(Tiểu luận) đồ cá nhân nhóm môn mạng máy tính mã môn cs252 đề tài tìm hiểu apipa trong mạng máy tính

Đồ

–

ạ

ĐẠI HỌC DUY TÂN
TRƯỜNG KHOA HỌC MÁY TÍNH
KHOA KỸ THUẬT MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THƠNG

🙦🕮🙤

ĐỒ CÁ NHÂN/ NHĨM
MƠN: MẠNG MÁY TÍNH – MÃ MƠN: CS252
Đề tài:
TÌM HIỂU APIPA TRONG MẠNG MÁY TÍNH

Nhóm SV thực hiện: (Nhóm 3)
1. Huỳnh Kim Phú Mỹ Hưng
Lớp môn học:

CS252 P1

GVHD:

ThS. TRẦN HỮU MINH ĐĂNG

Đà Nẵng, 5/2023


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

BẢNG PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC

1. STT

Thành viên

Huỳnh Kim
1

Phú Mỹ
Hưng

Phân cơng
nhiệm vụ

Sinh
viên (ký
tên)

Điểm
Bình qn
(3)

Giảng
viên
bộ
Cột Cột
mơn
Điểm Điểm

điểm điểm
(ký
số
Chữ
(1)
(2)
tên)
Điểm chi
tiết

Làm file word,
power point,
tìm kiếm thông
tin

NHẬN XÉT CHO ĐIỂM ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN

2


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

MỤC LỤC
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC ...................................................................................................... 2
NHẬN XÉT CHO ĐIỂM ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN ................................................................... 2
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH ........................................................................... 5
1.1. KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH...........................................................................................................5
1.1.1.

Phương tiện truyền dẫn trong mạng máy tính ............................................................................. 5

1.1.2.

Kiến trúc mạng máy tính .............................................................................................................5

1.1.3.

Lợi ích của mạng máy tính .......................................................................................................... 9

1.2. MƠ HÌNH OSI VÀ MƠ HÌNH TCP/IP ................................................................................................... 9
1.2.1. Mơ hình OSI.................................................................................................................................... 10
1.2.2. Mơ hình TCP/IP .............................................................................................................................. 13
1.2.3. Địa chỉ IP......................................................................................................................................... 14
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ APIPA ................................................................................................... 23
2.1. Tổng quan về APIPA .............................................................................................................................23
2.1.1. APIPA là gì?....................................................................................................................................23
2.1.2. Lịch sử của APIPA ..........................................................................................................................24
2.1.3. Đặc trưng của APIPA ......................................................................................................................24
2.1.4. Một số khái niệm xung quanh ......................................................................................................... 24
2.2. Nguyên lý hoạt động của APIPA ........................................................................................................... 29
2.1.1. Lý thuyết cơ chế hoạt động của APIPA ..........................................................................................29
2.1.2. Ví dụ minh họa về cơ chế của APIPA............................................................................................. 30
2.3. Những hạn chế của APIPA ....................................................................................................................31
CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH ..................................................................................... 34
3.1. KỊCH BẢN TRIỂN KHAI CÀI ĐẶT ....................................................................................................34
3.1.1. Kịch bản 1: ...................................................................................................................................... 34
3.1.2. Kịch bản 2: ...................................................................................................................................... 42
3.2. NHẬN XÉT & ĐÁNH GIÁ ...................................................................................................................58
PHẦN KẾT LUẬN ................................................................................................................................... 59

A) KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC........................................................................................................................ 59
B) HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................................................... 59
C) HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .......................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................................... 60

3


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

MỞ ĐẦU
Trong mạng máy tính, giao thức DHCP là giao thức tự động cấp phát địa chỉ IP đến các thiết
bị trong mạng. Nếu cơ chế này không hoạt động do DHCP Server gặp lỗi hay do đường
truyền không kết nối thì khi đó cơ chế tự cấp địa chỉ IP là APIPA sẽ được hoạt động.
Với những lý do đó tơi chọn chủ đề “APIPA”
Mục tiêu tìm hiểu:
• Biết được khái niệm của APIPA
• Hiểu và biết được cơ chế hoạt động khi APIPA được sử dụng
• Biết được những hạn chế khi cơ chế APIPA được sử dụng
Đối tượng nghiên cứu:
• APIPA
• Các thiết bị mạng như: Switch, PC, Server
• Phần mềm mơ phỏng mạng Packet Server
Phương pháp nghiên cứu:
• Lý thuyết: Tham khảo và tổng hợp từ sách, giáo trình, ... và các link youtube.
• Thực nghiệm: Cài đặt cấu hình cho các thiết bị mạng (PC, Switch, Server, ...) trên
phần mềm mô phỏng Cisco Packet Tracer
Cấu trúc đồ án Cá nhân
Đồ án gồm phần mở đầu, ba chương nội dung và phần kết luận
Chương 1: Chương 1. Tổng quan về Mạng máy tính. Chương này sẽ nói khái niệm

mạng máy tính, mơ hình OSI và TCP/IP, mơ tả hoạt động của các thành phần trong mạng
tính, ưu và nhược điểm của nó. Tìm hiểu về cách chia mạng con.
Chương 2: Tìm hiểu về APIPA trong Mạng máy tính. Chương này sẽ làm rõ ý tưởng,
mơ tả hoạt động của APIPA, đánh giá ưu và nhược điểm của nó. Tìm hiểu cách cấu hình
thiết bị
Chương 3: Triển khai cài đặt cấu hình cho những thiết bị trong Mạng máy tính đơn
giản trên phần mềm mơ phỏng mạng Packet Tracer
Kết luận và hướng phát triển đề tài.

4


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
1.1. KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH

- Mạng máy tính hiểu đơn giản thì mạng máy tính chính là một sự kết hợp giữa các
máy tính trong một hệ thống. Điều đặc biệt đó là các máy tính này sẽ liên kết với nhau thông
qua các thiết bị kết nối mạng và phương tiện truyền thơng: Giao thức mạng, mơi trường
truyền dẫn.
- Theo đó, chúng sẽ dựa trên một cấu trúc nào đó với mục đích thu nhập, trao đổi các
dữ liệu và chia sẻ tài nguyên cho nhiều người dùng khác nhau.
1.1.1. Phương tiện truyền dẫn trong mạng máy tính
- Trên một mạng máy tính, các dữ liệu được truyền trên một mơi trường truyền dẫn
(transmission media), nó là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị.
Có hai loại phương tiện truyền dẫn chủ yếu:
▪ Hữu tuyến (bounded media)
▪ Vô tuyến (Boundless media)
- Thông thường hệ thống mạng sử dụng hai loại tín hiệu là: digital và analog.

1.1.2. Kiến trúc mạng máy tính
- A network topology is the physical and logical arrangement of nodes and connections
in a network. Nodes usually include devices such as switches, routers and software with
switch and router features. Network topologies are often represented as a graph.
- Cấu trúc mạng

5


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Mesh Topology: The mesh network topology links nodes with connections so thay
multiple paths between at least some points of the network are available. A network is considered
to be fully meshed if all nodes are directly connected to all other nodes and partially meshed if
only some nodes have multiple connections to others. Meshing multiple paths increases resiliency
but also increases cost. However, more space is needed for dedicated links.

▪ Star Topology: In the star network topology, a central device connects to all other nodes
through a central hub. Switched local area networks based on Ethernet switches and most wired
home and office networks have a physical star topology.

▪ Bus Topology: In the bus network topology, every node is connected in series along a
single cable. This arrangement is found today primarily in cable broadband distribution networks.

6


Document continues below
Discover more
from:tiếng Việt

Viết
COM 142 AS
Trường Đại Học…
227 documents

Go to course

SƠ ĐỒ TƯ DUY SỬ 12
137

- Lecture notes 18
Viết tiếng
Việt

100% (15)

Bài tập cơ bản và
6

nâng cao Tiếng Anh…
Viết tiếng
Việt

100% (11)

Bài học rút ra từ
3

truyện chú chó tơi l…
Viết tiếng

Việt

92% (26)

ĐỀ THI Reading LV 1
8

Trinh ĐỀ 1 - Copy
Viết tiếng
Việt

89% (28)

Bài luận Tranh luận
2

Viết tiếng
Việt

88% (17)


Những mặt tích cực
Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

3

của mạng xã hội
Viết tiếng
Việt

85% (54)

▪ Ring Topology: In the ring network topology, the nodes are connected in a closed-loop
configuration. Some rings pass data in one direction only, while others are capable of transmission
in both directions. These bidirectional ring networks are more resilient than bus networks since
traffic can reach a node by moving in either direction. Metro networks based on Synchronous
Optical Network technology are the primary example of ring networks.

▪ Tree Topology: The tree network topology consists of one root node, and all other nodes
are connected in a hierarchy. The topology itself is connected in a star configuration. Many larger
Ethernet switch networks, including data center networks, are configured as trees.

7


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Hybrid Topology: The hybrid topology is any combination of two or more topologies.
Hybrid topologies typically provide exceptional flexibility, as they can accommodate a number of
setups. For example, different departments in the same organization may opt for personalized
network topologies that are more adaptable to their network needs.

- Giao thức mạng: Một số giao thức mạng phổ biến
▪ Internet Protocol Suite (bộ giao thức liên mạng) là tập hợp các giao thức thực thi protocol
stack (chồng giao thức) mà Internet chạy trên đó. Internet Protocol Suite đơi khi được gọi là bộ
giao thức TCP/IP.
▪ Protocol Stack (Chồng giao thức) là hình thức cài đặt phần mềm cho một bộ giao thức
mạng máy tính. Chúng là tập hợp đầy đủ các lớp giao thức và chúng hoạt động cùng nhau để cung
cấp khả năng kết nối mạng đến các thiết bị khác.

▪ Transmission Control Protocol (TCP) là giao thức cốt lõi của Internet Protocol Suite.
TCP bắt nguồn từ việc thực thi mạng, bố sung cho Internet Protocol. Do đó, Internet Protocol
Suite thường được gọi là TCP/IP. TCP cung cấp một phương thức phân phối đáng tin cậy một
luồng octet (khối dữ liệu có kích thước 8 bit) qua mạng IP. Đặc điểm chính của TCP là khả năng
đưa ra lệnh và kiểm tra lỗi. Tất cả các ứng dụng Internet lớn như World Wide Web, email và
truyền file đều dựa vào TCP.

8


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Internet Protocol (IP) còn được gọi là giao thức Internet và chúng là giao thức chính trong
Internet protocol suite. Với khả năng chuyển tiếp dữ liệu qua mạng và giúp thiết lập internet thông
equa việc định tuyến của Internet Protocol.
▪ Hypertext Transfer Protocol (HTTP) là nền tảng giao tiếp dữ liệu cho World Wide Web.
Siêu văn bản (hypertext) là văn bản có cấu trúc sử dụng các siêu liên kết giữa các node chứa văn
bản. HTTP là giao thức ứng dụng cho hệ thống thông tin hypermedia (siêu phương tiện) phân tán
và kết hợp.
▪ Telnet là phương thức chính được sử đụng để quản lý các thiết bị mạng ở cấp lệnh.
Không giống như SSH, Telnet không cung cấp kết nối an toàn, mà chỉ cung cấp kết nối không bảo
mật cơ bản.
▪ Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) là giao thức truyền thư đơn giản, được sử dụng để
truyền nội dung thư điện tử từ Mail Server này đến Mail Server khác. Nó thực hiện nhiệm vụ
truyền thư giữa các Mail Server thông qua cổng mặc định 25.
▪ Domain Name System (DNS)- hệ thống phân giải tên miền. Hệ thống này là một hệ thống
cho phép thiết lập tương ứng giữa địa chỉ IP và tên miền trên Internet. Nhờ giao thức này nên có
thể chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP.
1.1.3. Lợi ích của mạng máy tính
- Chia sẻ tài nguyên: Mạng máy tính cho phép chia sẻ tài nguyên như máy in, bộ nhớ, ổ đĩa,

dịch vụ internet, ứng dụng và nhiều tài nguyên khác. Điều này giúp tối ưu hóa tài ngun và giảm
chi phí cho mỗi máy tính trong hệ thống
- Truyền tải dữ liệu nhanh chóng: Mạng máy tính cho phép truyền tải dữ liệu nhanh chóng,
tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả làm việc. Các file có thể được chia sẻ và truyền tải giữa các
máy tính trong hệ thống một cách nhanh chóng và dễ dàng.
- Tăng tính sẵn sàng và độ tin cậy: Mạng máy tinh cung cấp tính sẵn sàng và độ tin cậy cho
hệ thống bằng cách cung cấp tính năng sao lưu và phục hồi, bảo vệ chống lại các cuộc tấn công
mạng và đảm bảo khả năng hoạt động liên tục.
- Tăng tính linh hoạt: Mạng máy tính cho phép các máy tính được di chuyển một cách dễ
dàng trong hệ thống mà không ảnh hưởng đến tính năng hoạt động của hệ thống. Điều này giúp dễ
dàng mở rộng và nâng cấp hệ thống.
- Tiết kiệm chi phí: Khi các máy tính được kết nối với nhau, các tài nguyên có thể được chia
sẻ và sử dụng tối đa. Điều này giúp giảm chi phí cho các tài ngun đó và tăng hiệu quả hoạt động
của hệ thống.
1.2. MƠ HÌNH OSI VÀ MƠ HÌNH TCP/IP

9


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

1.2.1. Mơ hình OSI
- Khái niệm: Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection) hay cịn được gọi là “mơ hình
tham chiếu 7 tầng OSI”. Mục đích chính của chúng là giúp người sử dụng dễ hình dung hơn về cơ
chế truyền tin giữa các máy tính với nhau.
- Mơ hình OSI bao gồm 7 tầng, mỗi tầng đề có đặc tính là chỉ sử dụng chức năng của tầng
dưới nó, đồng thời chúng cũng chỉ cho phép tầng trên sử dụng các chức năng của mình.
- Mơ hình OSI thực chất là chia nhỏ các hoạt động phức tạp của mạng thành các phần cơng
việc đơn giản, dễ hình dung hơn.
- Mơ tả mơ hình OSI

▪ Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer) có chức
năng chính là điều khiển việc truyền tải các bít trên
đường truyền vật lý. Chúng định nghĩa các tín hiệu
điện, trạng thái đường truyền, phương pháp mã hóa dữ
liệu.
▪ Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data-Link
Layer) Đảm bảo truyền tải các khung dữ liệu (Frame)
giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp
với nhau là điều mà chúng thực hiện. Tầng liên kết dữ
liệu được chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media
Access Control – Điều khiển Truy cập Đường truyền)
và tầng LLC (Logical Link Control – Điều khiển Liên
kết Logic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2.
▪ Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer) tầng
mạng đảm nhiệm việc truyền các gói tin (packet) giữa
hai máy tính trong mạng máy tính. Giao thức ở tầng mạng là giao thức IP.
▪ Tầng 4: Tầng vận chuyển (Transport Layer) Vai trò của chúng là phân nhỏ các gói
tin có kích thước lớn khi gửi và tập hợp chúng khi nhận, quá trình phân nhỏ khi gửi và nhận
đảm bảo tính tồn vẹn cho dữ liệu. Data unit ở Tầng Transport là Segment và ở tầng này có
hai giao thức là TCP và UDP.
▪ Tầng 5: Tầng giao dịch (Session Layer) Quản lý phiên làm việc giữa các người sử
dụng và tầng mạng này cung cấp cơ chế nhận biết tên và chức năng bảo mật thông tin qua
mạng máy tính. Data unit ở tầng này là Data.

10


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Tầng 6: Tầng trình bày (Presentation Layer) Đảm bảo các máy tính có kiểu dụng

dạng dữ liệu khác nhau vẫn có thể trao đổi thơng tin cho nhau. Thường thì các máy tính sẽ
thống nhất với nhau về một kiểu định dạng dữ liệu trung gian để trao đổi thơng tin giữa các
máy tính. Trong q trình truyền dữ liệu, tầng trình bày bên gửi có nhiệm vụ dịch dữ liệu từ
định dạng riêng sang định dạng chung và quá trình ngược lạ trên tầng trình bày bên máy
nhận.
▪ Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application Layer) là tầng cung cấp các ứng dụng truy xuất
đến các dịch vụ mạng như Web Browser, Mail User Agent...hoặc các Program cung cấp các
dịch vụ như Web Server, FTP Server, Mail Server...
- Cách đóng gói và truyền dữ liệu
➢ Phía máy gửi

• Ở tầng Application (tầng 7), người dùng tiến hành đưa thông tin cần gửi vào máy tính.
Các thơng tin này thường có dạng: hình ảnh, văn bản,....
• Sau đó thơng tin dữ liệu này được chuyển xuống tầng Presentation (tầng 6) để chuyển
các dữ liệu thành một dạng chung để mã hóa dữ liệu và nén dữ liệu. Dữ liệu tiếp tục được chuyển
xuống tầng Session (Tầng 5). Tầng này là tầng phiên có chức năng bổ sung các thơng tin cần thiết
cho phiên giao dịch (gửi- nhận) này. Các bạn có thể hiêu nơm na là tâng phiên cũng giống như các
cô nhân viên ngân hàng làm nhiệm vụ xác nhận, bổ sung thông tin giao dịch khi bạn chuyển tiền tại
ngân hàng.
• Sau khi tầng Session thực hiện xong nhiệm vụ, nó sẽ tiếp tục chuyển dữ liệu này xuống
tầng Transport (Tầng 4). Tại tầng này, dữ liệu được cắt ra thành nhiều Segment và cũng làm nhiệm
vụ bổ sung thêm các thông tin về phương thước vận chuyển dữ liệu để đảm bảo tính bảo mật, tin cậy
khi truyền trong mơ hình mạng.

11


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

• Tiếp đó, dữ liệu sẽ được chuyển xuống tầng Network (Tầng 3). Ở tầng này, các segment

lại tiếp tục được cắt ra thành nhiều gói Package khác nhau và bổ sung thông tin định tuyến. Tầng
Network này chức năng chính của nó là định tuyến đường đi cho gói tin chứa dữ liệu.
• Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống tầng Data Link (tầng 2). Tại tầng này, mỗi Package
sẽ được băm nhỏ ra thành nhiều Frame và bổ sung thêm các thơng tin kiểm tra gói tin chứa dữ liệu
để kiểm tra ở máy nhận.
• Cuối cùng, các Frame này khi chuyển xuống tầng Physical (Tầng 1) sẽ được chuyển
thành một chuỗi các bit nhị phân (0 1….) và được đưa lên cũng như phá tín hiệu trên các phương
tiện truyền dẫn (dây cáp đồng, cáp quang,…) để truyền dữ liệu đến máy nhận.
• Mỗi gói tin dữ liệu khi được đưa xuống các tầng thì được gắn các header của tầng đó,
riêng ở tầng 2 (Data Link), gói tin được gắn thêm FCS.
➢ Phía máy nhận

• Tầng Physical (tầng 1) phía máy nhận sẽ kiểm tra quá trình đồng bộ và đưa các chuỗi
bit nhị phân nhận được vào vùng đệm. Sau đó gửi thơng báo cho tầng Data Link (Tầng 2) rằng dữ
liệu đã được nhận.
• Tiếp đó tầng Data Link sẽ tiến hành kiểm tra các lỗi trong frame mà bên máy gửi tạo ra
bằng cách kiểm tra FCS có trong gói tin được gắn bên phía máy nhận. Nếu có lỗi xảy ra thì frame đó
sẽ bị hủy bỏ. Sau đó kiểm tra địa chỉ lớp Data Link (Địa chỉ MAC Address) xem có trùng với địa chỉ
của máy nhận hay không. Nếu đúng thì lớp Data Link sẽ thực hiện gỡ bỏ Header của tầng Data Link
để tiếp tục chuyển lên tầng Network.

12


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

• Tầng Network sẽ tiến hành kiểm tra xem địa chỉ trong gói tin này có phải là địa chỉ của
máy nhận hay không. (Lưu ý: địa chỉ ở tầng này là địa chỉ IP). Nếu đúng địa chỉ máy nhận, tầng
Network sẽ gỡ bỏ Header của nó và tiếp tục chuyển đến tầng Transport để tiếp tục qui trình.
• Ở tầng Transport sẽ hỗ trợ phục hồi lỗi và xử lý lỗi bằng cách gửi các gói tin ACK,

NAK (gói tin dùng để phản hồi xem các gói tin chứa dữ liệu đã được gửi đến máy nhận hay chưa?).
Sau khi phục hồi sửa lỗi, tầng này tiếp tục sắp xếp các thứ tự phân đoạn và đưa dữ liệu đến tầng
Session.
• Tầng Session làm nhiệm vụ đảm bảo các dữ liệu trong gói tin nhận được tồn vẹn. Sau
đó tiến hành gỡ bỏ Header của tầng Session và tiếp tục gửi lên ầng Presentation.
• Tầng Presentation sẽ xử lý gói tin bằng cách chuyển đối các định dạng dữ liệu cho phù
hợp. Sau khi hoàn thành sẽ tiến hành gửi lên tầng Application.
• Cuối cùng, tầng Application tiến hành xử lý và gỡ bỏ Header cuối cùng. Khi đó ở máy
nhận sẽ nhận được dữ liệu của gói tin được truyền đi.
1.2.2. Mơ hình TCP/IP
- Khái niệm: TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol - Giao thức điều
khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng), là một bộ giao thức trao đổi thông tin được sử dụng để
truyền tải và kết nối các thiết bị trong mạng Internet. TCP/IP được phát triển để mạng được tin cậy
hơn cùng với khả năng phục hồi tự động.

- Mơ tả mơ hình TCP/IP

13


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Tầng 1: Tầng vật lý (Physical) Là sự kết hợp giữa tầng Vật lý và tầng liên kết dữ liệu
của mơ hình OSI. Chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng. Tại đây,
các gói dữ liệu được đóng vào khung (gọi là Frame) và được định tuyến đi đến đích đã được chỉ
định ban đầu.
▪ Tầng 2: Tầng mạng (Internet) Gần giống như tầng mạng của mơ hình OSI. Tại đây, nó
cũng được định nghĩa là một giao thức chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu một cách logic trong
mạng. Các phân đoạn dữ liệu sẽ được đóng gói (Packets) với kích thước mỗi gói phù hợp với mạng
chuyển mạch mà nó dùng để truyền dữ liệu. Lúc này, các gói tin được chèn thêm phần Header chứa

thông tin của tầng mạng và tiếp tục được chuyển đến tầng tiếp theo. Các giao thức chính trong tầng
là IP, ICMP và ARP.
▪ Tầng 3: Tầng giao vận (Transport) Chức năng chính của tầng 3 là xử lý vấn đề giao tiếp
giữa các máy chủ trong cùng một mạng hoặc khác mạng được kết nối với nhau thông qua bộ định
tuyến. Tại đây dữ liệu sẽ được phân đoạn, mỗi đoạn sẽ không bằng nhau nhưng kích thước phải nhỏ
hơn 64KB. Cấu trúc đầy đủ của một Segment lúc này là Header chứa thông tin điều khiển và sau đó
là dữ liệu. Trong tầng này còn bao gồm 2 giao thức cốt lõi là TCP và UDP. Trong đó, TCP đảm bảo
chất lượng gói tin nhưng tiêu tốn thời gian khá lâu để kiểm tra đầy đủ thông tin từ thứ tự dữ liệu cho
đến việc kiểm soát vấn đề tắc nghẽn lưu lượng dữ liệu. Trái với điều đó, UDP cho thấy tốc độ truyền
tải nhanh hơn nhưng lại không đảm bảo được chất lượng dữ liệu được gửi đi.
▪ Tầng 4: Tầng Ứng dụng (Application) Đây là lớp giao tiếp trên cùng của mơ hình. Đúng
với tên gọi, tầng Ứng dụng đảm nhận vai trò giao tiếp dữ liệu giữa 2 máy khác nhau thông qua các
dịch vụ mạng khác nhau (duyệt web, chat, gửi email, một số giao thức trao đổi dữ liệu: SMTP,
SSH, FTP,...). Dữ liệu khi đến đây sẽ được định dạng theo kiểu Byte nối Byte, cùng với đó là các
thông tin định tuyến giúp xác định đường đi đúng của một gói tin.
1.2.3. Địa chỉ IP
- Khái niệm:
▪ Địa chỉ IP: là một dãy số xác định các thiết bị trên mạng. Máy tính sử dụng địa chỉ IP để
giao tiếp với nhau qua Internet và giao tiếp với mạng khác.
- IP Datagram

14


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Version number: 4 bits
➢ Cho biết phiên bản của giao thức IP.
➢ Hiện tại có 2 phiên bản: Ver. Ipv4 và Ver.Ipv6
▪ Internet Header length (IHL): 4 bits

➢ Trong IP header thì 5 hàng đầu tiên ln được sử dụng, nên độ dài tối thiểu IP header
= 5 x 4 byte = 20 byte.
➢ Có thể nhiều hơn khi các tùy chọn IP Option được sử dụng, như vậy, độ dài có thể từ
20 byte đến 60 byte
▪ Type Of Services (TOS): 4 bits
➢ Cho phép các gói được xử lý khác nhau dựa trên nhu cầu
➢ Ví dụ: độ trễ thấp cho âm thanh, băng thông cao để truyền hàng loạt
▪ Identifier (ID): 16 bits
➢ Nó giúp xác định datagram IP, datagram bị phân mảnh thuộc về IP nào
▪ Total Length: 16 bits

15


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

➢ Chỉ ra chiều dài của toàn bộ IP Datagram tính theo byte, bao gồm data và phần
header. Vì trường này là 16 bit nên kích thước tối đa có thể là 65535 byte.
➢ Tổng độ dài là bắt buộc, vì:
o IPv4 khơng cho biết phần dữ liệu là bao nhiêu.
o Khi gói IP bị phân mảnh do lớn hơn MTU, trường tổng độ dài được sử dụng bỏ mỗi
phân mảnh để phản ánh kích thước thực của gói dữ liệu.
▪ Flags (3 bits)
➢ Bít dành riêng (RF: Reserved): khơng sử dụng
➢ Không phân mảnh (DF: Do Not Fragment): Bit DF=1, nó hướng dẫn các thị trung
gian (bộ định tuyến – routers) khơng được phân mảnh gói, ngay cả khi gói tin q lớn, thì:
o Gói tin sẽ được loại bỏ và gửi lại thông điệp “ICMP” để báo cho sender biết là gói
tin quá lớn.
o Là cơ sở cho việc hình thành "Path MTU Discovery”.
➢ More Fragment (MF): Bit MF được đặt thành 1 trên tất cả các đoạn ngoại trừ đoạn

cuối cùng.
▪ Time-to-Live (TTL): 8 bits
➢ Trường thời gian tồn của 1 gói dữ liệu khi truyền trên mạng.
➢ Hoạt đông:
o Giảm dần ở mỗi bước nhảy (giảm 1) qua các thiết bị trung gian (router, …), gói bị
loại bỏ nếu đạt 0
o Và thông báo “đã vượt quá thời gian” được gửi đến nguồn, sử dụng thông báo điều
khiển “ICMP”.
• Mục đích: Tránh việc 1 gói dữ bị “Forwarding loops”

▪ Protocol: 8 bits
➢ Chỉ định giao thức cấp cao hơn, như:
o “6”: TCP (Transmission Control Protocol)
o “7”: UDP (User Datagram Protocol)
o or, “1”: ICMP (Internet Control Messenger Protocol)
▪ Header Checksum: 16 bits

16


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

➢ Kiểm tra kết quả tổng hợp toàn bộ tiêu đề IP.
▪ Source address, Destination address: 32 bits
▪ IP Option
▪ Fragment Offset (13 bit):
➢ Báo bên nhận vị trí offset của các mảnh so với gói IP datagram gốc để có thể ghép lại
thành IP datagram gốc.
➢ Một phần của datagram có đơn vị 8 byte
- IP Address:

▪ Trong mạng, mỗi node có một địa chỉ duy nhất đểnhận dạng.
▪ Địa chỉ này gọi là địa chỉ Internet hay là địa chỉ IP.
▪ Internet Assigned Numbers Authority (IANA) quản lý và phân phối khối địa chỉ này để
chắc chắn mỗi node trên internet có một địa chỉ duy nhất.
▪ Vì sự phát triển internet, IANA chia nhỏ thành nhiều tổ chức quản lý:
➢ Asia-Pacific Network Information Center (APNIC): Asian và Australian.
➢ American Registry for Internet Numbers (ARIN): North American
➢ Latin American and Caribbean IP Network Information Center (LACNIC): South
American và Caribbean.
➢ Reseaux IP Europeans (RIPE): European, Middle East và African.
▪ Cấu trúc địa chỉ IP:
➢ Địa chỉ IP gồm 32 bit, được chia thành 4 octet (mỗi octet gồm 8 bit), được viết ở dạng
số thập phân và cách nhau bởi dấu chấm.

➢ Ðịa chỉ host dùng để đặt cho các interface của các host. Hai host nằm cùng một mạng
sẽ có network_id giống nhau và host_id khác nhau.
➢ Ðịa chỉ mạng (network ID): dùng để đặt cho các mạng, các host ID sẽ chứa các bit 0.

17


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

o Ví dụ: 172.16.0.0
➢ Ðịa chỉ Broadcast: dùng để đại diện cho tất cả các host trong mạng. Phần host_id chỉ
chứa các bit 1.
o Ví dụ: 172.29.255.255
➢ Địa chỉ IP được chia thành 5 lớp (class) A, B, C, D và E.
o Các lớp A, B và C được triển khai để đặt cho các host trên mạng Internet.
o Lớp D dùng cho các nhóm multicast

o Lớp E phục vụ cho mục đích nghiên cứu.
▪ Cấu trúc địa chỉ IP:
Lớp A (Class A)

➢ Lớp này, dành 1 byte cho phần network_id và 3 byte cho phần host_id.
➢ Lớp A sẽ dành riêng cho địa chỉ của các tổ chức lớn trên thế giới.
➢ Network ID?
o Byte đầu tiên này cũng chính là network_id, trừ đi bit đầu tiên làm ID nhận dạng lớp
A, còn lại 7 bit để đánh thứ tự các mạng, ta được 128 (=27) mạng lớp A khác nhau. Bỏ đi
hai trường hợp đặc biệt là 0 và 127.
o Kết quả là lớp A chỉ còn 126 địa chỉ mạng: -> Net ID: từ 1.0.0.0 đến 126.0.0.0
➢ HostID?
o Phần host_id chiếm 24 bit, nghĩa là có 224 = 16777216 host khác nhau trong mỗi
mạng.
o Thông Bỏ đi hai trườngờng hợp đặc biệt (phần host_id chứa toàn các bit 0 và bit 1).
o Cịn lại: 16777214 host.
o Ví dụ: đối với mạng 10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là 10.0.0.1 đến
10.255.255.254.

18


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

▪ Cấu trúc địa chỉ IP:

Lớp B (Class B)

➢ Lớp này, dành 2 byte cho phần network_id và 2 byte cho phần host_id.
➢ Lớp B sẽ dành riêng cho địa chỉ của các tổ chức hạng trung trên thế giới.

➢ Hai bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là 1 0
➢ Dạng nhị phân của octet này là 10xxxxxx
➢ Những địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng 128 (=10000000(2)) đến 191
(=10111111(2)) sẽ thuộc về lớp B.
o Ví dụ: 172.29.10.1
➢ Network ID?
o Phần network_id chiếm 16 bit bỏ đi 2 bit làm ID cho lớp, còn lại 14 bit cho phép ta
đánh thứ tự 16384 (=214) mạng khác nhau.
o Kết quả là lớp A chỉ còn 126 địa chỉ mạng: -> Net ID: từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0
➢ HostID?
o Phần host_id dài 16 bit hay có 65536 (=216) giá trị khác nhau. Trừ đi 2 trường hợp
đặc biệt cịn lại 65534 host trong một mạng lớp B.
o Ví dụ: đối với mạng 172.29.0.0 thì các địa chỉ host hợp lệ là từ 172.29.0.1 đến
172.29.255.254
o Thông Bỏ đi hai trườngờng hợp đặc biệt (phần host_id chứa toàn các bit 0 và bit 1).
o Cịn lại: 16777214 host.
o Ví dụ: đối với mạng 10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là 10.0.0.1 đến
10.255.255.254.
▪ Cấu trúc địa chỉ IP:
Lớp C (Class C)

19


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

➢ Lớp này, dành 3 byte cho phần network_id và 1 byte cho phần host_id.
➢ Lớp C được sử dụng trong các tổ chức nhỏ.
➢ Ba bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là 110.
➢ Dạng nhị phân của octet này là 110xxxxx

➢ Những địa chỉ IP này có byte đầu tiên nằm trong khoảng 192 (=11000000(2)) đến 223
(=11011111(2)) sẽ thuộc về lớp C.
➢ Ví dụ: 203.162.41.235
▪ Cấu trúc địa chỉ IP:
Lớp D (Class D)
➢ Lớp này gồm các địa chỉ IP có octet đầu tiên có giá trị từ 224-239. Lớp D có 4 bit đầu
tiên ln là 1110.
➢ Đặc biệt lớp D được dành cho phát các thơng tin (multicast/broadcast).
➢ Lớp này sẽ có địa chỉ từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255
▪ Cấu trúc địa chỉ IP:
Lớp E (Class E)
➢ Lớp này gồm các địa chỉ IP có octet đầu tiên có giá trị từ 240-255.
➢ Lớp E có 4 bit đầu tiên luôn là 1111.
➢ Lớp E được dành riêng cho việc nghiên cứu.
➢ Lớp này sẽ có địa chỉ từ 224.0.0.0 đến 254.255.255.255
▪ Các địa chỉ IP bị thu hồi

➢ Các địa chỉ này khơng có mặt trên internet, chỉ dành cho LAN.
➢ Các ưu điểm cho LAN khi có khối địa chỉ này:
o Khơng gian địa chỉ lớn: linh hoạt khi thiết kế mạng
o Giảm chi phí: khơng cần th bao địa chỉ từ ISP
o Tránh xung đột địa chỉ trên Internet.
➢ Các nhược điểm:
o Mất một số lớn địa chỉ internet.
o Tính linh hoạt bị giảm khi trộ hai mạng với nhau.
▪ Cách để chia một mạng con
➢ Mục đích: giúp giảm kích thước của miền quảng bá, khi miền quảng bá quá rộng sẽ
dẫn tới việc lãng phí băng thơng làm cho hiệu xuất của mạng bị giảm.

20

Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

➢ Các ưu điểm khi sử dụng subnet:
o Tăng hiệu quả trong giao thông mạng
o Nâng cao sự quản trị mạng
o Tăng cao hiệu suất cho một mạng lớn.
▪ Kỹ thuật chia mạng con
➢ Mượn một số bit trong phần host_id ban đầu để đặt cho các mạng con
➢ Cấu trúc của địa chỉ IP lúc này sẽ gồm 3 phần: network_id, subnet_id và host_id.

▪ Các bài toán thường gặp khi chia mạng con:
➢ Bài tốn xi: Cho trước một địa chỉ mạng với các yêu cầu
o Số subnet chia được bao nhiêu?
o Số host trên một subnet là bao nhiêu?
o Trong một subnet:
• Địa chỉ mạng là gì?
• Địa chỉ host đầu tiên?
• Địa chỉ host cuối cùng?
• Địa chỉ Broadcast?
o Subnet Mask tương ứng với mỗi mạng con?
▪ Các bài toán thường gặp khi chia mạng con:
➢ Hướng dẫn:

o Gọi n là số bit mượn và m là số bit phần host.
o Số subnet có trong cơng thức sau: 2n

21

Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)
m

o Số host trên một subnet: 2 -2
o Bước nhảy= 28-n
▪ Các bài toán thường gặp khi chia mạng con:
➢ Hướng dẫn:
o Với mỗi subnet:
• Địa chỉ mạng: Octet bị mượn bội số với bước nhảy.
• Địa chỉ host đầu: Địa chỉ network + 1
• Địa chỉ host cuối: Địa chỉ broadcast – 1
• Địa chỉ broadcast: Địa chỉ mạng kế tiếp – 1
• Địa chỉ mạng kế tiếp: Địa chỉ mạng trước + bước nhảy
o Subnet mask tương ứng: Subnet mask ban đầu + n
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
- Ở chương 1 ta đã tìm hiều được tổng quan về mạng máy tính, các khái niệm có trong
mạng máy tính, các giao thức được sử dụng trong mạng máy tính cũng như là lợi ích mà
mạng máy tính mang lại.
- Ta được tìm hiểu sơ bộ về hai mơ hình nổi tiếng trong mạng máy tính là mơ hình OSI
và mơ hình TCP/IP.
- Biết được một số cấu trúc mạng phổ biến trong mạng máy tính như Bus, Star, ...
- Biết được các lớp trong cấu trúc địa chỉ IP.
- Biết được cách chia mạng con (Subnetting) trong mạng máy tính.

22


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ APIPA
Chương này sẽ làm rõ ý tưởng, mô tả hoạt động của APIPA, đánh giá ưu và nhược
điểm của nó.
Mục tiêu tìm hiểu:
1. Tổng quan về APIPA
2. Nguyên lý hoạt động của APIPA
3. Những hạn chế của APIPA
2.1. Tổng quan về APIPA
2.1.1. APIPA là gì?

- APIPA là viết tắt của Địa chỉ IP riêng tự động (APIPA). Đây là một tính năng hoặc
đặc điểm trong các hệ điều hành (ví dụ: Windows) cho phép máy tính tự động định cấu hình
địa chỉ IP và mặt nạ mạng con khi máy chủ DHCP (Giao thức cấu hình máy chủ động) của
chúng khơng thể truy cập được. Dải địa chỉ IP cho APIPA là (169.254.0.1 đến
169.254.255.254) có 65.534 địa chỉ IP khả dụng, với mặt nạ mạng con là 255.255.0.0 .

23


Đồ án Nhóm/ Cá nhân – Mơn: Mạng máy tính (CS252)

2.1.2. Lịch sử của APIPA

- Ban đầu, Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet (IETF) đã dành khối địa chỉ IPv4
169.254.0.0/16 (169.254.0.0 – 169.254.255.255) cho địa chỉ liên kết cục bộ.
- Do việc sử dụng đồng thời các địa chỉ IPv4 thuộc các phạm vi khác nhau nên tình trạng
quá tải lưu lượng trở nên cao.
- Các địa chỉ liên kết cục bộ được phân bổ cho giao diện, tức là khơng trạng thái về bản
chất, do đó giao tiếp sẽ được thiết lập khi không nhận được phản hồi từ Máy chủ DHCP.
- Sau đó, Microsoft đề cập đến phương pháp tự động cấu hình địa chỉ này là “Địa chỉ IP

riêng tư tự động (APIPA)”.
2.1.3. Đặc trưng của APIPA
- Giao tiếp có thể được thiết lập đúng cách nếu không nhận được phản hồi từ DHCP
Server.
- APIPA điều chỉnh dịch vụ, thoe đó ln kiểm tra phản hồi và trạng thái của DHCP
Server chính trong một khoảng thời gian.
2.1.4. Một số khái niệm xung quanh
- DHCP được viết tắt từ cụm Dynamic Host Configuration Protocol (có nghĩa là Giao
thức cấu hình máy chủ). DHCP có nhiệm vụ giúp quản lý nhanh, tự động và tập trung việc
phân phối địa chỉ IP bên trong một mạng. Ngoài ra DHCP cịn giúp đưa thơng tin đến các thiết
bị hợp lý hơn cũng như việc cấu hình subnet mask hay cổng mặc định.
- Cách thức hoạt động của DHCP:

24