intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài: Chuyển mạch IP

Chia sẻ: Le Dai Nhan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:86

Thêm vào BST
Báo xấu
210
lượt xem 76
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước sự phát triển của các giao thức Internet khởi đầu từ những năm của thập niên 70 và tiếp tuc phát triển vào những năm sau đó. Ngày nay, mạng IP đã thực sự bùng nổ cả về khối lượng lưu lượng cũng như các yêu cầu về chất lượng dịch vụ như: tốc độ truyền dẫn, băng thông, truyền dẫn đa phương tiện,… Nhưng mạng IP hiện nay vẫn chưa thực sự đáp ứng được các yêu cầu về truyền dẫn lưu lượng, do đó, cần phải có một giải pháp công nghệ mới đưa vào để khắc phục những nhược điểm của mạng...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Chuyển mạch IP

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG 1.................................................................................................4 GIỚI THIỆU CHUNG............................................................................... 4 1.1 Định tuyến trong chuyển mạch gói truyền thống....................4 1.2 ATM & IP.................................................................................. 6 1.3 IP over ATM.............................................................................. 8 CHƯƠNG 2...............................................................................................11 ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP.................................................. 11 2.1 Mô hình chồng giao thức TCP/IP............................................11 2.2 Đánh địa chỉ IP.........................................................................13 2.3 Định tuyến IP...........................................................................14 2.4 Các giao thức định tuyến trong IP...........................................17 CHƯƠNG 3...............................................................................................42 CHUYỂN MẠCH IP.................................................................................42 3.1 Định nghĩa và các thuật ngữ....................................................42 3.2 Các mô hình địa chỉ của chuyển mạch IP...............................47 3.3 Các mô hình chuyển mạch IP................................................. 49 3.4 Các kiểu chuyển mạch IP.......................................................52 3.5 Một số giải pháp trong chuyển mạch IP................................56 CHƯƠNG 4...............................................................................................59 CHUYỂN MẠCH THẺ CỦA CISCO.................................................... 59 4.1 Giới thiệu chuyển mạch thẻ...................................................59 4.2 Kiến trúc của chuyển mạch thẻ.............................................60 4.3 Các thành phần........................................................................ 62 4.4 Các phương pháp cấp phát thẻ............................................... 66 4.5 Giao thức phân phối thẻ..........................................................68 CHƯƠNG 5...............................................................................................72 ỨNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH IP............................................... 72 5.1 Chuyển mạch IP hỗ trợ lưu lượng đa hướng........................ 72 SV Nguyễn Quang Hiếu
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.2 Mạng chuyển mạch IP............................................................74 KẾT LUẬN................................................................................................81 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................82 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ARIS Aggregate route-based IP switching ARP Address resolution protocol ARS Address resolution server API Application programming interface AS Autonomous system ATM Asynchronous tranfer mode B-ISDN PRM Broadband-ISDN protocol reference model BGP Border gateway protocol CBR Contant bit rate CDV Cell delay variation CLIP Classical IP over ATM CoS Class of service CPCS Common path convergence sublayer CPE Customer prime equipment CRC Cycle redundantce code CS Convergence sublayer CSLIP Compressed SLIP CSR Cell switch router EGP External gateway protocol EIGRP Enhanced interior gateway routing protocol ER Explicit route FANP Flow attribute notification protocol FDDI Fibler distributed data interconnect FEC Forwarding equivalen class FIB Forwarding information base GFC General flow control GFMP General flow management protocol ICMP Internet control management protocol ID Identifier SV Nguyễn Quang Hiếu
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IDRP Interdomain routing protocol IETF Internet enginering task force IFMP Ipsilon flow management protocol InATMARP Inverse ATMARP IP Internet protocol IPCP IP control point ISDN Intergrated service digital network ISP Internet service provider ISR Intergrated switch router LAN Local area network LANE LAN emulation LFN Long-fast network LLC/SNAP Logical link control/subnetwork access protocol LSA Link state advertiseent LSP Link state packet MARS Multicast address resolution server MBS Maximum burst sequence MCR Minimum cell rate MPOA Multiprotocol over ATM NHRP Next hop resolution protocol NNI Network-network interface ODR On demand routing OSPF Open shortdest path first PAWS Protection against wapped sequence PCR Peak cell rate PDU Protocol data unit PMD Physical medium dependent PNNI Private NNI PPP Point-to-point protocol PVC Permanent virtual circuit RARP Reverse ARP RFC Request for recommend RIP Routing information protocol RSVP Resource reservation protocol SV Nguyễn Quang Hiếu
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP RTO Retransmission timeout RTT Round trip time SAP Service access point SAPI SAP Identifier SAR Segmentation/reasembly SDH Synchronous digital heirachy SDU Service data unit SLIP Serial line IP SPT Server processing time SSCS Specific service CS SVC Switched virtual circuit TC Transmission convergence TCP Transmission control protocol TDP Tag distribution protocol TDM Time domain multiplexing TER Tag edge router TIB Tag information base T/TCP TCP extention for transactions TOS Type of service TSR Tag switch router TTL Time to live UBR Unspecified bit rate UDP User data protocol UNI User network protocol UPC Usage parameter control VBR Variable bit rate VCC Virtual circuit connection VCI Virtual circuit identifier VLSM Variable length subnet mask VPC Virtual path connection VPI Virtual path identifier VPN Virtual private network WAN Wide area netword SV Nguyễn Quang Hiếu
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Trước sự phát triển của các giao thức Internet khởi đầu từ những năm của thập niên 70 và tiếp tuc phát triển vào những năm sau đó. Ngày nay, mạng IP đã thực sự bùng nổ cả về khối lượng lưu lượng cũng như các yêu cầu về chất lượng dịch vụ như: tốc độ truyền dẫn, băng thông, truyền dẫn đa phương tiện,… Nhưng mạng IP hiện nay vẫn chưa thực sự đáp ứng được các yêu cầu về truyền dẫn lưu lượng, do đó, cần phải có một giải pháp công nghệ mới đưa vào để khắc phục những nhược điểm của mạng đang tồn tại. Công nghệ chuyển mạch IP ra đời và được xem là một giải pháp t ốt để giải quyết những yêu cầu trên. Chuyển mạch IP là sự kết hợp hài hòa của các giao thức điều khiển mềm dẻo với phần cứng chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đã khắc phục được nhược điểm về tốc độ xử lý chậm của các bộ định tuyến và tính phức tạp của các giao thức báo hiệu trong chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đang là điểm tập trung nghiên cứu của các hãng viễn thông nổi tiếng trên thế giới như: Ipsilon, Toshiba, IBM, Cisco,.. Với mục đích gắn quá trình học tập và nghiên cứu để tìm hiểu một công nghệ mới tiên tiến trên cơ sở những kiến thức đã học và nghiên cứu những tài liệu mới. Em đã dành thời gian làm đồ án tốt nghiệp của mình để nghiên cứu về “Chuyển mạch IP”. Đồ án của em gồm hai phần với nội dung chính như sau: Phần I: Tổng quan - Giới thiệu chung về ATM và IP - Đánh địa chỉ trong IP - Một số phương pháp định tuyến lớp mạng Phần II: Chuyển mạch IP và ứng dụng - Chuyển mạch IP - Ứng dụng của chuyển mạch IP Thông qua đồ án em đã có dịp trình bày những hiểu biết c ủa mình v ề một công nghệ chuyển mạch mới. Tuy nhiên do năng lực còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong có được những đóng góp quý báu của thầy cô và toàn thể các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Thị Thanh Kỳ người đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong học viện và các bạn đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu ở Học viện. Em xin chân thành cảm ơn SV Nguyễn Quang Hiếu 1
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên Nguyễn Quang Hiếu SV Nguyễn Quang Hiếu 2
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV Nguyễn Quang Hiếu 3
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Định tuyến trong chuyển mạch gói truyền thống Để chuyển các gói tin từ mạng này đến mạng khác một cách nhanh chóng và chính xác, các gói tin cần phải được định tuyến, những thiết bị đ ể định tuyến các gói tin ban đầu được gọi là Gateway (đóng vai trò là một cổng giao tiếp từ mạng này tới mạng khác) và và sau đó router ra đ ời đ ể kết n ối giữa các mạng vật lý khác nhau tạo thành một liên mạng hợp nhất rộng lớn hơn. Các gói thông tin riêng biệt bao gồm một nhãn mạng đích mà router thực hiện tương hợp nhãn với một trong nhiều thực thể của bảng mạng đích mà nó biết trước. Khi tìm thấy một sự tương hợp, router có thể định hướng gói tin tới giao diện tương ứng và chờ đến khi gói tín khác đến. Quá trình tương quan đơn giản này được thực hiện đối với mỗi gói riêng biệt đ ến router. Thậm chí nếu có một số lượng lớn gói tin có cùng một đích đến chung, thì router sẽ vẫn xử lý mỗi gói tin theo cách riêng. Chú ý thế hệ router đầu tiên được giới thiệu trong hình 1.1: Processor Share Bus Interface Interface Interface Interface Hình 1.1: Router thế hệ đầu tiên Nó bao gồm một bộ xử lý trung tâm và nhiều card giao tiếp, tất cả được nối với nhau bằng một đường bus chung. Bộ xử lý rất tin cậy cho chạy giao thức định tuyến và duy trì một bảng hướng đi của router bước nhảy tiếp theo mà gói được gửi đến. Các gói đi vào router qua bus và đi vào bộ xử lý nơi sẽ tra cứu bảng định tuyến chuẩn và thực hiện xác định bước nhẩy tiếp theo. Gói sau đó được đi vào bus chung đến giao diện đầu ra tương ứng. Hiệu năng của hệ thống này phụ thuộc vào tốc độ bus và khả năng xử lý của bộ xử lý trung tâm. Và mỗi gói được yêu cầu đi trên bus hai lần. SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 4
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG Trước sự phát triển không ngừng của Internet. Ngày càng có nhiều người hơn sẽ đăng nhập vào mạng và khi đó bảng định tuyến s ẽ l ớn h ơn, thời gian tra cứu cũng sẽ lâu hơn. Kết hợp với sự tăng trưởng trong l ưu lượng người dùng, dẫn tới đòi hỏi phải tạo ra những router sử dụng công nghệ cao hơn. Nhờ vào sự tăng cường tính toán hướng tới của các gói tin đến các giao diện chuyển tiếp. Một phần hoặc toàn bộ bảng đ ịnh tuyến có thể được lưu trong bộ nhớ của bộ chuyển tiếp đầu vào. Điều này cho phép bộ chuyển tiếp đầu vào thực hiện tính toán hướng đi và định hướng các gói trên đường bus tương ứng với bộ chuyển tiếp đầu ra mà không cần sự can thiệp của bộ xử lý trung tâm. Hiệu năng của mô hình này vẫn sẽ bị giới hạn bởi tốc độ bus và thời gian yêu cầu để sắp xếp trên một bảng định tuyến lớn trong suốt th ời gian tra cứu. Một công nghệ cải thiện router khác là thay thế bus bằng một switch. Vì toàn bộ cổng đầu vào và ra được kết nối với nhau bằng một k ết cấu chuyển mạch không nghẽn. Mô hình này được giới thiệu trong hình 1.2. Processor Forwarding Forwarding C ache C ache Adapter Adapter Forwarding Forwarding C ache C ache Adapter Adapter Hình 1.2: Kiến trúc của Router có các đường bus dùng switch Bằng cách cải thiện thiết kế bên trong và hiệu quả hơn sẽ thay th ế yêu cầu xử lý mỗi gói đối với bản thân router điều này sẽ đặc biệt hữu dụng trước tính chất bùng nổ tự nhiên không đoán trước của lưu lượng IP do các gói tin được phục vụ theo cơ chế hàng đợi first-in first-out (FIFO) có chi phí cao, độ lợi về thông lượng nhỏ và hiệu năng thì lại không đạt được đ ộ tin cây cao. SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 5
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 ATM & IP a/ IP – Internet Protocol IP là giao thức chuyển tiếp gói tin. Việc chuyển tiếp gói tin th ực hi ện theo cơ chế phi kết nối. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới đích. Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy, cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc chuyển tin (như trong BGP) và nó phải có khả năng hoạt động trong môi trường mạng gồm nhiều nút. Kết quản tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bảng chuyển tin (forwarding table) chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hướng đích. Dựa trên các bản chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hướng tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này, mỗi nút mạng tính toán mạng chuyển tin một cách độc lập. Phương thức này, do vậy, yêu cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau. Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn đến việc chuyển gói tin sai hướng, điều này đồng nghĩa v ới việc mất gói tin. Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Tuy nhiên, bên cạnh đó, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao đ ộ tin cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi về topo mạng thông qua việc cập nhật thông tin v ề trạng thái kết nối. Với các phương thức như CDIR (Classless Inter Domain Routing), kích thước của bản tin được duy trì ở mức chấp nhận được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút tự thực hiện, mạng có thể mở rộng mà không cần bất cứ thay đổi nào. Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng cao. Tuy nhiên, việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng. Mặt khác, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ. SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 6
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG b/ ATM – Asynchronous Tranfer Mode Công nghệ ATM dựa trên cơ sở của phương pháp chuy ển m ạch gói, thông tin được nhóm vào các gói tin có chi ều dài c ố đ ịnh, ng ắn; trong đó v ị trí của gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ và d ựa trên nhu c ầu b ất kỳ của kênh cho trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt đ ộng v ới nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. ATM có hai đặc điểm quan trọng : - Thứ nhất, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM , các tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc đ ộ cao được dễ dàng hơn. - Thứ hai, ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng. ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập trước khi thông tin được gửi đi. ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu. Mặt khác, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ cố định trong suốt thời gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối một nhãn. Việc này thực hiện hai điều: dành cho kết nối một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài. Bảng chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong bảng chuyển tin của router dùng IP. Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự như vi ệc chuyển gói tin qua router. Tuy nhiên, ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP router, và việc này được th ực hi ện SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 7
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền thống. Bảng so sánh công nghệ IP và ATM Công nghệ IP ATM - Là một giao thức chuyển - Sử dụng gói tin có chiều mạch gói có độ tin cậy và khả dài cố định 53 byte gọi là năng mở rộng cao. tế bào (cell). Bản chất - Do phương thức định tuyến công nghệ - Nguyên tắc định tuyến : theo từng chặng nên điều chuyển đổi VPI/VCI -Nền khiển lưu lượng rất khó thực tảng phần cứng tốc độ cao hiện. - Tốc độ chuyển mạch cao, Ưu điểm - Đơn giản, hiệu quả mềm dẻo, hỗ trợ QoS theo yêu cầu - Giá thành cao, không mềm Nhược - Không hỗ trợ QoS dẻo trong hỗ trợ những điểm ứng dụng IP, VoA 1.3 IP over ATM Hiện nay, trong xây dựng mạng IP, có đến mấy loại kỹ thuật, như IP over SDH/ SONET, IP over WDM và IP over Fiber. Còn kỹ thuật ATM, do có các tính năng như tốc độ cao, chất lượng dịch vụ (QoS), điều khiển lưu lượng, … mà các mạng lưới dùng bộ định tuyến truyền thống chưa có, nên đã được sử dụng rộng rãi trên mạng đường trục IP. Mặt khác, do yêu c ầu tính thời gian thực còn tương đối cao đối với mạng lưới, IP over ATM v ẫn là kỹ thuật được chọn trước tiên hiện nay. Cho nên việc nghiên cứu đối với IP over ATM vẫn còn rất quan trọng. Mà MPLS chính là s ự cải ti ến c ủa IP over ATM kinh điển, cho nên ở đây chúng ta cần nhìn lại một chút v ề hi ện trạng của kỹ thuật IP over ATM. IP over ATM truyền thống là một loại kỹ thuật kiểu xếp chồng, nó xếp IP (kỹ thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2); giao thức của hai tầng hoàn toàn độc lập với nhau; giữa chúng phải nhờ một loạt giao thức (như NHRP, ARP,…) nữa mới đảm bảo nối thông. Điều đó hiện nay trên thực tế đã được ứng dụng rộng rãi. Nhưng trong tình trạng mạng lưới được mở SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 8
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG rộng nhanh chóng, cách xếp chồng đó cũng gây ra nhiều vần đề cần xem xét lại. Trước hết, vấn đề nổi bật nhất là trong phương thức chồng xếp, phải thiết lập các liên kết PVC tại N điểm nút, tức là cần thiết lập mạng liên kết. Như thế có thể sẽ gây nên vấn đề bình phương N, rất phiền phức, tức là khi thiết lập, bảo dưỡng, gỡ bỏ sự liên kết giữa các điểm nút, số việc ph ải làm (như số VC, lượng tin điều khiển) đều có cấp số nhân bình phương c ủa N điểm nút. Khi mà mạng lưới ngày càng rộng lớn, chi phối kiểu đó sẽ làm cho mạng lưới quá tải. Thứ hai là phương thức xếp chồng sẽ phân cắt cả mạng lưới IP over ATM ra làm nhiều mạng logic nhỏ (LIS), các LIS trên thực tế đều là ở trong một mạng vật lý. Giữa các LIS dùng bộ định tuyến trung gian để liên kết, điều này sẽ có ảnh hưởng đến việc truyền nhóm gói tin giữa các LIS khác nhau. Mặt khác, khi lưu lượng rất lớn, những bộ định tuyến này sẽ gây hiện tượng nghẽn cổ chai đối với băng rộng. Hai điểm nêu trên đều làm cho IP over ATM chỉ có thể dùng thích hợp cho mạng tương đối nhỏ, như mạng xí nghiệp,… nhưng không thể đáp ứng được nhu cầu của mạng đường trục Internet trong tương lai. Trên thực tế, hai kỹ thuật này đang tồn tại vấn đề yếu kém về khả năng mở rộng thêm. Thứ ba là trong phương thức chồng xếp, IP over ATM vẫn không có cách nào đảm bảo QoS thực sự. Thứ tư, vốn khi thiết kế hai loại kỹ thuật IP và ATM đều làm riêng lẻ, không xét gì đến kỹ thuật kia, điều này làm cho sự nối thông giữa hai bên phải dựa vào một loạt giao thức phức tạp, cùng với các bộ ph ục vụ xử lý các giao thức này. Cách làm như thế có thể gây ảnh hường không tốt đối với độ tin cậy của mạng đường trục. Các kỹ thuật MPOA (Multiprotocol over ATM – đa giao thức trên ATM) LANE (LAN Emulation – Mô phỏng LAN)… cũng chính là kết quả nghiên cứu để giải quyết các vấn đề đó, nhưng các giải thuật này đ ều ch ỉ giải quyết được một phần các tồn tại, như vấn đề QoS chẳng hạn. Phương thức mà các kỹ thuật này dùng vẫn là phương thức chồng xếp, khả năng mở rộng vẫn không đủ. Hiện nay đã xuất hiện một loại kỹ thuật IP over ATM SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 9
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG không dùng phương thức xếp chồng, mà dùng phương thức chuyển mạch nhãn, áp dụng phương thức tích hợp. Kỹ thuật này chính là cơ sở của MPLS. SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 10
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP CHƯƠNG 2 ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP 2.1 Mô hình chồng giao thức TCP/IP TCP/IP là một bộ giao thức mở được xây dựng cho mạng Internet mà tiền thân của nó là mạng ARPnet của bộ quốc phòng Mỹ. Do đây là một giao thức mở, nên nó cho phép bất kỳ một đầu cuối nào sử dụng bộ giao thức này đều có thể được kết nối vào mạng Internet. Chính điều này đã tạo nên sự bùng nổ của Internet toàn cầu trong thời gian gần đây. Trong bộ giao thức này, hai giao thức được sử dụng chủ yếu đó là giao thức truyền tải tin c ậy TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Procol). Chúng cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. Điểm khác nhau cơ bản của TCP/IP so với OSI đó là tầng liên mạng sử dụng giao thức không kết nối (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động của mạng Internet. Cùng với các giao thức định tuyến như RIP, OSPF, BGP,… tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại mạng vật lý khác nhau như: Ethernet, Token Ring, X25… OSI TCP/IP Application Application Presentation TELNET SMTP FTP DNS Session Transport TCP UDP Network ICMP IGMP IP ARP RARP Data Link Data link Physical Hình 2.1: Mô hình TCP/IP và mô hình OSI SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 11
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP TCP/IP có kiến trúc phân lớp, gồm 4 lớp chức năng sau: 1) Lớp liên kết dữ liệu (DataLink Layer) : Định nghĩa các hàm, thủ tục, phương tiện truyền dẫn đ ảm bảo s ự truy ền d ẫn an toàn các khung thông tin trên bất kỳ m ột ph ương ti ện truy ền d ẫn nào nh ư Ethernet, ATM, token-ring, frame-relay,… 2) Lớp giao thức Internet(Internet Protocol): Chuyển tiếp các gói tin từ nguồn tới đích. Mỗi gói tin chứa địa chỉ đích và IP sử dụng thông tin này để truyền gói tin tới đích của nó. Giao thức IP được chạy trên tất cả các máy chủ (Host) cũng như trong tất cả các thiết bị định tuyến (Router). Lớp IP là lớp kết nối phi hướng nghĩa là mạng không cần thiết lập bất kỳ một đường dẫn nào đến đích trước khi gói tin được truyền qua mạng đến đích do vậy, mỗi gói đến đích với mỗi đường tối ưu khác nhau và IP không đảm bảo thứ tự đến đích của các gói tin. Mạng Internet hoạt động trên bất kỳ phương tiện truyền tải nào (nhờ có lớp DataLink) và có thể có rất nhiều ứng dụng trên lớp IP nhưng chỉ có một lớp IP với giao thức IP duy nhất là điểm hội tụ của TCP/IP cho phép nó hoạt động một cách linh hoạt và mềm dẻo trên mạng máy tính cực lớn. Hiện nay có hai phiên bản của IP là IPv4 và IPv6 (IPng). IPv4 là phiên bản đang sử dụng thống nhất hiện nay nhưng do nhu cầu phát triển của mạng và công nghệ truyền thông trong tương lai gần sẽ phải sử dụng phiên bản IPv6. 3) Lớp TCP/UDP: Lớp này chạy trên đỉnh của lớp IP và bao gồm hai giao thức là TCP và UDP. TCP là một kiểu phương thức hướng kết nối cho phép cung cấp các dịch vụ tin cậy còn UDP sử dụng phương thức hướng không kết nối cung cấp các dịch vụ kém tin cậy hơn. TCP/UDP chỉ được chạy trên hệ thống máy chủ và được sử dụng bởi mọi dịch vụ l ớp ứng dụng. 4) Lớp ứng dụng (Application Layer): Là giao diện giữa người dùng và mạng Internet, lớp ứng dụng sử dụng các dịch vụ lớp TCP/IP. Các ứng dụng rất đa dạng, phong phú và ngày càng nhiều như Telnet, FTP, HTTP, SMTP,… SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 12
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP 2.2 Đánh địa chỉ IP Địa chỉ IP là địa chỉ lớp mạng, được sử dụng để định danh các máy trạm (HOST) trong liên mạng. Địa chỉ IP có độ dài 32 bít đối với IPv4 và 128 bít với IPv6. Nó có thể được biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân, thập lục phân và nhị phân. Có hai cách cấp phát địa chỉ IP phụ thuộc vào cách thức ta kết nối mạng. Nếu mạng của ta kết nối vào mạng Internet, địa chỉ mạng đ ược xác nhận bởi NIC (Network Information Center). Nếu mạng của ta không kết nối với Internet, người quản trị mạng sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này. Về cơ bản, khuôn dạng địa chỉ IP gồm hai phần: Network Number và Host Number như hình vẽ: 0 16 31 Network number Host number Trong đó, phần Network Number là địa chỉ mạng còn Host Number là địa chỉ các máy trạm làm việc trong mạng đó. Do việc tăng các WW theo hàm mũ trong những năm gần đây vì số lượng WW mở ra rất nhiều, nên với địa chỉ IP là 32 bít là r ất ít do v ậy đ ể mở rộng khả năng đánh điạ chỉ cho mạng IP và vì nhu cầu sử dụng có r ất nhiều quy mô mạng khác nhau, nên người ta chia các điạ chỉ IP thành 5 l ớp ký hiệu là A, B, C, D và E có cấu trúc như sau: 0 78 15 16 31 Líp A NetID SubnetID HostID 0 15 16 23 3 24 31 Líp B NetID SubnetID HostID 0 26 27 31 23 Líp C NetID SubnetID HostID 0 26 31 Líp D NetID HostID Líp E NetID Hình 2.2: Các kiểu địa chỉ IP SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 13
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP Lớp A (/8): Được xác định bằng bít đầu tiên trong byte thứ nhất là 0 và dùng các bít còn lại của byte này để định danh mạng. Do đó, nó cho phép định danh tới 126 mạng, với 16 triệu máy trạm trong mỗi mạng. Lớp B (/16): Được xác định bằng hai bít đầu tiên nhận giá trị 10, và sử dụng byte thứ nhất và thứ hai cho định danh mạng. Nó cho phép định danh 16.384 mạng với tối đa 65.535 máy trạm trên mỗi mạng. Lớp C (/24): Được xác định bằng ba bít đầu tiên là 110 và dùng ba byte đầu để định danh mạng. Nó cho phép định danh tới 2.097.150 mạng với tối đa 254 máy trạm trong mỗi máy trạm trong mỗi mạng. Do đó, nó được sử dụng trong các mạng có quy mô nhỏ. Lớp D: Được xác định bằng bốn bít đầu tiên là 1110, nó được dùng để gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng. Tất cả các s ố lớn hơn 233 trong trường đầu là thuộc nhóm D. Lớp E: Được xác định bằng năm bít đầu tiên là 11110, được dự phòng cho tương lai. Với phương thức đánh địa chỉ IP như trên, số lượng mạng và số máy tối đa trong mỗi lớp mạng là cố định. Do đó, sẽ nảy sinh vấn đề đó là có các địa chỉ không được sử dụng trong mạng của một doanh nghiệp, trong khi một doanh nghiệp khác lại không có địa chỉ mạng để dùng. Do đó để tiết kiệm địa chỉ mạng, trong nhiều trường hợp một mạng có thể được chia thành nhiều mạng con (subnet). Khi đó, có thể đưa thêm các vùng subnetid để định danh cho các mạng con. Vùng subnetid này được lấy từ vùng hostid của các lớp A, B và C. 2.3 Định tuyến IP Định tuyến trên Internet được thực hiện dựa trên các bảng định tuyến (Routing table) được lưu tại các trạm (Host) hay trên các thiết bị định tuyến (Router). Thông tin trong các bảng định tuyến được cập nhật tự động hoặc do người dùng cập nhật. Các phạm trù dùng trong định tuyến là: - Tính có thể được (Reachability) dùng cho các giao thức EGP như BGP. - Véc tơ kkoảng cách (Vector-Distance) giữa nguồn và đích dùng cho RIP - Trạng thái kết nối (Link state) như thông tin về kết nối dùng cho OSPF SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 14
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP Không có giao thức định tuyến nào là toàn diện, tuỳ vào đặc tính, kích thước của mạng để chọn phù hợp. Mạng nhỏ đồng nhất nên dùng RIP, đối với các mạng lớn có cấu tạo thích hợp thì OSPF tối ưu hơn.   * Nguyên t     đ     ắc   ịnh tuy          ến : U Trong hoạt động định tuyến, người ta chia làm hai loại là đ ịnh tuyến trực tiếp và định tuyến gián tiếp. Định tuyến trực tiếp là định tuyến giữa hai máy tính nối với nhau vào một mạng vật lý. Định tuyến gián tiếp là đ ịnh tuyến giữa hai máy tính ở các mạng vật lý khác nhau nên chúng ph ải th ực hiện thông qua các Gateway. Để kiểm tra xem máy đích có nằm trên cùng một mạng vật lý với máy nguồn không thì người gửi phải tách lấy địa chỉ mạng của máy đích trong phần tiêu đề của gói dữ liệu và so sánh với phần địa chỉ mạng trong ph ần địa chỉ IP của nó. Nếu trùng thì gói tin sẽ được truyền trực ti ếp n ếu không cần phải xác định một Gateway để truyền các gói tin này thông qua nó đ ể ra mạng ngoài thích hợp. Hoạt động định tuyến bao gồm hai hoạt động cơ bản sau: - Quản trị cơ sở dữ liệu định tuyến: Bảng định tuyến (bảng thông tin chọn đường) là nơi lưu thông tin về các đích có thể tới được và cách thức để tới được đích đó. Khi phần mềm định tuyến IP tại một trạm hay một cổng truyền nhận được yêu cầu truyền một gói dữ liệu, trước hết nó phải tìm trong bảng định tuyến, để quyết định xem sẽ phải gửi Datagram đến đâu. Tuy nhiên, không phải bảng định tuyến của mỗi trạm hay cổng đều chứa tất cả các thông tin về các tuyến đường có thể tới được. Một bảng định tuyến bao gồm các cặp (N,G). Trong đó: + N là địa chỉ của IP mạng đích + G là địa chỉ cổng tiếp theo dọc theo trên đường truyền đến mạng N Bảng 2.1 minh hoạ bảng định tuyến của một cổng truyền. Đến Host trên mạng Bộ định tuyến Cổng vật lý 10.0.0.0 Direct 2 11.0.0.0 Direct 1 SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 15
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: ĐÁNH ĐỊA CHỈ VÀ ĐỊNH TUYẾN IP 12.0.0.0 11.0.0.2 1 13.0.0.0 Direct 3 13.0.0.0 13.0.0.2 3 15.0.0.0 10.0.02 5 Như vậy, mỗi cổng truyền không biết được đường truyền đầy đủ để đi đến đích. Trong bảng đ ịnh tuyến còn có nh ững thông tin về các cổng có thể tới đích nh ưng không n ằm trên cùng m ột mạng vật lý. Phần thông tin này được che khuất đi và đ ược g ọi là mặc định (default). Khi không tìm thấy các thông tin v ề đ ịa ch ỉ đích cần tìm, các gói dữ liệu được gửi tới cổng truyền mặc đ ịnh. - Thuật toán định tuyến: Được mô tả như sau: + Giảm trường TTL của gói tin + Nếu TTL=0 thì • Huỷ gói dữ liệu • Gửi thông điệp ICMP báo lỗi cho thiết bị gửi. + Nếu địa chỉ đích là một trong các địa chỉ IP của các kết nối trên mạng thì xử lý gói dữ liệu IP tại chỗ. + Xác định địa chỉ mạng đích bằng cách nhân (AND) mặt nạ mạng (Network Mask) với địa chỉ IP đích. + Nếu địa chỉ đích không tìm thấy trong bảng định tuyến thì tìm tiếp trong tuyến đường mặc định, sau khi tìm trong tuyến đường mặc định mà không tìm thấy các thông tin về địa chỉ đích thì huỷ bỏ gói dữ liệu này và gửi thông điệp ICMP báo lỗi “mạng đích không đến được” cho thiết bị gửi. + Nếu địa chỉ mạng đích bằng địa chỉ mạng của hệ thống, nghĩa là thiết bị đích đến được kết nối trong cùng mạng với hệ thống, thì tìm địa chỉ mức liên kết tương ứng với bảng tương ứng địa chỉ IP-MAC, nhúng gói IP trong gói dữ liệu mức liên kết và chuyển tiếp gói tin trong mạng. + Trong trường hợp địa chỉ mạng đích không bằng địa ch ỉ mạng của hệ thống thì chuyển tiếp gói tin đ ến thi ết b ị đ ịnh tuyến cùng mạng. SV Nguyễn Quang Hiếu ­ Đ2001VT 16
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2