NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH TƯƠNG TÁC XUYÊN LỚP CHO CHỒNG GIAO THỨC TCPIP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lời cảm ơn
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo, TS. Vũ
Trường Thành, người đã trực tiếp hướng dẫn và có những lời góp ý, cùng nhiều tài
liệu bổ ích để đồ án này được hoàn thành.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Viễn Thông 1, Học viện
Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã tạo điều kiện tốt nhất cho em được học tập và
nghiên cứu trong những năm vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, các bạn học cùng lớp đã có
những lời động viên quý báu trong suốt thời gian thực hiện đồ án này.
Lời cuối, em muốn gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình em. Gia đình luôn là
nguồn động viên tinh thần và cổ vũ lớn lao, là động lực giúp em thành công trong học
tập, công việc và cuộc sống.
Hà Nội, tháng 12 năm 2012
Sinh Viên
Đặng Thị Hồng Diệu
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………
Điểm:………… (Bằng chữ………….) Ngày… tháng… năm…
Giảng viên hướng dẫn
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………
Điểm:………… (Bằng chữ………….) Ngày… tháng… năm…
Giảng viên phản biện
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 1
MỤC LỤC 4
DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 8
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 2
1.1 Lịch sử phát triển mạng Internet 2
1.2.1 Lớp Application 5
1.4 Các hạn chế của TCP/IP 12
CHƯƠNG II: MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI 14

Như vậy, nội dung trong chương I đã đề cập một cách khái quát về kiến trúc mạng TCP/IP. Theo
đó, chúng ta thấy được những điểm còn hạn chế trong mô hình mạng hiện tại. Chính vì thế, tất yếu
kéo theo rất nhiều nghiên cứu liên quan nhằm khắc phục những hạn chế đó. Cụ thể, có những
chương trình nghiên cứu của Mỹ, châu Âu và đặc biệt là Nhật Bản (dự án AKARI). Chương II của đồ
án sẽ giúp làm rõ nội dung này: 14
2.1 Nghiên cứu của Mỹ 14
2.1.1 Nghiên cứu liên quan trước GENI/FIND 14
2.1.2 GENI 15
2.3.1.2 Nguyên tắc kết nối thực tế 21
2.3.1.3 Nguyên tắc bền vững và tiến hóa 22
CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XUYÊN LỚP CHO CHỒNG GIAO THỨC TCP/IP 27
Nghiên cứu đề xuất một kiến trúc mạng mới có tên là InterLay. Kiến trúc mới này hỗ trợ trao đổi
thông và điều khiển giữa các lớp trong mô hình mạng TCP/IP. Mô hình cho phép khả năng tương
tác chéo giữa các lớp, hỗ trợ các lớp trên có thể vi chỉnh các hoạt động của các lớp dưới. Kiến trúc
này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển mạnh mẽ của mạng Internet, công nghệ mạng truy
nhập không dây yêu cầu thời gian thực. Cụ thể, nôi dung chương III tìm hiểu về mục tiêu của mô
hình, mô tả mô hình, hoạt động của mô hình và so sánh với các nghiên cứu khác 27
3.1 Mục tiêu của mô hình InterLay 27
3.2 Mô tả InterLay 28
3.2.1 Lựa chọn thiết kế hướng đối tượng cho kiến trúc xuyên lớp 28
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục
3.2.2 Mô hình truyền thông Cross-Layer cho kiến trúc mạng TCP/IP 30
3.2.3 Chồng giao thức TCP/IP thông thường 31
3.2.4 Các chức năng mở thêm của chồng giao thức TCP/IP 32
3.3 Các đối tượng InterLay 33
3.3.1 Thành phần cấu trúc thực thể InterLay 33
3.3.2 Công cụ chính sách PE 36
3.3.3 Enforcer 41
3.3.4 Informer 44

3.4 Hoạt động của InterLay 48
3.4.1 InterLay và các lớp thấp 48
3.4.2 InterLay và ứng dụng người sử dụng 51
3.4.3 InterLay và các hệ thống bên ngoài 54
3.5 Ứng dụng mô hình xuyên lớp cho TCP di động khi địa chỉ IP thay đổi 57
3.6 So sánh InterLay với các nghiên cứu khác khi thực hiện TCP di động 58
TỔNG KẾT 60
Như vậy đồ án đã trình bày một cách tổng quát về kiến trúc mạng TCP/IP, lịch sử phát triển của
Internet và tìm hiểu về các nghiên cứu liên quan về mô hình tương tác xuyên lớp cho mạng thế hệ
mới. Từ đó, đưa ra mô hình kiến trúc mới InterLay, mô hình này cho phép các lớp trong mô hình
TCP/IP có thể dễ dàng trao đổi thông tin với nhau đáp ứng tốt hơn cho các dịch vụ đa phương tiện
thời gian thực 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục cụm từ viết tắt
DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
ADU Application Data Unit Đơn vị dữ liệu ứng dụng
AE Abstract Entity Thực thể ảo
AEPP
Abstract Entity Parameter
Packet
Tham số gói thực thể ảo
AP Access Point Điểm truy nhập
API Application Programming
Interface
Giao diện chương trình ứng dụng
ASN.1 Abstract Syntax Notation One Ký hiệu cú pháp ảo
CCID Congestion Control Identifier Thẻ bài điều khiển tắc nghẽn
CCN Content Centric Network Mạng nội dung trung tâm

CEAL Control Information Exchange
between Arbitrary Layers
Điều khiển trao đổi thông tin giữa
các lớp tùy biến
CLO Cross-Layer Optimization Tối ưu hóa xuyên lớp
CN Correspondent Node Nút tương ứng
COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở chung
DCCP Datagram Congestion Control
Protocol
Giao thức điều khiển tắc nghẽn
DONA Data-Oriented Network
Architecture
Kiến trúc mạng kết nối dữ liệu
ECN Explicit Congestion
Notification
Thông báo tắc nghẽn
IEEE Institute of Electrical and
Electronics Engineers
Viện kỹ sư điện và điện tử
ILS Inter-Layer System Hệ thống Inter-Layer
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPC Inter Process Communications Giao tiếp liên tiến trình
IPSec Internet Protocol Security Giao thức bảo mật Internet
IPv4 Internet Protocol version 4 Giao thức Internet phiên bản 4
IPv6 Internet Protocol version 6 Giao thức Internet phiên bản 6
MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập đa phương
tiện
MH Message Handler Xử lý thông điệp
MIB Management Information Base Cơ sở quản lý thông tin
MIH Media Independent Hanover Chuyển giao không phụ thuộc vào

công nghệ truy nhập
MIP Mobile IP IP di động
MN Mobile Node Nút di động
MSS Maximum Segment Size Kích thước phân đoạn tối đa
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới
NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng
NS Networking Subsystem Hệ thống mạng con
OO Object-Oriented Hướng đối tượng
OS Operating System Hệ điều hành
PCB Protocol Control Block Khối kiểm soát giao thức
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục cụm từ viết tắt
PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức
PE Policy Engine (of InterLay
model)
Công cụ chính sách (của mô hình
InterLay)
PE Protocol Entity (in CEAL) Thực thể giao thức (trong CEAL)
PoA Point-of-Attachment Điểm kết nối
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RFC Request for Comments Đề nghị duyệt thảo và bình luận
RO Route optimization Định tuyến tối ưu
RTO Retransmission Time Out Thời gian truyền lại gói tin nếu
không nhận được phản hồi
RTT Round-Trip Time Thời gian gói tin truyền đi và quay
trở lại
SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ
SCTP Stream Control Transmission
Protocol
Giao thức truyền dẫn điều khiển

luồng
SIB Service Independent Building
Blocks
Khối xây dựng dịch vụ độc lập
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
SMI Structure of Management
Information
Cấu trúc quản lý thông tin
SNMP Simple Network Management
Protocol
Giao thức quản lý mạng đơn giản
TCB Transmission Control Block Khối điều khiển truyền
TCP Transmission Control Protocol Giao thức kiểm soát đường truyền
TOS Type of Service Loại dịch vụ
UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu người dùng
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục hình vẽ và bảng biểu
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1.1 : Mô hình tham chiếu TCP/IP 4
Hình 1.2 : Quy trình làm việc của lớp Application 6
Hình 1.3 Gói dữ liệu trong lớp Transport 7
Hình 1.4 : Datagram trong lớp Internet 8
Hình 1.5 :Cấu trúc Ethernet 9
Hình 1.6 : Frame trong lớp Network Interface 10
Hình 2.1: Nguyên tắc thiết kế cơ bản cho kiến trúc mạng thế hệ mới 19
Hình 3.1 : Mô hình truyền thông Cross-Layer cho kiến trúc mạng TCP/IP 31
Hình 3.2: Đối tượng InterLay 35
Hình 3.3: Công cụ chính sách PE 36
Hình 3.4 : Enforcer và sự cập nhật tham số thời gian thực 42
Hình 3.5: Enforcer và thực hiện phương thức action() 44

Hình 3.6 : Informer và trả về giá trị của các tham số thời gian thực 46
Hình 3.7: Đăng ký và thông báo cho các sự kiện từ bên trong hạt nhân 47
Hình 3.8: Đăng ký cho sự kiện từ ứng dụng người dùng 48
Hình 3.9: Truy vấn giá trị tham số thời gian thực 49
Hình 3.10: Cập nhật giá trị bởi các lớp thấp 49
Hình 3.11: Gọi phương thức action() 50
Hình 3.12: Đăng ký cho sự kiện từ các lớp thấp 50
Hình 3.13:Truy vấn giá trị bởi các ứng dụng người dùng 51
Hình 3.14: Cập nhật giá trị bởi ứng dụng người dùng 52
Hình 3.15: Gọi phương thức action() 52
Hình 3.16 : Đăng ký sự kiện và thông báo (sử dụng cổng NetLink) 53
Hình 3.17: Đăng ký sự kiện và thông báo (sử dụng các tín hiệu) 54
Hình 3.18: Truy vấn giá trị bởi máy chủ bên ngoài 54
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Danh mục hình vẽ và bảng biểu
Hình 3.19: Cập nhật giá trị bởi máy chủ bên ngoài 55
Hình 3.20: Gọi phương thức action() 56
Hình 3.21: Đăng ký sự kiện từ các máy chủ bên ngoài 56
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng-1: Sự phát triển của mô hình Internet 12
Bảng-2 : Switch-case của phương thức update() 43
Bảng-3 : Switch-case của phương thức get_param() 45
Bảng-4: So sánh giứa InterLay và các nghiên cứu khác 59
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phổ biến của công nghệ truy nhập không dây, các thiết bị đầu cuối
di động cầm tay cũng như các dịch vụ multimedia thời gian thực trên Internet ngày
càng đa dạng và phát triển hơn. Nhu cầu vi chỉnh các hoạt động của tầng trên với tầng
dưới trong mô hình mạng ngày càng trở nên cấp thiết hơn. Nhu cầu này đã được khẳng

định trong rất nhiều nghiên cứu của các nước và khu vực trên thế giới, như ở châu Âu,
Mỹ và Nhật Bản, ví dụ như trong kiến trúc MIH ( Media Independent Handover)-
chuyển giao không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập- dành cho việc chuyển giao
giữa các mạng không dây. Hiện tại, đồ án đưa ra một kiến trúc mạng mới có tên là
InterLay, với khả năng hỗ trợ cho việc trao đổi thông tin và điều khiển giữa các lớp
trong mô hình mạng TCP/IP một cách nhanh chóng và thuận tiện hơn. Kiến trúc
InterLay có điểm khác biệt là nó có thêm một thực thể ảo giúp cho các lớp trong mô
hình TCP/IP có thể trao đổi trực tiếp thông tin với nhau nhằm khắc phục hạn chế còn
tồn tại trong mô hình cũ, đáp ứng yêu cầu phát triển cần thiết của mạng thế hệ mới.
Nội dung đồ án tiếp cận các khía cạnh chủ yếu là: mục tiêu, cách thức hoạt động và ưu
điểm của kiến trúc mới này. Cụ thể đồ án:
Chương I: Giới thiệu chung về lịch sử ra đời của Internet, mô hình TCP/IP, từ đó đưa
ra hạn chế của mô hình
Chương II: Một số chương trình nghiên cứu về kiến trúc mạng thế hệ mới như ở Mỹ,
châu Âu và Nhật Bản (dự án AKARI).
Chương III: Nghiên cứu đề xuất mô hình xuyên lớp cho chồng giao thức TCP/IP.
Mặc dù đã nỗ lực tìm hiểu để hoàn tất các nội dung đề ra, nhưng do còn nhiều
hạn chế về thời gian và hiểu biết của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những thiếu
sót. Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để hoàn thiện thêm
công tác học tập của bản thân trong tương lai.
Sinh viên
Đặng thị Hồng Diệu
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Lịch sử phát triển mạng Internet
“Tiền thân của mạng Internet ngày nay là mạng ARPANET. Cơ quan quản lý
dự án nghiên cứu phát triển ARPA thuộc bộ quốc phòng Mỹ liên kết 4 địa điểm đầu
tiên vào tháng 7 năm 1969 bao gồm: Viện nghiên cứu Stanford, Đại học California,
Los Angeles, Đại học Utah và Đại học California, Santa Barbara. Đó chính là mạng

liên khu vực (Wide Area Network – WAN) đầu tiên được xây dựng.
Thuật ngữ “Internet” xuất hiện lần đầu vào khoảng năm 1974. Lúc đó mạng vẫn
được gọi là ARPANET. Năm 1983, giao thức TCP/IP chính thức được coi như một
chuẩn đối với ngành quân sự Mỹ và tất cả các máy tính nối với ARPANET phải sử
dụng chuẩn mới này. Năm 1984, ARPANET được chia ra thành hai phần: phần thứ
nhất vẫn được gọi là ARPANET, dành cho việc nghiên cứu và phát triển; phần thứ hai
được gọi là MILNET, là mạng dùng cho các mục đích quân sự.
Giao thức TCP/IP ngày càng thể hiện rõ các điểm mạnh của nó, quan trọng nhất
là khả năng liên kết các mạng khác với nhau một cách dễ dàng. Chính điều này cùng
với các chính sách mở cửa đã cho phép các mạng dùng cho nghiên cứu và thương mại
kết nối được với ARPANET, thúc đẩy việc tạo ra một siêu mạng (SuperNetwork).
Năm 1980, ARPANET được đánh giá là mạng trụ cột của Internet.
Mốc lịch sử quan trọng của Internet được xác lập vào giữa thập niên 1980 khi
tổ chức khoa học quốc gia Mỹ NSF thành lập mạng liên kết các trung tâm máy tính
lớn với nhau gọi là NSFNET. Nhiều doanh nghiệp đã chuyển từ ARPANET sang
NSFNET và do đó sau gần 20 năm hoạt động, ARPANET không còn hiệu quả đã
ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990.
Sự hình thành mạng xương sống của NSFNET và những mạng vùng khác đã
tạo ra một môi trường thuận lợi cho sự phát triển của Internet. Tới năm 1995,
NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu còn Internet thì vẫn tiếp tục phát triển.
Với khả năng kết nối mở như vậy, Internet đã trở thành một mạng lớn nhất trên
thế giới, mạng của các mạng, xuất hiện trong mọi lĩnh vực thương mại, chính trị, quân
sự, nghiên cứu, giáo dục, văn hoá, xã hội… Cũng từ đó, các dịch vụ trên Internet
không ngừng phát triển tạo ra cho nhân loại một thời kỳ mới: kỷ nguyên thương mại
điện tử trên Internet.
Năm 1991, Tim Berners Lee ở Trung tâm nghiên cứu nguyên tử châu Âu
(CERN) phát minh ra World Wide Web (WWW) dựa theo một ý tưởng về siêu văn
bản được Ted Nelson đưa ra từ năm 1985. Có thể nói đây là một cuộc cách mạng trên
Internet vì người ta có thể truy cập, trao đổi thông tin một cách dễ dàng.
Năm 1994 là năm kỉ niệm lần thứ 25 ra đời ARPANET, NIST đề nghị thống

nhất dùng giao thức TCP/IP. WWW đã trở thành dịch vụ phổ biến thứ 2 sau dịch vụ
FTP. Những hình ảnh video đầu tiên được truyền đi trên mạng Internet.
World Wide Web, gọi tắt là Web hoặc WWW, mạng lưới toàn cầu là một
không gian thông tin toàn cầu mà mọi người có thể truy nhập (đọc và viết) qua các
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
máy tính nối với mạng Internet. Thuật ngữ này thường được hiểu nhầm là từ đồng
nghĩa với chính thuật ngữ Internet. Nhưng Web thực ra chỉ là một trong các dịch vụ
chạy trên Internet, chẳng hạn như dịch vụ thư điện tử.
Các tài liệu trên World Wide Web được lưu trữ trong một hệ thống siêu văn bản
(hypertext), đặt tại các máy tính trong mạng Internet. Người dùng phải sử dụng một
chương trình được gọi là trình duyệt web (web browser) để xem siêu văn bản. Chương
trình này sẽ nhận thông tin (documents) tại ô địa chỉ (address) do người sử dụng yêu
cầu (thông tin trong ô địa chỉ được gọi là tên miền (domain name)), rồi sau đó chương
trình sẽ tự động gửi thông tin đến máy chủ (web server) và hiển thị trên màn hình máy
tính của người xem. Người dùng có thể theo các liên kết siêu văn bản (hyperlink) trên
mỗi trang web để nối với các tài liệu khác hoặc gửi thông tin phản hồi theo máy chủ
trong một quá trình tương tác. Hoạt động truy tìm theo các siêu liên kết thường được
gọi là duyệt Web.
Quá trình này cho phép người dùng có thể lướt các trang web để lấy thông tin.
Tuy nhiên độ chính xác và chứng thực của thông tin không được đảm bảo.”
1.1.1 Những cột mốc quan trọng của internet:
1991 Web Father, Tim Berners-Lee phát minh World Wide Web (www).
1995 Amazon được thành lập bởi Jeff Bezos. Cho đến nay, Amazon vẫn được đánh
giá là một trong những công ty thương mại điện tử thành công và có quy mô lớn.
Trong thời gian này, nhiều công ty bắt đầu nghiên cứu côn nghệ tìm kếm được
thành lập như Alta Vista, Infoseek, Excite ….
1997 MP3.com được thành lập. Chuẩn MP3 đã làm cho các tập tin âm nhạc và âm
thanh dễ dàng được truyền đi trong môi trường internet. Mở đường cho công nghệ giải
trí trên internet.

Trong thời gian này, thuật ngữ “search engine optimization”(Tối ưu hóa cho
công cụ tìm kiếm) được sử dụng đầu tiên trên một diễn đàn
1998 Google được thành lập bởi Larry Page và Sergey Brin. Mặc dù công nghệ tìm
kiếm trên internet đã được nhiều công ty nghiên cứu phát triển trước đó, nhưng sản
phẩm tìm kiếm của Google mới chính là điều mà người dùng internet thực sự mong
đợi. Cho đến ngày nay, công cụ tìm kiếm của Google vẫn là công cụ tìm kiếm được
nhiều người sử dụng nhất. Sự ra đời của Google đã giúp cho người dùng internet khai
thác thông tin tiện lợi hơn, và giúp cho các website có nhiều cơ hội hơn để tiếp cận với
người dùng internet.
1999 Peter Merholz đưa ra khái niệm “blog”. Một cách đọc tắc của cụm từ Web log.
Từ đây việc làm ra một website đã dễ dàng hơn, và người dùng có thể sử dụng internet
làm nơi viết nhật ký. Về sau Blog không còn đơn giản là những nhật ký riêng trên
internet mà còn là nơi chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, quan điểm cá nhân… và trở
thành một công cụ quan trọng của truyền thông xã hội.
2003 eBay topples Amazon như trang web được truy cập nhiều nhất
2006 Google mua lại YouTube mở ra một thời kỳ mới về xem phim và chia sẻ phim
ảnh qua mạng internet.
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
2006 Facebook chính thức mở cửa cho người dùng đăng ký. Khái niệm mạng xã hội
trở nên quen thuộc hơn với người dùng internet. Truyền thông xã hội bắt đầu phát triển
mạnh mẻ. Vai trò của người dùng internet trong truyền thông được đánh giá cao.
Quyền lực của người dùng internt cũng tăng lên.
2007: Iphone ra đời, mở ra một chương mới của điện thoại thông minh, từ đây sự gắn
kết của truyền thông di động và internet càng chặt chẽ hơn.
2008 Thế giới có 1.4 tỷ người dùng internet
2011 Thế giới có hơn 2 tỷ người sử dụng internet…
1.2 Mô hình TCP/IP
Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet và được
dùng như giao thức mạng và giao vận trên mạng Internet. TCP (Transmission Control

Protocol) là giao thức thuộc tầng giao vận và IP (Internet Protocol) là giao thức thuộc
tầng mạng của mô hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức được sử dụng
rộng rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng.
Hiện nay, các máy tính (smartphone) của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao
thức TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác
nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho các hệ thống mạng cùng
làm việc với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng.
Các tầng trong mô hình này là (Theo thứ tự từ trên xuống)
+ Tầng ứng dụng ( Application Layer)
+ Tầng giao vận (Transport Layer)
+ Tầng liên mạng ( Internet Layer)
+Tầng giao diện mạng ( Network Interface Layer)
Hình 1.1 : Mô hình tham chiếu TCP/IP
- Mỗi giao thức của họ TCP/IP đều thuộc 1 trong các tầng này. Ta sẽ cùng tìm hiểu
từng tầng .
Những chương trình nói chuyện với lớp Application . Trong lớp Application
bạn sẽ tìm thấy những giao thức Application như : SMTP ( cho Email ), FTP (để
truyền file ) và HTTP ( cho duyệt Web ) . Mỗi loại chương trình nói chuyện tới những
giao thức Application khác nhau vì nó sẽ phụ thuộc vào mục đích của chương trình.
Sau khi chương trình xử lí yêu cầu, giao thức trong lớp Application sẽ nói
chuyện tới giao thức khác từ lớp Transfort, thông thường là TCP. Lớp này có nhiệm
vụ nhận dữ liệu từ lớp trên gửi xuống, chia chúng thành những gói( Packet ) và gửi
tiếp những gói này xuống lớp phía dưới, Internet. Ngoài ra, trong lúc nhận dữ liệu, lớp
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
này có nhiệm vụ đặt gói dữ liệu được nhận từ mạng theo thứ tự và kiểm tra nội dung
của gói dữ liệu xem có bị hỏng hay không.
Trong lớp Internet chúng ta có giao thức IP (Internet Protocol) , mà lấy những
gói được nhận từ lớp Transport và thêm thông tin địa chỉ ảo , có nghĩa là thêm địa chỉ
của máy tính mà đang gửi dữ liệu và địa chỉ của máy tính sẽ nhận dữ liệu này. Những

địa chỉ ảo này được gọi là địa chỉ IP. Sau đó gói được gửi tới lớp thấp hơn, Network
Interface. Trong lớp này dữ liệu được gọi là Datagram.
Network Interface sẽ lấy những gói được lớp Internet gửi đến và gửi chúng lên
mạng (hoặc nhận chúng từ mạng, nếu máy tính đang nhận dữ liệu). Những gì xảy ra
bên trong lớp này sẽ phụ thuộc vào kiểu mạng máy tính của bạn dùng. Ngày nay hầu
hết mọi máy tính đều dùng kiểu mạng mà gọi là Ethernet ( có sẵn vài kiểu tốc độ khác
nhau , mạng Wireless cũng là mạng Ethernet ) và như vậy bên trong lớp Network
Interface là có lớp Ethernet gồm có LLC (Logic Link Control ), MAC (Media Access
Control ) và Physical , liệt kê từ trên xuống dưới. Những gói truyền trên mạng được
gọi là những Frame.
1.2.1 Lớp Application
Lớp này làm nhiệm vụ truyền đạt giữa các chương trình và các giao thức lớp
Transport. Có một vài kiểu giao thức khác nhau làm việc trong lớp Application. Hầu
hết mọi người đã biết các giao thức như: HTTP (HyperText Transfer Protocol), SMTP
(Simple Mail Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SNMP (Simple
Network Management Protocol), DNS (Domain Name System) và Telnet.
Khi bạn yêu cầu chương trình E-mail( gọi là Email Client ) để tải Email đã
được lưu trữ trên máy chủ về máy tính của bạn, nó sẽ yêu cầu nhiệm vụ này tới lớp
Application của TCP/IP và yêu cầu giao thức SMTP phục vụ. Khi bạn gõ địa chỉ
WWW vào chương trình duyệt Web để mở trang Web, chương trình duyệt Web sẽ yêu
cầu lớp nhiệm vụ này tới lớp Application của TCP/IP, và sẽ được giao thức HTTP
được phục vụ ( và đó cũng chính là nguyên nhân tại sao bắt đầu một trang Web phải
có http:// ) …
Lớp Application nói chuyện tới lớp Transport qua cổng( Port ). Những cổng
được đánh bằng số và những ứng dụng chuẩn thường dùng cùng cổng. Ví dụ : giao
thức SMTP thường dùng cổng 25, giao thức HTTP thường dùng cổng 80 và giao thức
FTP thường dùng cổng 20 ( để truyền dữ liệu ) và cổng 21 ( để điều khiển ).
Việc dùng cổng bằng số cho phép giao thức Transport (thông thường TCP ) để
biết loại nội dung nào chứa bên trong gói ( Packet ) - Ví dụ : để biết rằng dữ liệu đang
được truyền là Email - . Do đó khi nhận gói tới cổng 25 , giao thức TCP sẽ biết rằng

nó phải giao dữ liệu với giao thức nối tới cổng này , thông thường là SMTP , và nó sẽ
quay lại giao dữ liệu tới chương trình yêu cầu ( chương trình Email ).
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
Hình 1.2 : Quy trình làm việc của lớp Application
1.2.2 Transport
Khi truyền dữ liệu, lớp Transport lấy dữ liệu từ lớp Application và chia chúng
ra thành nhiều gói ( Packet ) dữ liệu. TCP (Transmission Control Protocol) là giao
thức hầu như được dùng trong lớp Transport. Khi dữ liệu nhận, giao thức TCP lấy
những gói được gửi từ lớp Internet và đặt chúng theo thứ tự của nó, bởi vì những gói
có thể đến vị trí đích theo phương thức Out-of-Order không theo một thứ tự, và kiểm
tra nếu nội dung của gói nhận có nguyên vẹn hay không và gửi tín hiệu Acknowledge -
chấp nhận - tới máy truyền, cho biết gói dữ liệu đã đến đích được an toàn. Nếu không
có tín hiệu Acknowledge của bên nhận ( có nghĩa là dữ liệu chưa đến đích hoặc dữ liệu
bị lỗi ), bên truyền sẽ truyền lại gói dữ liệu bị mất .
Trong khi TCP sắp xếp lại những gói và cũng dùng hệ thống Acknowledge khi
truyền dữ liệu , nhưng lại là một giao thức khác làm việc trong lớp này mà không có
hai đặc điểm đó . Giao thức đó gọi là UDP (User Datagram Protocol )
Như vậy, TCP được coi như là một giao thức tin cậy, trong khi UDP được coi
như là một giao thức không tin cậy. Thông thường UDP được dùng khi không có dữ
liệu quan trọng được truyền, thông thường do DNS (Domain Name System - Hệ thống
tên miền ) yêu cầu. Bởi vì nó không thực hiện việc sắp xếp lại dữ liệu cũng như hệ
thống
Acknowledge, do đó UDP nhanh hơn TCP.
Khi UDP được dùng, ứng dụng mà yêu cầu truyền sẽ có nhiệm vụ kiểm tra dữ
liệu đến xem nó có còn đầy đủ hay không và cũng sắp xếp lại những gói đến, điều đó
có nghĩa là ứng dụng có nhiệm vụ của TCP.
Cả hai UDP và TCP sẽ lấy dữ liệu từ lớp Application và thêm Header vào nó
khi truyền dữ liệu. Khi nhận dữ liệu, Header sẽ bị gỡ trước khi gửi dữ liệu tới cổng
thích hợp. Trong Header này có một vài thông tin điều khiển liên quan tới số cổng

nguồn, số cổng tới đích, chuỗi số ( để hệ thống sắp xếp lại dữ liệu và hệ thống
Acknowledge sử dụng trong TCP ) và Checksum( dùng để tính toán xem dữ liệu đến
đích có bị lỗi hay không ) .
Header của UDP có 8 Byte trong khi Header của TCP/IP có 20 hoặc 24 byte
( tuỳ theo kiểu File lựa chọn ).
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
Trong hình dưới, chúng ta minh hoạ gói dữ liệu phát ra từ lớp Transport. Dữ
liệu này sẽ được gửi tới lớp Internet (nếu chúng ta truyền dữ liệu ) hoặc được gửi từ
lớp Internet tới (nếu chúng ta nhận dữ liệu)
Hình 1.3 Gói dữ liệu trong lớp Transport
1.2.3 Lớp Internet
Trong mạng sử dụng cụm giao thức TCP/IP mỗi một máy tính được nhận biết
bằng một địa chỉ ảo duy nhất, được gọi là địa chỉ IP. Lớp Internet có nhiệm vụ thêm
Header tới gói dữ liệu được nhận từ lớp Transport, là một loại dữ liệu điều khiển khác,
nó sẽ thêm địa chỉ IP nguồn và địa chỉ IP đích – có nghĩa là địa chỉ IP của máy tính
đang gửi dữ liệu và địa chỉ IP của máy tính mà sẽ nhận dữ liệu.
Card mạng của mỗi máy tính được gán bằng một địa chỉ vật lí. Địa chỉ này
được ghi trong ROM của Card mạng và nó được gọi là địa chỉ MAC. Do đó trong
mạng cục bộ (LAN) bất kì khi nào máy tính A muốn gửi dữ liệu tới máy tính B, nó sẽ
phải biết địa chỉ MAC của máy tính B. Trong khi đối với một mạng cục bộ nhỏ có thể
dễ dàng tìm ra mỗi địa chỉ MAC khác, điều này không dễ dàng đối với mạng toàn cầu
như Internet.
Nếu không sử dụng địa chỉ ảo, bạn sẽ phải biết địa chỉ MAC của máy tính đích,
đó không những là một việc khó khăn mà còn không trợ giúp dẫn đường cho gói dữ
liệu, bởi vì nó không sử dụng cấu trúc cây.
Lộ trình là con đường mà gói dữ liệu phải dùng để đến đích. Ví dụ: Khi dữ liệu
yêu cầu từ máy chủ Internet, thì dữ liệu này sẽ đi qua vài vị trí khác nhau (gọi là những
Router ) trước khi đến máy tính của bạn.
Trong mọi mạng nối với Internet có một thiết bị gọi là Router, nó làm cầu nối

giữa máy tính trong mạng cục bộ (LAN) với Internet. Mọi Router có bảng định tuyến
để nó biết những mạng khác và cũng được thiết lập cấu hình ngầm định cổng ra vào
(Gateway) chỉ tới Router khác trên mạng Internet. Khi máy tính của bạn gửi gói dữ
liệu lên mạng Internet, Router kết nối tới mạng của bạn, nó phải xác định địa chỉ của
máy tính đích – máy tính đích có thể nằm vị trí trên cùng một mạng hoặc trên mạng
mà nó biết đường đi , nếu không biết đường đi thì nó sẽ gửi gói dữ liệu tới Gateway
ngầm định , có nghĩa là tới một Router khác. Sau đó quá trình được lặp lại cứ như vậy
cho tới khi gói dữ liệu đến được địa chỉ đích .
Có một vài giao thức mà làm việc ở lớp Internet: IP (Internet Protocol), ICMP
(Internet Control Message Protocol), ARP (Address Resolution Protocol) và RARP
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
(Reverse Address Resolution Protocol). Gói dữ liệu được gửi dùng giao thức IP, do đó
chúng tôi sẽ giải thích giao thức này.
Giao thức IP lấy gói dữ liệu nhận từ lớp Transport (từ giao thức TCP nếu bạn
đang truyền dữ liệu thực như Email hoặc File) và chia chúng thành những Datagram.
Lưu ý rằng khi truyền dữ liệu theo giao thức TCP thì bản thân nó đã thực hiện
hệ thống Acknowledge. Như vậy, qua giao thức IP không kiểm tra Datagram có bị lỗi
hay không tới vị trí đích thì giao thức TCP sẽ làm điều này. Như vậy việc kết nối là
hoàn toàn tin cậy, thậm trí dữ liệu qua giao thức IP là không được tin cậy .
Mỗi Datagram của IP có kích thước lớn nhất là 65.535 Byte , bao gồm cả
Header mà có thể dùng 20 hoặc 24 byte , phụ thuộc vào sự lựa chọn trong chương
trình sử dụng. Như vậy Datagram của IP có thể mang 65.515 Byte hoặc 65.511 Byte .
Nếu gói dữ liệu nhận từ lớp Transport lớn hơn 65.515 Byte hoặc 65.511 Byte , giao
thức IP sẽ cắt gói xuống thành nhiều Datagram nếu thấy cần thiết.
Trong hình dưới, chúng ta minh hoạ Datagram được tạo ra từ lớp Internet bằng
giao thức IP. Như chúng ta đã đề cập Header được giao thức IP thêm vào bao gồm địa
chỉ IP nguồn, địa chỉ IP đích và một vài thông tin điều khiển.
Hình 1.4 : Datagram trong lớp Internet
1.2.4 Lớp Network Interface

Datagram được tạo từ lớp Internet sẽ được gửi xuống tới lớp Network Interface,
nếu chúng ta đang truyền dữ liệu, hoặc lớp Network Interface sẽ lấy dữ liệu từ mạng
và gửi nó tới lớp Internet, nếu chúng ta đang nhận dữ liệu.
Lớp này vạch rõ mạng vật lí kiểu nào mà máy tính của bạn kết nối tới . Hiện
nay hầu hết máy tính của chúng ta dùng kết nối mạng Ethernet ( mạng không dây cũng
là mạng Ethernet).
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
Như chúng ta đã nói trong phần trước, TCP/IP là một tập hợp giao thức có
nhiệm vụ thực hiện công việc từ lớp thứ 3 tới lớp thứ 7, Ethernet cũng là tập hợp giao
thức sử dụng công việc từ lớp thứ nhất tới lớp thứ 2 trong mô hình OSI .
Ethernet có ba lớp Logic Link Control (LLC), Media Access Control (MAC) và
Physical. Lớp LLC và MAC tương ứng với lớp thứ hai trong mô hình OSI.
Hình 1.5 :Cấu trúc Ethernet
Lớp LLC (Điều khiển liên kết Logic) có nhiệm vụ thêm thông tin của giao thức
nào ở lớp Internet phát ra dữ liệu được truyền đi. Do đó khi nhận một Frame từ mạng,
lớp này trong máy tính nhận sẽ biết giao thức nào từ lớp Internet sẽ phát ra dữ liệu.
Lớp này được xác định bới giao thức IEEE 802.2.
Lớp MAC (Điều khiển truy nhập phương tiện truyền thông) có nhiệm vụ lắp
ráp Frame mà sẽ được gửi lên mạng . Lớp này có nhiệm vụ thêm địa chỉ MAC nguồn
và địa chỉ MAC đích – chúng ta đã giải thích trước đó. Địa chỉ MAC là địa chỉ vật lí
(Physical Address) của Card mạng. Những Frame mà là đích tới mạng khác sẽ dùng
địa chỉ MAC của Router như là địa chỉ đích. Lớp này được xác định bới giao thức
IEEE 802.3 nếu bạn dùng hệ thống Cable, và là giao thức IEEE 802.11 nếu bạn dùng
mạng không dây.
Lớp Physical có nhiệm vụ chuyển đổi Frame do lớp MAC tạo ra thành tín hiệu
điện (nếu dùng hệ thống dây dẫn mạng bằng Cable ) hoặc thành sóng từ trường ( nếu
sử dụng hệ thống mạng không dây ). Lớp này được xác định bới giao thức IEEE 802.3
nếu bạn dùng hệ thống Cable, và là giao thức IEEE 802.11 nếu bạn dùng mạng không
dây.

Những lớp LLC và MAC thêm những Header của chúng tới Datagram mà nhận
được từ lớp Internet. Do đó cấu trúc đầy đủ của những Frame được tạo ra từ hai lớp đó
được thể hiện trong hình.
Lớp LLC thêm từ 3 Byte tới 5 Byte của Header và Datagram của nó có kích
thước 1500 Byte do đó dữ liệu lớn nhất có kích thước là 1497 hoặc 1495 Byte.
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
Lớp MAC thêm 22 Byte cho Header của nó, và 4 Byte CRC (Data Correction)
vào điểm kết thúc của Datagram được nhận từ lớp LLC. Như vậy kích thước lớn nhất
của Frame trong mạng Ethernet là 1526 Byte.
Hình 1.6 : Frame trong lớp Network Interface
1.3 Sự thay đổi của môi trường kết nối mạng Internet
Mối quan tâm chính khi bắt đầu nghiên cứu Internet là khả năng kết nối. Vì
vậy, nhiều nỗ lực đã được sử dụng trong việc thiết kế một ngăn xếp mạng đơn giản với
mục tiêu chính là cung cấp khả năng truyền tải dữ liệu end-to-end.
Cho đến đầu thập niên vừa qua, phương pháp chính để truy cập Internet có dây
phù hợp với tín hiệu ổn định điện tử, và các loại thiết bị đầu cuối chủ yếu là máy tính
để bàn có tốc độ thấp và không thích hợp để xử lý các hoạt động bổ sung mạng phức
tạp. Điều này có nghĩa rằng các điều kiện của hệ thống mạng con cơ bản (NS) trong
các máy đầu cuối là khá ổn định và không kiểm soát NS cho các ứng dụng giao tiếp
đầu cuối người sử dụng để thực hiện. Khi hạt nhân ẩn đi các hoạt động cơ bản của hệ
thống mạng con, việc phát triển ứng dụng truyền thông là khá đơn giản. Ứng dụng chỉ
yêu cầu để mở các kết nối và phần còn lại được quản lý bởi hệ thống con mà không có
sụ hiểu biết gì về ứng dụng. Khi các dịch vụ được tạo ra của không đáp ứng thời gian
thực và nội dung chủ yếu là tĩnh và thấp, cụ thể là văn bản và hình ảnh có độ phân giải
thấp mà không có yêu cầu hay các giao thức trong NS để tương tác đến tình trạng hiện
tại hoặc thích ứng với những thay đổi trong tương lai của mạng.
Các điều kiện kết quả trên trong thiết kế ban đầu của Internet bằng cách sử
dụng các nguyên tắc phân lớp, trong đó có một giao thức trong một lớp nhất định giữ
vai trò và trạng thái nội với chính nó, trong khi về cơ bản chỉ cung cấp dịch vụ gửi /

nhận đơn vị dữ liệu giao thức (PDU) lớp liền kề. Mỗi giao thức sẽ cố gắng thực hiện
nhiệm vụ của mình một cách tốt nhất mà không dựa vào hoặc tìm kiếm các điều kiện
của các lớp khác.
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
Ưu điểm chính của kiến trúc lớp là tạo điều kiện cho việc phát triển gia tăng và
cải thiện các dịch vụ truyền thông, bởi vì nó giúp khoanh vùng phạm vi của sự thay
đổi một lớp duy nhất, làm cho nó dễ dàng hơn để tìm và thực hiện các cải tiến hoặc
sửa chữa trong mỗi lớp riêng lẻ mà không cần phải quan tâm tới những ảnh hưởng từ /
đến các giao thức khác. Điều này làm cho sự phát triển của các giao thức và đặc biệt là
các ứng dụng người dùng đơn giản, bởi vì tất cả các ứng dụng phải làm là để gửi dữ
liệu đến các hệ thống mạng con để truyền tải đến đầu kia, mà không cần quan tâm đến
việc kiểm soát hoặc cấu hình NS cơ bản.
Thay đổi vị trí và phát triển nhanh là rất quan trọng trong giai đoạn phát triển
ban đầu khi gần như chưa có dữ liệu về kiến trúc để xử lý trong cài đặt và môi trường
khác nhau.Ví dụ, thí nghiệm mạng về các công nghệ mạng và các loại dịch vụ truyền
thông mới khác nhau, thuật toán điều khiển tắc nghẽn TCP đã được chỉnh nhiều lần
nhưng các giao thức trong các lớp khác vẫn giữ nguyên. Một ví dụ khác là khi thí
nghiệm IPv4 về sự suy giảm của không gian địa chỉ và những hạn chế khác, các IPv6
thế hệ tiếp theo được phát triển và giới thiệu mà không yêu cầu bất kỳ thay đổi nào
cho cả lớp cao hơn và lớp thấp hơn.
Tuy nhiên, trong thập kỷ qua Internet đã trải qua rất nhiều thay đổi. Công nghệ
truy cập không dây đã được giới thiệu rất nhiều và truy cập không dây đang trở thành
sự lựa chọn phổ biến cho truy cập last-mile. Cùng với sự phát triển này, một số vấn đề
liên quan đến tính di động được giới thiệu với quyền truy cập không dây và các thiết bị
di động, chẳng hạn như thay đổi địa chỉ IP và gián đoạn do chuyển giao, không thể
giải quyết mà không thay đổi kiến trúc mạng IP thông thường. Trong môi trường mạng
mới, một giao thức truyền thông của một lớp bây giờ cần hỗ trợ nhiều hơn từ các lớp
khác để thực hiện tốt hơn các nhiệm vụ.
Đồng thời, với sự ra đời của nhiều ứng dụng với độ trễ khác nhau và các ứng

dụng như đa phương tiện hoặc chơi game, các ứng dụng bây giờ cần có thể tùy chỉnh
và / hoặc điều chỉnh các lớp thấp hơn để phù hợp nhất với nhu cầu. Mặt khác, các thiết
bị đầu cuối di động hiện nay chủ yếu được trang bị các bộ vi xử lý nhanh mà có thể dễ
dàng hỗ trợ xử lý phức tạp hơn các hệ thống mạng con mà không ảnh hưởng xấu đến
hiệu suất của các ứng dụng người dùng cuối.
Thuộc tính Internet thông thường Internet cải tiến
Đặc tính Công nghệ truy nhập, thiết bị
đầu cuối và các dịch vụ là cố
định hoặc tĩnh
Thiết bị không dây và cẩm tay
liên quan đến các vấn đề di
động. Nội dung thông tin đa
dạng hơn và cần nhiều băng
thông hơn
Thiết bị đầu cuối Các trạm làm việc và các
máy tính: lớn, nặng và hiệu
năng kém
Điện thoại thông minh và máy
tính bảng nhỏ, nhẹ và hiệu
năng cao. Chúng mang nhiều
tính năng liên quan đến chụp
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
hình, cảm ứng đa điểm và khả
năng chơi game.
Công nghệ truy nhập Công nghệ truy nhập (sử
dụng các loại cáp) như PPP
qua đường dây điện thoại,
kênh thuê riêng, Frame
Relay, xDSL, với tốc độ

chậm và rất khó để triển
khai.
Công nghệ truy nhập không
dây với nhiều sự chọn lựa như
Wireless LAN (Wi-fi a/b/g/n),
WireLess MAN (Wimax) với
tốc độ nhanh rất dễ để triển
khai
Nội dung và lưu
lượng
Nội dung khá đồng nhất và ít
thay đổi như các loại văn bản
và hình ảnh có độ phân giải
thấp. Lưu lượng truy cập cho
một phiên thấp
Nội dung trên các phương tiện
truyền thông không đồng nhất
với nội dung thay đổi và lưu
lượng cao (video HD và hình
ảnh có độ phân giải cao)
Các dịch vụ Chủ yếu dựa trên các văn bản
thông tin. Các dịch vụ như
email, IRC, bảng thông
báo….
Các dịch vụ đa phương tiện
tương tác thời gian thực chẳng
hạn như video trực tuyến, các
trò chơi tương tác với độ nét
cao.
Bảng I: Sự phát triển của mô hình Internet

Trong khi tập trung ban đầu về kết nối của giao thức TCP/IP thông thường tạo
điều kiện để phát triển Internet, tất cả những phát triển trong Bảng 1 cho thấy đó là
thời điểm để cho phép sửa đổi, bổ sung và / hoặc tạo ra các thiết lập kiến trúc TCP /IP
với hướng mở hơn truyền thông xuyên lớp để đáp ứng nhanh chóng phát triển các nhu
cầu thông tin liên lạc và tồn tại các điều kiện cần và đủ để nhận ra kiến trúc này về
hiệu suất tiến hóa dịch vụ thiết bị đầu cuối, và các công nghệ truy nhập.
Kiến trúc TCP / IP đã trưởng thành và được kiểm tra kỹ lưỡng (thậm chí thế hệ
tiếp theo IP, IPv6, đang được triển khai ở quy mô lớn), đó là hợp lý để giảm yêu cầu
cứng nhắc của nguyên tắc phân lớp, và cho phép các lớp chia sẻ nhiều hơn dữ liệu nội
bộ / các trạng thái để các lớp cung cấp các ứng dụng của người dùng với sự linh hoạt
và tùy biến.
1.4 Các hạn chế của TCP/IP
ARPAnet (tiền thân của Internet) đã bắt đầu với giao thức cốt lõi, giao thức
TCP (viết tắt cho Transmission Control Program) vào năm 1974. Năm 1977, nó đã
được đề xuất rằng TCP nên được chia nhiều lớp và mô-đun vào hai giao thức: một
phục vụ như là giao thức truyền tải từ đầu cuối tới đầu cuối (lớp TCP), và định tuyến
các gói tin thông qua mạng đến đích (lớp IP). Kết quả là sáng tạo kiến trúc TCP / IP
bằng cách sử dụng nguyên tắc phân lớp.
Những bất lợi của phân lớp ngoại trừ các đơn vị dữ liệu giao thức (PDU), lớp
cao hơn hầu như không có thông tin trạng thái từ các lớp thấp hơn do đó chúng phải
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu chung
chấp nhận giả định rằng các lớp thấp hơn đang làm tốt công việc của chúng mà không
biết các lớp thấp hơn làm công việc của chúng như thế nào, hoặc bất kỳ thay đổi quan
trọng nào xảy ra với các lớp thấp hơn. Điều này ngăn cản các lớp cao hơn lựa chọn chế
độ hoạt động phù hợp nhất với điều kiện hiện tại, cản trở sự phát triển linh hoạt hơn,
tối ưu hóa hơn và các ứng dụng tùy biến.
Các mô hình thông thường hỗ trợ các dịch vụ đơn giản như email, tin tức nhóm,
các trang World Wide Web hoặc IRC và đa phương tiện thời gian thực. Tuy nhiên, đối
với dịch vụ linh hoạt, đáng tin cậy, chẳng hạn như lỗi không dung nạp các ứng dụng

dựa trên phiên, các nhà phát triển dịch vụ phải dựa trên cơ chế đặc biệt và thường rất
phức tạp do sự hỗ trợ từ mạng gần như bằng không. Công nghệ truy cập không dây có
độ tin cậy thấp, cùng với nó là tính không ổn định và các vấn đề liên quan đến mất gói
tin trở nên phổ biến. Kiến trúc TCP / IP đã được xây dựng trên giả định rằng điểm truy
cập của thiết bị đầu cuối vào mạng là tĩnh, với các tín hiệu điện ổn định, do đó các địa
chỉ IP được sử dụng cho cả hai định tuyến và xác định, và mất gói chủ yếu là do tắc
nghẽn.
Ví dụ, điện thoại IP, thông tin xuyên lớp bàn giao L2 nổi bật từ lớp Data-Link
giúp lớp IP để chuẩn bị cho các bàn giao một agent bên ngoài mới trước, để quá trình
bàn giao nhanh hơn và có thể liền mạch.Ví dụ khác là do dữ liệu ẩn, kích thước bộ
đệm giữa các lớp không đồng bộ, do đó khối nhỏ dữ liệu được ghi vào bộ đệm TCP,
dẫn đến hiệu năng tối ưu nhỏ.
Mặt khác, các lớp thấp hơn chẳng hạn như lớp liên kết dữ liệu có thể đưa ra
quyết định tốt hơn khi thực hiện một bàn giao nếu nó biết sự ưu tiên của các ứng dụng
trên. Tuy nhiên, trong kiến trúc TCP / IP hiện tại, không có phương tiện cho các lớp
cao hơn để ảnh hưởng đến hoạt động của các lớp thấp hơn.
Hơn nữa, sự gói gọn các thông tin giữa các lớp khác nhau cũng dẫn đến sự dư
thừa thông tin và hoạt động. Một ví dụ rõ ràng là đề nghị của các kỹ thuật nén tiêu đề
IPv4. Điều này cho thấy rằng thông thường phân tách giữa các lớp tạo ra một tỷ lệ lớn
trong một số ứng dụng phổ biến. Ngoài ra, do sự tách biệt giữa IPv4 và lớp Giao vận,
hoạt động kiểm tra tiêu đề IP và tiêu đề lớp Giao vận được thực hiện một cách riêng
biệt, có thể chi phí lớn.
Các trường hợp trên cho thấy rằng xuyên lớp có thể mang lại lợi ích cho các lớp
cao hơn để có được và kiểm soát thông tin từ các lớp thấp hơn, để tối ưu hóa cũng như
cung cấp các hoạt động liền mạch với các dịch vụ thông tin liên lạc của người dùng
cuối.
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2: Một số chương trình nghiên cứu về cấu trúc
mạng
CHƯƠNG II: MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CẤU

TRÚC MẠNG THẾ HỆ MỚI
Như vậy, nội dung trong chương I đã đề cập một cách khái quát về kiến trúc
mạng TCP/IP. Theo đó, chúng ta thấy được những điểm còn hạn chế trong mô
hình mạng hiện tại. Chính vì thế, tất yếu kéo theo rất nhiều nghiên cứu liên quan
nhằm khắc phục những hạn chế đó. Cụ thể, có những chương trình nghiên cứu
của Mỹ, châu Âu và đặc biệt là Nhật Bản (dự án AKARI). Chương II của đồ án
sẽ giúp làm rõ nội dung này:
2.1 Nghiên cứu của Mỹ
2.1.1 Nghiên cứu liên quan trước GENI/FIND
Hiện nay, có rất nhiều sáng kiến tích cực để tạo ra kiến trúc mạng thế hệ mới
thông qua cách tiếp cận một clean-slate ở Mỹ như GENI và FIND. Trước đây, cũng đã
có nhiều dự án nhằm vào kiến trúc mạng mới. Dự án NewArch (2000-2003) là một dự
án DARPA hỗ trợ hợp tác USC/ISI, MIT, LCS và ICSI bắt đầu vào năm 2000. Đó là
một nỗ lực có hệ thống để xem xét lại kiến trúc Internet từ công nghệ IP hiện có hoặc
từ đầu cuối tới đầu cuối.
NewArch , định nghĩa một kiến trúc mạng là “các nguyên tắc thiết kế tiên tiến
cho việc sử dụng các giao thức và các thuật toán” nhằm xây dựng một “nền tảng
Internet mới” bao gồm các mạng đa dạng như điện thoại di động và truyền hình cáp sử
dụng các lợi thế sau: (khả năng tương tác, độ ổn định, tính đa dạng, môi trường không
đồng nhất, phân phối chức năng quản lý, chi phí thấp, dễ dàng kết nối) của mạng
Internet thông thường. Để làm được điều này, NewArch tìm hiểu các chức năng cơ
bản như địa chỉ thiết kế, cấu trúc lớp của các giao thức, xây dựng các module,….
Các kết quả của NewArch bao gồm các đề nghị cho phương pháp địa chỉ mới
mà chia tách định danh và định vị (Fara), một phương pháp cấu hình giao thức động
được gọi là kiến trúc dựa trên vai trò (RBA), một phương pháp định tuyến mới cung
cấp cho việc lựa chọn tuyến đường ngay tại tên miền được cấp cho người sử dụng
(Nira), và phương pháp truyền hỗ trợ định tuyến là mục tiêu mạng lưới với trễ băng
thông cao (XCP). Các dự án thúc đẩy các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới phải xem
xét lại về kiến trúc Internet.
Dự án 100x100 Clean-Slate (2000-2005) là một NSF hỗ trợ hợp tác dự án đưa

ra bởi CMU, AT & T Labs, UC Berkeley, Đại học Stanford, Fraser nghiên cứu vv .
Nhiệm vụ của nó là thiết lập công nghệ mạng cơ bản cho một môi trường mạng có thể
cung cấp kết nối tốc độ 100Mbps 100 triệu hộ gia đình.
Dự án này cách tiếp cận thiết kế tổng thể phù hợp với thiết kế clean-slate, và nó
có lẽ là dự án đầu tiên sử dụng thuật ngữ "clean-slate." Nói cách khác, dự án không chỉ
phấn đấu cho các công nghệ mạng riêng lẻ mà còn đề xuất một cách tiếp cận toàn diện,
duy trì nhất quán từ việc thiết kế các cấu trúc mạng đến thiết kế của giao thức mạng.
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2: Một số chương trình nghiên cứu về cấu trúc
mạng
Cụ thể, nó tập trung vào một cấu trúc mạng bao gồm: mạng truy cập quang học, truy
cập mạng không dây, mạng xương sống và xác định đề tài nghiên cứu từ quan điểm
của bảo mật, quản lý mạng và kiểm soát, kinh tế mà không bị hạn chế bởi các giới hạn
của công nghệ truyền thống.
2.1.2 GENI
Môi trường Toàn cầu cho Mạng mới (GENI) là một NSF hỗ trợ khổng lồ, dự án
đã bắt đầu thiết kế cơ bản vào năm 2005. Dự án nhằm mục đích phát triển một cơ sở
chia sẻ toàn cầu (thử nghiệm) để thúc đẩy nghiên cứu và phát triển kiến trúc Internet
mới hoặc các dịch vụ mạng. Mục tiêu của dự án này khẳng định một nền tảng mạng
phổ biến cho phép tiến hành nhiều thí nghiệm mạng đồng thời và độc lập và cần thiết
cho các mục đích sau đây: 1) giải quyết vấn đề của kiến trúc Internet hiện có liên quan
đến sự ổn định, an ninh, QoS, …., 2) xây dựng các môi trường thử nghiệm trên các
mạng thực tế bằng cách sử dụng mạng công nghệ mới, và 3) kết hợp các công nghệ
như quang học, điện thoại di động, và công nghệ cảm biến.
Giống các dự án khác như NewArch, GENI sử dụng một clean-slate để thiết kế
kiến trúc mạng. Dự án nhằm mục đích xây dựng một môi trường thực hiện cho các dự
án nghiên cứu khác nhau và nỗ lực kiến trúc mạng. Cơ sở này sẽ hỗ trợ điều khiển
chạy thí nghiệm để lựa chọn các thiết kế, thực hiện, và kỹ thuật cũng như triển khai
các hệ thống thử nghiệm mẫu và học hỏi bằng cách quan sát . Kể từ giai đoạn đầu,
GENI đã bỏ ra rất nhiều sự quan tâm trên nguyên mẫu thiết kế và thực hiện, cải thiện

độ tin cậy và giảm thiểu rủi ro, phát triển quốc tế và liên bang, và di chuyển từ Internet
hiện tại giai đoạn tiếp theo.
Báo cáo tiến độ và ý tưởng được chia sẻ tại GENI Hội nghị kỹ thuật được tổ
chức ba lần một năm, tương tự như IETF. GENI tạo các mẫu được thực hiện bằng
cách sử dụng một phương pháp tiếp cận "phát triển xoắn ốc " . Thời hạn một spiral là
khoảng một năm, đồng thời với sự phát triển và thử nghiệm sẽ phản hồi và hướng dẫn
phát triển các thiết kế trong vòng xoáy tiếp theo. Spiral 1 bắt đầu vào năm 2008 và tập
trung cách để khám phá, lập kế hoạch, và kiểm soát các nguồn lực cho nghiên cứu quy
mô lớn thí nghiệm và để đo lường khả năng GENI. Hầu hết các dự án GENI đã
được nhóm lại thành năm cụm điều khiển khung làm việc với tầm quan trọng khác
nhau. Mỗi cụm thực hiện các chức năng điều khiển khung làm việc quan trọng và phải
có khả năng hỗ trợ các thí nghiệm. Dự án thành viên có thể chuyển đổi các cụm nếu
điều này có thể mang lại lợi ích như hội nhập dễ dàng hơn. Sau đây là năm cụm tổ
chức Spiral 1:
• Cụm A. "DETER" (đồng hạng) điều khiển khung làm việc từ USC / ISI, dự án
duy nhất nhấn mạnh các vấn đề xung quanh liên bang, tin cậy và an ninh. Nó
tạo thành vòng kín "Mini-GENI", có khả năng hỗ trợ các thí nghiệm vào cuối
của giai đoạn Spiral 1.
• Cụm B. "PlanetLab" điều khiển khung làm việc, được xây dựng xung quanh dự
án PlanetLab tại Đại học Princeton, bao gồm sáu dự án khác như lưu lượng mở
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2: Một số chương trình nghiên cứu về cấu trúc
mạng
(Stanford) và SPP (Super-charging PlanetLab Platform, Đại học
Washington ) Dự án nhấn mạnh triển khai phát triển điều khiển khung làm
việc tham khảo và tích hợp một loạt các thành phần công nghệ và các công cụ.
• Cụm C. "ProtoGENI" điều khiển khung làm việc, ProtoGENI điều khiển khung
làm việc dựa trên việc thực hiện Emulab tại Đại học Utah bao gồm bốn dự án
khác nhau. Nó tập trung vào việc kiểm soát mạng lưới và đo lường cũng như
các môi trường thử nghiệm tích hợp.

• Cụm D. "ORCA" điều khiển khung làm việc, sử dụng Kiến trúc kiểm soát
nguồn mở (ORCA) kiểm soát khung làm việc từ Đại học Duke và RENCI với
ba dự án khác như "ViSE" (UMass) và "Kansei" (bang Ohio). Dự án nhấn
mạnh phát triển các chiến lược phân bổ nguồn lực và hội nhập của cảm biến
mạng.
• Cụm E. "ORBIT" điều khiển khung làm việc, bao gồm hai mạng không dây
nguyên mẫu "ORBIT" và "WiMAX". Dẫn đầu bởi Đại học Rutgers, cụm này
tập trung vào quản lý tài nguyên điện thoại di động và không dây testbeds,
phương pháp đa dạng hóa thông tin liên lạc, thử nghiệm kiểm soát và đo lường.
2.1.3 FIND
Thiết kế Internet trong tương lai (FIND) là một chương trình dài hạn của NSF
bắt đầu vào năm 2006. Nghiên cứu bắt đầu với Giai đoạn 1, trong đó các chủ đề
nghiên cứu mở rộng sẽ được giải quyết và cũng sẽ chứa một phần của giai đoạn 2,
trong đó một số lượng nhỏ của các đội sẽ thu hẹp những chủ đề, và giai đoạn 3, các thí
nghiệm sẽ được thực hiện trên GENI và các thử nghiệm khác. Mỗi giai đoạn sẽ là ba
năm. Trong khi GENI nhằm mục đích để xây dựng một cơ sở toàn cầu, thì FIND đang
tập trung vào mạng nghiên cứu thiết kế kiến trúc mạng một cách toàn diện. Từ các
phần nhỏ của dự án FIND cũng có thể được hưởng lợi từ cơ sở GENI, hiệp đồng kết
quả được mong đợi. Nhìn chung, giai đoạn 1 của FIND, trong đó bao gồm nhiều dự án
quy mô tương đối nhỏ tập trung vào các mục tiêu cụ thể hoặc các công nghệ mạng.
Những dự án này tương tự như các chương trình NSF tài trợ thông thường hơn là một
chương trình duy nhất nhằm mục đích thiết lập một kiến trúc mạng thống nhất. Trong
năm tài chính đầu tiên, năm 2006, FIND chọn 26 đề xuất, và 42 dự án đang được tiến
hành tháng 6 năm 2008.
2.2 Nghiên cứu của châu Âu
Giống như ở Mỹ, nghiên cứu và phát triển kiến trúc mạng thế hệ mới cũng là
một trong những điểm mấu chốt trong các lĩnh vực thông tin và truyền thông (ICT)
của Chương trình khung làm việc châu Âu lần thứ VII (FP7) (2007 - 2013). "Mạng
Tương lai" tương ứng với chương trình FIND của NSF tại Hoa Kỳ, có thiết kế tổng thể
của kiến trúc mạng thế hệ mới là mục tiêu cấp cao của dự án. Trung tâm nghiên cứu

dự án của kiến trúc mạng thế hệ mới bao gồm 4WARD và TRILOGY (cả hai đều bắt
đầu vào năm 2008).
SVTH: Đặng Thị Hồng Diệu- Lớp D08VT5 16