TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
TS. ĐỖ XUÂN THU
(Khoa Công nghệ thông tin
)
BÀI GIẢNG
BỘ GIAO THỨC TCP/IP
DÙNG CHO SINH VIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
LƯU HÀNH NỘI BỘ
Hà nội 2022
ThS. PHAN NHƯ MINH
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................ x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................. xi
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................... xv
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC TCP/IP VÀ CẤU TRÚC
LIÊN MẠNG INTERNET ....................................................................... 1
1.1. Giới thiệu chung về lịch sử Internet ................................................................... 1
1.2. Kiến trúc mạng Internet, tham chiếu giữa mô hình giao thức TCP/IP và OSI. . 3
1.2.1. Giới thiệu kiến trúc mạng Internet .................................................................. 3
1.2.2. Tổng quan về giao thức TCP/IP ...................................................................... 5
CHƢƠNG 2 CẤU TRÚC IP DATAGRAM .......................................... 21
2.1. Cấu trúc IP DATAGRAM ................................................................................ 21
2.1.1. Khái niệm chuyển phát phi kết nối (Connectionless) ................................... 21
2.1.2. Mục đích của giao thức IP (Internet Protocol) .............................................. 21
2.1.3. Cấu trúc gói dữ liệu IP Datagram (Internet datagram) ................................. 22
2.1.4. Thời gian sống (Time to Live – TTL) ........................................................... 25
2.1.5. Đóng gói datagram ........................................................................................ 26
2.2. Kích thƣớc và sự phân mảnh IP DATAGRAM ............................................... 27
2.2.1. Kích thƣớc datagram. .................................................................................... 27
2.2.2. Phân mảnh IP Datagram ................................................................................ 28
2.2.3. Kết hợp các Fragment ................................................................................... 30
ii
2.2.4. Điều khiển việc phân đoạn ............................................................................ 31
2.3. Các IP DATAGRAM đặc biệt ......................................................................... 32
2.3.1. IP Datagram dạng bản ghi định tuyến (Record Route) ................................. 34
2.3.2. IP Datagram dạng bản ghi nguồn định tuyến xác định (Source Route) ........ 35
2.3.3. IP Datagram dạng bản ghi ghi nhận thời điểm (Timestamp) ........................ 36
2.3.4. Xử lý các option trong quá trình phân đoạn .................................................. 38
CHƢƠNG 3 ÁNH XẠ CÁC ĐỊA CHỈ IP LÊN ĐỊA CHỈ VẬT LÝ
(ARP & RARP) ....................................................................................... 40
3.1. Giao thức phân giải địa chỉ (ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL) ........ 40
3.1.1. Khái niệm ánh xạ địa chỉ ............................................................................... 40
3.1.2. Nguyên lý hoạt động của giao thức ARP ...................................................... 40
3.2. Giao thức giải địa chỉ ngƣợc (RARP: REVERSE ADDRESS RESOLUTION
PROTOCOL) ........................................................................................................... 48
CHƢƠNG 4 PHÂN LỚP CÁC ĐỊA CHỈ MẠNG, KỸ THUẬT CHIA
MẠNG ..................................................................................................... 52
4.1. Phân lớp địa chỉ IP (Internet) ........................................................................... 52
4.1.1. Khái niệm địa chỉ IP (Internet) ...................................................................... 52
4.1.2. Khuôn dạng địa chỉ IP ................................................................................... 52
4.2. Kỹ thuật chia mạng con (IP SUBNETTING) .................................................. 60
4.2.1. Phƣơng pháp phân chia subnet ...................................................................... 61
4.2.2. Mặt nạ mạng con ........................................................................................... 70
4.3. Một số vấn đề liên quan đến địa chỉ IP ............................................................ 71
4.3.1. Địa chỉ IP và liên kết mạng ........................................................................... 71
4.3.2. Mạng và địa chỉ quảng bá.............................................................................. 72
4.3.3. Quảng bá giới hạn ......................................................................................... 72
4.3.4. Quy ƣớc tổng quan về ý nghĩa bít và địa chỉ................................................. 73
4.3.5. Địa chỉ IP multicast (truyền đồng thời nhiều hƣớng) ................................... 73
4.3.6. Nhƣợc điểm của cách đánh địa chỉ IP ........................................................... 74
4.3.7. Địa chỉ lặp...................................................................................................... 74
4.3.8. Thứ tự các byte trong địa chỉ IP .................................................................... 75
4.3.9. Quảng bá đến mạng con ................................................................................ 76
4.3.10. Địa chỉ không phân lớp (siêu mạng) ........................................................... 76
4.3.11. Ảnh hƣởng của siêu mạng đối với việc định tuyến ..................................... 78
4.3.12. Những nhóm địa chỉ đƣợc để dành cho những mạng riêng ........................ 78
4.3.13. Cơ quan quản lý địa chỉ Internet ................................................................. 79
CHƢƠNG 5 GIAO THỨC ICMP (INTERNET CONTROL MESSAGE
PROTOCOL) ........................................................................................... 82
5.1. ICMP và thông điệp kiểm soát báo lỗi ............................................................. 82
5.1.1. Giới thiệu về ICMP và thông điệp kiểm soát ................................................ 82
5.1.2. Thông báo lỗi và sửa lỗi ................................................................................ 83
5.2. Nguyên lý hoạt động của giao thức ICMP ....................................................... 85
5.2.1. Chuyển phát thông điệp ICMP bằng IP Datagram ....................................... 85
5.2.2. Khuôn dạng thông thông điệp ICMP ............................................................ 86
5.2.3. Các thông điệp ICMP quan trọng .................................................................. 87
CHƢƠNG 6 GIAO THỨC UDP (USER DATAGRAM PROTOCOL)102
6.1. Giới thiệu giao thức UDP ............................................................................... 102
6.1.1. Giới thiệu ..................................................................................................... 102
6.1.2. Cơ chế xác định đích đến cuối cùng trong chuyển phát ............................. 102
iv
6.1.3. Chức năng của giao thức User Datagram Protocol ..................................... 103
6.2. Nguyên lý hoạt động của UDP ....................................................................... 104
6.2.1. Định dạng thông điệp UDP ......................................................................... 104
6.2.2. Đóng gói UDP và việc phân lớp Protocol ................................................... 106
6.2.3. Sự phân lớp và tính UDP checksum ........................................................... 108
6.2.4. UDP Multiplexing, Demultiplexing, và các cổng ....................................... 109
6.2.5. Các giá trị cổng hợp lệ và dành riêng .......................................................... 110
CHƢƠNG 7 GIAO THỨC TCP .......................................................... 112
7.1. Dịch vụ vận chuyển dữ liệu có độ tin cậy ...................................................... 112
7.1.1. Giới thiệu dịch vụ vận chuyển có độ tin cậy ............................................... 112
7.1.2. Sự cần thiết của việc chuyển phát dữ liệu theo dòng .................................. 112
7.1.3. Các tính chất của dịch vụ chuyển phát tin cậy ............................................ 113
7.1.4. Tính tin cậy của dịch vụ chuyển phát tin cậy .............................................. 114
7.1.5. Ý tƣởng kỹ thuật cửa sổ trƣợt...................................................................... 116
7.2. Nguyên lý hoạt động của giao thức TCP ....................................................... 118
7.2.1. Giao thức điều khiển truyền ........................................................................ 118
7.2.2. Cổng, kết nối, và điểm cuối ......................................................................... 119
7.2.3. Cơ chế mở chủ động và mở thụ động ......................................................... 121
7.2.4. Cơ chế truyền dữ liệu trong cửa số trƣợt..................................................... 122
7.2.5. Cửa sổ với kích thƣớc và việc điều khiển tốc độ truyền ............................. 123
7.2.6. Định dạng của TCP segment ....................................................................... 124
7.2.7. Dữ liệu ngoài dòng (out of band) ................................................................ 126
7.2.8. Kích thƣớc tối đa của segment .................................................................... 127