Chương 2: Các mạng cơ bản về mạng máy tính

Chương 2: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính

Khoa CNTT- ðHBK Hà Nội

Giảng viên: Ngô Hồng Sơn Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính

Tuần trước

(cid:1) Giới thiệu môn học (cid:1) Lược sử Internet (cid:1) Khái niệm mạng máy tính (cid:1) Một số vấn ñề cơ bản: chuyển mạch kênh vs. chuyển mạch gói, hướng liên kết vs. không liên kết…

Nội dung

(cid:1) Kiến trúc phân tầng (cid:1) Mô hình tham chiếu OSI & TCP/IP (cid:1) ðịa chỉ hóa (cid:1) Tên miền và chuyển ñổi tên miền

Kiến trúc phân tầng

Ví dụ Tại sao phải phân tầng?

Phân chia các chức năng trong việc trao ñổi thông tin

Bên gửi

Bên nhận

Thông tin nhận ñược

Thông tin muốn trao ñổi

Chuyển từ suy nghĩ sang lời nói

Ngôn ngữ

Japanese? English?

Các phương tiện truyền thông

Thư? ðiện thoại? E-mail?

Việc trao ñổi thông tin sẽ diễn ra suôn sẻ nếu tại mỗi tầng, cùng một phương tiện ñược sử dụng

Ví dụ phân tầng (1)

Phân tầng

Không phân tầng

Cassette

Bộ dàn âm thanh

Player Speaker Amplifier

Tất cả chức năng ñều ñặt cả trong một khối Khi muốn thay ñổi: Nâng cấp toàn bộ

Phân tầng các chức năng hàng không

ticket

ticket (purchase)

ticket (complain)

baggage

baggage (check)

baggage (claim)

gate

gates (load)

gates (unload)

takeoff/landing

runway (takeoff)

runway (land)

airplane routing

Sân bay ñi

Sân bay trung chuyển

Sân bay ñến

Tầng: Mỗi tầng có nhiệm vụ cung cấp 1 dịch vụ (cid:1) Dựa trên các chức năng của chính tầng ñó (cid:1) Dựa trên các dịch vụ cung cấp bởi tầng dưới

Vì sao phải phân tầng?

ñể trị”

(cid:1) ðối với các hệ thống phức tạp: nguyên lý ”chia

và quan hệ giữa chúng

(cid:1) Cho phép xác ñịnh rõ nhiệm vụ của mỗi bộ phận

hưởng ñến các bộ phận khác

(cid:1) Cho phép dễ dàng bảo trì và nâng cấp hệ thống (cid:1) Thay ñổi bên trong một bộ phận không ảnh

không phải thay loa.

(cid:1) e.g., Nâng cấp từ CD lên DVD player mà

Các mô hình tham chiếu

Mô hình OSI Mô hình TCP/IP

OSI - Open System Interconnection: Bao gồm 7 tầng

Tầng ứng dụng

Application layer

Tầng trình diễn

Presentation layer

Tầng phiên

Session layer

Tầng giao vận

Transport layer

Tầng mạng

Network layer

Tầng liên kết dữ liệu

Data link layer

Tầng vật lý

Physical layer

Hệ thống cuối Hệ thống cuối Nút mạng trung gian

Chức năng chung của các tầng

(cid:1) Vật lý: Truyền bits “trên ñường truyền” (cid:1) Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu giữa các thành

phần nối kết trong một mạng

application

(cid:1) Mạng: Chọn ñường, chuyển tiếp gói tin từ

presentation

nguồn ñến ñích

session

(cid:1) Giao vận: Xử lý việc truyền-nhận dữ liệu cho

transport

các ứng dụng

network

(cid:1) Phiên: ñồng bộ hóa, check-point, khôi phục quá

trình trao ñổi

data link

(cid:1) Trình diễn: cho phép các ứng dụng biểu diễn dữ

physical

liệu, e.g., mã hóa, nén, chuyển ñổi…

(cid:1) Ứng dụng: Hỗ trợ các ứng dụng trên mạng.

Mô hình OSI và TCP/IP Trong mô hình TCP/IP (Internet), chức năng3 tầng trên ñược phân ñịnh vào một tầng duy nhất

Application layer

Application

Presentation layer

HTTP, FTP, SMTP…

Session layer

TCP

UDP

Transport layer

Network layer

Network Interface

Datalink layer

Physical

Physical layer

Mô hình phân tầng của Internet

Ví dụ về quá trình gửi dữ liệu từ nguồn, qua nút trung gian (bộ ñịnh tuyến) rồi ñến ñích

FTP

TCP

IP

Ethernet/10M

10M

100M

100M/Ethernet

CAT5

ðích

Nguồn

Nút trung gian

ðóng gói dữ liệu (Encapsulation)

Gói quà

Trang trí

Dán ñịa chỉ

ñịa chỉ

PDU: Protocol Data Unit – ðơn vị dữ liệu giao thức

Layer (N+1)

(N+1) PDU

Protocol N+1

Service interface

(N) PDU

Layer (N)

Protocol N

Service interface

Protocol N-1

addr.

Layer (N-1)

(N-1) PDU

HN-1

Họ giao thức TCP/IP và quá trình ñóng gói

(cid:1) Bên gửi

(cid:1) Mỗi tầng thêm vào các thông tin ñiều khiển vào phần ñầu

gói tin (header) và truyền xuống tầng dưới

(cid:1) Bên nhận

(cid:1) Mỗi tầng xử lý gói tin dựa trên thông tin trong phần ñầu, sau ñó bỏ phần ñầu, lấy phần dữ liệu chuyển lên tầng trên.

Ex：：：：HTTP header

Application Application Application Application

Data

TCP header TCP header TCP header TCP header

TCPTCPTCPTCP

IP header

IPIPIPIP

Network Interface Network Interface Network Interface Network Interface

Ethernet Frame

Network Interface Network Interface Network Interface Network Interface

Physical Physical Physical Physical

Signal

Sender

Receiver

SAP: Service Access Point – ðiểm truy nhập dịch vụ

(cid:1) Tầng trên chỉ quan tâm ñến việc sử dụng tầng dưới mà

không quan tâm ñến các tầng xa hơn

(cid:1) Cho phép ñịnh nghĩa giao diện chung giữa các tầng

(cid:1) Khả năng mở rộng (cid:1) Mềm dẻo, linh hoạt với các công nghệ mới

(cid:1) Trao ñổi giữa các tầng ñồng mức (cid:1) Có thể cải tiến hệ thống bằng cách thay thế một công nghệ

mới của tầng tương ứng : ISDN→ADSL→FTTH、IPv4→IPv6

(cid:1) Nếu không phân tầng

(cid:1) Khi muốn thay ñổi, phải làm toàn bộ…

Các ñịnh danh trên Internet

ðịa chỉ MAC ðịa chỉ IP Số hiệu cổng

ðịnh danh

(cid:1) Các ñịnh danh cho phép xác ñịnh một

người hay một ñối tượng (cid:1) Tên

(cid:1) Nguyen Thuc Hai

(cid:1) ðịa chỉ

(cid:1) 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi

(cid:1) Số ñiện thoại (cid:1) 8680896

(cid:1) Email

(cid:1) hai--xxx@it.hut.edu.vn

ðịnh danh và cây phân cấp

(cid:1) Các ñịnh danh xác ñịnh ñịa chỉ có tính phân cấp (cid:1) Cho phép quản lý một các logic và hiệu quả một không

gian ñịa chỉ khổng lồ

(cid:1) Tính mở rộng

(cid:1) Ví dụ về tính phân cấp

(cid:1) ðịa chỉ

(cid:1) 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi

Hanoi

(cid:1) Số ñiện thoại

(cid:1) +84-(4) 868-08-96

Hai Ba Trung

Dai Co Viet

So 1

ðịnh danh trên Internet và quan hệ với các tầng

Port Number, e.g. Port 80

application

TCP/UDP

IP address, e.g. 203.12.15.165

data link

Physical address / MAC address e.g. 00:11:24:79:8e:82

physical

ðịa chỉ dùng trong tầng liên kết dữ liệu

(cid:1) Sử dụng trong tầng liên kết dữ liệu (cid:1) Cố ñịnh trên card mạng NIC ( Network Interface Card) (cid:1) Sử dụng ñể ñịa chỉ hóa máy tính trong các mạng quảng

bá

(cid:1) ðịa chỉ vật lý / ñịa chỉ MAC

HEX

00:11:24:79:8e:82

00000000 00010001 00100100 01111001 10001110 10000010

BIN

Gán bới nhà sản xuất OUI

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

ðịa chỉ dùng trên Internet

mạng)

(cid:1) Giá trị phụ thuộc từng mạng, mỗi card mạng ñược

gán một ñịa chỉ IP

(cid:1) Sử dụng ñể ñinh danh một máy tính trong một

mạng IP, ví dụ: (cid:1) 133.113.215.10 (ipv4) (cid:1) 2001:200:0:8803::53 (ipv6)

(cid:1) ðịa chỉ IP (cid:1) Dùng trong giao thức IP - Internet Protocol (tầng

ðịa chỉ sử dụng trong tầng giao vận

(cid:1) Số hiệu cổng

(cid:1) Một chỉ số phụ, dùng kèm theo ñịa chỉ IP (cid:1) Các ứng dụng ñược dịnh danh bởi một ñịa chỉ

IP và một số hiệu cổng

(cid:1) Tương tự như số phòng trong một tòa nhà

(cid:1) ðịa chỉ nhà : Nhà C1, 1 Dai Co Viet, Ha Noi => ðịa chỉ

(cid:1) Phòng số 325 => Số hiệu cổng

(cid:1) E.g. HTTP cổng 80, FTP cổng 20, 21 …

Ánh xạ ñịa chỉ

Tên miền Chuyển ñổi tên miền nslookup arp

Tên miền

(cid:1) Domain Name

(FQDN: Fully Qualified Domain Name) (cid:1) Tên miền là tên của một máy tính hay của một mạng máy tính, sử dụng tên (chữ cái, chữ số) (cid:1) www.keio.ac.jp (cid:1) www.hedspi.hut.edu.vn (cid:1) .hut.edu.vn

Không gian tên miền

.keio.ac.jp pc24.cs.keio.ac.jp

Tên và ñịa chỉ

(cid:1) Trước khi truyền tin, máy trạm phải ñược xác ñịnh

(cid:1) Bởi một ñịa chỉ IP, hoặc (cid:1) Bởi một tên miền (thuận tiện cho NSD)

(cid:1) Tên

(cid:1) ðộ dài thay ñổi (cid:1) Dễ nhớ cho con người (cid:1) Không liên quan tới vị trí vật lý của máy

(cid:1) ðịa chỉ

(cid:1) ðộ dài cố ñịnh (cid:1) Dễ cho máy tính ñể xử lý (cid:1) Liên quan tới vấn ñề chọn ñường

www.hedspi.hut.edu.vn

203.162.7.194

www.hut.edu.vn

202.47.142.40

Chuyển ñổi ñịa chỉ và ví dụ

• Máy tính thích dùng số • Người thích dùng tên

User

Tôi muốn vào ñịa chỉ www.hedspi.hut.edu.vn

Cần có chuyển ñổi ñịa chỉ

Máy chủ tên miền

Bạn cũng có thể nhập ñịa chỉ trực tiếp

Máy chủ web 202.47.142.40

Mời truy cập vào 202.47.142.40

Chuyển ñổi ñịa chỉ

(cid:1) Khái niệm

(cid:1) Cơ chế cho phép tìm một ñịa chỉ IP từ một tên miền và

ngược lại

(cid:1) Máy chủ tên miền

(cid:1) Một phương thức ñược sử dụng ñể chuyển ñổi ñịa chỉ (cid:1) ðược sử dụng rộng rãi trên Internet

Ví dụ

NSD

(1)

www.hedspi.hut.edu.vn (2)

Máy chủ

Trình duyệt

tên miền

web

www.hedspi.hut.edu.vn

(3)

Máy chủ web

Cung cấp ánh xạ tên-ñịa chỉ

(4) 202.47.142.40 202.47.142.40

Công cụ nslookup (cid:1) Nhập tham số www.hedspi.hut.edu.vn (cid:1) Chuyển ñôi “Tên ⇔ ðịa chỉ” ñược thực hiện

www.hedspi.hut.edu.vn

(cid:1) lệnh nslookup (cid:1) nslookup

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>

ARP chuyển ñổi ñịa chỉ vật lý – ñịa chỉ IP

(cid:1) Address Resolution Protocol (cid:1) Một giao thức ñể tìm ñịa chỉ vật lý từ ñịa chỉ IP

32bit IP address

RARP

ARP

48bit MAC address

Ví dụ: ARP table (Trên Windows)

C:\Documents and Settings\hongson>arp -a

IP address

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>

MAC address

Tóm tắt

(cid:1) Kiến trúc phân tầng

(cid:1) ðịa chỉ trên Internet

(cid:1) Tại sao phải phân tầng (cid:1) Mô hình TCP/IP vs. mô hình OSI (cid:1) Encapsulation, PDU. SAP

(cid:1) ðịa chỉ IP, ñịa chỉ MAC, tên miền, số hiệu cổng (cid:1) Chuyển ñổi ñịa chỉ

Tuần tới…

(cid:1) Nguyên lý chung của tầng mạng (cid:1) Giao thức IP

(cid:1) Giao thức ICMP

(cid:1) Chi tiết hơn về ñịa chỉ IP (cid:1) Xử lý gói tin IP tại tầng mạng