Đồ án tốt nghiệp: Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế mạng WAN

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Ch−¬ng i tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh

1.1 Sù h×nh thµnh cña m¹ng m¸y tÝnh Tõ nh÷ng n¨m 1960 ®· xuÊt hiÖn c¸c m¹ng nèi c¸c m¸y tÝnh vµ c¸c Terminal ®Ó sö dông chung nguån tµi nguyªn, gi¶m chi phÝ khi muèn th«ng tin trao ®æi sè liÖu vµ sö dông trong c«ng t¸c v¨n phßng mét c¸ch tiÖn lîi.

Víi viÖc t¨ng nhanh c¸c m¸y tÝnh mini vµ c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n lµm t¨ng yªu cÇu truyÒn sè liÖu gi−· c¸c m¸y tÝnh, gi÷a c¸c terminal, vµ gi÷a c¸c terminal víi m¸y tÝnh lµ mét trong nh÷ng ®éng lùc thóc ®Èy sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn ngµy cµng m¹nh mÏ c¸c m¹ng m¸y tÝnh.Qu¸ tr×nh h×nh thµnh m¹ng m¸y tÝnh cã thÓ tãm t¾t qua 4 giai ®o¹n sau:

• Giai ®o¹n c¸c terminal nèi trùc tiÕp víi m¸y tÝnh: §©y lµ giai ®o¹n ®Çu tiªn cña m¹ng m¸y tÝnh, ®Ó tËn dông c«ng suÊt cña m¸y tÝnh ng−êi ta ghÐp nèi c¸c terminal vµo mét m¸y tÝnh ®−îc gäi lµ c¸c m¸y tÝnh trung t©m.

• Giai ®o¹n c¸c bé tiÒn xö lý (Prontal) ë giai ®o¹n 1 m¸y tÝnh trung t©m qu¶n lý truyÒn tin tíi c¸c terminal, ë giai ®o¹n 2 m¸y tÝnh trung t©m qu¶n lý truyÒn tin tíi c¸c bé tËp trung qua c¸c bé ghÐp nèi ®iÒu khiÓn ®−êng truyÒn. Ta cã thÓ thay thÕ bé ghÐp nèi ®−êng truyÒn b»ng c¸c m¸y tÝnh nini gäi lµ prontal, ®ã chÝnh lµ bé tiÒn xö lý.

• Giai ®o¹n m¹ng m¸y tÝnh: Vµo nh÷ng n¨m 1970 ng−êi ta b¾t ®Çu x©y dùng m¹ng truyÒn th«ng trong ®ã c¸c thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ c¸c nót m¹ng gäi lµ bé chuyÓn m¹ch dïng ®Ó h−íng th«ng tin tíi ®Ých.

C¸c m¹ng ®−îc nèi víi nhau b»ng ®−êng truyÒn cßn c¸c m¸y tÝnh xö lý th«ng tin cña ng−êi dïng hoÆc c¸c tr¹m cuèi ®−îc nèi trùc tiÕp vµo c¸c nót m¹ng ®Ó khi cÇn th× trao ®æi th«ng tin qua m¹ng. C¸c nót m¹ng th−¬ng lµ m¸y tÝnh nªn ®ång thêi ®ãng vai trß cña ng−êi sö dông.

Chøc n¨ng cña nót m¹ng: + Qu¶n lý truyÒn tin, qu¶n lý m¹ng Nh− vËy c¸c m¸y tÝnh ghÐp nèi víi nhau h×nh thµnh m¹ng m¸y tÝnh, ë ®©y ta thÊy m¹ng truyÒn th«ng còng ghÐp nèi c¸c m¸y tÝnh víi nhau nªn kh¸i niÖm m¹ng maý tÝnh vµ m¹ng truyÒn th«ng cã thÓ kh«ng ph©n biÖt. ViÖc h×nh thµnh m¹ng m¸y tÝnh nh»m ®¹t c¸c môc ®Ých sau: 1.TËn dông vµ lµm t¨ng gi¸ trÞ cña tµi nguyªn 2.Chinh phôc kho¶ng c¸ch 3.T¨ng chÊt l−îng vµ hiÖu qu¶ khai th¸c vµ xö lý th«ng tin 4.T¨ng ®é tin cËy cña hÖ thèng nhê kh¶ n¨ng thay thÕ khi x¶y ra

sù cè ®èi víi mét m¸y tÝnh nµo ®ã. Nh− vËy: M¹ng m¸y tÝnh lµ tËp hîp c¸c m¸y tÝnh ®−îc ghÐp víi nhau

bëi c¸c ®−êng truyÒn vËt lý theo mét kiÕn tróc nµo ®ã.

1 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

1.1 C¸c yÕu tè cña m¹ng m¸y tÝnh

1.1.1 §−êng truyÒn vËt lý §−êng truyÒn vËt lý lµ thµnh phÇn ®Ó chuyÓn c¸c tÝn hiÖu ®iÖn tö gi÷a c¸c m¸y tÝnh. C¸c tÝn hiÖu ®iÖn tö ®ã biÓu thÞ c¸c d÷ liÖu d−íi d¹ng xung nhÞ ph©n. TÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu truyÒn gi÷a c¸c m¸y tÝnh ®Òu ë d¹ng sãng ®iÖn tõ vµ cã tÇn sè tr¶i tõ cùc ng¾n cho tíi tÇn sè cña tia hång ngo¹i.Tuú theo tÇn sè cña sãng ®iÖn tõ mµ cã thÓ dïng c¸c ®−êngtruyÒn vËt lý kh¸c nhau ®Ó truyÒn. + C¸c tÇn sè Radio cã thÓ truyÒn b»ng c¸p ®iÖn hoÆc b»ng c¸c ph−¬ng

tiÖn qu¶ng b¸ (broadcast)

+Sãng cùc ng¾n ®−îc dïng ®Ó truyÒn c¸c tr¹m mÆt ®Êt vµ vÖ tinh. HoÆc

lµ dïng ®Ó truyÒn tõ mét tr¹m ph¸t tíi c¸c tr¹m thu.

+Tia hång ngo¹i lµ lý t−ëng ®èi víi truyÒn th«ng m¹ng . Nã cã thÓ truyÒn tõ ®iÓm tíi ®iÓm hoÆc qu¶ng b¸ tõ mét ®iÓm tíi c¸c m¸y thu. Tia hång ngo¹i hoÆc c¸c lo¹i tia s¸ng tÇn sè cao h¬n cã thÓ truyÒn ®−îc qua c¸p sîi quang.

Nh÷ng ®Æc tr−ng c¬ b¶n cña ®−êng truyÒn vËt lý lµ: gi¶i th«ng, ®é suy

hao, ®é nhiÔu ®iÖn tõ.

D¶i th«ng cña ®−êng truyÒn lµ ®é ®o ph¹m vi tÇn sè mµ ®−êng truyÒn cã thÓ ®¸p øng ®−îc. Gi¶i th«ng phô thuéc vµo ®é dµi c¸p, ®−êng kÝnh sîi c¸p, vËt liÖu dïng chÕ t¹o c¸p...

Th«ng l−îng cña mét ®−êng truyÒn (throughput) chÝnh lµ tèc ®é truyÒn d÷ liÖu trªn ®−êng truyÒn ®ã trong mét ®¬n vÞ thêi gian.Th«ng l−îng cña ®−êng truyÒn ph¶n ¸nh hiÖu qu¶ sö dông ®−êng truyÒn ®ã.

§é suy hao lµ gi¸ trÞ ph¶n ¸nh møc ®é suy yÕu cña tÝn hiÖu ®−êng

truyÒn sau khi truyÒn qua mét ®¬n vÞ ®é dµi c¸p.

§é nhiÔu ®iÖn tõ lµ kh¶ n¨ng lµm nhiÔu tÝn hiÖu trªn ®−êng truyÒn khi c¸p ®i qua vïng cã sãng ®iÖn tõ. Cã hai lo¹i ®−êng truyÒn: h÷u tuyÕn, v« tuyÕn ®−îc sö dông trong viÖc kÕt nèi m¹ng m¸y tÝnh. §−êng truyÒn h÷u tuyÕn gåm c¸p ®ång trôc, c¸p xo¾n ®«i, c¸p sîi quang; ®−êng truyÒnv« tuyÕn gåm sãng radio, sãng cùc ng¾n, tia hång ngo¹i

Tuy nhiªn khi thiÕt kÕ d©y cho mét m¹ng m¸y tÝnh ng−êi ta cßn ph¶i chó ý tíi nhiÒu tham sè kh¸c nh−: gi¸ thµnh, kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt, kh¶ n¨ng chèng chÞu Èm, kh¶ n¨ng uèn cong.

1.1.2 KiÕn tróc m¹ng KiÕn tróc m¹ng m¸y tÝnh bao gåm c¸ch ghÐp nèi vËt lý c¸c m¸y tÝnh víi nhau vµ c¸c quy t¾c, quy −íc mµ tÊt c¶ c¸c thùc thÓ tham gia trong hÖ thèng m¹ng ph¶i tu©n theo ®Ó ®¶m b¶o cho m¹ng ho¹t ®éng tèt.C¸ch c¸c m¸y tÝnh ®−îc gÐp nèi víi nhau ®−îc goi lµ topology cña m¹ng cßn c¸c quy t¾c quy −íc truyÒn th«ng ®−îc gäi lµ giao thøc (protocol). Topology vµ protocol lµ hai kh¸i niÖm c¬ b¶n nhÊt cña m¹ng m¸y tÝnh.

a) Topology: Ng−êi ta ph©n biÖt hai kiÓu nèi m¹ng vËt lý c¬ b¶n lµ kiÓu ®iÓm- ®iÓm

vµ kiÓu qu¶ng b¸ (broadcasting hay point- to- multipoint)

2 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

+ KiÓu ®iÓm - ®iÓm: §−êng truyÒn nèi tõng cÆp nót víi nhau.TÝn hiÖu

®i tõ nót nguån ®Õn nót trung gian råi chuyÓn tiÕp tíi ®Ých.

H×nh sao Chu tr×nh D¹ng c©y

H×nh 1-1: C¸c topo m¹ng c¬ b¶n

H×nh 1-2: D¹ng topo ®Çy ®ñ

Satellite hoÆc radio D¹ng vßng D¹ng bus .

H×nh 1-3: C¸c topo m¹ng c¬ b¶n

+ KiÓu qu¶ng b¸:

Víi kiÓu qu¶ng b¸ tÊt c¶ c¸c nót chung mét ®−êng truyÒn vËt lý. D÷ liÖu ®−îc göi ®i tõ mét nót ®−îc tiÕp nhËn bëi c¸c nót cßn l¹i, vµ trong gãi tin ph¶i cã vïng ®Þa chØ ®Ých cho phÐp mçi nót kiÓm tra cã ph¶i tin cña minh kh«ng

CÊu tróc d¹ng bus hay d¹ng vßng cÇn c¬ chÕ träng tµi ®Ó gi¶i quyÕt

®ông ®é (collision) khi nhiÒu nót muèn truyÒn tin ®ång thêi. Trong cÊu tróc d¹ng vÖ tinh hoÆc radio mçi nót cÇn cã anten thu vµ ph¸t.

1.1.3 Giao thøc m¹ng (network protocol)

3 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

ViÖc trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c nót víi nhau cÇn ph¶i tu©n theo mét sè quy t¾c, quy −íc nhÊt ®Þnh nµo ®ã. Ch¼ng h¹n, khi hai ng−êi nãi chuyÖn víi nhau th× còng ph¶i tu©n theo quy t¾c: Khi mét ng−êi nãi th× ng−êi kia ph¶i nghe vµ ng−îc l¹i. ViÖc truyÒn th«ng tin trªn m¹ng còng ph¶i tu©n theo c¸c quy t¾c quy −íc nhiÒu mÆt nh−: khu«n d¹ng d÷ liÖu göi ®i, c¸cthñ tôc göi vµ nhËn, kiÓm so¸t d÷ liÖu, xö lÝ lçi vµ xö lý sù cè... Ch¼ng h¹n m¹ng l−íi giao th«ng c«ng céng cµng ph¸t triÓn th× sè quy t¾c ®Ò ra cµng ph¶i nhiÒu, cµng ph¶i chÆt chÏ vµ cµng phøc t¹p h¬n. TËp hîp c¸c quy t¾c , quy −íc ®Ó ®¶m b¶o trao ®æi vµ xö lý th«ng tin trªn m¹ng gäi lµ giao thøc. C¸c m¹ng ®−îc thiÕt kÕ kh¸c nhau cã thÓ tu©n theo mét sè giao thøc kh¸c nhau, tuy nhiªn ng−êi ta ®−a ra mét sè giao thøc chuÈn ®−îc dïng trªn nhiÒu m¹ng kh¸c nhau.

1.2 Ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh

Ng−êi ta ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh kh¸c nhau tuú theo c¸c yÕu tè chÝnh ®−îc chän nh−: Kho¶ng c¸ch ®Þa lý, kü thuËt chuyÓn m¹ch, kiÕn tróc m¹ng, c¬ chÕ ho¹t ®éng cña m¹ng...

1.2.1 Ph©n lo¹i theo kho¶ng c¸ch ®Þa lý NÕu lÊy kho¶ng c¸ch ®Þa lý lµm yÕu tè chÝnh ®Ó ph©n lo¹i m¹ng th× m¹ng ®−îc ph©n thµnh: m¹ng côc bé m¹ng ®« thÞ, m¹ng diÖn réng, m¹ng toµn cÇu

+M¹ng côc bé (Local Area Network - LAN) lµ m¹ng ®−îc cµi ®Æt trong mét ph¹m vi t−¬ng ®èi nhá ( trong mét toµ nhµ, trong mét phßng ban hoÆc trong mét c«ng ty...) víi ®−êng kÝnh giíi h¹n trong kho¶ng vµi chôc Km.

+M¹ng ®« thÞ (Metropolitan Area Network - MAN) lµ m¹ng ®−îc cµi ®Æt trong ph¹m vi mét thµnh phè, mét trung t©m kinh tÕ. .. ph¹m vi cµi ®Æt m¹ng lµ hµng tr¨m Km.

+ M¹ng diÖn réng (Wide Area Network - WAN) lµ m¹ng cã ph¹m vi ho¹t ®éng cã thÓ lµ c¶ mét vïng, mét khu vùc vµ cã thÓ v−ît qua biªn giíi mét quèc gia..

+M¹ng toµn cÇu (Global Area Network - GAN) ph¹m vi cña m¹ng tr¶i

réng kh¾p lôc ®Þa cña tr¸i ®Êt.

1.2.2 Ph©n lo¹i theo kÜ thuËt chuyÓn m¹ch NÕu lÊy kÜ thuËt chuyÓn m¹ch so s¸nh th× cã thÓ ph©n chia m¹nh thµnh: M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh, m¹ng chuyÓn m¹ch gãi, m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o.

a) M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh (Circuit - switched - Network):®©y lµ m¹ng mµ khi 2 thùc thÓ muèn liªn l¹c víi nhau th× chóng ph¶i t¹o vµ duy tr× mét kªnh liªn tôc cho ®Õn khi kÕt thóc qu¸ tr×nh th«ng tin.Ph−¬ng ph¸p chuyÓn m¹ch cã hai nh−îc ®iÓm chÝnh:

+ HiÖu suÊt sö dông ®−êng truyÒn kh«ng cao + MÊt nhiÒu thêi gian cho viÖc thiÕt lËp kªnh cè ®Þnh khi th«ng tin gi÷a 2 thùc thÓ.

4 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

b) M¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o (Message - switched -Network) Trong m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o viÖc chän ®−êng ®i cho c¸c th«ng b¸o tíi ®Ých ®−îc thùc hiÖn t¹i c¸c nót m¹ng. C¸c nót c¨n cø vµo ®Þa chØ ®Ých cña th«ng b¸o ®Ó ra quyÕt ®Þnh chän nót ®Õn kÕ tiÕp cho th«ng b¸o trªn ®−êng dÉn tíi ®Ých. Nh− vËy c¸c nót cÇn l−u tr÷ t¹m thêi c¸c th«ng b¸o, ®äc th«ng b¸ovµ qu¶n lý viÖc chuyÓn tiÕp c¸c th«ng b¸o ®i. Ph−¬ng ph¸p chuyÓn m¹ch th«ng b¸o cã nh÷ng −u ®iÓm sau:

+ HiÖu suÊt sö dông ®−êng truyÒn cao v× kh«ng cã c¸c kªnh th«ng tin

cè ®Þnh.

+ Mçi nót m¹ng cã thÓ l−u tr÷ th«ng b¸o cho tíi khi ®−êng truyÒn kh¶

dông míi truyÒn ®i nªn gi¶m ®uùc t×nh tr¹ng t¾c nghÏn trªn m¹ng.

+ Cã thÓ ®iÒu khiÓn truyÒn tin b»ng c¸ch s¾p xÕp møc ®é −u tiªn cho

c¸c th«ng b¸o.

+ Trong m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o chóng ta cã thÓ lµm t¨ng hiÖu suÊt sö dông d¶i th«ng cña m¹ng b»ng c¸ch g¸n ®Þa chØ qu¶ng b¸ cho c¸c th«ng b¸o ®Ó cho nã ®Õn nhiÒu ®Ých kh¸c nhau.

Nh−îc ®iÓm chñ yÕu cña chuyÓn m¹ch th«ng b¸o lµ trong tr−êng hîp mét th«ng b¸o dµi bÞ lçi, ph¶i truyÒn l¹i th«ng b¸o nµy nªn hiÖu suÊt kh«ng cao. Ph−¬ng ph¸p nµy thÝch hîp víi c¸c m¹ng truyÒn th− tÝn ®iÖn tö (Electronic mail).

c ) M¹ng chuyÓn m¹ch gãi (Packet - switched - Network) Trong m¹ng chuyÓn m¹cg gãi th× mét th«ng b¸o cã thÓ ®−îc chia ra nhiÒu gãi nhá h¬n (packet), ®é dµi kho¶ng 256 bytes, cã khu«n d¹ng tuú theo chuÈn quy ®Þnh. C¸c gãi tin cã chøa th«ng tin ®iÒu khiÓn ®Þa chØ nguån, ®Þa chØ ®Ých cho gãi tin,sè thø tù gãi tin, th«ng tin kiÓm tra lçi...Do vËy c¸c gãi tin cña cïng mét th«ng b¸o cã thÓ ®−îc göi ®i theo nhiÒu ®−êng kh¸c nhau, tíi ®Ých t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau, n¬i nhËn sÏ c¨n cø vµo th«ng tin trong c¸c gãi tin vµ s¾p xÕp l¹i chóng theo ®óng thø tù.

¦u ®iÓm cña chuyÓn m¹ch gãi: + M¹ng chuyÓn m¹ch gãi cã hiÖu suÊt vµ hiÖu qu¶ cao h¬n m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o v× kÝch th−íc c¸c gãi tin nhá h¬n nªn c¸c nót m¹ng cã thÓ xö lý toµn bé gãi tin mµ kh«ng cÇn ph¶i l−u tr÷ trong ®Üa.

+ Mçi ®−êng truyÒn chiÕm thêi gian rÊt ng¾n, v× chóng cã thÓ dïng bÊt

cø ®−êng cã thÓ ®−îc ®Ó tíi ®Ých.

+Kh¶ n¨ng ®ßng bé bÝt lµ rÊt cao. Nhù¬c ®iÓm: + V× thêi gian truyÒn tin ng¾n nªn nÕu thêi gian chuyÓn m¹ch lín th×

tèc ®é truyÒn kh«ng cao.

+ ViÖc tËp hîp l¹i c¸c gãi tin ban ®Çu vÒ nguyªnt¾c lµ thùc hiÖn ®−îc nh−ng rÊt khã kh¨n, ®Æc biÖt lµ khi c¸c gãi tin truyÒn ®i theo nhiÒu ®−êng kh¸c nhau.

+ §èi víi c¸c øng dông phô thuéc thêi gian thùc th× viÖc c¸c gãi tin tíi

®Ých kh«ng theo thø tù lµ mét nh−îc ®iÓm quan träng cÇn ph¶i kh¾c phôc.

5 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Tuy vÉn cßn nh÷ng h¹n chÕ nh−ng do cã −u ®iÓm vÒ tÝnh mÒm dÎo, hiÖu suÊt cao nªn c¸c m¹ng chuyÓn m¹ch gãi ®ang ®−îc dïng phæ biÕn hiÖn nay.

1.3.3 Ph©n lo¹i m¹ng theo c¬ chÕ ho¹t ®éng Trong m«i tr−êng m¹ng m¸y tÝnh cã 2 c¬ chÕ ho¹t ®éng chÝnh lµ: peer- to-peer vµ client/ server. M«i tr−êng peer - to - peer kh«ng cã m¸y chuyªn phôc vô cho mét c«ng viÖc nµo, cßn trong m«i tr−êng client/server th× ph¶i cã nh÷ng m¸y ®−îc dµnh riªng ®Ó phôc vô môc ®Ých kh¸c nhau.

• M¹ng dùa trªn m¸y phôc vô: Trong m¹ng cã nh÷ng m¸y chuyªn dông phôc vô cho c¸c môc ®Ých kh¸c nhau. M¸y phôc vô chuyªn dông ho¹t ®éng nh− mét ng−êi phôc vô vµ kh«ng kiªm vai trß cña tr¹m lµm viÖc hay m¸y kh¸ch.

C¸c maý phôc vô chuyªn dông ®−îc tèi −u ho¸ ®Ó phôc vô nhanh

nh÷ng yªu cÇu cña kh¸ch hµng trªn m¹ng

C¸c lo¹i m¸y phôc vô chuyªn dông th−êng thÊy nh−: + M¸y phôc vô tËp tin / in Ên (file/print sever) + M¸y phôc vô ch−¬ng tr×nh øng dông (application server) + M¸y phôc vô th− tÝn (mail server) + M¸y phôc vô fax(fax server) + M¸y phôc vô truyÒn th«ng (communication server) Mét trong nh÷ng −u ®iÓm quan träng cña m¹ng dùa trªn m¸y phôc vô lµ cã tÝnh an toµn vµ b¶o mËt cao h¬n.HÇu hÕt c¸c m¹ng trong thùc tÕ (nhÊt lµ m¹ng lín )®Òu dùa trªn m¸y phôc vô • M¹ng ngang hµng: Kh«ng tån t¹i mét cÊu tróc ph©n cÊp nµo trong m¹ng. Mäi m¸y tÝnh ®Òu “b×nh ®¼ng”. Th«ng th−êng, mçi m¸y tÝnh kiªm lu«n c¶ hai vai trß m¸y kh¸ch vµ m¸y phôc vô, v× vËy kh«ng m¸y nµo ®−îc chØ ®Þnh chÞu tr¸ch nhiÖm qu¶n lý m¹ng. Ng−êi dïng ë tõng m¸y tù quyÕt ®Þnh phÇn d÷ liÖu nµo trªn m¸y cña hä sÏ ®−îc dïng chung trªn m¹ng. Th«ng th−êng m¹ng ngang hµng thÝch hîp cho c¸c m¹ng cã quy m« nhá (ch¼ng h¹n nh− nhãm lµm viÖc ) vµ kh«ng yªu cÇu ph¶i cã tÝnh b¶o mËt.

1.3.4 Ph©n lo¹i m¹ng theo kiÕn tróc Ng−êi ta cã thÓ ph©n lo¹i m¹ng theo kiÕn tróc (topology vµ protocol)

nh− c¸c m¹ng SNA, m¹ng ISO, m¹ng TCP/IP. .. 1.4 KiÕn tróc ph©n tÇng - chuÈn ho¸ m¹ng - m« h×nh ISO

1.4.1 KiÕn tróc ph©n tÇng §Ó gi¶m ®é phøc t¹p trong thiÕt kÕ vµ cµi ®Æt m¹ng, c¸c m¹ng m¸y tÝnh ®−îc tæ chøc thiÕt kÕ theo kiÓu ph©n tÇng (layering). Trong hÖ thèng thµnh phÇn cña m¹ng ®−îc tæ chøc thµnh mét cÊu tróc ®a tÇng, mçi tÇng ®−îc x©y dùng trªn tÇng tr−íc ®ã ; mçi tÇng sÏ cung cÊp mét sè dÞch vô cho tÇng cao h¬n. Sè l−îng c¸c tÇng còng nh− chøc n¨ng cña mçi tÇng lµ tuú thuéc vµo nhµ

6 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

thiÕt kÕ. VÝ dô cÊu tróc ph©n tÇng cña m¹ng SNA cña IBM, m¹ng DECnet cña Digital, m¹ng ARPANET. .. Lµ cã sù kh¸c nhau. Nguyªn t¾c cÊu tróc cña m¹ng ph©n tÇng lµ: mçi hÖ thèng trong mét m¹ng ®Òu cã cÊu tróc ph©n tÇng (Sè l−îng tÇng, chøc n¨ng cña mçi tÇng lµ nh− nhau )

TÇng i cña hÖ thèng A sÏ héi tho¹i víi tÇng i cña hÖ thèng B, c¸c quy

t¾c vµ quy −íc dïng trong héi tho¹i gäi lµ giao thøc møc I

Gi÷a hai tÇng kÒ nhau tån t¹i mét giao diÖn (interface) x¸c ®Þnh c¸c

thao t¸c nguyªn thuû cña tÇng d−íi cung cÊp lªn tÇng trªn.

HÖ thèng A HÖ thèng B Giao thøc tÇng N

TÇng N TÇng N

Giao thøc tÇng N-1

TÇng N-1 TÇng N-1

Giao thøc tÇng 2

TÇng 2 TÇng 2

Giao thøc tÇng 1

TÇng 1 TÇng 1

§−êng truyÒn vËt lý

H×nh 1-4: Minh häa kiÕn tróc ph©n tÇng tæng qu¸t

Trong thùc tÕ d÷ liÖu kh«ng truyÒn trùc tiÕp tõ tÇng i cña hÖ thèng nµy sang tÇng i cña hÖ thèng kh¸c ( trõ tÇng thÊp nhÊt trùc tiÕp sö dông ®−êng truyÒn vËt lý ®Ó truyÒn c¸c x©u bÝt (0.1) tõ hÖ thèng nµy sang hÖ thèng kh¸c ).D÷ liÖu ®−îc truyÒn tõ hÖ thèng göi (sender) sang hÖ thèng nhËn (receiver) b»ng ®−êng truyÒn vËt lý vµ cø nh− vËy d÷ liÖu l¹i ®i ng−îc lªn c¸c tÇng trªn. Nh− vËy khi hai hÖ thèng liªn kÕt víi nhau, chØ tÇng thÊp nhÊt míi cã liªn kÕt vËt lý cßn ë tÇng cao h¬n chØ cã liªn kÕt logic (liªn kÕt ¶o ) ®−îc ®−a vµo ®Ó h×nh thøc ho¸ c¸c ho¹t ®éng cña m¹ng thuËn tiÖn cho viÖc thiÕt kÕ vµ cµi ®Æt c¸c phÇn mÒm truyÒn th«ng. Nh− vËy ®Ó viÕt ch−¬ng tr×nh cho tÇng N, ph¶i biÕt tÇng N+1 cÇn g× vµ tÇng N+1 cã thÓ lµm ®−îc g×. 1.4.2 ChuÈn ho¸ m¹ng

T×nh tr¹ng kh«ng t−¬ng thÝch gi÷a c¸c m¹ng, ®Æc biÖt lµ c¸c m¹ng b¸n trªn thÞ tr−êng g©y trë ng¹i cho nh÷ng ng−êi sö dông, t¸c ®éng ®Õn møc tiªu thô c¸c s¶n phÈm vÒ m¹ng. Do ®ã cÇn x©y dùng c¸c m« h×nh chuÈn lµm c¨n cø cho c¸c nhµ nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ m¹ng t¹o ra c¸c s¶n phÈm cã tÝnh chÊt më vÒ m¹ng, ®−a tíi dÔ phæ cËp, s¶n xuÊt vµ sö dông. ..

i/ ISO(international Standard Organization) thµnh lËp d−íi sù b¶o trî cña liªn hiÖp quèc, c¸c thµnh viªn lµ c¸c c¬ quan tiªu chuÈn cña c¸c quèc gia. ISO ®· x©y dùng h¬n 5000 chuÈn ë tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc. ISO ®−îc chia thµnh

7 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

c¸c uû ban kü thuËt ( Technical Committee -TC). TC97 ®¶m b¶o chuÈn ho¸ lÜnh vùc xö lý tin. Mçi TC l¹i chia thµnh nhiÒu tiÓu ban (Sub Committee -SC) vµ mçi SC l¹i chia thµnh nhiÒu nhãm lµm viÖc kh¸c nhau (Working Group ) ®¶m nhiÖm c¸c nhiÖm vô chuyªn s©u kh¸c nhau.

C¸c chuÈn do héi ®ång ISO ban hµnh nh− lµ c¸c chuÈn quèc tÕ chÝnh

thøc (International Standard -IS)

ii/ CCITT(Committee Consult tatif International pour Telegraphe et Telephone). Tæ chøc t− vÊn quèc tÕ vÒ ®iÖn tÝn vµ ®iÖn tho¹i ho¹t ®éng d−íi sù b¶o trî cña liªn hiÖp quèc, c¸c thµnh viªn chñ yÕu lµ c¸c c¬ quan B−u chÝnh - viÔn th«ng cña c¸c quèc gia vµ t− nh©n. Ph−¬ng thøc lµm viÖc cña CCITT còng gièng nh− ISO nh−ng s¶n phÈm cña nã kh«ng ®−îc gäi lµ chuÈn mµ ®−îc gäi lµ c¸c khuyÕn nghÞ ( recommentdation).CCITT ®· ®−a ra c¸c khuyÕn nghÞ lo¹i V liªn quan ®Õn truyÒn d÷ liÖu, c¸c khuyÕn nghÞ lo¹i X liªn quan ®Õn m¹ng truyÒn d÷ liÖu c«ng céng vµ c¸c khuyÕn nghÞ lo¹i I dµnh cho c¸c m¹ng ISDN .

Ngoµi ISO, CCITT trªn thÕ giíi cßn cã c¸c tæ chøc kh¸c tham gia viÖc chuÈn ho¸ nh− ECMA(european Computer Manufacture ), ANSI (American National Standard institute ),IEEE (institute Electrical and Electronic Engineers)...

CCITT Layer ISO

Layer Protocol

Service Definition 8649 Application Service Definition X.217

Presentation 8822 X.216

Session Transport Network 8326 8072 8.348 X.215 X.214 X.213

X400-X430 MHS X.288 RTSE X.229 ROSE X.227. .. X.226 X.208 X.209 X.225 X.224 0.931 X.25 X.300-X.352

X.212 Data Link Layer Protocol 9640 VT 8571 STAM 8650 CASE 8831 JIM 8823 8824 8825 8327 8073 8208 8878 8473 8648 7776

X.211 LAPB 1.440/I.44J LAPD X.21 Physical

7809 8022

8886, 8802/2 8802/3 8802/4 8802/5. ..

Hinh 1-5 C¸c chuÈn cho kiÕn tróc ph©n tÇng cña CCITT vµ ISO

1.4.3 M« h×nh OSI:

8 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Do c¸c nhµ thiÕt kÕ tù do lùa chän kiÕn tróc m¹ng riªng cña m×nh. Tõ ®ã dÉn ®Õn t×nh tr¹ng kh«ng t−¬ng thÝch gi÷a c¸c m¹ng vÒ: Ph−¬ng ph¸p truy nhËp ®−êng truyÒn kh¸c nhau, hä giao thøc kh¸c nhau. ..sù kh«ng t−¬ng thÝch ®ã lµm trë ng¹i cho qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c gi÷a ng−êi dïng ë c¸c m¹ng kh¸c nhau. Nhu cÇu trao ®æi th«ng tin cµng lín th× trë ng¹i ®ã cµng kh«ng thÓ chÊp nhËn ®−îc víi ng−êi sö dông. Víi lý do ®ã tæ chøc chuÈn ho¸ quèc tÕ ISO ®· thµnh lËp mét tiÓu ban nh»m x©y dùng mét khung chuÈn vÒ kiÕn tróc m¹ng ®Ó lµm c¨n cø cho c¸c nhµ thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm m¹ng. KÕt qu¶ lµ n¨m 1984 ISO ®· ®−a ra m« h×nh tham chiÕu cho viÖc kÕt nèi c¸c hÖ thèng më ( Reference Model for Open System Inter - connection) hay gän h¬n lµ OSI Reference model. M« h×nh nµy ®−îc dïng lµm c¬ së ®Ó kÕt nèi c¸c hÖ thèng më.

ISO sö dông ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch c¸c hÖ thèng më theo kiÕn tróc ph©n tÇng vµ ®· c«ng bè m« h×nh OSI cho viÖc kÕt nèi c¸c hÖ thèng më gåm 7 tÇng.

Application Application

Presentation Presentation

Session Session

Transport Transport

Network Network

Data Link Data Link

H×nh 1-6: M« h×nh OSI 7 tÇng

Physical Physical

C¸c nguyªn lý ®−îc ¸p dông cho 7 tÇng nh− sau: (1) Mét líp cÇn thiÕt ph¶i t¹o ë møc ®é kh¸c nhau cña kh¸i niÖm trõu

t−îng.

(2) Mçi líp ph¶i thùc hiÖn mét chøc n¨ng x¸c ®Þnh râ rµng. (3) chøc n¨ng cña mçi líp ph¶i ®−îc chän theo quan ®iÓm h−íng tíi

c¸c giao thøc chuÈn quèc tÕ ®· ®−îc ®Þnh nghÜa.

(4) Ranh giíi gi÷a c¸c líp ph¶i ®−îc chän ®Ó tèi thiÓu luång th«ng tin

®i qua c¸c giao diÖn.

(5) Sè c¸c líp ph¶i ®ñ lín ®Ó ph©n biÖt c¸c chøc n¨ng cÇn thiÕt nh−ng kh«ng ®−a vµo cïng mét líp qu¸ nhiÒu chøc n¨ng, vµ ph¶i ®ñ nhá ®Ó kiÕn tróc kh«ng r¾c rèi. ..

Chøc n¨ng c¸c tÇng trong m« h×nh OSI

9 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Chøc n¨ng

TÇng 1 VËt lý

2 Liªn kÕt d÷ liÖu

3 TÇng m¹ng

4 TÇng

giao vËn

Cung cÊp ph−¬ng tiÖn truyÒn tin, thñ tôc, khëi ®éng duy tr×, huû bá c¸c liªn kÕt vËt lý, cho phÐp truyÒn d÷ liÖu ë d¹ng bit. Truy nhËp ®−êng truyÒn vËt lý nhê c¸c ph−¬ng tiÖn: C¬, ®iÖn, hµm, thñ tôc. ThiÕt lËp, duy tr×, huû bá c¸c liªn kÕt d÷ liÖu, kiÓm so¸t luång d÷ liÖu, ph¸t hiÖn sai sãt vsµ kh¾c phôc c¸c sai sãt truyÒn tin. .Thùc hiÖn viÖc chän ®−êng vµ chuyÓn tiÕp th«ng tin víi c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch thÝch hîp. Thùc hiÖn viÖc kiÓm so¸t luång d÷ liÖu vµ c¾t hîp d÷ liÖu nÕu cÇn. Thùc hiÖn viÖc truyÒn d÷ liÖu gi÷a hai ®Çu nót (end- to- end), kiÓm so¸t lçi vµ kiÓm tra viÖc truyÒn d÷ liÖu gi÷a hai ®Çu nót. Cã thÓ thùc hiÖn viÖc ghÐp kªnh (Multiplxing), c¾t hîp d÷ liÖu nÕu cÇn ThiÕt lËp, duy tr× vµ ®«ng bé ho¸ vµ huû bá c¸c phiªn truyÒn th«ng BiÓu diÔn th«ng tin theo có ph¸p ng−êi sö dông ®Ó ®¶m b¶o truyÒn d÷ liÖu cña c¸c øng dông qua m«i tr−êng OSI.

5 TÇng phiªn 6 Tr×nh diÔn Øng dông Lµ giao diÖn gi÷a ng−êi sö dông vµ m«i tr−êng OSI,®ång thêi 7

cung cÊp c¸c dÞch vô th«ng tin ph©n t¸n.

H×nh 1-7 Chøc n¨ng c¸c tÇng trong m« h×nh OSI

b) C¸c giao thøc chuÈn cña m« h×nh OSI VÊn ®Ò ®Æt ra ë ®©y lµ hai hÖ thèng m¸y tÝnh kh¸c nhau cã thÓ giao tiÕp ®−îc víi nhau hay kh«ng? Ta thÊy r»ng m« h×nh OSI cã thÓ t¹o ra gi¶i ph¸p ®Ó cho phÐp hai hÖ thèng dï kh¸c nhau thÕ nµo ®i n÷a ®Òu cã thÓ truyÒn th«ng ®−îc víi nhau nÕu chóng ®¶m b¶o nh÷ng ®iÒu kiÖn sau ®©y: + Chóng cµI ®Æt cïng mét tËp c¸c chøc n¨ng truyÒn th«ng + C¸c chøc n¨ng ®ã ®−îc tæ chøc thµnh mét tÇng. C¸c tÇng ®ång møc ph¶I cung cÊp c¸c chøc n¨ng nh− nhau. ( Ph−¬ng thøc cung cÊp kh«ng nhÊt thiÕt gièng nhau )

+ C¸c tÇng ®ång møc ph¶i sö dông cïng mét giao thøc. §Ó ®¶m b¶o nh÷ng ®iÒu trªn cÇn ph¶I cã c¸c chuÈn. C¸c chuÈn ph¶I x¸c ®Þnh c¸c chøc n¨ng vµ dÞch vô ®−îc cung cÊp bëi mét tÇng. C¸c chuÈn còng ph¶i x¸c ®Þnh c¸c giao thøc gi÷a c¸c tÇng ®ång møc. M« h×nh OSI 7 tÇng chÝnh lµ c¬ së ®Ó x©y dùng c¸c chuÈn ®ã.

• Thùc thÓ ho¹t ®éng trong c¸c tÇng cña OSI Theo quan niÖm cña OSI, trong mçi tÇng cña mét hÖ thèng cã mét hoÆc nhiÒu thùc thÓ (entity) ho¹t ®éng. Mét thùc thÓ cã thÓ lµ thùc thÓ mÒm (software entity), vÝ dô nh− mét tiÕn tr×nh trong hÖ thèng ®a xö lý, hoÆc lµ

10 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

mét thùc thÓ cøng (hardware entity) vÝ dô nh− chÝp I/O th«ng minh. Thùc thÓ tÇng 7 ®−îc gäi lµ thùc thÓ øng dông (Application entity); thùc thÓ tÇng 6 ®−îc gäi lµ thùc thÓ tr×nh diÔn. .v..v..

(N+1)Layer

(N+1)Layer

Mét thùc thÓ tÇng N cµi ®Æt dÞch vô cung cÊp cho tÇng N+1. Khi ®ã tÇng N gäi lµ ng−êi cung cÊp dÞch vô, cßn tÇng N+1 gäi lµ ng−êi dïng dÞch vô. TÇng N dïng dÞch vô cña tÇng N-1 ®Ó cung cÊp dÞch vô cña nã. TÇng N cã thÓ ®−a ra vµi líp dÞch vô, ch¼ng h¹n nh− truyÒn th«ng nhanh mµ ®¾t vµ truyÒn th«ng chËm mµ rÎ. C¸c dÞch vô lµ cã s½n t¹i c¸c nót truy cËp dÞch vô (SAP). C¸c SAP cña tÇng N t¹i c¸c chç mµ t¹i ®ã tÇng N+1 cã thÓ truy nhËp dÞch vô ®−îc ®−a ra. Mçi SAP cã mét ®Þa chØ vµ tªn duy nhÊt. Mçi thùc thÓ truyÒn th«ng víi thùc tÕ cña tÇng trªn vµ tÇng d−íi nã qua mét giao diÖn (interface). Giao diÖn nµy gåm mét hoÆc nhiÒu ®iÓm truy cËp dÞch vô (Service Acess Poent – SAP) (N-1) Entity cung cÊp dÞch vô cho mét (N) entity th«ng qua viÖc gäi c¸c hµm nguyªn thuû (primitive). Hµm nguyªn thuû chØ râ chøc n¨ng cÇn thùc hiÖn vµ ®−îc dïng ®Ó chuyÓn d÷ liÖu, th«ng tin ®iÒu khiÓn. Cã 4 hµm nguyªn thuû ®−îc dïng ®Ó ®Þnh nghÜa t−¬ng t¸c gi÷a c¸c tÇng liÒn kÒ nhau, s¬ ho¹t ®éng ®−îc m« t¶ nh− h×nh sau:

(N)Layer

(N)Layer

Response Indication Confirm

(N)Protocol SAP

Request SAP

H×nh 1-8: Nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c hµm nguyªn thuû

Request (yªu cÇu ): lµ hµm nguyªn thuû mµ ng−êi sö dông dÞch vô

(Service user) dïng ®Ó gäi c¸c chøc n¨ng.

Indication (chØ b¸o): lµ hµm nguyªn thuû mµ ng−êi cung cÊp dÞch vô

(Service Provider ) dïng ®Ó:

+ Gäi b¸o mét chøc n¨ng nµo ®ã hoÆc + ChØ b¸o mét chøc n¨ng ®· ®−îc gäi ë mét ®iÓm truy cËp dÞch vô

(SAP)

response (tr¶ lêi ): lµ hµm nguyªn thuû mµ Service user dïng ®Ó hoµn tÊt mét chøc n¨ng ®· ®−îc gäi tõ tr−íc bëi mét hµm nguyªn thuû Indication ë SAP ®ã.

confirm (x¸c nhËn) lµ hµm nguyªn thuû cña Service Provider, dïng ®Ó hoµn tÊt mét chøc n¨ng ®· ®−îc gäi tõ tr−íc bëi hµm nguyªn thuû Request t¹i SAP ®ã.

11 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Theo s¬ ®å nµy quy tr×nh thùc hiÖn mét thao t¸c gi÷a hai hÖ thèng A vµ

B ®−îc thùc hiÖn nh− sau:

(N+1)PDU TÇng N+1

(N)SDU (N)PCI

(N)PDU TÇng N

+ TÇng (N+1) cña A göi xuèng tÇng (N) kÒ nã mét hµm Request

H×nh 1-9: Quan hÖ ®¬n vÞ d÷ liÖu gi÷a c¸c tÇng kÒ nhau + TÇng (N) cña A cÊu t¹o mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Ó göi yªu cÇu ®ã qua

tÇng (N) cña B theo giao thøc tÇng N.

+ NhËn ®−îc th«ng b¸o yªu cÇu ®ã, tÇng (N) cña B göi mét lªn tÇng

(N+1) trªn nã mét hµm Indication

+ TÇng (N+1) cña B göi xuèng tÇng (N) kÒ d−íi nã mét hµm Reponse.

(N) cña A theo giao thøc tÇng (N) ®· x¸c ®Þnh 0.

+ TÇng (N) cña A göi lªn tÇng (N+1) kÒ trªn nã mét hµm x¸c nhËn (Confirm) kÕt thóc mét giao t¸c gi÷a hai hÖ thèng. C¸c hµm nguyªn thuû ®Òu ®−îc gäi ®Õn ( hoÆc göi ®i ) tõ mét ®iÓm truy nhËp dÞch vô (SAP) ë ranh giíi 2 tÇng (N+1) vµ (N). §¬n vÞ d÷ liÖu sö dông trong giao thøc tÇng (N) ký hiÖu lµ PDU. Gi÷a c¸c tÇng kÒ nhau c¸c ®¬n vÞ d÷ liÖu cã mèi quan hÖ nh− sau: mét thùc thÓ ë tÇng N kh«ng thÓ truyÒn trùc tiÕp ®Õn mét thùc thÓ tÇng N+1 cña hÖ thèng kh¸c, mµ ph¶i ®i xuèng tÇng thÊp nhÊt (tÇng vËt lý ) trong kiÕn tróc ph©n tÇng nµo ®ã. Khi xuèng tÇng ®Õn (N) th× mét ®¬n vÞ d÷ liÖu cña tÇng (N) ®−îc xem nh− mét ®¬n vÞ d÷ liÖu (SDU) cña tÇng (N). PhÇn th«ng tin cña tÇng (N), gäi lµ (N) SDU qu¸ dµi th× ®−îc c¾t thµnh nhiÒu ®o¹n, mçi ®o¹n kÕt hîp víi (N) PCI vµo ®Çu ®Ó t¹o thµnh nhiÒu (N) PDU. Qu¸ tr×nh nh− vËy ®−îc chuyÓn xuèng cho ®Õn tÇng vËt lý, ë ®ã d÷ liÖu ®−îc truyÒn qua ®−êng vËt lý. ë hÖ thèng nhËn, qu¸ tr×nh diÔn ra ng−îc l¹i. Qua mçi tÇng c¸c PCI cña c¸c ®¬n vÞ d÷ liÖu sÏ ®−îc ph©n tÝch vµ c¾t bá c¸c header cña c¸c PDU tr−íc khi göi lªn tÇng trªn.

c) Ph−¬ng thøc ho¹t ®éng: cã liªn kÕt vµ kh«ng cã liªn kÕt ë mçi tÇng m« h×nh trong tÇng ISO, cã hai ph−¬ng thøc ho¹t ®éng chÝnh ®−îc ¸p dông ®ã lµ: ph−¬ng thøc ho¹t ®éng cã liªn kÕt (connection- oriented) vµ kh«ng cã liªn kÕt (connectionless).

Víi ph−¬ng thøc cã liªn kÕt, tr−íc khi truyÒn d÷ liÖu cÇn thiÕt ph¶i thiÕt lËp mét liªn kÕt logic gi÷a c¸c thùc thÓ cïng tÇng. Cßn víi ph−¬ng thøc

12 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

kh«ng liªn kÕt th× kh«ng cÇn lËp liªn kÕt logic vµ mçi ®¬n vÞ d÷ liÖu tr−íc hoÆc sau nã.

Víi ph−¬ng thøc cã liªn kÕt, qu¸ tr×nh truyÒn d÷ liÖu ph¶i tr¶i qua ba

giai ®o¹n theo thø tù thêi gian.

- ThiÕt lËp liªn kÕt: hai thùc thÓ ®ång møc ë hai hÖ thèng th−¬ng l−îng

víi nhau vÒ tËp c¸c tham sè sÏ ®−îc sö dông trong giai ®o¹n sau.

- TruyÒn d÷ liÖu: d÷ liÖu ®−îc truyÒn víi c¸c c¬ chÕ kiÓm so¸t vµ qu¶n

lý.

- Huû bá liªn kÕt (logic): gi¶i phãng c¸c tµi nguyªn hÖ thèng ®· cÊp

ph¸t cho liªn kÕt ®Ó dïng cho c¸c liªn kÕt kh¸c.

T−¬ng øng víi ba giai ®o¹n trao ®æi, ba thñ tôc c¬ b¶n ®−îc sö dông, ch¼ng h¹n ®èi víi tÇng N cã: N-CONNECT ( thiÕt lËp liªn kÕt ), N- DATA(TruyÒn d÷ liÖu ), vµ N-DISCONNECT (Huû bá liªn kÕt ) ngoµi ra cßn mét sè thñ tôc phô ®−îc sö dông tuú theo ®Æc ®iÓm, chøc n¨ng cña mçi tÇng. VÝ dô:

- Thñ tôc N-RESTART ®−îc sö dông ®Ó khëi ®éng l¹i hÖ thèng ë tÇng

3

- Thñ tôc T-EXPEDITED DATA cho viÖc truyÒn d÷ liÖu nhanh ë tÇng

4

- Thñ tôc S-TOKEN GIVE ®Ó chuyÓn ®iÒu khiÓn ë tÇng 5. .. Mçi thñ tôc trªn sÏ dïng c¸c hµm nguyªn thuû (Request, Indication,

Response, Confirm) ®Ó cÊu thµnh c¸c hµm c¬ b¶n cña giao thøc ISO.

Cßn ®èi víi ph−¬ng thøc kh«ng liªn kÕt th× chØ cã duy nhÊt mét giai

®o¹n ®ã lµ: truyÒn d÷ liÖu.

So s¸nh hai ph−¬ng thøc ho¹t ®éng trªn chóng ta thÊy r»ng ph−¬ng thøc ho¹t ®éng cã liªn kÕt cho phÐp truyÒn d÷ liÖu tin cËy, do ®ã cã c¬ chÕ kiÓm so¸t vµ qu¶n lý chÆt chÏ tõng liªn kÕt logic. Nh−ng mÆt kh¸c nã phøc t¹p vµ khã cµi ®Æt. Ng−îc l¹i, ph−¬ng thøc kh«ng liªn kÕt cho phÐp c¸c PDU ®−îc truyÒn theo nhiÒu ®−êng kh¸c nhau ®Ó ®i ®Õn ®Ých, thÝch nghi víi sù thay ®æi tr¹ng th¸i cña m¹ng, song l¹i tr¶ gi¸ bëi sù khã kh¨n gÆp ph¶i khi tËp hîp c¸c PDU ®Ó di chuyÓn tíi ng−êi sö dông.

Hai tÇng kÒ nhau cã thÓ kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i sö dông cïng mét

ph−¬ng thøc ho¹t ®éng mµ cã thÓ dïng hai ph−¬ng thøc kh¸c nhau.

1.4.4 TruyÒn d÷ liÖu trong m« h×nh OSI. TiÕn tr×nh göi gåm vµi d÷ liÖu muèn göi qua tiÕn tr×nh nhËn. D÷ liÖu ®−a xuèng tÇng øng dông, d÷ liÖu ®ã g¾n thªm phÇn ®Çu ¸p dông (AH- Application Header) vµo phÝa tr−íc d÷ liÖu vµ kÕt qu¶ ®−a xuèng cho tÇng tr×nh diÔn. TÇng tr×nh diÔn cã thÓ biÕn ®æi môc d÷ liÖu nµy theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau, thªm phÇn header vµo ®Çu vµ ®i xuèng tÇng phiªn. Qu¸ tr×nh nµy ®−îc lÆp ®i lÆp l¹i cho ®Õn khi d÷ liÖu ®i xuèng tÇng vËt lý, ë ®ã chóng thùc sù ®−îc truyÒn sang m¸y nhËn. ë m¸y nhËn c¸c phÇn header kh¸c nhau ®−îc lo¹i bá tõng c¸i mét khi c¸c th«ng b¸o truyÒn lªn theo c¸c líp cho ®Õn khi lªn tíi tiÕn tr×nh nhËn. Nh− vËy, viÖc truyÒn d÷ liÖu thùc hiÖn theo chiÒu däc. Khi

13 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

Data

Giao thøc líp øng dông

AH Data

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Giao thøc tr×nh diÔn

PH Data

Application Application

SH Data

Presentation Presentation

TH Data

Session Session

NH Data

Transport Transport

DH Data

Network Network

PH Bits

Data Link Data Link

tÇng giao vËn ë m¸y göi nhËn mét th«ng b¸o tõ tÇng phiªn, g¸n mét Transport Header vµ göi nã qua tÇng giao vËn nhËn. Physical Physical

H×nh 1-10: VÝ dô qu¸ tr×nh truyÒn d÷ liÖu trong m« h×nh OSI

H×nh 1-10 biÓu diÔn mét mÉu sö dông m« h×nh OSI cã thÓ truyÒn d÷

liÖu nh− thÕ nµo. 1.5 KÕt nèi c¸c m¹ng m¸y tÝnh:

1.5.1 C¸c tiÕp cËn: trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn m¹ng m¸y tÝnh, nhiÒu c«ng ty, nhiÒu vïng, nhiÒu quèc gia ®· x©y dùng c¸c hÖ thèng m¹ng kh¸c nhau vÒ chñng lo¹i, kiÕn tróc, kho¶ng c¸ch... Nhu cÇu trao ®æi th«ng tin cña x· héi ngµy cµng cao nªn viÖc kÕt nèi c¸c m¹ng víi nhau lµ vÊn ®Ò bøc thiÕt. Lµm cho nh÷ng ng−êi sö dông trªn c¸c m¹ng kh¸c nhau cã thÓ trao ®æi th«ng tin víi nhau mét c¸ch dÔ dµng, hiÖu qu¶ vµ an toµn mµ kh«ng ph¶i x©y dùng l¹i hÖ thèng m¹ng ®· cã. ®Ó kÕt nèi c¸c m¹ng víi nhau, ng−êi ta xuÊt ph¸t tõ mét trong hai quan ®iÓm sau:

(1) Xem mçi nót cña m¹ng con nh− mét hÖ thèng më, hoÆc (2) Xem mçi m¹ng con nh− mét hÖ thèng më.

theo quan ®iÓm (1) th× mçi nót cña m¹ng con cã thÓ truyÒn th«ng trùc tiÕp víi mét nót m¹ng con bÊt kú nµo kh¸c. Nh− vËy, toµn bé c¸c nót cña mét m¹ng con còng chÝnh lµ nót cña m¹ng lín vµ ph¶i tu©n thñ theo mét cÊu tróc chung. Theo quan ®iÓm (2) th× hai nót bÊt kú thuéc hai m¹ng con kh¸c nhau kh«ng thÓ truyÒn th«ng trùc tiÕp víi nhau ®−îc mµ ph¶i th«ng qua mét phÇn tö trung gian gäi lµ giao diÖn kÕt nèi (Interconnection Iterface) ®Æt gi÷a hai m¹ng con ®ã. §iÒu ®ã cho phÐp t¹o ra mét m¹ng lín gåm c¸c giao diÖn kÕt nèi vµ c¸c m¸y chñ (host) ®−îc nèi víi nhau bëi c¸c m¹ng con.

T−¬ng øng víi hai quan ®iÓm nµy cã hai chiÕn l−îc kÕt nèi c¸c m¹ng víi nhau. Theo quan ®iÓm (1) ng−êi ta t×m c¸ch x©y dùng c¸c chuÈn chung cho c¸c m¹ng (nh− c¸c chuÈn cña ISO, CCITT. ..) Theo quan ®iÓm (2) ng−êi ta x©y dùng c¸c giao diÖn kÕt nèi ®Ó t«n träng tÝnh ®éc lËp gi÷a c¸c m¹ng hiÖn cã. ViÖc x©y dùng c¸c chuÈn chung cho tÊt c¶ c¸c m¹ng lµ mét ®iÒu rÊt khã thùc hiÖn, bëi v× hiÖn nay cã hµng ngµn m¹ng ®ang tån t¹i kh«ng thÓ lo¹i

14 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

bá ®i ®Ó x©y dùng míi v× qu¸ tèn kÐm. Tõ ®ã ng−êi ta ®· t¹o ra hµng lo¹t c¸c thiÕt bÞ giao diÖn cho phÐp kÕt nèi c¸c m¹ng víi nhau.

1.5.2 Giao diÖn kÕt nèi Ng−êi ta cã thÓ kÕt nèi c¸c m¹ng con víi nhau nhê c¸c giao diÖn kÕt nèi. H×nh 1-12 minh ho¹ cho viÖc kÕt nèi c¸c m¹ng con SN1, SN2, SN3 vµ SN4 lµ c¸c m¹ng con ; G1, G2, G3, G4 lµ c¸c giao diÖn kÕt nèi. chøc n¨ng cña mét giao diÖn tuú thuéc vµo sù kh¸c biÖt vÒ kiÕn tróc cña c¸c m¹ng con. Sù kh¸c biÖt cµng lín th× chøc n¨ng cña c¸c giao diÖn cµng phøc t¹p. C¸c giao diÖn cã thÓ nèi ®«i, nèi ba, nèi nhiÒu h¬n tuú thuéc vµo ng−êi thiÕt kÕ m¹ng. Dùa vµo chøc n¨ng cña giao diÖn mµ chóng cã nh÷ng tªn gäi kh¸c nhau nh−: bridge, Router, gateway.

Gateway lµ tªn chung cña giao diÖn kÕt nèi, nã ®−îc sö dông trong tr−êng hîp chøc n¨ng cña giao diÖn lµ phøc t¹p. Bridge ®−îc dïng trong tr−êng hîp ®¬n gi¶n nhÊt, ch¼ng h¹n nh− kÕt nèi gi÷a c¸c m¹ng LAN cïng lo¹i. Cßn Router ho¹t ®éng ë møc cao h¬n bridge v× nã ®¶m nhËn chøc n¨ng chän ®−êng cho c¸c gãi d÷ liÖu ®Ó ®i ®Õn ®Ých.

15 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Ch−¬ng ii Giao thøc TCP/IP Trong ch−¬ng nµy chónh ta sÏ xem xÐt vÒ chång giao thøc TCP/IP. §©y lµ giao thøc ®−îc sö dông réng r·i nhÊt hiÖn nay trong kÜ thuËt kÕt nèi m¹ng m¸y tÝnh. Chóng ta sÏ t×m hiÓu vÒ kiÕn tróc ph©n tÇng cña TCP/IP cïng víi chøc n¨ng chÝnh cña chóng. Sau ®ã chóng ta sÏ tËp trung xem xÐt kÜ vÒ c¸c giao thøc chÝnh trong líp 3 (Internet Layer) vµ trong líp 4 (Transport Layer) cña m« h×nh ph©n cÊp nµy.

2.1 Sù thóc ®Èy cho viÖc ra ®êi cña TCP/IP Giao tiÕp th«ng tin ®· trë thµnh nhu cÇu kh«ng thÓ thiÕu trong tÊt c¶ mäi lÜnh vùc ho¹t ®éng. M¹ng m¸y tÝnh tÝnh ra ®êi phÇn nµo ®· ®¸p øng ®−îc nhu cÇu ®ã. Ph¹m vi lóc ®Çu cña c¸c m¹ng bÞ h¹n chÕ trong mét nhãm lµm viÖc, mét c¬ quan, c«ng ty... trong mét khu vùc. Tuy nhiªn thùc tÕ cña cña nh÷ng nhu cÇu cÇn trao ®æi th«ng tin trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau, vÒ nhiÒu chñ ®Ò kh¸c nhau, gi÷a c¸c tæ chøc, c¸c c¬ quan. ..lµ kh«ng cã giíi h¹n. V× vËy nhu cÇu cÇn kÕt nèi c¸c m¹ng kh¸c nhau cña c¸c tæ chøc kh¸c nhau ®Ó trao ®æi th«ng tin lµ thùc sù cÇn thiÕt. Nh−ng thËt kh«ng may lµ hÇu hÕt c¸c m¹ng cña c¸c c«ng ty, c¸c c¬ quan... ®Òu lµ c¸c thùc thÓ ®éc lËp, ®−îc thiÕt lËp ®Ó phôc vô nhu cÇu trao ®æi th«ng tin cña b¶n th©n c¸c tæ chøc ®ã. C¸c m¹ng nµy cã thÓ ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng kÜ thuËt phÇn cøng kh¸c nhau ®Ó phï hîp víi nh÷ng vÊn ®Ò giao tiÕp th«ng tin cña riªng hä. §iÒu nµy chÝnh lµ mét c¶n trë cho viÖc x©y dùng mét m¹ng chung, bëi v× sÏ kh«ng cã mét kÜ thuËt phÇn cøng riªng nµo ®ñ ®¸p øng cho viÖc x©y dùng mét m¹ng chung tho¶ m·n nhu cÇu ng−êi sö dông. Ng−êi sö dông cÇn mét m¹ng tèc ®é cao ®Ó nèi c¸c m¸y, nh−ng nh÷ng m¹ng nh− vËy kh«ng thÓ ®−îc më réng trªn nh÷ng kho¶ng c¸ch lín. Nhu cÇu vÒ mét kü thuËt míi mµ cã thÓ kÕt nèi ®−îc nhiÒu m¹ng vËt lý cã cÊu tróc kh¸c h¼n nhau lµ thËt sù cÇn thiÕt. NhËn thøc ®−îc ®iÒu ®ã, trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn m¹ng ARPANET cña m×nh, tæ chøc ARPA ( Advanced Research Projects Agency) ®· tËp trung nghiªn cøu nh»m ®−a ra mét kü thuËt tho¶ m·n nh÷ng yªu cÇu trªn. Kü thuËt ARPA bao gåm mét thiÕt lËp cña c¸c chuÈn m¹ng x¸c ®Þnh râ nh÷ng chi tiÕt cña viÖc lµm thÕ nµo ®Ó c¸c m¸y tÝnh cã thÓ truyÒn th«ng víi nhau còng nh− mét sù thiÕt lËp c¸c quy −íc cho kÕt nèi m¹ng, l−u th«ng vµ chän ®−êng. Kü thuËt ®ã ®−îc ph¸t triÓn ®Çy ®ñ vµ ®−îc ®−a ra víi tªn gäi chÝnh x¸c lµ TCP/IP Iternet Protocol Suit vµ th−êng ®−îc gäi t¾t lµ TCP/IP. Dïng TCT/IP ng−êi ta cã thÓ kÕt nèi ®−îc tÊt c¶ c¸c m¹ng bªn trong c«ng ty cña hä hoÆc cã thÓ kÕt nèi gi÷a c¸c m¹ng cña c¸c c«ng ty, c¸c tæ chøc kh¸c nhau, víi nhau. TCP/IP cã mét sè ®Æc tÝnh quan träng sau: • Lµ bé giao thøc chuÈn më vµ s½n cã, v×: nã kh«ng thuéc së h÷u cña bÊt cø mét tæ chøc nµo; c¸c ®Æc t¶ th× s½n cã vµ réng r·i. V× vËy bÊt k× ai còng cã thÓ x©y dùng phÇn mÒm truyÒn th«ng qua m¹ng m¸y tÝnh dùa trªn nã.

16 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

• TCP/IP ®éc lËp víi phÇn cøng m¹ng vËt lý, ®iÒu nµy cho phÐp TCP/IP cã thÓ ®−îc dïng ®Ó kÕt nèi nhiÒu lo¹i m¹ng cã kiÕn tróc vËt lý kh¸c nhau nh−: Ethernet, Tokenring, FDDI, X25, ATM...

• TCP/IP dïng ®Þa chØ IP ®Ó ®Þnh danh c¸c host trªn m¹ng t¹o ra mét

m¹ng ¶o thèng nhÊt khi kÕt nèi m¹ng.

• C¸c giao thøc líp cao ®−îc chuÈn ho¸ thÝch hîp vµ s½n cã víi ng−êi

dïng.

2.2 CÊu tróc ph©n líp cña TCP/IP Nh− ta ®· nãi ë phÇn tr−íc, TCP/IP còng lµ m« h×nh më ®Ó kÕt nèi m¹ng. Nã còng ®−îc thiÕt kÕ theo m« h×nh kiÕn tróc ph©n tÇng t−¬ng tù nh− trong m« h×nh tham chiÕu OSI ta ®· tr×nh bµy ë ch−¬ng tr−íc. Bé giao thøc TCP/IP ®−îc thiÕt kÕ gåm bèn líp ®−îc m« t¶ nh− h×nh sau ®©y:

M« h×nh ph©n líp

§èi t−îng ®−îc chuyÓn gi÷a c¸c líp

Message or Streams

Transport Protocol Packets

IP Datagrams

Network-Specific Frames

Application Transport Internet Network Interface

H×nh 2-1: M« h×nh ph©n líp cña TCP/IP

•Líp øng dông (Application): §©y lµ líp cao nhÊt trong cÊu tróc ph©n líp cña TCP/IP. L¬p nµy bao gåm tÊt c¶ c¸c chu¬ng tr×nh øng dông sö dông c¸c dÞch vô s½n cã th«ng qua mét TCP/IP internet.C¸c ch−¬ng tr×nh øng dông t−¬ng t¸c víi mét trong c¸c giao thøc cña líp Transport ®Ó truyÒn hoÆc nhËn d÷ liÖu. Mçi ch−¬ng tr×nh øng dông lùa chän mét kiÓu giao thøc thÝch hîp cho c«ng viÖc cña nã. Ch−¬ng tr×nh øng dông chuyÓn d÷ liÖu theo mÉu mµ líp Transport yªu cÇu.

• Líp vËn chuyÓn (Transport): NhiÖm vô tr−íc tiªn cña líp Transport lµ cung cÊp sù giao tiÕp th«ng tin gi÷a c¸c ch−¬ng tr×nh øng dông. Mçi sù giao tiÕp ®−îc gäi lµ end-to-end. Líp Transport còng cã thÓ ®iÒu chØnh l−u l−îng luång th«ng tin. Nã còng cung cÊp mét sù vËn chuyÓn tin cËy, ®¶m b¶o r»ng d÷ liÖu ®Õn mµ kh«ng bÞ lçi. §Ó lµm nh− vËy, phÇn mÒm giao thøc hç trî ®Ó bªn nhËn cã thÓ göi l¹i c¸c th«ng b¸o x¸c nhËn vÒ viÖc thu d÷ liÖu vµ bªn göi cã thÓ truyÒn l¹i c¸c gãi tin bÞ mÊt hoÆc bÞ lçi. PhÇn mÒm giao thøc chia dßng d÷ liÖu ra thµnh nh÷ng ®¬n vÞ d÷ liÖu nhá h¬n (th−êng ®−îc gäi lµ c¸c Packets) vµ chuyÓn mçi packet cïng víi ®Þa chØ ®Ých tíi líp tiÕp theo ®Ó tiÕp tôc qu¸ tr×nh truyÒn dÉn.

17 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

MÆc dï h×nh 2-1 dïng mét khèi ®Ó biÓu diÔn cho líp øng dông, nh−ng nãi chung m¸y tÝnh cã thÓ cã nhiÒu ch−¬ng tr×nh øng dông truy nhËp vµo internet t¹i cïng mét thêi ®iÓm. Líp Transport ph¶i chÊp nhËn d÷ liÖu tõ mét sè ch−¬ng tr×nh øng dông vµ göi nã tíi líp tiÕp theo thÊp h¬n. §Ó lµm nh− vËy nã thªm vµo th«ng tin bæ sung cho mçi packet, gåm c¶ c¸c m· ®Þnh danh ch−¬ng tr×nh øng dông ®· göi nã vµ ch−¬ng tr×nh øng dông sÏ nhËn nã, còng nh− mét tæng kiÓm tra. M¸y nhËn sö dông tæng kiÓm tra ®Ó thÈm tra gãi tin ®· ®Õn, vµ sö dông m· ®Ých ®Ó ®Þnh danh ch−¬ng tr×nh øng dông nã ®−îc chuyÓn ph¸t ®Õn.

•Internet layer: Nh− chóng ta võa thÊy, líp Internet xö lý giao tiÕp th«ng tin tõ mét m¸y nµy tíi mét m¸y kh¸c. Nã chÊp nhËn mét yªu cÇu ®Ó göi mét gãi tõ tõ líp Transport cïng víi mét ®Þnh danh cña m¸y ®Ých mµ gãi tin sÏ ®−îc göi tíi. Nã sÏ bäc gãi tin trong mét IP Datagram, ®iÒn ®Çy vµo trong phÇn header, sö dông gi¶i thuËt chän ®−êng ®Ó quyÕt ®Þnh lµ giao ph¸t gãi tin trùc tiÕp hay lµ göi nã tíi mét Router, vµ chuyÓn datagram tíi giao diÖn phèi ghÐp m¹ng thÝch hîp cho viÖc truyÒn dÉn. Líp Internet còng xö lý c¸c Datagram ®Õn, kiÓm tra tÝnh hîp lÖ cña chóng, vµ sö dông gi¶i thuËt chän ®−êng ®Î quyÕt ®Þnh lµ datagram sÏ ®−îc xö lý côc bé hay lµ sÏ ®−îc chuyÓn ®i tiÕp. §èi víi c¸c datagrams cã ®Þa chØ ®Ých côc bé, th× phÇn mÒm líp internet sÏ xo¸ phÇn header cña c¸c datagram ®ã, vµ chän trong sè c¸c giao thøc líp Transport mét giao thøc thÝch hîp ®Ó xö lý packet. Trong líp Internet cßn göi c¸c ICMP (Information Control Message Protocol)vµ c¸c messages ®iÒu khiÓn khi cÇn thiÕt vµ xö lý tÊt c¶ mäi ICMP Messages tíi.

Host B Application Host A Application Identical message

Identical packet Transport Transport

Router R

Identical datagram

Identical datagram

Identical frame

Identical frame

Internet Internet Internet

Network Interface Network Interface Network Interface

Physcal net 1 Physcal net 2

H×nh 2-2

18 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

•Network Interface Layer: líp thÊp nhÊt cña m« h×nh ph©n líp TCP/IP, chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ viÖc chÊp nhËn c¸c IP datagrams vµ viÖc truyÒn ph¸t chóng trªn mét m¹ng x¸c ®Þnh. Mét giao diÖn phèi ghÐp m¹ng cã thÓ gåm mét bé ®iÌu khiÓn thiÕt bÞ (vÝ dô nh− khi m¹ng lµ m¹ng côc bé mµ m¸y ®−îc g¾n nèi trùc tiÕp tíi) hoÆc lµ mét hÖ thèng con phøc t¸pö dông giao thøc Data Link cña b¶n th©n nã( vÝ dô khi m¹ng bao gåm c¸c chuyÓn m¹ch gãi giao tiÕp víi c¸c host b»ng giao thøc HDLC).

§Ó h×nh dung sù ho¹t ®éng trong m«i tr−êng ph©n líp cña TCP/IP ta

h·y xÐt h×nh vÏ minh ho¹ sau:

Nh− h×nh 2-2 minh häa, viÖc giao ph¸t message sö dông hai m¹ng riªng biÖt, mét m¹ng cho viÖc truyÒn dÉn tõ host A tíi Router R, vµ m¹ng kia truyÒn dÉn tõ Router R tíi Host B.

Trong phÇn tiÕp theo ta sÏ s©u t×m hiÓu vÒ líp Internet vµ líp Transport, lµ hai líp quan trong nhÊt trong m« h×nh ph©n líp TCP/IP, th«ng c¸c giao thøc ®−îc sö dông trong hai líp ®ã lµ: giao thøc TCP, UDP cho líp Transport vµ giao thøc IP, ICMP cho líp Internet.

2.3 C¸c giao thøc líp Internet (Internet Protocol - IP) Internet protocol (IP), lµ tªn gäi giao thøc líp Internet ®Þnh nghÜa c¸c ph−¬ng tiÖn giao ph¸t unreliable, connectionless, vµ th−êng ®−îc biÕt víi c¸i tªn t¾t lµ IP. Tr−íc nhÊt, giao thøc IP ®Þnh nghÜa nh÷ng ®¬n vÞ cña viÖc truyÒn d÷ liÖu ®−îc dïng qua mét m¹ng TCP/IP internet. V× vËy, nã x¸c ®Þnh chÝnh x¸c khu«n d¹ng cña tÊt c¶ d÷ liÖu khi nã ®−îc chuyÓn qua mét m¹ng TCP/IP internet. Thø hai, phÇn mÒm IP thùc hiÖn chøc n¨ng chän ®−êng ®Ó chän ra con ®−êng ®Ó göi d÷ liÖu qua. Thø ba, ®Ó thªm vµo tÝnh chÝnh x¸c c¸c ®Æc t¶ kÜ thuËt cña khu«n d¹ng d÷ liÖu vµ chän ®−êng th«ng th−êng, IP gåm cã c¶ mét tËp c¸c luËt biÓu hiÖn cho ý t−ëng cña hÖ thèng giao ph¸t gãi tin unreliable. C¸c luËt chØ râ viÖc lµm thÕ nµo ®Ó c¸c hosts vµ c¸c Routers xö lý c¸c gãi tin, lµm thÕ nµo vµ khi nµo c¸c th«ng b¸o lçi sÏ ®−îc ph¸t ®i, vµ c¸c ®iÒu kiÖn cho viÖc huû gãi tin. IP lµ phÇn chñ yÕu cña thiÕt kÕ nªn mét m¹ng TCP/IP internet ®«i khi cßn ®−îc gäi lµ mét m¹ng dùa trªn kÜ thuËt IP (IP- based technology). Chóng ta sÏ lÇn l−ît xem xÐt c¸c vÊn ®Õ ®−îc ®Ò cËp trong IP.

2.3.1 Internet Datagram.

Cã rÊt nhiÒu sù t−¬ng tù gi÷a mét m¹ng vËt lý vµ mét TCP/IP internet. Trªn mét m¹ng vËt lý, ®¬n vÞ truyÒn lµ frame c¸i chøa mét header vµ d÷ liÖu, phÇn header mang nhiÒu th«ng tin nh− ®Þa chØ nguån ®Ých. Internet gäi nh÷ng ®¬n vÞ truyÒn c¬ së cña nã lµ Internet datagram (IP datagram ) hay ®¬n gi¶n lµ datagram. Nh− mét khung m¹ng vËt lý, mét datagram ®−îc chia thµnh vïng header vµ vïng d÷ liÖu. PhÇn header còng t−¬ongtù frame, nã chøa ®Þa chØ nguån ®Þa chØ ®Ých vµ mét tr−êng type dïng ®Þnh danh néi dung cña dtagram. Sù kh¸c

19 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

nhau lµ header cña datagram chøa ®Þa chØ IP cßn header cña frame chøa ®Þa chØ vËt lý. H×nh sau m« t¶ d¹ng tæng qu¸t cña mét datagram.

Datagram Header Datagram Data

a) Khu«n d¹ng Datagram:

KiÓu dÞch vô

FRAGMENT OFFSET

PROTOCOL Tæng ®é dµi FLAGS HEADER CHECKSUM

PADDING

b) KiÓu datagram cña dÞch vô vµ quyÒn −u tiªn tr−íc datagram.

VERS HLEN Identification TIME TO LIVE Source IP Address Destination IP Address IP OPTION (IF ANY) DATA . ................ Bëi v× qóa tr×nh xö lý datagram lµ do phÇn mÒm nªn néi dung vµ khu«n d¹ng kh«ng bÞ phô thuéc bëi phÇn cøng. VÝ dô bèn bit tr−êng ®Çu tiªn (VERS) chøa VERSION cña giao thøc IP ®−îc sö dông ®Ó t¹o datagram. Tr−êng nµy ®−îc sö dông ®Ó thÈm tra r»ng bªn göi bªn nhËn vµ bÊt kú Router nµo trong sè gi÷a chungs ®ång ý vÒ khu«n d¹ng cña datagram. TÊt c¶ mäi phÇn mÒm IP ®−îc yªu cÇu ®Ó kiÓm tra tr−êng VERSION tr−íc khi xö lý mét datagram ®Ó ®¶m b¶o nã phï hîp víi khu«n d¹ng mµ c¸c phÇn mÒm tr«ng ®îi. NÕu chuÈn thay ®æi, c¸c m¸y sÏ lo¹i bá c¸c datagram cïng víi c¸c VERSION giao thøc kh¸c víi phiªn b¶n cña chóng, ng¨n c¶n chóng hiÓu sai néi dung datagram theo c¸c fomat qu¸ cò. (Tíi thêi ®iÓm 1995 VERSION cña IP lµ 4) tr−êng ®é dµI header (HLEN) còng cã bèn bits, ®−a ra gia strÞ ®é dµi header cña datagram ®−îc biÓu diÔn bëi tõ 32 bits. Chóng ta se thÊy tÊt c¶ c¸c tr−êng trong header cã mét ®é dµI cè ®Þnh trõ tr−êng IP OPTION vµ cacs tr−êng PADDING t−¬ng øng. Header th«ng th−êng nhÊt kh«ng chøa c¸c lùa chän (option ) vµ padding, gi¸ trÞ 20 octets vµ cã mét tr−êng ®é dµI header b»ng 5. Tr−êng TOTAL LENGTH ®−a ra ®é dµi cña IP datagram ®−îc ®o bëi octets, gåm c¶ c¸c octets cña phÇn header vµ d÷ liÖu. KÝch th−íc cña vïng d÷ liÖu cã thÓ tÝnh to¸n b»ng viÖc trõ ®I chiÒu dµI cña header (HLEN) tõ gi¸ trÞ cña TOTAL LENGTH. Bëi v× tr−êng TOTAL LENGTH lµ 16 bits nªn gi¸ trÞ tèi ®a cña gãi tin IP lµ IP lµ 216 hay 65535 octets. Trong hÇu hÕt c¸c øng dông, ®Iòu nµy kh«ng ph¶I lµ mét h¹n chÕ nghiªm träng. Nã cã thÓ trë nªn quan träng h¬n trong t−¬ng lai nÕu c¸c m¹ng cã tèc ®é cao h¬n cã thÓ mang c¸c gãi d÷ liÖu lín h¬n so víi 65535 octets. KiÓu dÞch vô TOS (Type of service) ®−îc gäi mét c¸ch kh«ng chÝnh thøc lµ tr−êng service type 8bits x¸c ®Þnh lµm thÕ nµo datagram sÏ ®−îc xö lý vµ ®−îc ph©n ra 5 tr−êng nhá h¬n (subfield) nh− h×nh sau:

20 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

T R UNUSER D

0 1 2 3 4 5 6 7 PRECEDENCE

Ba bits PRECEDENCE x¸c ®Þnh quyÒn ®i tr−íc cña datagram víi gi¸ trÞ tõ 0-7, cho phÐp ng−êi göi chØ râ møc ®é quan träng cña mçi datagram. MÆc dï hÇu hÕt c¸c hosts vµ phÇn mÒm Router bá qua kiÓu dÞch vô nh−ng nã lµ mét kh¸I niÖm quan träng bëi v× nã cung cÊp mét –ph−¬ng tiÖn cã thÓ cho phÐp th«ng tin ®Iòu khiÓn cã quyÒn −utiªn trªn d÷ liÖu. VÝ dô nÕu tÊt c¶ c¸c host vµ c¸c Router t«n träng quyÒn ®I tr−íc th× nã cã thÓ thi hµnh c¸c gi¶I thuËt ®Iòu khiÓn t¾c nghÏn. C¸c bits D,T vµ R x¸c ®Þnh kiÓu vËn chuyÓn datagram yªu cÇu. Khi thiÕt lËp bit D yªu cÇu ®é trÔ thÊp, bit T yªub cÇu ®é th«ng cao, vµ bit R nyªu cÇu ®é tin cËy cao. DÜ nhiªn nã cã lÏ kh«ng thÓ cho mét internet ®Ó ®¶m b¶o kiÓu vËn chuyÓn ®−îc yªu cÇu ( ch¼ng h¹n nã cã thÓ lµ kh«ng cã con ®−êng tíi ®Ých cã quyÒn ®−îc yªu cÇu. V× vËy chóng ta nghÜ vÒ yªu cÇu vËn chuyÓn nh− mét gîi ý cho c¸c gi¶I thuËt chän ®−êng, kh«ng ph¶I nh− mét nhu cÇu. Nõu mét Router kh«ng biÕt nhiÒu h¬n mét kh¶ dông tíi mét ®Ých cho tr−íc th× nã cã thÓ sö dông tr−êng type of transport ®Ó lùa chän mét kiÓu víi c¸c ®Æc ®IÓm gÇn v¬Ý nh÷ng mong muèn ®ã nhÊt. VÝ dô, gi¶t sö mét Router cã thÓ chän gi÷a mét ®−êng leased line dung l−îng thÊp hoÆc mét kÕt nèi vÖ tinh b¨ng th«ng cao ( nh−ng trÔ cao). C¸c datagram mang Key Stroke tõ mét ng−êi dïng tíi mét m¸y ë xa cã bit D thiÕt lËp ®ßi hái r»ng chóng chóng ph¶I ®−îc giao ph¸t cµng nhanh cµnh tèt, trong khi c¸c datagrams mang mét file khèi l−îng lín h¬n cã thÓ 7 bit thiÕt lËp yªu cÇu r»ng chóng ®I qua con ®−êng vÖ tinh dung l−îng cao. Nã còng rÊt quan träng ®Ó nhËn ra r»ng c¸c gi¶I thuËt chän ®−êng ph¶I chän tõ gi÷a c¸c kü thuËt m¹ng vËt lý bªn d−íi, v× mçi kü thuËt cã nh÷ng ®Æc tÝnh trÔ, ®ä th«ng, vµ ®é tin cËy riªng. Th−êng mét kü thuËt cho tr−íc t−¬ng øng ®Æc tÝnh cho mét c¸i kh¸c ( vÝ dô: tèc ®é th«ng cao th× trÔ lín ). V× vËy lý t−ëng lµ ®Ó ®−a ra cho gi¶i thuËt chän ®−êng mét gîi ý vÒ nh÷ng g× quan träng nhÊt, nã hiÕm khi cã nghÜa x¸c ®Þnh c¶ 3 kiÓu dÞch vô. Chóng ta quan t©m ®Æc t¶ kiÓu giao vËn nh− lµ mét gîi ý cho gi¶i thuËt chän ®−êng, c¸i gióp nã lùa chän gi÷a nhiÒu con ®−êng kh¸c nhau ®Ó tíi mét ®Ých dùa trªn hiÓu biÕt sña nã vÒ kü thuËt phÇn cøng, s½n cã trªn con ®−êng ®ã. Mét internet kh«ng ®¶m b¶o kiÓu vËn chuyÓn ®· yªu cÇu. c) §ãng gãi c¸c datagram. Tr−íc khi chóng ta cã thÓ hiÓu c¸c tr−êng hîp tiÕp theo trong mét datagram, sÏ lµ rÊt quan träng ®Ó quyÕt dÞnh lµm thÕ nµo c¸c datagram liªn quan tíi c¸c khung m¹ng vËt lý. Chóng ta b¾t ®Çu víi c©u hái: “ Datagram cã thÓ lín h¬n møc nµo “. Kh«ng gièng nh− c¸c frames m¹ng vËt lý, c¸i cã thÓ ph¶i ®−îc nhËn ra bëi phÇn cøng, c¸c datagrams ®−îc xö lý b»ng phÇn mÒm. Chóng cã thÓ cã bÊt kú chiÒu dµi nµo mµ ng−êi thiÕt kÕ giao thøc chän. Chóng ta ®· thÊy r»ng khu«n d¹ng datagram hiÖn hiÖn chØ ph©n 16bits cho tr−êng chiÒu dµi tæng céng nªn giíi h¹n lín nhÊt cña chiÒu dµi datagram lµ

21 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

65535octets. Dï sao, giíi h¹n ®ã cã thÓ ®−îc thay ®æi ë version cña giao thøc sau nµy. Nh÷ng giíi h¹n c¬ b¶n h¬n vÒ kÝch th−íc dfatagram n¶y sinh tõ thùc tÕ. Chóng ta biÕt r»ng, khi c¸c datagram chuyÓn tõ m¸y nµy tíi m¸y kh¸c, chóng ph¶I lu«n ®−îc vËn chuyÓn b»ng m¹ng vËt lý bªn d−íi. §Ó thùc hiÖn viÖc vËn chuyÓn trong internet mét c¸ch hiÖu qu¶, chóng ta ph¶i b¶o ®¶m r»ng mçi datagram qua m¹ng trong mét frame vËt lý ph©n biÖt. §ã lµ chóng ta muèn c¸i nh×n tr×u t−îng vÒ mét packet m¹ng vËt lý cña chóng ta ¸nh x¹ trùc tiÕp ra mét packet thùc nÕu cã thÓ.

Datagram Data Area

Datagram Header

FRAME DATA AREA

H×nh 2-2: Bäc gãi tin trong IP mét frame. M¹ng vËt lý coi toµn bé datagram gåm c¶ header nh− lµ d÷ liÖu. ý t−ëng vÒ viÖc mang mét datagram trong mét frame m¹ng ®−îc gäi lµ “encapsulation”. §èi víi m¹ng bªn d−íi, mét datagram gièng nh− bÊt kú messages nµo kh¸c ®−îc göi tõ mét m¸y tíi m¸y kh¸c. PhÇn cøng kh«ng nhËn ra ®−îc khu«n d¹ng datagram, còng kh«ng hiÓu ®−îc ®Þa chØ IP ®Ých. V× vËy, h×nh sau m« t¶ khi mét m¸y göi mét IP datagram tíi mét m¸y kh¸c, toµn bé datagram ®−îc ®Æt vµo phÇn d÷ liÖu cña frame m¹ng.

FRAME Header

d) KÝch th−íc datagram, network MTU vµ sù ph©n m¶nh. Trong tr−êng hîp lý t−ëng, toµn bé IP datagram võa khÝt trong mét khung vËt lý, viÖc thùc hiÖn truyÒn dÉn qua m¹ng vËt lý lµ hiÖu qu¶. §Ó cã ®−îc nh÷ng hiÖu qu¶ nh− vËy, nh÷ng nhµ thiÕt kÕ IP cã thÓ ®· lùa chän mét kÝch th−íc datagram tèi ®a ®Ó mét datagram sÏ lu«n võa trong mét frame. Nh−ng kÝch th−íc nµo cña frame sÏ ®−îc lùa chän ?. Cuèi cïng, mét datagram cã thÓ ®i qua nhiÒu kiÓu m¹ng vËt lý khi nã chuyÓn qua mét internet tíi ®Ých cuèi cïng cña nã.

§Ó hiÓu ®−îc vÊn ®Ò, chóng ta cÇn yÕu tè vÒ phÇn cøng m¹ng: Mçi kü thuËt chuyÓn m¹ch gãi ®Æt mét giíi h¹n trªn cè ®Þnh trªn mét sè l−îng d÷ liÖu cã thÓ ®−îc truyÒn trªn mét khung vËt lý. VÝ dô Ethernet giíi h¹n viÖc truyÒn tèi ®a lµ 1500 octets d÷ liÖu, trong khi FDDI cho phÐp tíi gÇn 4470 octets d÷ liÖu / 1 frame. Chóng ta gäi nh÷ng giíi h¹n nµy lµ MTU cña m¹ng (Maximumn Transfer Unit). KÝch cì MTU cã thÓ h¬i nhá: mét sè kü thuËt phÇn cøng giíi h¹n truyÒn 128 octets hoÆc Ýt h¬n. ViÖc giíi h¹n c¸c datagram ®Ó lµm võa vÆn MTU nhá nhÊt trong Internet lµm cho viÖc truyÒn cã hiªô qu¶ khi nh÷ng datagram ®ã chuyÓn qua mét m¹ng, c¸i cã thÓ mang c¸c frame cì lín h¬n. Dï sao th× viÖc cho phÐp c¸c datagram lín h¬n so víi MTU m¹ng

22 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Net 3 MTU=1500

Host B Host A

R1 R2 nhá nhÊt trong mét internet cã nghÜa lµ mét datagram cã thÓ kh«ng ph¶i lóc nµo còng võa vÆn trong mét frame m¹ng. Net 1 MTU=1500

Net 2 MTU=620 H×nh 2-3: Router R1 ph©n m¶nh c¸c datagrams lín ®−îc göi tõ A tíi B. R2 ph©n m¶nh c¸c datagrams tõ B tíi A. Sù lùa chän cã thÓ lµ hiÓn nhiªn: quan ®iÓm cña thiÕt kÕ internet lµ ®Ó Èn ®i c¸c kü thuËt m¹ng bªn d−íi vµ lµm cho viÖc giao tiÕp thuËn tiÖn víi ng−êi dïng. V× vËy, thay v× viÖc thiÕt kÕ c¸c datagram t«n träng triÖt ®Ó nh÷ng rµng buéc cña m¹ng vËt lý, th× phÇn mÒm TCP/IP chän mét kÝch th−íc datagram khëi ®Çu tiÖn lîi vµ gióp ph©n chia c¸c datagram lín ra c¸c phÇn nhá khi datagram cÇn ®i qua mét m¹ng cã MTU nhá. C¸c phÇn nhá cña datagram ®−îc chia gäi lµ ph©n m¶nh (fragment), vµ qu¸ tr×nh ph©n chia ®−îc gäi lµ qu¸ tr×nh ph©n m¶nh (fragmentation).

H×nh 2-3 minh ho¹ qu¸ tr×nh ph©n chia th−êng x¶y ra t¹i mét Router nµo ®ã däc theo con ®−êng datagram ®i tõ nguån tíi ®Ých. Router nhËn mét datagram tõ m¹ng víi mét MTU lín vµ ph¶i göi nã qua mét m¹ng cã MTU nhá h¬n kÝch th−íc cña datagram. Trong h×nh vÏ, c¶ Host g¾n trùc tiÕp tíi c¸c Ethernets cã MTU lµ 1500 octest. V× vËy c¶ 2 Hosts cã thÓ ph¸t vµ göi tíi kÝch th−íc 1500 octests. Nh−ng con ®−êng gi÷a chóng lµ mét m¹ng víi MTU b»ng 620. NÕu Host A göi cho Host B mét datagram lín h¬n 620 octests, Router R1 sÏ ph©n m¶nh datagram ®ã. T−¬ng tù, nÕu B göi 1 datagram lín h¬n 620 tíi A, R2 sÏ ph©n m¶nh chóng. DATAGRAM HEADER Data2 600 octets Data1 600 octets Data3 200 octets

(a)

FRAGMENT 1 HEADER

FRAGMENT 1 (offset 0)

FRAGMENT 2 (offset 600)

Data1

FRAGMENT 2 HEADER

FRAGMENT 3 (offset 1200)

Data2

FRAGMENT 3 HEADER

Data3

23 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

H×nh 2-4: (a) Mét datagram 1400 ocsets vµ (b) 3 m¶nh cho m¹ng cã MTU b»ng 620. Header 1 vµ 2 cã thªm bit thiÕt lËp ph©n m¶nh. C¸c offset lµ c¸c sè octet tÝnh theo hÖ 10 chóng ph¶i ®−îc chia cho 8 ®Ó lÊy gi¸ trÞ ®· cÊt gi÷ trong fragment header.

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

KÝch cì m¶nh ®−îc chän sao cho mçi m¶nh cã thÓ ®−îc chuyÓn qua m¹ng bªn d−íi mét frame ®¬n. H¬n n÷a, bëi IP ®−a ra offset cña d÷ liÖu lµ béi sè cña 8 ocsets, nªn kÝch th−íc cña m¶nh ph©n ®−îc chän lµ béi sè cña 8. DÜ nhiªn, viÖc chän béi 8 lµ sè gÇn víi MTU cña m¹ng nhÊt th−êng kh«ng chia datagram thµnh c¸c phÇn kÝch cì b»ng nhau; phÇn cuèi cïng th−êng ng¾n h¬n nh÷ng phÇn kh¸c. C¸c m¶nh ph¶i ®−îc l¾p r¸p l¹i ®Ó t¹o ra 1 b¶n sao ®Çy ®ñ cña datgram ban ®Çu tr−íc khi nã cã thÓ ®−îc xö lý t¹i ®Ých.

Giao thøc IP Protocol kh«ng giíi h¹n kÝch th−íc d−íi cho datagram, hay lµ ®¶m b¶o r»ng c¸c datagram lín h¬n sÏ ®−îc giao ph¸t mµ kh«ng cÇn ph©n m¶nh. Nguån cã thÓ chän bÊt kú kÝch th−íc datagram mµ nã cho lµ thÝch hîp; viÖc ph©n m¶nh vµ r¸op l¹i diÔn ra 1 c¸ch tù ®éng, mµ kh«ng cÇn nguån ph¶i cã mét hµnh ®éng g×. §Æc t¶ kü thuËt IP chØ râ r»ng c¸c Routers ph¶i chÊp nhËn c¸c datagram ph¶i cã kÝch cì b»ng c¸c MTU lín nhÊtcña c¸c m¹ng chóng g¾n nèi tíi. H¬n n÷a, 1 Router ph¶i lu«n lu«n xö lý c¸c datagram lªn tíi 576 ocsets (c¸c hosts còng ®−îc yªu cÇu chÊp nhËn, vµ cã thÓ t¸i l¾p ghÐp khi cÇn, c¸c datagrams víi Ýt nhÊt lµ 576 ocsets.)

ViÖc ph©n m¶nh 1 datagram cã nghÜa lµ ph©n chia nã thµnh mét sè phÇn m¶nh nhá h¬n. Cã thÓ sÏ lµm b¹n ng¹c nhiªn, ®ã lµ mçi phÇn cã cïng mét khu«n d¹ng nh− datagram ban ®Çu. H×nh 2-4 ®· minh ho¹ ®iÒu nµy.

Mçi m¶nh chøa mét datagram header, nã lÆp l¹i hÇu hÕt th«ng tin cña datagram header ban ®Çu (trõ mét bit trong tr−êng FLAGS ®Ó chØ ra r»ng nã lµ mét m¶nh) ®−îc theo sau bëi nhiÒu d÷ liÖu nh− nã cã thÓ ®−îc mang trong m¶nh trong khi d÷ tæng chiÒu dµi nhá h¬n MTU cña m¹ng mµ nã ph¶i ®i qua.

e)T¸i l¾p ghÐp c¸c m¶nh. Mét Datagram sÏ ®−îc l¾p ghÐp sau khi ®i qua mét m¹ng, hay lµ c¸c m¶nh sÏ ®−îc mang tíi. Host cuèi cïng tr−íc khi l¾p ghÐp ? Trong mét TCP/IP internet mét khi mét Datagram ®· ®−îc ph©n m¶nh th× c¸c m¶nh sÏ ®i tíi ®Ých nh− thÓ nh÷ng Datagram riªng biÖt cïng tíi mét ®Ých cuèi lµ n¬i chóng ph¶i ®−îc l¾p ghÐp l¹i. ViÖc duy tr× cho tÊt c¶ c¸c m¶nh cïng tíi mét ®Ých cuèi cã hai bÊt lîi. Thø nhÊt bëi v× c¸c Datagram kh«ng ®−îc l¾p ghÐp l¹i ngay lËp tøc khi chuyÓn qua mét m¹ng cã MTD nhá, nªn c¸c m¶nh nhá ph¶i ®−îc mang tõ n¬i ph©n m¶nh tíi ®Ých cuèi cïng. ViÖc l¾p ghÐp l¹i c¸c Datagrams t¹i ®Ých cuèi cïng cã thÓ dÉn tíi sù kh«ng hiÖu qu¶, dï lµ mét sè trong c¸c m¹ng vËt lý ®· gÆp sau ®iÓm ph©n m¶nh cã MTD lín h¬n, trong khi chØ c¸c ph©n m¶nh nhá ®i qua nã. Thø hai, nÕu bÊt kú m¶nh nµo bÞ mÊt, datagram kh«ng thÓ ®−îc l¾p ghÐp l¹i ®−îc. M¸y nhËn khëi t¹o mét bé timer l¾p ghÐp khi nã nhËn ®−îc mét m¶nh khëi ®Çu NÕu timer hÕt hiÖu lùc tr−íc khi tÊt c¶ c¸c m¶nh tíi th× m¸y ®ang nhËn sÏ huû c¸c gãi mµ kh«ng xö lý. V× vËy kh¶ n¨ng mµ c¸c datagram bÞ mÊt sÏ t¨ng khi viÖc ph©n m¶nh x¶y ra, bëi v× khi mét m¶nh bÞ mÊt th× coi nh− c¶ datagram bÞ mÊt.

24 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

BÊt chÊp mét sè bÊt lîi phô, viÖc thùc hiÖn l¾p r¸p t¹i ®Ých cuèi cïng vÉn ho¹t ®éng tèt. Nã cho phÐp mçi ph©n m¶nh ®−îc ®Þnh tuyÕn ®éc lËp, vµ kh«ng ®ßi hái c¸c Router trung gian l−u gi÷ chóng hoÆc l¾p ghÐp chóng.

f) §iÒu khiÓn viÖc ph©n m¶nh Ba tr−êng trong phÇn HEADER cña datagram lµ IDENTIFICATION, FLAGS vµ FRAGMENT OFFSET ®iÒu khiÓn viÖc ph©n m¶nh vµ l¾p r¸p datagram. Tr−êng IDENTIFICATION chøa mét sè nguyªn duy nhÊt ®Þnh danh datagram. Nhí l¹i r»ng khi mét Router ph©n m¶nh 1 datagram th× nã copy phÇn lín c¸c tr−êng trong phÇn HEADER cña datagram ban ®Çu vµo mçi m¶nh. Tr−êng IDENTIFICATION còng ph¶i ®−îc copy. Môc ®Ých tr−íc tiªn lµ ®Ó cho ®Ých biÕt lµ m¶nh ®Õn nµo lµ cña datagram nµo. Khi mét m¶nh ®Õn, ®Ých dïng tr−êng IDENTIFICATION ®Ó cïng víi ®Þa chØ nguån ®Ó x¸c ®Þnh datagram. C¸c m¸y tÝnh göi datagram ph¶i t¹o ra mét gi¸ trÞ duy nhÊt cho mçi datagram. Mét kü thuËt ®−îc sö dông böi mät phÇn mÒm IP Gi÷ mét bé ®Õm toµn côc (global counter) trong bé nhí, t¨ng nã mçi lÇn mét datagram míi ®−îc t¹o ra, vµ g¸n kÕt qu¶ nh− lµ tr−êng IDENTIFICATION cña datagram.

Nhí l¹i r»ng mçi m¶nh cã cã chÝnh x¸c cïng khu«n d¹ng nh− khu«n d¹ng cña datagram lóc ch−a ph©n m¶nh.§èi víi mçi m¶nh, tr−êng FRAGMENT OFFSET x¸c ®Þnh ®é lÖch trong (offset)datagram ban ®Çu cña d÷ liÖu ®nag ®−îc mang b»ng c¸c m¶nh, ®−îc ®o b»ng c¸c khèi 8 octets b¾t ®Çu tõ offset 0. §Ó l¾p r¸p l¹i c¸c datagram, ®Ých ph¶i cã ®−îc tÊt c¶ c¸c m¶nh tõ m¶nh cã offset 0 cho tíi m¶nh cã offset cao nhÊt.c¸c m¶nh kh«ng cÇn ph¶i ®Õn ®óng trËt tù vµ kh«ng cã giao tiÕp gi÷a Router ®· ph©n m¶nh datagram vµ ®Ých ®ang l¾p r¸p chóng.

Hai bÝt thÊp cña tr−êng FLAGS ®iÒu khiÓn viÖc ph©n m¶nh. Th«ng th−êng phÇn mÒm øng dóngö dông TCP/IP kh«ng cÇn quan t©m tíi viÖc ph©n m¶nh bëi v× c¶ viÖc ph©n m¶nh vµ l¾p r¸p l¹i c¸c m¶nh ®Òu lµ c¸c thñ tôc tù ®éng ho¹t ®éng t¹i mét møc thÊp trong hÖ ®iÒu hµnh mµ ng−êi dïng kh«ng thÓ thÊy ®−îc. Dï sao th× ®Ó kiÓm tra l¹i phÇn mÒm internet hoÆc gì rèi c¸c vÊn ®Ò vËn hµnh th× cã thÓ kiÓm tra kÝch th−íc cña c¸c datagram th× rÊt quan träng cho viÖc ph©n m¶nh x¶y ra. Bit ®iÒu khiÓn ®Çu tiªn hç trî trong nh÷ng tr−êng hîp kiÓm tra nh− vËy b»ng c¸ch x¸c ®Þnh râ lµ datagram cã thÓ bÞ ph©n m¶nh hay lµ kh«ng. Nã ®−îc gäi lµ bit kh«ng ph©n m¶nh bëi v× viÖc thiÕt lËp nã lªn gi¸ trÞ 1 x¸c ®Þnh r»ng datagram sÏ kh«ng bÞ ph©n m¶nh. Mét øng dông cã thÓ chän ®Ó kh«ng cho phÐp ph©n m¶nh trong tr−êng hîp chØ khi toµn bé datagram míi cã t¸c dông. VÝ dô xÐt mét qóa tr×nh khëi ®éng tõ xa cña mét m¸y tÝnh : nã b¾t ®Çu thi hµnh mét ch−¬ng tr×nh nhá tõ ROM, ch−¬ng nµy sö dông internet ®Ó yªu cÇu thñ tôc khëi t¹o vµ m¸y kia göi l¹i phÇn mÒm mµ nã yªu cÇu. Tr−êng hîp nµy m¸y cÇn hoÆc lµ toµn bé phÇn mÒm hoÆc lµ kh«ng, nªn datagram cña nã sÏ ph¶i cã bit “ donot fragment” ®−îc thiÕt lËp 1. BÊt cø khi nµo 1 Router cÇn ph©n m¶nh mét datagram cã bit “donot fragment” mang gi¸ trÞ 1, th× Router ®ã sÏ huû Datagram vµ göi mét th«ng b¸o lçi trë l¹i nguån.

25 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Bit thÊp trong tr−êng FLAGS x¸c ®Þnh lµ m¶nh chøa d÷ liÖu tõ vÞ trÝ gi÷a cña gãi tin ban ®Çu hay tõ vÞ trÝ cuèi. Nã ®−îc gäi lµ bit “more fragment”. §Ó biÕt t¹i sao mét bit nh− vËy cÇn ph¶i cã, h·y xem xÐt viÖc phÇn mÒm IP t¹i ®Ých cè g¾ng l¾p r¸p l¹i mét datagram. Nã sÏ nhËn ®−îc c¸c m¶nh cã thÓ kh«ng ®óng tr×nh tù vµ cÇn biÕt khi nµo nã ®· nhËn ®−îc tÊt c¶ c¸c m¶nh cña datagram. Khi mét m¶nh ®Õn, tr−êng TOTAL LENGTH ë HEADER cho biÕt kÝch th−íc cña m¶nh nh−ng kh«ng cho biÕt kÝch th−íc cña gãi tin ban ®Çu, v× vËy ®Ých kh«ng thÎ sö dông tr−êng TOTAL LENGTH ®Ó biÕt lµ nã ®· nhËn ®−îc toµn bé c¸c m¶nh hay ch−a. Bit “ more fragment “ ®· quyÕt ®Þnh vÊn ®Ò nµy dÔ dµng: Mét khi ®Ých nhËn ®−îc mét fragment víi bit “more fragment “ lµ 0, nã biÕt r»ng m¶nh nµy mang d÷ liÖu tõ phÇn cuèi cña datagram ban ®Çu. Tõ tr−êng FRAGMENT OFFSET vµ TOTAL LENGTH, nã cã thÓ tÝnh ra ®−îc chiÒu dµi cña datagram ban ®Çu. B»ng viÖc kiÓm tra FRAGMENT OFFSET vµ TOTAL LENGTH cña tÊt c¶ c¸c m¶nh nã nhËn ®−îc th× bªn nhËn cã thÓ biÕt r»ng c¸c m¶nh nã cã chøa tÊt c¶ d÷ liÖu cÇn ®Ó l¸p r¸p l¹i toµn bé datagram hay lµ kh«ng.

g) Time to live (TTL). Tr−ßng TIME TO LIVE x¸c ®Þnh thêi gian datagram ®−îc phÐp tån t¹i trong hÖ thèng internet, nã ®−îc tÝnh b»ng gi©y. ý t−ëng th× ®¬n gi¶n nh−ng rÊt quan träng: bÊt cø khi nµo mét m¸y ®−a vµo trong m¹ng mét datagram th× nã ®Æt mét thêi gian tèi ®a ®Ó tån t¹i trong m¹ng cho datagram ®ã. C¸c Router vµ c¸c host xö lý c¸c datagram ph¶i gi¶m gi¸ trÞ cña tr−¬ßng TIME TO LIVE mçi lÇn göi qua vµ xo¸ bá datagram khi thêi gian cña datagram hÕt hiÖu lùc.

ViÖc −íc l−îng thêi gian chÝnh x¸c lµ khã kh¨n bëi v× c¸c Router th−êng kh«ng biÕt thêi gian qu¸ ®é cña c¸c m¹ng vËt lý. Mét sè luËt ®¬n gi¶n ho¸ qu¸ tr×nh xö lý vµ lµm cho viÖc xö lý c¸c datagram dÔ dµng mµ kh«ng cÇn ®ång hå ®ång bé. Tr−íc hÕt, mçi Router däc ®−êng tõ nguån tíi ®Ých ®−îc yªu cÇu gi¶m gi¸ trÞ tr−êng TIME TO LIVE ®i mét ®¬n vÞ khi nã xö lý phÇn HEADER cña datagram. Thªm n÷a, ®Ó xö lý c¸c tr−êng hîp c¸c Router qu¸ t¶i, mçi Router b¸o c¸o thêi gian côc bé khi datagram ®Õn vµ gi¶m TIME TO LIVE ®i mét gi¸ trÞ b»ng sè gi©y datagram ë trong Router chê dÞch vô xö lý.

BÊt cø khi nµo tr−êng TIME TO LIVE ®¹t tíi gi¸ trÞ 0, th× Router sÏ huû datagram ®ã vµ göi th«ng b¸o lçi vÒ nguån. ý t−ëng cña viÖc duy tr× mét bé timer cho c¸c datagram rÊt lµ h÷u dông bëi v× nã ®¶m b¶o r»ng c¸c datagram kh«ng thÓ quanh quÈn trong internet m·i m·i, ngay c¶ khi b¹n chän ®−êng bÞ lçi vµ c¸c Router ®Þnh tuyÕn cho c¸c datagram trong mét vßng lÆp.

h) C¸c tr−êng kh¸c cña Header trong datagram. Tr−êng PROTOCOL t−ong ttù tr−êng TYPE trong frame cña m¹ng vËt lý. Gi¸ trÞ trong tr−êng PROTOCOL x¸c ®Þnh giao thøc møc cao nµo ®−îc sö dông ®Ó t¹o ra message ®ang ®−îc mang trong vïng DATA cña mét

26 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

datagram. VÒ b¶n chÊt, gi¸ trÞ cña PROTOCOL x¸c ®Þnh khu«n d¹ng cña vïng DATA. ViÖc ¸nh x¹ gi÷a mét giao thøc møc cao vµ mét gi¸ trÞ nguyªn d−¬ng ®−îc dïng trong tr−êng PROTOCOL ph¶i ®−îc qu¶n lý ®Ó ®¶m b¶o sù phï hîp trong toµn internet.

Tr−êng HEADER CHECKSUM ®¶m b¶o cho tÝnh nguyªn vÑn cña gi¸ trÞ HEADER. IP checksum ®−îc t¹o ra b»ng viÖc coi HEADER nh− lµ mét sè nguyªn gåm c¸c côm 16 bit liªn tôc, bæ sung chóng cïng víi viÖc sö dông sè bï mét vµ råi lÊy phÇn bï kÕt qu¶. V× môc ®Ých tÝnh to¸n CHECKSUM, tr−êng HEADER ®−îc gi¶ sö lµ chøa gi¸ trÞ 0.

§iÒu quan träng ®Ó nhí lµ CHECKSUM chØ ¸p dông víi c¸c gi¸ trÞ trong IP header chø kh«ng ph¶i cho phÇn DATA. ViÖc ph©n chia checksum cho c¸c HEADER vµ DATA cã mét sè thuËn lîi nh−ng còng g©y mét sè bÊt lîi. Bëi v× HEADER th−êng chiÕm Ýt octet h¬n phÇn DATA nªn viÖc cã mét tæng kiÓm tra riªng lµm gi¶m thêi gian xö lý t¹i c¸c Router. Chóng chØ cÇn tÝnh to¸n CHECKSUM cña HEADER. Sù t¸ch biÖt còng cho phÐp c¸c giao thøc møc cao h¬n chän CHECKSUM cho b¶n th©n chóng ®Ó tÝnh to¸n víi phÇn DATA. §iÓm bÊt lîi lín nhÊt lµ viÖc c¸c Giao thøc líp cao h¬n bÞ buéc ph¶i bæ sung c¸c CHECKSUM cña chóng nÕu kh«ng cã thÓ ph¶i chÞu rñi ro cã lçi ë phÇn DATA mµ kh«ng ph¸t hiÖn ®−îc.

Tr−êng SOURCE IP ADDRESS vµ DESTINATION IP ADDRESS chøa ®Þa chØ IP 32 bits cña bªn göi vµ bªn nhËn. MÆc dï datagram cã thÓ ®−îc ®Þnh tuyÕn qua nhiÒu Router trung gian nh−ng tr−êng ®Þa chØ nguån vµ ®Þa chØ ®Ých kh«ng bao giê thay ®æi.

Tr−êng DATA lµ vïng d÷ liÖu cña datagram, ®é dµi cña tr−êng phô

thuéc vµo nh÷ng g× ®ang ®−îc göi trong datagram.

Tr−êng IP OPTIONS sÏ ®−îc th¶o luËn sau. Tr−êng PADDING phô thuéc vµo tuú chän nµo ®−îc chän. Nã ®¹i diÖn cho c¸c bits chøa gi¸ trÞ 0, c¸i cã thÓ cÇn ®Ó ®¶m b¶o cho HEADER cña datagraam më réng tíi gi¸ trÞ lµ béi sè cña 32 bits.

2.3.2 Giao thøc ICMP (Internet Control Message

Protocol). Trong hÖ thèng kh«ng liªn kÕt chóng ta ®· võa m« t¶ tr−íc. Mçi Router ho¹t ®éng mét c¸ch tù ®éng, chän ®−êng vµ giao ph¸t c¸c datagram mµ kh«ng cÇn phèi hîp víi ng−êi göi. HÖ thèng lµm viÖc tèt nÕu tÊt c¶ c¸c m¸y lµm viÖc tèt vµ phï hîp víi c¸c tuyÕn ®−êng. Kh«ng may lµ kh«ng cã hÖ thèng nµo lµm viÖc tèt t¹i mäi lóc. Bªn c¹nh nh÷ng háng hãc vÒ ®−êng d©y th«ng tin vµ c¸c bé xö lý th× IP cßn bÞ h− háng khi m¸y ®Ých kh«ng kÕt nèi t¹m thêi hoÆc th−êng xuyªn tíi m¹ng. Khi TTL (time to live) hÕt thêi h¹n, hoÆc khi c¸c Router trung gian trë lªn qu¸ t¾c nghÏn kh«ng thÓ xö lý ®−îc luång th«ng tin ®Õn. Kh¸c biÖt quan träng gi÷a viÖc cã mét m¹ng ho¹t ®éng víi phÇn cøng riªng vµ mét internet ho¹t ®éng víi phÇn mÒm lµ m¹ng cã phÇn cøng riªng ®ã nhµ thiÕt kÕ cã thÓ bæ sung phÇn cøng ®Æc biÖt ®Ó b¸o tin cho cho c¸c host ®−îc g¾n nèi khi cã vÊn ®Ò n¶y sinh. Trong mét internet, kh«ng cã nh÷ng

27 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

ph−¬ng tiÖn phÇn cøng nh− vËy, ng−êi göi kh«ng thÓ nãi lµ giao ph¸t bÞ lçi lµ do ®©u. ViÖc gì lçi trë lªn cùc kú khã kh¨n. Giao thøc IP b¶n th©n nã kh«ng chøa bÊt cø thø g× gióp ng−êi göi kiÓm tra kh¶ n¨ng kÕt nèi hoÆc lµ nhËn biÕt c¸c lçi nh− vËy. §Ó cho phÐp c¸c Router trong mét internet b¸o c¸c lçi hoÆc cung cÊp th«ng tin vÒ t×nh huèng kh«ng mong muèn Êy, c¸c nhµ thiÕt kÕ ®· bæ sung mét ph−¬ng tiÖn th«ng b¸o môc ®Ých ®Æt biÖt cho giao thøc TCP/IP. Ph−¬ng tiÖn ®ã lµ ICMP ®−îc xem lµ mét phÇn cña IP buéc ph¶i cã cho viÖc ho¹t ®éng. Gièng nh− tÊt c¶ l−u th«ng kh¸c, c¸c th«ng b¸o ICMP ®i qua Internet trong phÇn d÷ liÖu cña IP datagram. §Ých cuèi cïng cña mét th«ng b¸o ICMP kh«ng ph¶i lµ ch−¬ng tr×nh øng dông hoÆc ng−êi dïng trªn m¸y ®Ých mµ lµ phÇn mÒm IP trªn m¸y ®ã. DÜ nhiªn, nÕu ICMP nhËn thÊy mét giao thøc hoÆc ch−¬ng tr×nh øng dông møc cao ®· g©y ra mét lçi th× nã sÏ b¸o tin cho Module thÝch hîp. Nh− vËy: ICMP cho phÐp c¸c Router göi th«ng b¸o lçi hoÆc th«ng b¸o ®iÒu khiÓn tíi c¸c Router hoÆc host kh¸c: ICMP cung cÊp th«ng tin gi÷a phÇn mÒm IP trªn 1 m¸y víi mét phÇn mÒm IP trªn mét m¸y kh¸c. Ban ®Çu nã ®−îc thiÕt kÕ ®Ò cho phÐp c¸c Router b¸o c¸o nguyªn nh©n cña c¸c lçi giao ph¸t tíi c¸c host. ICMP kh«ng bÞ h¹n chÕ víi c¸c Router. MÆc dï vÒ nguyªn t¾c lµ giíi h¹n sö dông mét sè th«ng b¸o ICMP, nh−ng 1 m¸y tuú ý cã thÓ göi 1 ICMP tíi bÊt kú mét m¸y nµo kh¸c. V× vËy, 1 host cã thÓ sö dông ICMP t−¬ng øng cïng víi mét Router hoÆc mét host kh¸c. ThuËn lîi chÝnh cña viÖc cho phÐp c¸c host sö dông ICMP lµ cung cÊp 1 ph−¬ng tiÖn®¬n ®−îc dïng cho tÊt c¶ c¸c message th«ng tin ®iÒu khiÓn. C¸c gãi ICMP yªu cÇu 2 møc bäc nh− h×nh vÏ sau:

ICMP HEADER ICMP DATA

DATAGRAM DATA AREA

Datagram Header

FRAME DATA AREA

FRAME HEADER

2.3.3 Chän ®−êng IP

Trong mét hÖ thèng chuyÓn m¹ch gãi, viÖc chän ®−êng ®−îc xem nh− lµ mét qu¸ tr×nh chän mét con ®−êng ®Ó göi gãi tin, vµ Router ®−îc xem nh− mét m¸y tÝnh thùc hiªn nh÷ng lùa chän nh− vËy. ViÖc chän ®−êng x¶y ra ë mét sè møc, vÝ dô nh− trong m¹ng WAN (m¹ng cã nhiÒu kÕt nèi vËt lÝ gi÷a c¸c chuyÓn m¹ch gãi), b¶n th©n m¹ng ph¶i chÞu tr¸ch nhiÖm quyÕt ®Þnh vÒ viÖc chän ®−êng cho c¸c gãi tin tõ lóc nã ®Õn cho tíi lóc nã rêi ®i. Nh÷ng chän ®−êng bªn trong m¹ng néi bé nh− vËy hoµn toµn tù chøa bªn trong m¹ng WAN. M¸y ë bªn ngoµi kh«ng thÓ tham gia vµo nh÷ng quyÕt ®Þnh chän

28 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

®−êng, chóng ®¬n thuÇn chØ xem m¹ng nh− mét thùc thÓ cÇn giao ph¸t c¸c gãi tin.

Ph¶i nhí r»ng −u ®iÓm cña IP lµ cung cÊp mét m¹ng ¶o bao gåm nhiÒu ®Þa chØ m¹ng vËt lÝ vµ ®−a ra mét dÞch vô giao ph¸t c¸c khung d÷ liÖu d¹ng kh«ng kÕt nèi.V× vËy chóng ta tËp trung vµo viÖc chän ®−êng Internet hay chän ®−êng IP. T−¬ng tù viÖc chän ®−êng trong m¹ng vËt lý, chän ®−êng IP lµ chän mét con ®−êng ®Ó göi c¸c gãi tin qua con ®−êng ®ã. ThuËt to¸n chän ®−êng IP lµ ph¶i chän sao cho cã thÓ göi Datagram c¸c m¹ng vËt lý.

ViÖc chän ®−êng trong mét m¹ng internet cã thÓ rÊt khã ®Æc biÖt lµ gi÷a c¸c m¸y tÝnh cã nhiÒu kÕt nèi vËt lý tíi nhiÒu m¹ng. Mét c¸ch lÝ t−ëng, phÇn mÒm chän ®−êng sÏ xem xÐt viÖc ®ã nh− t¶i m¹ng, chiÒu dµi datagram hoÆc kiÓu dÞch vô ®−îc ®Þnh râ trong phÇn Header cña c¸c datagram khi lùa chän con ®−êng tèt nhÊt.HÇu hÕt c¸c phÇn mÒm chän ®−êng internet th× kh«ng qu¸ phøc t¹p.

§Ó hiÓu chän ®−êng IP mét c¸ch hoµn toµn, chóng ta ph¶i trë l¹i xem xÐt kiÕn tróc internet víi TCP/IP. Tr−íc tiªn ta nhí r»ng m¹ng internet ®−îc t¹o ra trªn nhiÒu m¹ng vËt lý ®−îc kÕt nèi bëi c¸c m¸y tÝnh gäi lµ Router. Mçi Router cã kÕt nèi trùc tiÕp tíi hai hoÆc nhiÒu h¬n c¸c m¹ng vËt lÝ. Trong khi ®ã mét Host th−êng kÕt nèi trùc tiÕp tíi mét m¹ng vËt lý. DÜ nhiªn lµ cã thÓ cã mét Host ®−îc kÕt nèi trùc tiÕp víi nhiÒu m¹ng, khi ®ã nã ®−îc gäi lµ multi- homed Host.

C¶ Hosts vµ ROUTERs ®Òu tham gia vµo viÖc chän ®−êng cho mét IP datagram tíi ®−îc ®Ých cña nã. Khi mét ch−¬ng tr×nh øng dông trªn mét Host cè g¾ng giao tiÕp, c¸c giao thøc TCP/IP thËm chÝ ph¸t mét hoÆc nhiÒu IP datagram. Host ph¶i thùc hiÖn quyÕt ®Þnh chän ®−êng khi nã lùa chän n¬i göi c¸c datagrams.DÜ nhiªn c¸c Router còng thùc hiÖn quyÕt ®Þnh chän ®−êng ( ®ã lµ môc ®Ých tr−íc tiªn cña chóng, vµ lµ lý do ®Ó gäi chóng lµ ROUTER.)

ThÕ cßn c¸c multi - hosted home ?. BÊt kú computer nµo víi nhiÒu kÕt nèi m¹ng cã thÓ ho¹t ®éng nh− mét ROUTER, vµ nh− chóng ta sÏ thÊy multi -host ch¹y ICP/IP cã mét phÇn mÒm cÇn cho chän ®−êng. Thªm n÷a, nh÷ng vÞ trÝ kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng ph©n chia c¸c Routers, lóc dïng víi môc ®Ých chung chia xÎ thêi gian m¸y nh− c¶ Hosts vµ ROUTERs. Dï sao chuÈn TCP/IP còng chØ ra sù riªng biÖt râ rµng gi÷a chøc n¨ng cña Host vµ ROUTER vµ ®Þnh vÞ trÝ cè g¾ng trén lÉn chøc n¨ng cña Host vµ ROUTER trªn mét m¸y tÝnh ®¬n. Khi thÊy r»ng c¸c multi - homed Hosts cña hä g¾n vµo c¸c t−¬ng t¸c kh«ng ®−îc tr«ng ®îi. B©y giê chóng ta sÏ ph©n biÖt c¸c Hosts víi c¸c ROUTERs vµ gi¶ sö c¸c Hosts kh«ng lµm c¸c chøc n¨ng cña Router chuyÓn gãi tõ m¹ng nµy tíi m¹ng kh¸c.

Trªn ®©y lµ nh÷ng vÊn ®Ò chung nhÊt vÒ chän ®−êng IP, nh÷ng vÊn ®Ò chi tiÕt h¬n vÒ chän ®−êng trong m¹ng m¸y tÝnh nãi chung vµ m¹ng TCP/IP nãi riªng sÏ ®−îc chóng ta dµnh h¼n mét ch−¬ng ®Ó th¶o luËn sau. 2.3.4 C¸c giao thøc kh¸c trong líp Internet

29 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

a) §Þa chØ IP IP ®Ò ra kh¸i niÖm ®Þa chØ m¹ng Logic ®éc lËp víi ®Þa chØ m¹ng c¬ së. IP dïng mét giao thøc gäi lµ giao thøc ph©n gi¶i ®Þa chØ -ARP (Address Resolution Protocol) ®Ó thiÕt lËp gi÷a c¸c ®Þa chØ Logic (cßn gäi lµ ®Þa chØ IP) víi ®Þa chØ cña c¸c nót. Gãi d÷ liÖu IP cã thÓ ph©n ®o¹n thµnh nhiÒu phÇn nhá ®Ó phï hîp víi ®¬n vÞ truyÒn cùc ®¹i - MTU (Maximum Transmission Unit) cña m¹ng c¬ së.

§Þa chØ IP ®−îc biÓu diÕn b»ng sè 32 bit, ®−îc t¸ch thµnh bèn vïng cã thÓ ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng thËp ph©n, b¸t ph©n, thËp lôc ph©n hoÆc nhÞ ph©n cã dÊu chÊm ®Ó t¸ch c¸c vïng. Ng−êi ta chia ®Þa chØ IP thµnh 5 líp dïng c¸c bit ®Çu tiªn ®Ó ®Þnh danh líp nh− h×nh sau:

Hostid Netid 0

Class A

Netid Hostid 1 0

Class B

Netid Hostid 1 1 0

Class C

1 1 1 0 Multicast

Class D

1 1 1 1 0 Reserved

Class E

Së dÜ ph¶i dïng c¸c kiÕu ®Þa chØ kh¸c nhau lµ ®Ó ®¸nh ®Þa chØ cÇn thiÕt

cho nh÷ng m¹ng cã kÝch th−íc kh¸c nhau. B¶ng sau sÏ tr×nh bµy sè l−îng m¹ng vµ sè node øng víi mçi líp ®Þa chØ: Líp ®Þa chØ A B C Sè l−îng m¹ng 127 16.383 2.097.151 Sè l−îng nót 16.777.214 65.534 254

Trong nhiÒu tr−êng hîp, mét m¹ng cã thÓ ®−îc ph©n chia thµnh nhiÒu m¹ng con (subnet), lóc ®ã cã thÓ ®−a thªm c¸c vïng SubnetID ®Ó ®Þnh danh thªm c¸c m¹ng con. ViÖc ph©n chia m¹ng con lµ mét c¸ch cho phÐp chia mét m¹ng thµnh nhiÒu m¹ng nhá sö dông cïng mét sè hiÖu m¹ng mµ phÇn cßn l¹i cña m¹ng ®−îc kÕt nèi kh«ng biÕt nh÷ng thay ®æi bªn trong m¹ng. MÆt n¹ m¹ng con chia vïng Hostid thµnh ®Þa chØ m¹ng con vµ ®Þa chØ m¸y chñ. MÆt n¹ m¹ng con lµ mét sè 32 bit, mµ gi¸ trÞ cña nã tu©n theo luËt sau:

30 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

+ Gi¸ trÞ 1 trong mÆt n¹ con t−¬ng øng víi vÞ trÝ cña Netid vµ sè m¹ng

con trong ®Þa chØ IP.

+ Gi¸ trÞ 0 trong mÆt n¹ con t−¬ng øng víi sè m¸y chñ trong ®Þa chØ IP. b) Ph©n gi¶i ®Þa chØ ARP(Address Resolution Protocol) §Ó truyÒn th«ng ®iÖp tíi mét m¸y chñ trªn m¹ng, n¬i göi ph¶i biÕt ®Þa chØ phÇn cøng cña m¸y chñ ®Ých. §Þa chØ phÇn cøng, cßn gäi lµ ®Þa chØ MAC (Media Access Control). §Þa chØ IP kh«ng ph¶i lµ ®ia chØ vËt lý, nã chØ chøa ®Þa chØ nhËn d¹ng m¸y chñ (Host) vµ m¹ng (Net) lµ ®Þa chØ 32 bit, trong khi ®ã ®Þa chØ MAC lµ 48 bit. V× thÕ cã mét c¬ chÕ linh ®éng ®Ó x¸c ®Þnh ®Þa chØ MAC khi biÕt ®Þa chØ IP cña m¸y chñ, c¬ chÕ nµy ®−îc thùc hiÖn nh− mét giao thøc riªng ®−îc gäi lµ ARP. PhÇn lín c¸c tr¹m m¹ng TCP ®Òu duy tr× mét b¶ng chuyÓn tõ ®Þa chØ LAN vËt lý sang ®Þa chØ IP. Thùc tÕ nã chØ lµ mét vïng RAM chøa tham chiÕu (mapping) tõ ®Þa chØ MAC sang ®Þa chØ IP mµ nã häc ®−îc trªn m¹ng. Qu¸ tr×nh häc nµy nh− sau: Mét tr¹m (Host A) göi mét khung truyÒn d−íi d¹ng Broadcast gäi lµ khung yªu cÇu ARP trªn m¹ng, khung nµy chøa ®Þa IP cña Host B (n¬i cÇn x¸c ®Þnh ®Þa chØ) vµ ®Þa chØ MAC vµ ®Þa chØ IP cña m¸y göi (Host A). TÊt c¶ c¸c nót nhËn ®−îc khung truyÒn nµy sÏ so s¸nh ®Þa chØ cña nã víi ®Þa chØ IP trong yªu cÇu ARP. ChØ cã m¸y chñ cã cïng ®Þa chØ IP víi ®Þa chØ trong khung yªu cÇu ARP míi ®¸p l¹i. NÕu Host B tån t¹i trªn m¹ng, nã sÏ ph¶n øng l¹i ®Þa chØ IP m· ho¸ trong mét khung tr¶ lêi ARP. Host B khëi ®éng b¶ng chøa ARP vµ nhí l¹i ®Þa chØ nµy, c¸c gi¸ trÞ chøa trong b¶ng nµy sÏ hÕt hiÖu lùc sau mét kho¶ng thêi gian nµo ®ã (thêi gian nµy cã thÓ ®−îc cÊu h×nh trong mét sè øng dông TCP/IP). Mét sè chó ý vÒ ARP:

• ARP kh«ng ph¶i lµ mét phÇn cña giao thøc IP nªn nã kh«ng chøa phÇn

Header cña IP.

• C¸c yªu cÇu vµ tr¶ lêi cña ARP ®Òu lµ c¸c ®Þa chØ vËt lý. • Trong vïng Ethertypes ARP ®−îc g¸n 0806h. • ARP cã kh¶ n¨ng xo¸ bá c¸c ®Þa chØ ®· l©u kh«ng dïng. • NÕu mét m¸y göi yªu cÇu cho chÝnh nã, nã ph¶i tù tr¶ lêi.

c)Thñ tôc ph©n gi¶i ng−îc (RARP- Reverse Address Resolution) Giao thøc nµy ®−îc dïng trong tr−êng hîp khi mét tr¹m trªn m¹ng chØ biÕt ®Þa chØ phÇn cøng (MAC) mµ kh«ng biÕt ®Þa chØ IP vµ cã thÓ ®−îc sö dông trong c¸c tr¹m lµm viÖc kh«ng ®Üa (vÝ dô nh− Sun Microsystem).

T−¬ng tù nh− ARP, m¸y yªu cÇu sÏ göi mét gãi RARP yªu cÇu tíi m¸y chñ (Server) t¹i mét vÞ trÝ nµo ®ã mµ dÞch vô RARP ch¹y trªn ®ã. M¸y RARP server sÏ tr¶ lêi b»ng ®Þa chØ IP mét tr¹m nµo ®ã.

2.4 C¸c giao thøc tÇng giao vËn.

Trong bé giao thøc TCP/IP cã hai giao thøc th«ng dông nhÊt cho tÇng

Transport lµ UDP vµ TCP

31 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

2.4.1.Giao thøc bã d÷ liÖu ng−êi dïng-UDP (User Datagram

Protocol).

UDP lµ mét dÞch vô kh«ng kÕt nèi kh«ng tin cËy, nghÜa lµ nã cã thÓ truyÒn d÷ liÖu mµ kh«ng ®ßi hái thiÕt lËp mét m¹ch d÷ liÖu, nã còng kh«ng cã c¬ chÕ b¸o nhËn, kh«ng s¾p xÕp thø tù c¸c gãi göi tíi. Do vËy nã cã thÓ lµm mÊt hoÆc trïng lÆp d÷ liÖu mµ kh«ng b¸o lçi nµo cho bªn göi (t−¬ng tù nh− IP).

Mçi ®¬n vÞ UDP ®−îc cung cÊp ®Þa chØ IP nguån vµ ®Ých cïng víi sè cæng nhËn d¹ng c¸c tiÕn tr×nh møc øng dông liªn quan ®Õn viÖc trao ®æi d÷ liÖu (t−¬ng tù dÞch vô b−u chÝnh). PhÇn header cña UDP rÊt ®¬n gi¶n vµ sÏ cã d¹ng nh− sau: 0 15 16 31

Source port Message length Destination port Checksum

DATA UDP cã phÇn header nhá h¬n TCP, ®é tin cËy nhá h¬n TCP do nã chØ cã mét Checksum ®Ó kiÓm tra d÷ liÖu, c¸c chøc n¨ng còng Ýt phøc t¹p h¬n do ®ã nã ho¹t ®éng nhanh vµ linh ho¹t h¬n TCP. V× thÕ nã rÊt thÝch hîp cho c¸c øng dông ®−îc truyÒn cã tÝnh chÊt qu¶ng b¸ hay nh÷ng øng dông trong c¸c m¹ng cã ®é tin cËy cao nh− m¹ng LAN. UDP th−êng ®−îc dïng cho c¸c øng dông kh«ng ®ßi hái ®é tin cËy cao nh− NFS, DNS, SNMP, TFTP. UDP còng ®−îc sö dông trong IP Tunneling ®−îc dïng ®Ó truyÒn d÷ liÖu øng dông phi TCP/IP trªn mét m¹ng TCP/IP. Trong thùc tÕ khi ®i qua c¸c m¹ng, 99% c¸c b¶n tin UDP ®−îc giao nhËn.

2.4.2. Giao thøc ®iÒu khiÓn truyÒn d÷ liÖu - TCP (Transmission

Control Protocol ).

TCP lµ giao thøc kÕt nèi kiÓu cã liªn kÕt vµ ®¸ng tin cËy cho phÐp c¸c m¸y chñ ho¹t ®éng song c«ng. NghÜa lµ ph¶i cung cÊp mét kÕt nèi logic (t−¬ng tù c¸c m¹ch ®iÖn tho¹i) gi÷a hai thùc thÓ tr−íc khi trao ®æi d÷ liÖu víi nhau, khi m¹ch ¶o nµy ®−îc thiÕt lËp th× d÷ liÖu cã thÓ ®−îc truyÒn mét c¸ch ®ång thêi. KÕt nèi ®−îc ®−îc duy tr× trong thêi gian truyÒn d÷ liÖu. TCP dïng c¬ chÕ b¸o nhËn vµ c¸c sè tuÇn tù ®Ó duy tr× phiªn truyÒn d÷ liÖu. Sè tuÇn tù ®Ó x¸c ®Þnh thø tù cña gãi d÷ liÖu nh»m nhËn ra gãi bÞ thÊt l¹c hay trïng lÆp. TCP lµ giao thøc tuÇn tù h−íng byte, nghÜa lµ TCP truyÒn gãi d÷ liÖu (nhiÒu byte) vµ g¸n cho mçi gãi mét sè tuÇn tù.

TCP cung cÊp c¬ chÕ g¸n vµ qu¶n lý c¸c sè hiÖu cæng (port number) ®Ó ®Þnh danh duy nhÊt cho c¸c øng dông ch¹y trªn mét tr¹m cña m¹ng. Mét cæng kÕt hîp víi mét ®Þa chØ IP t¹o thµnh mét Socket duy nhÊt trong liªn m¹ng, c¸c liªn kÕt ¶o chÝnh lµ liªn kÕt gi÷a c¸c Socket.

32 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

a.Header cña TCP sÏ cã d¹ng nh− sau: 0 31

Source Port Destination Port

Window Reserveed

F I N S Y N R S T P S H Sequence Number Acknowledgement Number A C K U R G Data Offset

Checksum Options Urgent Pointer Padding

TCP data

C¸c tham sè cã ý nghÜa nh− sau: • Source Port (16 bits): Sè hiÖu cæng tr¹m nguån. • Destination Port (16 bits): Sè hiÖu cæng tr¹m ®Ých. • Sequence Number (32 bits): Sè hiÖu byte ®Çu tiªn cña segment trõ khi bit SYN ®−îc thiÕt lËp. NÕu bit SYN ®−îc thiÕt lËp th× Sequence Number lµ sè hiÖu tuÇn tù khëi ®Çu (ISN) vµ byte d÷ liÖu ®Çu tiªn lµ ISN+1.

• Acknowledgement Number (32 bits): Sè hiÖu cña segment tiÕp theo mµ tr¹m nguån ®ang chê ®Ó nhËn vµ chØ ra r»ng ®· nhËn tèt c¸c segment mµ tr¹m nguån ®· göi. Måi khi kÕt nèi ®−îc thiÕt lËp tr−êng nµy lu«n lu«n ®−îc ®Æt.

• Data Offset (4 bits): ChØ ra sè l−îng tõ (32-bit words) cña phÇn TCP

Header.

• Reserved (6 bits): §−îc ®Ó dµnh cho t−¬ng lai. • Control Bits:

+ URG (Urgent Poiter): Vïng con trá khÈn cã hiÖu lùc, ph¶i xö lý sè liÖu

tr−íc c¸c sè liÖu kh¸c.

+ ACK (Acknowledgement): NÕu ®−îc ®Æt, gãi tin sÏ chøa th«ng tin b¸o

nhËn.

+ PSH (Push): Chøc n¨ng chuyÓn sè liÖu (push) mµ kh«ng cÇn chê ®Çy. + RST (Reset): ThiÕt lËp l¹i kÕt nèi khi cÇn (th−êng do lçi phÇn cøng hay

phÇn mÒm).

+ SYN (Synchronous): §ång bé ho¸ c¸c sè hiÖu tuÇn tù ®Ó thiÕt lËp l¹i

kÕt nèi.

+ FIN: Kh«ng cßn d÷ liÖu tõ tr¹m nguån - kÕt thóc kÕt nèi.

• Windows (16 bits): Lµ sè l−îng c¸c byte (octets) d÷ liÖu b¾t ®Çu tõ byte

®−îc chØ ra trong vïng ACK mµ tr¹m nguån ®· s½n sµng ®Ó nhËn.

• CheckSum (16 bits): M· kiÓm so¸t lçi (theo kiÓu CRC) cho toµn bé

Segment (bao gåm c¶ header vµ data).

• Urgent Pointer (16 bits): Con trá nµy trá tíi sè hiÖu tuÇn tù cña byte ®i sau d÷ liÖu khÈn, cho phÐp bªn nhËn biÕt ®−îc ®é dµi cña d÷ liÖu khÈn. Vïng nµy chØ cã hiÖu lùc khi bit URG ®−îc thiÕt lËp.

• Options (®é dµi thay ®æi): Khai b¸o c¸c tuú chän cña TCP, bao gåm:

33 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

+ KÕt thóc danh s¸ch tuú chän (End of option list). + Kh«ng ho¹t ®éng (No operation). + §é dµi tèi ®a cña Segment.

• Padding (®é dµi thay ®æi): PhÇn chÌn thªm vµo Header ®Ó ®¶m b¶o Header cã ®é dµi lµ béi sè cña 32 bits. PhÇn thªm nµy chøa toµn sè 0.

• TCP Data: Chøa d÷ liÖu cña tÇng trªn. b.C¸c dÞch vô ®−îc TCP cung cÊp. • ThiÕt lËp, duy tr× vµ kÕt thóc kÕt nèi. • ChuyÓn c¸c gãi d÷ liÖu mét c¸ch tin cËy qua tiÕn tr×nh cã b¸o nhËn. • Dïng c¸c gãi d÷ liÖu tuÇn tù. • Cã c¬ chÕ ®iÒu khiÓn lçi. • Cã kh¶ n¨ng hç trî nhiÒu kÕt nèi ®ång thêi víi c¸c tiÕn tr×nh kh¸c nhau

Connetion Open

Connetion Open

Passive Open

Active Open

th«ng qua dïng Port.

SYS SEQ 50

ACK 51,SYS 200

Machine A TCP

Machine B TCP

ACK 201

• Trao ®æi d÷ liÖu song c«ng. c. Qu¸ tr×nh nèi - t¸ch: TCP cã rÊt nhiÒu quy t¾c ®Ó truyÒn th«ng. Chóng ®iÒu khiÓn TCP ®Ó thiÕt lËp kÕt nèi, truyÒn d÷ liÖu vµ kÕt thóc kÕt nèi. V× TCP lµ thñ tôc tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn (state-driven protocol), nªn c¸c t¸c ®éng cña nã ®Òu phô thuéc vµo c¸c cê tr¹ng th¸i. ThiÕt lËp kÕt nèi (Establishing a Connection) Mét kÕt nèi cã thÓ ®−îc thiÕt lËp gi÷a hai m¸y chØ khi tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau: • KÕt nèi gi÷a hai sockets lµ tån t¹i. • C¶ hai m¸y ®ång ý kÕt nèi. • C¶ hai m¸y cã c¸c tµi nguyªn TCP thÝch hîp cho kÕt nèi. NÕu mét trong chóng kh«ng tho¶ m·n th× kÕt nèi kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc. Khi kÕt nèi ®−îc thiÕt lËp, nã ®−îc cÊp ph¸t quyÒn së h÷u v÷ng ch¾c cho ®Õn khi kÕt thóc. Th−êng th× cã mét gi¸ trÞ quyÒn −u tiªn vµ gi¸ trÞ an toµn. C¸c gi¸ trÞ thiÕt lËp nµy ®−îc tho¶ thuËn bëi hai øng dông khi tiÕn tr×nh ®ang ®−îc thiÕt lËp. Khi cÇn thiÕt kÕt nèi tíi m¸y ë xa, øng dông sÏ yªu cÇu TCP gäi lÖnh më - OPEN CALL. Cã hai lo¹i hµm OPEN CALL lµ thô ®éng (passive) vµ chñ ®éng (active). Trong phÇn lín c¸c tr−êng hîp, kÕt nèi ®−îc c¶ hai øng dông mong ®îi, v× thÕ chóng sÏ ph¸t ra c¸c yªu cÇu më thô ®éng hoÆc chñ ®éng (active or passive open requests). ThiÕt lËp kÕt nèi b»ng thñ tôc b¾t tay ba lÇn (three-way handshake). Client göi b¶n tin víi SYN=1 (yªu cÇu kÕt nèi). Server nhËn ®−îc, nã sÏ göi b¶n tin víi SYN=1 vµ ACK=1. Client ®¸p l¹i víi b¶n tin cã ACK=1

34 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Theo h×nh vÏ trªn tiÕn tr×nh b¾t ®Çu TCP cña m¸y A nhËn yªu cÇu kÕt nèi tõ giao thøc líp trªn (ULP-Upper Layer Protocol), nã tr¶ lêi b»ng c¸ch göi th«ng ®iÖp më chñ ®éng tíi m¸y B. Cê SYN ®−îc ®Æt (gi¸ trÞ 1) vµ ®−îc g¸n mét gi¸ trÞ tuÇn tù. Khai b¸o "SYN SEQ 50," chØ ra cê SYN ®−îc ®Æt vµ gi¸ trÞ tuÇn tù - sè göi tuÇn tù khëi ®Çu (ISS-Initial Send Sequence) lµ 50 (cã thÓ lµ bÊt cø gi¸ trÞ nµo kh¸c). øng dông ë m¸y B ph¸t ra chØ thÞ më thô ®éng (passive open) tíi TCP cña nã. Khi SYN SEQ 50 ®−îc nhËn, TCP cña m¸y B göi th«ng ®iÖp b¸o nhËn vÒ m¸y A víi gi¸ trÞ lµ 51. M¸y B còng ®Æt gi¸ trÞ ISS cña riªng nã. Th«ng ®iÖp "ACK 51, SYN 200," chØ ra th«ng ®iÖp ®−îc b¸o nhËn b»ng gi¸ trÞ sè tuÇn tù lµ 51, cê SYN ®−îc thiÕt lËp vµ cã gi¸ trÞ ISS lµ 200.

Send Data

Receive Data

Send Data

Receive Data

SYS SEQ 100

Machine A TCP

Machine B TCP

ACK 101 DATA SEQ 250 ACK 251

M¸y A göi tr¶ l¹i th«ng ®iÖp b¸o nhËn víi sè tuÇn tù lµ 201. §ã lµ "ACK 201" trong bã d÷ liÖu. Sau khi kÕt nèi ®−îc më vµ b¸o nhËn, m¸y A m¸y B sÏ göi c¸c th«ng ®iÖp kÕt nèi më (connection open) qua ULP tíi øng dông yªu cÇu.

TruyÒn d÷ liÖu (Data Transfer)

Mçi khèi d÷ liÖu ®−îc nhËn bëi TCP cña m¸y A tõ ULP, TCP ®ãng gãi vµ göi tíi m¸y B víi c¸c sè tuÇn tù t¨ng dÇn. Sau khi m¸y B nhËn, nã sÏ b¸o nhËn b»ng mét khung b¸o nhËn chØ ra nã ®· nhËn ®Çy ®ñ. DÞch vô truyÒn d÷ liÖu cña TCP bao gåm 6 dÞch vô con sau:

• Song c«ng: cho phÐp c¶ hai ®Çu kÕt nèi cã thÓ truyÒn bÊt cù thêi ®iÓm

nµo.

• §óng lóc: dïng mét ®ång hæ ®Ó ®¶m b¶o d÷ liÖu ®−îc truyÒn trong mét

kho¶ng thêi gian võa ph¶i.

• Thø tù: d÷ liÖu ®−îc truyÒn tõ mét ®Çu vµ sÏ ®−îc nhËn ®óng thø tù t¹i ®Çu cßn l¹i cho dï nã cã thÓ kh«ng qua líp IP do TCP tæ chøc l¹i chóng vµ chuyÓn lªn líp trªn.

• §¸nh dÊu (Labeled): TÊt c¶ c¸c kÕt nèi ®Òu dùa trªn c¸c gi¸ trÞ −u tiªn

vµ gi¸ trÞ b¶o ®¶m (precedence, security value).

• §iÒu khiÓn luång: TCP cã thÓ ®iÒu khiÓn luång th«ng tin b»ng dïng bé

®Öm vµ giíi h¹n cöa sæ.

• Söa lçi: Checksums ®¶m b¶o d÷ liÖu sÏ kh«ng bÞ lçi trong ®iÒu kiÖn

giíi h¹n cña thuËt to¸n tæng kiÓm tra.

§ãng kÕt nèi (Closing Connections)

35 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

Connection Closed

Connection Close

Close

Request To Close

FIN SEQ 100

Machine B TCP

Machine A TCP

SEQ 475, ACK 351 FIN SEQ 475, ACK 351 ACK 476

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

STATE

REMOTE ADDRESS

LOCAL ADDRESS

REMOTE PORT

LOCAL PORT

Connection 1

Connection 2

Connection 3

Connection 4

KÕt thóc kÕt nèi b»ng thñ tôc b¾t tay hai lÇn (two-way handshake). TCP cña mét m¸y nhËn hµm nguyªn thuû ®ãng (close primitive) tõ ULP vµ ph¸t ra mét th«ng ®iÖp víi cê FIN ®−îc thiÕt lËp. Nh− h×nh vÏ, TCP cña m¸y A göi yªu cÇu ®ãng kÕt nèi tíi m¸y B víi mét gi¸ trÞ tuÇn tù. M¸y B göi tr¶ l¹i b¸o nhËn cña yªu cÇu víi gi¸ trÞ sè tuÇn tù tiÕp theo. M¸y B göi th«ng ®iÖp ®ãng qua ULP tíi øng dông vµ chê øng dông b¸o nhËn qu¸ tr×nh ®ãng. Tuy nhiªn b−íc nµy kh«ng cÇn ph¶i b¾t buéc nh− vËy, TCP cã thÓ ®ãng kÕt nèi mµ kh«ng cÇn sù ®ång ý cña øng dông.

Sau khi nhËn ®−îc ®ång ý ®ãng kÕt nèi tõ øng dông (hoÆc sau khi yªu cÇu ®· qu¸ h¹n), TCP cña m¸y B göi l¹i m¸y A mét gãi víi cê FIN ®−îc ®Æt. Cuèi cïng, m¸y A chÊp nhËn ®ãng vµ kÕt nèi kÕt thóc. Mét kÕt nèi cã thÓ bÞ kÕt thóc ®ét ngét khi socket ë mét ®Çu bÞ ng¾t (shuts down) cã thÓ lµ kh«ng cã mét th«ng b¸o nµo víi m¸y kh¸c vµ còng kh«ng cã l−u ý g× ®Õn d÷ liÖu ®−îc truyÒn gi÷a hai m¸y. Ngoµi sù ng¾t ®ét ngét do nhiÒu trôc trÆc hoÆc nguån, nã cßn cã thÓ do ng−êi sö dông, do mét tiÕn tr×nh øng dông hoÆc ®iÒu khiÓn hÖ thèng. §Çu cßn l¹i cña kÕt nèi cã thÓ kh«ng nhËn ra ng¾t ®ét ngét cho ®Õn khi nã cè g¾ng göi th«ng ®iÖp vµ hÕt thêi gian. §Ó theo dâi c¸c kÕt nèi, TCP dïng b¶ng kÕt nèi. Mçi kÕt nèi øng víi mét môc trong b¶ng sÏ chøa th«ng tin vÒ kÕt nèi ®Çu- cuèi (end-to-

end) nh− h×nh vÏ bªn. ý nghÜa c¸c cét nh− sau:

• State (tr¹ng th¸i): Tr¹ng th¸i cña kÕt nèi (®· ®ãng, ®ang ®ãng, nghe, chê,. . . ). • Local address (®Þa chØ côc bé): §Þa chØ IP cho kÕt nèi. Khi trong tr¹ng th¸i nghe, nã ®−îc ®Æt 0.0.0.0. • Local port (cæng côc bé): Sè cæng côc bé. • Remote address (®Þa chØ ë xa): §Þa chØ IP cña m¸y ë xa.

36 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

• Remote port (cæng ë xa): Sè cæng cña kÕt nèi ë xa.

2.5 C¸c øng dông c¬ b¶n trªn Internet

2.5.1 Th− ®iÖn tö (giao thøc truyÒn th− ®¬n gi¶n - SMTP).

§©y lµ giao thøc ®−îc sö dông réng r·i nhÊt ®Ó göi th«ng ®iÖp (Message) gi÷a hai ng−êi dïng. Nã t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Message sÏ ®−îc t¹o, ®¸nh ®Þa chØ vµ göi tõ øng dông côc bé tíi øng dông SMTP. Server sÏ kiÓm tra ®Þnh kú xem cã th«ng ®iÖp nµo ®−îc chuyÓn, nÕu kh«ng cã nã sÏ thö l¹i. Server cè g¾ng göi th«ng ®iÖp trong Ýt phót, nÕu kh«ng ®−îc nã sÏ huû th«ng ®iÖp hoÆc göi tr¶ vÒ ng−êi göi. §Þa chØ SMTP sÏ cã d¹ng nh− sau: local-Part@.domain-name. VÝ dô: Nauglex@vax1.wellfleet.com. Trong ®ã:

• Naulex: User Name • Vax1: Computer Name • Wellfleet: Entity • Com: Commercial

§Þa chØ SMTP tu©n theo chuÈn ®−îc ®Þnh nghÜa trong RFC822.

Tõ tr¹m lµm viÖc ®Õn SMTP server, ng−êi ta dïng giao thøc

Client/Server nh− POP3 (§−îc ®Þnh nghÜa trong RFC 1460). Dïng trong th«ng ®iÖp phi v¨n b¶n dïng UUencode hoÆc MIME (RFC 1521,1522,1536). SMTP sö dông cæng TCP 25.

User User

HÖ ®iÒu hµnh HÖ ®iÒu hµnh

HÖ qu¶n lý th− HÖ qu¶n lý th−

Server SMTP

Th−êng dïng c¸c ch−¬ng tr×nh sendmail, mmdf (dïng cho c¶ Client vµ Server, ch¹y ë chÕ ®é nÒn nh− DAEMON). Dïng kiÓu spool hoÆc queue, khi message ®Õn nã xÕp vµo hµng ®îi vµ g¾ng ph¸t. Khi qu¸ thêi gian qui ®Þnh, message se bÞ göi tr¶ l¹i hoÆc bÞ xo¸. Khi kÕt nèi ®−îc thiÕt lËp, c¸c SMTP trao ®æi víi nhau m· nhËn thùc (authentication code).

Client SMTP Server SMTP

TCP/IP

TCP/IP

Client SMTP

Port 25 Port 25

Internetwork

37 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Mét hÖ thèng göi lÖnh mail vµ c¸c th«ng tin vÒ message SMTP nhËn göi th«ng tin b¸o nhËn (acknowledment). Sau ®ã, SMTP göi sÏ ®−a lÖnh RCPT, nÕu cã nhiÒu ng−êi nhËn sÏ cã nhiÒu RCPT, sau mçi RCPT sÏ cã mét acknowledgment. Cuèi cïng SMTP göi lÖnh DATA ®Ó ph¸t d÷ liÖu. KÕt thóc b»ng lÖnh QUIT. Giao thøc truyÒn tÖp b»ng th−: Trong c¸c hÖ thèng ghÐp nèi víi m¹ng Internet, ®©y lµ viÖc sö dông giao thøc truyÒn tÖp ®Ó tiÕp xóc víi c¸c hÖ m¸y t×nh kh¸c ë xa mµ kh«ng cÇn quyÒn th©m nhËp, ®i vµo c¸c th− môc c«ng cénhg cña nã, hoÆc chuyÓn c¸c tÖp tin cña nã vµo vµo vïng l−a tr÷ ®Üa riªng cña m×nh. §Ó sö dông FTP Mail ta göi mét th«ng ®iÖp tíi FTP Server. Trong néi dung th«ng ®iÖp, mäi yªu cÇu ®−îc ghi l¹i trªn mét dßng lÖnh. Nh÷ng yªu cÇu nµy lµ nh÷ng chØ thÞ ®Ó ®iÒu khiÓn phiªn lµm viÖc cña Anonymous FTP, FTP Mail Server nhËn ®−îc th«ng ®iÖp, thùc hiÖn c¸c yªu cÇu. KÕt qu¶ phiªn lµm viÖc sÏ ®−îc chuyÓn tù ®éng tíi ng−êi yªu cÇu. Nh÷ng lÖnh FTP Mail quan träng:

Reply address’s Connect host

§Þa chØ phóc ®¸p. KÕt nèi tíi Anonymous FTP Host. TÖp v¨n b¶n, tÖp nhÞ ph©n.

ASCII file, binary file Uuencode, btoa

Chdir directory

Get file Help Dir [directory]

Is [directory]

Quit

§æi tÖp nhÞ ph©n thµnh tÖp v¨n b¶n. ChuyÓn sang th− môc ®· ®−îc m« t¶. ChuyÓn mét tÖp. M« t¶ c¸ch sö dông FTP Mail. ChuyÓn mét danh s¸ch th− môc dµi. ChuyÓn mét danh s¸ch th− môc ng¾n. KÕt thóc phiªn lµm viÖc (chØ gåm tªn).

trÞ mÆc trong chøa Port tÖp: cña

2.5.2 §¨ng nhËp tõ xa - Telnet(Terminal Network Emulation) TiÒn th©n cña Telnet lµ Terminal Login cña ARPARNET LÖnh cña Telnet cã d¹ng nh− sau: Telnet host [port] ®−îc ®Þnh Gi¸ \%SystemRoot%\system32\drive\etc\services. NÕu kh«ng cã gi¸ trÞ nµo th× mÆc ®Þnh lµ 32. Telnet ®−îc sö dông cho kÕt nèi gi¶ lËp thiÕt bÞ ®Çu cuèi ®Õn mét m¸y chñ [host] ë xa. Giao thøc nµy lîi dông TCP nh− lµ mét giao thøc vËn chuyÓn ®Ó

38 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

Server

Client

HÖ ®iÒu hµnh

HÖ ®iÒu hµnh

HÖ ®¨ng nhËp tõ xa cña m¸y Client

HÖ ®¨ng nhËp tõ xa cña m¸y Server

Port 23

Port 23

TCP/IP

TCP/IP

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Internetwork

Terminal

Telnet

Telnetd

Application

TCP

TCP

Terminal Driver

Pseudo TTY

network

truyÒn th«ng tintõbµn phÝm ng−êi dïng tíi m¸y chñ (host) ë xa vµ hiÓn thÞ th«ng tin tõ m¸y chñ ë xa trªn mµn h×nh lµm viÖc cña tr¹m lµm viÖc. Telnet ®èi xö víi 2 thiÕt bÞ ®Çu cuèi chuÈn vµo (bµn phÝm, tÖp,...) vµ ra (mµn h×nh, m¸y in, c¸c tÖp) nh− lµ c¸c thiÕt bÞ m¹ng ®Çu cuèi ¶o - NVT (Network Vitual Terminal) cã c¸c ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn viÖc dÞch tõ NVT thµnh c¸c thiÕt bÞ vËt lý thùc, kh¸i niÖm NVT cho phÐp Telnet kÕt nèi tíi bÊt kú thiÕt bÞ vËt lý nµo miÔn lµ cã m· t−¬ng øng víi thiÕt bÞ thùc. Khi kÕt nèi ®−îc thiÕt lËp, sù thiÕu c¸c m· bÞ ph¸t hiÖn (sù thiÕu nµy lµ do c¸c thiÕt bÞ vËt lý kh«ng hç trî mäi ho¹t ®éng v× thÕ c¸c NVT kh«ng cã m· t−¬ng øng) qu¸ tr×nh cã thÓ bÞ bá qua. Mét ®Çu hái xem cã hµm hç trî kh«ng, ®Çu kia tr¶ lêi cã hoÆc kh«ng. NÕu cã c¸c m· nµy sÏ ®−îc göi vµ t¹o c¸c hµm mét c¸ch nhanh chãng. Khi kÕt nèi ®−îc thiÕt lËp qua Telnet, mét ch−¬ng tr×nh ho¹t ®éng nh− Telnet Server tªn lµ Telnetd b¾t ®Çu qu¸ tr×nh trªn Server, tÊt c¶ c¸c có gâ phÝm trong mét phiªn Telnet ®Òu qua c¸c qu¸ tr×nh sau:

Pseudo_TTY driver: Ho¹t ®éng nh− Terminal ®èi víi c¸c øng dông. Tuy nhiªn tr−íc khi thiÕt lËp kÕt nèi, Telnet ph¶i ®ång bé víi c¸c thiÕt bÞ ë xa (VÝ dô nh− DOS sö dông CR-LF ®Ó xuèng dßng, trong khi ®ã UNIX l¹i sö dông LF).

39 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

User Interface

Port 20: Khëi t¹o viÖc thiÕt lËp kÕt nèi vµ ®iÒu khiÓn kÕt nèi, nã chØ chøa th«ng tin ®iÒu khiÓn Port 21: D÷ liÖu

Control (21)

Client PI

Client PI

Client DTP

Client DTP

Data (20)

File System

File System

2.5.3.TruyÒn tÖp - FTP (File Transfer Protocol)

§©y lµ dÞch vô cho phÐp ng−êi sö dông ®¨ng nhËp vµo m¸y ë xa nh−ng chØ ë møc chuyÓn giao tÖp. Trªn Internet cã rÊt nhiÒu m¸y FTP Server, trªn chóng ®Æt rÊt nhiÒu tÖp, c¸c phÇn mÒm vµ ®−îc tæ chøc thµnh c¸c th− viÖn tÖp, FTP cho phÐp truyÒn tÖp qua l¹i, ®iÒu khiÓn c¸c th− môc, truy nhËp vµo e- mail nh−ng kh«ng cho phÐp thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh. Kh¸c víi c¸c øng dông kh¸c chØ sö dông mét cæng, FTP sö dông hai kªnh. TCP cæng 20 dïng cho d÷ liÖu PI (Protocol Interpreter), cæng 21 dïng cho ®iÒu khiÓn DTP (Data Transfer Process). Thªm n÷a FTP truyÒn tÖp ë chÕ ®é Foreground thay v× Background, nã l¹i kh«ng dïng spooler hay queue, v× thÕ ng−êi sö dông cã thÓ xem qu¸ tr×nh truyÒn tÖp trong thêi gian thùc. Còng nh− Telnet, FTP còng cã ch−¬ng tr×nh Server ch¹y liªn tôc vµ mét ch−¬ng tr×nh ch¹y riªng ®−îc ch¹y ë Client. Nh−ng nã kh¸c víi Telnet ë chç, sau khi ®¨ng nhËp vµo m¸y FTP ta kh«ng thùc sù ë m¸y ®ã mµ vÉn ë m¸y côc bé v× thÕ mäi chØ thÞ ph¶i t−¬ng øng. NhiÒu FTP Server hç trî Anonymous FTP víi UserId lµ “anonymous”, password lµ “guest” ta cã thÓ ®¨ng nhËp vµo FTP nh−ng víi quyÒn h¹n chÕ. Trong c¸c hÖ thèng m¹ng lín, cã c¸c hÖ thèng nh− YP (Yellow Page) vµ NIS (Network Information Service) cho phÐp ta th©m nhËp vµo phÇn lín c¸c m¸y. Tuy nhiªn FTP cã nh−îc ®iÓm lµ qu¸ tr×nh truy cËp vµo th− môc lµ chËm ch¹p. Theo c¸ch truyÒn thèng lµ ng−êi qu¶n trÞ m¹ng cung cÊp danh s¸ch ®Ö qui c¸c th− môc tÖp nh−ng ®iÒu nµy phøc t¹p hoÆc t¹o ra c¸c tÖp README ë mçi th− muc, tuy nhiªn tÖp nµy lu«n l¹c hËu.

2.5.4.TruyÒn th− ®¬n gi¶n - TFTP(Trival FTP) FTP sö dông TCP ®Ó ®¶m b¶o tin cËy. NÕu m¹ng vèn cã tÝnh tin cËy cao (nh− m¹ng LAN) ta cã thÓ dïng UDP, mét vÝ dô vÒ giao thøc truyÒn tÖp tin b»ng giao thøc nµy lµ TFTP, ngoµi sù kh¸c biÖt nµy víi FTP, TFTP kh«ng ®¨ng nhËp vµo m¸y tõ xa nh− FTP. C¸c tÖp ®−îc truyÒn chØ cÇn tªn tÖp, kh«ng cÇn UserID vµ Password. V× kh«ng ph¶i ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh truyÒn tÖp, nªn TFTP kh«ng cÇn c¸c thuËt to¸n phøc t¹p. Nã ®Æc biÖt thÝch hîp víi c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi vµ c¸c tr¹m lµm

40 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

viÖc kh«ng ®Üa ®Ó n¹p c¸c hÖ ®iÒu hµnh hoÆc c¸c ch−¬ng tr×nh lªn c¸c m¸y nµy. Gãi ®Çu tiªn ®−îc truyÒn tõ Client tíi Server lµ gãi ®iÒu khiÓn, nã chØ ra tªn tÖp ®Ó ®äc hay ghi. C¸c gãi tiÕp theo lµ c¸c gãi d÷ liÖu, ®−îc ®¸nh sè liªn tiÕp tõ 1. Bªn nhËn sÏ dïng c¸c sè hiÖu nµy ®Ó nhËn biÕt thø tù gãi ®Õn. BÊt kú gãi nµo bÐ h¬n 512 byte ®Òu ®¸nh dÊu kÕt thóc qu¸ tr×nh truyÒn. Cã thÓ th«ng b¸o lçi thay v× truyÒn d÷ liÖu, khi ®ã qu¸ tr×nh truyÒn kÕt thóc.

ROOT

GOR

EDU

COM

MIL

ORG

CON

3COM

CISCO

GRAYDON

2.5.5.DNS(Domain Name System). §Þa chØ IP lµ ®Þa chØ 32 bit rÊt khã nhí, v× thÕ cã mét dÞch vô tªn lµ DNS ®Ó chuyÓn ®Þa chØ IP thµnh tªn t−îng tr−ng. DNS cung cÊp 1 CSDL ph©n t¸n cña tªn vµ ®Þa chØ IP. HÖ thèng nµy c÷ng l−u tr÷ dù phßng nh÷ng m« t¶ cho m¸y chñ vµ cung cÊp ph©n gi¶i tªn cho nh÷ng hä kh¸c bªn c¹nh TCP/IP (nh− Chaonets vµ XNS). DNS lµ mét cÊu tróc ph©n cÊp nh− h×nh vÏ sau:

B¶ng tham chiÕu

NR Request

148.1.1.3

Host 148.1.1.9

NS Response

Work Station

Name Sever

148.1.1.9 Host

Tªn cã d¹ng: Local-part@Domain-Name. Trong ®ã: Local-Part lµ tªn cña Host hoÆc ng−êi dïng, sÏ cã hai thùc thÓ tham gia vµo qu¸ tr×nh tham chiÕu nµy, ®ã lµ Name Resolver(NR) vµ Name Server(NS). Khi ng−êi dïng t¹i tr¹m lµm viÖc gâ TELNET HOST t¹i dßng lÖnh th× tr¹m

nµy ph¶i cµi ®Æt NR, NR sÏ göi yªu cÇu tíi Name Server ®Ó ph©n gi¶i thµnh ®Þa chØ IP. NÕu tªn cña Host ®−îc t×m thÊy, th× nã sÏ göi ®Þa chØ IP l¹i cho tr¹m lµm viÖc vµ tr¹m lµm viÖc sÏ dïng ®Þa chØ nµy. H×nh d−íi ®©y chØ ra DNS dïng h¬n hai thùc thÓ:

41 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

Cache

Thªm

Tham ChiÕu

FNS: Foreign Name Server NS : Name Server NR: Name resolver

FNS

Data base

Thªm

NS

NR

USER

Data base

Tham ChiÕu

cache

cache

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Cache ®−îc dïng ®Ó t×m c¸c tªn cã tÝnh ®Þa ph−¬ng, nÕu tªn ®−îc t×m thÊy ngay t¹i cache ®Þa ph−¬ng th× nã sÏ tham chiÕu ngay ra ®Þa chØ IP vµ göi yªu c©ï ®Õn NS n÷a. NÕu nã kh«ng göi yªu cÇu ®Õn NS, NS nµy sÏ t×m trong b¶ng cña nã, nÕu kh«ng thÊy nã sÏ nhê NS kh¸c lµ FNS t×m hé. FNS nµy cã thÓ t×m thÊy hoÆc kh«ng th× nã sÏ b¸o víi User lµ kh«ng t×m thÊy.

2,5,6.Tra cøu theo thùc ®¬n - GOPHER. §©y lµ dÞch vô tra cøu theo chñ ®Ò dùa trªn hÖ thèng thùc ®¬n mµ kh«ng cÇn biÕt ®Þa chØ IP t−¬ng øng. Gopher ho¹t ®éng theo m« h×nh Client/Server nghÜa lµ cÇn hai ch−¬ng tr×nh Client Gopher vµ Server Gopher. Khi ng−êi sö dông yªu cÇu Gopher Server, nã sÏ t¶ vÒ mét danh s¸ch c¸c chñ ®Ò th«ng tin d−íi d¹ng thùc ®¬n (dïng giao thøc Gopher). Mét vµi ®Ò môc cã thÓ kÕt nèi víi c¸c Gopher kh¸c vµ mét sè dÞch vô nh− FTP,Telnet,... Tuy nhiªn Gopher chØ cã thÓ hiÓn thÞ d÷ liÖu d¹ng v¨n b¶n, do vËy gopher kh«ng ®ßi hái ®−êng truyÒn gi¶i th«ng cao.

2.5.7 M¸y chñ th«ng tin diÖn réng - WAIS (Wide Area

Information Server).

Cho phÐp t×m kiÕm vµ truy nhËp th«ng tin mµ kh«ng cÇn biÕt chóng ®ang ë ®©u. WAIS còng ho¹t ®éng theo m« h×nh Client/Server. Tuy nhiªn ngoµi WAIS Client vµ WAIS Sever, cßn cã WAIS Indexer thùc hiÖn viÖc cËp nhËt d÷ liÖu vµ s¾p chØ môc. WAIS Server nhËn yªu cÇu tõ Client t×m kiÕm trong CSDL (do Indexer t¹o ra) c¸c tÖp phï hîp, ®¸nh gi¸ ®é phï hîp (c©u hái t×m kiÕm theo chuÈn Z39.50 cña ANSI). C¸c phÇn mÒm ®¸nh gi¸ chØ môc cã thÓ xö lý ®−îc rÊt nhiÒu c¸c d¹ng d÷ liÖu kh¸c nhau nh− c¸c tÖp v¨n b¶n, danh s¸ch th− ®iÖn tö, ¶nh,... vµ cã thÓ dÔ dµng thªm c¸c kiÓu d÷ liÖu míi. §Ó t×m tin, c¸c c«ng viÖc sau ph¶i ®−îc thù hiÖn: (cid:131) Ta ®−a ra tõ kho¸. (cid:131) WAIS sÏ t×m c¸c tµi nguyªn cho ta. (cid:131) Ta t×m kiÕm th«ng tin trong c¸c nguån tµi nguyªn.

42 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

2.5.8.T×m kiÕm tÖp - ARCHIE (Archieve). Lµ dÞch vô Internet cho phÐp t×m kiÕm theo chØ sè. Cã thÓ t×m tÖp cã chøa x©u bÊt kú, Archieve sÏ tr¶ vÒ tªn tÖp vµ tªn cña Server chøa c¸c tÖp ®ã. Khi ®ã cã thÓ dïng Annonymous FTP ®Ó lÊy vÒ. §Ó dïng Archieve ta ph¶i chän mét Archieve Server nµo ®ã, sau ®ã Telnet tíi ®ã vµ t×m kiÕm tÖp. Còng cã thÓ dïng E-mail (chøa c¸c lÖnh t×m kiÕm) göi tíi ®Þa chØ “Archieve@Server”, víi Server chÝnh lµ Archieve Server ta chän vµ chê th− vÒ kÕt qu¶ t×m kiÕmtõ Server chän vÒ. NÕu mét tÖp qu¸ lín th× Server sÏ ph©n thµnh c¸c m¶nh nhá, gi¶i m· tÖp råi míi lÊy tÖp cÇn thiÕt. Cø sau mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, mét ch−¬ng tr×nh ®Æc biÖt nèi tíi tÊt c¶ c¸c Anonymous FTP Server (Host) sÏ Download danh s¸ch c¸c th− môc, tÖp dïng chung chøa vµo c¸i gäi lµ “Internet Archieve Database”. Khi ta cÇn t×m tÖp, nã sÏ t×m trong CSDL nµy. Cã rÊt nhiÒu Archieve Server trªn Internet gi÷ c¸c th«ng tin nµy vµ th−êng xuyªn ®−îc cËp nhËt (kho¶ng mét tuÇn mét lÇn).

2.5.9.Nhãm tin - USENET. §©y lµ dÞch vô cho phÐp nhiÒu ng−êi sö dông ë c¸c n¬i kh¸c nhau cã cïng mét mèi quan t©m tham gia vµo “ mét nhãm tin” vµ trao ®æi c¸c vÊn ®Ò quan t©m qua nhãm tin nµy. Trªn Internet còng cã nhiÒu News Server kh¸c nhau, c¸c Server nµy cã thÓ t¹o c¸c nhãm côc bé. Còng gièng nh− E-mail, môc tin còng cã hai phÇn lµ Header vµ Body. Ng−êi sö dông t−¬ng t¸c víi News Server qua mét ch−¬ng tr×nh cã tªn lµ News Reader, vµ chØ biÕt duy nhÊt News Server nµy.

2.5.10.WWW(World Wide Web). Nã dùa trªn mét kü thuËt biÓu diÔn th«ng tin gäi lµ siªu v¨n b¶n (HyperText), khi ®ã v¨n b¶n cã kh¶ n¨ng më réng bÊt kú. C¸c th«ng tin nµy ®−îc viÕt b»ng ng«n ng÷ ®¸nh dÊu siªu v¨n b¶n- HTML (Hypertext Mark Language). C¸c Web Browser lÊy tµi liÖu ë Web Server dÞch vµ cho hiÓn thÞ. Khi Ên vµo mét liªn kÕt th× Browser cã thÓ trë ®Õn liªn kÕt ®Ých. §Ých cã thÓ lµ mét trang Web kh¸c, mét dÞch vô FTP, Gopher vµ hiÓn thÞ chóng (FTP,Gopher) nh− c¸c tr×nh Client th«ng th−êng. ChÝnh x¸c th× WWW lµ mét hÖ thèng c¸c tiÖn Ých vµ siªu giao diÖn. §Ó thùc hiÖn viÖc truy nhËp liªn kÕt c¸c tµi nguyªn WWW dïng URL (Uniform Resource Location) lµ d¹ng tªn ®Þnh danh cho duy nhÊt mét tµi liÖu hay mét dÞch vô trong WEB. Ta cã c«ng thøc sau cho URL:

URL=Giao thøc Internet + Server Domain Name + Tµi liªu trªn Server

Giao thøc ë ®©y cã thÓ lµ HTTP, Telnet, Gopher, FTP, WAIS,. ..

Web còng ho¹t ®éng theo m« h×nh Client/ Server. Do c¸c tµi liÖu HTML cã kh¶ n¨ng hç trî ®a ph−¬ng tiÖn, nªn Web ®

43 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Ch−¬ng iii TæNG QUAN KÜ THUËT Chän ®−êng

1

2

3

H×nh 3-1 (a). C¸c gãi cña cïng mét cÆp ng−êi sö dông dïng nh÷ng tuyÕn th«ng tin kh¸c nhau. ViÖc chän tuyÕn ®ßi hái ph¶i ®−îc thùc hiÖn cho tõng gãi riªng biÖt.

1

2

4

3

5

H×nh 3-1(b). TÊt c¶ c¸ gãi cña cïng mét cÆp ng−êi sö dông dïng chung mét tuyÕn th«ng tin. PhÐp chän tuyÕn ®−îc thùc hiÖn khi kªnh ¶o ®−îc thiÕt lËp.

3.1 Chän ®−êng truyÒn gãi 3.1.1 Më ®Çu T¹o tuyÕn truyÒn gãi trong m¹ng chuyÓn m¹ch gãi (packet switched network - PSN) lµ chøc n¨ng c¬ b¶n cña líp m¹ng trong m« h×nh OSI, nã cã nhiÖm vô dÉn gãi tin ®i qua m¹ng tíi ®Ých. C¸c thuËt to¸n chän tuyÕn sÏ phô thuéc vµo h×nh th¸i dÞch vô cña ng−êi sö dông, tøc lµ chän tuyÕn cho d÷ liÖu ®å DG (Datagram) hay cho m¹ch ¶o VC (Virtual Circuit). Trong m¹ng DG, hai gãi liªn tiÕp cña cïng mét cÆp ng−êi sö dông cã thÓ ®i qua c¸c tuyÕn kh¸c nhau, vµ thuËt to¸n chän tuyÕn sÏ ®−îc ¸p dông cho tõng gãi ®¬n lÎ. Ng−îc l¹i, trong m¹ng VC ph−¬ng ¸n chon tuyÕn ®−îc thùc hiÖn mçi khi thiÕt lËp kªnh ¶o. TÊt c¶ c¸c gãi cña mét cÆp ng−êi sö dông chØ ®−îc lÇn l−ît chuyÓn ®i theo mét con ®−êng dÉn duy nhÊt, do thuËt to¸n nµy quyÕt ®Þnh,trõ tr−êng hîp x¶y ra t¾c nghÏn trªn ®−êng dÉn trong m¹ng hoÆc ph¶i chän l¹i tuyÕn v× mét lý do nµo ®ã.

ThuËt to¸n chän tuyÕn lµ phÇn mÒm líp m¹ng cã nhiÖm vô quyÕt ®Þnh xem gãi göi tíi (incomming packet) sÏ ®−îc chuyÓn ra theo ®−êng d©y ra (output line) nµo.

Chän tuyÕn trªn m¹ng th−êng bao gåm tæ hîp phøc cña nhiÒu thuËt to¸n Ýt nhiÒu ®éc lËp víi víi nhau nh−ng còng hç trî cho nhau b»ng c¸ch trao

44 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

®æi dÞch vô hoÆc th«ng tin cho nhau. Sù phøc hîp còng do mét sè nguyªn nh©n: thø nhÊt, viÖc chän tuyÕn ®ßi hái ®Þnh h−íng gi÷a tÊt c¶ c¸c tr¹m chuyÓn m¹ch trong m¹ng chø kh«ng ph¶i chØ cã quan hÖ gi÷a mét cÆp modul nh− tr−êng hîp cña líp liªn kÕt d÷ liÖu (Data link) hay líp vËn t¶i (transport).Thø hai, hÖ thèng chän tuyÕn ph¶i ®èi ®Çu víi c¸c sù cè cña nót chuyÓn m¹ch vµ ®−êng truyÒn dÉn, ®«i khi ®ßi hái ph¶i cã sù chän tuyÕn trong cïng mét qu¸ tr×nh truyÒn tin vµ lu«n ph¶i thu thËp th«ng tin míi nhÊt vÒ c¸c ho¹t ®éng cña toµn m¹ng th«ng qua c¬ së d÷ liÖu. Thø ba, ®Ó cã ®−îc ho¹t tÝnh cao, thuËt to¸n chän tuyÕn truyÒn ph¶i cã khi ph¶i thay ®æi tuyÕn ®· x¸c lËp nh»m tr¸nh nh÷ng vïng t¾c nghÏn míi xuÊt hiÖn trong m¹ng.

3.1.2 Chøc n¨ng VÊn ®Ò chän tuyÕn truyÒn, tãm l¹i cã hai nhiÖm vô c¬ b¶n: thø nhÊt lµ ph¶i chän tuyÕn sao cho ®¹t ®−îc ho¹t tÝnh cao, cã nghÜa lµ ph¶i chän ®−îc ®−êng dÉn cã hiÖu qu¶ nhÊt, trong phÇn tiÕp theo ta sÏ lÇn l−ît xÐt mét sè thuËt to¸n cho phÐp ta chän tuyÕn truyÒn theo c¸c yªu cÇu nhÊt ®Þnh; thø hai lµ ph¶i phæ cËp th«ng tin liªn quan ®Õn chän tuyÕn (bao gåm c¶ c¸c sù cè cña c¸c nót m¹ng còng nh− c¸c ®−êng truyÒn vµ t×nh h×nh kh¾c phôc gi÷a chóng ) tíi tÊt c¶ c¸c nót chuyÓn m¹ch trong m¹ng.

Trong viÖc chän tuyÕn truyÒn gãi, cã hai th«ng sè ®¸nh gi¸ ®Þnh l−îng dÞch vô cÇn ph¶i quan t©m vµ ®ång thêi chóng còng ®−îc dïng ®¸nh gi¸ tÝnh kh¶ ho¹t cña c¸c thuËt to¸n chän tuyÕn lµ tÝnh kh¶ th«ng (Throughput) vµ trÔ trung b×nh (Average Packet Delay). Nh− vËy thùc ra viÖc chän tuyÕn cã quan hÖ mËt thiÕt víi qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn luång (xem h×nh 1.2), bëi v× hai th«ng sè nµy còng dïng ®Ó ®¸nh gi¸ ho¹t ®éng cña viÖc ®iÒu khiÓn luång.

Kh¶ th«ng

T¹o tuyÕn cho gãi §iÒu khiÓn luång TrÔ

T¶i bÞ tõ chèi

T¶i ®−a tíi H×nh 3.2: T−¬ng ho¹t gi÷a chän tuyÕn vµ ®iÒu khiÓn luång Khi l−îng t¶i t−¬ng ®èi nhá, m¹ng sÏ chÊp nhËn toµn bé, cã nghÜa lµ:

Kh¶ th«ng = T¶i ®−a tíi

Khi l−îng t¶i v−ît qu¸ giíi h¹n nµo ®ã, mét phÇn t¶i bÞ tõ chèi bëi

thuËt to¸n ®iÒu khiÓn luång vµ

Kh¶ th«ng = T¶i ®−a tíi - T¶i bÞ tõ chèi L−îng tin truyÒn trong m¹ng sÏ chÞu trÔ trung b×nh cña gãi truyÒn trªn tuyÕn do thuËt to¸n chän tuyÕn quyÕt ®Þnh. Bªn c¹nh dã, kh¶ th«ng phô thuéc mét c¸ch gi¸n tiÕp vµo thuËt to¸n chän tuyÕn v× m« h×nh ®iÒu khiÓn luång ®Æc tr−ng bao g× còng x¸c lËp, sù c©n b»ng gi−a trÔ vµ kh¶ th«ng, nãi

45 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

c¸ch kh¸c, m« h×nh ®iÒu khiÓn luång b¾t ®Çu h¹n chÕ l−îng t¶i ®−a vµo khi trÔ trung b×nh v−ît qu¸ giíi h¹n x¸c ®Þnh. Nh− vËy nÕu phÐp chän tuyÕn ®¶m b¶o cho trÔ gãi cµng nhá th× phÐp ®iÌu khiÓn luång cµng cho nhiªï gãi truy nhËp vµo m¹ng vµ lµm t¨ng kh¶ th«ngkh¶ th«ng cña m¹ng. Mèi t−¬ng quan gi÷a chóng cã sù håi tiÕp nh− h×nh 1.2 ®· chØ ra. Sù phô thuéc cña trÔ truyÒn gãi trung b×nh vµo thuËt to¸n chän tuyÕn ®−îc m« t¶ bëi h×nh 3.3

TrÔ

Chän tuyÕn tåi

Chän tuyÕn tèt

H×nh 3.3: §Æc tuyÕn trÔ - kh¶ th«ng cho phÐp ®¸nh gi¸ thuËt to¸n chän tuyÕn

Kh¶ th«ng

Nh− vËy bµi to¸n chän tuyÕn cã thÓ ph¸t biÓu d−íi d¹ng nh− sau: §ßi hái ph¶i chän ®−îc tuyÕn truyÒn tr«ng ph¹m vi m¹ng sao cho nã ®¹t ®−îc kh¶ th«ng cao nhÊt cïng víi gi¸ trÞ cña trÔ truyÒn gãi trong tr−êng hîp m¹ng cã t¶i ¸p ®Æt lín, vµ gi¶m trÔ truyÒn gãi trung b×nh trong tr−êng hîp t¶i ¸p ®Æt nhá.

Nãi mét c¸ch ng¾n gän th× trong tr−êng hîp nµo thuËt to¸n chän tuyÕn

còng ®−îc yªu cÇu lµm gi¶m trÔ trung b×nh cña gãi.

3.1.3 Ph©n lo¹i Th«ng th−êng phÐp chän ®−êng truyÒn gãi trong m¹ng chuyÓn m¹ch gãi ®−a ®Õn viÖc chän tuyÕn truyÒn víi gi¸ thµnh tèi thiÓu (Least - cost Routing), trong ®ã gi¸ thµnh lµ mét th«ng sè ®¸nh gi¸ cña hÖ thèng, vÝ dô nh− trÔ truyÒn, thêi gian xÕp hµng, ®é dµi ®−êng truyÒn,tØ lÖ lçi trªn tuyÕn truyÒn. .. Tuy nhiªn, ngoµi gi¸ thµnh, mét sè th«ng sè kh¸c còng ph¶i tÝnh ®Õn khi thiÕt lËp ®−êng truyÒn:

• Dung l−îng cña ®−êng truyÒn • Sè l−îng c¸c gãi ®ang chê ®Ó ®−a vµo ®−êng truyÒn • Ph©n bè t¶i trªn m¹ng • C¸c yªu cÇu b¶o mËt ®èi víi ®−êng truyÒn • KiÓu truyÒn t¶i so víi d¹ng cña ®−êng truyÒn •Sè l−îng c¸c ®−êng nèi trung gian gi÷a tr¹m truyÒn vµ tr¹m nhËn • Kh¶ n¨ng ghÐp nèi víi tr¹m trung gian vµ c¶ tr¹m nhËn cuèi cïng Dï cho th«ng sè m¹ng cã thay ®æi theo tiªu chuÈn nµo th× vÉn ph¶i tÝnh

®Õn ba ®iÒu kiÖn:

46 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

+ TrÔ trung b×nh gãi (Delay) + Kh¶ th«ng (Throughput) + Kh¶ nèi (Connectivity) Nh− chóng ta ®· nãi trong phÇn chøc n¨ng,viÖc chän tuyÕn truyÒn cã hai nhiÖm vô c¬ b¶n: thø nhÊt lµ ph¶i chän tuyÕn sao cho ®¹t ®−îc ho¹t tÝnh cao, cã nghÜa lµ ph¶i chän ®−îc ®−êng dÉn cã hiÖu qu¶ nhÊt; thø hai lµ ph¶i phæ cËp th«ng tin liªn quan ®Õn chän tuyÕn bao gåm c¶ c¸c sù cè cña c¸c nót m¹ng còng nh− c¸c ®−êng truyÒn vµ t×nh h×nh kh¾c phôc gi÷a chóng, tíi tÊt c¶ c¸c nót chuyÓn m¹ch trong m¹ng. T−¬ng øng víi hai c«ng viÖc nµy ®ßi hái ph¶i cã hai lo¹i kü thuËt thùc hiÖn riªng cho tõng lo¹i. ViÖc thùc hiÖn nhiÖm vô thø nhÊt chÝnh lµ c¸ch tÝnh to¸n t×m ®−êng dÉn mµ ta hay gäi lµ thuËt to¸n t×m tuyÕn truyÒn. C¸c lý thuyÕt gi¶i thuËt ®Ó t×m tuyÕn truyÒn th× cã rÊt nhiÒu vµ rÊt ®a d¹ng, nh−ng kü thuËt chuyÓn m¹ch gãi quan t©m tíi hai thÓ lo¹i chÝnh: chän tuyÕn truyÒn ph©n nh¸nh (Bifurcated Routing) vµ chän tuyÕn truyÒn ng¾n nhÊt (Shortest-Path Routing). KÜ thuËt thø nhÊt cßn cã tªn lµ chän tuyÕn nhiÒu ®−êng dÉn gãi (Multipath Routing), ®−îc thiÕt kÕ sao cho nã cã thÓ tèi thiÓu ho¸ trÔ trung b×nh cña gãi trªn ph¹m vi toµn m¹ng. KÜ thuËt thø hai, chän tuyÕn ng¾n nhÊt, chñ yÕu quan t©m tíi trÔ ng−êi sö dông vµ nã chän ra ®−êng dÉn cã gi¸ thµnh tèi thiÓu cho mét cÆp ng−êi sö dông. ViÖc thùc hiÖn nhiÖm vô c¬ b¶n thø hai cña viÖc chän ®−êng do c¸c thuËt to¸n thu nhËn vµ truyÒn th«ng tin chän ®−êng thùc hiÖn. Mçi giao thøc chän ®−êng cã nh÷ng ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ®Ó lÊy ®−îc th«ng tin chän ®−êng vµ truyÒn th«ng tin chän ®−êng. NÕu dùa vµo viÖc c¸c th«ng tin chän ®−êng cã th−êng xuyªn ®−îc cËp nhËt hay kh«ng th× ta cã thÓ ph©n thµnh hai lo¹i: ThuËt to¸n chän ®−êng thÝch nghi (Adaptive) vµ thuËt to¸n chän ®−êng kh«ng thÝch nghi (Nonadaptive). C¸c thuËt to¸n kh«ng thÝch nghi th× kh«ng quyÕt ®Þnh ®−êng truyÒn gãi dùa trªn c¬ së phÐp ®o th«ng sè truyÒn t¶i tøc thêi vµ topology cña m¹ng. C¸c ®−êng dÉn tõ mét nót i tíi mét nót j nµo ®ã ®−îc tÝnh to¸n tr−íc vµ n¹p vµo m¹ng khi m¹ng khëi ho¹t (Network Booting).V× thÕ lo¹i h×nh nµy ®«i khi cßn ®−îc gäi lµ chän tuyÕn tÜnh (Static Routing). Ng−îc l¹i, c¸c thuËt to¸n chän ®−êng thÝch nghi sÏ cho phÐp thay ®æi tuyÕn truyÒn gãi dùa vµo c¸c thay ®æi th«ng sè truyÒn t¶i vµ cÊu h×nh cña m¹ng. Cã ba nhãm thuËt to¸n lo¹i nµy:

• Chän tuyÕn tËp trung (Centralized Routing) gåm c¸c thuËt to¸n tæng thÓ sö dông c¸c th«ng tin thu thËp ®−îc tõ toµn bé m¹ng ®Ó ®−a ra c¸c kÕt qu¶ tèi −u.

• Chän tuyÕn c¸ch ly (Isolated Routing) cã c¸c thuËt to¸n vËn hµnh trªn tõng tr¹m riªng biÖt vµ dùa vµo th«ng tin nã thu thËp ®−îc t¹i tr¹m nµy, vÝ dô nh− ®é dµi cña hµng, . ..

• Chän tuyÕn ph©n bè (Distributed Routing) lµ tæ hîp cña c¶ hai h×nh

thøc trªn. Thùc chÊt, c¸c thuËt to¸n hiÖn nay ®ang ®−îc sö dông ®Òu lµ c¸c thuËt to¸n thÝch nghi, chóng còng chÝnh lµ c¸c thuËt to¸n chän tuyÕn truyÒn ng¾n nhÊt ®· tr×nh bµy ë trªn. Sù ®a d¹ng chØ lµ do c¸ch gäi kh¸c nhau t¹o nªn.

47 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Trong phÇn sau, ta sÏ xÐt s¬ l−îc thuËt to¸n ph©n nh¸nh (®a ®−êng dÉn ), v× nã Ýt ®−îc sö dông, phÇn cßn l¹i chñ yÕu tËp trung vµo c¸c thuËt to¸n chän tuyÕn ng¾n nhÊt. 3.2 ThuËt to¸n chän tuyÕn ph©n nh¸nh

L

5

H×nh 3.4: VÝ dô vÒ yªu cÇu thiÕt lËp thuËt to¸n nhiÒu ®−êng

3.2.1 ThuËt to¸n ph©n nh¸nh (Bifurcated Routing) Muèn ®¶m b¶o th«ng tin gi÷a mét cÆp ng−êi sö dông, ®«i khi m¹ng kh«ng ph¶i chØ chän ra mét ®−êng dÉn duy nhÊt ®Ó chuyÓn c¸c gãi tõ nguèn tíi ®Ých mµ ph¶i sö dông nhiÒu ®−êng ®Ó ph©n bít l−îng t¶i cña tõng ®−êng d©y. ThÝ dô h×nh 1.4 m« t¶ chi tiÕt vÊn ®Ò nµy. TÊt c¶ c¸c ®−êng d©y ghÐp nèi trong m¹ng h×nh 1.4 ®Òu cã dung l−îng lµ 10 ®¬n vÞ (c¸c ®¬n vÞ ®o ë ®©y chØ lµ c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ t−¬ng ®èi vµ kh«ng ®−îc x¸c ®Þnh chi tiÕt ) . Cã mét ®Ých (nót sè 6 ) vµ hai nót nguån (nót sè 1 vµ nót sè 2), nót 1 cã l−îng t¶i ®−a ®Ðn lµ 5 ®¬n vÞ, nót 2 cã l−îng t¶i lµ L. Ta sÏ xÐt hai tr−êng hîp cô thÓ t−¬ng øng víi hai gi¸ trÞ cña L:

Thu

a ) Tr−êng hîp víi L = 5 Víi l−îng t¶i cña tÊt c¶ c¸c nót nh− trªn,so víi dung l−îng ®−êng d©y nèi gi÷a nguån vµ ®Ých th× cã thÓ xem lµ nhá, do vËy cã thÓ chän c¸c tuyÕn truyÒn gãi theo ®−êng bªn tr¸i (1 - 3 - 6) vµ bªn ph¶i (2 - 5 - 6) øng víi c¸c nót 1 vµ 2. NÕu ta chän tuyÕn ë gi÷a, 1 - 4 - 6 cho nót 1 vµ 2 - 4 - 6 cho nót 2, th× luång th«ng tin trªn ®−êng nèi (4,6) sÏ b»ng víi dung l−îng cña ®−êng nªn trÔ sÏ cao. b ) Tr−êng hîp L = 15 Khi t¶i ¸p ®Æt vµo nót 2 t¨ng thªm 10 ®¬n vÞ n÷a, tøc lµ t¶i tæng thÓ lµ 15 ®¬n vÞ, nÕu ta tiÕp tôc chän theo mét trong hai ®−êng dÉn ®· xÐt ë trªn cho nót 2 th× cã thÓ dÔ dµng nhËn thÊy lµ mét phÇn th«ng tin ( 5 ®¬n vÞ ) ®−a tíi nót nµy sÏ bÞ tõ chèi do dung l−îng ®−êng truyÒn bÞ h¹n chÕ. MÆt kh¸c, nÕu ta chän tuyÕn cho nót 1 theo nh¸nh bªn tr¸i (1 → 3 → 6), cßn nót 2 theo nh¸nh (2 → 5 → 6) vµ (2 → 4 → 6) th× l−îng t¶i tíi kh«ng v−ît qu¸ 75% dung

48 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

l−îng cña tõng ®−êng, trÔ truyÒn gãi tæng thÓ ®−îc ®¶m b¶o t−¬ng ®èi nhá vµ ®iÒu quan träng lµ kh«ng mét phÇn t¶i nµo bÞ tõ chèi.

§Ó ®¶m b¶o cho viÖc n©ng cao ho¹t tÝnh cña m¹ng, ph−¬ng thøc chuyÓn m¹ch ph©n nh¸nh ®· ®−îc thiÕt lËp, mÆc dï nã kh«ng cã øng dông cô thÓ nh−ng ng−êi ta vÉn ph¶i dïng ®Õn nã trong viÖc thiÕt kÕ cÊu h×nh m¹ng (Topological Design). ViÖc chän ra ®−êng dÉn trong m¹ng nh»m môc ®Ých tèi thiÓu ho¸ trÔ trung b×nh trong toµn m¹ng th«ng qua viÖc ®¸nh gi¸ nguån - ®Ých. Kü thuËt nµy cã thÓ sö dông cho c¶ m¹ng d÷ liÖu ®å DG vµ c¶ m¹ng ¶o VC. Víi m¹ng DG, khi c¸c gãi ®Ðn tr¹m chuyÓn m¹ch, c¸c tr¹m sÏ chän tuyÕn cho tõng gãi riªng biÖt, ®éc lËp víi c¸c phÐp chän cho c¸c gãi ®Õn cïng mét ®Ých tr−íc ®ã. Víi m¹ng VC, bÊt cø khi nµo VC ®−îc thiÕt lËp th× tuyÕn còng ®ång thêi ®−îc chän, song c¸c VC kh¸c nhau ®−îc chän tuyÕn ®éc lËp víi nhau.

Chän 2

§Ých Chän 1 A A 0.63 I

B A 0.45 H I

C A 0.34 I H

D H 0.50 A I

E A 0.40 I H

F A 0.35 H I

A B C D

G H 0.47 A K

H H 0.63 K A

I I 0.65 A H

I J K L J K K 0.67 H A

L K 0.42 H A

H×nh 3.5: VÝ dô minh ho¹ ph−¬ng thøc chän tuyÕn ph©n nh¸nh

( B¶ng chän tuyÕn cho nót J )

Chän 3 0.1 H 6 0.2 3 0.3 3 0.2 5 0.2 0 0.3 3 0.2 3 0.1 6 0.1 3 0.1 1 0.1 6 0.2 1 0.3 1 0.3 3 0.2 5 0.4 0 0.3 2 0.3 0 0.2 1 0.2 2 0.2 2 0.4 2

PhÐp chän tuyÕn ph©n nh¸nh ®−îc thùc hiÖn nh− sau: mçi tr¹m chuyÓn m¹ch cã mét b¶ng chän tuyÕn ( Routing Table ) ®Ó tíi tÊt c¶ c¸c tr¹m kh¸c,

49 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

trªn ®ã mçi hµng chØ ra kh¶ n¨ng dÉn gãi tíi tíi mét tr¹m kh¸c theo thø tù lµ tuyÕn tèt nhÊt, tèt thø hai, thø ba... theo ®¸nh gi¸ träng sè (Weight). Tr−íc khi chuyÓn gãi ®i, tr¹m t¹o ra mét sè ngÉu nhiªn vµ sö dông nã ®Ó chän tuyÕn dùa trªn viÖc so s¸nh nã víi träng sè cña b¶ng chän tuyÕn. C¸c b¶ng nµy do c¸c vËn hµnh viªn cña m¹ng tù thiÕt lËp,n¹p vµo cho c¸c tr¹m tr−íc khi vËn hµnh m¹ng vµ gi÷ kh«ng ®æi tõ ®ã trë ®i. Sau ®©y ta ®−a ra mét vÝ dô ®Ó miªu t¶ viÖc chän tuyÕn ph©n nh¸nh. XÐt m¹ng h×nh 3.5, A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L lµ c¸c nót chuyÓn m¹ch cña m¹ng.Gi¶ sö nót J nhËn ®−îc gãi cÇn ph¶i chuyÓn cho nót A, nã sö dông hµng ®¸nh dÊu A trong b¶ng chän tuyÕn cña m×nh, trªn ®ã chØ râ tuyÕn lµ phÐp chän thø nhÊt, JI vµ JH lµ phÐp chän thø hai vµ thø ba. §Ó quyÕt ®Þnh tuyÕn nµo, tr¹m J t¹o ra mét sè ngÉu nhiªn gi÷a kho¶ng 0.00 vµ 0.99. NÕu sè ®ã nhá h¬n 0.63 th× tr¹m dïng tuyÕn JA; nÕu sè ®ã gi÷a 0.63 vµ 0.83 th× tr¹m dïng tuyÕn JI; cßn l¹i tr¹m sö dông tuyÕn JH. C¸c träng sè ë ®©y d−îc coi nh− c¸c x¸c xuÊt sö dông cña A, I vµ H.

Mét −u ®iÓm cña chän tuyÕn ph©n nh¸nh lµ kh¶ n¨ng göi c¸c lo¹i truyÒn t¶i kh¸c nhau theo nh÷ng ®−oõng dÉn kh¸c nhau. VÝ dô, ghÐp nèi gi÷a terminal vµ c¸c m¸y tÝnh ë xa chØ cã c¸c gãi tin nhá cã thÓ dÉn theo tuyÕn mÆt ®Êt, trong khi ®ã viÖc truyÒn c¸c tËp tin dµi (Long file Transfer) ®ßi hái d¶i b¨ng réng vµ cã thÓ thùc hiÖn ®−îc qua ®−êng truyÒn vÖ tinh.

3.2.2 ThuËt to¸n Flooding Flooding lµ mét thuËt to¸n ®Þnh ®−êng tÜnh, trong ®ã mäi gãi ®−a vµo mét nót ®−îc göi tíi tÊt c¶ c¸c ®−êng ra trõ ®−êng nã ®· tíi. Flooding ®· t¹o ra mét sè l−îng lín c¸c b¶n sao. Do ®ã cÇn cã mét c«ng cô ®Ó ng¨n c¶n qu¸ tr×nh t¨ng nµy. Mét giíi h¹n nh− vËy lµ bé ®Õm hop (hop counter), chøa trong header cña mçi gãi, vµ nã ®−îc gi¶m mçi khi ®i qua mét node. Khi bé ®Õm hop cã gi¸ trÞ zero th× gãi sÏ bÞ huû. Bé ®Õm hop ph¶i ®−îc ph¶i ®−îc khëi t¹o ban ®Çu víi gi¸ trÞ hop b»ng víi kho¶ng c¸ch tõ nguån tíi ®Ých. NÕu kh«ng biÕt ®é dµi ®−êng ®i nµy th× nã ®−îc tÝnh víi tr−êng hîp xÊu nhÊt, ®ã lµ tÝnh theo gi¸ trÞ ®−êng kÝnh lín nhÊt cña m¹ng. Nh− vËy, trong Flooding tÊt c¶ c¸c ®−êng ®Òu ®−îc thö nªn c¸c b¶n sao ®Õn ®−îc ®Ých theo mét ®−êng ®i ng¾n nhÊt.

Mét kÜ thuËt “lµm ®Ëp” ng¨n Flood lµ theo dâi nh÷ng gãi ®· ®−îc Flooding, kh«ng göi nã ®i lÇn thø hai. Ng−êi ta cho phÐp Router nguån ®Æt mét sè thø tù trong mçi gãi mµ nã nhËn ®−îc tõ nguån cña nã. Mçi node cÇn mét danh s¸ch øng víi mçi node nguån cho biÕt c¸c sè thø tù cña c¸c gãi h×nh thµnh t¹i nguån ®· ®−îc xem xÐt. NÕu gãi míi ®Õn cã trong danh s¸ch th× nã kh«ng Flood, nÕu lµ b¶n sao th× sÏ bÞ huû.

Tãm l¹i, Flooding lµ mét thuËt to¸n ®Þnh ®−êng tÜnh (v× nã kh«ng cã sù cËp nhËt th«ng tin trong qu¸ tr×nh ®Þnh ®−êng). Tuy nhiªn, khi trong m¹ng cã mét node bÞ háng th× Flooding vÉn lµm viÖc tèt,mÆc dï nã ®Þnh ®−êng kh«ng tèi −u vµ th−êng g©y t¾c nghÏn trong m¹ng.

VÝ dô Cho mét m¹ng chuyÓn m¹ch gãi nh− sau:

50 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Gi¶ sö cã mét gãi ®i tõ nót 1 ®Õn nót 6, t¹i hop ®Çu tiªn cã 3 b¶n sao ®−îc t¹o ra vµ göi tíi c¸c nót 2,3 vµ 4. Ë hop thø 2 cã 9 b¶n sao ®−îc t¹o ra. §Õn hop thø 3 ®· cã tÊt c¶ 22 b¶n sao. Nót 6 sÏ nhËn ®−îc 4 b¶n sao. 3.3 C¸c thuËt to¸n ®−êng dÉn ng¾n nhÊt (Shortest-path Routing) PhÇn lín c¸c m¹ng chuyÓn m¹ch gãi sö dông c¸c thuËt to¸n kh¸c nhau cña ph−¬ng ph¸p chän tuyÕn ®−êng ng¾n nhÊt do líp m¹ng thùc hiÖn.Mét sè m¹ng chän tuyÕn theo theo c¸ch thøc tËp trung, thiÕt lËp ®−êng dÉn gi÷a nót nguån vµ nót ®Ých ë trung t©m ®iÒu hµnh m¹ng NMC ( Network Management Center) hay trung t©m ®iÒu khiÓn chän tuyÕn RCC (Routing Control Center) råi sau ®ã ph©n phèi c¸c th«ng tin chän tuyÕn tíi tÊt c¶ c¸c nót chuyÓn m¹ch trong m¹ng. C¸c m¹ng kh¸c sö dông c¸ch thøc phi tËp trung hay cßn gäi lµ c¸ch thøc ph©n bè, tõng nót trao ®æi th«ng tin chän tuyÕn vµ gi¸ thµnh víi c¸c nót kh¸c trong m¹ng trªn c¬ së t−¬ng t¸c cho ®Õn khi c¸c b¶ng chän tuyÕn ®¸p øng ®−îc yªu cÇu chän tuyÕn ng¾n nhÊt.

Trong phÇn nµy chóng ta m« t¶ hai thuËt to¸n chän ®−êng ng¾n nhÊt.Trong mét sè m¹ng, ng−êi ta chän ra mét lo¹t c¸c ®−êng dÉn, ®−îc xÕp thø tù theo gi¸ thµnh, khi trªn mét ®−êng dÉn x¶y ra sù cè, ta cã thÓ thay b»ng ®−êng kh¸c theo danh môc ®· cã.

3.3.1 ThuËt to¸n A (ThuËt to¸n Dijkstra) XÐt m¹ng h×nh 3.6, trªn mçi ®−êng ghÐp nèi cã c¸c träng sè t−¬ng øng víi gi¸ thµnh cña tõng ®−êng, ®Ó cho ®¬n gi¶n ta coi c¸c träng sè nµy theo c¶ hai chiÒu lµ nh− nhau, dï r»ng trªn thùc tÕ chóng cã thÓ cã gi¸ trÞ kh¸c nhau. §Ó chän ®−îc ®−êng dÉn ng¾n nhÊt tõ mét nguån tíi tÊt c¶ c¸c nót trong m¹ng, ®ßi hái ph¶i cã kiÕn thøc vÒ cÊu h×nh tæng thÓ cña m¹ng ( danh s¸ch c¸c nót vµ c¸c ghÐp nèi gi÷a chóng) còng nh− gi¸ thµnh cña tõng ®−êng nèi. §iÒu ®ã dÉn ®Õn viÖc tÝnh to¸n tËp trung dùa trªn th«ng tin ®Çy ®ñ l−u trong c¸c c¬ së d÷ liÖu trung t©m (Central Database). Trong thÝ dô nµy, chóng ta t×m ®−êng dÉn ng¾n nhÊt tõ nót 1 tíi tÊt c¶ c¸c nót trong m¹ng. ThuËt to¸n ®−îc

51 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

2

5

3

2

2

1

1

H×nh 3.6

thùc hiÖn theo tõng b−íc, x©y dùng m« h×nh c©y ®−êng ng¾n nhÊt (Shortest- path Tree) cã gèc t¹i nót nguån ( nót 1). C¸c ®−êng dÉn ng¾n nhÊt tíi k nót kh¸c ®−îc tÝnh to¸n trong k b−íc, chóng ®−îc tËp hîp l¹i trong tËp N. 3

Coi D(v) lµ kho¶ng c¸ch (tæng cña c¸c träng sè ®−êng nèi däc theo ®−êng dÉn ) tõ nót nguån 1 tíi nót v. Coi l(i,j) lµ gi¸ thµnh ®· cho gi÷a hai nót i vµ j. ThuËt to¸n gåm hai b−íc: 1. B−íc khëi ®Çu §Æt N = {1} (tËp N ban ®Çu chØ gåm duy nhÊt nót 1), víi mçi nót v kh«ng thuéc N ®Æt D(v) = l(1,v), víi c¸c nót kh«ng nèi trùc tiÕp víi nót 1 ta coi gi¸ thµnh b»ng ∞.

2. B−íc lÆp T×m nót w kh«ng thuéc N sao cho D(w) lµ tèi thiÓu vµ bæ sung w vµo tËp N. Sau ®ã thay D(v) cho toµn bé c¸c nót kh«ng thuéc N cßn l¹i b»ng c¸ch tÝnh:

D(v) ← Min [D(v), D(w) + l(w, v)]

2

D(4) 1 1 1 1 1 1 D(3) 5 4 3 3 3 3 D(2) 2 2 2 2 2 2 TËp N {1} {1,4} {1,4,5} {1,2,4,5} {1,2,3,4,5} {1,2,3,4,5,6} D(5) ∞ 2 2 2 2 2 D(6) ∞ ∞ 4 4 4 4

1

2

B−íc nµy d−îc lÆp l¹i cho ®Õn khi tÊt c¶ c¸c nót ®Ìu cã trong N. Sau khi thùc hiÖn, ta lÇn l−ît cã ®−îc c¸c b−íc m« t¶ bëi b¶ng thèng kª sau: B¶ng 3-1 B¶ng m« t¶ thuËt to¸n B−íc 0 1 2 3 4 5 M« h×nh c©y ®−êng ng¾n nhÊt nÕu lÊy nót 1 lµm nót nguån cã thÓ m« t¶ nh− h×nh vÏ sau:

1

52 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

§Ých 2 3 4 5 6

Nót tiÕp theo 2 4 4 4 4

H×nh 3.7: ThuËt to¸n ®−îc ¸p dông cho m¹ng h×nh 2-6 víi nót 1 lµ nót nguån H×nh (a) M« h×nh c©y ®−êng ng¾n nhÊt H×nh (b) B¶ng chän tuyÕn cho nót 1

H×nh 3-7 b

ThuËt to¸n chän tuyÕn ®−êng ng¾n nhÊt trªn cã thÓ ®−îc minh ho¹

b»ng ch−¬ng tr×nh sau: { T×m ®−êng dÉn ng¾n nhÊt gi÷a nguån vµ c¸c nót cßn l¹i trong m¹ng }

infinity =. ..; {sè l−îng c¸c nót} {sè lín h¬n mäi träng sè}

nodelist = array [1..n] of node; matrix = array [1..n, 1..n] of integer;

{Nh·n cè ®Þnh hay t¹m thêi}

length: integer; labl: lab;

end;

Const n =. ..; Type node = 0..n; Procedure ShortestPath (a: matrix; s, t: node; var path: nodelist); { T×m ®−êng dÉn ng¾n nhÊt tõ nguån s tíi ma trËn a vµ tr¶ kÕt qu¶ vÒ path } Type lab = (perm, tent) ; NodeLabel = record predecessor: node; GraphState = array [1..n] of NodeLabel; var state: GraphState; i,k: node; min: integer; begin for i: = 1 to n do

53 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

do with state [i]

{k lµ nót lµm viÖc khëi ®Çu}

{i lµ nót kÕ c¹nh vµ t¹m thêi}

begin state[i].predecessor:=k; state[i].length:= state[i].length + a[k,i]; end;

if (a[k,i] <> 0) and (state[i].labl = tent) then if (state[k].length + a[k,i] < state[i].length) then {t×m nót cã nh·n t¹m thêi víi nh·n nhá nhÊt}

min:= state[i].length; k:=i;

begin end;

{lÆp cho ®Õn khi ®¹t ®Õn nguån}

{Ghi ®−êng dÉn vµo m¶ng ra}

i:= i+1;

begin predecessor: =0; length:= infinity; labl:=tent end; state [t].length:=0;state [t].labl:=perm; k:=t; repeat {t×m xem cã nót nµo tèt h¬n k kh«ng} for i:=1 to n do for i:=1 to n do if (state[i].length < min) and (state[i].labl = tent) then until k = s; k:=s; i:=0; repeat path[i]:=k;

k:= state[k].predecessor;

until k=0; End; {KÕt thóc thñ tôc tÝnh ®−êng ng¾n nhÊt}

Víi thuËt to¸n tÝnh nµy ta cã thÓ tÝnh ®−îc c¸c tuyÕn ®−êng cã ®−êng dÉn ng¾n nhÊt cho tõng nót, cô thÓ ta coi nót ®ã lµ nót nguån råi thùc hiÖn c¸c b−íc kÓ trªn. Trong tr−êng hîp chän tuyÕn theo ph−¬ng thøc tËp trung, NMC sÏ göi c¸c b¶ng chän tuyÕn cho tõng nót mét sau khi ®· thiÕt lËp xong, cßn nÕu m¹ng sö dông ph−¬ng thøc ph©n bè th× tõng nót ph¶i tù tÝnh lÊy b¶ng chän tuyÕn, cïng sö dông c¸c th«ng tin tæng thÓ nh− trªn (®−îc cung cÊp bëi c¸c nót l©n cËn hoÆc bëi NMC ) vµ chän ra c©y ®−êng dÉn cho riªng nã.

Trong phÇn tiÕp theo chóng ta sÏ m« t¶ mét thuËt to¸n kh¸c còng lµ lo¹i

thuËt to¸n chän tuyÕn ng¾n nhÊt.

3.3.1ThuËt to¸n B (ThuËt to¸n Bellman - Furkerson)

54 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

ThuËt to¸n nµy còng gåm hai phÇn: b−íc khëi ®Çu vµ b−íc lÆp cho tíi khi tÝnh xong c¸c tuyÕn ®−êng dÉn. Sù kh¸c biÖt víi thuËt to¸n ®· tr×nh bµy lµ ë chç thay v× coi nót 1 lµ nót nguån th× ta coi nã lµ nót ®Ých, ®ång thêi tõ tÊt c¶ c¸c nót kh¸c ta t×m ®−êng dÉn ng¾n nhÊt tíi ®Ých 1 nµy. Trong b¶ng chän tuyÕn ta sÏ chØ ra kho¶ng c¸ch (nhí r»ng ®©y còng chØ lµ gi¸ trÞ träng sè trõu t−îng ®Ó m« t¶ gi¸ thµnh cña tuyÕn truyÒn) tõ nót bÊt kú tíi nót 1 vµ nót l©n cËn ®Ó truyÒn tíi ®Ých 1 theo tuyÕn ng¾n nhÊt. ViÖc t¹o b¶ng chän tuyÕn sö dông thuËt to¸n nµy ®ßi hái ph¶i lÆp ®i lÆp l¹i cho tõng nót mét, vµ cuèi cïng cho ghi tÊt c¶ vµo trong mét tËp c¸c nh·n cho tõng nót, mçi nh·n cã th«ng tin chän tuyÕn (nót tiÕp theo) vµ kho¶ng c¸ch tíi ®Ých cuèi cïng.

Mçi nót v cã nh·n (n, D(v)), víi D(v) lµ gi¸ trÞ hiÖn thêi cña kho¶ng c¸ch ng¾n nhÊt tõ nót ®ã tíi ®Ých, cßn n lµ sè hiÖu cña nót tiÕp theo trªn ®−êng dÉn ng¾n nhÊt t¹m thêi.

1. B−íc thø nhÊt Coi nót 1 lµ nót ®Ých, ®Æt D(v) = 0 vµ g¸n (, ∞) cho tÊt c¶ c¸c nót kh¸c. 2. B−íc lÆp: d¸n nh·n kho¶ng c¸ch cho c¸c nót cßn l¹i

Víi tõng nót kh¸c 1 ta thùc hiÖn nh− sau: Thay D(v) bëi gi¸ trÞ hiÖn thêi D(w) víi tõng nót l©n cËn w ®Ó tÝnh gi¸

trÞ D(w) + l(w, v) vµ thùc hiÖn phÐp to¸n

D(v) ← min [D(w] = l(w, v) (*)

Sau ®ã, g¸n nh·n míi cña v b»ng c¸ch thay n bëi nót l©n cËn t−¬ng øng

víi biÓu thøc (*) tÝnh ®−îc vµ thay gi¸ trÞ míi t×m ®−îc vµo D(v).

Víi m¹ng vÝ dô nh− h×nh 3-6, ta thiÕt lËp b¶ng c¸c vßng thùc hiÖn sau: B¶ng 3-2 thuËt to¸n thø hai dïng cho m¹ng h×nh 3-6:

1 1 1 (., ∞) (1, 2) (1, 2) 6 (., ∞) (5, 4) (5, 4) 4 (., ∞) (1, 1) (1, 1) 3 (., ∞) (1, 5) (5, 3) 5 (., ∞) (4, 2) (4, 2)

Vßng Nót ®Ých /Nh·n 2 0 1 2 Sau hai vßng lÆp, c¸c gi¸ trÞ nh·n trë nªn bÊt biÕn, cã nghÜa r»ng thuËt to¸n ®· ®−îc thùc hiÖn xong. Nh− vËy, trong vßng 1 nhËn thÊy nót 2 lµ “gÇn nhÊt” ®èi víi nót 1, gi¸ thµnh míi cña nã lµ D(v) = D(1) + l(1,2) = 2, vµ nh·n cña nã chuyÓn thµnh (1,2). ChuyÓn tíi nót 3, ta cã thÓ chän hoÆc D(2) + l(2,3) =5 hoÆc D(1) + l(1,3) = 5; gi¶ sö ta chän D(1) + l(1,3) th× nh·n míi cña nã lµ (1,5) (ta còng cã thÓ chän D(2) + l(2,3) v× kÕt qu¶ cuèi cïng nh− nhau). Ë vßng lÆp thø hai,ta cã thÓ thay t¹i nót 3 nh·n míi v× gi¸ trÞ tèi thiÓu míi lµ D(w) + l(w, 3) = D(5) + l(5,3) = 3, do vËy nh·n cña nã lµ (5,3). Tõ ®ã trë ®i, c¸c gi¸ trÞ kh«ng thay ®æi nªn qu¸ tr×nh cã thÓ coi lµ hoµn thµnh. NÕu ta x©y dùng s¬ då c©y trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ nhËn ®−îc th× ta cã m« h×nh cña h×nh 3- 7a, víi nót 1 lµ gèc.

ThuËt to¸n nµy ®· ®−îc ¸p dông cho mét sè tr−êng hîp cô thÓ,vÝ dô nh− trong TYMNET, theo ph−¬ng thøc tËp trung. NÕu sö dông thuËt to¸n nµy theo ph−¬ng thøc ph©n bè, ta ®−îc mét biÕn d¹ng míi cña nã, gäilµ thuËt to¸n

55 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

B d¹ng phi tËp trung (Decentralized Version of Algorithm B) hay thuËt to¸n ph©n bè.

3.3.3 ThuËt to¸n B ph©n bè (Bellman - Ford hay Vector - Distance) Mét vÊn ®Ò chóng ta cÇn ph¶i ®Ò cËp lµ ¶nh h−ëng cña c¸c thuËt to¸n chän tuyÕn tíi viÖc truyÒn d÷ liÖu trong ®−êng truyÒn. NÕu chóng ta ¸p dông ph−¬ng thøc ph©n bè cho m¹ng truyÒn d÷ liÖu th× cã thÓ x¶y ra hiÖn t−îng trong khi c¸c gãi ®ang ®−îc truyÒn trong m¹ng, do nhËn ®−îc th«ng tin vÒ m¹ng míi ®−îc cung cÊp, tr¹m cã thÓ tù ý thay ®æi tuyÕn truyÒn tin, nh− vËy cã nghÜa lµ c¸c gãi cã thÓ tíi ®Ých kh«ng theo thø tù ®Þnh tr−íc. §iÒu nµy kh«ng lµm ¶nh h−ëng ®Õn m¹ng DG (Datagram), nh−ng l¹i cã t¸c ®éng lín tíi m¹ng VC (Virtual Circuit), v× vËy ®«i khi x¶y ra hiÖn t−îng sau khi mét tr¹m göi gãi ®i, sau mét kho¶ng thêi gian l¹i hiÖn diÖn t¹i chÝnh tr¹m ®ã. Chóng ta sÏ trë l¹i vÊn ®Ò nµy sau.

Trong ph−¬ng thøc ph©n bè, mçi nót trong m¹ng ph¶i cã hai b¶ng, mét b¶ng gäi lµ kho¶ng c¸ch (Distance Table) ghi gi¸ thµnh tõng ®Ých theo tõng ®−êng nèi ra (xem h×nh3-8b). B¶ng thø hai gäi lµ b¶ng chän tuyÕn nh− ë phÇn tr−íc ®· xÐt. Trªn h×nh 3-8a lµ vÝ dô minh ho¹ cho c¸c b¶ng kÓ trªn, trong ®ã hai b¶ng trªn thuéc nót N, c¸c nót X,Y, Z lµ c¸c nót l©n cËn. Mçi nót trong tr−êng hîp nµy ph¶i cã kh¶ n¨ng thu thËp c¸c th«ng tin vÒ gi¸ thµnh cña tõng ®−êng nèi (bao gåm c¶ viÖc c¸c nót vµ ®−êng truyÒn cã sù cè hay ®−îc phôc håi). NÕu cã sù thay ®æi, tÊt c¶ c¸c nót nhËn th«ng tin thay ®æi nµy, tÝnh l¹i b¶ng kho¶ng c¸ch vµ t×m ra kho¶ng c¸ch tèi thiÓu tíi tÊt c¶ c¸c nót cßn l¹i. NÕu nã ph¸t hiÖn cã sù thay ®æi trong b¶ng kho¶ng c¸ch th× nã cã nhiÖm vô th«ng b¸o sù thay ®æi kho¶ng c¸ch tíi tÊt c¶ c¸c nót kh¸c. C¸c nót nµy dùa vµo ®ã ®Ó tÝnh l¹i c¸c b¶ng cña m×nh. NÕu mét nót míi ®−îc kh«i phôc, nã ph¶i göi th«ng b¸o tíi tÊt c¶ c¸c nót kh¸c trong m¹ng ®Î chóng thiÕt lËp l¹i b¶ng kho¶ng c¸ch vµ b¶ng chän tuyÕn cña m×nh.Qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin nµy diÔn ra liªn tôc cho ®Õn khi nµo hÕt c¸c sù thay ®æi. Cô thÓ thuËt to¸n cã 3 phÇn, t−¬ng øng víi ba kh¶ n¨ng cã thÓ x¶y ra: nót hoÆc ®−êng nèi ®−îc phôc håi, gi¸ thµnh cña ®−êng nèi thay ®æi vµ nhËn ®−îc th«ng tin ®iÒu khiÓn. Gi¶ sö nót v lµ nót thùc hiªn thuËt to¸n; D(v) lµ kho¶ng c¸ch tèi thiÓu tõ v tíi ®Ých d; w lµ nót l©n cËn cña v vµ gi¸ thµnh ®−êng nèi tõ v tíi w lµ l(w,v). Th«ng sè (d,w) trong b¶ng kho¶ng c¸ch cña nót v chøa gi¸ thµnh Cd(v,w) tõ v tíi ®Ých d qua nót w. Tèi thiÓu ho¸ Cd(v,i) víi i∈ W, W lµ tËp c¸c nót l©n cËn cña v cho ta Dd(v). Gi¶ sö nót l©n cËn m cho ta kho¶ng c¸ch tèi thiÓu nµy, khi ®ã dßng d trong b¶ng chän tuyÕn cña v sÏ cã cÆp sè (m,Dd(v)).

ThuËt to¸n ®−îc m« t¶ nh− sau: PhÇn 1. Phôc håi ®−êng nèi (m,v). Khi nhËn ®−îc th«ng tin nµy,nót v

sÏ lµm nh− sau:

1. §Æt gi¸ trÞ (m,m) trong b¶ng kho¶ng c¸ch cña m×nh lµ l(m,v). 2. TÝnh min Cm(v,w), w∈W. X¸c ®Þnh nót p gÇn nhÊt. 3. NÕu min Cm(v,w) = Dm(v), cã nghÜa lµ kho¶ng c¸ch tèi thiÓu tõ nót v tíi nót m kh«ng ®æi, th× ®Æt n = p trong b¶ng chän tuyÕn ; nÕu kh«ng, th× thay

56 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Dm(v) ← min Cm(v,w), w∈W,

vµ dßng m trong b¶ng chän tuyÕn thay b»ng (p, Dm(v)) vµ néi dung míi [m, Dm(v)] ®−îc göi tíi tÊt c¶ c¸c nót l©n cËn cña v.

4. Ta ®¸nh sè cho tËp ®Ých (c¸c hµng cho b¶ng chän tuyÕn cña nót v) lµ (a, b, c,. .., r). Sau ®ã, v göi th«ng tin ®iÒu khiÓn [a, Dm(v)], [b, Dm(v)],. .., [r, Dm(v)] tíi nót m. Thñ tôc nµy còng cã thÓ ®−îc ¸p dông khi mét nót chuyÓn m¹ch m ®−îc phôc håi, chØ cÇn thay thÕ c¸c gi¸ trÞ cò vµ bæ sung thªm vµo c¸c b¶ng nót m nµy. PhÇn 2. Thay ®æi gi¸ thµnh ®−êng m, v. Còng t−¬ng tù nh− phÇn 1, kho nhËn thÊy gi¸ thµnh cña ®−êng m, v thay ®æi ®i Δ(m,v), nót v sÏ lµm nh− sau: 1.Céng thªm Δ(m,v) vµo c¸c gi¸ trÞ cét m trong b¶ng kho¶ng c¸ch cña

v. (NÕu ®−êng m,v cã sù cè th× thay chóng b»ng gi¸ trÞ v« cïng ).

2.Víi tÊt c¶ c¸c nót ®Ých d, tÝnh min Cd(v,w), w ∈ W, vÝ dô nót p cho gi¸ trÞ tèi thiÓu nµy.

3. NÕu min Cd(v,w) = Dd(v), g¸n n = q. Ng−îc l¹i,

Dd(v) ← min Cd(v,w), w ∈ W

gi¸ trÞ dßng d trong b¶ng chän tuyÕn chuyÓn thµnh (p, Dd(v)) vµ néi dung ®iÒu khiÓn [d, Dd(v)] ®−îc göi tíi tÊt c¶ c¸c nót l©n cËn. Chó ý r»ng tin nµy kh«ng cÇn ph¶i göi tíi c¸c nót ®Ých mµ gi¸ thµnh tíi chóng kh«ng thay ®æi.

(a) Nót lµm viÖc N vµ nót l©n cËn cËn

Gi¸ thµnh B¶ng chän tuyÕn §Ých

B¶ng kho¶ng c¸ch §Ých A B Gi¸ thµnh nót X Y Z 5 2 3 3 6 5 Nót bªn c¹nh Z Z 2 3 A B

57 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

2 3 . . C D . . 2 5 . . 4 6 . . 4 3 . .

Z X . . C D . .

(b) (c)

PhÇn 3: Nót v nhËn ®−îc th«ng tin ®iÒu khiÓn [d, Dd(w)]. NÕu d = v th×

NÕu Dd(w) = ∞ hoÆc rÊt lín th× Cd(w) ®−îc g¸n gi¸ trÞ ®ã.

chÝnh v lµ ®Ých nªn bá qua. NÕu d ≠ v, nót v sÏ thùc hiÖn c¸c b−íc sau: 1. Thùc hiÖn chuyÓn Cd(v,w) ← Dd(w) + l(w, v) 2. TÝnh min Cd(v, w), w ∈ W. VÝ dô t×m ®−îc nót p.

3. NÕu min Cd(v, w) = Dd(w) th× ®Æt n = p. Ng−îc l¹i cho Dd(w) ← min Cd(v, w), w∈ W

vµ thay dßng d trong b¶ng chän tuyÕn cña v b»ng (p, Dd(v)) vµ göi th«ng tin ®iÒu khiÓn [d, Dd(w)] tíi tÊt c¶ c¸c nót bªn c¹nh. ThuËt to¸n nµy cho thÊy viÖc tèi thiÓu ho¸ gi¸ trÞ cña dßng trong b¶ng

D(v ) ← min [D(w) + l(w, v)] , w ∈ W

kho¶ng c¸ch sau khi ®· thay thÕ c¸c gi¸ trÞ t−¬ng øng chÝnh kµ to¸n tö do thuËt to¸n B thùc hiÖn.

§Ó so s¸nh víi hai thuËt to¸n ®· tr×nh bµy ë trªn, ta xÐt viÖc ¸p dông thuËt to¸n nµy cho m¹ng ë h×nh 3- 6, trong ®ã nót 1 lµ nót nguån võa ®−îc phôc håi. B¶ng 3-3 chØ ra dßng 1 cña c¸c b¶ng kho¶ng c¸ch vµ chän tuyÕn ë n¨m nót kh¸c trong m¹ng sau mçi vßng lÆp cña thuËt to¸n. Mçi vßng lÆp øng víi viÖc cã Ýt nhÊt mét nót nhËn th«ng tin ®iÒu khiÓn. Khi b¾t ®Çu thùc hiÖn thuËt to¸n, c¸c nót 2, 3, 4 l©n cËn nót 1 nhËn ra r»ng nót 1 ®· ®−îc phôc håi nªn liÒn tiÕn hµnh phÇn 1 cña thuËt to¸n, thay ®æi c¸c th«ng sè ë cét 1 trong b¶ng kheo¶ng c¸ch (“®−êng qua nót 1”), tõ gi¸ trÞ v« cïng thµnh c¸c gÝ trÞ x¸c ®Þnh l(1, v), v = 2, 3, 4. Sù thay ®æi nµy kÐo theo sù thay ®æi trong b¶ng chän tuyÕn vµ viÖc göi c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn tíi c¸c nót kh¸c. Trong vÝ dô nµy c¸c nót 2, 3, 4 sÏ thay ®æi gi¸ trÞ kho¶ng c¸ch cña chóng tíi nót 1 vµ göi th«ng tin ®iÒu khiÓn tíi tÊt c¶ c¸c nót cã liªn quan. C¸c nót nhËn ®−îc th«ng tin nµy sÏ thùc hiÖn phÇn 3 cña thuËt to¸n cã nghÜa lµ bæ sung gi¸ thµnh ®−êng nèi vµo trong b¶ng kho¶ng c¸ch, tÝnh kho¶ng c¸ch tèi thiÓu, ®−a vµo b¶ng chän tuyÕn nÕu cã sù thay ®æi, vµ göi l¹i tin ®i tíi tÊt c¶ c¸c nót liªn quan. Trong b¶ng 3-3 ®ã lµ sù g¸n nh·n cña vßng lÆp 1. MÆc dï c¸c th«ng sè cña b¶ng kho¶ng c¸ch t¹i tÊt c¶ c¸c nót ®Õu thay ®æi theo kÕt qu¶ cña vßng lÆp nµy, b¶ng chän tuyÕn chØ thay ®æi t¹i nót 3, 5 vµ 6 th«i. Ba nót nµy l¹i göi c¸c néi dung ®iÒu khiÓn vÒ gi¸ thµnh tíi ®Ých 1 cho tÊt c¶ c¸c nót l©n cËn cña chóng. Sau vßng lÆp 2 m« t¶ viÖc c¸c nót nhËn ®−îc néi dung trªn vµ tiÕn hµnh phÇn 3 cña thuËt to¸n. Sau vßng lÆp nµy th× c¸c th«ng sè trong b¶ng chän tuyÕn cña nót 3 vµ nót 6 thay ®æi. Ta tiÕp tôc thùc hiÖn vßng thø

58 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

ba. Sau khi thÊy kh«ng cßn thay ®æi g× n÷a trong b¶ng chän tuyÕn th× thuËt to¸n dõng.

B¶ng 3-3 ¸p dông thuËt to¸n B ph©n bè cho m¹ng ë h×nh 3-6 B−íc khëi ®Çu: Nót 1 ®−îc phôc håi, c¸c nót 2, 3, 4 thùc hiÖn phÇn 1

cña thuËt to¸n

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Nót 4 Kho¶ng c¸ch Qua 1 2 3 5 Nót 5 Kho¶ng c¸ch Qua 3 4 6 Nót 6 Kho¶ng c¸ch Qua 3 5 Nót 2 Kho¶ng c¸ch Qua 1 3 4

1 2 1 5 1 1 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

1 ∞ ∞ ∞ Nót 4 göi [1,1] tíi c¸c nót l©n cËn 2 ∞ ∞ Nót 2 göi [1,2] tíi c¸c nót l©n cËn Nót 3 Kho¶ng c¸ch Qua 1 2 4 5 6 5 ∞ ∞ ∞ ∞ Nót 3 göi [1, 5] tíi c¸c nót l©n cËn

B−íc 1: C¸c nót nhËn néi dung vµ tiÕn hµnh b−íc thø 3 cña thuËt to¸n

Chän tuyÕn Qua gi¸

chän ®−êng.

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Nót 4 Kho¶ng c¸ch Qua 1 2 3 5 Nót 5 Kho¶ng c¸ch Qua 3 4 6 Nót 6 Kho¶ng c¸ch Qua 3 5 Nót 2 Kho¶ng c¸ch Qua 1 3 4

1 2 4 4 1 4 8 3 10 1 1 6 2 ∞ 4 2 10 ∞

Göi [1, 2]

Göi [3, 10]

2 8 3 Kh«ng göt ∞ Kh«ng göi Nót 3 Kho¶ng c¸ch Qua 1 2 4 5 6 5 5 4 ∞ ∞ Göi [1, 4] tíi c¸c nót l©n cËn

Chän tuyÕn Qua gi¸

B−íc 2: C¸c nót nhËn néi dung míi vµ tiÕn hµnh b−íc 3 cña thuËt to¸n

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Chän tuyÕn Qua gi¸

Nót 4 Kho¶ng c¸ch Qua 1 2 3 5 Nót 5 Kho¶ng c¸ch Qua 3 4 6 Nót 6 Kho¶ng c¸ch Qua 3 5 Nót 2 Kho¶ng c¸ch Qua 1 3 4

Nót 3 Kho¶ng c¸ch Qua 1 2 4 5 6

1 2 5 5 4 5 3 1 4 7 3 1 1 5 2 4 2 2 4 5 4

2 7 3 Kh«ng göt 3 5 Göi [1, 3] 12 Göi [1, 4]

Kh«ng göi B−íc 3: C¸c nót nhËn néi dung míi vµ tiÕn hµnh b−íc 3 cña thuËt to¸n

Chän tuyÕn

Chän tuyÕn

Chän tuyÕn

Chän tuyÕn

Chän tuyÕn

Nót 2 Kho¶ng c¸ch Nót 3 Kho¶ng c¸ch Nót 4 Kho¶ng c¸ch Nót 5 Kho¶ng c¸ch Nót 6 Kho¶ng c¸ch

59 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Qua gi¸ Qua 1 2 3 5 Qua gi¸ Qua 3 4 6 Qua gi¸ Qua 3 5 Qua gi¸ Qua 1 3 4 Qua gi¸

Qua 1 2 4 5 6

1 2 5 5 4 5 3 1 4 6 3 1 1 4 2 6 4 2 8 4 5 4

3 9

2 6 3 Kh«ng ph¶i göi néi dung míi v× kh«ng cã thay ®æi

60 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

CH¦¥NG IV c¸c giao thøc chän ®−êng ®−îc sö dông trong internet

Trong ch−¬ng nµy chóng ta sÏ ®Ò cËp tíi c¸c giao thøc c¬ b¶n nhÊt ®−îc sö dông trong c¸c m¹ng TCP/IP nhÊt lµ trong m¹ng Internet toµn cÇu.C¸c giao thøc chän ®−êng sö dông c¸c thuËt to¸n chän ®−êng ®· ®−îc ®Ò cËp ë ch−¬ng tr−íc ®Ó tÝnh to¸n t×m c¸c con ®−êng ng¾n nhÊt. Ngoµi ra chóng ta cßn ®i s©u t×m hiÓu c¸c kÜ thuËt kh¸c mµ giao thøc chän ®−êng ®· sö dông ®Ó phôc vô cho viÖc chän ®−êng nh−: cËp nhËt th«ng tin chän ®−êng, khu«n d¹ng c¸c th«ng b¸o (Message) mµ giao thøc ho¹t ®éng...

Chóng ta còng sÏ lµm quen víi kiÕn tróc ph©n cÊp cña m¹ng m¸y tÝnh ®ang ®−îc sö dông, kh¸i niÖm hÖ thèng tù trÞ (Autonomous System-AS ) vµ sÏ thÊy ®−îc sù ¶nh h−ëng cña m« h×nh nµy tíi viÖc chän ®−êng. Trong m« h×nh m¹ng ph©n cÊp sÏ cã c¸c lo¹i giao thøc kh¸c nhau ®−îc sö dông ë c¸c cÊp kh¸c nhau vµ ph−¬ng thøc ho¹t ®éng cña chóng còng v× thÕ mµ kh¸c nhau. C¸c giao thøc sÏ ®−îc tr×nh bµy trong ch−¬ng nµy bao gåm: • Giao thøc EGP (Exterior Gateway Protocol) ®−îc c¸c core Router sö dông

®Ó b¸o tin gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c nhau víi nhau.

• C¸c giao thøc ®−îc sö dông bªn trong cña b¶n th©n mét hÖ thèng tù trÞ (AS) gäi lµ c¸c giao thøc IGPs (Interior Gateway Protocols) ®Ó thùc hiÖn c¸c chän ®−êng trong AS ®ã. Chóng kh«ng thÓ biÕt tíi c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c. Bé c¸c giao thøc IGPs bao gåm c¸c giao thøc: RIP, HELLO, OSPF

4.1 Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n

4.1.1 HÖ thèng tù trÞ (Autonomous System - AS) KiÕn tróc m¹ng ban ®Çu ®−îc x©y dùng xung quanh c¸c hÖ thèng nh©n (Core System). VÝ dô ®iÓn h×nh cña kiÕn tróc m¹ng nµy lµ m¹ng ARPANET, tiÒn th©n cña m¹ng Internet. M¹ng bao gåm mét bé nhá c¸c Router gäi lµ c¸c Router nh©n vµ mét bé lín h¬n c¸c Router ë xa. C¸c Router nh©n chøa th«ngtin vÒ mäi ®Ých kh¶ dông, c¸c Router ë xa chøa c¸c th«ng tin bé phËn.Bé c¸c Router nh©n ®−îc ®iÒu hµnh bëi mét trung t©m vËn hµnh m¹ng (Internet Network Operation Center – INOC ) trong khi c¸c Router ë xa ®−îc ®iÒu khiÓn vµ qu¶n lý bëi mét tæ chøc t¹i site ®ã. HÖ thèng m¹ng nµy chØ ®−îc x©y dùng trªn mét backbone duy nhÊt, chóng sö dông giao thøc GGP(Gateway-to-Gateway) ®Ó chän ®−êng vµ nh×n chung lµ ho¹t ®éng tèt. VÊn ®Ò thùc sù n¶y sinh khi m¹ng t¨ng tr−ëng. Mét sè vÊn ®Ò vÒ chän ®−êng ®· n¶y sinh ch¼ng h¹n nh− viÖc c¸c core Router sÏ cã thÓ kh«ng chän ®−îc tuyÕn ®−êng tèi −u khi tuyÕn ®ã ph¶i ®i qua backbone, hoÆc khi c¸c m¹ng trong mét site cã cÊu tróc ph©n cÊp phøc t¹p. V× môc ®Ých chän ®−êng, mét nhãm c¸c m¹ng vµ c¸c Router ®−îc ®iÒu khiÓn bëi mét nhµ chøc tr¸ch qu¶n lý ®¬n lÎ ®−îc gäi lµ hÖ thèng tù trÞ (Autonomous system). C¸c Router trong mét hÖ thèng tù trÞ tù do chän c¸c ph−¬ng tiÖn cho nã ®Ó ph¸t hiÖn, truyÒn b¸,

61 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

phª chuÈn vµ kiÓm tra sù phï hîp cña c¸c tuyÕn ®−êng. Nhí r»ng d−íi sù ®Þnh nghÜa nµy, core system b¶n th©n nã h×nh thµnh mét hÖ thèng tù trÞ.

ý t−ëng hÖ thèng tù trÞ lµ mét sù kh¸i qu¸t ho¸ kh«ng phøc t¹p vµ tù nhiªn cña kiÕn tróc nh©n, víi c¸c hÖ thèng tù trÞ thay thÕ cho c¸c m¹ng côc bé. H×nh sau m« t¶ ý t−ëng nµy:

.............

R1

R2

Rn

Backbone Network

H×nh 4-1: KiÕn tróc cña mét internet víi c¸c hÖ thèng tù trÞ t¹i c¸c

backbone sites. Mçi hÖ thèng tù trÞ bao gåm nhiÒu m¹ng vµ c¸c Router bªn d−íi mét chÝnh quyÒn qu¶n lý.

Cã vÎ nh− lµ ®Þnh nghÜa cña chóng ta vÒ hÖ thèng tù trÞ cßn m¬ hå, nh−ng trong thùc tÕ, nh÷ng biªn giíi gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ ph¶i chÝnh x¸c ®Ó cho phÐp c¸c gi¶i thuËt tù ®éng thùc hiÖn c¸c quyÕt ®Þnh chän ®−êng. VÝ dô, mét hÖ thèng tù trÞ së h÷u bëi mét c«ng ty cã thÓ chän kh«ng ph¶i ®Ó chän ®−êng cho c¸c packets qua mét hÖ thèng tù trÞ së h÷u bëi tæ chøc kh¸c dï r»ng chóng kÕt nèi trùc tiÕp. §Ó lµm cho gi¶i thuËt chän ®−êng tù ®éng cã thÓ thùc hiÖn ®Ó ph©n biÖt gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ, mçi hÖ thèng ®−îc g¸n mét sè hiÖu hÖ thèng tù trÞ (autonomous system Number) bëi cïng nhµ qu¶n lý trung t©m (central authority), n¬i ®−îc n¹p cïng víi tÊt c¶ ®Þa chØ m¹ng Internet. Khi 2 Router trao ®æi th«ng tin kh¶ n¨ng ®¹t tíi m¹ng (network reachability information),c¸c Messages mang c¸c ®Þnh danh hÖ thèng tù trÞ, c¸i mµ c¸c Router ®¹i diÖn cho.

AS 1 AS 2 AS n

§Ó lµm cho c¸c m¹ng Èn trong c¸c hÖ thèng tù trÞ cã thÓ ®i tíi ®−îc kh¾p Internet, mçi hÖ thèng tù trÞ ph¶i ®ång ý b¸o tr−íc th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng ®¹t tíi m¹ng, tíi c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c. Th«ng th−êng mét Router trong mét hÖ thèng tù trÞ cã tr¸ch nhiÖm b¸o tr−íc c¸c tuyÕn ®−êng vµ t−¬ng t¸c trùc tiÕp víi mét trong sè c¸c core Router. Dï sao hoµn toµn cã kh¶ n¨ng ®Ó cã vµi Router, mçi c¸i b¸o tin tr−íc mét m¹ng con cña c¸c m¹ng.

Mét m¹ng Internet TCP/IP lín cã cÊu tróc bæ sung ®Ó lµm phï hîp c¸c biªn giíi qu¶n lý: mçi tËp hîp cña c¸c m¹ng vµ c¸c Router ®−îc qu¶n lý bëi mét chÝnh quyÒn qu¶n lý sÏ ®−îc xem xÐt ®Ó trë thµnh mét hÖ thèng tù trÞ. Mét hÖ thèng tù trÞ tù do lùa chän mét kiÕn tróc chän ®−êng bªn trong, nh−ng

62 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

ph¶i tËp hîp th«ng tin vÒ tÊt c¶ c¸c m¹ng cña nã vµ chØ ®Þnh râ mét hoÆc nhiÒu Router sÏ chuyÓn th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c. Bëi v× Internet ®−îc kÕt nèi dïng kiÕn tróc nh©n, Nªn mäi hÖ thèng tù trÞ ph¶i chuyÓn th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi cho c¸c core Router.

C¸c phÇn sau tr×nh bµy chi tiÕt vÒ giao thøc c¸c Router sö dông ®Ó b¸o tin cho kh¶ n¨ng cã thÓ tíi m¹ng. C¸c phÇn sau võa trë l¹i c¸c c©u hái kiÕn tróc ®Ó th¶o luËn sù giíi h¹n c¸c giao thøc ¸p ®Æt trªn viÖc chän ®−êng. Chóng còng thÓ hiÖn viÖc lµm thÕ nµo m« h×nh Internet cã thÓ ®−îc më réng.

4.1.2 Exterior Router vµ Interior Router Hai Router trao ®æi th«ng tin chän ®−êng ®−îc nãi lµ Exterior Neighbors nÕu chóng thuéc vÒ 2 hÖ thèng tù trÞ kh¸c nhau, vµ lµ Interior Neighbor nÕu chóng thuéc cïng mét hÖ thèng tù trÞ. Giao thøc mµ Exterior neighbor sö dông ®Ó b¸o tr−íc th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi cho c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c ®−îc gäi lµ Extorior Gateway Protocol (EGP), vµ c¸c Router sö dông nã ®−îc gäi lµ Exterior Routers. Trong Internet, EGP ®Æc biÖt quan träng bëi v× c¸c hÖ thèng tù trÞ sö dông nã ®Ó b¸o tr−íc th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc cho hÖ thèng “nh©n”.

4.2 Giao thøc chän ®−êng EGP ( Exterior Gateway Protocol ) EGP lµ mét giao thøc chän ®−êng ®−îc c¸c Exterior Router sö dông ®Ó b¸o tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi c¸c m¹ng trong hÖ thèng tù trÞ cña nã cho c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c.H×nh 4-2 minh ho¹ kh¸i niÖm hai Exterior Routers R1 vµ R2 sö dông EGP ®Ó b¸o tin cho c¸c m¹ng trong hÖ thèng tù trÞ cña chóng sau khi thu l−îm ®−îc th«ng tin. Nh− tªn gäi cña nã, Exterior Routers th−êng ë gÇn r×a cña mét hÖ thèng tù trÞ.

R1

R1

H×nh vÏ minh ho¹ hai Extorior neighbors sö dông EGP. Router R1 tËp trung c¸c th«ng tin vÒ c¸c m¹ng trong hÖ thèng tù trÞ 1 vµ göi b¸o c¸o c¸c th«ng tin ®ã tíi Router R2 b»ng viÖc dïng EGP, trong khi ®ã Router R2 sÏ göi b¸o c¸o th«ng tin tõ hÖ thèng tù trÞ 2 cho R1. EGP cã ba ®iÓm chÝnh. Thø nhÊt lµ nã hç trî mét c«ng cô dµnh lÊy hµng xãm, c«ng cô cho phÐp mét Router yªu cÇu tíi mét Router

AS2 AS1

kh¸c ®Ó tho¶ thuËn r»ng c¶ hai Router sÏ giao tiÕp th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc c¸c m¹ng. Khi ®ã chóng ta nãi r»ng mét Router ®· dµnh ®−îc mét l¸ng giÒng EGP (EGP peer hay EGP neighbor). EGP peers lµ c¸c l¸ng

63 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

giÒng chØ víi nghÜa lµ chóng sÏ trao ®æi th«ng tin chän ®−êng: kh«ng cã kh¸i niÖm gÇn vÒ ®Þa lý. Thø hai lµ: mét Router sÏ tiÕp tôc kiÓm tra xem c¸c EGP neighbors cña chóng lµ ®ang t−¬ng xøng hay kh«ng. §iÓm thø ba lµ c¸c EGP neighbor trao ®æi ®Þnh kú c¸c th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®Õn ®−îc m¹ng b»ng viÖc chuyÓn c¸c th«ng b¸o cËp nhËt chän ®−êng.

4.2.1 EGP Message Header §Ó lµm phï hîp ba chøc n¨ng c¬ b¶n, EGP ®Þnh nghÜa 9 kiÓu message

ë b¶ng d−íi ®©y:

to acquisition

to acquisition

termination of neighbor

cease to

Request Router become a neighbor (peer) Positive Response request Negative Reponse Request Request relation ship Cofirmation Response Request. Request neighbor to Respond if alive Response to hello Message Requests Network Routing Update Network reachability infor Responese to incorrect Message

KiÓu Message (EGP Message Type) M« t¶ (Description) 1) Acquisition Request 2) Acquisition Confirm 3) Acquisition Refuse 4) Cease Request 5) Cease Confirm 6) Hello 7) I heard you 8) Poll Request 9) Routing Update 10) Error

TÊt c¶ c¸c Message EGP b¾t ®Çu víi mét header cè ®Þnh ®Ó ®Þnh nghÜa

0 8 16 24 31 kiÓu Message. Sau ®©y lµ khu«n d¹ng cña header EGP

TYPE CODE STATUS VERSION

AUTONOMOUS SYSTEM NUM

CHECKSUM SEQUENCE NUMBER

Tr−êng header cã nh·n lµ VERSION, chøa mét sè integer ®Þnh danh Version cña EGP ®−îc dïng ®Ó t¹o khu«n d¹ng Message. Bªn nhËn kiÓm tra sè hiÖu version ®Ó x¸c minh lµ phÇn mÒm ®ang dïng cã gièng phiªn b¶n cña giao thøc hay kh«ng. Tr−êng TYPE ®Þnh danh kiÓu cña Message, víi tr−êng CODE dïng ®Ó ph©n biÖt gi÷a c¸c kiÓu nhá h¬n. Tr−êng STATUS chøa th«ng tin t×nh tr¹ng phô thuéc, EGP sö dông mét tæng kiÓm tra ®Ó x¸c minh râ lµ Message ®Õn cßn nguyªn vÑn. Nã còng dïng gi¶i thuËt tæn kiÓm tra (checksum) gièng hÖt IP. Khi thùc hiÖn tÝnh to¸n, tr−êng checkSUM ®−îc coi

64 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

lµ chøa toµn 0,vµ message ®−îc ®én (pad ) nhiÒu 16 bit b»ng viÖc thªm vµo c¸c sè 0

Tr−êng AUTONOMOUS SYSTEM NUM. ®−a ra con sè ®−îc g¸n cña hÖ thèng tù trÞ cña Router göi message vµ tr−êng SEQUENCE NUMBER chøa mét sè mµ ng−êi göi dïng ®Ó liªn kÕt c¸c phóc ®¸p víi c¸c Message. Mét Router thiÕt lËp mét gi¸ trÞ thø tù khëi ®Çu khi dµnh ®−îc mét l¸ng giÒng vµ t¨ng sè thø tù mçi lÇn nã göi mét Message. C¸c l¸ng giÒng phóc ®¸p víi sè thø tù cuèi cïng nã nhËn ®−îc, cho phÐp ng−êi göi lµm phï hîp c¸c ®¸p øng cho c¸c truyÒn dÉn.

4.2.2 Th«ng b¸o dµnh l¸ng giÒng EGP (EGP Neighbor Acquisition

Message)

8 16 24 31 0 Mét Router göi c¸c Message neighbor acquisition ®Ó thiÕt lËp giao tiÕp EGP víi Router kh¸c. Nhí r»ng EGP kh«ng x¸c ®Þnh râ t¹i sao hoÆc lµm thÕ nµo mét Router chän mét Router kh¸c lµm l¸ng giÒn cña nã. Chóng ta gi¶ sö lµ nh÷ng lùa chän nh− thÕ ®−îc thùc hiÖn bëi c¸c tæ chøc chÞu tr¸ch nhiÖm qu¶n lý c¸c Router vµ kh«ng ph¶i bëi c¸c phÇn mÒm giao thøc. H¬n n÷a ®èi víi c¸c header chuÈn víi mét sè thø tù, c¸c neighbor acquisition Message chøa c¸c gi¸ trÞ khëi ®Çu cho mét kho¶ng thêi gian (time interval) ®−îc sö dông ®Ó kiÓm tra lµ c¸c neighbor cßn sèng hay lµ kh«ng (gäi lµ mét hello interval), vµ mét polling interval ®Ó ®iÒu khiÓn tÇn sè tèi ®a cña c¸c cËp nhËt chän ®−êng. Bªn göi cung cÊp mét “polling interval of n” ®Ó x¸c ®Þnh râ lµ bªn nhËn kh«ng nªn poll l©u h¬n n gi©y mçi lÇn. Ng−êi göi khëi ®Çu cã thÓ thay ®æi kho¶ng thêi gian poll. H¬n n÷a c¸c kho¶ng thêi gian poll c¸c l¸ng giÒng sö dông cã thÓ kh«ng gièng nhau, cã thÓ mét l¸ng giÒng poll th−êng xuyªn h¬n nh÷ng c¸i kh¸c. H×nh bªn biÓu diÔn khu«n d¹ng cña c¸c acquisition Message vµ c¸c phóc ®¸p.

VERSION TYPE(3) STATUS

CODE(0 to 4) AUTONOMOUS SYSTEM NUM HELLO INTERVAL

CHECKSUM SEQUENCE NUMBER POLL INTERVAL

H×nh 4-2: Khu«n d¹ng cña th«ng b¸o dµnh l¸ng giÒng EGP Tr−êng CODE ®Þnh danh c¸c Message ®Æc biÖt sau:

Message Acquisition Request Acquisition Confirm Acquisition Request Cease Request Cease Confirm CODE 0 1 2 3 4

65 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

4.2.3 Th«ng b¸o kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc Router l¸ng giÒng (EGP Neighbor Reachability Messages)

EGP cho phÐp hai d¹ng kiÓm tra lµ cã mét l¸ng giÒng cßn sèng hay lµ kh«ng. ë kiÓu chñ ®éng, c¸c Router kiÓm tra c¸c l¸ng giÒng b»ng viÖc göi c¸c th«ng b¸o lo¹i Hello mét c¸ch ®Þnh kú cïng víi c¸c poll Message vµ ®îi tr¶ lêi. ë d¹ng thô ®éng, mét Router phô thuéc vµo l¸ng giÒng cña nã ®Ó göi c¸c th«ng b¸o hello hoÆc poll ®Þnh kú. Mét Router ho¹t ®éng ë d¹ng thô ®éng sö dông th«ng tin tõ tr−êng STATUS cña mét reachability Message ®Ó suy ra lµ l¸ng giÒng th× cßn sèng hay kh«ng vµ peer biÕt lµ nã cã cßn alive hay kh«ng. Th«ng th−êng c¶ hai Router lµ mét cÆp ho¹t ®éng ë d¹ng chñ ®éng.

ViÖc ph©n chia tÝnh to¸n kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc l¸ng giÒng tõ c¸c trao ®æi th«ng tin chän ®−êng lµ rÊt quan träng, bëi v× nã dÉn tíi tæng chi phÝ (overhead) m¹ng thÊp h¬n. Bëi v× th«ng tin chän ®−êng m¹ng kh«ng thay ®æi th−êng xuyªn nh− t×nh tr¹ng cña c¸c Router riªng biÖt nªn nã kh«ng cÇn chuyÓn th−êng xuyªn. H¬n n÷a, c¸c neighbor reachability message th× nhá vµ ®ßi hái viÖc tÝnh to¸n Ýt, trong khi c¸c th«ng b¸o trao ®æi chän ®−êng th× lín vµ l¹i yªu cÇu tÝnh to¸n nhiÒu. Vµ v× vËy, b»ng viÖc ph©n chia ra 2 kiÓu kiÓm tra th× c¸c l¸ng giÒng cã thÓ ®−îc kiÓm tra th−êng xuyªn víi tæng chi phÝ tÝnh to¸n vµ giao tiÕp lµ Ýt nhÊt. H×nh sau cho ta thÊy c¸c yªu cÇu kh¶ n¨ng cã thÓ tíi l¸ng giÒng chØ gåm header message EGP.

0 8 16 24 31

VERSION TYPE CODE STATUS

AUTONOMOUS SYSTEM NUM.

CHECKSUM SEQUENCE NUMBER

H×nh 4-3: Khu«n d¹ng th«ng b¸o vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc l¸ng giÒng EGP. M· 0 ®Þnh nghÜa mét Hello request mesage.M· 1 x¸c ®Þnh mét ®¸p øng “I heard you”. Bëi v× cã thÓ Hello message hoÆc “I heard you response” bÞ mÊt khi truyÒn, nªn EGP dïng mét d¹ng cña “K-out-of-n Rule” ®Ó xem xÐt kü lµ mét l¸ng giÒng võa thay ®æi tõ “up” thµnh “down” hay lµ kh«ng. C¸ch tèt nhÊt ®Ó nghÜ vÒ gi¶i thuËt lµ t−ëng t−îng mét Router göi mét sè thø tù liªn tôc cña c¸c Hello message vµ nhËn I heard you response vµ nghÜ tíi mét cöa sæ spanning n trao ®æi gÇn ®©y nhÊt ph¶i thÊt b¹i ®Ó Router tuyªn bè lµ neighbor cña nã “down”, vµ Ýt nhÊt j lÇn thµnh c«ng ®Ó Router nãi r»ng neighbor cña nã lµ “up”, mét khi nã ®· ®−îc c«ng bè lµ “down”. ChuÈn giao thøc ®Ò xuÊt nh÷ng gi¸ trÞ cho j vµ k, ®iÒu ngô ý r»ng 2 message thµnh c«ng ph¶i bÞ mÊt tr−íc khi EGP sÏ c«ng bè lµ peer “down” (hoÆc “up”).

HiÖn t−îng trÔ ®−îc ®−a ra bëi j vµ k cã mét hiÖu qu¶ quan träng trong toµn bé sù thùc thi cña EGP. Còng nh− víi bÊt kú gi¶i thuËt chän ®−êng nµo, EGP kh«ng truyÒn b¸ nh÷ng thay ®æi kh«ng cÇn thiÕt. Lý do thËt ®¬n gi¶n:

66 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

nh÷ng thay ®æi kh«ng dõng l¹i sau khi mét Router truyÒn b¸ chóng tíi EGP l¸ng giÒng cña nã. L¸ng giÒng cã thÓ truyÒn b¸ chóng tíi c¸c Router kh¸c còng ch¼ng h¹i g×. ViÖc gi¶m tèi thiÓu nh÷ng thay ®æi tuyÕn nhanh chãng lµ ®iÒu ®Æc biÖt cèt yÕu khi mét EGP l¸ng giÒng sö dông mét gi¶i thuËt vector- distance ®Ó truyÒn b¸ c¸c thay ®æi bëi v× c¸c thay ®æi liªn miªn cã thÓ khiÕn c¸c gi¶i thuËt vector-distance kh«ng æn ®Þnh. V× vËy, nÕu c¸c exterior Routers b¸o c¸o nh÷ng thay ®æi kh¶ n¨ng cã thÓ ®Õn m¹ng bÊt cø khi nµo mét message bÞ mÊt, th× chóng cã thÓ g©y ra cho hÖ thèng chän ®−êng cßn l¹i trong sù qu¸ ®é liªn miªn.

8 16 24 31 0 4.2.4 C¸c th«ng b¸o EGP poll request “EGP poll request” vµ “EGP poll respone message” cho phÐp mét Router dµnh ®−îc th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi m¹ng (network reachability information). H×nh sau m« t¶ khu«n d¹ng Message

VERSION TYPE(3) STATUS

CODE(0 to 4) AUTONOMOUS SYSTEM NUM HELLO INTERVAL

CHECKSUM SEQUENCE NUMBER POLL INTERVAL

H×nh 4-4: Khu«n d¹ng th«ng b¸o lo¹i Poll. Code 0 x¸c ®Þnh mét th«ng b¸o lo¹i “hello request” trong khi code 1 x¸c ®Þnh mét “I heard you response”

Tr−êng IP SOURCE NETWORK chØ râ mét m¹ng chung ®èi víi c¸c hÖ thèng tù trÞ lµ n¬i mµ c¶ hai Router ®−îc g¾n nèi. Phóc ®¸p sÏ chøa ®ùng c¸c tuyÕn ®−êng cã nh÷ng kho¶ng c¸ch ®−îc ®o cïng víi mèi liªn quan tíi c¸c Router trªn m¹ng nguån IP ®· ®−îc chØ ra.

Cã lÏ lµ rÊt khã hiÓu t¹i sao EGP chän ®Ó thùc hiÖn mét polling Request chØ râ mét m¹ng nguån. Cã hai lý do, lý do thø nhÊt: chóng ta nhí l¹i lµ mét Router nèi tíi hai hoÆc nhiÒu m¹ng vËt lý. NÕu mét øng dông trªn Router thi hµnh EGP, nã cã thÓ kh«ng biÕt giao diÖn nµo yªu cÇu EGP ®Õn. V× vËy, nã cã thÓ kh«ng biÕt c¸c yªu cÇu chuyÓn ®Õn m¹ng nµo. Thø hai, c¸c Router ch¹y EGP th−êng thu thËp th«ng tin cho toµn bé mét hÖ thèng tù trÞ. Khi b¸o tr−íc kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi m¹ng, th× extorior Router göi tíi c¸c l¸ng giÒng mét bé c¸c cÆp, trong ®ã mçi cÆp x¸c ®Þnh mét m¹ng ®Ých trong hÖ thèng tù trÞ vµ Router sö dông ®Ó ®i tíi ®Ých ®ã. DÜ nhiªn, Router sö dông ®Ó ®¹t tíi mét ®Ých phô thuéc vµo n¬i l−u th«ng ®i vµo hÖ thèng tù trÞ. M¹ng nguån ®· ®−îc ®Ò cËp trong polling Request x¸c ®Þnh râ ®iÓm t¹i ®ã c¸c packets sÏ ®i vµo hÖ thèng tù trÞ.

4.2.5 Th«ng b¸o cËp nhËt chän ®−êng (EGP Routing Update

Message )

67 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Mét extorior Router göi mét message cËp nhËt chän ®−êng ®Ó chuyÓn (convey) th«ng tin vÒ c¸c m¹ng cã thÓ tíi cho EGP neighbor cña nã. Th«ng th−êng, Router võa ®· thu l−îm th«ng tin vµ ®ang lµm c¸c th«ng tin ®ã trë nªn s½n cã ®èi víi mét Router ë trong hÖ thèng tù trÞ kh¸c. VÒ nguyªn t¾c, mét Router ch¹y EGP cã thÓ b¸o c¸o hai kiÓu cña reachability tíi mét peer.KiÓu thø nhÊt gåm c¸c m¹ng ®Ých, nh÷ng c¸i cã thÓ ®¹t tíi hoµn toµn trong hÖ thèng tù trÞ cña Router. KiÓu thø hai bao gåm c¸c m¹ng ®Ých, nh÷ng c¸i mµ Router võa häc vÒ nã, nh−ng chóng n»m xa biªn giíi hÖ thèng tù trÞ cña Router.

§iÒu quan träng ®Ó hiÓu lµ EGP kh«ng cho phÐp mét Router tuú ý b¸o tin kh¶ n¨ng cã thÓ tíi mét m¹ng ®Ých tuú ý. Sù h¹n chÕ giíi h¹n mét Router b¸o biÕt chØ víi nh÷ng ®Ých mµ ®èi víi c¸c ®Ých ®ã th× Router lµ authority. NghÜa lµ “EGP h¹n chÕ mét (noncore) Router chØ b¸o tin cho nh÷ng m¹ng cã thÓ ®¹t tíi hoµn toµn tõ trong hÖ thèng tù trÞ cña nã “

24 31

STATUS 8 TYPE(1)

16 CODE(0) AUTONOMOUS SYSTEM NUM. # EXT.GWYS # INT.GWYS

0 VERSION CHECKSUM SEQUENCE NUMBER IP SOURCE NETWORK ROUTER1 IP ADDRESS (WITHOUT NET PREFIX ) # DISTANCE #NET AT D11 DISTANCE D11 NETWORK1 AT DISTANCE D11 NETWORK2 AT DISTANCE D11 ........................................................... DISTANCE D12 #NET AT D12 NETWORK1 AT DISTANCE D12 NETWORK2 AT DISTANCE D12 .......................................................... ROUTER N IP ADDRESS (WITHOUT NET PREFIX ) # DISTANCE #NET AT Dn1 DISTANCE Dn1 NETWORK1 AT DISTANCE Dn1 NETWORK2 AT DISTANCE Dn1 .............................................. LAST NET AT LAST DISTANCE FOR ROUTER N

LuËt hÖ thèng nµy, ®«i khi ®−îc gäi lµ “EGP third party restriction”, ®−îc dù ®Þnh ®Ó ®iÒu khiÓn sù truyÒn b¸ th«ng tin vµ cho phÐp mçi hÖ thèng

68 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

tù trÞ chän chÝnh x¸c lµm thÕ nµo nã b¸o tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc. VÝ dô, nÕu mçi khu ®¹i häc h×nh thµnh mét hÖ thèng tù trÞ, mét Router trªn khu ®¹i häc ®ã cã thÓ tËp hîp th«ng tin vÒ c¸c m¹ng trªn khu ®ã vµ b¸o chóng tíi bÊt cø ng−êi nµo cung cÊp kÕt nèi Internet campus, nh−ng mét khu ®¹i häc sÏ kh«ng b¸o c¸c tuyÕn ®−êng tíi c¸c m¹ng trªn c¸c campus kh¸c. DÜ nhiªn lµ “third-party restriction” th× kh«ng ¸p dông cho c¸c hÖ thèng core. H×nh 4-5: Khu«n d¹ng th«ng b¸o cËp nhËt chän ®−êng. TÊt c¶ mäi Router ®−îc ®−a ra ®Òu liªn quan tíi mét m¹ng x¸c ®Þnh.Th«ng b¸o nµy liÖt kª c¸c Router trªn m¹ng ®ã vµ kho¶ng c¸ch tõ mçi Router.

H×nh trªn minh ho¹ khu«n d¹ng cña mét message cËp nhËt chän ®−êng. Tr−êng HINT.GWYS vµ HEXT.GWYS ®−a ra sè interior vµ extorior Routers cho phÐp dÔ dµng biÕt lµ c¸c kho¶ng c¸ch cã thÓ so s¸nh ®−îc hay kh«ng. Kh«ng may, kh«ng thÓ lµm mét sù ph©n biÖt nh− vËy tõ c¸c ®Þa chØ Router mét m×nh, vµ khu«n d¹ng message kh«ng chøa ®ùng sù dù phßng kh¸c. Trong thùc tÕ, nh÷ng sù thùc thi EGP v−ît qua vÊn ®Ò nµy b»ng viÖc göi c¸c message cËp nhËt ph©n chia cho c¸c interior vµ exterior Routers. Tr−êng IP SOURCE NETWORK ®−a ra m¹ng mµ tõ ®ã tÊt c¶ kh¶ n¨ng cã thÓ tíi ®−îc ®ã.

VÒ mét nghÜa nµo ®ã th× EGP routing update message lµ mét sù tæng qu¸t ho¸ cña GGP routing update Message bëi v× chóng lµm thÝch hîp nhiÒu Router thay v× mét Router ®¬n lÎ. V× vËy, c¸c tr−êng cña routing update Message theo sau IP SOURCE NETWORK h×nh thµnh mét sù liªn tiÕp c¸c khèi, n¬i mçi khèi ®em tíi mét reachability information cho mét trong c¸c Router trªn source network. Mét khèi (block) b¾t ®Çu víi ®Þa chØ IP cña mét Router. C¸c m¹ng cã thÓ tíi ®−îc tõ Router ®ã ®−îc lªn danh s¸ch theo cïng víi distance cña chóng. Gièng nh− GGP, EGP nhãm c¸c m¹ng thµnh c¸c bé dùa trªn “distance”. Víi mçi “distance”, cã mét l−îng c¸c m¹ng t¹i mçi distance ®ã ®−îc kÌm theo bëi danh s¸ch cña c¸c ®Þa chØ m¹ng. Sau danh s¸ch cña tÊt c¶ c¸c m¹ng t¹i mét kho¶ng c¸ch cho tr−íc, mÉu t−¬ng tù ®−îc lÆp l¹i cho tÊt c¶ c¸c gi¸ trÞ distance kh¸c.

4.2.6 Measuring From The Receivers Perspective

Tíi l¸ng giÒng ë AS kh¸c

69 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40 R1 R2

R3

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

H×nh 4-6: VÝ dô vÒ mét AS. Router R2 ch¹y EGP ®Ó b¸o c¸o kho¶ng c¸ch tíi tÊt c¶ c¸c m¹ng ®−îc ®o tõ nguån.

Kh«ng gièng phÇn lín c¸c giao thøc lµ th−êng c¸c chi phÝ cña b¶n th©n nã ®Ó ®i tíi c¸c m¹ng ®Ých.ThÕ vµo ®ã, nã ®o ®−îc kho¶ng c¸ch tõ m¹ng nguån chung nªn tÊt c¶ c¸c distance lµ ®óng tõ triÓn väng cña peer. H×nh sau minh ho¹ ý t−ëng nµy Trong vÝ dô ë h×nh trªn, Router R2 ®· ®−îc chØ ®Þnh ®Ó ch¹y EGP thay mÆt cho hÖ thèng tù trÞ. Nã ph¶i b¸o c¸o kh¶ n¨ng tíi c¸c m¹ng tõ 1 tíi 4. Nã b¸o c¸o m¹ng 1 khi cã thÓ ®¹t tíi qua Router R1, c¸c m¹ng 3 vµ 4 khi cã thÓ ®¹t tíi qua Router R3, vµ m¹ng 2 khi cã thÓ ®¹t tíi qua R2. Tõ triÓn väng cña R2, m¹ng 2 n»m t¹i distance 0. Dï sao, nã b¸o c¸o m¹ng 2 n»m t¹i distance 1, kho¶ng c¸ch khi ®−îc ®o tõ m¹ng gèc.

4.2.7 H¹n chÕ cña EGP (The Key Restrection of EGP ) Chóng ta võa thÊy r»ng EGP giíi h¹n c¸c Routers, chØ cho phÐp chóng b¸o tin cho nh÷ng m¹ng ®Ých cã thÓ ®¹t tíi ®−îc toµn bé trong hÖ thèng tù trÞ cña Router. Dï sao, cã nhiÒu h¬n mét sù h¹n chÕ nguyªn t¾c c¬ b¶n do EGP t¹o ra: “EGP kh«ng gi¶i thÝch bÊt cø metrics kho¶ng c¸ch nμo cã mÆt trong c¸c th«ng b¸o cËp nhËt chän ®−êng “

C¸c luËt x¸c ®Þnh râ lµ mét gi¸ trÞ cña 255 cã nghÜa m¹ng kh«ng thÓ tíi ®−îc, nh−ng c¸c gi¸ trÞ kh¸c chØ cã thÓ so s¸nh nÕu chóng chuyÓn ®Õn (refer) c¸c Router trong cïng mét hÖ thèng tù trÞ. VÒ nguyªn t¾c (inesence), EGP sö dông tr−êng DISTANCE ®Ó ®Þnh râ lµ mét con ®−êng tån t¹i hay lµ kh«ng: gi¸ trÞ kh«ng thÓ ®−îc dïng ®Ó tÝnh to¸n tuyÕn ng¾n nhÊt trong 2 tuyÕn trõ phi nh÷ng Router ®ã ®Òu chøa bªn trong mét hÖ thèng tù trÞ ®¬n lÎ.

Chóng ta cã thÓ thÊy b©y giê t¹i sao mét Router trong mét hÖ thèng tù trÞ kh«ng nªn b¸o tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi cho c¸c m¹ng trong c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c n÷a (t¹i sao third party rule tån t¹i ). Sù quan s¸t chñ yÕu lµ: khi mét Router häc mét m¹ng trong mét hÖ thèng tù trÞ kh¸c, nã kh«ng dµnh ®−îc mét ®¹i l−îng kho¶ng c¸ch ®· ®−îc chÊp nhËn phæ biÕn. V× vËy, nã kh«ng nªn chuyÓn qua ®¹i l−îng ®ã. ViÖc b¸o tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi

70 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

®èi víi EGP th× t−¬ng ®−¬ng (equivalenr) ®Ó nãi r»ng: “hÖ thèng tù trÞ cña t«i cung cÊp mét con ®−êng tíi m¹ng nµy “

Nh×n vµo sù gi¶i thÝch cña c¸c kho¶ng c¸ch, c¸c c¸ch kh¸c cho phÐp ta nhËn ra r»ng EGP kh«ng thÓ ®−îc sö dông nh− mét gi¶i thuËt chän ®−êng. §Æc biÖt, thËm chÝ mét Router häc ®−îc vÒ 2 tuyÕn ®−êng kh¸c nhau tíi cïng mét m¹ng th× nã còng kh«ng thÓ biÕt tuyÕn nµo ng¾n h¬n. Kh«ng cã th«ng tin chän ®−êng, chóng ta ph¶i cÈn thËn b¸o tin chØ tuyÕn ®−êng chóng ta muèn traffic ®i theo ®ã. KÕt qu¶ lµ, chØ cã mét con ®−êng tõ core tíi mét m¹ng bÊt kú. Chóng ta cã thÓ tãm t¾t: “ Bëi v× EGP chØ truyÒn b¸ th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®i ®Õn m¹ng nªn nã h¹n chÕ topoloty cña bÊt kú m¹ng internet nµo sö dông EGP ®Õn mét kiÕn tróc h×nh thµnh c©y trong ®ã mét hÖ thèng nh©n h×nh thµnh gèc (Root): kh«ng cã c¸c vßng lÆp gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c ®−îc nèi kÕt tíi nã “

§iÓm mÊu chèt ë ®©y lµ bÊt kú internet nµo sö dông EGP ®Ó cung cÊp chän ®−êng gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ h×nh thµnh mét topology d¹ng h×nh c©y, trong ®ã mét core autonomous system t¹o ra gèc (root)

Sù h¹n chÕ trong EGP lµ t¹o ra mét cÊu tróc c©y dÉn ®Õn kÕt qu¶ tõ sù ph¸t triÓn lÞch sö cña internet tËp trung xung quanh mét back-bone ®¬n lÎ. MÆc dÇu nã cã lÏ nh− lµ v« h¹i, nh−ng sù h¹n chÕ nµy cã mét sè hËu qu¶ kinh ng¹c:

1) ViÖc kÕt nèi toµn bé gÆp sù cè nÕu hÖ thèng core Router gÆp sù cè. DÜ nhiªn kh«ng h¼n toµn bé core internet sÏ trôc trÆc mét c¸ch ®ång thêi nh−ng ®· cã vµi vÝ dô thó vÞ vÒ c¸c thÊt b¹i phô, ®Æc biÖt trong mét sè tr−êng hîp sù t¨ng tr−ëng nhanh cña internet dÉn tíi th«ng tin trong b¶ng chän ®−êng bÞ trµn trong c¸c core Router, c¶n trë EGP cµi ®Æt thµnh c«ng c¸c tuyÕn ®−êng tíi m¹ng míi. Nh÷ng ®Þa chØ m¹ng ®ã mµ ®· kh«ng thÓ ®−îc cµi ®Æt trong c¸c “core tables”, th× kh«ng thÓ ®¹t tíi ®−îc tõ nhiÒu phÇn cña internet 2) EGP chØ cã thÓ b¸o tin mét con ®−êng tíi mét m¹ng ®· ®−a ra. §ã lµ, t¹i bÊt kú kho¶ng thêi gian nµo ®−a ra, mäi l−u th«ng ®−îc ®Þnh tuyÕn tõ mét hÖ thèng tù trÞ tíi mét m¹ng trong hÖ thèng tù trÞ kh¸c sÏ ®i ngang qua mét con ®−êng, dï lµ cã nhiÒu kÕt nèi vËt lý tån t¹i. Còng nhí r»ng mét hÖ thèng tù trÞ bªn ngoµi sÏ chØ sö dông mét con ®−êng trë l¹i ngay khi hÖ thèng tù trÞ nguån chia c¸c l−u th«ng s¾p ®i gi÷a hai hoÆc nhiÒu con ®−êng. KÕt qu¶ lµ trÔ, vµ hiÖu suÊt gi÷a mét cÆp m¸y cã thÓ kh«ng ®èi xøng, g©y khã kh¨n cho viÖc gi¸m s¸t hoÆc dß lçi.

3) EGP kh«ng hç trî viÖc chia sÎ t¶i trªn c¸c Router gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ tuú ý. NÕu hai hÖ thèng tù trÞ cã nhiÒu Router kÕt nèi chóng, mét hÖ thèng sÏ c©n b»ng l−u th«ng gi÷a tÊt c¶ c¸c Router. EGP cho phÐp c¸c hÖ thèng tù trÞ chia t¶i bëi c¸c bé m¹ng, nh−ng nã kh«ng hç trî viÖc chia sÎ t¶i chung nhiÒu h¬n.

4) Nh− tr−êng hîp ®Æc biÖt cña ®iÓm thø ba, EGP th× kh«ng ®Çy ®ñ cho chän ®−êng tèt nhÊt ë trong mét kiÕn tróc cã nhiÒu m¹ng backbone ®−îc kÕt nèi t¹i nhiÒu ®iÓm.

5) Khã kh¨n ®Ó bËt chuyÓn (swith) tíi mét con ®−êng vËt lý thay thÕ nÕu con ®−êng gÆp sù cè, ®Æc biÖt khi c¸c con ®−êng qua 2 hoÆc nhiÒu hÖ

71 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

thèng tù trÞ. Bëi v× EGP kh«ng hiÓu ®−îc c¸c kho¶ng c¸ch, c¸c third-party kh«ng thÓ b¸o biÕt c¸c tuyÕn ®−êng vµ dùa vµo bªn nhËn ®Ó bËt chuyÓn tíi mét tuyÕn ®−êng thay thÕ nÕu mét tuyÕn bÞ sù cè. ThÕ vµo ®ã, tr¸ch nhiÖm lùa chän con ®−êng chi phÝ thÊp nhÊt ®Æt lªn c¸c exterior Routers.

4.2.8 Nh÷ng vÊn ®Ò kÜ thuËt (Technical Problems )

EGP cã mét sè yÕu ®iÓm, nhiÒu trong sè ®ã la nh÷ng chi tiÕt kü thuËt kh«ng b×nh th−êng. Nh÷ng ®iÓm yÕu nµy ph¶i ®−îc söa ch÷a tr−íc khi EGP cã thÓ hç trî m«i tr−êng Internet më réng mét c¸ch nhanh chãng. Nh÷ng nç lùc ®Ó cè ®Þnh vµi trong sè nh÷ng vÊn ®Ò nµy võa ®−îc tËp trung vµo vÊn ®Ò nhÊn m¹nh nhÊt lµ: lµm gi¶m kÝch th−íc cña c¸c message cËp nhËt. Nhí l¹i tõ phÇn ch−¬ng 15 lµ: c¸c message cËp nhËt chøa ®ùng mét danh s¸ch dµi cña c¸c m¹ng. Quan träng h¬n, nÕu bÊt kú mét fragmenrs nµo cña IP datagram bÞ mÊt th× toµn bé datagram ph¶i ®−îc truyÒn l¹i. MÆc dï nhiÒu vÊn ®Ò kü thuËt võa ®−îc ®Þnh danh nh−ng vµi nç lùc ®Ó t¹o ra mét version míi cña EGP ®Òu ®· thÊt b¹i. Nh÷ng cè g¾ng ®−îc gäi lµ EGP2 vµ EGP3 ®Òu bÞ r¬i xuèng sau khi c¸c thµnh viªn kh«ng thÓ ®ång ý trong nh÷ng c¸ch tiÕp cËn vµ nh÷ng ®iÓm chi tiÕt. Trong khi th¸m hiÓm nh÷ng kh¶ n¨ng cã thÓ, c¸c nhãm lµm viÖc ®· th¶o luËn vÒ nh÷ng sù thay thÕ EGP vµ ®· quyÕt ®Þnh r»ng: bëi v× cã qu¸ nhiÒu nh÷ng thay ®æi nÒn t¶ng cÇn thiÕt nªn c¸c c¶i tiÕn ®¬n gi¶n sÏ lµ kh«ng ®ñ. VËy nªn EGP vÉn cßn ®−îc sö dông mµ kh«ng thay ®æi. 4.2.9 Sù ph©n quyÒn cña kiÕn tróc Internet (Decentralization of Internet Architecture).

Hai c©u hái kiÕn tróc quan träng vÉn cßn ch−a ®−îc tr¶ lêi. Thø nhÊt lµ vÒ sù tËp trung: lµm thÕ nµo mét kiÕn tróc Internet cã thÓ ®−îc söa ch÷a ®Ó xo¸ bá h¬n n÷a sù phô thuéc vµo hÖ thèng c¸c Router nh©n? C©u hái thø hai liªn quan tíi møc ®é tin cËy: mét kiÕn tróc internet cã thÓ ®−îc më réng ®Ó cho phÐp mét sù hîp t¸c tin cËy h¬n gi÷a mét sè hÖ thèng tù trÞ ?

ViÖc lo¹i bá hoµn toµn sù phô thuéc vµo mét hÖ thèng “core” sÏ kh«ng dÔ dµng. Khi nhiÒu phÇn mÒm h¬n ®−îc x©y dùng sö dông c¸c giao thøc ®ang tån t¹i th× tÝnh chËm ch¹p gia t¨ng vµ sù thay ®æi trë nªn khã kh¨n vµ tèn kÐm h¬n. Quan träng h¬n, bëi v× hÖ thèng nh©n Internet ®· ®−îc kÕt nèi ®¸ng tin cËy, ®−îc hç trî bëi mét ®éi ngò nh©n viªn chuyªn nghiÖp, vµ sö dông c¸c c«ng cô tù ®éng ®Ó cËp nhËt th«ng tin chän ®−êng, nªn cã Ýt ®éng c¬ ®Ó thay ®æi. Cuèi cïng th×, v× kÝch th−íc cña Internet t¨ng tr−ëng nªn l−îng th«ng tin chän ®−êng mµ Router ph¶i gi÷. Mét c«ng cô ph¶i ®−îc t×m thÊy ®Ó giíi h¹n th«ng tin cÇn thiÕt cho mçi node nÕu kh«ng l−u th«ng cËp nhËt sÏ trµn ngËp m¹ng.

4.2.10 PhÝa sau AS (Beyond Autonomous system )

ViÖc më réng c¸c kh¸i niÖm tin cËy gi÷a c¸c hÖ thèng tù trÞ lµ phøc t¹p. B−íc dÔ nhÊt lµ t¹o nhãm c¸c hÖ thèng tù trÞ ph©n cÊp. H·y t−ëng t−îng víi vÝ dô: 3 hÖ thèng tù trÞ trong 3 phßng ban thuéc tr−êng ®¹i häc ph©n chia trªn

72 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

mét khu ®¹i häc lín. ThËt tù nhiªn ®Ó nhãm 3 hÖ nµy víi nhau bëi v× chóng chia sÎ nh÷ng mèi rµng buéc vÒ qu¶n lý. §éng c¬ cho viÖc ph©n nhãm ph©n cÊp ®Õn tr−íc tiªn tõ ý niÖm vÒ sù tin cËy. C¸c Router bªn trong mét nhãm uû th¸c cho mét Router víi mét møc ®é sù tin t−ëng cao.

ViÖc nhãm c¸c hÖ thèng tù trÞ chØ ®ßi hái mét sù thay ®æi phô ®èi víi EGP. C¸c phiªn b¶n míi cña EGP ph¶i ®ång ý ®Ó sö dông mét yÕu tè chia ®é nh©n t¹o. Khi b¸o c¸o sè ®Õm hop (hop counts), cho phÐp c¸c sè ®Õm ®−îc gia t¨ng khi chuyÓn qua biªn giíi tõ mét nhãm nµy tíi mét nhãm kh¸c. VÒ mÆt kü thuËt, kh«ng chÆt chÏ l¾m ®−îc gäi lµ sù biÕn ®æi kh«ng gian metric(metric transformation) ph©n chia c¸c gi¸ trÞ kho¶ng c¸ch ra lµm 3 lo¹i. VÝ dô, gi¶ sö c¶ Router trong mét hÖ thèng tù trÞ dïng gi¸ trÞ kho¶ng c¸ch (distance) nhá h¬n 128. Chóng ta cã thÓ t¹o ra quy t¾c lµ: Khi chuyÓn th«ng tin kho¶ng c¸ch qua biªn giíi mét hÖ thèng tù trÞ ë trong mét nhãm, c¸c kho¶ng c¸ch ph¶i ®−îc biÕn ®æi ra trong ph¹m vi tõ 192 tíi 254. HiÖu qu¶ cña nh÷ng biÕn ®æi nh− vËy lµ hiÓn nhiªn: ®èi víi bÊt kú m¹ng ®Ých thùc ®−îc ®−a ra nµo, bÊt kú con ®−êng nµo n»m toµn bé trong mét hÖ thèng tù trÞ, ®−îc ®¶m b¶o ®Ó cã chi phÝ thÊp h¬n so víi mét con ®−êng l¹c bªn ngoµi hÖ thèng tù trÞ. H¬n n÷a, gi÷a tÊt c¶ mäi con ®−êng l¹c ë ngoµi hÖ thèng tù trÞ mµ vÉn cßn bªn trong nhãm th× vÉn cã chi phÝ thÊp h¬n nh÷ng con ®−êng ®i qua biªn giíi nhãm. §iÓm thuËn lîi chÝnh cña sù biÕn ®æi kh«ng gian metric lµ chóng sö dông mét giao thøc hiÖn cã, EGP. Nh÷ng biÕn ®æi cho phÐp nhµ qu¶n lý mét hÖ thèng tù trÞ ®−îc tù do lùa chän chän c¸c metrics kho¶ng c¸ch bªn trong, lµm hiÖu lùc ho¸ nã ®èi víi c¸c hÖ thèng kh¸c ®Ó so s¸nh nh÷ng chi phÝ chän ®−êng.

4.3 C¸c giao thøc IGPs (RIP, HELLO, OSPF)

4.3.1 Giíi thiÖu PhÇn tr−íc giíi thiÖu kh¸i niÖm hÖ thèng tù trÞ (Autonomous System - AS) vµ xem xÐt EGP, giao thøc ®−îc c¸c core Router sö dông ®Ó b¸o cho c¸c m¹ng bªn trong hÖ thèng cña nã cho c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c. PhÇn nµy hoµn thiÖn nh÷ng hiÓu biÕt cña chóng ta vÒ chän ®−êng Internet b»ng viÖc xem xÐt lµm thÕ nµo ®Ó mét Router trong mét hÖ thèng tù trÞ häc ®−îc c¸c m¹ng kh¸c bªn trong hÖ thèng tù trÞ cña nã.

4.3.2 Lùa chän gi÷a chän ®−êng tÜnh vµ chän ®−êng ®éng Hai Router bªn trong mét hÖ thèng tù trÞ ®−îc nãi lµ “interior” ®èi víi nhau. VÝ dô: 2 core Routers cña Internet lµ “interior” ®èi víi nhau bëi v× hÖ th«ng nh©n h×nh thµnh 1 hÖ thèng tù trÞ ®¬n lÎ. Hai Router trªn mét khu ®¹i häc ®−îc xem lµ “interior” ®èi víi nhau miÔn lµ c¸c m¸y trªn khu nµy ®−îc tËp hîp thµnh mét hÖ thèng tù trÞ.

Lµm thÕ nµo ®Ó c¸c Routers trong mét hÖ thèng tù trÞ cã thÓ häc ®−îc c¸c m¹ng trong hÖ thèng tù trÞ ? Trong c¸c m¹ng nhá, c¸c internet thay ®æi chËm, c¸c message cã thÓ thiÕt lËp vµ söa ®æi c¸c tuyÕn ®−êng b»ng tay. Nhµ qu¶n lý gi÷ mét b¶ng c¸c m¹ng vµ cËp nhËt chóng mçi khi mét m¹ng míi

73 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

Net1

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Net2

R1

Net3

R2

Net5

Net4

R4 R3

Net1

®−îc thªm vµo hoÆc bÞ xo¸ ®i khái hÖ thèng tù trÞ. VÝ dô, xÐt mét internet c«ng ty nhá cho bëi h×nh sau: - H×nh 4-7: Mét vÝ dô vÒ mét internet nhá gåm 5 Ethernet vµ 4 Router t¹i mét site. ChØ cã duy nhÊt mét tuyÕn ®−êng tån t¹i gi÷a bÊt kú hai host nµo trong m¹ng.

Net2

R1

Net3

R2 R5

Net5

Net4

R4 R3

ViÖc chän ®−êng cho mét internet nh− vËy lµ b×nh th−êng bëi v× chØ cã mét con ®−êng tån t¹i gi÷a bÊt kú 2 ®iÓm nµo. C¸c nhµ qu¶n lý cã thÓ cÊu h×nh b»ng tay c¸c tuyÕn ®−êng trong tÊt c¶ c¸c host vµ c¸c Routers. NÕu internet thay ®æi (ch¼ng h¹n mét m¹ng míi ®−îc thªm vµo ), th× nhµ qu¶n lý ph¶i ®Þnh l¹i cÊu h×nh c¸c tuyÕn ®−êng trong tÊt c¶ c¸c m¸y. H×nh 4-8: ViÖc bæ sung R5 t¹o ra mét tuyÕn ®−êng thay thÕ gi÷a m¹ng2 vµ m¹ng3. PhÇn mÒm chän ®−êng cã thÓ ®iÒu chØnh nhanh chãng

Nh÷ng bÊt lîi cña mét hÖ thèng thñ c«ng lµ hiÓn nhiªn: c¸c hÖ thèng thñ c«ng kh«ng thÓ phï hîp víi sù t¨ng tr−ëng hay sù thay ®æi nhanh chãng ®−îc. Trong c¸c m¹ng lín, c¸c m«i tr−êng thay ®æi mét c¸ch nhanh chãng, nh− Internet, th× con ng−êi ®¬n gi¶n kh«ng thÓ ®¸p øng kÞp thay ®æi nhanh ®Ó

74 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

xö lý c¸c vÊn ®Ò: ph−¬ng ph¸p tù ®éng ph¶i ®−îc sö dông.Nh÷ng ph−¬ng ph¸p tù ®éng cã thÓ còng gióp c¶i tiÕn ®é tin cËy vµ ®¸p øng ®èi víi nh÷ng sai háng trong c¸c internet nhá cã c¸c tuyÕn thay ®æi. §Ó thÊy nh− thÕ nµo, xem xÐt kü nh÷ng g× x¶y ra nÕu chóng ta thªm 1 Router vµo Internet ë h×nh ®· vÏ 4-8, t¹o ra internet míi.

Trong c¸c kiÕn tróc Internet cã nhiÒu con ®−êng vËt lý, c¸c nhµ qu¶n lý th−êng chän mét con ®−êng lµ chÝnh (primary path). NÕu c¸c Router däc theo tuyÕn chÝnh háng, c¸c tuyÕn ®−êng ph¶i ®−îc thay ®æi ®Ó göi l−− th«ng däc theo 1 con ®−êng thay thÕ. ViÖc thay ®æi c¸c tuyÕn ®−êng b»ng tay th× võa tiªu phÝ thêi gian võa dÔ g©y lçi. Vµ v× vËy, thËm chÝ trong c¸c internet nhá, mét hÖ thèng tù ®éng nªn ®−îc sö dông ®Ó thay ®æi c¸c tuyÕn ®−êng mét c¸ch nhanh chãng vµ ®¸ng tin cËy.

§Ó thùc hiÖn tù ®éng nhiÖm vô l−u gi÷ th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng ®¹t tíi m¹ng chÝnh x¸c, c¸c Interior Routers th−êng giao tiÕp víi mét Router kh¸c, trao ®æi hoÆc lµ d÷ liÖu vÒ kh¶ n¨ng ®¹t tíi m¹ng hoÆc lµ th«ng tin chän ®−êng m¹ng, tõ ®ã cã thÓ suyra ®−îc kh¶ n¨ng ®¹t tíi m¹ng. Mét khi th«ng tin kh¶ n¨ng ®¹t tíi cho toµn bé mét hÖ thèng tù trÞ võa ®−îc thu thËp, th× mét trong sè c¸c Router trong hÖ thèng cã thÓ b¸o tin tíi c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c sö dông EGP.

Kh«ng gièng sù giao tiÕp cña Router lo¹i Exterior, EGP cung cÊp 1 chuÈn ®−îc chÊp nhËn réng r·i, cßn ë ®©y kh«ng cã mét giao thøc chuÈn ®Ó sö dông bªn trong 1 hÖ thèng tù trÞ. Mét phÇn cña lý do vÒ viÖc cã nhiÒu lo¹i giao thøc kh¸c nhau lµ do sù ®a d¹ng vÒ topology vµ kü thuËt ®−îc sö dông trong c¸c hÖ thèng tù trÞ. PhÇn kh¸c n÷a lµ do b¾t nguån tõ lùa chän gi÷a tÝnh ®¬n gi¶n vµ c¸c tÝnh n¨ng - c¸c giao thøc dÔ dµng cµi ®Æt vµ ®Þnh cÊu h×nh th× l¹i kh«ng cung cÊp nh÷ng tÝnh n¨ng cao. KÕt qu¶ lµ, mét nhãm c¸c giao thøc ®· trë nªn phæ biÕn, hÇu hÕt c¸c hÖ thèng tù trÞ sö dông mét trong sè ®ã ®Ó truyÒn th«ng tin chän ®−êng néi bé.

IGP1 IGP2

EGP AS1 Bëi v× kh«ng cã mét chuÈn nªn chóng ta sö dông côm tõ Interior Gateway Protocol hay IGP nh− lµ mét ®¹i diÖn cho bÊt kú gi¶i thuËt nµo mµ Interior Router sö dông khi chóng trao ®æi th«ng tin chän ®−êng vµ th«ng tin kh¶ n¨ng ®¹t tíi m¹ng. VÝ dô, c¸c Butterfly core Routers h×nh thµnh mét hÖ thèng tù trÞ vµ ®· sö dông SPREAD nh− lµ IGP cña nã. Vµi hÖ thèng tù trÞ dïng EGP nh− lµ IGP cña chóng, mÆc dï sù ho¹ ho»n nµy t¹o ra ý nghÜa ®èi víi c¸c hÖ thèng tù trÞ nhá mµ ph©n nh¸nh c¸c m¹ng côc bé víi kh¶ n¨ng cã thÓ broadcast. H×nh sau minh ho¹ mét hÖ thèng tù trÞ sö dông mét IGP ®Ó truyÒn th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi m¹ng gi÷a c¸c Interior Routers. AS2

R1 75 R1 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40 IGP2 IGP1

H×nh 4-9: Hai hÖ th«ng tù trÞ sö dông IGP bªn trong vµ sö dông EGP ®Ó giao

tiÕp gi÷a hai Exterrior Router R1 vµ R2.

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Trong h×nh vÏ, IGP1 ¸m chØ giao thøc Interior Router ®· sö dông bªn trong hÖ thèng tù trÞ 1 vµ IGP2 ¸m chØ giao thøc ®· sö dông bªn trong hÖ thèng tù trÞ 2: “Mét Router cã thÓ sö dông 2 giao thøc chän ®−êng kh¸c nhau mét c¸ch ®ång thêi, mét ®Ó giao tiÕp víi hÖ thèng tù trÞ bªn ngoµi vµ giao thøc kia ®Ó giao tiÕp bªn trong hÖ thèng tù trÞ cña nã “

§Æc biÖt, c¸c Router ch¹y EGP ®Ó b¸o tin kh¶ n¨ng tíi m¹ng th−êng còng cÇn ch¹y mét giao thøc IGP ®Ó lÊy th«ng tin tõ bªn trong hÖ thèng tù trÞ cña chóng.

4.3.3 Giao thøc RIP (Routing Information Protocol) Mét trong c¸c giao thøc IGP ®· sö dông nhiÒu nhÊt lµ RIP, còng ®−îc biÕt bëi tªn cña mét ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn nã lµ “Routed”. PhÇn mÒm “Routed” ban ®Çu ®−îc thiÕt kÕ t¹i tr−opõng ®¹i häc California ®Ó cung cÊp chän ®−êng tin cËy vµ th«ng tin kh¶ n¨ng cã thÓ ®¹t tíi m¹ng gi÷a c¸c m¸y ë trªn c¸c m¹ng côc bé cña chóng. Nã dùa vµo qu¶ng b¸ m¹ng vËt lý ®Ó thùc hiÖn nh÷ng trao ®æi chän ®−êng mét c¸ch nhanh chãng. Nã kh«ng ®−îc thiÕt kÕ ®Ó dïng trong c¸c m¹ng lín, c¸c m¹ng diÖn réng.

Dùa trªn nh÷ng nghiªn cøu nèi m¹ng tõ rÊt sím t¹i trung t©m nghiªn cøu Palo Alto cña Xerox Corporation (PARC) “Routed” thùc thi mét giao thøc nhËn ®−îc tõ Xerox NS Routing information Protocol (RIP), nh−ng nãi chung nã bao trïm nhiÒu hä c¸c m¹ng.

BÊt chÊp nh÷ng c¶i tiÕn phô trªn nh÷ng c¸i ®i tr−íc cña nã, sù phæ biÕn cña RIP trong vai trß IGP kh«ng ph¶i n¶y sinh tõ nh÷ng gi¸ trÞ kü thuËt. ThÕ vµo ®ã, nã lµ kÕt qu¶ cña Berkeley ®ãng gãp phÇn mÒm ‘Routed” theo cïng c¸c hÖ thèng 4 BSD UNIX cña hä. Vµ v× vËy nhiÒu sites TCP/IP th«ng qua vµ cµi ®Æt “Routed” vµ b¾t ®Çu dïng RIP mµ kh«ng xem xÐt tíi c¸c gi¸ trÞ kü thuËt hay nh÷ng h¹n chÕ cña nã. Mét khi ®· ®−îc cµi ®Æt vµ ®ang ch¹y, nã trë thµnh nÒn t¶ng cho chän ®−êng côc bé, vµ c¸c nhãm nghiªn cøu ®· th«ng qua nã cho m¹ng ®Ých.

Cã thÓ hÇu hÕt thùc tÕ vÒ RIP lµ nã ®−îc x©y dùng vµ th«ng qua réng r·i tr−íc khi chuÈn chÝnh thøc ®−îc ®−a ra. HÇu hÕt nh÷ng thi hµnh ®−îc nhËn tõ Berkeley code, víi kh¶ n¨ng hîp t¸c ho¹t ®éng gi÷a chóng bÞ giíi h¹n bëi nh÷ng sù hiÓu biÕt chi tiÕt vµ kÜ n¨ng cña lËp tr×nh viªn. Khi c¸c phiªn b¶n RFC xuÊt hiÖn vµo th¸ng 6 n¨m 1988 lµm cho c¸c nhµ b¸n hµng cã thÓ ®¶m b¶o sù t−¬ng hîp ho¹t ®éng víi nã.

Giao thøc RIP næi bËt lµ sù thùc hiÖn kh«ng phøc t¹p cña viÖc chän ®−êng vector-distance cho c¸c m¹ng côc bé. Nã ph©n chia c¸c thµnh viªn

76 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

tham gia thµnh c¸c m¸y chñ ®éng (active) vµ bÞ ®éng (passive). C¸c active Router b¸o c¸c tuyÕn ®−êng cña chóng tíi nh÷ng c¸i kh¸c: c¸c passive machines nghe vµ cËp nhËt c¸c tuyÕn ®−êng cña chóng dùa trªn c¸c b¶n b¸o tin. ChØ mét Router cã thÓ ch¹y RIP ë chÕ ®é chñ ®éng: 1 host ph¶i sö dông chÕ ®é thô ®éng.

Mét Router ch¹y RIP ë chÕ ®é chñ ®éng qu¶ng b¸ mét th«ng b¸o sau mçi kho¶ng thêi gian 30 gi©y. Th«ng b¸o chøa ®ùng th«ng tin lÊy tõ c¬ së d÷ liÖu chän ®−êng hiÖn t¹i cña Router. Mçi th«ng b¸o bao gåm 1 cÆp, mçi cÆp chøa mét ®Þa chØ IP m¹ng vµ mét sè nguyªn chØ kho¶ng c¸ch tíi m¹ng ®ã. RIP sö dông mét sè ®Õm hop (hop count metric) ®Ó ®o kho¶ng c¸ch tíi mét ®Ých. Trong RIP metric, mét Router ®−îc ®Þnh nghÜa lµ mét hop tõ c¸c m¹ng kÕt nèi trùc tiÕp, 2 hops tõ nh÷ng m¹ng mµ nã cã thÓ ®¹t tíi th«ng qua mét Router kh¸c, vµ t−¬ng tù nh− vËy....V× vËy sè hop (number of hop) däc theo mét con ®−êng tõ mét nguån ®−a ra tíi mét ®Ých cho tr−íc xem nh− sè Router (number of Routers) mµ c¸c datagram ch¹m tr¸n däc theo tuyÕn ®−êng ®ã. HiÓn nhiªn lµ viÖc dïng sè ®Õm hop (hop count) ®Ó tÝnh to¸n nh÷ng con ®−êng ng¾n nhÊt nhÊt, kh«ng lu«n cho nh÷ng kÕt qu¶ tèt nhÊt. VÝ dô, mét con ®−êng víi hop count lµ 3, c¸i ph¶i qua 3 Etherners cã thÓ thùc chÊt nhanh h¬n so víi 1 con ®−êng víi 2 hop (hop count =2 ) mµ qua 2 ®−êng d©y song hµnh tèc ®é chËm. §Ó bï cho nh÷ng kh¸c biÖt vÒ kü thuËt, nhiÒu thùc thi RIP cho phÐp c¸c nhµ qu¶n lý ®Þnh l¹i cÊu h×nh b»ng c¸ch g¸n hop count cao khi b¸o tin c¸c kÕt nèi tíi c¸c m¹ng tèc ®é chËm.

C¶ thµnh viªn RIP chñ ®éng vµ bÞ ®éng ®Òu l¾ng nghe tÊt c¶ c¸c th«ng b¸o qu¶ng b¸ (broadcast messages) vµ cËp nhËt c¸c b¶ng cña chóng. VÝ dô trong internet ë h×nh vÏ thø hai môc 16.2, RouterR1 sÏ qu¶ng b¸ mét message trªn m¹ng 2 chøa cÆp (1,1), nghÜa lµ nã cã thÓ ®¹t tíi m¹ng 1 t¹i chi phÝ 1. C¸c RouterR2 vµ R5 sÏ nhËn th«ng b¸o qu¶ng b¸ vµ cµi ®Æt tuyÕn ®−êng tíi m¹ng 1 qua R1 (t¹i chi phÝ lµ 2). Sau ®ã, c¸c Router R2 vµ R5 sÏ gåm cã cÆp (1,2) khi chóng qu¶ng b¸ c¸c RIP message cña chóng trªn m¹ng 3. Cã thÓ x¶y ra tr−êng hîp tÊt c¶ c¸c Router vµ c¸c host sÏ cµi ®Æt cïng mét tuyÕn ®−êng tíi m¹ng 1.

RIP x¸c ®Þnh râ mét sè tuyÕn ®−êng ®Ó c¶i thiÖn sù thùc thi vµ ®é tin cËy. VÝ dô nh−, mét khi mµ mét Router häc mét tuyÕn ®−êng tõ c¸c Router kh¸c, nã ph¶i gi÷ tuyÕn ®−êng ®ã tíi khi, nã häc ®−îc mét tuyÕn kh¸c tèt h¬n. Trong vÝ dô cña chóng ta, nÕu c¸c Router R2 vµ R5 ®Òu b¸o tin m¹ng 1 t¹i møc cost 2 th× c¸c Routers R3 vµ R4 sÏ cµi ®Æt 1 tuyÕn ®−êng qua c¸i ®· b¸o tin tr−íc tiªn. Chóng ta cã thÓ tãm t¾t: “§Ó ng¨n chÆn c¸c tuyÕn ®−êng dao ®éng gi÷a 2 hoÆc nhiÒu con ®−êng cã chi phÝ (cost) b»ng nhau, RIP ®Þnh râ r»ng c¸c tuyÕn ®−êng ®ang tån t¹i nªn ®−îc gi÷ cho tíi khi cã 1 tuyÕn ®−êng míi chi phÝ thÊp h¬n. ”

§iÒu g× x¶y ra nÕu Router ®Çu tiªn b¸o tin mét tuyÕn ®−êng thÊt b¹i ? (ch¼ng h¹n nã bÞ xung ®ét ) RIP x¸c ®Þnh râ r»ng tÊt c¶ c¸c tr¹m nghe ph¶i “time out” c¸c tuyÕn ®−êng chóng häc ®−îc qua RIP. Khi mét Router cµi ®Æt mét tuyÕn ®−êng ë trong b¶ng cña nã, nã khëi ®Çu mét bé timer cho tuyÕn ®−êng ®ã. Bé timer ph¶i ®−îc khëi ®éng l¹i mçi khi Router nhËn ®−îc th«ng

77 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

b¸o RIP kh¸c b¸o tin tuyÕn ®−êng. TuyÕn ®−êng trë nªn kh«ng hîp lÖ nÕu 180 gi©y tr«i qua mµ tuyÕn ®−êng kh«ng ®−îc b¸o l¹i lÇn n÷a.

RIP ph¶i xö lý ba kiÓu lçi g©y ra do c¸c gi¶i thuËt ë xa. Thø nhÊt, bëi v× gi¶i thuËt kh«ng ph¸t hiÖn ra nh÷ng vßng lÆp chän ®−êng mét c¸ch râ rµng. RIP ph¶i hoÆc lµ cho lµ c¸c thµnh viªn cã thÓ ®−îc tin cËy hoÆc lµ ®Ò phßng ®Ó ng¨n c¶n nh÷ng vßng lÆp nh− vËy. Thø hai, ®Ó ng¨n chÆn tÝnh thiÕu æn ®Þnh th× RIP ph¶i sö dông mét gi¸ trÞ thÊp cho kho¶ng c¸ch kh¶ dông lín nhÊt (RIP dïng lµ 16 ). V× vËy, ®èi víi c¸c Internet mµ trong ®ã c¸c gi¸ trÞ hop counts gÇn 16 th× c¸c nhµ qu¶n lý ph¶i chia internet ra c¸c khu vùc hoÆc dïng mét giao thøc kh¸c thay thÕ. Thø ba, gi¶i thuËt vector-distance ®−îc sö dông bëi RIP t¹o thµnh mét vÊn ®Ò héi tô chËm (slow convergence) hay ®Õm tíi v« cïng (count to infinity) trong ®ã nh÷ng m©u thuÉn n¶y sinh, bëi v× c¸c th«ng b¸o cËp nhËt chän ®−êng truyÒn b¸ chËm ch¹p qua m¹ng. ViÖc lùa chän mét con sè v« cùc nhá (16) gióp cho h¹n chÕ héi tô chËm (slow convergence), nh−ng kh«ng lo¹i bá ®−îc nã.

R1 R2 R3

Network 1

(a)

R1 R2 R3

Network 1

(b)

H×nh 4-10: VÊn ®Ò héi tô chËm. Trong h×nh (a) ba Router mçi c¸i cã mét tuyÕn tíi m¹ng 1. Trong h×nh (b) kÕt nèi tíi m¹ng 1 bÞ mÊt, R2 g©y ra vßng lÆp khi nã b¸o tin.

Sù m©u thuÉn b¶ng chän ®−êng kh«ng ph¶i lµ duy nhÊt ®èi víi RIP. Nã lµ mét vÊn ®Ò c¬ b¶n x¶y ra víi bÊt kú giao thøc vector-distance nµo trong nã c¸c th«ng b¸o cËp nhËt chØ mang cÆp sè lµ: m¹ng ®Ých vµ distance tíi m¹ng ®ã. §Ó hiÓu ®−îc vÊn ®Ò, h·y xem xÐt bé Router ®−îc biÓu diÔn ë h×nh 4-10. H×nh (a) chØ ra, Router R1 cã mét kÕt nèi trùc tiÕp tíi m¹ng mét, nÕu nã cã mét tuyÕn ®−êng trong b¶ng cña nã víi kho¶ng c¸ch 1: nã gåm cã c¶ tuyÕn ®−êng ë trong c¸c th«ng b¸o qu¶ng b¸ ®Þnh kú cña nã. Router R2 ®· häc ®−îc tuyÕn ®−êng tõ R1 ®−îc cµi ®Æt tuyÕn ®−êng trong b¶ng chän ®−êng cña nã, vµ b¸o tuyÕn ®−êng t¹i kho¶ng c¸ch lµ 2. Cuèi cïng R3 häc ®−îc tuyÕn ®−êng tõ R2 vµ b¸o nã ë t¹i kho¶ng c¸ch lµ 3.

B©y giê gi¶ sö lµ kÕt nèi cña R1 tíi m¹ng 1 bÞ thÊt b¹i, R1 sÏ cËp nhËt b¶ng chän ®−êng cña nã ngay lËp tøc ®Ó lµm ra gi¸ trÞ kho¶ng c¸ch lµ 16 (v« cùc ). ë trong th«ng b¸o qu¶ng b¸ tiÕp theo, R1 sÏ b¸o c¸o tuyÕn ®−êng gi¸ trÞ cao h¬n. Dï sao th×, trõ phi giao thøc gåm cã c¶ c¸c ph−¬ng tiÖn bæ xung

78 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

®Ó ng¨n c¶n nã cßn nÕu kh«ng th× vµi Router kh¸c cã thÓ qu¶ng b¸ c¸c tuyÕn ®−êng cña nã tr−íc R1.§Æc biÖt, gi¶ sö R2 ngÉu nhiªn b¸o tin tuyÕn ®−êng sau khi kÕt nèi cña R1 thÊt b¹i.. NÕu thÕ , R1 sÏ nhËn ®−îc th«ng b¸o cña R2 vµ ®i theo gi¶i thuËt vector-distance th«ng th−êng cña nã th«ng b¸o r»ng R2 võa ®· th«ng b¸o mét tuyÕn ®−êng tíi m¹ng 1 víi gi¸ trÞ chi phÝ thÊp h¬n, tÝnh to¸n r»ng nã b©y giê c¸ch m¹ng 1 lµ 3 hop (2 lµ cho R2 ®¹t tíi m¹ng 1 vµ céng víi 1 ®Ó ®¹t tíi R2), vµ cµi ®Æt mét tuyÕn ®−êng míi qua R2. H×nh (b) miªu t¶ kÕt qu¶ nµy. T¹i ®iÓm nµy, nÕu hoÆc R1, hoÆc R3 nhËn 1 datagram ®−îc dµnh riªng cho m¹ng 1, chóng sÏ ®Þnh tuyÕn cho datagram trë ®i trë l¹i ®Õn khi time - to - live cña nã hÕt hiÖu lùc . Trong vßng tiÕp theo cña sù trao ®æi chän ®−êng, R1 qu¶ng b¸ c¸c lèi vµo b¶ng chän ®−êng cña nã. Khi R2 häc ®−îc r»ng c¸c tuyÕn cña R1 tíi m¹ng 1 cã ®é dµi lµ 3, nã tÝnh to¸n mét chiÒu dµi míi cho tuyÕn ®−êng cña nã lµm thµnh 4. Trong vßng thø 3, R1 nhËn ®−îc 1 mét b¸o c¸o cña sù gia t¨ng kho¶ng c¸ch trong b¶ng cña nã lªn 5. Chóng cø tiÕp tôc cho ®Õn gi¸ trÞ v« cïng cña RIP.

4.3.3.1 Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò héi tô chËm (Solving The Slow

Convergence Problem)

Nh− h×nh vÏ ë vÝ dô tr−íc, cã thÓ gi¶i quyÕt viÖc héi tô chËm b»ng viÖc dïng mét kü thuËt ®· biÕt víi tªn “Split horizon update “. Khi sö dông “split horizon” Router thu sÏ ghi giao diÖn trªn ®ã nã nhËn ®−îc mét tuyÕn ®−êng vµ kh«ng truyÒn b¸ th«ng tin cña nã vÒ tuyÕn ®−êng ®ã trë l¹i trªn cïng giao diÖn ®ã. Trong vÝ dô, Router R2 kh«ng b¸o tin ®é dµi cña nã lµ 2 tíi m¹ng 1, trë l¹i cho Router R1, nªn nÕu R2 mÊt kh¶ n¨ng kÕt nèi tíi m¹ng 1, nã sÏ dõng b¸o tin mét tuyÕn ®−êng. Sau vµi vßng cËp nhËt tuyÕn ®−êng, tÊt c¶ mäi m¸y sÏ ®ång ý lµ m¹ng 1 lµ kh«ng thÓ tíi ®−îc.

Mét c¸ch nghÜ kh¸c n÷a vÒ vÊn ®Ò héi tô chËm lµ b»ng luång th«ng tin. NÕu mét Router b¸o tin tuyÕn ®−êng ng¾n tíi mét vµi m¹ng th× tÊt c¶ mäi Router nhËn sÏ ®¸p l¹i nhanh chãng ®Ó cµi ®Æt tuyÕn ®−êng ®ã. NÕu mét Router dõng viÖc b¸o tin mét tuyÕn ®−êng th× giao thøc dùa vµo c«ng cô time out tr−íc khi nã xem xÐt thÊy tuyÕn ®−êng lµ kh«ng thÓ tíi ®−îc. Mét khi time out x¶y ra, Router t×m mét tuyÕn ®−êng thay thÕ vµ b¾t ®Çu truyÒn b¸ th«ng tin ®ã. Kh«ng may, Router kh«ng thÓ biÕt nÕu tuyÕn ®−êng thay thÕ phô thuéc vµo tuyÕn ®−êng võa bÞ mÊt. Vµ v× vËy, th«ng tin xÊu lu«n kh«ng truyÒn b¸ nhanh chãng. C¸ch nãi dÝ dám ng¾n gän cho ý t−ëng vµ gi¶i thÝch hiÖn t−îng lµ: “§¸p øng nhanh víi tin lµnh, ®¸p øng chËm ®èi víi tin xÊu”

Mét kü thuËt kh¸c ®−îc sö dông ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò héi tô chËm lµ dïng “hold down”. “Hold down” buéc mét Router thµnh viªn bá qua th«ng tin vÒ m¹ng sau nh÷ng kho¶ng thêi gian cè ®Þnh theo sau viÖc nhËn c¸c th«ng b¸o, nã tuyªn bè m¹ng lµ kh«ng thÓ tíi ®−îc. Theo chuÈn, thêi gian “hold down” ®−îc ®Æt lµ 60 gi©y. ý t−ëng lµ ®Ó chê ®ñ l©u ®Ó ®¶m b¶o r»ng tÊt c¶ m¸y nhËn ®−îc tin tøc xÊu vµ kh«ng chÊp nhËn mét th«ng b¸o nµo ngoµi kho¶ng thêi gian. L−u ý r»ng tÊt c¶ c¸c m¸y tham gia trong mét trao ®æi RIP cÇn sö dông nh÷ng kh¸i niÖm ®Þnh danh cña “hold down”, nÕu kh«ng c¸c

79 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

vßng lÆp chän ®−êng cã thÓ x¶y ra. §iÒu bÊt lîi cña mét “hold down “ lµ nÕu c¸c vßng lÆp chän ®−êng x¶y ra, chóng sÏ ®−îc b¶o tån thay kho¶ng thêi gian cña thêi kú “hold down”. Quan träng h¬n, kü thuËt “hold down “ duy tr× tÊt c¶ c¸c tuyÕn ®−êng kh«ng thÝch hîp trong suèt thêi kú hold down, ngay c¶ khi c¸c con ®−êng thay thÕ tån t¹i.

Mét kü thuËt cuèi cïng ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò héi tô chËm ®−îc gäi lµ “poison reserve”.Mét khi mét kÕt nèi biÕn mÊt, Router b¸o tin lµ kÕt nèi vÉn duy tr× cho mét sè thêi kú cËp nhËt vµ gåm c¶ mét gi¸ trÞ v« h¹n trong th«ng b¸o qu¶ng b¸ cña nã. §Ó lµm cho “poison reserve” cã hiÖu qu¶ nhÊt, nã ph¶i ®−îc liªn kÕt víi “triggered update “.C¸c “trigger update “ buéc mét Router göi mét th«ng b¸o qu¶ng b¸ tøc th× khi nhËn ®−îc tin xÊu thay cho viÖc ®îi th«ng b¸o qu¶ng b¸ trong kho¶ng thêi gian kÕ tiÕp. B»ng viÖc göi mét cËp nhËt mét c¸ch tøc th×, mét Router tèi thiÓu ho¸ ®−îc thêi gian nã cã thÓ bÞ tæn th−¬ng ®Ó tin t−ëng vµo tin tèt. ThËt kh«ng may, trong khi c¸c kü thuËt “triggered updates “, ”poison reverse”, “hold down” vµ “split horizon “ tÊt c¶ ®Ó gi¶i quyÕt mét vµi vÊn ®Ò th× chóng còng sinh ra mét sè vÊn ®Ò kh¸c. VÝ dô, h·y xem nh÷ng g× x¶y ra víi c¸c “triggerd updates “ khi nhiÒu Routers chia sÎ mét m¹ng chung. Mét th«ng b¸o qu¶ng b¸ ®¬n lÎ cã thÓ thay ®æi tÊt c¶ c¸c b¶ng chän ®−êng cña chóng g©y ra mét vßng qu¶ng b¸ míi. NÕu vßng thø 2 cña th«ng b¸o qu¶ng b¸ thay ®æi c¸c b¶ng, nã sÏ g©y ra thËm chÝ nhiÒu th«ng b¸o qu¶ng b¸ h¬n, mét c¬n b·o broadcast cã thÓ x¶y ®Õn.

ViÖc sö dông broadcast, sù tiÒm tµng c¸c vßng lÆp chän ®−êng, vµ viÖc sö dông “hold down” ®Ó ng¨n c¶n sù héi tô chËm cã thÓ lµm cho RIP kh«ng cßn hiÖu lùc tuyÖt ®èi trong mét m¹ng diÖn réng. ViÖc broadcast lu«n lÊy ®i mét phÇn chñ yÕu d¶i b¨ng th«ng. Ngay c¶ nÕu kh«ng ph¶i vÊn ®Ò kh¸c x¶y ra th× viÖc cã nhiÒu m¸y broadcast mét c¸ch ®Þnh kú cã nghÜa lµ t¶i gia t¨ng khi sè Router t¨ng.Kh¶ n¨ng tiÒm tµng vßng lÆp chän ®−êng cã thÓ còng kh«ng cßn khi dung l−îng ®−êng d©y bÞ giíi h¹n. Mét khi c¸c ®−êng d©y ®· trë nªn b·o hoµ bëi c¸c gãi tin lÆp th× c¸c Router cã thÓ khã kh¨n hoÆc kh«ng thÓ trao ®æi c¸c message chän ®−êng cÇn thiÕt ®Ó tho¸t khái vßng lÆp. Còng nh− vËy, trong mét m¹ng diÖn réng, thêi k× ”hold down “ qu¸ dµi ®Õn nçi c¸c bé timer ®−îc sö dông bëi c¸c giai thøc líp cao cã thÓ mÊt hiÖu lùc vµ dÉn tíi c¸c kÕt nèi bÞ ph¸ vì. BÊt chÊp nh÷ng vÊn ®Ò næi cém nµy, nhiÒu nhãm vÉn tiÕp tôc sö dông RIP nh− lµ mét IGP trong mét m¹ng diÖn réng.

4.3.3.2 Khu«n d¹ng th«ng b¸o RIP (RIP Message Fromat ) C¸c th«ng b¸o RIP cã thÓ ®−îc ph©n lo¹i thµnh 2 kiÓu: th«ng b¸o th«ng th«ng tin chän ®−êng (routing information message) vµ th«ng b¸o yªu cÇu th«ng tin chän ®−êng (request information messages). C¶ hai lo¹i sö dông cïng mét khu«n d¹ng gåm mét HEADER cè ®Þnh theo sau bëi mét danh s¸ch tuú chän cña c¸c cÆp m¹ng vµ kho¶ng c¸ch. H×nh m« t¶ khu«n d¹ng c¸c th«ng b¸o:

80 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

0 16 31

COMMAND(1-5) FAMILY OF NET 1 MUST BE ZERO MUST BE ZERO

IP ADDRESS OF NET 1 MUST BE ZERO MUST BE ZERO DISTANCE TO NET 1

FAMILY OF NET 2 MUST BE ZERO

IP ADDRESS OF NET 2 MUST BE ZERO MUST BE ZERO DISTANCE TO NET 2

H×nh 4-11: Khu«n d¹ng th«ng b¸o RIP. Sau 32 bit cña HEADER lµ lÇn l−ît

..............................

c¸c cÆp, mçi cÆp bao gåm ®Þa chØ IP m¹ng vµkho¶ng c¸ch tíi m¹ng ®ã.

Trong vÝ dô, tr−êng COMMAND x¸c ®Þnh râ mét kiÓu ho¹t ®éng tuú

thuéc vµo b¶ng sau:

Command 1 2

Meaning Request for partial or full information Response containing network-distance pairs from sender’s routing table Turn on trace mode (obsolete) Turn off trace mode (obsolete) Reserved for Sun Microsystems internal use 3 4 5

Mét Router hoÆc mét host cã thÓ yªu cÇu mét Router kh¸c vÒ th«ng tin chän ®−êng b»ng c¸ch göi mét “Request Command”. C¸c Router phóc ®¸p c¸c yªu cÇu b»ng viÖc sö dông “response command”. Trong phÇn lín c¸c tr−êng hîp, dï sao c¸c Router qu¶ng b¸ c¸c th«ng b¸o phóc ®¸p kh«ng yªu cÇu mét c¸ch ®Þnh kú. Tr−êng VERSION chøa sè hiÖu giao thøc (hiÖn nay lµ 1 ), vµ ®−îc dïng bëi bªn nhËn ®Ó thÈm tra l¹i, nã sÏ dÞch message mét c¸ch chÝnh x¸c. 4.3.3.3 C¸c quy −íc ®Þa chØ RIP (RIP Addressing Conventions ) TÝnh tæng qu¸t cña RIP th× còng râ rµng trong c¸ch nã ph¸t c¸c ®Þa chØ m¹ng. Khu«n d¹ng ®Þa chØ th× kh«ng bÞ giíi h¹n sö dông bëi TCP/IP: nã cã thÓ ®−îc dïng víi nhiÒu chång giao thøc m¹ng. Nh− phÇn tr−íc ®· chØ râ, mçi ®Þa chØ m¹ng ®−îc ghi bëi RIP cã thÓ cã mét ®Þa chØ lªn ®Õn 14 octets. DÜ nhiªn ®Þa chØ IP chØ cÇn 4, RIP chØ râ r»ng c¸c octets cßn l¹i ph¶i lµ zero. Tr−êng FAMILY OF NET ®Þnh danh hä giao thøc mµ d−íi nã ®Þa chØ m¹ng

81 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

sÏ ®−îc dÞch. RIP sö dông c¸c gi¸ trÞ g¸n cho c¸c hä ®Þa chØ d−íi hÖ ®iÒu hµnh 4 BSD UNIX (§Þa chØ IP ®−îc g¸n gi¸ trÞ 2)

Thªm vµo c¸c ®Þa chØ IP th«ng th−êng, RIP dïng quy −íc ®Þa chØ 0.0.0.0 biÓu thÞ mét tuyÕn mÆc ®Þnh (1 default Route). RIP g¾n nèi mét metric kho¶ng c¸ch tíi tõng tuyÕn nã b¸o tin, bao gåm c¶ c¸c “default Routes”. Do vËy, nã cã thÓ thu xÕp cho 2 Routers ®Ó b¸o biÕt mét “default Route” (vÝ dô 1 tuyÕn ®−êng tíi phÇn cßn l¹i cña Internet ) t¹i c¸c metrics kh¸c nhau lµm cho mét trong sè chóng lµ mét tuyÕn chÝnh (primary path) vµ c¸c tuyÕn kh¸c lµ mét dù phßng (backup).

Tr−êng cuèi cïng cña mçi lèi vµo trong mét th«ng b¸o RIP, DISTANCE TO NET chøa mét sè ®Õm nguyªn vÒ kho¶ng c¸ch tíi mét m¹ng x¸c ®Þnh. Nh÷ng kho¶ng c¸ch ®−îc ®o b»ng hops, nh−ng c¸c gi¸ trÞ bÞ giíi h¹n trong ph¹m vi tõ 1 tíi 16, víi kho¶ng c¸ch 16 ®−îc dïng ®Ó ký hiÖu sè v« cùc (nh− khi tuyÕn kh«ng tån t¹i ).

4.3.3.4 TruyÒn ph¸t c¸c th«ng b¸o RIP (Transmitting RIP

Message)

C¸c th«ng b¸o RIP kh«ng chøa tr−êng ®é dµi râ rµng. Thay vµo ®ã, RIP cho r»ng c«ng cô giao ph¸t c¬ së sÏ nãi víi bªn thu chiÒu dµi cña th«ng b¸o ®ang ®Õn. §Æc biÖt khi sö dông víi TCP/IP, c¸c RIP message dùa vµo UDP ®Ó nãi víi bªn thu vÒ chiÒu dµi message. RIP ho¹t ®éng trªn cæng UDP sè 520. MÆc dï mét yªu cÇu RIP cã thÓ khëi ph¸t t¹i c¸c cæng UDP kh¸c nh−ng c¸c cæng UDP ®Ých cho c¸c yªu cÇu th× lu«n lµ cæng 520 nh− lµ cæng nguån tõ ®ã c¸c th«ng b¸o qu¶ng b¸ RIP khëi ph¸t.

ViÖc sö dông RIP nh− mét giao thøc IGP h¹n chÕ viÖc chän ®−êng tíi mét metric dùa vµo sè ®Õm hop. Th«ng th−êng, sè ®Õm hop cung cÊp chØ lµ mét ®¹i l−îng th« vÒ sù ®¸p øng hoÆc dung l−îng m¹ng, nh÷ng thø kh«ng thÓ t¹o ra ®−îc c¸c tuyÕn ®−êng tèt nhÊt. H¬n n÷a, viÖc tÝnh to¸n c¸c tuyÕn ®−êng dùa trªn nÒn t¶ng cña sè ®Õm hop nhá nhÊt cã mét sè bÊt lîi, nã thùc hiÖn chän ®−êng tÜnh bëi v× c¸c tuyÕn ®−êng kh«ng thÓ ®¸p øng nh÷ng thay ®æi vÒ t¶i m¹ng. 4.3.4 Giao thøc Hello (The Hello Protocol )

Giao thøc HELLO cung cÊp mét vÝ dô cña IGP sö dông mét tiªu chuÈn chän ®−êng (routing metric) dùa trªn ®é trÔ m¹ng thay cho dïng sè ®Õm hop. MÆc dï HELLO b©y giê ®· cò nh−ng nã còng ®· cã v¶i trß quan träng trong lÞch sö cña Internet bëi v× nã ®−îc IGP sö dông gi÷a c¸c Routers lo¹i “fuzz ball” trong NSFNET backbone khëi ®Çu. HELLO cã ý nghÜa quan träng ®èi víi chóng ta bëi v× nã cung cÊp mét vÝ dô cña mét gi¶i thuËt vector-distance mµ kh«ng sö dông sè ®Õm hop.

HELLO cung cÊp 2 chøc n¨ng: nã ®ång bé ho¸ c¸c ®ång hå gi÷a mét bé c¸c m¸y vµ nã cho phÐp mçi m¸y tÝnh to¸n c¸c con ®−êng trÔ Ýt nhÊt tíi c¸c ®Ých. Vµ v× vËy c¸c th«ng b¸o HELLO mang th«ng tin dÊu hiÖu thêi gian (time stamp) còng nh− th«ng tin chän ®−êng. ý t−ëng c¨n b¶n ®»ng sau

82 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

HELLO th× ®¬n gi¶n lµ: mçi m¸y tham gia trong trao ®æi HELLO duy tr× mét b¶ng −íc l−îng tèt nhÊt cña nã cña c¸c ®ång hå ë trong c¸c m¸y l¸ng giÒng. Tr−íc khi ph¸t mét gãi tin, mét m¸y bæ xung vµo timestamp cña nã b»ng viÖc coppy gi¸ trÞ ®ång hå hiÖn t¹i vµo trong gãi tin. Khi mét gãi tin tíi, bªn thu tÝnh to¸n ®é trÔ hiÖn t¹i dùa vµo liªn kÕt. §Ó lµm nh− vËy, bªn thu trõ gi¸ trÞ timestamp trªn gãi tin ®Õn ®Þnh kú, c¸c m¸y hái ý kiÕn (poll) cña c¸c l¸ng giÒng cña chóng ®Ó thiÕt lËp l¹i nh÷ng −íc l−îng cho c¸c ®ång hå.

C¸c th«ng b¸o HELLO còng cho phÐp c¸c m¸y thµnh viªn tÝnh to¸n c¸c tuyÕn míi..Gi¶i thuËt lµm viÖc rÊt gièng RIP nh−ng sö dông ®é trÔ thay cho hop counrt. Mçi m¸y göi mét c¸ch ®Þnh kú tíi c¸c l¸ng giÒng cña nã mét b¶ng c¸c ®é trÔ dù tÝnh cho tÊt c¶ c¸c m¸y kh¸c. Gi¶ sö m¸y A göi cho m¸y B mét b¶ng chän ®−êng x¸c ®Þnh râ c¸c ®Ých vµ c¸c ®é trÔ, B sÏ kiÓm tra mçi ®iÓm vµo trong b¶ng. NÕu ®é trÔ hiÖn t¹i cña B ®Ó ®¹t tíi mét ®Ých D cao h¬n so víi ®é trÔ tõ A tíi D céng víi trÔ tõ B tíi A, th× B thay ®æi tuyÕn cña nã vµ göi l−u th«ng tíi D th«ng qua A. §ã lµ B ®Þnh tuyÕn l−u th«ng tíi A víi ®iÒu kiÖn lµ ®é trÔ cho con ®−êng ®ã mÊt Ýt nhÊt.

Nh− trong bÊt kú gi¶i thuËt chän ®−êng nµo, HELLO kh«ng thÓ thay ®æi tuyÕn nhanh chãng, hoÆc lµ nã sÏ trë nªn kh«ng æn ®Þnh.TÝnh kh«ng æn ®Þnh trong gi¶i thuËt chän ®−êng sinh ra hiÖn t−îng giao ®éng 2 giai ®o¹n trong ®ã l−u th«ng sÏ chuyÓn qua chuyÓn l¹i gi÷a nh÷ng con ®−êng biÕn ®æi. ë giai ®o¹n ®Çu, c¸c m¸y t×m thÊy mét con ®−êng cã t¶i nhÑ vµ ®ét ngét chuyÓn l−u th«ng cña chóng lªn con ®−êng ®ã,chØ thÊy r»ng nã trë nªn qu¸ t¶i hoµn toµn.Trong giai ®o¹n 2, c¸c m¸y chuyÓn l−u th«ng khái tuyÕn ®−êng bÞ qu¸ t¶i, chØ thÊy r»ng nã trë thµnh tuyÕn cã t¶i thÊp nhÊt vµ vßng quay cø tiÕp tôc. Nh÷ng giao ®éng nh− vËy ch¾c ch¾n x¶y ra. §Ó tr¸nh chóng, nh÷ng thùc hiÖn cña HELLO ®· chän ®Ó thay ®æi tuyÕn chØ khi sù kh¸c biÖt vÒ ®é trÔ lµ lín.

H×nh 4-12 m« t¶ khu«n d¹ng HELLO message. Giao thøc phøc t¹p h¬n so víi khu«n d¹ng th«ng b¸o chØ ra bëi v× nã ph©n biÖt c¸c kÕt nèi m¹ng côc bé víi nh÷ng hop, time out lµm cò c¸c lèi vµo trong b¶ng chän ®−êng vµ dïng ®Þnh danh côc bé cho c¸c host thay v× sö dông ®Þa chØ IP ®Çy ®ñ.

Tr−êng CHECKSUM chøa mét tæng kiÓm tra trªn message, tr−êng DATE chøa ngµy th¸ng cña ng−êi göi côc bé vµ tr−êng TIME chøa thêi gian côc bé phô thuéc ®ång hå cña bªn göi. Tr−êng TIME STAMP ®−îc dïng quanh viÖc tÝnh to¸n chuyÕn ®I

0 16 31

CHECKSUM DATE

TIME

LOCAL ENTRY # HOST

TIMESTAMP DELAY 1 DELAY 2 OFFSET 1 OFFSET 2

83 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

....................... DELAY n ............................... OFFSET n

H×nh 4-12:Khu«n d¹ng cña Hello Message. Mçi Message mang mét lèi vµo cho date vµ time còng nh− mét time stamp c¸i giao thøc sö dông ®Ó −íc l−îng ®é trÔ m¹ng.

Tr−êng # HOST x¸c ®Þnh râ cã bao nhiªu lèi vµo sau danh s¸ch c¸c HOST vµ tr−êng LOCAL ENTRY chØ vµo danh s¸ch ®Ó ®¸nh dÊu khèi cña c¸c ®iÓm vµo ®−îc sö dông cho m¹ng côc bé. Mçi lèi vµo chøa 2 tr−êng: DELAY vµ OFFSET chØ ra ®é trÔ ®Ó tíi mét host vµ −íc l−îng hiÖn t¹i cña ng−êi göi vÒ ®é lÖch (offset) gi÷a ®ång hå cña HOST vµ ®ång hå cña ng−êi göi.

4.3.5 Liªn kÕt RIP, HELLO, EGP (Commbining RIP, HELLO and

EGP)

Mét Router cã thÓ sö dông c¶ IGP ®Ó tËp trung th«ng tin chän ®−êng trong hÖ thèng tù trÞ cña nã vµ c¶ EGP ®Ó b¸o tin vÒ c¸c tuyÕn tíi c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c. VÒ nguyªn t¾c, nã sÏ dÔ dµng x©y dùng mét phÇn mÒm liªn kÕt hai giao thøc, lµm cho nã cã thÓ tËp trung ®−îc c¸c tuyÕn ®−êng vµ b¸o tin ®−îc vÒ chóng mµ kh«ng cÇn con ng−êi can thiÖp. Thùc tÕ th× nh÷ng c¶n trë vÒ kü thuËt vµ chÝnh s¸ch khiÕn cho viÖc thùc hiÖn chóng qu¸ phøc t¹p.

VÒ kü thuËt, c¸c giao thøc IGPs nh− RIP vµ HELLO lµ c¸c giao thøc chän ®−êng. Mét Router sö dông nh÷ng giao thøc nh− vËy ®Ó cËp nhËt c¸c b¶ng chän ®−êng cña chóng dùa trªn th«ng tin nã ®ßi hái tõ c¸c Router kh¸c bªn trong hÖ thèng tù trÞ cña nã. Kh«ng gièng c¸c giao thøc chän ®−êng bªn trong, EGP lµm viÖc ®Ó bæ xung vµo mét b¶ng chän ®−êng th«ng th−êng cña Router. Mét Router sö dông EGP ®Ó giao tiÕp th«ng tin vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®Õn ®−îc m¹ng víi c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c ®éc lËp víi b¶ng chän ®−êng cña b¶n th©n c¸c Router. Do vËy, ch−¬ng tr×nh ROUTED, mét ch−¬ng tr×nh cña UNIX thùc hiÖn RIP, b¸o tin vÒ th«ng tin tõ c¸c b¶ng chän ®−êng côc bé vµ thay ®æi b¶ng chän ®−êng côc bé khi nã thu ®−îc c¸c cËp nhËt. Nã tin t−ëng vµo c¸c m¸y nµy, nh÷ng c¸i sö dông RIP ®Ó chuyÓn c¸c gãi tin ®óng. Ng−îc l¹i, nh÷ng ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn EGP kh«ng b¸o tin c¸c tuyÕn ®−êng trong c¸c b¶ng chän ®−êng côc bé mµ nã gi÷ mét c¬ së d÷ liÖu riªng biÖt vÒ kh¶ n¨ng cã thÓ ®i tíi ®−îc m¹ng.

Mét Router dïng EGP ®Ó b¸o biÕt vÒ kh¶ n¨ng ®i tíi m¹ng ph¶i thËn träng ®Ó chØ truyÒn b¸ nh÷ng tuyÕn ®−êng mµ nã ®−îc phÐp b¸o tin, nÕu kh«ng nã cã thÓ g©y ¶nh h−ëng tíi nh÷ng phÇn kh¸c cña internet. Ch¼ng h¹n, nÕu mét Router trong mét hÖ thèng tù trÞ x¶y ra viÖc truyÒn b¸ mét tuyÕn cã kho¶ng c¸ch lµ 0 tíi mét m¹ng t¹i Purdue University trong khi mµ nã kh«ng cã tuyÕn ®−êng nh− thÕ, th× RIP sÏ thiÕt ®Æt mét tuyÕn trong c¸c m¸y kh¸c vµ b¾t ®Çu chuyÓn l−u th«ng Purdue tíi Router ®· m¾c lçi ®ã. KÕt qu¶ lµ, cã thÓ c¸c Router trong hÖ thèng tù trÞ ®ã kh«ng thÓ ®¹t tíi ®−îc Purdue. NÕu EGP

84 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

truyÒn b¸ nh÷ng lçi nh− vËy bªn ngoµi hÖ thèng tù trÞ th× cã lÏ lµ sÏ trë nªn kh«ng thÓ tíi ®−îc Purdue tõ mét vµi thµnh viªn cña internet.

Ch−¬ng tr×nh “Gated” liªn kÕt nhiÒu IGP vµ EGP víi nhau phô thuéc vµo mét bé c¸c luËt lÖ Ðp buéc c¸c tuyÕn ®−îc b¸o tin tíi c¸c extrior Routers. VÝ dô, “gated” cã thÓ chÊp nhËn c¸c th«ng b¸o RIP vµ söa ®æi b¶ng chän ®−êng cña c¸c m¸y tÝnh côc bé nh− ch−¬ng tr×nh “Routed”. Nã cã thÓ b¸o biÕt c¸c tuyÕn tõ bªn trong hÖ thèng tù trÞ cña nã b»ng viÖc dïng EGP.C¸c luËt lÖ cho phÐp c¸c nhµ qu¶n lý hÖ thèng x¸c ®Þnh mét c¸ch chÝnh x¸c m¹ng nµo “Gated” cã thÓ vµ m¹ng nµo kh«ng thÓ b¸o tin vµ lµm thÕ nµo ®Ó b¸o c¸o nh÷ng kho¶ng c¸ch tíi nh÷ng m¹ng ®ã. Do vËy, mÆc dï “Gated” kh«ng ph¶i lµ mét IGP nh−ng nã ®ãng vai trß quan träng trong viÖc ®Þnh tuyÕn bëi v× nã minh chøng r»ng nã tiÖn lîi ®Ó x©y dùng mét ph−¬ng tiÖn tù ®éng liªn kÕt mét IGP víi EGP mµ kh«ng cÇn sù hy sinh b¶o vÖ.

“Gated” thùc hiÖn mét nhiÖm vô h÷u Ých kh¸c b»ng viÖc thùc thi c¸c biÕn ®æi metric. Nhí l¹i phÇn tr−íc lµ nh÷ng më réng tíi EGP cho phÐp c¸c hÖ thèng tù trÞ thùc hiÖn c¸c quyÕt ®Þnh chän ®−êng th«ng minh chØ cÇn ®iÒu kiÖn lµ c¸c Router bªn trong mét hÖ thèng tù trÞ ph¶i ®ång ý mét sù gi¶i thÝch më vÒ c¸c metric kho¶ng c¸ch. §Æc biÖt, c¸c Router bªn trong mét hÖ thèng tù trÞ ph¶i ®ång ý sö dông nh÷ng gi¸ trÞ kho¶ng c¸ch d−íi mét ng−ìng cè ®Þnh lµ 128. BÊt cø khi nµo mét Exterior Router b¸o tin vÒ kh¶ n¨ng ®i tíi m¹ng bªn ngoµi hÖ thèng tù trÞ cña nã nh−ng bªn trong liªn minh tù trÞ cña nã th× nã ph¶i biÕn ®æi c¸c metric kho¶ng c¸ch ra mét ph¹m vi cao h¬n (128-191 ). PhÐp biÕn ®æi nh»m ®Ó gi÷ l−u th«ng trong mét hÖ thèng tù trÞ b»ng viÖc t¨ng mét c¸ch gi¶ t¹o chi phÝ tíi c¸c tuyÕn ®−êng bªn ngoµi. Cuèi cïng, c¸c Router biÕn ®æi c¸c kho¶ng c¸ch ra mét ph¹m vi thËm chÝ cao h¬n (192-254) khi chuyÓn chóng qua mét biªn giíi mét liªn minh tù trÞ (mét nhãm c¸c hÖ thèng tù trÞ) ®Ó khuyÕn khÝch l−u th«ng duy tr× bªn trong mét liªn minh tù trÞ. Bëi v× “gated” cung cÊp giao diÖn gi÷a hÖ thèng tù trÞ cña nã vµ c¸c hÖ thèng tù trÞ kh¸c, nªn nã cã thÓ thùc hiÖn nh÷ng phÐp biÕn ®æi nh− vËy mét c¸ch dÔ dµng. 4.3.6 Giao thøc OSPF (Open Shortest Path First) Chóng ta ®· nãi r»ng gi¶i thuËt SPF(shortest Path First) chän tuyÕn tèt h¬n gi¶i thuËt vector-distance. Mét nhãm lµm viÖc cña IETF (Internet Engineering Task Force) ®· thiÕt kÕ ra mét giao thøc lo¹i IGP sö dông gi¶i thuËt SPF. Nã ®−îc gäi lµ Open SPF, mét giao thøc míi xö lý mét sè vÊn ®Ò chóng ta h»ng mong ®îi.

• Lµ mét giao thøc chuÈn vµ më, tøc lµ bÊt cø ai còng cã thÓ thiÕt kÕ c¸c s¶n phÈm sö dông nã mµ kh«ng ph¶i tr¶ chi phÝ cho b¶n quyÒn. • OSPF lµ lo¹i giao thøc kiÓu chän chän ®−êng dÞch vô. C¸c nhµ qu¶n lý m¹ng cã thÓ thÓ thiÕt lËp nhiÒu tuyÕn ®−êng, mçi tuyÕn cho mét kiÓu dÞch vô (®é trÔ thÊp hay cao) tíi mét ®Ých cho tr−íc. Khi chän ®−êng cho mét Datagram, mét Router ch¹y OSPF sö dông c¶

85 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

tr−êng ®Þa chØ ®Ých vµ tr−êng TYPE OF SERVICE trong HEADER IP ®Ó thùc hiÖn chän ®−êng.

• OSPF cung cÊp chøc n¨ng c©n b»ng t¶i. NÕu mét nhµ qu¶n lý x¸c ®Þnh râ nhiÒu tuyÕn ®−êng tíi mét ®Ých cho tr−íc t¹i cïng mét gi¸ trÞ chi phÝ th× OSPF ph©n phèi l−u l−îng lªn tÊt c¶ c¸c tuyÕn ®−êng víi c¸c l−îng t¶i nh− nhau.

• §Ó cho phÐp sù t¨ng tr−ëng vµ thùc thi m¹ng t¹i mét Site ®−îc qu¶n lý dÔ dµng th× OSPF cho phÐp mét Site ph©n nhá c¸c m¹ng cña nã vµ c¸c Router ra thµnh c¸c m¹ng con ®−îc gäi lµ c¸c vïng (area). Mçi vïng tù b¶n th©n nã ®· chøa ®ùng nh÷ng kiÕn thøc vÒ Topology cña vïng.Do vËy, nhiÒu nhãm trong mét site cho tr−íc cã thÓ phèi hîp sö dông OSPF cho viÖc chän ®−êng mÆc dï mçi nhãm ng¨n c¶n kh¶ n¨ng thay ®æi topology m¹ng bªn trong nã mét c¸ch ®éc lËp.

• Giao thøc OSPF x¸c ®Þnh râ lµ tÊt c¶ mäi trao ®æi gi÷a c¸c Router ph¶i ®−îc cho phÐp. OSPF cho phÐp nhiÒu kÕ ho¹ch x¸c nhËn vµ thËm chÝ mét vïng chän kÕ ho¹ch kh¸c so víi c¸c vïng kh¸c. ý t−ëng ®»ng sau sù x¸c nhËnlµ ®Ó ®¶m b¶o r»ng chØ c¸c Router ®−îc tin cËy míi ®−îc phÐp truyÒn b¸ th«ng tin chän ®−êng.§Ó hiÓu t¹i sao ®iÒu nµy lµ quan träng th× chóng ta h·y xem xÐt ®iÒu g× x¶y ra khi sö dông RIP(RIP Kh«ng cã c¬ chÕ x¸c nhËn).nÕh mét ng−êi cã ¸c ý dïng mét m¸y tÝnh c¸ nh©n ®Ó truyÒn b¸ c¸c th«ng b¸o RIP ®Ó b¸o tin vÒ c¸c tuyÕn cã chi phÝ thÊp, th× c¸c Router kh¸c vµ host ch¹y RIP sÏ thay ®æi tuyÕn ®−êng cña chóng vµ b¾t ®Çu göi c¸c datagram tíi c¸c PC.

• OSPF hç trî c¸c host-specific Routes vµ c¸c subnet route còng nh− network-specific route. TÊt c¶ 3 kiÓu trªn ®Òu cÇn thiÕt trong m¹ng internet.

• §Ó phï hîp víi c¸c m¹ng CSMA/CD nh− Ethernet, OSPF më réng gi¶i thuËt SPF. Chóng ta ®· biÕt gi¶i thuËt SPF ph¶i qu¶ng b¸ réng r·i ®Þnh k× c¸c th«ng tin t×nh tr¹ng liªn kÕt vÒ c¸c l¸ng giÒng cã liªn kÕt víi chóng. NÕu cã K Router nèi víi cïng mét Ethernet, chóng sÏ qu¶ng b¸ sè th«ng b¸o lµ K2. OSPF tè thiÓu ho¸ c¸c gãi tin qu¶ng b¸ b»ng viÖc cho phÐp mét Graph phøc t¹p h¬n trong ®ã mçi node cã thÓ lµ mét Router hoÆc lµ mét m¹ng. HÖ qu¶ lµ, OSPF cho phÐp mçi m¹ng CSMA/CD ph¶i cã mét Router dµnh riªng (®−îc gäi lµ designated Gateway) dïng ®Ó göi c¸c th«ng b¸o thay mÆt cho tÊt c¶ c¸c Router cïng g¾n tíi m¹ng ®ã.OSPF còng sö dông kh¶ n¨ngqu¶ng b¸ b»ng phÇn cøng ®Ó giao ph¸t c¸c gãi tin t×nh tr¹ng. • §Ó cho phÐp viÖc tÝnh to¸n linh ho¹t tèi ®a, OSPF cho phÐp c¸c nhµ qu¶n lý m« t¶ 1 topology m¹ng ¶o. VÝ dô, nhµ qu¶n lý cã thÓ cÊu h×nh 1 liªn kÕt ¶o gi÷a hai Router trong Graph chän ®−êngngay c¶ nÕu kÕt nèi vËt lý gi÷a chóng ®ßi hái sù th«ng tin qua mét m¹ng trung gian.

86 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

• OSPF cho phÐp c¸c Router trao ®æi c¸c th«ng tin ®−îc häc tõ nh÷ng site kh¸c. VÒ b¶n chÊt, mét hoÆc nhiÒu Router víi c¸c kÕt nèi tíi site kh¸c häc th«ng tin vÒ c¸c site ®ã vµ gép c¶ nã khi göi c¸c th«ng tin cËp nhËt chän ®−êng. Khu«n d¹ng c¸c th«ng b¸o ph©n biÖt gi÷a th«ng tin ®−îc yªu cÇu tõ c¸c nguån ngoµi vµ th«ng tin ®−îc yªu cÇu tõ c¸c nguån trong ®èi víi site, v× vËy kh«ng g©y ra sù nhËp nh»ng vÒ nguån hay kh¶ n¨ng tin cËy cña c¸c tuyÕn ®−êng.

4.3.6.1 Khu«n d¹ng th«ng b¸o OSPF (OSPF Message Format) Mçi khu«n d¹ng gãi th«ng b¸o OSPF b¾t ®Çu víi HEADER cè ®Þnh

gåm 24 octets.

Tr−êng VERSION x¸c ®Þnh phiªn b¶n cña giao thøc. Tr−êng TYPE

®Þng danh kiÓu th«ng b¸o.

Hello (used to test reachability) Database description (topology) Link status request Link status update Link status acknowledgement Type Meaning 1 2 3 4 5

0 8 16 24 31

VERSION TYPE MESSAGE LENGTH

SOURCE ROUTER IP ADDRESS AREA ID

CHECKSUM AUTHENTICATION TYPE

H×nh 4-13: HEADER cña th«ng b¸o OSPF gåm 24 octets cè ®Þnh Tr−êng SOURCE ROUTER IP ADDRESS chøa ®Þa chØ ng−êi göi,

AUTHENTICATION (octets 0-3) AUTHENTICATION (ectets 4-7)

tr−êng AREA ID chøa 32 bÝt ®Þnh danh sè hiÖu cña AREA.

Bëi v× mçi message cã thÓ bao gåm c¶ sù x¸c nhËn, tr−êng AUTHENTICATION TYPE x¸c ®Þnh râ kiÓu nµo ®−îc sö dông, (0 cã nghÜa lµ kh«ng x¸c nhËn vµ 1 cã nghÜa lµ mét passwword sÏ ®−îc sö dông). 4.3.6.2 Khu«n d¹ng th«ng b¸o Hello OSPF göi c¸c th«ng b¸o lo¹i hello treen mçi liªn kÕt mét c¸ch ®Þnh kú ®Ó thiÕt lËp vµ kiÓm tra kh¶ n¨ng cã thÓ ®Õn ®−îc l¸ng giÒng. H×nh m« t¶ khu«n d¹ng cña th«ng b¸o lo¹i nµy:

87 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

1 8 16 24 31

OSPF Header with TYPE = 1 NETWORK MASK

DEAD TIMER HELLO INTER GWAY PRIO

DESIGNATED ROUTER BACK UP DESIGNATED ROUTER NEIGHBOR1 IP ADDRESS NEIGHBOR2 IP ADDRESS ........................ NEIGHBORn IP ADDRESS

H×nh 4-14 Khu«n d¹ng c¸c message lo¹i Hello cña OSPF

Mét cÆp c¸c Router l¸ng giÒng trao ®æi nh÷ng th«ng b¸o lo¹i nµy mét

c¸ch ®Þnh kú ®Ó kiÓm tra kh¶ n¨ng cã thÓ ®i ®Õn ®−îc. Tr−êng NETWORK MASK chøa mét mÆt n¹ cho m¹ng trªn ®ã th«ng b¸o ®· ®−îc göi. Tr−êng DEAD TIMER lµ thêi gian tÝnh theo gi©y mµ nÕu sau thêi gian ®ã kh«ng cã tr¶ lêi th× Router coi nh− kh«ng cã l¸ng giÒng ®ã.

Tr−êng HELLO INTER lµ kho¶ng thêi gian tÝnh theo gi©y g÷a hai th«ng b¸o liªn tiÕp. Tr−êng GWAY PRIO lµ sè tù nhiªn g¸n quyÒn −u tiªn cña c¸c Router, ®−îc dïng trong viÖc lùa chän mét Router ®−îc uû nhiÖm thùc hiÖn c«ng viÖc sao l−u. Tr−êng DESIGNATED ROUTER vµ BACK UP DESIGNATED ROUTER chøa ®Þa chØ IP cña Router ®−îc uû nhiÖm vµ Router sao l−u. C¸c tr−êng NEIGHBOR IP ADDRESS chøa ®Þa chØ IP cña tÊt c¶ c¸c l¸ng giÒng mµ nã cã thÓ nhËn ®−îc Hello Message tõ ®ã.

4.3.6.3 Khu«n d¹ng c¸c th«ng b¸o m« t¶ c¬ së d÷ liÖu (OSPF

Database Description message Format)

C¸c Router trao ®æi c¸c th«ng b¸o lo¹i nµy ®Ó khëi t¹o c¬ së d÷ liÖu vÒ topology m¹ng cña chóng. Trong qu¸ tr×nh trao ®æi, mét Router ®ãng vai trß nh− lµ chñ (Master) cßn Router kia ®ãng vai trß lµ tí (Slave). C¸c slave b¸o nhËn mçi th«ng b¸o m« t¶ c¬ së d÷ liÖu víi mét phóc ®¸p cã khu«n d¹ng nh− h×nh vÏ sau:

Bëi v× nã cã thÓ lµ lín nªn c¬ së d÷ liÖu topology cã thÓ ®−îc ph©n ra mét sè th«ng b¸o (Message) sö dông c¸c bÝt I vµ M. BÝt I ®−îc thiÕt lËp 1 trong message khëi ®Çu, bÝt M thiÕt lËp1 nÕu cã c¸c message bæ sung theo sau. BÝt S chØ ra r»ng mét message ®· ®−îc göi bëi mét master (1) hay bëi mét Slave (0). 31 24 16 0 8

OSPF HEADER WITH TYPE = 2 MUST BE ZERO DATABASE SEQUENCE NUMBER LINK TYPE

88 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

LINK ID ADVERTISING ROUTER LINK SEQUENCE NUMBER

LINK CHECKSUM LINK AGE

................................

H×nh 4-15: Khu«n d¹ng c¸c gãi tin m« t¶ c¬ së d÷ liÖu cña OSPF

Tr−êng DATABASE SEQUENCE NUMBER lµ sè thø tù cña c¸c message ®Ó c¸c receiver cã thÓ b¸o nÕu ch¼ng may cã mét message bÞ mÊt. Message khëi ®Çu chøa mét sè nguyªn R nµo ®ã: c¸c message tiÕp theo chøa nh÷ng sè nguyªn tiÕp theo sè nguyªn khëi ®Çu R.

C¸c tr−êng LINK TYPE cho tíi tr−êng LINK AGE m« t¶ mét liªn kÕt trªn topology m¹ng. Chóng ®−îc lÆp cho mçi liªn kÕt. Tr−êng LINK TYPE m« t¶ 1 liªn kÕt víi c¸c gi¸ trÞ cã thÓ cã cho bëi b¶ng sau:

Router link Network Link Summary Link (IP Network) Exernal Link (Link to another site)

Link type Meaning 1 2 3 4 5

Tr−êng LINK ID ®−a ra mét sè ®Þnh danh cho liªn kÕt (cã thÓ lµ ®Þa

chØ IP cña mét Router hoÆc mét m¹ng tuú thuéc vµo gi¸ trÞ LINK TYPE )

Tr−êng ADVERTISING ROUTER x¸c ®Þnh mét ®Þa chØ cña Router ®ang b¸o tin vÒ liªn kÕt nµy, vµ tr−êng LINK SEQUENCE NUMBER chøa mét sè nguyªn d−¬ng ®−îc t¹o ra bëi Router ®ã ®Ó ®¶m b¶o r»ng c¸c message kh«ng bÞ lçi hoÆc ®−îc nhËn kh«ng ®óng yªu cÇu.

Tr−êng LINK CHECKSUM cung cÊp mét sù b¶o ®¶m n÷a r»ng th«ng tin liªn kÕt kh«ng bÞ lçi. Tr−êng LINK AGE gióp c¸c message yªu cÇu nã ®−a ra gi¸ trÞ thêi gian tõ lóc liªn kÕt ®−îc thiÕt lËp.

4.3.6.4 Khu«n d¹ng th«ng b¸o t×nh tr¹ng liªn kÕt (OSPF Link

Status Request Message Format)

Sau khi trao ®æi c¸c th«ng b¸o m« t¶ c¬ së d÷ liÖu víi mét l¸ng giÒng, Router cã thÓ ph¸t hiÖn thÊy r»ng nhiÒu phÇn cña c¬ së d÷ liÖu cña nã ®· qu¸ thêi gian. §Ó yªu cÇu ®iÒu ®ã, c¸c l¸ng giÒng cung cÊp th«ng tin cËp nhËt, Router göi mét göi mät th«ng b¸o yªu cÇu t×nh tr¹ng liªn kÕt. C¸c message lËp danh s¸ch c¸c liªn kÕt x¸c ®Þnh nh− h×nh vÏ d−íi ®©y:

OSPF HEADER WITH TYPE = 3 LINK TYPE LINK ID ADVERTISING ROUTER

89 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

................................

H×nh 4-16: Khu«n d¹ng th«ng b¸o yªu cÇu t×nh tr¹ng liªn kÕt cña OSPF C¸c l¸ng giÒng phóc ®¸p l¹i víi th«ng tin míi nhÊt mµ nã cã ®−îc vÒ nh÷ng liªn kÕt ®ã.Ba tr−êng LINK TYPE, LINK ID, vµ ADVERTISING ROUTER ®−îc lÆp l¹i cho mçi liªn kÕt vÒ nh÷ng t×nh tr¹ng ®−îc yªu cÇu. NhiÒu message yªu cÇu sÏ ph¶i cÇn ®Õn nÕu danh s¸ch yªu cÇu qu¸ dµi.

4.3.6.5 Khu«n d¹ng c¸c th«ng b¸o cËp nhËt t×nh tr¹ng liªn kÕt

(OSPF Link Status Update message Format)

C¸c Router qu¶ng b¸ qu¶ng b¸ t×nh tr¹ng c¸c liªn kÕt b»ng c¸c th«ng b¸o lo¹i “Link Status Update”. Mçi mét th«ng b¸o gåm danh s¸ch c¸c th«ng b¸o. 0 31

OSPF HEADER WITH TYPE = 4 NUMBER OF LINKS STATUS ADVERTISEMENT LINK STATUS ADVERTISEMENT1 LINK STATUS ADVERTISEMENT2 ..................................... LINK STATUS ADVERTISEMENTn H×nh 4-17: Khu«n d¹ng c¸c th«ng b¸o cËp nhËt t×nh tr¹ng liªn kÕt.

Mçi LINK STATUS ADVERTISEMENT cã mét khu«n d¹ng HEADER nh− h×nh vÏ trªn. C¸c gi¸ trÞ ®−îc dïng trong trong mçi tr−êng gièng hÖt c¸c th«ng b¸o m« t¶ c¬ së d÷ liÖu. 0 31 16

LINK AGE LINK TYPE

LINK ID ADVERTISING ROUTER LINK SEQUENCE NUMBER

LINK CHECKSUM LENGTH

H×nh 4-18: Khu«n d¹ng cña HEADER ®−îc dïng cho tÊt c¶ c¸c LINK STATUS ADVERTISEMENT

TiÕp theo sau LINK STATUS HEADER lµ mét trong 4 kiÓu khu«n d¹ng ®Ó miªu t¶ liªn kÕt tõ mét Router tíi mét vïng cho tr−íc, c¸c liªn kÕt tõ mét Router tíi mét m¹ng x¸c ®Þnh, c¸c liªn kÕt tõ mét Router tíi mét m¹ng vËt lý, bao gåm mét m¹ng IP con ®¬n lÎ, hoÆc mét liªn kÕt tõ mét Router tíi c¸c m¹ng ë mét site kh¸c. Trong mäi tr−êng hîp th× tr−êng LINK TYPE trong c¸c HEADER t×nh tr¹ngliªn kÕt x¸c ®Þnh râ khu«n d¹ng nµo ®· ®−îc sö dông. Do vËy mét Router nhËn mét message cËp nhËt t×nh tr¹ng liªn kÕt biÕt chÝnh x¸c ®Ých ®−îc m« t¶ nµo n»m bªn trong site nµo vµ nh÷ng c¸i nµo n»m bªn ngoµi site.

90 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

91 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Ch−¬ng v thiÕt kÕ m¹ng Wan cho c«ng ty ®iÖn- ®iÖn tö tin häc sao b¾c ®Èu.

Khi m¹ng ®−îc më réng trªn mét ph¹m vi réng th× thiÕt bÞ nèi m¹ng ®Çu tiªn ng−êi ta ph¶i sö dông lµ c¸c Router. C¸c Router lµ c¸c thiÕt bÞ liªn m¹ng ho¹t ®éng ë líp 3 trong m« h×nh OSI. NhiÖm vô chÝnh cña nã lµ thùc hiÖn c¸c quyÕt ®Þnh chän ®−êng cho c¸c gãi tin khi chóng ®−îc göi tõ m¹ng nµy tíi mét m¹ng kh¸c. ChÝnh bëi vËy, viÖc thiÕt kÕ m¹ng WAN cã liªn quan trùc tiÕp tíi nhiÒu vÊn ®Ò xoay quanh thiÕt bÞ liªn m¹ng nµy. Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng nhÊt chóng ta ®· nghiªn cøu ë c¸c ch−¬ng tr−íc lµ c¸c kÜ thuËt chän ®−êng, c¸i mµ c¸c Router ph¶i sö dông ®Ó thùc hiÖn nhiÖm vô chÝnh cña chóng, chuyÓn c¸c gãi tin tíi ®−îc ®Ých cuèi cïng cña chóng. Ngoµi ra nhiÒu vÊn ®Ò kh¸c còng cÇn ®−îc th¶o luËn nh−: Firewall, Remote Access, c¸c giao thøc khi nèi WAN (PPP, SLIP, LAPB, HDLC,ISDN, Frame Relay,ATM...), c¸c vÊn ®Ò vÒ qu¶n lý...

Trong ch−¬ng nµy chóng ta sÏ xem xÐt qua mét sè giao thøc kÕt nèi WAN hay ®−îc sö dông nhÊt víi môc ®Ých phôc vô cho viÖc x©y dùng m¹ng WAN cho c«ng ty §iÖn -§iÖnTö Tin Häc Sao B¾c §Èu, vµ sau ®ã lµ thiÕt kÕ m¹ng WAN ®ã.

5.1 C¸c giao thøc WAN

5.1.1 Giao thøc PPP (Point-to-Point Protocol) PPP ®óng nh− tªn gäi cña nã lµ lo¹i giao thøc kÕt nèi ®iÓm- ®iÓm(ph©n

biÖt víi liªn kÕt d¹ng m©y nh− Frame Relay, X.25). Còng nh− c¸c giao thøc nh− HDLC, LAPD, LAPB vµ Frame Relay, giao thøc PPP lµ giao thøc líp DataLink th−êng hay ®−îc sö dông cho c¸c kÕ nèi WAN. §Æc tr−ng chÝnh cña PPP lµ:

• Lµ mét giao thøc líp 2 cung cÊp c¸c ®−êng d÷ liÖu qua liªn kÕt

Serial lo¹i Point-to-Point.

• Hç trî c¶ c¸c liªn kÕt kiÓu ®ång bé (Synchronous) vµ liªn kÕt bÊt

®ång bé (Asynchronous).

• Cã hç trî chøc n¨ng dß lçi (Error Correction). Th«ng th−êng khi PPP ®−îc sö dông ®Ó nèi gi÷a c¸c Router víi nhau th× nã ph¶i ho¹t ®éng ë chÕ ®é ®ång bé. ChÕ ®é ho¹t ®éng ®ång bé cho phÐp tèc ®é d÷ liÖu cao h¬n nh−ng gi¸ thµnh thiÕt bÞ ®ång bé ®¾t h¬n.

Mét sè giao thøc con ®−îc sö dông trong PPP ®Ó hç trî cho viÖc ®ång

bé vµ ®ãng khung d÷ liÖu. C¸c giao thøc con nµy ®−îc chia lµm 2 nhãm kh¸c nhau:

1) Lo¹i kh«ng cÇn quan t©m tíi c¸c giao thøc líp 3 ®· dïng ®Ó göi d÷

liÖu qua liªn kÕt.

2) Nh÷ng c¸i dïng riªng cho mçi lo¹i giao thøc kh¸c nhau. PPP Link Control Protocol (LPC) lµ giao thøc lo¹i 1), nã cung cÊp c¸c chøc n¨ng c¬ së mµ kh«ng cÇn quan t©m tíi giao thøc líp 3 ®· ®−îc sö dông ®Ó göi qua liªn kÕt. Cßn IP Control Protocol (IPCP) lµ giao thøc lo¹i thø 2), nã

92 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

cung cÊp viÖc g¸n ®Þa chØ IP. §Æc tr−ng nµy ®−îc sö dông ®Ó më réng c¸c kÕt nèi quay sè Internet ngµy nay.

PPP LPC l¹i bao gåm: Link Quality Monitoring(LQM), Magic

Number, PAP, CHAP, STAC, Multilink PPP.

LQM thèng kª c¸c gãi tin mÊt hoÆc lçi vµ huû kÕt nèi PPP khi tû lÖ lçi

v−ît qu¸ mét giíi h¹n nµo ®ã.

Magic Number dïng ®Ó ph¸t hiÖn vµ lo¹i bá c¸c vßng lÆp liªn kÕt. PAP vµ CHAP dïng ®Ó x¸c nhËn tÝnh hîp lÖ cña c¸c thiÕt bÞ ë ®Çu kia

cña liªn kÕt.

Multilink PPP thùc hiªn viÖc ph©n m¶nh c¸c gãi tin ®Ó c©n b»ng t¶i qua

liªn kÕt. Nã th−êng ®−îc sö dông khi cã nhiÒu liªn kÕt quay sè.

Nh×n chung PPP lµ mét giao thøc rÊt hay ®−îc sö dông ®Ó kÕt nèi gi÷a c¸c Router víi nhau theo kiªñ Point-to-Point. §iÒu ®Æc biÖt khi cÊu h×nh cho c¸c liªn kÕt lo¹i ®iÓm-®iÓm nãi chung vµ cho PPP nãi riªng lµ ph¶i ®¶m b¶o 2 ®Çu cña cïng mét liªn kÕt ph¶i ®−îc cÊu h×nh víi cïng mét giao thøc.

5.1.2 Giao thøc HDLC §©y lµ mét giao thøc cho tÇng liªn kÕt d÷ liÖu cã vÞ trÝ quan träng nhÊt ,

®−îc ph¸t triÓn bëi ISO ®Ó sö dông trong c¶ hai tr−êng hîp: ®iÓm-®iÓm vµ liªn kÕt ®a ®iÓm. Nã cho phÐp khai th¸c c¶ hai chiÒu mét c¸ch ®ång thêi (full- duplex). Mét khung d÷ liÖu cña HDLC cã khu«n d¹ng tæng qu¸t nh− sau:

8 8 bits

8/16 Flag Address 8/16 Control Information 16/32 FCS Flag

Frame

Trong ®ã : Flag : lµ m· ®ãng khung cho frame, m· nµy ®−îc chän lµ 01111110 Address : lµ vïng ghi ®Þa chØ tr¹m ®Ých cña Frame Control : lµ vïng ®Þnh danh c¸c lo¹i Frame kh¸c nhau dïng trong

HDLC. Cã 3 lo¹i khung lµ U, I, S.

Information : d÷ liÖu cña líp trªn FCS (Frame Check Sequense) : vïng ghi m· kiÓm so¸t lçi. Trong c¸c lo¹i khung HDLC th× khung lo¹i I lµ dïng ®Ó chøa th«ng tin,

khung lo¹i S ®Ó kiÓm so¸t lçi vµ kiÓm so¸t luång d÷ liÖu, khung lo¹i U ®Ó ®Þnh nghÜa ph−¬ng thøc trao ®æi d÷ liÖu.

Còng nh− PPP,giao thøc HDLC ®−îc sö dông réng r·i trong c¸c liªn

kÕt WAN. §èi víi c¸c s¶n phÈm m¹ng cña Cisco th× giao thøc WAN ®−îc sö dông trªn c¸c cæng Serial ®−îc thiÕt ®Æt mÆc ®Þnh chÝnh lµ giao thøc HDLC. Nh×n chung th× giao thøc HDLC vµ giao thøc PPP cã kh¸ nhiÒu ®iÓm t−¬ng ®ång.

Cã rÊt nhiÒu giao thøc dÉn xuÊt tõ HDLC. Tiªu biÓu trong sè c¸c giao thøc ®ã nh− LAP(Link Access Procedure), LAP-B(LAP-Balanced) ,LAP-D (LAP-D Channel), SDLC (Synchronous Data Link Control) ...

93 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

5.1.3 Giao thøc Frame Relay Trong X.25 chøc n¨ng dån kªnh ®èi víi c¸c liªn kÕt logic (Virtual

Circuit) chØ ®¶m nhiÖm viÖc kiÓm so¸t lçi cho c¸c frame göi qua giao diÖn DTE/DCE côc bé. §iÒu nµy lµm t¨ng ®é phøc t¹p trong viÖc phèi hîp c¸c thñ tôc gi÷a hai tÇng kÒ nhau, dÉn ®Õn th«ng l−îng bÞ h¹n chÕ do t«ng phÝ xö lý gãi tin t¨ng lªn.

Tr¸i l¹i víi Frame Relay, chøc n¨ng dån kªnh vµ chän ®−êng ®−îc thùc

hiÖn ë tÇng 2. H¬n n÷a viÖc chän ®−êng cho c¸c Frame l¹i rÊt ®¬n gi¶n lµm cho th«ng l−îng cao h¬n nhiÒu so víi kü thuËt chuyÓn m¹ch gãi. Khu«n d¹ng tæng qu¸t cña Frame Relay gièng nh− frame cña HDLC, chØ cã sù kh¸c biÖt trong néi dung cña vïng th«ng tin ®iÒu khiÓn (header).

Header information FSC Flag

Flag Trong vïng Header cña frame cã chøa c¸c tham sè: DLCI : Data Link Connection Identifier CE: Congestion Forward CB : Congestion Backward DE : Discard Eligility

DLCI dïng ®Ó ®Þnh danh c¸c liªn kÕt d÷ liÖu ®−îc thiÕt lËp. Mçi khi

mét liªn kÕt d÷ liÖu ®−îc thiÕt lËp th× nã g¸n mét DLCI vµ gi¸ trÞ nµy sÏ lu«n ®−îc khai b¸o trong tÊt c¶ c¸c frame d÷ liÖu vµ frame ®iÒu khiÓn liªn quan ®Õn liªn kÕt ®ã. DLCI thùc ra lµ mét tham sè côc bé vµ ®−îc dïng ®Ó chän ®−êng. ë mçi nót, khi nhËn ®−îc mét frame d÷ liÖu, ch−¬ng tr×nh xö lý sÏ ®äc gi¸ trÞ DLCI trong vïng header vµ kÕt hîp víi cña ®−êng truyÒn vµo ®Ó x¸c ®Þnh ®−êng truyÒn ra vµ gi¸ trÞ DLCI t−¬ng øng.Gi¸ trÞ DLCI míi nµy sÏ ®−îc ghi vµo header cña frame vµ frame sÏ ®−îc ®−a vµo hµng ®îi ®Ì chê göi tiÕp trªn con ®−êng ®· chän.

V× cã thÓ cã nhiÒu liªn kÕt logic trªn cïng mét ®−êng truyÒn vËt lý, c¸c frame liªn quan ®Õn mét liªn kÕt d÷ liÖu nµo ®ã l¹i cã thÓ ®−îc t¹o ra t¹i c¸c thêi ®iÓm ngÉu nhiªn, nªn hiÖn t−îng t¾c nghÏn cã thÓ x¶y ra ®èi víi mét ®−êng truyÒn ra nµo ®ã. C¸c bÝt CF, CB vµ DE trong vïng Header cña frame dïng ®Ó kiÓm so¸t hiÖn t−îng t¾c nghÏn. Mçi khi frame header chuyÓn tiÕp mét frame vµo hµng ®îi ra, nã ph¶i kiÓm tra kÝch th−íc cña hµng ®îi, nÕu v−ît qu¸ mét giíi h¹n cho tr−íc th× th«ng b¸o t×nh tr¹ng ®ã cho ng−êi sö dông ë hai ®Çu liªn kÕt b»ng c¸ch ®Æt gi¸ trÞ cho cho bÝt CF hoÆc CB tuú theo chiÒu ®i hay vÒ cña frame. Khi bé xö lý header trong m¸y ng−êi sö dông cuèi nhËn ®−îc th«ng b¸o vÒ t×nh tr¹ng t¾c nghÏn, nã sÏ t¹m thêi gi¶m tèc ®é göi frame cho tíi khi kh«ng cßn tÝn hiÖu vÒ t¾c nghÏn n÷a. tuy nhiªn trong tr−êng hîp qu¸ t¶i nhiÒu th× ph¶i thùc hiÖn viÖc lo¹i bít c¸c frame. Bé xö lý header trong hÖ thèng cña ng−êi sö dông cuèi sÏ dïng bit DE ®Ó thùc hiÖn viÖc lo¹i bá bít frame khi thÊy hiÖn t−îngv−ît qu¸ th«ng l−îng ®· tho¶ thuËn.

94 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

5.2 ThiÕt kÕ m¹ng WAN cho C«ng ty §iÖn-§iÖn tö tin häc Sao B¾c §Èu

• Bµi to¸n thiÕt kÕ m¹ng WAN nh− sau: C«ng ty §iÖn-§iÖn tö tin häc Sao B¾c §Èu hiÖn cã ba chi nh¸nh ®Æt t¹i ba thµnh phè kh¸c nhau, mét ®¹i diÖn ë miÒn B¾c t¹i Hµ Néi, mét ®¹i diÖn ë miÒn Trung t¹i §µ N½ng, vµ mét ®¹i diÖn ë miÒn Nam lµ t¹i thµnh phè Hå ChÝ Minh. C«ng ty ®ang ph¸t triÓn nªn kÐo theo sù ph¸t triÓn cña c¸c hÖ thèng m¹ng LAN t¹i mçi n¬i vµ ®iÓm quan träng h¬n lµ nhu cÇu trao ®æi d÷ liÖu gi÷a c¸c ®¹i diÖn cña c«ng ty t¹i ba miÒn lµ rÊt lín, nh»m phôc vô cho viÖc qu¶n lý, trao ®æi th«ng tin, hç trî kü thuËt lÉn nhau. .. T¹i mçi chi nh¸nh ®Òu hiÖn cã mét m¹ng LAN nèi c¸c m¸y tÝnh gi÷a c¸c phßng ban víi nhau. C«ng ty cã nhu cÇu muèn kÕt nèi c¸c m¹ng LAN cña c«ng ty vµ kÕt nèi víi m¸y cña nh©n viªn t¹i nhµ cña hä ®Ó ®¸p øng nhu cÇu thùc tÕ ®Æt ra, t¹o ra mét m¹ng Intranet thèng nhÊt. C¸c ®−êng kÕt nèi WAN chÝnh c«ng ty dù ®Þnh sÏ sö dông c¸c ®−êng Leased Line thuª qua nhµ cung cÊp VDC. Yªu cÇu cho m¹ng lµ ph¶i ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu hiÖn t¹i vµ ph¶i cã kh¶ n¨ng n©ng cÊp víi c¸c kü thuËt míi cho t−¬ng lai. Cô thÓ lµ nã ph¶i ho¹t ®éng æn ®Þnh, cã thÓ më réng theo sù lín m¹nh cña c«ng ty, cã ®−êng truy nhËp vµo Internet, cã thÓ nèi víi ng−êi dïng ë xa th«ng qua m¹ng ®iÖn tho¹i, cã chøc n¨ng b¶o mËt, cã kh¶ n¨ng qu¶n lý, cã hç trî voice over IP cho øng dông t−¬ng lai.

Víi c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ nh− trªn ta cã thÓ ®−a ra

thiÕt kÕ nh− sau:

5.2.1 Lùa chän s¶n phÈm Lùa chän Router: Víi m¹ng WAN s¶n phÈm chñ yÕu ph¶i lùa chän lµ c¸c Router t¹i c¸c ®iÓm nót cña m¹ng. M¹ng cña ta cã 3 nót nªn cÇn 3 Router cho ba nót ®ã. S¶n phÈm lùa chän ë ®©y ta chän lµ c¸c s¶n phÈm cña h·ng Cisco. VÒ Router h·ng Cisco bao gåm rÊt nhiÒu lo¹i tõ c¸c lo¹i nhá nh− CISCO 800, CISCO 1000, CISCO 1600, CISCO 1700, CISCO 2500; c¸c Router lo¹i võa nh− CISCO 2600, CISCO 3600, CISCO 4000; c¸c lo¹i lín nh− CISCO 7000, CISCO 7200 vµ CISCO 7500, ®¸p øng ®a d¹ng c¸c nhu cÇu kh¸c nhau: tõ c¸c v¨n phßng ë xa, c¸c doanh nghiÖp nhá, c¸c doanh nghiÖp trung b×nh cho tíi c¸c c«ng ty vµ c¸c h·ng lín. Trong bµi to¸n x©y dùng m¹ng WAN cho c«ng ty §iÖn §iÖn Tö Tin Häc Sao B¾c §Èu th× dßng s¶n phÈm Router lo¹i CISCO 2600 (3 Router CISCO 2621 cho 3 nót) lµ ph−¬ng ¸n lùa chän tèi −u cho bµi to¸n nµy v× nh÷ng lý do chÝnh sau:

• §¸p øng ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu kü thuËt do bµi to¸n thiÕt kÕ t¹o ra. • §©y lµ dßng s¶n phÈm míi cña h·ng Cisco vµ ®· chøng minh ®−îc

kh¶ n¨ng t−¬ng thÝch, æn ®Þnh vµ ®é tin cËy cao.

95 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

• Dßng s¶n phÈm 2600 ®−îc hç trî mét khe c¾m cho Module, hai khe c¾m cho WIC (WAN Interface Card), ®¶m b¶o ®¸p øng nhu cÇu hiÖn t¹i, cã kh¶ n¨ng më réng cho t−¬ng lai.

• Sö dông bé vi xö lý Motorola MPC860 (50 MHz víi lo¹i 2620 vµ 2621) vµ kh¶ n¨ng xö lý d÷ liÖu vµ b¶ng chän ®−êng cao, tèc ®é chuyÓn gãi 25 000pps(Packet per second).

• Cã tíi 6 lo¹i WIC cho sù lùa chän kÕt nèi WAN trªn hai khe c¾m; cã rÊt nhiÒu Module ®Ó lùa chän cho khe c¾m module, phï hîp víi nhiÒu nhu cÇu øng dông kh¸c nhau.

• PhÇn mÒm IOS trªn CISCO 2600 hç trî nhiÒu lo¹i giao thøc kh¸c nhau nh−: NAT, OSPF, BGP, RADIUS (Remote Access Dial-In User Service), IP Multicast, RMON cho c¸c giao tiÕp LAN, WAN;hç trî ®Çy ®ñ c¸c phÇn mÒm qu¶n lý gióp cho viÖc cÊu h×nh, gi¸m s¸t, kh¾c phôc lçi; c¸c hç trî VLAN, m· ho¸ 3DES, c¸c chøc n¨ng Firwall. .. H¬n n÷a víi CISCO 2600 chóng ta cã thÓ dÔ dµng n©ng cÊp phÇn mÒm ®Ó t¹o ra c¸c chøc n¨ng n©ng cao.

• Cã kh¶ n¨ng hç trî kü thuËt míi nh− Voice over IP, Voice over

Frame Relay, ATM cho c¸c kÕt nèi LAN.

Lùa chän phÇn mÒm qu¶n trÞ m¹ng: Cisco Work Windows 5.0 lµ phÇn mÒm cung cÊp cho ng−êi sö dông

mét ph−¬ng tiÖn hiÖu qu¶ ®Ó qu¶n lý c¸c thiÕt bÞ Cisco Router/Switch trªn c¸c m¹ng LAN/WAN. PhÇn mÒm Cisco Work sö dông giao thøc SNMP thu nhËn c¸c th«ng tin vÒ tr¹ng th¸i ®éng, tr¹ng th¸i tÜnh, c¸c th«ng tin vÒ cÊu h×nh cña Router, Switch. Qua ®ã, ng−êi qu¶n trÞ m¹ng cã thÓ kiÓm tra tr¹ng th¸i ho¹t ®éng cña m¹ng. C¸c tÝnh n¨ng chÝnh cña phÇn mÒm cã thÓ ®−îc m« t¶ nh− sau: ♦ Tù ®éng ph¸t hiÖn chñng lo¹i thiÕt bÞ trong m¹ng. ♦ KiÓm so¸t l−u l−îng d÷ liÖu trong m¹ng. ♦ Qu¶n lý thiÕt bÞ tõ xa (Remote control, Remote configuration). ♦ Qu¶n lý truy nhËp ®Õn tõng cæng. ♦ ThiÕt ®Æt ng−ìng c¶nh b¸o (Threshold management). ♦ Giao diÖn víi ng−êi sö dông b»ng ®å ho¹.

5.2.2 Lùa chän WIC vµ module cho Router t¹i c¸c ®iÓm kÕt nèi. Khi ch−a më réng, b¶n th©n CISCO 2621 ®· cã s½n 2 cæng 10/100

Mbps autosensing, bëi vËy ta cã s½n 2 cæng ®Ó nèi trùc tiÕp tíi c¸c LAN t¹i mçi ®Þa ®iÓm. Trong tr−êng hîp khi sè l−îng m¹ng LAN t¹i mçi chi nh¸nh t¨ng lªn th× cã thÓ sö dông mét Switch nèi vµo cæng LAN cña router, sau ®ã c¸c m¹ng LAN nèi tíi c¸c cæng trªn Switch. Nh− vËy lùa chän cho phÇn cøng t¹i mçi nót WAN chØ lµ lùa chän WIC, Module ®Ó c¾m vµo c¸c khe c¾m më réng trªn Router. Nh×n chung quy m« t¹i 3 ®iÓm WAN lµ t−¬ng tù nhau nªn ®©y sÏ lµ lùa chän chung cho c¶ 3 nót.

96 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

§Ó ®¶m b¶o kÕt nèi Router theo kiÓu tam gi¸c t¹i mçi nót cÇn hai cæng Serial. Gi¶i ph¸p lµ chän WIC-2T cã s½n hai cæng serial mµ tèc ®é tèi ®a trªn mçi cæng cã thÓ ®¹t tíi 4Mbps, hoÆc lµ ph¶i chän 2 WIC lo¹i WIC-1T chØ cã mét cæng Serial trªn nã. Gi¶i ph¸p chän WIC-2T −u viÖt h¬n bëi v× nã chØ cÇn mét WIC nªn ta vÉn cßn d− mét khe c¾m WIC cho øng dông kh¸c. Riªng t¹i nót Hµ Néi do cã thªm mét ®−êng Leased Line kÕt nèi tíi Internet nªn ph¶i bæ sung thªm mét WIC-1T ®Ó ®¶m b¶o kÕt nèi nµy.

(cid:131) §Ó cã c¸c ®−êng kÕt nèi dù phßng cho c¸c ®−êng kÕt nèi chÝnh, c¸c ®−êng kÕt nèi tíi m¸y cña mét sè nh©n viªn t¹i nhµ riªng cña hä, ta sö dông mét Module NM-8A/S cã 8 cæng tèc ®é tèi ®a 128Kbps vµ cã thÓ chän cÊu h×nh ®Ó ch¹y ë chÕ ®é SYN/ASYN. T¹m thêi chØ cÇn mét cæng nèi qua m¹ng ®iÖn tho¹i PSTN ®Ó lµm chøc n¨ng dù phßng, 7 cæng kia cã thÓ lµ lùa chän cho kÕt nèi tíi ng−êi dïng ë xa th«ng qua c¸c Modem quay sè.

(cid:131) C¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi sö dông ë ®©y cho c¸c kÕt nèi WAN lµ s¶n phÈm NTU (Network Terminal Unit) cña h·ng RAD. §©y lµ s¶n phÈm ®Çu cuèi ®· kh¼ng ®Þnh ®−îc uy tÝn ë thÞ tr−êng ViÖt Nam.

(cid:131) C¸c ®Çu nèi cho Router vµ NTU sö dông chuÈn V.35 5.2.3 S¬ ®å cho m¹ng WAN S¬ ®å kÕt nèi tæng thÓ cña m¹ng nh− sau:

97 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

(cid:131) HÖ thèng ®−îc cÊu tróc dùa trªn 3 nót chÝnh: hµ néi, ®µ n½ng vµ tp hå chÝ minh ®−îc nèi víi nhau qua 3 Router ®Æt t¹i mçi nót t¹o thµnh mét m¹ng WAN ®ång nhÊt. C¸c kÕt nèi ®−îc m« t¶ chi tiÕt bëi h×nh vÏ sau:

(cid:131) T¹i 3 ®iÓm c¸c Router lo¹i CISCO 2621 ®−îc nèi víi nhau b»ng c¸c cæng Serial th«ng qua c¸c ®−êng Leased Line. T¹i mçi ®iÓm c¸c LAN ®−îc nèi trùc tiÕp tíi cæng dµnh cho LAN trªn c¸c Router b»ng c¸p UTP hoÆc RG-58. Riªng t¹i ®iÓm Hµ Néi cã mét ®−êng kÕt nèi ra ngoµi Internet th«ng qua ®−êng Leased Line nèi th¼ng tõ cæng Serial cña WIC-1T. Chøc n¨ng Firewall ®−îc thiÕt lËp trªn Router hµ néi dïng ®Ó b¶o vÖ m¹ng néi bé khái nh÷ng truy cËp kh«ng ®−îc phÐp tõ bªn ngoµi khi ®i qua Router nµy. Ngoµi ra c¸c Modem ë cæng A/S sè 1, 2 trªn c¸c Router 2621 ®−îc sö dông cho ph−¬ng ¸n dù phßng th«ng qua m¹ng PSTN.

98 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

(cid:131) C¸c Modem dïng cho truy cËp tõ xa ®−îc nèi tõ c¸c cæng cßn l¹i trªn Module NM-8 A/S th«ng qua ®−êng ®iÖn tho¹i tíi c¸c ng−êi dïng ë xa. Tõ c¸c ®iÓm truy cËp tõ xa nµy(ch¼ng h¹n nh− tõ nhµ riªng) ng−êi dïng cã thÓ truy xuÊt tíi bÊt kú tµi nguyªn m¹ng nµo cña c«ng ty còng nh− chia sÎ th«ng tin cña m×nh víi ®ång nghiÖp.

5.2.4 M« t¶ kü thuËt vµ kh¶ n¨ng ho¹t ®éng HÖ thèng m¹ng dùa trªn giao thøc chÝnh lµ TCP/IP t¹i líp Transport vµ

Network cho c¸c thiÕt bÞ nh− tr¹m lµm viÖc, m¸y chñ, c¸c terminal kÕt nèi vµo hÖ thèng LAN/WAN cña c«ng ty. T¹i bÊt kú ®iÓm nµo kÕt nèi vµo m¹ng ng−êi dïng cã thÓ dïng nh÷ng øng dông nh− Telnet, FTP, WEB, Microsoft Windows ®Ó trao ®æi d÷ liÖu trªn m¹ng. (cid:131) Ho¹t ®éng cña líp Datalink: Trong kÕt nèi Leased line gi÷a c¸c ®iÓm theo m« h×nh tam gi¸c, giao thøc líp datalink ®−îc sö dông trªn c¸c cæng kÕt nèi WAN lµ PPP/HDLC t¹o ra mét hÖ thèng víi c¸c kÕt nèi ®iÓm-®iÓm (point-to-point). C¸c gãi tin ®i tõ Router lµ c¸c gãi tin líp 3 hay cßn gäi lµ c¸c gãi tin IP sÏ ®−îc c¸c giao thøc líp 2 nµy xö lý b»ng viÖc bäc chóng trong c¸c khung d÷ liÖu líp 2 vµ truyÒn ®i. T¹i ®Çu kia cña kÕt nèi qu¸ tr×nh xö lý ng−îc l¹i ®−îc thùc hiÖn ®Ó t¹o l¹i c¸c gãi tin ë líp 3. T¹i líp 2 d÷ liÖu cã thÓ còng ®−îc nÐn ®Ó tiÕt kiÖm b¨ng th«ng.

Trªn c¸c cæng LAN cña router hç trî c¸c cæng tèc ®é cao 10/100Mbps lo¹i autosensing sö dông c¸c giao thøc 802.3u(100Mbps) hay 802.3 (10Mbps).

C¸c ®−êng truyÒn bÊt ®ång bé (asynchronous) vµ c¸c kÕt nèi modem sö dông giao thøc PPP/SLIP cho c¸c kÕt nèi tõ xa. Riªng víi modem sö dông ®Ó dù phßng th× chøc n¨ng dù phßng ®−îc thiÕt lËp ®Ó ph¸t hiÖn sù h− háng cña ®−êng truyÒn chÝnh Leased line.

(cid:131) Líp IP vµ kh¶ n¨ng chän ®−êng Chøc n¨ng chän ®−êng IP lµ chøc n¨ng chÝnh cña Router. T¹i mçi router c¸c giao thøc vÒ chän ®−êng nh− RIP, OSPF... ®−îc thiÕt lËp nh»m thiÕt lËp c¸c tuyÕn ®−êng ng¾n nhÊt tíi ®Ých cho c¸c d÷ liÖu truyÒn ®i trªn WAN. C¸c giao thøc nµy cho phÐp c¸c Router trªn m¹ng trao ®æi th«ng tin ®Þa chØ ®Ó tù ®éng häc vµ cËp nhËt vµo b¶ng chän ®−êng cña chóng, phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n chän ra c¸c con ®uêng ng¾n nhÊt. Khi mét trong c¸c kÕt nèi x¶y ra sù cè, Router t¹i c¸c ®iÓm nãi trªn sÏ t×m trong b¶ng chän ®−êng cña chóng ®Ó x¸c ®Þnh ®−êng ®i míi qua ®iÓm trung chuyÓn lµ router thø ba. Qua ®−êng ®i trung chuyÓn nµy, c¸c m¹ng t¹i hai router vÉn cã thÓ liªn l¹c víi nhau b×nh th−êng.

C¸c b¶ng chän ®−êng lu«n ®−îc cËp nhËt th−êng xuyªn ®Ó kiÓm tra

c¸c tr¹ng th¸i cña m¹ng. T¹i thêi ®iÓm khi c¸c ®−êng kÕt nèi bÞ sù cè ®· ®−îc phôc håi, b¶ng chän ®−êng sÏ ®−îc cËp nhËt th«ng tin l¹i nh»m ®¶m b¶o ®−êng ®i ng¾n nhÊt gi÷a hai Router. Lóc nµy c¸c gãi tin ®−îc chuyÓn trùc tiÕp mµ kh«ng ph¶i qua Router trung chuyÓn.

99 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

(cid:131) Kh¶ n¨ng dù phßng cho m¹ng trªn cæng ASYN cña Router. T¹i mçi nót ta chØ sö dông 2 modem ASYN ®Ó lµm nhiÖm vô dù phßng

nãng cho m¹ng. Chóng tù ®éng thiÕt lËp kÕt nèi ®Õn c¸c nót kh¸c khi c¶ hai ®−êng leased line gÆp sù cè vµ sÏ tù ®éng chÊm døt kÕt nèi khi cã mét trong hai ®−êng ®−îc phôc håi. T¹i nót hµ néi Modem sè 1 ®−îc dïng ®Ó quay sè hoÆc nhËn c¸c kÕt nèi ®Õn (hoÆc tõ phÝa) TP hå chÝ minh, Modem sè 2 dïng ®Ó quay sè hoÆc nhËn cuéc gäi tõ ®µ n½ng. Còng t−¬ng tù nh− vËy ®èi víi c¸c modem 1,2 t¹i nót TP hå chÝ minh vµ ®µ n½ng. C¸c Modem ®−îc nèi vµo m¹ng ®iÖn tho¹i PSTN cña b−u ®iÖn sÏ sö dông chÕ ®é Dial On Demand ®Ó tù ®éng quay sè khi cã sù cè. C¬ chÕ dù phßng cã thÓ ®−îc m« t¶ nh− sau:

T¹i c¸c nót , Router sö dông chøc n¨ng cu¨ h·ng Cisco lµ Dialer Watch ®Ó tù ®éng kiÓm tra c¸c ®Þa chØ m¹ng cña c¸c nót kh¸c th«ng qua b¶ng chän ®−êng cña nã. B¶ng chän ®−êng sÏ th−êng xuyªn ®−îc cËp nhËt c¸c th«ng tin míi nhÊt ®Þnh kú sau mét kho¶n thêi gian ®· ®−îc thiÕt ®Æt tr−íc. Mçi khi c¶ hai ®−êng kÕt nèi chÝnh bÞ sù cè, th× c¸c th«ng tin trao ®æi gi÷a c¸c router kh«ng cßn n÷a, c¸c ®Þa chØ m¹ng cña c¸c nót kh¸c trong b¶ng chän ®−êng cña nã bÞ xo¸ ®i. Bé phËn Dialer Watch trong router ph¸t hiÖn viÖc c¸c ®Þa chØ nãi trªn bÞ xo¸ trong b¶ng chän ®−êng th× nã lËp tøc kÝch ho¹t c¬ chÕ quay sè dù phßng cho c¸c Modem. Khi sù cè trªn mét trong 2 ®−êng leased line ®−îc kh¾c phôc th× c¸c Modem l¹i trë vÒ tr¹ng th¸i dù phßng kh«ng quay sè.

(cid:131) Chøc n¨ng Firewall t¹i hμ néi B¶n th©n c¸c Router th−êng ®· tÝch hîp s½n chøc n¨ng Firewall trong

phÇn mÒm ®iÒu hµnh IOS cña nã. Ta cã thÓ ®Æt chÕ ®é an ninh trªn tõng cæng cña Router theo c¸c chÕ ®é kh¸c nhau. Trong m¹ng cña c«ng ty ®−êng nèi quan träng nhÊt cÇn ph¶i ®Æt chøc n¨ng Firewall lµ cæng nèi tíi Internet. Chøc n¨ng nµy cho phÐp ta ng¨n chÆn ®−îc c¸c truy cËp kh«ng ®−îc phÐp tõ c¸c m¹ng bªn ngoµi. ViÖc thiÕt ®Æt c¸c chÕ ®é an ninh ®−îc thùc hiÖn th«ng qua viÖc cÊu h×nh cho router. Ta cã thÓ ®Æt chÕ ®é läc gãi tin ®Ó router tù ®éng kiÓm tra ®Þa chØ c¸c gãi tin ®Õn vµ quyÕt ®Þnh cã cho phÐp göi tiÕp hay lµ kh«ng, hoÆc lµ cã thÓ ®Æt chÕ ®é läc giao thøc,dÞch vô b»ng viÖc ®äc c¸c sè hiÖu cæng trªn c¸c gãi tin. An toµn h¬n ta thiÕt lËp ®ång thêi nhiÒu chÕ ®é, nhiÒu møc an ninh kh¸c nhau. Víi biÖn ph¸p nµy c¸c truy nhËp tr¸i phÐp sÏ kh«ng thÓ truy nhËp vµo m¹ng ®−îc.

5.2.5 B¶ng cÊu h×nh chi tiÕt cho c¸c Router

a ) KÕ ho¹ch ®Þa chØ cho m¹ng.

C¸c ®Þa chØ n»m trong m¹ng WAN cña c«ng ty cã thÓ ®−îc chän ®Ó

g¸n cho c¸c cæng Router, c¸c m¸y tÝnh trªn m¹ng mµ kh«ng cÇn quan t©m tíi c¸c ®Þa chØ m¹ng bªn ngoµi. Riªng cæng cña Router hµ néi ra ngoµi Internet ph¶i do nhµ cung cÊp dÞch vô Internet cÊp. B¶ng cÊp ph¸t ®Þa chØ cho c¸c nót chÝnh nh− sau:

100 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

Router 2621 t¹i hμ néi

+ §Þa chØ cæng WAN nèi tíi Internet : 203.187.55.20 (®−îc VDC cÊp) + §Þa chØ cæng WAN nèi tíi TP hå chÝ minh : 192.168.12.1 + §Þa chØ cæng WAN nèi tíi ®µ n½ng : 192.168.10.1 + §Þa chØ cæng LAN lµ : 192.168.1.1 Router 2621 t¹i tp hå chÝ minh

+ §Þa chØ cæng WAN nèi tíi hµ néi: 192.168.12.2 + §Þa chØ cæng WAN nèi tíi ®µ n½ng : 192.168.11.1 + §Þa chØ cæng LAN lµ : 192.168.3.1

Router 2621 t¹i ®μ n½ng

+ §Þa chØ cæng WAN nèi tíi hµ néi: 192.168.168.10.2 + §Þa chØ cæng WAN nèi tíi tp hå chÝ minh : 192.168.11.2 + §Þa chØ cæng LAN lµ : 192.168.2.1

a) CÊu h×nh cho c¸c cæng trªn Router • CÊu h×nh chi tiÕt cho router t¹i hμ néi ! ************************************************************ ****** ! HANOI.cfg - Cisco router configuration file ! Automatically created by Cisco ConfigMaker v2.4 Build 24 ! Thursday, May 18, 2000, 08:47:48 PM ! ! Hostname: HANOI ! Model: 2621 ! ************************************************************ ****** ! service timestamps debug uptime service timestamps log uptime service password-encryption no service tcp-small-servers no service udp-small-servers ! hostname HANOI ! enable password C ! no ip name-server ! ip subnet-zero no ip domain-lookup ip routing ! interface FastEthernet 0/0 no shutdown description connected to EthernetLAN

101 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 keepalive 10 ! interface FastEthernet 0/1 no description no ip address shutdown ! interface Serial 0/0 no shutdown description connected to DA_NANG ip address 192.168.10.1 255.255.255.252 encapsulation ppp ! interface Serial 0/1 no shutdown description connected to TP_HOCHIMINH ip address 192.168.12.1 255.255.255.252 encapsulation ppp ! interface Serial 0/2 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/0 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/1 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/2 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/3 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/4 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/5 no description no ip address shutdown

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

102 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

! interface Serial 1/6 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/7 no description no ip address shutdown ! router rip version 2 network 192.168.1.0 network 192.168.10.0 network 192.168.12.0 no auto-summary ! ! ip classless no ip http server snmp-server community public RO no snmp-server location no snmp-server contact ! line console 0 exec-timeout 0 0 password C login ! line vty 0 4 password C login ! end

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

• CÊu h×nh chi tiÕt cho router t¹i TP hå chÝ minh ! ************************************************************ ****** ! TP_HOCHIMINH.cfg - Cisco router configuration file ! Automatically created by Cisco ConfigMaker v2.4 Build 24 ! Thursday, May 18, 2000, 08:48:38 PM ! ! Hostname: TP_HOCHIMINH ! Model: 2621 ! ************************************************************ ****** ! service timestamps debug uptime service timestamps log uptime service password-encryption

103 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

no service tcp-small-servers no service udp-small-servers ! hostname TP_HOCHIMINH ! enable password C ! no ip name-server ! ip subnet-zero no ip domain-lookup ip routing ! interface FastEthernet 0/0 no shutdown description connected to EthernetLAN_2 ip address 192.168.3.1 255.255.255.0 keepalive 10 ! interface FastEthernet 0/1 no description no ip address shutdown ! interface Serial 0/0 no shutdown description connected to DA_NANG ip address 192.168.11.1 255.255.255.252 encapsulation ppp ! interface Serial 0/1 no shutdown description connected to HANOI ip address 192.168.12.2 255.255.255.252 encapsulation ppp ! interface Serial 1/0 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/1 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/2 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/3 no description no ip address

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

104 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

shutdown ! interface Serial 1/4 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/5 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/6 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/7 no description no ip address shutdown ! router rip version 2 network 192.168.3.0 network 192.168.11.0 network 192.168.12.0 no auto-summary ! ! ip classless no ip http server snmp-server community public RO no snmp-server location no snmp-server contact ! line console 0 exec-timeout 0 0 password C login ! line vty 0 4 password C login ! end • CÊu h×nh chi tiÕt cho router t¹i ®μ n½ng ! ************************************************************ ****** ! DA_NANG.cfg - Cisco router configuration file ! Automatically created by Cisco ConfigMaker v2.4 Build 24

105 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

! Thursday, May 18, 2000, 08:49:20 PM ! ! Hostname: DA_NANG ! Model: 2621 ! ************************************************************ ****** ! service timestamps debug uptime service timestamps log uptime service password-encryption no service tcp-small-servers no service udp-small-servers ! hostname DA_NANG ! enable password C ! no ip name-server ! ip subnet-zero no ip domain-lookup ip routing ! interface FastEthernet 0/0 no shutdown description connected to EthernetLAN_1 ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 keepalive 10 ! interface FastEthernet 0/1 no description no ip address shutdown ! interface Serial 0/0 no shutdown description connected to HANOI ip address 192.168.10.2 255.255.255.252 encapsulation ppp ! interface Serial 0/1 no shutdown description connected to TP_HOCHIMINH ip address 192.168.11.2 255.255.255.252 encapsulation ppp ! interface Serial 1/0 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/1 no description

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

106 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

no ip address shutdown ! interface Serial 1/2 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/3 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/4 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/5 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/6 no description no ip address shutdown ! interface Serial 1/7 no description no ip address shutdown ! router rip version 2 network 192.168.2.0 network 192.168.10.0 network 192.168.11.0 no auto-summary ! ! ip classless no ip http server snmp-server community public RO no snmp-server location no snmp-server contact ! line console 0 exec-timeout 0 0 password C login ! line vty 0 4 password C

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

107 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40

§å ¸n tèt nghiÖp Chän ®−êng vμ øng dông trong thiÕt kÕ m¹ng WAN

login ! end

108 NguyÔn xu©n tr−êng - ®tth2 - k40