Chương 2 - Kiến trúc phân tầng và mô hình osi

Chia sẻ: Nguyen My Love | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

350
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự khác biệt về kiến trúc mạng đã gây trở ngại cho người sử dụng khi kết nối liên mạng. Cần xây dựng mô hình chuẩn làm cơ sở cho các nhà nghiên cứu và thiết kế mạng tạo ra các sản phẩm mở về mạng và tạo điều kiện cho việc phát triển và sử dụng mạng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 2 - Kiến trúc phân tầng và mô hình osi

CHƯƠNG 2 KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI 1
NỘI DUNG Các tổ chức chuẩn hóa mạng I. Mô hình kiến trúc và các quy tắc phân tầng II. Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI III. Một số mô hình kiến trúc chuẩn khác IV. 2
I. Các tổ chức chuẩn hóa mạng Các tổ ảnhc tiêu ichuẩn Hoàn c chứ ra đờ kiến trúc đa tầng 1. 2. ISO khác biệt về kiến trúc mạng đã gây trở ngại cho Sự (International Standards Organization)  CCITTsử d(International ối liên mạng. người ụng khi kết n Telegraphand Telephone  ConsultativengCommintte) nay làm cơ sở (International mô hình chuẩn là ITU cho các nhà Cần xây dự  Telecommunicationt Union) ng tạo ra các sản phẩm mở nghiên cứu và thiế kế mạ về mạng và tạo điều kiện cho việc phát triển và sử dụng mạng. Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế đã ra đời. Các nhà sản  xuất đã thống nhất các sản phẩm, khi xuất xưởng phải tuân theo các chuẩn, các khuyến nghị quy định thiết k ế và sản xuất các sản phẩm mạng. 3
II. Mô hình kiến trúc phân tầng Cácmầng đạt khchnǎnglêni nhau, số lượng ẩn được Để t ạ ược ả ồng tố đa, các tiêu chu và chứ  năng củảicác tầng phụ thung mạng đểnhà thể phục chọn pha cho phép mở rộ ộc vào các có sản xuất và thiếtng ứng dnhiên quan đivà cho phép mạng mỗi vụ nhữ kế. Tuy ụng sau này ểm chung là trong làm tầệc vcó nhữều thiực bthđược sảtiếxuất từ nhiều hãng vi ng ới nhi ng th ết ị ể (các n n trình) thực hiện một snhau. c năng nhằm cung cấp một số dịch vụ, khác ố chứ thủ tục cho các thực thể tầng trên hoạt động. Các mạng máy tính được thiết kế và cài đặt theo  ISO đã ểmacó cấu hìnhđatầng (layers, ột thành là lớp quan đi đư ra mô trúc 7 tầng. Mỗi m còn gọi phần  hay mức) cho c xem như là ột ểu hệ ng gồm ết nối của ạng đượmạng, gọi m ki hệ thố thống k nhiều mở và mc i một tầng bao gồm mộOpenchức năng tầng hoặ ỗ mô hình OSI ( t số System truyền thông. Interconnection). 4
II.1. Quy tắc phân tầng ISO quy định các quy tắc phân tầng như sau: Xác địnhịnhối quanquá giữa u tầng,ng tầng để ầng, vai trò Không đ m nghĩa hệ nhiề các đồ số lượng t thống nhất  về các cphươngctha c hoạầng ng trong ỗi hệtrìnhng củn và chứ năng ủ ứ các t t độ trong m quá thố truyềa thông, là ối ư nhau,ệkhông quá phức tạptắc và cácnh và mạng mnh quan h đó là tập các quy khi xác đị thoả thuậnntrong hộing. Chứcữa các hệtầngng, cmập quan hệ ghép ối các tầ thoại gi năng các thố độ l ối với nhau này gọi là giao thức tầng. và có tính mở. Dữ liệu không được truyền trực tiếp từ tầng th ứ i của h ệ  thống phát hệ thốầng cần xác a ịhệ thốmốinhận (trừ tầữa Trong mỗi sang t ng, thứ i củ đ nh rõ ng quan hệ gi ng  thấptầng kề nhau, vậốilý) màhệược chuyển từ diện tầng các nhất - tầng m t quan đ này gọi là giao tầng cao xuống tầngMối p nhất ệ này ệ thống phát ng thao đường (Interface). thấ quan hbên h quy định nhữvà qua tác và truyềvụvậơ lý, n ữ liệtu ng chudưới cung cấcấcho tầng kề dịch n c t bả d mà ầ là kề ỗi bit không p u trúc được truyền sang tầng thấp nhất clại giệ a hai tầng kềvà t ừ đó trên và số các tương tác qua ủa h ữ thống nhận nhau là dữỏ ệuất. c chuyển ngược lên các tầng trên. Giữa các nh li nh đượ đồng tầng xác định liên kết logic, giữa các tầng vật lý có liên kết vật lý. 5
II.2. Quan hệ giữa các tầng Như vậy mỗi một tầng có hai quan hệ: quan hệ theo chiều ngang và quan hệ theo chiều dọc. Số lượng các tầng và các giao thức tầng được gọi là kiến trúc mạng (Network Architecture). Quan hệ theo chiều ngangàphản ánh sựữhoạt độầngcủề hệ theo chiều dọc l quan hệ gi a các t ng k a  các đồng tầng. Cácột ồng thống. ước a chúng đổinthông tin nhau trong cùng m đ hệ tầng tr Giữ khi trao tồ t ại giao với nnhau đphảicác t tay,tác nguyên vàủthvà các ận vớiụnhau diệ xác ịnh bắ thao hội thoại th y ỏa thu dịch v t ầng bằng cungthamcho cầngcác giao thc gọi là giao diện tầđược dưới các cấp số t ủa trên. Đượ ức (hay là thủ tục), ng. gọi là giao thức tầng. 6
Mô hình kiến trúc phân tầng Hệ thống A Hệ thống B Giao thức tầng n Tầng n Tầng n Giao diện tầng n/n-1 Giao thức tầng n-1 Tầng n-1 Tầng n-1 Giao thức tầng 2 Tầng 2 Tầng 2 Giao diện tầng 2/1 Giao thức tầng 1 Tầng 1 Tầng 1 Đường truyền vật lý 7
II.3. Truyền/nhận thông tin trong kiến trúc phân tầng Ví dụ truyền nhận trong mô hình hệ thống A và B với n=5  Hệ thống A Hệ thống B Tầng 5 M M M H4 H4 Tầng 4 M H3H4M2 H3H4M1 H4 H3H4M1 M1 M2 H3H4M2 M H4 H4 H4 M1 Tầng 3 H2H3H4M1 Tầng 2 H2 H3H4M1 H2H3H4M2 H2 H3H4M2 Tầng 1 Đường truyền vật lý 8
II.3. Truyền/nhận thông tin trong kiến trúc phân tầng 9
II.4. Nguyên tắc truyền thông đồng tầng Đểntruydữ lithông đc ng tầng, trong các tầng bao xuống qua ơ vị ền ệu đượ ồ sử dụng gói tin khi chuyển gồm:  các tầng stin đđiềc bổ sung thêm vào PCI n đầu bằng thông  Thông ẽ ượ u khiển giao thức ph ầ (Protocol Control tin Information):ủa tầng.tin được thêm vào đầu các gói tin điều khiển c Thông trong quá trình hoạt động truyền thông của các thực th ể. Việc thêm N_PCI là thông u các gói tinnkhi ng N. mỗi tầng Ký hiệu Header vào đầ tin điều khiể tầ đi qua  trong quá trình truyền dữ liệu được gọi là quá trình đóng  Đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU (Service Data Unit): Là đơn góiv(Encapsulation). thông giữa các tầng kề nhau. Ký hi ệu ị dữ liệu truyền N_SDU là đơn vị dữ liệu truyền từ tầng (N+1) xuống Quá ng N, bên a cón sẽ ditin điều khiển. ều ngược lại, khi đi tầ trình chư nhậ thông ễn ra theo chi  qua các tầng, gói tin sẽ tách thông tin điều khiển thuộc nó trưĐc n vịchuyển dữ liệu lên PDU trên. ơ ớ khi dữ liệu giao thức tầng (Protocol Data Unit): Đơn vị dữ liệu giao thức tầng. Ký hiệu PDU = PCI + SDU, nghĩa là đơn vị dữ liệu giao thức bao gồm thông tin điều khiển PCI được thêm vào đầu đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU. 10
II.5. Dịch vụ và chất lượng dịch vụ - Tầng N sẽ phải biết sử dụng dịch vụ nào của tầng N-1 và cung cấp những dịch vụ gì cho tầng N+1. - Quá trình cung cấp dịch vụ thông qua các điểm truy nhập dịch vụ (SAP) trên các giao diện tầng N/N+1. - Có hai loại dịch vụ khác nhau: - Dịch vụ hướng liên kết (Connection Oriented) và - Dịch vụ không liên kết (Connectionless). 11
Dịch vụ hướng liên kết (Connection Oriented): Các dịch vụ và giao thức trong các mô hình hệ thống mở thực hiện truyền thông 3 giai đoạn theo thứ tự thời gian như sau: Thiết lập liên kết Truyền dữ liệu Giải phóng liên kết 12
Truyền hướng liên kết trong các dịch vụ thoại. Bên gọi Bên nhận Giai đoạn Giảếềln p ữ liệu ếtết Truyt ậ d liên k k Thi i phóng liên 13
Dịch vụ không liên kết (Connectionless) Dịch vụ không liên kết không cần tiêu tốn thời gian  để thiết lập liên kết và giải phóng liên kết giữa các thực thể đồng tầng. Không yêu cầu kiểm soát luồng dữ liệu, dữ liệu được  truyền với tốc độ cao độ nhưng độ tin cậy thấp. Không truyền lại trong trường hợp xẩy ra lỗi đường  truyền. Các dịch vụ không liên kết phù h ợp với các yêu cầu truyền dung lượng không lớn, các cuộc trao đổi thông tin rải rác và độc lập. 14
II.6. Các hàm dịch vụ nguyên thuỷ (Primitive) Việc cung cấp và nhận các dịch vụ giữa các thực thể trong các tầng kề nhau thông qua việc gọi các hàm dịch vụ nguyên thủy. Có bốn kiểu hàm dịch vụ nguyên th ủy cơ bản: 3. Response (Trả lời): Được thực thể yêu cầu sử dụng 1. Request t chức ầu): Được mộgọi ực ithể sử dụng gọi tại ột hoàn tất mộ (Yêu c năng đã được t th bở hàm Indication m điểm truy nhậpyêu cvụ. các phương tiện cung cấp dịch vụ chức năng, dịch ầu mạng. 2. . Indication (Xác nhận): Được thực thc thể chcấp dịyêuvcầu 4 Confirm (Chỉ báo): Được một thự ể cung ỉ báo ch ụ sử dụngấđểdịch vnhận ỉhoàn yêu cầu bằng ục đã được yêu cung c p xác ụ. Ch báo tất các thủ t cách: cầu từ trước bởi hàm dịch vụ nguyên thủy Request. - Gọi một chức năng nào đó. - Chỉ báo một chức năng đã được gọi tại một điểm SAP. 15
Nguyên lý hoạt động của các hàm dịch vụ nguyên thuỷ Hệ thống A Hệ thống B Tầng N+1 Response Indication Request Confirm SAP SAP Tầng N Giao thức tầng N 16
II.7. Quan hệ giữa dịch vụ và giao thức Mịch vụ lvà giao thức có nhữngặkhái niệmđkhác ưng dịch vụ D ỗi một ớp giao ức là hai đ c trưng: ặc tr nhau. giao và đặc trưng giao thức. Một dịch vụ là một tập các các thao tác của các th ực thể  Đặủ trưng của tvụ làcung thamdsch dịụ cho các hoạt động (th c tục..) dịch ầng các cấp ị ố v ch vụ trong các hàm  nguyên c thy. của tầng trên kề nó. Dốch ịch vầng được tđịng các thự thủể Thông qua các tham s ị d vụ t ụ mà các ầnh ở trên trong suốt tiếpvới iđối ng tầng ử dụngệ thống .khác. nghĩa có thể giao đối vớ đồ tượng s trong h dịch vụ Ngược lại, một giao thức là một tập các quy tắc, quy ước  Đề c ếtưnối,giao thức bao ịnhm:ạng, ý nghĩa PDU, các tham v ặ k tr ng ngữ nghĩa, đ gồ d Khuôn dạng của khung, gói  số ặcchản tin… ụng cho mỗi ực tthểại PDU tvà phươngphán, ho dị b vụ sử d được các th mộ lo đồng ầng đàm thức hoạt ng ng củavthiực thể giao thực thể sử dụng giao thức để thươ độ lượng ớ nhau. Các thức. thực hiện sự xác định các dịch vụ. 17
Biểu diễn thời gian các hàm dịch vụ nguyên thủy Bên phát Bên thu Tầng N N+1 N+1 N Requ est Indica tion Cornfirmed (có xác nhận) ne Respo Thời gian Corfirm Uncornfirmed (Không xác nhận) Request Indication 18
III. Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI là mô hình căn bản  về các tiến trình truyền thông, thiết lập các tiêu chu ẩn ki ến trúc mạng ở mức Quốc tế. Là cơ sở chung để các hệ thống khác nhau có thể liên kết  và truyền thông được với nhau. Mô hình OSI tổ chức các giao thức truyền thông thành 7  tầng, mỗi một tầng giải quyết một phần hẹp của tiến trình truyền thông, chia tiến trình truyền thông thành nhi ều t ầng và trong mỗi tầng có thể có nhiều giao thức khác nhau thực hiện các nhu cầu truyền thông cụ thể. 19
III.1. Các tầng hệ thống mở Giao thức tầng ứng dụng 7 APPLICATION ỨNG DỤNG Giao thức tầng trình diễn 6 PRESENTATION TRÌNH DIỄN Giao thức tầng phiên 5 SESSION PHIÊN Giao thức tầng vận chuyển 4 TRANSPORT VẬN CHUYỂN Giao thức tầng mạng 3 NETWORK MẠNG Giao thức tầng liên kết dữ liệu 2 DATA LINK LIÊN KẾT DỮ LIỆU Giao thức tầng vật lý 1 PHYSICAL VẬT LÝ 20