Bài giảng Mạng máy tính: Chương 4 - TS. Trần Quang Diệu (2017)

Chia sẻ: Nguoibakhong02 Nguoibakhong02 | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu và chức năng của tầng mạng, network service model (VC and Datagram), thiết bị tầng mạng - Bộ định tuyến (router), giao thức IP (Internet Protocol), giải thuật chọn đường (Routing Algorithms), chọn đường trong mạng Internet.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạng máy tính: Chương 4 - TS. Trần Quang Diệu (2017)

Chương 4. Giao thức tầng mạng (network layer) Quang Dieu Tran, PhD Faculty of Information Technology University of Communication and Transport (Branch in Ho Chi Minh City) Email: dieutq@gmail.com Website: sites.google.com/sites/tranlectures
Ch4. The Network Layer 4.1 Giới thiệu và chức năng của tầng mạng. 4.2 Network service model (VC and Datagram). 4.3 Thiết bị tầng mạng Bộ định tuyến (router). 4.4 Giao thức IP (Internet Protocol). 4.5 Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms). 4.6 Chọn đường trong mạng Internet. Chương 4. Giao thức tầng mạng 2
Chức năng của tầng mạng  Truyền các gói tin (packets) từ sending host tới receiving host. application transport network  segment  packets (datagrams). data link physical network network data link network  Network layer được cài đặt tại router data link physical physical data link physical và cả end system. network data link physical network  Chức năng: data link physical  chọn đường (path selection): có nhiều network network data link đường đi, gói tin sẽ đi theo đường nào? data link physical physical  chuyển mạch (switching, forwarding): network application data link chuyển gói tin từ cổng vào tới cổng ra physical transport network của router một cách thích hợp. data link physical  thiết lập liên kết (call setup): một số kiến trúc mạng cần thiết lập kênh truyền trước khi truyền. Chương 4. Giao thức tầng mạng 3
Routing & switching in routers routing algorithm local forwarding table header output link value0100 3 0101 2 0111 2 1001 1 value in arriving packet’s header 0111 1 3 2 Chương 4. Giao thức tầng mạng 4
Ch4. The Network Layer 4.1 Giới thiệu và chức năng của tầng mạng. 4.2 Network service model (VC and Datagram). 4.3 Thiết bị tầng mạng Bộ định tuyến (router). 4.4 Giao thức IP (Internet Protocol). 4.5 Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms). 4.6 Chọn đường trong mạng Internet. Chương 4. Giao thức tầng mạng 5
Network service model  Tầng mạng cung cấp dịch vụ cho tầng Transport:  tin cậy vào tầng network?  các gói tin có đến đích đúng thứ tự đã gửi?  thời gian truyền có được đảm bảo?  có phản hồi về tình trạng nghẽn mạng?  Hai model cơ bản của tầng mạng:  kênh ảo (virtual circuit)  lược đồ (gam) dữ liệu (datagram) Chương 4. Giao thức tầng mạng 6
Virtual Circuit  Thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu và huỷ bỏ liên kết sau khi truyền xong.  VC setup: trước khi truyền, tầng mạng phải thiết lập một kênh truyền ảo (VC) từ sender tới receiver (đã biết địa chỉ).  Data transfer: dữ liệu được truyền qua VC.  VC teardown: một khi sender hoặc receiver muốn ngắt VC, nó thông báo cho network layer biết, network layer sẽ huỷ bỏ VC.  Còn được gọi là connectionoriented  Mỗi gói tin chứa thêm thông tin về kênh mà nó sẽ đi qua (VC identifier number).  Các routers/packet switches trên kênh ảo (VC) luôn nắm giữ trạng thái của kênh đi qua nó. Chương 4. Giao thức tầng mạng 7
Virtual Circuit: Signaling protocol  Giao thức truyền các thông điệp giữa end system và network layer để yêu cầu thiết lập, huỷ bỏ VC; giữa các thiết bị chuyển mạch (switches) để thiết lập VC.  Được sử dụng trong mạng ATM, Frame Relay, X.25. application 5. Data flow begins 6. Receive data application transport 4. Call connected 3. Accept call transport network 1. Initiate call 2. incoming call network data link data link physical physical Chương 4. Giao thức tầng mạng 8
application application transport transport network network host A data link physical server B data link physical Sự khác biệt giữa liên kết tại tầng Transport và Network? application application transport transport network network data link data link physical physical Chương 4. Giao thức tầng mạng 9
Datagram network  Không thiết lập kênh truyền.  Các thiết bị chuyển mạch không cần nắm giữ trạng thái các kênh.  Gói tin được truyền dựa trên địa chỉ của receiving host.  Đường đi của các gói tin giữa hai host có thể khác nhau. application application transport transport network 1. Send data 2. Receive data network data link data link physical physical Chương 4. Giao thức tầng mạng 10
Network taxonomy (review) communication networks switched broadcast networks networks (vd. Radio, Broadcast TV) circuitswitched packetswitched networks networks (vd. telephone) datagram virtual circuitswitched networks networks FDM TDM (vd. ATM) (vd. Internet) Chương 4. Giao thức tầng mạng 11
Datagram or VC network: why? Internet ATM  Mạng máy tính:  Mạng điện thoại (chuyển mạch  dịch vụ nhạy cảm. kênh).  không giới hạn thời gian.  Tương tác ngườingười đòi hỏi:  thời gian truyền.  Các hệ thống cuối “thông minh” (computer):  độ tin cậy.  có khả năng thích nghi, kiểm  dịch vụ phải được đảm bảo. soát, khôi phục lỗi.  Các thiết bị cuối đơn giản, dường  kiến trúc bên trong mạng đơn như cố định: giản nhưng kết nối các mạng  điện thoại. phức tạp.  mức độ phức tạp nằm bên trong  Nhiều dạng liên kết mạng dẫn đến mạng. một dịch vụ thuần nhất (kênh) là không thích hợp. Chương 4. Giao thức tầng mạng 12
Ch4. The Network Layer 4.1 Giới thiệu và chức năng của tầng mạng. 4.2 Network service model (VC and Datagram). 4.3 Thiết bị tầng mạng Bộ định tuyến (router). 4.4 Giao thức IP (Internet Protocol). 4.5 Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms). 4.6 Chọn đường trong mạng Internet. Chương 4. Giao thức tầng mạng 13
Bộ định tuyến – router  Thực thi các giải thuật chọn đường (routing algorithms).  Chuyển tiếp (forwarding) các gói tin từ cổng vào tới cổng ra thích hợp. Chương 4. Giao thức tầng mạng 14
Input ports Physical layer: bitlevel reception Data link layer: Decentralized switching: e.g., Ethernet  sử dụng forwarding table có trong input port memory để tra cứu output port  queuing: nếu các gam dữ liệu (datagram) đến nhanh quá, cần phải xếp hàng chờ xử lý. Chương 4. Giao thức tầng mạng 15
Các cơ cấu chuyển mạch (switching fabrics) Chương 4. Giao thức tầng mạng 16
Output ports  Buffering: khi datagram được gửi ra nhanh hơn tốc độ xử lý, cần đưa vào bộ đệm.  Scheduling discipline: cơ chế lựa chọn datagram từ bộ đệm để tiếp tục gửi đi. Chương 4. Giao thức tầng mạng 17
Ch4. The Network Layer 4.1 Giới thiệu và chức năng của tầng mạng. 4.2 Network service model (VC and Datagram). 4.3 Thiết bị tầng mạng Bộ định tuyến (router). 4.4 Giao thức IP (Internet Protocol). 4.5 Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms). 4.6 Chọn đường trong mạng Internet. Chương 4. Giao thức tầng mạng 18
The Internet (TCP/IP) network layer Network layer được thực thi tại end system cũng như tại router! Transport layer: TCP, UDP Routing protocols IP protocol •path selection •addressing conventions •RIP, OSPF, BGP •datagram format Network •packet handling conventions layer routing table ICMP protocol •error reporting •router “signaling” Link layer physical layer Chương 4. Giao thức tầng mạng 19
IP datagram format IP protocol version 32 bits number total datagram header length type of length (bytes) ver head. length (bytes) len service for “type” of data fragment 16bit identifier flgs fragmentation/ offset max number time to upper reassembly Internet remaining hops live layer checksum (decremented at 32 bit source IP address each router) 32 bit destination IP address upper layer protocol to deliver payload to Options (if any) E.g. timestamp, 6 = TCP; 17 = UDP record route data taken, specify (variable length, list of routers typically a TCP to visit. or UDP segment) Chương 4. Giao thức tầng mạng 20