Upload
others
View
16
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Chương 2: Các khái niệm cơ bản về
mạng máy tính
Đọc trước: 1.4 Computer Networks, Tanenbaum
2
Tuần trước
l Giới thiệu môn học l Lược sử Internet l Khái niệm mạng máy tính l Một số vấn đề cơ bản: chuyển mạch kênh vs.
chuyển mạch gói, hướng liên kết vs. không liên kết…
3
Nội dung
l Phân loại mạng máy tính l Kiến trúc phân tầng l Mô hình tham chiếu OSI & TCP/IP l Địa chỉ hóa l Tên miền và chuyển đổi tên miền
Phân loại mạng máy tính
l Có nhiều cách phân loại mạng máy tính: theo công nghệ, theo thiết bị đầu cuối, theo kích thước v.v…
l Một cách phân loại: Mạng LAN, MAN, WAN, GAN
4
Mạng LAN
5
l Mạng LAN (Local Area Networks): l Phạm vi: thông thường 1 tòa nhà, một chi nhánh,
tổ chức l Wireless LAN
l VD: WIFI l Wired LAN
l VD: Ethernet
Mạng MAN
l Metropolitan Area Networks l Bao phủ một đô thị l Ví dụ:
l Mạng truyền hình cáp l Mạng trục của các
nhà cung cấp dịch vụ Internet.
6
Mạng WAN l Wide Area Networks l Bao phủ một phạm vi rộng
như quốc gia, vùng lãnh thổ v.v… l Ví dụ: mạng dùng để kết nối
giữa các chi nhánh của doanh nghiệp
l Đặc trưng công nghệ: l Gồm phần chuyển mạch l Có sử dụng đường truyền dai để kết nối giữa các phần của mạng l VD: Dùng mạng điện thoại, đường cáp quang.
7
Mạng GAN
l Global Area Networks l Mạng toàn cầu
l Kết nối của các mạng khác nhau l Có phạm vi bao phủ rộng nhiều lục địa.
8
9
Kiến trúc phân tầng
Ví dụ Tại sao phải phân tầng?
10
Phân chia các chức năng trong việc trao đổi thông tin
Bên gửi Bên nhận Thông tin muốn
trao đổi
Ngôn ngữ
Chuyển từ suy nghĩ sang lời nói
Ngôn ngữ
Thông tin nhận được
Các phương tiện truyền thông
Japanese? English?
Thư? Điện thoại? E-mail?
Việc trao đổi thông tin sẽ diễn ra suôn sẻ nếu tại mỗi tầng, cùng một phương tiện được sử dụng
11
Ví dụ phân tầng (1)
Bộ dàn âm thanh
Cassette
Player Speaker Amplifier
Tất cả chức năng đều đặt cả trong một khối Khi muốn thay đổi: Nâng cấp toàn bộ
Phân tầng Không phân tầng
12
ticket (purchase)
baggage (check)
gates (load)
runway (takeoff)
airplane routing
Sân bay đi Sân bay đến Sân bay trung chuyển
airplane routing airplane routing
ticket (complain)
baggage (claim)
gates (unload)
runway (land)
airplane routing
ticket
baggage
gate
takeoff/landing
airplane routing
Phân tầng các chức năng hàng không
Tầng: Mỗi tầng có nhiệm vụ cung cấp 1 dịch vụ l Dựa trên các chức năng của chính tầng đó l Dựa trên các dịch vụ cung cấp bởi tầng dưới
13
Vì sao phải phân tầng? l Đối với các hệ thống phức tạp: nguyên lý ”chia để trị”
l Cho phép xác định rõ nhiệm vụ của mỗi bộ phận và quan hệ giữa chúng
l Cho phép dễ dàng bảo trì và nâng cấp hệ thống l Thay đổi bên trong một bộ phận không ảnh
hưởng đến các bộ phận khác l e.g., Nâng cấp từ CD lên DVD player mà
không phải thay loa.
14
Các mô hình tham chiếu
Mô hình OSI Mô hình TCP/IP
15
OSI - Open System Interconnection: Bao gồm 7 tầng
Physical layer
Data link layer
Network layer
Transport layer
Session layer
Application layer
Tầng mạng
Presentation layer
Hệ thống cuối Hệ thống cuối Nút mạng trung gian
Tầng ứng dụng
Tầng trình diễn
Tầng phiên
Tầng giao vận
Tầng mạng
Tầng liên kết dữ liệu
Tầng vật lý
16
Chức năng chung của các tầng l Vật lý: Truyền bits “trên đường truyền” l Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu giữa các thành
phần nối kết trực tiếp trong một mạng l Mạng: Truyền dữ liệu giữa các nút mạng xa
nhau: Chọn đường, chuyển tiếp gói tin từ nguồn đến đích
l Giao vận: Xử lý việc truyền-nhận dữ liệu giữa các ứng dụng
l Phiên: đồng bộ hóa, check-point, khôi phục quá trình trao đổi
l Trình diễn: cho phép các ứng dụng biểu diễn dữ liệu, e.g., mã hóa, nén, chuyển đổi…
l Ứng dụng: Hỗ trợ các ứng dụng trên mạng.
application
presentation
session
transport
network
data link
physical
17
Session layer
Transport layer
Application layer
Presentation layer
Network layer
Datalink layer
Physical layer
Mô hình OSI và TCP/IP Trong mô hình TCP/IP (Internet), chức năng3 tầng trên được phân định vào một tầng duy nhất
UDP TCP
Application
HTTP, FTP, SMTP…
IP
Network Interface
Physical
18
Mô hình phân tầng của Internet
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
HTTP
CAT5
10M
IP
CAT5
100M/Ethernet
IP
TCP
HTTP
Nguồn Đích Nút trung gian
100M
CAT5
Ví dụ về quá trình gửi dữ liệu từ nguồn, qua nút trung gian (bộ định tuyến) rồi đến đích
19
Đóng gói dữ liệu (Encapsulation)
địa chỉ
Trang trí
Dán địa chỉ
Gói quà
địa chỉ
20
PDU: Protocol Data Unit – Đơn vị dữ liệu giao thức
(N+1) PDU
(N) PDU
(N-1) PDU
HN
HN HN-1
Layer (N+1)
Layer (N-1)
Layer (N)
Service interface
Service interface
Protocol N+1
Protocol N
Protocol N-1 addr.
21
Data Data
Ex:HTTP header
Họ giao thức TCP/IP và quá trình đóng gói
TCP header
IP header
Ethernet Frame
Signal
Network Interface
TCP
Application
Physical
IP
Sender Receiver
l Bên gửi l Mỗi tầng thêm vào các thông tin điều khiển vào phần đầu gói tin (header) và truyền xuống tầng dưới
l Bên nhận l Mỗi tầng xử lý gói tin dựa trên thông tin trong phần đầu,
sau đó bỏ phần đầu, lấy phần dữ liệu chuyển lên tầng trên.
Network Interface
TCP
Application
Physical
IP
22
SAP: Service Access Point – Điểm truy nhập dịch vụ
TCP/UDP TCP/UDP
Internet
Client 1
Client 2 Server 3
Server 1
Server 2 Client 3
transport
Application
Protocol 1
Protocol 1
Protocol 1
TCP/UDP
protocol
SAP SAP
23
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
HTTP
Ethernet/100M
IP
TCP
HTTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
24
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
25
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
26
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload Ethernet header
Protocol stack và quá trình đóng gói
27
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
28
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload WDM header
Protocol stack và quá trình đóng gói
29
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
30
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload Ethernet header
Protocol stack và quá trình đóng gói
31
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
32
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
33
CAT5 WDM
End node End node Intermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình đóng gói
34
Tóm tắt: ưu điểm của kiến trúc phân tầng l Chia nhỏ cho phép xác định dễ dàng chức năng
mỗi tầng l Các tầng hoạt động độc lập
l Tầng trên chỉ quan tâm đến việc sử dụng tầng dưới mà không quan tâm đến các tầng xa hơn
l Cho phép định nghĩa giao diện chung giữa các tầng l Khả năng mở rộng l Mềm dẻo, linh hoạt với các công nghệ mới
l Trao đổi giữa các tầng đồng mức l Có thể cải tiến hệ thống bằng cách thay thế một công nghệ
mới của tầng tương ứng : ISDN→ADSL→FTTH、IPv4→IPv6 l Nếu không phân tầng
l Khi muốn thay đổi, phải làm toàn bộ…
35
Các định danh trên Internet
Địa chỉ MAC Địa chỉ IP
Số hiệu cổng
36
Định danh
l Các định danh cho phép xác định một người hay một đối tượng l Tên
l Nguyen Thuc Hai
l Địa chỉ l 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi
l Số điện thoại l 8680896
l Email l [email protected]
37
Định danh và cây phân cấp
l Các định danh xác định địa chỉ có tính phân cấp l Cho phép quản lý một các logic và hiệu quả một không
gian địa chỉ khổng lồ l Tính mở rộng
l Ví dụ về tính phân cấp l Địa chỉ
l 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi l Số điện thoại
l +84-(4) 868-08-96
Hanoi
Dai Co Viet
Hai Ba Trung
So 1
38
Định danh trên Internet và quan hệ với các tầng
application
TCP/UDP IP
data link
physical
Physical address / MAC address e.g. 00:11:24:79:8e:82
IP address, e.g. 203.12.15.165
Port Number, e.g. Port 80
39
Địa chỉ dùng trong tầng liên kết dữ liệu
l Địa chỉ vật lý / địa chỉ MAC l Sử dụng trong tầng liên kết dữ liệu l Cố định trên card mạng NIC ( Network Interface Card) l Sử dụng để địa chỉ hóa máy tính trong các mạng quảng
bá
00:11:24:79:8e:82 00000000 00010001 00100100 01111001 10001110 10000010
HEX
OUI Gán bới nhà sản xuất
OUI (Organizationally Unique Identifier): Mã nhà sản xuất Mỗi nhà sản xuất có các giá trị OUI riêng Mỗi nhà sản xuất có thể có nhiều OUI
BIN
40
Địa chỉ dùng trên Internet
l Địa chỉ IP l Dùng trong giao thức IP - Internet Protocol (tầng
mạng) l Giá trị phụ thuộc từng mạng, mỗi card mạng được
gán một địa chỉ IP l Sử dụng để đinh danh một máy tính trong một
mạng IP, ví dụ: l 133.113.215.10 (ipv4) l 2001:200:0:8803::53 (ipv6)
41
Địa chỉ sử dụng trong tầng giao vận
l Số hiệu cổng l Một chỉ số phụ, dùng kèm theo địa chỉ IP l Các ứng dụng được dịnh danh bởi một địa chỉ
IP và một số hiệu cổng l Tương tự như số phòng trong một tòa nhà
l Địa chỉ nhà : Nhà C1, 1 Dai Co Viet, Ha Noi => Địa chỉ IP
l Phòng số 325 => Số hiệu cổng
l E.g. HTTP cổng 80, FTP cổng 20, 21 …
42
Ánh xạ địa chỉ
Tên miền Chuyển đổi tên miền
nslookup arp
43
Tên miền
l Domain Name (FQDN: Fully Qualified Domain Name) l Tên miền là tên của một máy tính hay của một
mạng máy tính, sử dụng tên (chữ cái, chữ số) l www.keio.ac.jp l www.soict.hust.edu.vn l ctt-daotao.hust.edu.vn
44
Không gian tên miền
pc24.cs.keio.ac.jp .keio.ac.jp
45
Tên và địa chỉ l Trước khi truyền tin, máy trạm phải được xác định
l Bởi một địa chỉ IP, hoặc l Bởi một tên miền (thuận tiện cho NSD)
l Tên l Độ dài thay đổi l Dễ nhớ cho con người l Không liên quan tới vị trí vật lý của máy
l Địa chỉ l Độ dài cố định l Dễ cho máy tính để xử lý l Liên quan tới vấn đề chọn đường
203.162.7.194
www.soict.hust.edu.vn
www.hedspi.hut.edu.vn
202.47.142.40
46
Chuyển đổi địa chỉ và ví dụ
User
Tôi muốn vào địa chỉ www.soict.hust.edu.vn
Máy chủ tên miền
Mời truy cập vào 202.47.142.40
Máy chủ web 202.47.142.40
Cần có chuyển đổi địa chỉ
• Máy tính thích dùng số • Người thích dùng tên
Bạn cũng có thể nhập địa chỉ trực tiếp
47
Chuyển đổi địa chỉ l Khái niệm
l Cơ chế cho phép tìm một địa chỉ IP từ một tên miền và ngược lại
l Máy chủ tên miền l Một phương thức được sử dụng để chuyển đổi địa chỉ l Được sử dụng rộng rãi trên Internet
48
Ví dụ
Máy chủ web
Trình duyệt
web
NSD (1)
www.soict.hust.edu.vn (2)
www.soict.hust.edu.vn
(3)
202.47.142.40 (4) 202.47.142.40
Cung cấp ánh xạ tên-địa chỉ
Máy chủ
tên miền
49
Công cụ nslookup l Nhập tham số www.soict.hust.edu.vn l Chuyển đôi “Tên ⇔ Địa chỉ” được thực hiện
l lệnh nslookup l nslookup www.soict.hust.edu.vn
C:\Documents and Settings\hongson>nslookup www.hedspi.hut.edu.vn Server: Address: 192.168.1.1 Non-authoritative answer: Name: www.hedspi.hut.edu.vn Address: 202.47.142.140 C:\Documents and Settings\hongson>
50
ARP chuyển đổi địa chỉ vật lý – địa chỉ IP l Address Resolution Protocol l Một giao thức để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP
32bit IP address
48bit MAC address
ARP RARP
51
Ví dụ: ARP table (Trên Windows)
C:\Documents and Settings\hongson>arp -a Interface: 192.168.1.34 --- 0x2 Internet Address Physical Address Type 192.168.1.1 00-02-cf-75-a1-68 dynamic 192.168.1.33 08-00-1F-B2-A1-A3 dynamic C:\Documents and Settings\hongson>
IP address
MAC address
52
Tóm tắt
l Kiến trúc phân tầng l Tại sao phải phân tầng l Mô hình TCP/IP vs. mô hình OSI l Encapsulation, PDU. SAP
l Địa chỉ trên Internet l Địa chỉ IP, địa chỉ MAC, tên miền, số hiệu cổng l Chuyển đổi địa chỉ
53
Tuần tới…
l Nguyên lý chung của tầng mạng l Giao thức IP
l Chi tiết hơn về địa chỉ IP l Xử lý gói tin IP tại tầng mạng
l Giao thức ICMP