biến:  Kiểm tra tính chẵn lẻ (Parity bit checking)  Kiểm tra tổng (Checksum)  Kiểm dư vòng (Cyclic Redundancy Check) ❑Chỉ đảm bảo phát hiện được lỗi ở mức thống kê nào đó mà thôi! 123
Giao thức và liên kết đa truy cập Hai loại “liên kết” : ❑ điểm – điểm  liên kết truy cập điểm-điểm qua quay số  liên kết điểm – điểm giữa Ethernet switch và host ❑ quảng bá (dây dẫn hay phương tiện truyền được chia sẻ)  Ethernet truyền thống  upstream HFC  802.11 wireless LAN 124
Giao thức đa truy cập ❑ kênh truyền quảng bá đơn được chia sẻ ❑ khi có hai hay nhiều trạm truyền đồng thời thì xảy ra xung đột  chỉ một nút truyền thành công tại một thời điểm Giao thức đa truy cập ❑ giải thuật phân tán giúp các nút chia sẻ kênh truyền vd: xác định khi nào một nút có thể truyền ❑ truyền thông về việc điều khiển chia sẻ kênh truyền có thể dùng một kênh riêng ❑ những gì các giao thức đa truy cập hướng tới (slide tiếp theo) : 125
Giao thức đa truy cập lý tưởng Kênh truyền quảng bá tốc độ R bps 1.Khi chỉ một nút muốn truyền, nó có thể truyền với tốc độ R. 2. Khi có M nút muốn truyền, mỗi nút có thể truyền với tốc độ trung bình là R/M 3. Giao thức phải là hoàn toàn phân tán:  không một nút đặc biệt nào sắp xếp việc truyền tin  không cần đến sự đồng bộ hóa đồng hồ, khe (thời gian) 4. Đơn giản 126
Một sự phân loại việc kiểm soát truy cập phương tiện truyền Có 3 loại chính: ❑ Phân chia kênh truyền  chia kênh truyền thành những “mảnh” nhỏ (theo khe thời gian, tần số, mã)  cấp phát các mảnh đó cho các nút và chúng được “độc quyền” sử dụng trong khoảng được chia ❑ Truy cập ngẫu nhiên  không chia kênh truyền, chấp nhận xung đột  vấn đề chính là “phục hồi” việc truyền khi có xung đột ❑ “Luân phiên”  điều phối chặt chẽ việc truy cập phương tiện truyền để tránh xung đột 127
Các giao thức truy cập ngẫu nhiên ❑ khi một nút có gói tin để gởi  truyền với tốc độ tối đa của kênh (R).  không có sự phối hợp từ trước giữa các nút ❑ khi có hai hay nhiều nút truyền đồng thời -> “xung đột” ❑ Giao thức MAC truy cập ngẫu nhiên định rõ:  làm thế nào để dò ra xung đột  làm thế nào để phục hồi khi có xung đột xảy ra ❑ Một số giao thức MAC truy cập ngẫu nhiên tiêu biểu:  ALOHA  slotted ALOHA  CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA 128
CSMA – Đa truy cập cảm nhận sóng mang CSMA: “nghe trước khi nói” ❑ Nếu kênh truyền rỗi: truyền toàn bộ frame ❑ Nếu kênh truyền bận, trì hoãn việc truyền ❑ Tương tự như con người: không ngắt lời người khác! 129
Xung đột trong CSMA Bố trí về mặt không gian của các nút xung đột vẫn có thể xảy ra: hai nút không nghe được việc truyền của nhau do độ trễ truyền tin. khi có xung đột: toàn bộ thời gian truyền gói tin là lãng phí do nó bị hỏng lưu ý: Vai trò của khoảng cách và độ trễ truyền tin là rất quan trọng trong việc xác định xác suất xung đột 130
Đa truy cập cảm nhận sóng mang có dò xung đột (CSMA/CD) CSMA/CD: “nghe trong khi nói”  xung đột được phát hiện trong khoảng thời gian ngắn  những truyền thông gây xung đột bị hủy bỏ sớm, giảm sự lãng phí kênh truyền ❑ phát hiện xung đột:  dễ thực hiện trong wired LANs: đo lường cường độ tín hiệu, so sánh tín hiệu truyền và tín hiệu nhận được  khó thực hiện trong wireless LANs ❑ tương tự như con người: người có tài nói chuyện (lịch sự) 131
Minh họa phát hiện xung đột CSMA/CD 132
Các giao thức MAC “luân phiên” Các giao thức MAC phân chia kênh truyền:  chia sẻ kênh truyền hiệu quả và công bằng khi tải cao  không hiệu quả khi tải thấp: bị trễ khi truy cập kênh truyền, chỉ có 1/N dải thông được cấp nếu chỉ có một nút hoạt động! Các giao thức MAC truy cập ngẫu nhiên  hiệu quả khi tải thấp: một nút có thể tận dụng toàn bộ kênh truyền  tải cao: gánh nặng do xung đột Các giao thức “luân phiên”  tìm kiếm cơ chế tốt nhất từ hai loại giao thức trên 133
Các giao thức MAC “luân phiên” (tiếp theo) Kiểm soát vòng: Chuyển thẻ bài: ❑ nút chủ “mời” nút tớ thẻ bài điều khiển được truyền dữ liệu theo lượt chuyển tuần tự từ nút này sang nút khác. ❑ các vấn đề cần quan tâm: ạ ẻ ẽ ượ  gánh nặng kiểm soát vòng tr m nào có th bài s đ c ề ề ệ  độ trễ chờ đợi đến lượt quy n truy n thông đi p  sự hư hỏng của nút chủ sẽ các vấn đề cần quan tâm: làm gãy vòng  gánh nặng quản lý thẻ bài  độ trễ chờ đợi thẻ bài  thẻ bài bị mất sẽ làm gãy quá trình truyền 134
Tóm tắt về các giao thức điều khiển truy cập phương tiện truyền chia sẻ ❑ Các phương pháp chính để điều khiển việc truy cập phương tiện truyền chia sẻ  Phân chia kênh theo thời gian, tần số, mã • Time Division, Frequency Division, Code Division  Truy cập ngẫu nhiên, • ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD • Cảm nhận sóng mang: dễ thực hiện trong một số công nghệ (wire) nhưng khó ở các công nghệ khác (wireless) • CSMA/CD được sử dụng trong Ethernet  Luân phiên • Kiểm soát vòng bằng một trạm trung tâm, chuyển thẻ bài 135
Điều khiển liên kết dữ liệu điểm – điểm ❑ Một người gửi, một người nhận, một kết nối -> dễ điều khiển truy cập hơn các liên kết quảng bá:  không kiểm soát truy cập phương tiện truyền  không cần sự hiện diện của địa chỉ MAC  vd: kết nối quay số, đường truyền ISDN ❑ Các giao thức kiểm soát LKDL điểm-điểm phổ biến:  Giao thức PPP (point-to-point protocol)  HDLC: Điều khiển LKDL tầng cao (LKDL từng được xem là “tầng cao” trong chồng giao thức! 136
Các yêu cầu thiết kế của PPP [RFC 1557] ❑ định khung gói tin: đóng gói gam dữ liệu của tầng mạng trong khung của tầng LKDL  có thể mang đồng thời dữ liệu từ tầng mạng của bất kỳ giao thức tầng mạng nào (không chỉ IP)  có khả năng tách ngược trở lại ở phía bên nhận ❑ tính trong suốt của bit: có thể mang bất cứ mẫu bit nào trong trường dữ liệu ❑ phát hiện lỗi (không sửa lỗi) ❑ sự “sống” của kết nối: phát hiện, báo hiệu về kết nối hỏng cho tầng mạng ❑ đàm phán về địa chỉ tầng mạng: các điểm cuối có thể học/cấu hình địa chỉ mạng của nhau 137
Những điều không yêu cầu đối với PPP ❑ Không phục hồi/sửa lỗi ❑ Không kiểm soát luồng dữ liệu ❑ Phân phát dữ liệu sai thứ tự vẫn okie ❑ Không cần hỗ trợ các kết nối multipoint Phục hồi lỗi, kiểm soát luồng, tái sắp đặt dữ liệu đều được “đá” lên các tầng cao hơn! 138
Cấu trúc khung PPP ❑ Flag: cờ để phân cách giữa các khung ❑ Address: không làm gì (chỉ là một tùy chọn) ❑ Control: không làm gì; có thể là các trường điều khiển trong tương lai ❑ Protocol: chỉ giao thức ở tầng trên (mạng) mà khung sẽ được phân phát (vd: PPP-LCP, IP, IPCP, ) ❑ info: dữ liệu được mang của tầng trên ❑ check: kiểm dư vòng để phát hiện lỗi 139
Nhồi Byte ❑ Yêu cầu của “sự trong suốt dữ liệu” : trong trường dữ liệu có thể chứa mẫu bit cờ  Câu hỏi: khi nhận được thì đó là dữ liệu hay cờ? ❑ Bên gửi: “nhồi” thêm một byte vào sau mỗi byte dữ liệu ❑ Bên nhận:  nếu nhận được 2 bytes 01111110 liên tục thì bỏ đi byte đầu tiên và tiếp tục thu nhận dữ liệu  nếu nhận được một byte 01111110 đơn thì đó là cờ 140
Minh họa nhồi byte trong PPP Mẫu byte cờ trong dữ liệu để gửi Mẫu byte cờ được nhồi thêm vào trong dữ liệu được truyền đi 141
Sự hoạt động của giao thức PPP Trước khi trao đổi dữ liệu tầng mạng, các thực thể LKDL ngang hàng phải thực hiện ❑ cầu hình cho kết nối PPP (độ dài khung tối đa, xác thực) ❑ học/cấu hình thông tin tầng mạng  đối với IP: mang các thông điệp IP Control Protocol (IPCP) (có giá trị trường protocol là 8021) để cấu hình/học địa chỉ IP 142
Chương 5: Mạng Cục Bộ (Local Area Networks) 143
Chương 5: Mạng cục bộ - LANs ❑ Kết nối các máy tính trong phạm vi ngắn ❑ Làm thế nào để liên kết nhiều máy tính với nhau  Mỗi máy kết nối đến tất cả các máy khác  Tất cả các máy nối đến một liên kết chia sẻ  Nối theo dạng vòng  Tất cả nối đến switch 144
Các công nghệ mạng cục bộ Các vấn đề về tầng LKDL đã được đề cập:  Các dịch vụ, phát hiện/sửa lỗi, đa truy cập, truy cập điểm – điểm Các vấn đề liên quan đến LAN sẽ được đề cập:  addressing  Ethernet  hubs, bridges, switches 145
Các ủy ban IEEE 802 802.0 SEC 802.1 High Level Interface (HILI) 802.2 Logical Link Control (LLC) IEEE 802.3 - 10 Mbit 802.3 CSMA/CD Working Group IEEE 802.3u - 100 Mbit 802.4 Token Bus IEEE 802.3z - 1000 Mbit 802.5 Token Ring 802.6 Metropolitan Area Network (MAN) 802.7 BroadBand Technical Adv. Group (BBTAG) 802.8 Fiber Optics Technical Adv. Group (FOTAG) 802.9 Integrated Services LAN (ISLAN) 802.10 Standard for Interoperable LAN Security (SILS) 802.11 Wireless LAN (WLAN) 802.12 Demand Priority 802.14 Cable-TV Based Broadband Communication Network 802.15 Wireless Personal Area Network (WPAN) 802.16 Broadband Wireless Access (BBWA) RPRSG Resilient Packet Ring Study Group (RPRSG) 146
IEEE 802 LAN Standard Family Layer 3-5/7 802.2 Logical Link Control (LLC) Layer 2 Data Link MAC 802.3 802.4 802.5 802.11 CSMA/CDToken Token Wireless Layer 1 PHY Bus Ring Physical 147
Tầng liên kết dữ liệu (trình bày lại!) ❑ Dịch vụ: phân phát (tin cậy) các gói dữ liệu giữa các trạm gần kề (hàng xóm) ❑ Điều khiển truy cập phương tiện truyền (MAC)  Quy định việc truyền dữ liệu lên phương tiện truyền chia sẻ  Dựng khung và đánh địa chỉ  Liên hệ với các thành phần vật lý được dùng để truyền thông tin ❑ Kiểm soát kết nối luận lý (LLC)  Có những chức năng kiểm soát quá trình truyền thông với độ tin cậy cao  Làm cầu nối cho phép giao tiếp chung  Nhận thông tin từ tầng mạng ở bên gửi và chuyển đến cổng thích hợp của hệ thống đích 148
Lớp phụ LLC Packet Packet LLC PDU Packet Frame ❑ Đơn vị dữ liệu giao thức của LLC:  DSAP: điểm truy cập dịch vụ của hệ thống đích  SSAP: điểm truy cập dịch vụ của hệ thống nguồn ❑ Hỗ trợ các phương pháp kiểm soát kết nối được chỉ rõ bởi các giao thức ở tầng trên 149
Chuẩn Ethernet ❑ Ethernet hiện là họ công nghệ mạng cục bộ được dùng rộng rãi nhất trên thế giới. ❑ Chuẩn Ethernet được cung cấp (công bố) lần đầu tiên vào năm 1980 bởi một tiểu ban phối hợp giữa the Digital, Intel, và Xerox (DIX). ❑ IEEE lấy DIX Ethernet làm nền tảng cho đặc tả kỹ thuật IEEE 802.3 (1985). ❑ Sau đó, IEEE mở rộng thêm các ủy ban mới là 802.3u (Fast Ethernet), 802.3z (Gigabit Ethernet over Fiber), và 802.3ab (Gigabit Ethernet over UTP) 150
Ethernet Standards 151
Các đặc tả kỹ thuật cho Ethernet Ethernet Specifications Designation Description 10 Mbps baseband Ethernet over coaxial cable with a maximum distance of 185 meters. Also 10Base-2 referred to as Thin Ethernet or Thinnet or Thinwire. 10 Mbps baseband Ethernet over coaxial cable with a maximum distance of 500 meters. Also 10Base-5 referred to as Thick Ethernet or Thicknet or Thickwire. 10Base-T 10 Mbps baseband Ethernet over twisted pair cables with a maximum length of 100 meters. 100Base-FX 100 Mbps baseband Ethernet over two multimode optical fibers. 100Base-T 100 Mbps baseband Ethernet over twisted pair cable. 100 Mbps baseband Ethernet over four pairs of Category 3 or higher unshielded twisted pair 100Base-T4 cable. 100 Mbps baseband Ethernet over two pairs of shielded twisted pair or Category 4 twisted 100Base-TX pair cable. 1000Base-CX 1000 Mbps baseband Ethernet over two pairs of 150 shielded twisted pair cable. 1000 Mbps baseband Ethernet over two multimode or single-mode optical fibers using longwave 1000Base-LX laser optics. 1000Base-SX 1000 Mbps baseband Ethernet over two multimode optical fibers using shortwave laser optics. 1000Base-T 1000 Mbps baseband Ethernet over four pairs of Category 5 unshielded twisted pair cable. 152
Ethernet Cable and Connector 153
Ethernet Cable and Connector (2) Coaxial Cable Fiber Optic Cable 154
Ethernet Cable and Connector (3) BNC cable connector Network Interface Card (NIC) 155
Ethernet Cable and Connector (4) Shielded Unshielded Twisted- Pair Twisted- Pair 156
Địa chỉ trong LAN và giao thức ARP 32-bit IP address: ❑ địa chỉ tầng mạng ❑ được dùng khi chuyển gói tin đến mạng IP đích LAN (or MAC or physical or Ethernet) address: ❑ Được dùng khi chuyển gói tin từ một mạch giao tiếp này đến mạch giao tiếp khác - có kết nối về mặt vật lý (cùng một mạng) ❑ Địa chỉ MAC có 48 bit (cho đa số các mạng cục bộ) và được đốt vào ROM của bộ thích ứng mạng 157
Địa chỉ trong LAN và giao thức ARP (tt) Mỗi bộ thích ứng mạng trên LAN có một địa chỉ MAC duy nhất 158
Địa chỉ trong LAN (tiếp theo) ❑ Sự phân phối địa chỉ MAC được quản lý bởi IEEE ❑ Các nhà sản xuất mua một phần còn trống của địa chỉ MAC (để đảm bảo tính duy nhất) ❑ Sự tương tự: (a) địa chỉ MAC: tương tự số chứng minh nhân dân (b) địa chỉ IP: tương tự như địa chỉ thư tín ❑ địa chỉ MAC là bằng phẳng => có thể mang đi được  có thể di chuyển một card mạng từ LAN này sang LAN khác ❑ Địa chỉ IP có tính thứ bậc và KHÔNG mang đi được  phụ thuộc vào mạng IP mà máy đó kết nối vào 159
Ví dụ về sự phân phát gói tin Trạm A gởi gói dữ liệu cho B với địa chỉ IP đã được A 223.1.1.1 biết: 223.1.2.1 dò tìm địa chỉ IP của B trong 223.1.1.2 bảng định tuyến và biết rằng B 223.1.1.4 223.1.2.9 nằm trên cùng một mạng với A B 223.1.2.2 tầng LKDL máy A đóng gói gam 223.1.1.3 223.1.3.27 E dữ liệu vào khung (frame) và gởi 223.1.3.2 cho B -> B’s MAC? 223.1.3.1 frame: địa chỉ datagram: địa chỉ đích, nguồn nguồn, đích B’s MAC A’s MAC A’s IP B’s IP IP payload addr addr addr addr datagram frame 160
ARP: Giao thức phân giải địa chỉ Câu hỏi: làm thế nào để xác ❑ Mỗi nút IP (Host, Router) định địa chỉ MAC của host B trên LAN đều có bảng ARP khi đã biết địa chỉ IP của nó? ❑ Bảng ARP: ánh xạ giữa địa chỉ IP và MAC cho một số nút trên LAN  TTL (Time To Live): thời gian “sống” của mỗi bản ghi trong bảng ARP (thường là 20 phút) 161
Giao thức ARP ❑ A muốn gửi gam dữ liệu cho ❑ A lưu giữ cặp IP-to-MAC B, và nó đã biết địa chỉ IP address vào bảng ARP của của B. nó cho đến khi thông tin này ❑ Giả sử trên bảng ARP của A trở nên hết hiệu lực (times chưa có B’s MAC address. out) ❑ A broadcasts gói truy vấn ❑ ARP là giao thức “cắm ARP, chứa địa chỉ IP của B là chạy”:  mọi máy trên LAN đều  Các nút tự mình tạo bảng nhận được truy vấn này ARP mà không cần đến sự ❑ B nhận gói truy vấn ARP, trả can thiệp của nhà quản lời cho A địa chỉ MAC của nó trị mạng  frame được gởi trực tiếp tới A – unicast (nhờ A’s MAC address) 162
Truyền dữ liệu đến một nút ở LAN khác Tình huống: A gởi gam dữ liệu cho B qua router R với giả thiết A biết địa chỉ IP của B A R B 163
❑ A tạo gam dữ liệu với địa chỉ nguồn là A’s IP address, đích là B’s IP address ❑ A dùng ARP để lấy R’s MAC address của IP add. 111.111.111.110 ❑ A tạo frame dữ liệu với địa chỉ (MAC) đích là R’s MAC address ❑ Tầng LKDL của A gởi frame đi ❑ Tầng LKDL của router R nhận frame ❑ R trích IP datagram từ Ethernet frame, và biết gói IP đó hướng tới B ❑ R dùng ARP để lấy địa chỉ MAC của B ❑ R tạo khung trong đó chứa gam dữ liệu với địa chỉ nguồn là A’s IP, đích là B’s IP và gửi đến B A R B 164
Ethernet Công nghệ “thống trị” trong mạng cục bộ (LAN): ❑ Công nghệ LAN được sử dụng rộng rãi đầu tiên ❑ Đơn giản hơn, rẻ hơn so với các công nghệ LAN dùng thẻ bài (token) và ATM (Asynchronous Transfer Mode) ❑ Luôn theo kịp trong cuộc đua tốc độ: 10, 100, 1000, 10000 Mbps Metcalfe’s Ethernet sketch 165
Lý do cho sự thành công của Ethernet ❑ Sự thành công của Ethernet là do các nhân tố chính sau:  Sự đơn giản và dễ dàng trong việc duy trì  Khả năng kết hợp các công nghệ mới  Độ tin cậy cao  Chi phí cho sự lắp đặt và nâng cấp là thấp  Dải thông của mạng có thể được tăng lên mà không cần phải thay đổi công nghệ nền tảng 166
Khuôn dạng khung Ethernet Tại tầng liên kết dữ liệu, cấu trúc khung là gần như giống nhau cho tất cả mọi tốc độ của Ethernet từ 10 Mbps đến 10,000 Mbps. Ethernet qui định một khung (frame) không ít hơn 64 octets (bytes) và không nhiều hơn 1518 octets. 167
IEEE 802.3 Ethernet 168
Cấu trúc khung Ethernet Bộ thích ứng mạng bên gởi bao bọc các gam dữ liệu IP (hoặc gói dữ liệu giao thức tầng mạng khác) trong khung Ethernet Preamble (phần mở đầu): ❑ 7 bytes với mẫu bit 10101010 được theo sau bởi một byte với mẫu bit 10101011 ❑ được sử dụng để đồng bộ nhịp đồng hồ giữa bên gởi và bên nhận 169
Cấu trúc khung Ethernet (tt) ❑ Addresses (địa chỉ): 6 bytes  nếu bộ thích ứng mạng nhận được một frame có địa chỉ đích trùng với địa chỉ vật lý của nó, hoặc địa chỉ đích là địa chỉ quảng bá (vd: gói ARP request), nó sẽ đưa dữ liệu lên cho giao thức (được chỉ) tại tầng mạng  nếu không thì nó sẽ loại bỏ khung đó ❑ Type (loại): chỉ giao thức ở tầng trên (network layer), phần lớn là IP nhưng những giao thức khác cũng có thể được hỗ trợ như Novell IPX và AppleTalk); cũng có thể kết hợp là Length (chiều dài) Length! ❑ CRC (Cyclic Redundancy Check – Kiểm dư vòng): được kiểm tra tại bên nhận, nếu phát hiện có lỗi, khung đó bị bỏ 170
Ethernet - Dịch vụ phi kết nối, không tin cậy ❑ Phi kết nối: không bắt tay giữa bộ thích ứng mạng bên gởi và nhận. ❑ Không tin cậy: bộ thích ứng mạng bên nhận không gởi tin báo nhận/không nhận (ACK hay NACK) đến bộ thích ứng mạng bên gởi  dòng của các gam dữ liệu được chuyển lên cho tầng mạng có thể có các khoảng trống  các khoảng trống này sẽ được lấp nếu ứng dụng sử dụng TCP ở tầng vận chuyển  nếu không thì, ứng dụng sẽ “thấy” các khoảng trống đó (xử lý hay không tùy nó) 171
Ethernet sử dụng CSMA/CD ❑ Một card mạng có thể bắt ❑ ướ ố ắ đầu truyền tại bất kỳ thời Tr c khi c g ng điểm nào truyền lại, card ❑ Nhưng nó không truyền mạng đợi một thời nếu cảm nhận được rằng đoạn ngẫu nhiên, đó một (số) card khác đang là, truy cập ngẫu truyền, đó là, cảm nhận nhiên sóng mang ❑ Card mạng đang truyền sẽ hủy bỏ ngay việc truyền dữ liệu khi nó cảm nhận được một card khác đang truyền, đó là, sự phát hiện xung đột 172
Giải thuật CSMA/CD trong Ethernet 1. Card mạng nhận gam dữ 4. Nếu card mạng phát hiện liệu từ tầng mạng và tạo thấy có sự truyền dữ liệu frame khác, nó sẽ hủy bỏ việc 2. Nếu cảm nhận thấy kênh truyền dữ liệu và gởi tín truyền rỗi, nó sẽ bắt đầu hiệu bồi truyền frame đi. Nếu cảm 5. Sau khi hủy bỏ việc truyền, nhận thấy kênh truyền bận, card mạng bước vào vãn nó đợi cho đến khi kênh hồi theo luật số mũ: sau truyền rỗi và truyền dữ lần xung đột thứ m, card liệu mạng chọn giá trị K ngẫu 3. Nếu card mạng truyền nhiên từ {0,1,2, ,2m-1}. xong toàn bộ frame mà Card mạng đợi K*512 bit không phát hiện thấy việc times và trở lại bước 2 truyền dữ liệu khác nào, nó 173 xem như việc truyền frame
Ethernet’s CSMA/CD (tt) Tín hiệu bồi: để đảm bảo rằng Vãn hồi theo luật số mũ : tất cả các trạm đang ❑ Mục tiêu: thích ứng các nỗ lực truyền biết được xung đột truyền lại với tải trọng hiện đang xảy ra; 48 bits; tại được ước lượng Bit time: .1 microsec cho 10  tải nặng: thời gian đợi ngẫu nhiên Mbps Ethernet ; sẽ là dài hơn với K=1023, thời gian đợi ❑ xung đột đầu tiên: chọn K từ vào khoảng 50 msec {0,1}; độ trễ là K x 512 bit times ❑ sau xung đột thứ 2: chọn K từ {0,1,2,3} ❑ sau xung đột thứ 10, chọn K từ {0,1,2,3,4, ,1023} 174
Hiệu suất của Ethernet ❑ Các tham số liên quan  chiều dài cáp, tốc độ tín hiệu, kích cỡ khung, dải thông ❑ Khả năng của kênh truyền lúc tải nặng 1 1+ 5.4a PROP cablelength bandwidth a = = TRANS signalspeed framesize 175
Đi dây trong Ethernet đầu tiên Original Ethernet Wiring Heavy coaxial cable, called thicknet, 10Base5 176
Original Ethernet Wiring (2) 177
Đi dây trong Ethernet thế hệ thứ 2 Second Generation Ethernet Wiring Thinner coaxial cable, called thinnet, 10Base2 178
Second Generation Ethernet Wiring (2) 179
Đi dây trong Ethernet hiện đại Modern Ethernet Wiring Uses a hub, called twisted pair Ethernet, 10BaseT 180
Modern Ethernet Wiring (2) 181
Chuẩn 10 Base2 trong Ethernet ❑ 10: 10Mbps; 2: độ dài một đoạn mạng xấp xỉ 200 m ❑ Dùng cáp đồng trục mỏng, kết nối theo hình trạng dạng bus ❑ repeater được sử dụng để liên kết nhiều đoạn mạng ❑ repeater chuyển tiếp tín hiệu từ một cổng sang cổng còn lại: là thiết bị ở tầng vật lý! ❑ đang dần trở thành một công nghệ lỗi thời 184
Ưu nhược điểm của cáp đồng trục ❑ Ưu điểm:  Yêu cầu ít repeaters hơn so với cáp đôi dây xoắn  Rẻ hơn cáp quang  Đã và đang được dùng trong nhiều năm cho việc truyền số liệu, bao gồm cả cáp cho TV ❑ Nhược điểm:  Đắt hơn và khó lắp đặt hơn so với cáp đôi dây xoắn  Cần ống dẫn dây lớn hơn so với cáp đôi dây xoắn 185
Chuẩn 10BaseT và 100BaseT ❑ Tốc độ truyền dữ liệu là 10/100 Mbps; chuẩn 100 còn được gọi là “fast ethernet” ❑ T chỉ Twisted Pair (cáp đôi dây xoắn) ❑ Các nút kết nối đến một thiết bị tập trung –hub-: “dạng hình sao”; khoảng cách tối đa từ nút đến hub là 100m nodes hub ❑ Hub về bản chất là repeater nhiều cổng:  tín hiệu nhận được từ một cổng và chuyển tiếp đến tất cả các cổng khác  không dùng kỹ thuật vùng đệm  không dùng CSMA/CD: card mạng phát hiện xung đột 186
Unshielded Twisted Pair (UTP) ❑ Cáp đôi dây xoắn không bọc có bốn đôi dây được kết xoắn được sử rộng rãi trong kết nối mạng hiện nay. ❑ Đặc tả kỹ thuật TIA/EIA-568-A|B quyết định đến hiệu năng của cáp ❑ Dùng đầu nối RJ-45 ❑ Khi truyền thông diễn ra, tín hiệu được truyền bởi bên gởi cần được hiểu bởi bên nhận. ❑ Tín hiệu được truyền cần được nhận đúng bởi mạch kết nối được thiết kế để nhận tín hiệu. ❑ Chân truyền ở trạm nguồn cần được kết nối (sau cùng) với chân nhận ở trạm đích. 187
Attach the RJ-45 RJ- 45 Jack RJ-45 Plug 188
UTP Implementation ❑ EIA/TIA định rõ đầu nối RJ-45 cho cáp UTP như hình vẽ bên. Dựa vào đó ta có thể bấm các loại cáp thẳng, chéo (more later!) 189
Sơ đồ chân nối cho RJ-45 connector 1: Transmit 1: Transmit 2: Transmit 2: Transmit 3: Receive 3: Receive 4: Not used 4: Not used 5: Not used 5: Not used 6: Receive 6: Receive 7: Not used 7: Not used 8: Not used 8: Not used Đối với Ethernet tốc độ <1000Mbps thì chân 1,2: truyền; chân 3,6: nhận; 4, 5, 7, 8: không dùng để truyền/nhận dữ liệu 190
Unshielded Twisted Pair (UTP) Straight-through Cross-over Rollover Cáp thẳng (straight-through): 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5, 6-6, 7-7, 8-8 Cáp chéo (cross-over): 1-3, 2-6, 3-1, 4-4, 5-5, 6-2, 7-7, 8-8 191
UTP Straight-through Cable Hub or Switch Host or Router ❑ Để kết nối một cổng từ Hub hoặc Switch đến cổng của card mạng trên máy tính ta dùng cáp thẳng (straight- through cable) 192
UTP Straight-through Cable Hub or Switch Host or Router 193
UTP Cross-over Cable ❑ Để kết nối từ một cổng của Switch này đến một cổng của Switch khác ta dùng cáp chéo (crossover cable). 194
UTP Cross-over Cable Để bấm cáp chéo ta đấu chân 1 (đầu này) với chân 3 (đầu kia); chân 2 với chân 6; Nếu dùng cho các tốc độ 10/100Mbps thì chân 4, 5, 7, 8 không dùng. Nếu muốn bấm cáp chéo cho tốc độ Gbps thì bấm như cáp chéo bình thường và đấu thêm chân 4 với chân 7; chân 5 đấu với chân 8. 195
Kết nối các thiết bị Router W IC 0 W IC 0 E TH P W R A C T/C H 0 AC T/C H 0 A C T O K AC T/C H 1 A C T/C H 1 C O L VPN Switch Server IPPhone 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 # PC iM ac Hub ❑ Kết nối các thiết bị cùng nhóm thì ta dùng : cáp chéo ❑ Kết nối các thiết bị khác nhóm thì ta dùng: cáp thẳng 196
Mã hóa Manchester ❑ Được sử dụng trong các chuẩn 10BaseT, 10Base2 ❑ Mỗi bit có một sự chuyển tiếp trạng thái ❑ Cho phép đồng hồ giữa bên gởi và nhận đồng bộ hóa với nhau  không cần một đồng hồ toàn cục, tập trung giữa các nút! ❑ Lưu ý, đây là “món” của tầng vật lý! 197
Gbit Ethernet ❑ dùng khuôn dạng khung của Ethernet chuẩn ❑ cho phép cả liên kết điểm – điểm và các kênh truyền chia sẻ ❑ ở chế độ chia sẻ, CSMA/CD được sử dụng; để đạt hiệu quả cao thì khoảng cách giữa các nodes là ngắn ❑ ở đây, hubs được gọi là “Buffered Distributors” ❑ đạt tốc độ 1 Gbps ở chế độ truyền song công cho các liên kết điểm – điểm ❑ hiện tại đã có 10 Gbps! 198
Tương lai của Ethernet ❑ Ethernet đã và đang đi qua một cuộc cách mạng từ công nghệ Legacy → Fast → Gigabit → MultiGigabit. ❑ Tương lai của môi trường mạng bao gồm:  Cáp đồng (tốc độ lên đến 1000 Mbps, có lẻ còn cao hơn)  Không dây (đang tiến đến 100 Mbps, có lẻ còn cao hơn)  Cáp quang (hiện tại là 10,000 Mbps và sẽ sớm được nâng cao hơn) 199
Liên kết các đoạn mạng cục bộ ❑ Repeaters ❑ Hubs ❑ Bridges ❑ Switches  Nhận xét: switches về bản chất là bridges nhiều cổng.  Những gì ta nói về bridges cũng đúng cho switchs! 200
Liên kết các đoạn mạng với repeaters ❑ Repeaters  Là thiết bị tầng Vật lý, nhận bits/tín hiệu một đầu, tái tạo và chuyển tiếp ở đầu kia  Liên kết các đoạn mạng Ethernet ❑ Miền xung đột  Bao gồm một tập các trạm mà nếu có 2 trạm truyền dữ liệu đồng thời thì sẽ có một xung đột ❑ Repeaters mở rộng mạng nhưng đồng thời cũng mở rộng miền xung đột ❑ Mạng Ethernet có đường kính bị giới hạn (thời gian) là 51.2 s  Tối đa chỉ được 4 repeaters  Đường kính tối đa 2,500 m 201
Liên kết các đoạn mạng với hubs ❑ Dùng hubs làm xương sống liên kết các đoạn mạng cục bộ ❑ Mở rộng khoảng cách tối đa giữa các nodes ❑ Nhưng đồng thời cũng mở rộng miền xung đột  Nếu một nút ở CS và một nút ở EE truyền đồng thời: xung đột ❑ Không thể liên kết 10BaseT & 100BaseT 202
Bridges ❑ Là thiết bị ở tầng liên kết dữ liệu  lưu giữ và chuyển tiếp các khung Ethernet  kiểm tra phần thông tin điều khiển của khung và chuyển tiếp có lựa chọn các khung dựa trên địa chỉ MAC đích  khi khung sẽ được chuyển tiếp trên một đoạn mạng nào đó, sử dụng CSMA/CD để truy cập đoạn mạng đó ❑ Trong suốt  các trạm không biết đến có sự hiện diện của bridges ❑ Cắm vào là chạy, tự học  bridges không cần phải được cấu hình 203
Bridges: tách biệt lưu lượng ❑ Việc lắp đặt bridge sẽ chia cắt mạng LAN ra thành nhiều đoạn ❑ bridges sẽ lọc các khung dữ liệu:  Những frames được gởi cho các nút trong cùng một đoạn mạng cục bộ thường thì không được chuyển tiếp đến các đoạn mạng cục bộ khác  Các đoạn trở thành các miền xung đột tách biệt collision collision = hub bridge domain domain = host LAN segment LAN segment LAN (IP network) 204
Segmentation (Sự phân đoạn) 205
Quyết định chuyển tiếp • Làm thế nào để xác định chuyển tiếp khung dữ liệu đến đoạn mạng nào? • Một vấn đề tựa như định tuyến 206
Xây dựng bảng cầu nối ❑ Một bridge có một bridge table ❑ Một mục trong bridge table bao gồm:  (Địa chỉ của nút trong LAN, Mạch giao tiếp của Bridge, Thời gian cập nhật vào)  Những mục cũ sẽ bị bỏ đi (thời gian sống có thể là 60 phút) ❑ bridges học những trạm có thể vươn tới được thông qua những mạch giao tiếp nào  khi nhận được một khung, bridge “học” vị trí của nơi gởi: đoạn mạng cục bộ đi vào  ghi nhận cặp nút gởi/vị trí trong bảng cầu nối 207
Lọc/Chuyển tiếp khung dữ liệu Khi bridge nhận một khung dữ liệu: Tìm kiếm địa chỉ MAC đích trong bridge table Nếu một mục được tìm thấy cho địa chỉ đích đó thì{ nếu đích đến nằm trên cùng đoạn mạng nhận được frame thì hủy bỏ frame đó ngược lại chuyển tiếp frame đó đến mạch giao tiếp (cổng) được chỉ trong mục tìm được } ngược lại làm lụt Chuyển tiếp đến tất cả các cổng trừ cổng đã nhận được frame đó 208
Ví dụ về hoạt động của Bridge Giả sử C gởi frame đến D và D hồi đáp với một frame đến C. Bridge nhận frame từ C  lưu lại trong bridge table rằng C là ở cổng 1  vì D chưa có trong bảng, bridge gởi frame đó đến cổng 2 và 3 frame được nhận bởi D 209
Ví dụ về hoạt động của Bridge (tt) C | 1 D tạo ra một frame hồi đáp cho C và gởi đi bridge nhận được frame đó  lưu lại trong bridge table rằng D là ở cổng 2  bridge biết C là ở cổng 1, do đó nó chỉ chuyển tiếp frame đó đến cổng 1 210
Liên kết không xương sống ❑ Không được khuyến nghị do hai lý do: - nếu hub ở Computer Science bị hỏng thì mạng bị sập - tất cả mọi lưu lượng giữa EE và SE phải đi qua đoạn CS 211
Backbone configuration (cấu hình đường trục) Recommended ! Khuyến nghị! 212
Bridges và cây trải rộng ❑ để tăng độ tin cậy, thiết yếu phải có nhiều đường dẫn luân phiên, dư từ nguồn đến đích ❑ với nhiều đường dẫn, kết quả là dễ tạo ra vòng lặp - bridges có thể nhận và chuyển tiếp một frame mãi mãi ❑ giải pháp: tổ chức các bridges vào một cây trải rộng bằng cách tạm thời vô hiệu hóa một tập con các cổng nào đó Disabled 213
Một số điểm đặc trưng của bridge ❑Tách được các miền xung đột nên làm cho thông lượng tối đa của mạng tăng lên ❑Không bị giới hạn bởi số nút và tầm bao phủ địa lý ❑Có thể kết nối với nhiều loại Ethernet khác nhau ❑Trong suốt (“cắm là chạy”): không cần thiết phải cấu hình 214
Ethernet Switches ❑ thực chất là bridge nhiều cổng ❑ lọc và chuyển tiếp frame dữ liệu sử dụng địa chỉ vật lý ❑ Switching: A-to-A’ và B-to-B’ truyền dữ liệu đồng thời mà không bị xung đột ❑ có nhiều mạch giao tiếp (cổng) ❑ thông thường thì các trạm kết nối dạng hình sao đến switch  Ethernet, nhưng không xung đột! 215
Các lợi ích của Switch ❑ Cung cấp sự phân đoạn ❑ Tăng gấp đôi dải thông giữa các nút ❑ Truyền dữ liệu không xung đột ❑ Kết hợp nhiều cổng với tốc độ khác nhau (10/100/1000 Mbps) và các cổng này có thể được chia sẻ hoặc dành riêng ❑ Cho phép nhiều mạch hoạt động đồng thời 216
Các cách thức chuyển mạch ❑ Store-and-forward:  Toàn bộ frame được nhận trước khi nó được chuyển tiếp đi.  Độ trễ tăng lên đối với các frame lớn.  Khả năng dò tìm lỗi là cao. ❑ Cut-through:  Chuyển tiếp frame ngay khi kiểm tra xong địa chỉ (vật lý) đích.  Không kiểm tra lỗi  Sinh ra độ trễ thấp nhất ❑ Fragment-free switching:  Chuyển tiếp frame sau khi nhận được 64 bytes đầu tiên.  Lọc được các frame xung đột (có kích cỡ < 64 bytes) 217
Forwarding Decision (Quyết định chuyển tiếp) 218
Ví dụ về một dạng mạng LAN phổ biến (IP network) Dedicated Shared 219
Minh họa một mạng sử dụng Switches 220
So sánh tổng kết Summary comparison hubs bridges routers switches traffic no yes yes yes isolation plug & play yes yes no yes optimal no no yes no routing cut yes no no yes through 221
Chương 6: Tầng Mạng Mục tiêu: Tổng quan: ❑ nắm được các nguyên lý ❑ các dịch vụ của tầng mạng đằng sau các dịch vụ của tầng mạng: ❑ các nguyên tắc định tuyến: lựa  định tuyến (lựa chọn chọn đường đi đường đi) ❑ định tuyến theo thứ bậc  giải quyết các vấn đề liên quan đến sự phát triển ❑ giao thức IP ủ ạ c a m ng ❑ các giao thức định tuyến trên  router làm việc như thế nào Internet  các chủ đề nâng cao:  intra-domain IPv6, mobility (read!)  inter-domain ❑ Tìm hiểu một số công ❑ những gì bên trong một router? nghệ và kỹ thuật phổ biến trên Internet 6- 222
Chương 6 - Nội dung 6.1 Giới thiệu về các mô hình dịch vụ mạng 6.2 Các nguyên tắc định tuyến 6.3 Định tuyến theo thứ bậc 6.4 Giao thức IP – Internet Protocol 6.5 Định tuyến trên Internet 6- 223
Các chức năng của tầng mạng ❑ chuyển các gói tin từ trạm nguồn đến trạm đích application transport ❑ các giao thức thuộc tầng mạng network data link network xuất hiện ở mọi trạm và physical network data link network router data link physical data link physical physical network ba chức năng quan trọng: data link physical network ❑ xác định đường đi: là lộ trình data link physical mà các gói tin sẽ đi từ nguồn network đến đích. Các giải thuật định network data link data link physical tuyến physical network data link application ❑ chuyển tiếp: chuyển các gói tin physical transport network từ đầu vào của router đến đầu data link ra thích hợp physical ❑ thiết lập kênh truyền ảo: một số kiến trúc mạng yêu cầu router phải thiết lập kênh truyền ảo trước khi dữ liệu 6- được truyền đi 224
Mô hình dịch vụ mạng Q: Kênh truyền có thể cung cấp những mô hình dịch vụ gì Khái niệm trừu tượng để chuyển các gói tin từ quan trọng nhất mà nguồn đến đích? tầng mạng cung cấp: ❑ đảm bảo về dải thông? mạch ảo ❑ không bị jitter? ? hay ❑ phân phát không mất mát? gam dữ li?ệu? ❑ phân phát đúng thứ tự? ? ❑ phản hồi tình trạng tắc nghẽn cho nơi gửi? 6- 225
Mạch ảo “đường dẫn từ nguồn đến đích hoạt động giống như mạch điện thoại”  sự thực thi thông minh  mạng tác động dọc theo đường dẫn từ nguồn đến đích ❑ thiết lập và hủy bỏ kênh truyền cho mỗi cuộc gọi trước khi dữ liệu có thể “chảy” ❑ mỗi gói tin mang một định danh kênh ảo (không phải là định danh trạm đích) ❑ mọi router trên đường dẫn từ nguồn đến đích duy trì “trạng thái” cho mỗi kết nối  kết nối ở tầng vận chuyển chỉ bao gồm hai hệ thống đầu cuối ❑ các tài nguyên như mối kết nối, router (bandwidth, buffers) có thể được cấp phát cho kênh ảo  để đạt được hiệu suất như mạng chuyển mạch kênh 6- 226
Mạch ảo: các giao thức báo hiệu ❑ được sử dụng để thiết lập, duy trì và kết thúc các mạch ảo ❑ được sử dụng trong các công nghệ mạng như ATM, frame-relay, X.25 ❑ không được sử dụng trong Internet ngày nay application 6. Nhận dữ liệu application transport 5. Dữ liệu bắt đầu được truyền transport network 4. Cuộc gọi được thiết lập 3. Chấp nhận kết nối network data link 1. Khởi tạo cuộc gọi 2. Tín hiệu báo kết nối đến data link physical physical 6- 227
Các mạng Datagram: mô hình Internet ❑ không thiết lập kết nối tại tầng mạng ❑ routers: không lưu giữ trạng thái của các kết nối giữa các thiết bị đầu cuối  không có khái niệm “kết nối” tại mức mạng ❑ các gói tin được chuyển tiếp bằng cách sử dụng địa chỉ trạm đích  các gói tin giữa cùng hai trạm nguồn – đích có thể đi theo các con đường khác nhau application application transport transport network network data link 1. Gửi dữ liệu ậ ữ ệ 2. Nh n d li udata link physical physical 6- 228
Chương 6 - Nội dung 6.1 Giới thiệu về các mô hình dịch vụ mạng 6.2 Các nguyên tắc định tuyến  Định tuyến theo trạng thái kết nối  Định tuyến theo vector khoảng cách 6.3 Định tuyến theo thứ bậc 6.4 Giao thức IP – Internet Protocol 6.5 Định tuyến trên Internet 6- 229
Định tuyến Giao thức định tuyến Mục tiêu: xác định đường dẫn 5 “tốt” (chuỗi các routers) qua B 3 C mạng từ nguồn đến đích. 2 5 A 2 1 F ệ ừ ượ ề ồ 3 Khái ni m tr u t ng v đ 1 thị cho các giải thuật định D E 2 tuyến: 1 ❑ các nút trên đồ thị là các router đường dẫn “tốt” :  thông thường là đường dẫn ❑ ạ ủ ồ ị các c nh c a đ th là các với chi phí tối thiểu liên kết vật lý  các chính sách khác có thể  chi phí của kết nối/liên kết: được áp dụng độ trễ, giá $, hay mức độ tắc nghẽn 6- 230
Phân loại các giải thuật định tuyến Thông tin định tuyến là toàn cục Tĩnh hay động? ậ hay phi t p trung? Tĩnh: Toàn cục: ❑ các đường đi được thay ❑ tất cả routers có đầy đủ thông tin về chi phí kết nối và hình trạng của đổi chậm qua thời gian mạng Động: ❑ các giải thuật “trạng thái kết nối” ❑ các đường đi được thay Phi tập trung: đổi nhanh chóng ❑ Mỗi router biết các chi phí liên kết  đến các router bên cạnh có kết nối cập nhật theo chu kỳ vật lý với nó  đáp lại sự thay đổi về ❑ quá trình tính toán chi phí và trao chi phí kết nối đổi thông tin với các router hàng xóm được lặp đi lặp lại ❑ Các giải thuật “ vector khoảng cách” 6- 231
Chương 6 - Nội dung 6.1 Giới thiệu về các mô hình dịch vụ mạng 6.2 Các nguyên tắc định tuyến 6.3 Định tuyến theo thứ bậc 6.4 Giao thức IP – Internet Protocol 6.5 Định tuyến trên Internet 6- 232
Định tuyến theo thứ bậc Các nguyên lý định tuyến mà chúng ta đã đề cập là một sự lý tưởng hóa tất cả các router là như nhau mạng là “bằng phẳng” không đúng trong thực tiễn mức độ: với khoảng 200 triệu sự tự trị trong quản trị đích đến: ❑ liên mạng = mạng của các ❑ không thể lưu trữ tất cả địa chỉ mạng đích trong bảng định tuyến! ❑ các nhà quản trị mạng có thể ❑ việc trao đổi thông tin liên quan muốn kiểm soát việc định đến bảng định tuyến đã đủ làm tuyến trong mạng của họ ngập các kết nối! 6- 233
Định tuyến theo thứ bậc ❑ Tập hợp các router lại gateway routers thành các vùng/miền ❑ các router đặc biệt gọi là “các hệ thống trong AS tự trị” (AS) ❑ chạy intra-AS ❑ Các router trong cùng routing protocol với AS chạy cùng giao tất cả các router thức định tuyến khác trong AS ❑ hơn nữa chịu trách  giao thức định tuyến nhiệm định tuyến cho “bên trong-AS” các mạng đích ngoài  các router thuộc AS AS khác nhau có thể chạy  chạy inter-AS các giao thức định routing protocol tuyến “bên trong AS” với các gateway khác nhau routers khác 6- 234
Intra-AS và Inter-AS routing C.b Gateways: B.a •định tuyến giữa A.a các AS b A.c c a a •định tuyến bên C b a B trong AS với các routers khác trong d c hệ thống A b network layer inter-AS, intra-AS link layer routing in physical layer gateway A.c 6- 235
Intra-AS và Inter-AS routing Inter-AS C.b routing between B.a A.a A and B Host b A.c c h2 a a C b a B Host d Intra-AS routing h1 c A b within AS B Intra-AS routing within AS A Minh họa định tuyến giữa các ASs và bên trong các ASs Chúng ta sẽ nghiên cứu một số giao thức định tuyến bên trong một AS và giữa các AS ở phần sau của bài giảng này. 6- 236
Chương 6 - Nội dung 6.1 Giới thiệu về các mô hình dịch vụ mạng 6.2 Các nguyên tắc định tuyến 6.3 Định tuyến theo thứ bậc 6.4 Giao thức IP – Internet Protocol  6.4.1 Địa chỉ IPv4  6.4.2 Truyền một gói từ nguồn đến đích  6.4.3 Khuôn dạng gói IP  6.4.4 Sự phân mảnh gói IP  6.4.5 ICMP: Giao thức thông điệp điều khiển của Internet  6.4.6 DHCP: Giao thức cấu hình host động 6.5 Định tuyến trên Internet 6- 237
The Internet Network layer Các thành phần (chức năng) chính của tầng mạng trên Internet (được thực hiện tại các host và router) Tầng vận chuyển: TCP, UDP Giao thức định tuyến Giao thức IP •chọn đường •qui ước về địa chỉ •RIP, OSPF, BGP •khuôn dạng gói tin Network •Những qui ước xử lý gói tin layer Bảng Giao thức ICMP định tuyến •báo lỗi •router “báo hiệu” Tầng liên kết dữ liệu Tầng Vật lý 6- 238
Định danh các nút trên mạng ❑ Tầng mạng có trách nhiệm truyền dữ liệu qua một tập các mạng. ❑ Các protocols hỗ trợ cho tầng mạng sử dụng địa chỉ có thứ bậc (hierarchical addressing) ❑ Các protocols (dùng để đánh địa chỉ) không có tầng mạng chỉ làm việc được trong các mạng nội bộ nhỏ. ❑ Các protocols không có tầng mạng sử dụng kiểu địa chỉ phẳng (flat addressing scheme) thì không mở rộng tốt được 6- 239
Địa chỉ: Mạng & Trạm ❑ Địa chỉ mạng giúp xác định đường đi qua liên mạng ❑ Địa chỉ mạng được chia làm hai phần:  Phần mạng - Network  Phần trạm - host ❑ Các giao thức mạng khác nhau có cách chia địa chỉ mạng ra thành hai phần mạng và trạm riêng. (ta chỉ thảo luận về IP.) 6- 240
Xác định lộ trình Đường dẫn để chuyển gói tin từ mạng nguồn đến mạng đích được xác định bởi các giao thức định tuyến (OSPF, EIGRP, RIP, vv ) – more later! 6- 241
0 15 16 31 4-bit 4-bit 8-bit Type Of Version Header Service 16-bit Total Length (in bytes) Length (TOS) 3-bit 16-bit Identification Flags 13-bit Fragment Offset IP – Layer 3 8 bit Time To Live 8-bit Protocol 16-bit Header Checksum TTL 32-bit Source IP Address 32-bit Destination IP Address Options (if any) Data Application Header + data 6- 242
Giới thiệu về địa chỉ IPv4: ❑ IPv4 address: 32-bits 223.1.1.1 dùng để định danh cho 223.1.2.1 223.1.1.2 host, router interface 223.1.1.4 223.1.2.9 ❑ ế ố ữ interface: k t n i gi a 223.1.2.2 host/router và liên 223.1.1.3 223.1.3.27 kết vật lý  router thông thường có nhiều interface 223.1.3.1 223.1.3.2  host cũng có thể có nhiều interfaces  mỗi địa chỉ IP được kết hợp với một interface 223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001 223 1 1 1 6- 243
Địa chỉ IP (tt) ❑ IP address: 223.1.1.1  phần địa chỉ mạng (các bits 223.1.2.1 223.1.1.2 trọng số cao) 223.1.1.4 223.1.2.9  địa chỉ trạm (các bits trọng số thấp) 223.1.2.2 223.1.1.3 223.1.3.27 ❑ Địa chỉ mạng là gì? (nhìn dưới khía cạnh địa chỉ IP) LAN  interfaces của các thiết bị 223.1.3.1 223.1.3.2 trong cùng một mạng có cùng phần địa chỉ mạng  có thể thông nhau về mặt vật lý mà không cần đến sự Mạng bao gồm 3 mạng IP can thiệp của router 6- 244
Địa chỉ IP (tt) 223.1.1.2 Tìm các mạng như thế nào? 223.1.1.1 223.1.1.4 ❑ tách mỗi interface từ 223.1.1.3 router, host ❑ tạo các “vùng mạng tách 223.1.9.2 223.1.7.0 biệt” 223.1.9.1 223.1.7.1 223.1.8.1 223.1.8.0 223.1.2.6 223.1.3.27 Một hệ thống liên 223.1.2.1 223.1.2.2 223.1.3.1 223.1.3.2 mạng bao gồm 6 mạng 6- 245
Tính di động của máy tính Địa chỉ tầng 2 (Ethernet) và tầng 3 (IP) là cần thiết: ❑ Địa chỉ MAC/tầng 2  Được đốt (burn) vào trong ROM của NIC  Không thay đổi được  Là định danh thực của thiết bị ❑ Địa chỉ IP/tầng 3  Được đặt qua phần mềm  Là địa chỉ “thư từ” của thiết bị  Cần phải thay đổi khi thiết bị dịch chuyển 6- 246
Xem địa chỉ MAC và IP của máy tính? 6- 247
Cấu trúc địa chỉ IPv4 Một địa chỉ IPv4 có 32 bits, gồm 2 phần: phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ trạm trên một mạng. Phần địa chỉ mạng bao gồm bao nhiêu bit tùy thuộc vào mặt nạ mạng con (phần sau). Được chia thành 4 octets. Chuyển đổi từ hệ nhị phân sang thập phân. 6- 248
Địa chỉ IP Một địa chỉ IP có 2 phần:  phần địa chỉ mạng  phần địa chỉ trạm (host) trên mạng Những bits nào đề cập đến địa chỉ mạng? Những bits nào đề cập đến địa chỉ trạm? 6- 249
Địa chỉ IP Trả lời: ❑ Kỹ thuật cũ - Classful IP Addressing (kế tiếp)  Giá trị octet đầu tiên xác định phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ trạm.  Được sử dụng với những giao thức định tuyến theo lớp, vd như RIPv1.  Cấu trúc bảng định tuyến của Cisco cũng có cấu trúc theo kiểu phân lớp. ❑ Kỹ thuật mới - Classless IP Addressing (phần sau)  Mặt nạ mạng con xác định phần địa chỉ mạng và địa chỉ trạm.  Giá trị của octet đầu tiên không có ý nghĩa quyết định (như là trong classful IP addressing)  Định tuyến liên vùng không phân lớp - Classless Inter-Domain Routing (CIDR).  Địa chỉ IP không phân lớp được sử dụng trên Internet và trong phần lớn các mạng nội bộ. 6- 250
Địa chỉ IP phân lớp ❑ Trong những ngày đầu của Internet, địa chỉ IP được cấp phát cho các tổ chức dựa trên yêu cầu hơn là nhu cầu thực sự. ❑ Khi một tổ chức được cấp phát một địa chỉ mạng IP, địa chỉ đó được kết hợp với một “lớp”, A, B, hoặc C. ❑ Đó chính là Địa chỉ IP phân lớp - Classful IP Addressing ❑ Octet đầu tiên của địa chỉ sẽ xác định mạng đó thuộc lớp nào và bao nhiêu bits trong địa chỉ IP thuộc về địa chỉ mạng. ❑ Không có mặt nạ mạng con ở đây. ❑ Mãi cho đến năm 1992 khi IETF giới thiệu CIDR (Classless InterDomain Routing), làm cho địa chỉ địa chỉ phân lớp mất ý nghĩa. ❑ Đó chính là Địa chỉ IP không phân lớp - Classless IP Addressing. ❑ Hiện tại, tất cả những gì mà ta cần biết đó là Mạng ngày nay là không phân lớp, trừ một số thứ như cấu trúc bảng định tuyến của Cisco và những mạng vẫn đang còn dùng các giao thức định tuyến phân lớp.6 - 251
Các lớp địa chỉ IPv4 ❑ Không có địa chỉ cho những mạng với số lượng host cỡ trung bình ❑ Trong những ngày đầu của Internet, địa chỉ IP được cấp phát cho các tổ chức dựa trên yêu cầu hơn là nhu cầu thực sự. 6- 252
Mạng được xác định dựa vào giá trị của octet đầu tiên ❑ Phần địa chỉ mạng của địa chỉ IP phụ thuộc vào octet đầu tiên. ❑ Không có “Mặt nạ mạng cơ sở” -“Base Network Mask”- được cung cấp bởi ISP. ❑ Mặt nạ mạng là vốn có ngay trong bản thân của địa chỉ. 6- 253
Các lớp địa chỉ IPv4 (tt.) Địa chỉ lớp D ❑ Một địa chỉ lớp D bắt đầu với các bits 1110 trong octet đầu tiên. ❑ Giá trị octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 224 đến 239. ❑ Địa chỉ lớp D được sử dụng để đại diện cho một nhóm các trạm được gọi là a host group, or multicast group. Địa chỉ lớp E Octet đầu tiên của địa chỉ IP bắt đầu với các bits 1111 ❑ Các địa chỉ lớp E được dành riêng cho mục đích thí nghiệm và không nên dùng đánh địa chỉ cho các trạm hay các multicast 6- groups. 254
Các lớp địa chỉ IP 1st octet 2nd octet 3rd octet 4th octet Class A Network Host Host Host Class B Network Network Host Host Class C Network Network Network Host N = Địa chỉ mạng - Network number: được cấp/quản lý bởi ARIN (American Registry for Internet Numbers) H = Địa chỉ trạm - Host number: được cấp/quản lý bởi các nhà quản trị mạng 6- 255
Địa chỉ lớp A Mặt nạ mặc định: 255.0.0.0 (/8) Giá trị octet đầu tiên: 0 – 127, bắt đầu với bit 0 Network Host Host Host 8 bits 8 bits 8 bits Với 24 bits dành cho địa chỉ Số trong 24 khoảng 0 - 127 trạm, có 2 địa chỉ trạm khác nhau, hay 16,777,216 nodes! ❑ Có 126 địa chỉ mạng thuộc lớp A.  0 và 127 có ý nghĩa đặc biệt và không được sử dụng để cấp phát. ❑ 16,777,214 địa chỉ trạm/mạng, một địa chỉ chỉ địa chỉ mạng và một địa chỉ quảng bá cho tất cả các trạm trên mạng. ❑ Chỉ những tổ chức lớn như quân đội, cơ quan chính phủ , các trường đại học lớn và những tập đoàn lớn mới có địa chỉ lớp A (đang nói đến Mỹ!). ❑ Ví dụ như ISPs có địa chỉ 24.0.0.0 và 63.0.0.0 ❑ Địa chỉ lớp A chiếm tới 2,147,483,648 địa chỉ IPv4. ❑ ằ ị ỉ ơ ướ ế ị ỉ ớ ẫ ượ ử ụ B ng 50 % không gian đ a ch đ n h ng, n u đ a ch phân l p v n đang đ c s d ng 6- trên Internet! 256
Địa chỉ lớp B Mặt nạ mặc định: 255.255.0.0 (/16) Giá trị octet đầu tiên: 128 – 191, bắt đầu với các bits 10 Network Network Host Host 8 bits 8 bits Với 16 bits dành cho địa chỉ Số trong 16 khoảng trạm, có 2 địa chỉ trạm khác 128 - 191 nhau, hay 65,536 nodes! ❑ Có 16,384 (214) địa chỉ mạng thuộc lớp B. ❑ Mỗi mạng có 65,534 địa chỉ trạm, một địa chỉ chỉ địa chỉ mạng và một địa chỉ quảng bá cho tất cả các trạm trên mạng. ❑ Địa chỉ lớp B chiếm 25% không gian địa chỉ IPv4 đơn hướng. ❑ Địa chỉ lớp B được cấp cho những tổ chức lớn như Cisco, các cơ quan chính phủ, trường học cấp vùng. 6- 257
Địa chỉ lớp C Mặt nạ mặc định: 255.255.255.0 (/24) Giá trị octet đầu tiên: 192 – 223, bắt đầu với các bits 110 Network Network Network Host 8 bits Với 8 bits dành cho địa chỉ Số trong trạm, có 28 địa chỉ trạm khác khoảng nhau, hay 256 nodes! 192 - 223 Có 2,097,152 địa chỉ mạng thuộc lớp C. Mỗi mạng có 254 địa chỉ trạm, một địa chỉ chỉ địa chỉ mạng và một địa chỉ quảng bá cho tất cả các trạm trên mạng. Địa chỉ lớp C chiếm 12.5% không gian địa chỉ IPv4 đơn hướng. 6- 258
Ví dụ về địa chỉ mạng Examples of network addresses 6- 259
Các khối địa chỉ lớp A Blocks in class A 6- 260
Các khối địa chỉ lớp B Blocks in class B 6- 261
Các khối địa chỉ lớp C Blocks in class C 6- 262
Sự khủng hoảng địa chỉ IP ❑ Sự thiếu hụt địa chỉ ❑ Sự bùng nổ của bảng định tuyến trên Internet 6- 263
Một giải pháp cho địa chỉ IPv4 Mặt nạ mạng con - Subnet Mask ❑Một giải pháp cho sự thiếu hụt địa chỉ IP chính là mặt nạ mạng con – subnet mask. ❑Được chuẩn hóa vào năm 1985 (RFC 950), mặt nạ mạng con giúp chia một mạng thuộc lớp A, B hay C thành những phần nhỏ hơn. ❑Điều đó cho phép một nhà quản trị mạng có thể chia mạng của họ ra thành nhiều mạng con. ❑Routers vẫn còn kết hợp một địa chỉ mạng với octet đầu tiên của địa chỉ IP. 6- 264
Giải pháp dài hạn: IPv6 ❑ IPv6, hay IPng (IP – the Next Generation) sử dụng một không gian địa chỉ gồm 128 bits, sinh ra số địa chỉ có thể cung cấp là 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 ❑ IPv6 vẫn đang được triển khai một cách chậm chạp ❑ IPv6 đòi hỏi phần mềm mới; đội ngũ IT phải được đào tạo lại ❑ Trong những năm tới phần lớn khả năng là IPv6 sẽ cùng tồn tại với IPv4. ❑ Một số chuyên gia tin tưởng rằng IPv4 vẫn sẽ tồn tại thêm vài năm nữa (đến khoảng 2015). 6- 265
Các giải pháp ngắn hạn: Sự cải tiến địa chỉ IPv4 ❑ CIDR (Classless Inter-Domain Routing) – RFCs 1517, 1518, 1519, 1520 ❑ VLSM (Variable Length Subnet Mask) – RFC 1009 ❑ Private Addressing - RFC 1918 ❑ NAT/PAT (Network Address Translation / Port Address Translation) – RFCs 2663, 2993, 3022, 3027, 3235 6- 266
Mặt nạ mạng 192.168.1.0/24 192.4.0.0/24 - Subnet Mask 10.2.0.0/16 172.0.0.0/8 ❑ Định danh mạng hay phần địa chỉ mạng  Trạm trên một mạng chỉ có thể truyền thông trực tiếp với các thiết bị khác nếu như chúng có cùng định danh mạng, chẳng hạn như cùng mạng hay cùng mạng con.  Mặt nạ mạng (subnet mask) xác định phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ trạm cho một địa chỉ IP.  Địa chỉ mạng không thể được sử dụng như là một địa chỉ cho bất kỳ thiết bị nào kết nối vào mạng, ví dụ như hosts, router interfaces 6- 267
Sử dụng mặt nạ mạng – subnet mask ❑ Subnet mask cho ta biết phần nào của địa chỉ IP thuộc phần địa chỉ mạng và phần nào thuộc địa chỉ trạm trên một mạng. ❑ Khi có được một địa chỉ IP, một địa chỉ trạm hay một địa chỉ mạng, từ một ISP (Internet Service Provider), họ cũng sẽ cung cấp cho ta một subnet mask, còn được gọi là Mặt nạ mạng cơ sở - Base Network Mask. ❑ Ta có thể sửa đổi mặt nạ mạng con này (làm cho nó dài ra), để phân chia mạng con của cơ quan/tổ chức mình. 6- 268
Subnet Masks - Binary 1st octet 2nd octet 3rd octet 4th octet 172.0.0.0 Network Host Host Host Subnet Mask 11111111 00000000 00000000 00000000 192.4.0.0 Network Network Host Host Subnet Mask 11111111 11111111 00000000 00000000 192.168.1.0 Network Network Network Host Subnet Mask 11111111 11111111 11111111 00000000 ◼ Một bit “1” trong subnet mask có nghĩa rằng bit tương ứng trong địa chỉ IP thuộc về địa chỉ mạng ◼ Một bit “0” trong subnet mask có nghĩa rằng bit tương ứng 6- trong địa chỉ IP thuộc về địa chỉ trạm. 269
Subnet Masks – dưới dạng dấu chấm thập phân 1st octet 2nd octet 3rd octet 4th octet 172.0.0.0 Network Host Host Host Subnet Mask: 255 0 0 0 255.0.0.0 or /8 192.4.0.0 Network Network Host Host Subnet Mask: 255 255 0 0 255.255.0.0 or /16 192.168.1.0 Network Network Network Host Subnet Mask: 255 255 255 0 255.255.255.0 or /24 ◼ /n “slash” cho ta biết bao nhiêu bit “1” trong subnet mask. ◼ Subnet masks không nhất thiết phải kết thúc tại “ranh giới octet tự nhiên” - “natural octet boundaries”. –Các địa chỉ mạng có tất cả các bit đều bằng 0 trong phần địa chỉ trạm. 6- 270
Subnet Masks – dotted decimal 1st octet 2nd octet 3rd octet 4th octet 192.4.0.0 Network Network Host Host Subnet Mask: 255 255 0 0 255.255.0.0 or /16 10.2.0.0 Network Network Network Host Subnet Mask: 255 255 255 0 255.255.255.0 or /24 ◼ Cần phải kiểm tra mặt nạ mạng con vì một octet trong phần địa chỉ mạng có thể là 0. 6- 271
Tại sao cần đến mặt nạ mạng con: Số trạm trên mạng! Subnet Mask: 1st octet 2nd octet 3rd octet 4th octet 255.0.0.0 or /8 Network Host Host Host 255.255.0.0 or /16 Network Network Host Host 255.255.255.0 or /24 Network Network Network Host ◼ Subnet masks không nhất thiết phải kết thúc tại “ranh giới octet tự nhiên” - “natural octet boundaries”. 6- 272
Subnet: 255.0.0.0 (/8) Network Host Host Host 8 bits 8 bits 8 bits Với 24 bits dành cho địa chỉ trạm, có 224 địa chỉ trạm khác nhau, hay 16,777,216 nodes! ❑ Chỉ những tổ chức lớn như quân đội, cơ quan chính phủ , các trường đại học lớn và những tập đoàn lớn mới có những mạng cần số địa chỉ nhiều như vậy. ❑ Ví dụ: Một ISP cung cấp dịch vụ cable modem có đ/c 24.0.0.0 và một ISP cung cấp dịch vụ DSL có đ/c 63.0.0.0 6- 273
Subnet: 255.255.0.0 (/16) Network Network Host Host 8 bits 8 bits Với 16 bits dành cho địa chỉ trạm, có 216 địa chỉ trạm khác nhau, hay 65,536 nodes! ❑ Có 65,534 địa chỉ trạm, một địa chỉ mạng và một địa chỉ quảng bá. 6- 274
Subnet: 255.255.255.0 (/24) Network Network Network Host 8 bits Với 8 bits dành cho địa chỉ trạm, có 28 địa chỉ trạm khác nhau, hay 256 nodes! ❑ 254 địa chỉ trạm, một địa chỉ mạng và một địa chỉ quảng bá. 6- 275
Địa chỉ IP Có một sự cân bằng giữa: ❑ Số bits địa chỉ mạng hay số mạng mà ta có thể có được VÀ ❑ Số bits địa chỉ trạm hay số trạm trên mỗi mạng mà ta có thể có được. Ta sẽ xem xét kỹ hơn ở các slides tiếp theo. ❑ Địa chỉ mạng không thể được sử dụng như là một địa chỉ cho bất kỳ thiết bị nào kết nối vào mạng, ví dụ như hosts, router interfaces ❑ Địa chỉ mạng: tất cả các bit ở phần địa chỉ trạm đều bằng 0.  Lưu ý: Cần phải xét thêm mặt nạ mạng vì địa chỉ mạng có thể bao gồm các bit 0. 6- 276
Địa chỉ IP (tt.) 192.168.1.0 192.4.0.0 10.2.0.0 172.0.0.0 ❑ Địa chỉ quảng bá - Broadcast Address  Được sử dụng để truyền dữ liệu đến tất cả các thiết bị trong cùng mạng  Tất cả các bit trong phần địa chỉ trạm đều bằng 1  Tất cả các thiết bị đều lắng nghe gói tin quảng bá  Địa chỉ quảng bá không thể được dùng để gán cho bất kỳ thiết bị nào kết nối vào mạng.  Tìm địa chỉ quảng bá cho một mạng như thế nào? 6- 277
Địa chỉ: Mạng và Trạm 192.168.1.0 192.4.0.0 10.2.0.0 172.0.0.0 Cần phải có routers khi hai trạm với địa chỉ IP thuộc về hai mạng/mạng con khác nhau cần liên lạc với nhau. • Một số ví dụ về địa chỉ trạm? 6- 278
Địa chỉ trạm Host Addresses ❑ Địa chỉ mạng bao gồm một dải các địa chỉ (IP) trạm ❑ Với mỗi mạng (hay mạng con) hai địa chỉ không thể được dùng làm địa chỉ trạm (HOST IP addresses): 1. Địa chỉ mạng (Network Address) – Địa chỉ đại diện cho mạng đó. 2. Địa chỉ quảng bá (Broadcast Address) – Địa chỉ được 6- sử dụng để liên lạc với tất cả các thiết bị trên mạng đó.279
Đánh địa chỉ cho các trạm Cho địa chỉ 172.16.0.0 và mặt nạ mạng con là 255.255.0.0: Network Network Host Host 172 16 0 0 Một địa chỉ mạng, 65,534 đ/c trạm, một địa chỉ quảng bá. 172 16 0 0 1 đ/c mạng 172 16 0 1 65,534 đ/c trạm 172 16 Etc. Etc. 172 16 255 254 216 - 2 1 đ/c 172 16 255 255 quảng bá 6- 280
Mặt nạ mạng con: Ranh giới ❑ Subnet masks không cần thiết phải kết thúc ở ranh giới tự nhiên của octet (số bit 1 trong subnet mask không cần thiết phải là một bội số của 8) ❑ Chuyển sang dạng nhị phân: Network Address Subnet Mask 172.1.16.0 255.255.240.0 192.168.1.0 255.255.255.224 6- 281
Mặt nạ mạng con: Ranh giới ❑ Subnet masks không cần thiết phải kết thúc ở ranh giới tự nhiên của octet 172.1.16.0 10101100.00000001.00010000.00000000 255.255.240.0 11111111.11111111.11110000.00000000 ❑ Dải địa chỉ trạm dưới dạng thập phân và nhị phân? ❑ Địa chỉ quảng bá? ❑ Bao nhiêu địa chỉ trạm? 6- 282
Mặt nạ mạng con: Ranh giới ❑ Subnet masks không cần thiết phải kết thúc ở ranh giới tự nhiên của octet 172.1.16.0 10101100.00000001.00010000.00000000 255.255.240.0 11111111.11111111.11110000.00000000 172.1.16.1 10101100.00000001.00010000.00000001 172.1.16.2 10101100.00000001.00010000.00000010 172.1.16.3 10101100.00000001.00010000.00000011 172.1.16.255 10101100.00000001.00010000.11111111 172.1.17.0 10101100.00000001.00010001.00000000 172.1.17.1 10101100.00000001.00010001.00000001 172.1.31.254 10101100.00000001.00011111.11111110 6- 283
Mặt nạ mạng con: Ranh giới ❑ Subnet masks không cần thiết phải kết thúc ở ranh giới tự nhiên của octet 172.1.16.0 10101100.00000001.00010000.00000000 255.255.240.0 11111111.11111111.11110000.00000000 172.1.16.1 10101100.00000001.00010000.00000001 172.1.31.254 10101100.00000001.00011111.11111110 172.1.31.255 10101100.00000001.00011111.11111111 (broadcast) Số lượng trạm: 212 – 2 = 4,096 – 2 = 4,094 hosts 6- 284
Mặt nạ mạng con: Ranh giới ❑ Subnet masks không cần thiết phải kết thúc ở ranh giới tự nhiên của octet 192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.00000000 255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 192.168.1.1 11000000.10101000.00000001.00000001 192.168.1.2 11000000.10101000.00000001.00000010 192.168.1.3 11000000.10101000.00000001.00000011 192.168.1.29 11000000.10101000.00000001.00011101 192.168.1.30 11000000.10101000.00000001.00011110 192.168.1.31 11000000.10101000.00000001.00011111 (broadcast) 6- 285