đề tài '''' điều khiển thiết bị qua mạng internet ''''

MỤC LỤC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Giới thiệu
Điều khiển từ xa đã và đang là một xu hướng phát triển mang tính quy luật. Sự
phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nói chung và ngành điện tử-viễn thông
nói riêng là nền tảng cho xu hướng này. Vì sự tiện lợi của nó, điều khiển từ xa có thể
được sử dụng ở bất kỳ nơi nào. Người sử dụng có thể ở bất kì đâu trên thế giới cũng có
thể điều khiển được những bộ phận ngoại vi ở nhà, công sở hay ở một nơi nào đó được
định sẵn….Lúc này không còn giới hạn về khoảng cách nữa.
Trong kỹ thuật điều khiển từ xa, môi trường truyền dẫn có thể là dây dẫn điện
hay không khí với tín hiệu truyền có thể là tín hiệu điện hồng ngoại hay sóng vô
tuyền Đặc biệt, kỹ thuật hồng ngoại hay vô tuyến được khai thác triệt để trong việc
chế tạo các thiết bị đầu xa. Tuy nhiên kỹ thuật điều khiển dùng tia hồng ngoại và vô
tuyến bị hạn chế về khoảng cách và băng thông. Để khắc phục nhược điểm trên có thể
sử dùng phương pháp khác là điều khiển từ xa qua mạng ethernet, Internet hoặc LAN.
Ý tưởng của nó là sử dụng mạng có sẵn để truyền tín hiệu điều khiển, nhờ đó mà vấn
đề khoảng cách được khắc phục.
Như ta đã biết, ngày nay mạng lưới Internet-Ethernet đã phát triển và phổ biến
khắp nơi trên thế giới. Có thể xem sự bùng nổ của Internet ngày nay cũng giống như
sự bùng nổ của tivi vào những năm 40-50 của thế kỉ trước. Chính điều này càng làm
cho Internet ngự trị trong mọi ngóc ngách của cuộc sống, và do đó việc điều khiển từ
xa qua mạng trở nên dễ dàng, thuận tiện hơn và là một nhu cầu tất yếu của cuộc sống
hiện đại ngày nay.
Điều khiển từ xa qua mạng có 2 ưu điểm nổi bậc:
 Thứ nhất chúng ta có thể sử dụng mạng Internet có sẵn.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
 Thứ hai có thể sử dụng nhiều nơi và có nhiều ứng dụng mà con người
không thể tiếp cận một cách trực tiếp được.

Các thiết bị điều khiển từ xa qua mạng đang từng bước xâm nhập vào trong các
sinh hoạt gia đình do tính đơn giản tiện dụng, độ tin cậy tương đối ổn định. Bộ điều
khiển có thể làm một số công việc trong gia đình khi ta đang ở xa nhà như: mở máy
bơm nước, tắt bếp điện, tắt mở bóng đèn
1.2. Phương án thực hiện
Thiết kế của đề tài nhằm xây dựng hệ thống điều khiển từ xa thông qua mạng
internet. Mô hình của hệ thống được mô tả như hình sau.
Internet
Switch
IP

t
ĩ
n
h
Device1
Device 2
I
P

t
ĩ
n
h
.
.
.
remote
client
Device N

I
P

t
ĩ
n
h
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
Thiết kế gồm 2 phần chính:
 Phần thứ nhất: là phần giao tiếp người dùng tại máy đầu xa để điều khiển
thiết bị. Trong đề tài, phần này được thiết kế là một software sẽ được cài
đặt trên máy tính đầu xa (remote host) để tạo giao diện cho người dùng,
truyền các lệnh điều khiển qua mạng tới thiết bị và nhận các khung dữ liệu
báo trạng thái từ thiết bị đến người dùng. Phần mềm này được viết bằng
ngôn ngữ Visual Basic trên môi trường hệ điều hành Window, hỗ trợ lập
trình mạng và giao diện đẹp. Phần thiết kế software sẽ được nói kỹ ở các
chương sau.
 Phần thứ hai: là Thiết bị giao tiếp mạng và điều khiển. Để giao tiếp được
mạng Ethernet. Thiết bị được thiết kế gồm 1 chip Ethernet controller dùng
để tạo khung Ethernet, truy xuất mạng, điều khiển thiết bị giao tiếp với
chip vật lý giao tiếp mạng (ở đây ta sử dụng IC ENC28J60 của Microchip
hỗ trợ chuẩn IEEE 802.3).
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT MẠNG ETHERNET
2.1. Tổng quan về Ethernet
Nguồn gốc của Ethernet được phát triển từ những thí nghiệm đối với cáp đồng
trục được thực hiện ở tốc độ 3 Mbps và sử dụng nghi thức CSMA/CD (carrier sense
multiple access collision detect) cho mạng LAN vào năm 1970 bởi tập đoàn Xerox. Sự

thành công của đề án này đã sớm gây sự chú ý và đã dẫn đến sự phát triển của Ethernet
10 Mps bởi ba tập đoàn: Digital Equipment, Intel, Xerox.
Thành ngữ Ethernet có nguồn gốc với mạng LAN ( Local-Area Network) và việc
sử dụng chuẩn IEEE 802.3. Chuẩn này được biết với nghi thức CSMA/CD. Có ba tốc
độ được được dùng cho mạng Ethernet với đường truyền là cáp đồng trục, cáp đôi hay
sợi quang.
 10Mbps—10 base-T Ethernet.
 100Mbps— Ethernet tốc độ cao (Fast Ethernet).
 1000Mbps—Gigabit Ethernet.
Ethernet 10-Gigabit đã phát triển và được đưa ra cùng chuẩn IEEE 802.3ae cuối
2001 và đầu 2002. Nó cũng tương thích với chuẩn IEEE 802.3.
Ethernet được tạo ra phần lớn từ kỹ thuật mạng LAN (hiện tại đang được sử dụng
cho gần 85% cho mạng LAN để nối PC và các máy trạm-workstations). Bởi vì ghi
thức của nó có một số đặc điểm sau:
 Dễ dàng sử dụng, thực hiện, quản lý và bảo trì.
 Cho phép thực hiện mạng tốc độ thấp.
 Cung cấp rất đa dạng mô hình mạng (topology).
 Bảo mật thành công việc kết nối chung.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
2.2. Mô hình tham chiếu OSI
Một hình OSI (Open Systems Interconnection) là một mô hình cho phép hai hệ
thống khác nhau bất kì thông tin với nhau bất chấp cấu trúc bên dưới. Mục đích của
mô hình OSI là mở rộng thông tin giữa hai hệ thống khác nhau mà không cần thay đổi
logic phần cứng và phần mền bên dưới của mỗi hệ thống. Mô hình OSI không phải là
một nghi thức, nó chỉ là một mô hình để hiểu và thiết kế kiến trúc mạng cho linh động,
vững chắc và liên thông.
Mô hình OSI là cấu trúc phân lớp để thiết kế các hệ thống mạng cho phép thông
tin qua tất cả các loại hệ thống máy tính. Nó bao gồm 7 lớp riêng biệt nhưng có mối
liên quan với nhau, mỗi lớp định nghĩa một phân đoạn xử lý khi chuyển dịch thông tin

qua mạng. Hình sau mô tả mô hình 7 lớp của OSI.


Hình 2-1 mô hình OSI 7 lớp
Quá trình xử lý tại lớp 7, kế tiếp chuyển tứ lớp này sang lớp khác theo thứ tự. Tại
mỗi lớp (ngoại trừ lớp 7 và lớp 1), header của lớp tương ứng sẽ được cộng vào đơn vị
dữ liệu trước khi chuyển xuống cho lớp dưới kế tiếp. Khi đơn vị dữ liệu được định
dạng đi qua lớp vật lý, nó đổi thành tín hiệu điện từ và vận chuyển dọc theo liên kết
vật lý.
Khi đạt đến đích, tín hiệu đi vào lớp 1 và được đổi ngược thành bit. Các đơn vị
dữ liệu kế tiếp được chuyển lên qua các lớp OSI. Khi mỗi khối dữ liệu tới lớp kế cao
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
hơn, các đầu và đuôi được gắn lúc trước sẽ được loại bỏ tại các lớp tương ứng. Khi nó
đến lớp 7 thì thông điệp trở thành dạng thích hợp cho ứng dụng.
2.2.1. Lớp vật lý (Physical Layer)
Chức năng lớp vật lý là truyền một dòng bit trên một môi trường vật lý. Nó liên
quan đến các qui định vế điện và cơ của giao tiếp và môi trường truyền. Nó cũng định
nghĩa các thủ tục và các chức năng mà các thiết bị vật lý và các giaor tiếp phải thực
thi.
2.2.2. Lớp liên kết dữ liệu (Data Link Layer)
Lớp này có nhiệm vụ chia nhỏ dữ liệu đưa xuống từ lớp mạng thành các frame
dữ liệu (một frame thường dài từ vài trăm byte đến hàng ngàn byte) để truyền đi và tổ
chức nhận sao cho đúng thứ tự các frame. Lớp này cũng cung cấp khả năng truyền
không lỗi trên đường truyền vật lý cho các lớp cao hơn. Vấn đề đặt ra ở đây là phải
xác định cơ chế để xác nhận 1 frame có truyền thành công hay không ? (Acknowledge
frame) và xử lý nhiễu (truyền lại).
Lớp liên kết dữ liệu liên quan đến sự truyền, kiểm tra lỗi và điều khiển luồng dữ
liệu. Chức năng chính của lớp liên kết dữ liệu họat động như một lưới chắn bảo vệ cho
các lớp cao hơn, điều khiển quá trình truyền và nhận. Kiểm tra lỗi và điều khiển lớp

vật lý như là chức năng chính để đảm bảo các lớp trên nhận dữ liệu từ lớp mạng không
có lỗi. Chuẩn IEEE 802 chia lớp lien kết dữ liệu thành hai lớp con là: Logical Link
Control (LLC) và Media Access Control (MAC).
Lớp con Logical Link Control (LLC) có nhiệm vụ bảo vệ lớp trên từ bất cứ
phương pháp truy cập cụ thể nào hoặc truy cập đường truyền cụ thể nào. Các lớp trên
không lo lắng về cách kết nối của chúng tới mạng Ethernet bởi vì LLC điều khiển giao
diện này.
Lớp con Media Acess Control (MAC) có nhiệm vụ cho một vài họat động. Trên
đường truyền lớp con MAC có trách nhiệm trong việc nhận dữ liệu từ lớp lớp con
Logical Link Control và đóng các gói sẵn sàng cho việc truyền. Lớp MAC xác định
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
các kênh đường truyền rảnh. Nếu đường truyền rảnh MAC sẽ truyền dữ liệu trên cáp
và luôn giám sát trạng thái của lớp vật lý cho việc báo hiệu có xung đột. Nếu có xung
đột, MAC cũng điều khiển quá trình thu hồi dữ liệu và truyền lại. MAC giải quyết
tranh chấp cho môi trường dung chung. Nó bao gồm các quy định đồng bộ, cờ và kiểm
soát lỗi cần thiết để truyền thông tin từ vị trí này đến vị trí khác, cũng như các địa chỉ
vật lý của trạm nhận. Các nghi thức MAC được dung cụ thể với từng LAN (Ethernet,
Token ring, Token bus).
2.2.3. Lớp mạng (Network Layer)
Điều khiển hoạt động của các subnet, tức là tìm đường cho một packet đi từ
nguồn đến đích (truyền dữ liệu giữa 2 máy bất kì trong mạng).
Vấn đề lớn nhất của lớp này là tìm đường (Routing), giải quyết xung đột
(Collsision Detect), giải quyết vấn đề địa chỉ (Addressing), vấn đề tính chi phí
(Accounting).
Lớp mạng đảm nhận dữ liệu từ lớp giao vận và thêm các thông tin phù hợp cho
gói và cung cấp đường truyền phù hợp cũng như những mức kiểm tra lỗi. Dữ liệu
được định dạng cho phù hợp với đường truyền.
2.2.4. Lớp giao vận (Transport Layer)
Chức năng cơ bản của lớp này là chia nhỏ gói dữ liệu được đưa từ lớp bên trên

xuống thành những đơn vị nhỏ hơn để truyền qua mạng với sự đảm bảo là dữ liệu sẽ
tới nơi một cách chính xác (kiểm tra số sepuence, error detection – phát hiện lỗi, flow
control – điều khiển luồng). Lớp này cung cấp cho các lớp bên trên phương tiện truyền
các message độc lập với các lớp bên dưới (end to end – hai hệ thống thực sự kết nối
với nhau).
Lớp giao vận đảm bảo sự tối ưu cho việc truyền dữ liệu từ nguồn đến đích bằng
cách điều khiển luồng dữ liệu của mạng và thực hiện sự yêu cầu đảm bảo dịch vụ cho
lớp phiên. Lớp giao vận xác định kích cở của gói dựa trên số lượng dữ liệu được gởi
và kích thướt gói lớn nhất cho phép truyền trên đường truyền. Nếu dữ liệu gởi lớn hớn
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
gói có kích thướt tối đa, nó sẽ thực hiện chia dữ liệu thành các thích thướt phù hợp một
cách tuần tự. Nó đồng thời thêm các thông tin như điều khiển lỗi để phù hợp với tỉ lệ
dữ liệu của một gói.
Khi nhận dữ liệu từ lớp mạng, lớp giao vận sẽ đảm bảo rằng dữ liệu nhận được
đúng thứ tự và kiểm tra lặp và mất khung.
2.2.5. Lớp phiên (Session Layer)
Cung cấp những phương tiện cho phép 2 thực thể của lớp ứng dụng có thể tổ
chức và đồng bộ cuộc đối thoại và quản lý sự trao đổi thiông tin giữa chúng (các dịch
vụ để các quá trình có thể trao đổi với nhau, tạo và kết thúc kết nối giữa các quá trình
trên các máy khác nhau). Lớp phiên liên quan đến sự giao tiếp giữa hai thiết bị viễn
thông. Lớp này tạo ra những qui luật cho việc khởi động và kết thúc giao tiếp giữa hai
thiết bị, cũng như sự phục hồi lỗi. Nếu có lỗi và sự giao tiếp lỗi được phát hiện, lớp
phiên sẽ truyền lại dữ liệu để hoàn thành quá trình giao tiếp. Lớp phiên yêu cầu một sự
phục vụ tốt từ lớp giao vận để không yêu cầu truyền lại, hoặc truyền hai hướng, yêu
cầu nhiều sự giám sát (monitoring) và hồi tiếp (feedback).
2.2.6. Lớp trình bày (Presentation Layer)
Lớp này biểu diễn những thông tin được truyền (được hiểu là cú pháp và ngữ
nghĩa). Nó đồng nhất các thông tin giữa các hệ thống với nhau. Lớp trình bày giải
quyết các vấn đề liên quan đến thông dịch dữ liệu và thay đổi mã giữa các thiết bị, mà

chúng định dạng dữ liệu khác nhau. Ngoài ra, lớp này cũng điều khiển sự thông dịch
sự khác nhau giữa các thiết bị và các tập tin định dạng (file formats), cũng như cung
cấp dịch vụ thao tác trên dữ liệu như nén và mã hóa (compression & cryptography).
2.2.7. Lớp ứng dụng (Application Layer)
Đưa các ứng dụng thiết thực cho người sử dụng, ứng với mỗi ứng dụng có một
nghi thức khác nhau. Lớp ứng dụng là lớp giao tiếp giữa người dùng và mạng. Lớp này
ảnh hưởng trực tiếp đến những chương trình ứng dụng dành cho người sử dụng (user
application programs) để cung cấp cách thức truy cập mạng. Lớp ứng dụng thường liên
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
quan với các ứng dụng như: FTP (truyền nhận file), Telnet (giải quyết sự khác nhau
phần cứng cũng như phần lõi giữa các terminal), e-mail (truyền nhận mail), file
sharing…
2.3. Sơ lược về chuẩn IEEE 802.3
Chuẩn IEEE 802.3 là một phần của họ chuẩn cho mạng cục bộ và metropolitan.
Mối quan hệ giữa các thành viên của chuẩn được trình bày bên dưới.
Hình 2-2 Họ chuẩn của mạng cục bộ.
Các chuẩn này liên quan đến lớp vật lý và lớp data link được định nghĩa bởi
International Organization Standardization (ISO).
2.4. Cấu trúc khung Ethernet IEEE 802.3
Chuẩn IEEE 802.3 định nghĩa một khung định dạng dữ liệu cơ bản cho tất cả
công việc mà MAC thực hiện. Thêm vào đó, một vài chức năng lựa chọn được thêm
vào cho khung dữ liệu. Một khung dữ liệu gồm có 7 trường như hình vẽ.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com


Hình 2-3 Cấu trúc Frame Ethernet
 Phần đầu khung Preamble
Preamble chỉ ra sự bắt đầu của một khung truyền. Nó gồm một dãy các giá trị bit

0 và 1 xen kẽ nhau để báo hiệu cho trạm nhận (receiving stations) rằng có khung đang
tới. Và nó cũng cung cấp một phương tiện để đồng bộ hóa những phần khung nhận của
lớp vật lý nhận với một luồng bits vào.
Preamble bao gồm 7 bytes như sau:
10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010 - 10101010
 Start Frame Delimiter (DFD)
SFD là một chuỗi 8 bit (1 byte) 10101011. Nó theo sau Preamble và chỉ ra sự bắt
đầu của chuỗi thông tin với hai bit cuối là 11. Sau byte này chính là địa chỉ.
 Destination Address (DA) – Địa chỉ đích
Địa chỉ đích bao gồm 6 bytes để xác nhận trạm sẽ nhận khung. Nó chứa địa chỉ
vật lý (physical address) của đích sắp đến của gói. Địa chỉ vật lý của hệ thống là một
mẫu bit được mã hóa trên NIC (Network Interface Card). Nếu gói phải đi qua mạng
LAN này đến mạng LAN khác để đến đích của nó, trường DA chứa địa chỉ vật lý của
router nối mạng LAN hiện hành và mạng LAN kế. Khi gói đạt đến mạng đích, trường
DA chứa đại chỉ vật lý của thiết bị đích.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
Trong chuỗi bits này, bit phía bên trái của trường DA chỉ ra địa chỉ đơn
(individual address) nếu là bit 0 hoặc địa chỉ nhóm (group address) nếu là bit 1. Bit thứ
hai bên trái chỉ ra DA được quản lý cục bộ hay quản lý toàn cục. Những bit còn lại
được gán để xác nhận một trạm đơn, nhóm trạm hoặc tất cả trạm trên mạng (network).
 Source Address (SA) – Địa chỉ nguồn
Địa chỉ nguồn bao gồm 6 bytes chứa địa chỉ vật lý của thiết bị cuối cùng chuyển
tiếp gói. Thiết bị đó có thể là trạm đang gởi hoặc router mới xảy ra nhất để nhận và
chuyển tiếp gói. Địa chỉ nguồn thì luôn luôn là địa chỉ đơn và bit phía trái thì luôn là
bit 0.
 Length/type of PDU field
Lengh/type field gồm 2 bytes. Chỉ ra số byte trong PDU (Protocol Data Unit)
đang đến. Nếu chiều dài của PDU là cố định, trường này được dung chỉ ra loại hoặc
nền của các giao thức khác. Ví dụ, Novel và Internet dùng nó để làm rõ nghi thức

mạng đang dung PDU.
 Data field – Trường dữ liệu (802.2 frame)
Trường dữ liệu gồm tuần tự n bytes. Chiều dài tối thiểu và lớn nhất của dữ liệu là
từ 46 bytes đến 1500 bytes. Dữ liệu được gởi qua lớp mạng với một vài thông tin điều
khiển. Nếu dữ liệu có chiều dài ít hơn 46 byte trong một gói, một cơ chế đặt biệt sẽ
đệm để đủ tối thiểu 46 bytes. PDU được tạo ra bởi lớp phụ ở trên (LLC) rồi lien kết
đến khung 802.3.
 Frame Check Sequence (CRC)
Frame Check Sequence bao gồm 4 bytes. Một vùng chứa 32 bits mã kiểm tra lổi
và phát hiện sai theo mã CRC-32 và tính trên tất cả các trường (fields) ngoại trừ
Preamble, SFD, FCS.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
2.5. Lớp con MAC và phương thức truy cập CSMA/CD
2.5.1. Media Access Control (MAC)
Lớp con MAC nằm ở lớp 2 trong mô hình OSI. Có chức năng là giải quyết tranh
chấp cho môi trường dùng chung. Nó bao gồm các quy định đồng bộ, kiểm soát lỗi cần
thiết để chuyển thông tin từ vị trí này đến vị trí khác, cũng như các địa chỉ vật lý của
trạm để đảm bảo khung dữ liệu được truyền nhận đúng trạm.


Hình 2-4 Vị trí lớp con MAC trong mô hình OSI
MAC Control là 1 lớp con (sublayer) tùy chọn nằm trong lớp Data link (trong mô
hình 7 lớp của OSI). Nó được sử dụng chung với lớp con CSMA/CD MAC. MAC
Control cung cấp khả năng điều khiển thời gian thực và thao tác hoạt động của lớp con
MAC. Lớp con MAC Control sử dụng các dịch vụ không kết nối (connectionless) của
lớp con MAC ở phía dưới để truyền khung điều khiển và khung dữ liệu. MAC Control
không cung cấp bất kỳ cơ chế nào để đảm bảo khung truyền không bị mất mát. Các cơ
chế để đảm bảo truyền khung không bị mất mát, như truyền lại các khung bị lỗi, bị hủy
bỏ…, sẽ được MAC Control Client (Logic link control…) hổ trợ. Vì hoạt động của

MAC Control là tùy chọn, nên MAC Control Client không thể nhận biết được sự tồn
tại của thực thể MAC Control trong một trạm.
Hoạt động của lớp con MAC control trong suốt đối với CSMA/CD MAC. Ở
mạng Ethernet lớp con MAC sử dụng phương thức truy cập CSMA/CD (Carrier Sense
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
multiple access with collision detect) để truy cập kênh truyền với 2 chế độ truyền là:
song công (full duplex) và bán song công (half duplex).
2.5.2. Phương thức truy cập CSMA/CD
Khi có nhiều người sử dụng cùng truy cập 1 kênh truyền dùng chung mà không
có quy luật thì sẽ dẫn đến xung đột. Điều này sẽ dẫn đến dữ liệu sẽ bị sai và trở thành
nhiễu. Do đó một mạng LAN cần có một cơ chế để quản lý lưu lượng, tối thiểu hóa
các xung đột và cực đại hóa các khung được phân phối thành công. Cơ chế truy cập
được dùng trong mạng Ethernet theo chuẩn IEEE-802.3 là Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detect (CSMD/CD), tạm dịch là “Đa truy cập cảm nhận sóng
mang có phát hiện xung đột”.
Thiết kế ban đầu là phương thức đa truy cập (Multiple Access - MA) trong đó
mỗi trạm truy cập đến một liên kết là ngang bằng nhau và bình quyền. Với MA thì
không có quản lý lưu lượng, bất cứ trạm nào muốn truyền thì sẽ truyền và dựa vào xác
nhận để kiểm tra khung đã truyền là thành công hay không.
Trong một hệ thống CSMA, bất cứ trạm nào muốn truyền trước tiên phải lắng
nghe sóng mang bằng cách kiểm tra điện áp. Nếu không có điện áp trên đường truyền
thì đường truyền xem như là rảnh và nó có thể bắt đầu truyền. CSMA có thể giảm
thiểu số xung đột nhưng tất nhiên không thể loại bỏ chúng một cách hoàn toàn. Xung
đột vẫn xảy ra nếu một trạm chưa cảm nhận được tín hiệu sóng mang từ một trạm khác
nào đó trên đường truyền do hiện tượng trễ của truyền sóng.
Để khắc phục tình trạng như trên cần phải có bộ phát hiện xung đột Collision
Detect – CD. Trong CSMA/CD một trạm muốn phát thì phải chắc chắn là đường
truyền rảnh, rồi mới truyền dữ liệu. Trong lúc truyền dữ liệu, trạm luôn kiểm tra xem
có điện áp cao vượt trội hay không, nếu có tức là có xung đột xảy ra. Nếu phát hiện có

xung đột, trạm sẽ ngưng truyền và đợi một lượng thời gian ngẫu nhiên nếu đường
truyền rảnh nó sẽ thực hiện truyền lại.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
2.5.3. Chế độ bán song công (Half Duplex Ethernet)
Half – Duplex Ethernet là mô hình truyền thống của Ethernet sử dụng giao thức
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect). Với CSMA/CD hay
nhiều hơn các trạm chia sẽ một đường truyền chung. Để truyền một frame, một trạm
phải chờ cho một khoảng thời gian rảnh trên đường truyền khi không có một trạm
khác đang truyền. Sau đó nó truyền frame bằng cách thông báo (broadcast) nó trên
đường truyền để mà nó nghe tất cả các trạm trên mạng. Nếu một trạm khác cố gắng
truyền để truyền dữ liệu tại cùng một thời điểm, một đụng độ xuất hiện. Trạm truyền
sau đó cố ý truyền một Jam để bảo đảm tất cả các trạm được thông báo frame truyền bị
lỗi vì một đụng độ. Trạm sau đó giữ cho một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi nổ
lực để truyền lại. Tiến trình được lặp lại cho đến khi frame truyền thành công.
Các nguyên tắc cơ bản cho việc truyền một frame:
 Mạng được quan sát bởi một “carrier”, hoặc sự hiện diện của một trạm truyền.
Tiến trình này thì được biết như “carrier sense”.
 Nếu một carrier tích cực được phát hiện, sau đó đường truyền được trì hoãn.
Trạm tiếp tục quan sát mạng cho đến khi carrier ngừng.
 Nếu một carrier không được phát hiện, và khoảng không có carrier thì bằng
hoặc lớn hơn khỏang thời gian chung giữa hai khung dữ liệu (interframe gap),
sau đó trạm lặp tức bắt đầu truyền lại frame.
 Trong khi trạm đang truyền frame, nó quan sát đường truyền có đụng độ hay
không.
 Nếu một đụng độ được phát hiện, trạm truyền ngừng gửi khung dữ liệu (frame
data) và gửi một chuỗi jame 32 bits. Nếu đụng độ được phát hiện rất sớm
trong lúc truyền frame, thì trạm truyền sẽ hoàn thành việc truyền preamble
của frame trước khi bắt đầu truyền chuỗi jame. Chuỗi jame được phát đi để
đảm bảo chiều dài của đụng độ đủ để thông báo tới các trạm khác.

 Sau khi gửi chuỗi jame, trạm truyền chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên
được chọn từ bộ phát random number trước khi bắt đầu tiến trình truyền lại.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
Tiến trình này gọi là “backoff”. Có thể một đụng độ được lặp lại bị giảm đi do
trạm đang đụng độ chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi truyền lại.
 Nếu đụng độ xuất hiện lại, thì việc truyền được lặp lại, nhưng thời gian trì
hoãn ngẫu nhiên được tăng với mỗi nỗ lực truyền lại. Điều này làm giảm khả
năng đụng độ của trạm khác.
 Tiến trình này lặp lại đến khi một trạm truyền một frame không có đụng độ.
Ngay khi một trạm thành công truyền một frame, nó sẽ reset lại collision
counter nó sử dụng để tăng thời gian backoff sau mỗi lần đụng độ đã lặp lại.
 Slot Time
Slot time là một thông số cho mạng hoạt động half – duplex Ethernet. Nó được
xác định là 512 bits time cho mạng Ethernet hoạt động tại 10 và 100 Mb/s, và 4096 bit
time cho Gigabit Ethernet. Để mà cho mỗi nơi truyền tin cậy trong việc phát hiện đụng
độ, thời gian truyền nhỏ nhất cho một frame phải ít nhất là một slot time, và thời gian
yêu cầu cho đụng độ để truyền đến tất cả các trạm trên mạng phải nhỏ hơn một slot
time. Vì thế, một trạm không thể hoàn thành truyền frame trước khi phát hiện rằng một
đụng độ đã xuất hiện.
Các tín hiệu đã truyền bởi các khoảng trì hoãn đụng độ các trạm Ethernet khi
chúng truyền suốt trên mạng. Các khoảng truyền bao gồm thời gian yêu cầu cho tín
hiệu truyền qua các phần cáp, và thời gian trì hoãn đụng độ logic khi các tín hiệu
chuyển qua các thành phần điện trong Network Interface Cards (NICs) và các hub. Đối
với các phần cáp dài hơn và nhiều hub trên trạm, nó cho tín hiệu truyền từ một mạng
cuối đến mạng khác. Thời gian một tín hiệu truyền giữa hai trạm có khoảng cách xa
nhất trong mạng được biết như là “propagation delay” lớn nhất của mạng.
Một trạm phát hiện rằng frame mà nó đang truyền đã bắt gặp một đụng độ, các
tín hiệu của nó phải truyền qua mạng đến trạm khác phát hiện các đụng độ. Trạm này
phải truyền một chuỗi jame để chỉ một đụng độ đã được phát hiện. Chuỗi jame này

phải truyền qua lại mạng trước khi được phát hiện bởi trạm đang truyền. Tổng một
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
vòng truyền tối đa (“round trip propagation delay) và thời gian yêu cầu để truyền một
chuỗi jame là các thành phần xác định chiều dài của Ethernet slot time.
Slot time là một thông số quan trọng vì:
512 bits slot time thiết lập kích cỡ nhỏ nhất của một Ethernet frame là 64
bytes. (4096 bits slot time cho Gigabit Ethernet yêu cầu một vùng mở
rộng được thêm vào frame để kích cỡ truyền nhỏ nhất là 512 bytes). Bất
kỳ frame có chiều dài ít hơn 64 bytes thì được xem như là một “collision
fragment” hay “runt frame”, và tự động được bỏ ra bởi trạm nhận.
Slot time thiết lập một giới hạn kích cỡ của một mạng trong giới hạn phần
chiều dài cáp tối đa và số lần lặp lại có thể trên đường dẫn. Nếu kích cỡ
của mạng quá lớn, một hiện tượng được biết như “late collisions” có thể
xuất hiện. Đụng độ trễ được xem như một lỗi trong mạng bởi vì đụng độ
đến quá trễ trong việc truyền frame tự động đối xử bởi chức năng điều
khiển truy cập đường truyền Ethernet. Frame đang được truyền sẽ bị bỏ,
yêu cầu một phần mềm ứng dụng phát hiện mất và bắt đầu truyền lại.
Slot time đảm bảo nếu có một đụng độ sắp xuất hiện, nó sẽ được phát hiện
trong 512 bits đầu tiên (4096 cho Gigabit Ethernet) của frame truyền. Một
phần cứng Ethernet đơn giản giữ frame truyền lại sau một đụng độ.
Đối với Gigabit Ethernet, slot time phải được tăng từ 512 đến 4096 bits time. Vì
Gigabit Ethernet có tốc độ data cao hơn, tín hiệu truyền chỉ cho một khoảng cách rất
nhỏ trong phạm vi 512 bits time. Tại tốc độ một slot time 512 bits sẽ được hỗ trợ một
mạng kích cỡ tối đa khoảng 20 mét. Một mạng nhỏ là không thực tế, vì thế chấp nhận
của việc mở rộng một sóng mang được giới thiệu tăng slot time đến 4096 bits. Việc
tăng kích cỡ của slot time và việc giới hạn số lần lặp lại trong một mạng, kích cỡ một
mạng 200 mét có thể được hỗ trợ bởi Gigabit Ethernet.
 Backoff
Backoff là quá trình xử lý một trạm đang truyền tính toán chờ bao lâu sau một

đụng độ trước khi nỗ lực truyền lại frame. Nếu tất cả các trạm đã chờ cùng khoảng
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
thời gian trước khi truyền lại, sau đó đụng độ khác sẽ chắc chắn xuất hiện. Điều này
được tránh bằng cách mỗi trạm phát một số ngẫu nhiên để tín khoảng thời gian nó phải
chờ trước khi kiểm tra sóng mang. Khoảng thời gian này được biết như là “backoff
delay” của trạm.
Thuật backoff thực hiện trong Ethernet là “truncated binary exponential
backoff”. Sau một đụng độ, mỗi trạm phát một số ngẫu nhiên nằm trong tầm chỉ rõ của
giá trị. Sau đó nó chờ số slot time trước khi nỗ lực truyền lại. Tầm giá trị tăng theo số
mũ sau mỗi lần truyền lại bị hỏng. Nỗ lực lần đầu có tầm là 0 đến 1, lần thứ hai là 0
đến 3, lần ba là 0 đến 7 và cứ thế tiếp tục. Nếu đụng độ lặp lại, thì tầm tiếp tục mở
rộng đến 10 nỗ lực khi nó đi từ 0 đến 1023. Sau đó tầm của giá trị nằm giữa từ 0 đến
1023. Nếu một trạm không thành công trong việc truyền sau 16 lần nỗ lực, thì MAC
thông báo “excessive collision error”. Frame được truyền lại sau đó bị bỏ đi, ta cần
phần mềm ứng dụng phát hiện mất frame và bắt đầu một sự truyền lại.
Các kết quả binary exponential backoff trong khoảng trì hoãn nhỏ nhất trước khi
truyền lại khi lưu lượng trên LAN là thấp. Khi lưu lượng cao, đụng độ lặp lại là
nguyên nhân làm tầm tăng lên, vì thế làm giảm cơ hội đụng độ sau đó. Trong một
mạng, nơi mà lưu lượng có mức độ cao, đụng độ lặp lại sẽ bắt đầu gây ra lỗi quá đụng
độ (excessive collision error) được phát đi. Lỗi quá đụng độ để chỉ ra rằng lưu lượng
tải đã tăng đến điểm mà nó không thể có khả năng được giữ trên một mạng Ethernet
đơn lẻ.
 Capture Effect
Khi mạng đang hoạt động dưới một tải lớn, thuật toán binary exponential backoff
có thể trình bày một sự không công bằng được biết như “capture effect”. Vấn đề nảy
sinh từ việc nắm giữ của collision counter. Mỗi trạm sẽ cập nhật bộ đếm đụng độ một
cách độc lập của nó và chỉ sau một nỗ lực truyền lại. Chỉ có thành công bộ đếm đụng
độ trở về zero sau khi phát một gói thành công. Điều này cho thuận lợi một trạm đơn
bật cho phép nó “capture” mạng được một khoảng thời gian mở rộng.

DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
Một ví dụ của hiệu ứng bắt gồm hai trạm có nhiều data để gửi và có thể gửi data
nhanh như được cho phép. Cả hai đụng độ với nỗ lực truyền lại đầu tiên và chọn
backoff là 0 hoặc 1. Trạm A chọn 0, và trạm B chọn 1. Trạm A truyền lại trong lúc
trạm B chờ một slot time. Sau khi trạm A hoàn thành việc truyền của nó và hết khoảng
interframe gap, cả hai trạm sẵn sàng truyền lại và đụng độ xuất hiện. Đây là đụng độ
đầu tiên của trạm A đối với frame này, vì thế nó chọn một backoff là 0 hoặc 1. Tuy
nhiên, đây là đụng độ lần thứ hai của trạm B cho frame này, vì thế nó chọn một
backoff giữa 0 và 3. Vì vậy trạm A có khả năng truyền cao hơn trong lúc trạm B chờ
lại. Nếu điều này xảy ra thì lấy số giống như vậy và lại đụng độ, cho nên lấy các số lẻ
cho trạm B (lấy số chẵn thì xấu hơn).
Một kịch bản giống như vậy có thể lặp đi lặp lại chỉ có thể kết thúc khi hàng của
trạm A là nỗ lực cuối cùng hoặc khi trạm cuối cùng trạm B tiến tới nỗ lực thứ 16. Sau
16 lần nỗ lực trạm B sẽ reset lại bộ đếm đụng độ của nó cho phép nó trở lại cạnh tranh
nhiều hơn. Nhưng nó cũng bỏ ra frame nó đã nỗ lực truyền lại, yêu cầu nó xếp hàng
frame cho việc truyền lại bằng phần mềm.
Vào năm 1994 một thuật toán backoff mới được gọi là “binary logarithm
arbitration method” (BLAM) được đưa ra để làm giảm vấn đề hiệu ứng bắt. Một nhóm
làm việc IEEE 802.3w được tạo ra để thêm BLAM như một đặc điểm không bắt buộc
cho chuẩn Ethernet. Mặc dù kết quả mô phỏng chứng minh rằng BLAM đưa ra một
cải tiến xác định trên thuật toán binary exponential backoff, công việc để kết hợp nó
vào trong chuẩn Ethernet không bao giờ được hoàn thành vì một thay đổi (dịch) trong
rõ nét ở full – duplex Ethernet và thiếu sự chú ý cập nhật phần cứng half – duplex.
2.5.4. Chế độ song công Ethernet (Full – Duplex)
Tiêu chuẩn IEEE 802.3x xác định một mode thứ hai của hoạt động Ethernet,
được gọi là “full – duplex”, bỏ qua nghi thức CSMA/CD. Nghi thức CSMA/CD là
“half – duplex”. Điều này chỉ rõ rằng một trạm có thể truyền data hay nhận data,
nhưng không cùng một lúc. Mode full – duplex cho phép hai trạm đồng thời chuyển
data trên một liên kết điểm điểm cung cấp đường truyền và nhận độc lập. Từ đó mỗi

DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
trạm có thể truyền và nhận data cùng một lúc, thông lượng của liên kết được gấp đôi
lên. Một trạm 10 Mb/s hoạt động ở mode full – duplex cung cấp băng thông tối đa 20
Mb/s. Một trạm 100 Mb/s cung cấp băng thông 200 Mb/s.
Hoạt động full – duplex bị giới hạn đến chuẩn sau:
 Đường truyền vật lý phải là cáp hỗ trợ truyền và nhận đồng thời mà không
nhiễu. Các phương tiện truyền chỉ rõ gặp yêu cầu này là: 10-Base-T,
10Base-FL, 100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T2, 1000Base-CX,
1000Base-SX, 1000Base-LS, và 1000Base-T. Phương tiện truyền không
thể hỗ trợ full – duplex: 10Base5, 10Base2, 10Base-FP, 10Base-FB và
100Base-T4.
 Hoạt động full – duplex bị giới hạn liên kết điểm điểm nối chính xác hai
trạm. Từ đó không có sự cạnh trạnh cho việc chia sẽ đường truyền, đụng
độ không có thể xuất hiện và nghi thức CSMA/CD là không cần thiết.
Frame có thể được truyền, giới hạn chỉ bởi yêu cầu khoảng cách giữa nhỏ
nhất giữa các frame liên tiếp.
 Cả hai trạm trên lên kết phải có khả năng và cấu hình cho hoạt động full –
duplex.
 Hoạt động full – duplex có một vài thuận lợi:
 Thông lượng là gấp đôi cho phép truyền và nhận đồng thời.
 Hiệu suất của liên kết tăng bởi sự loại bỏ khả năng đụng độ.
 Các phân đoạn chiều dài thì không giới hạn hơn bởi sự yêu cầu half –
duplex Ethernet đảm bảo đụng độ được truyền đến tất cả các trạm trong
khoảng yêu cầu 512 bits time. Ví dụ, 100Base-FX được giới hạn phần
chiều dài 412 mét trong mode half – duplex, nhưng có thể hỗ trợ phần
chiều dài 2km trong mode full – duplex.
Ở mode full – duplex , chuẩn Ethernet thêm vào hoạt động điều khiển luồng
(flow control) đó là “PAUSE” frame. PAUSE frame cho phép một trạm cuối tạm thời
ngừng lưu thông từ nơi khác đến trạm.

DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
2.6. Giao thức TCP/IP
2.6.1. Giới thiệu tổng quan
Mô hình TCP/IP chỉ có 4 lớp. Mô hình tham chiếu của TCP/IP không trực tiếp
giống mô hình của OSI. Mặc dù mỗi mô hình mạng đều có chung một mục đích là để
truyền thông dễ dàng giữa các mạng, giữa các loại máy tính chạy trên nền hệ điểu
hành khác nhau. Nhưng mỗi mô hình mạng đều có đặc điểm riêng và cách thực thi
cũng chút ít khác nhau. Mô hình OSI do ISO tạo ra trong một thời gian dài, nó được
dùng làm mô hình chuẩn cho các mô hình khác. Còn TCP/IP ra đời do yêu cầu cấp
thiết của chính phủ Mỹ trước tình hình lúc bấy giờ, do đó sự phát triển của TCP/IP
không bị đè nặng bởi những yêu cầu chặt chẻ như OSI.
Do đặc tính của OSI là một mô hình tham khảo nên việc áp dụng OSI vào thực tế
là khó có thể thực hiện (hiệu suất kém vì dữ liệu khi truyền trong mạng phải qua tất cả
các lớp của mô hình OSI). Do đó, OSI chỉ là một tiêu chuẩn để các nhà nghiên cứu
dựa vào đó để phát triển các mô hình khác tối ưu hơn. Có rất nhiều mô hình khác nhau
đã được phát minh, tuy nhiên hiện nay trên thế giới cùng với sự phát triển như vũ bão
của Internet thì mô hình TCP/IP là được sử dụng phổ biến nhất.
Bộ giao thức TCP/IP là rất quan trọng trong việc lựa chọn cách thức truyền thông
nhằm hạn chế lỗi và tăng hiệu quả. TCP/IP có các đặc điểm nổi bậc sau:
 Độc lập với cầu hình mạng: TCP/IP có thể dung cho mạng bus, start, ring,
cho mạng cục bộ, mạng diện rộng hay các liên mạng.
 Độc lập với phần cứng vật lý của mạng: TCP/IP có thể dung cho Ethernet,
token-ring hay bất cứ loại phần cứng nào.
 Là một chuẩn giao thức mở: TCP/IP có thể thực hiện trên nhiều hệ điều
hành (Operating System – OS) khác nhau, nên nó thích hợp dung cho các
mạng hỗn tạp các loại phần cứng và phần mềm như Internet.
 Định địa chỉ một cách tổng quát: mỗi trạm trên mạng TCP/IP có một địa
chỉ IP duy nhất được dùng để liên lạc với bất kì trạm nào khác trên mạng.
DK Thiet bi qua mang Internet

www.elabvn.com
 Hỗ trợ đắc lực mạng theo mô hình Client – Server.
 Các protocol chuẩn lớp ứng dụng: TCP/IP không những cung cấp cho lập
trình viên phương pháp để truyền dữ liệu giữa các ứng dụng mà còn cung
cấp cơ sở của nhiều giao thức lớp ứng dụng.
2.6.2. Kiến trúc của TCP/IP
Phát triển từ mô hình tham chiếu OSI, TCP/IP được phân làm 4 lớp:
Lớp truy xuất mạng (Network Access layer).
Lớp liên mạng (Internet Layer).
Lớp giao vận (Transport layer).
Lớp ứng dụng (Application layer).
Việc phân lớp này đảm bảo một số nguyên tắc sau:
 Một lớp được tạo ra khi cần đến mức trừu tượng hóa tương ứng.
 Mỗi lớp cần thực hiện các chức năng được định nghĩa rõ ràng.
 Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa các quy
tắc chuẩn hóa quốc tế.
 Ranh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất ( tham số
cho chương trình con là ít).
 Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong cùng một
lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp.
 Một mức có thể được phân thành các lớp nhỏ cần thiết.
 Các mức con có thể lại bị loại bỏ.
 Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với nhau nếu chúng bảo đảm
những nguyên tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông).
 Các chức năng được tổ chức thành một tập các lớp đồng mức cung cấp
chức năng như nhau. Các lớp đồng mức phải sử dụng giao thức chung.
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
Một lớp không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một chức năng
truyền thông có thể thi hành bởi một số giao thức. Do vậy, mỗi lớp có thể chứa nhiều

giao thức, mỗi giao thức cung cấp một dịch vụ phù hợp cho chức năng của lớp. Mỗi
lớp phải được chuẩn hóa để giao tiếp với lớp tương đương với nó. Trên lý thuyết, giao
thức chỉ liên quan tới lớp của nó mà không quan tâm tới lớp trên hoặc dưới của nó.
Tuy nhiên phải có sự đồng ý để làm sao chuyển dữ liệu giữa các lớp trên một máy
tính, bởi mỗi lớp lại liên quan tới việc gửi dữ liệu từ ứng dụng này tới một ứng dụng
tương đương trên một máy khác. Lớp cao hơn dựa vào lớp thấp hơn để chuyển dữ liệu
qua mạng phía dưới. Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ lớp này xuống lớp thấp hơn
cho tới khi được truyền qua mạng nhờ giao thức của lớp vật lý. Tại nơi nhận, dữ liệu
đi lên ngăn xếp tới ứng dụng nhận. Những lớp riêng lẻ không cần biết các lớp trên và
dưới nó xử lý ra sao, nó chỉ cần biết cách chuyển thông tin tới lớp đó mà thôi. Sự cô
lập các hàm truyền thông trên các lớp khác nhau giảm thiểu sự tích hợp công nghệ của
đầu vào mỗi bộ giao thức. Các ứng dụng mới có thể thêm vào mà không cần thay đổi
lớp vật lý của mạng, phần cứng có thể được bổ sung mà không cần viết lại các phần
mền ứng dụng.
Các lớp kiến trúc mô hình TCP/IP và các nghi thức tương ứng như sau:
OSI TCP/IP TCP/IP Protocol Stack
Application
layer
Process/Application
layer
FTP, SMTP, TELNET,
SNMP
Presentation
layer
Session layer
Transport layer Transport layer TCP or UDP
Network layer Internet layer IP, ARP, RARP, ICMP
DataLink layer Network Access
layer
Network interface card

Transmission media
Physical layer
Tương quan hai mô hình OSI model và TCP/IP model
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
TCP (Transmission Control Protocol): một nghi thức có cầu nối (connection-
oriented) cung cấp khả năng truyền dòng dữ liệu không lỗi, hai chiều song công (full
duplex) cho các quá trình của người sử dụng.
UDP (User Datagram Protocol): một khi thức không thiết lập cầu nối
(connectionless) cho các quá trình của user. Do đó, nó không dảm bảo dữ liệu khi
truyền có đến nơi chính xác hay không.
ICMP (Internet Control Message Protocol): nghi thức sử lý lỗi và điều khiển
thông tin giữa các gateway và các host.
IP (Internet Protocol): đây là protocol cung cấp dịch vụ phân phối các packet cho
TCP, UDP và ICMP.
ARP (Adress Resolution Protocol): protocol ánh xạ một địa chỉ Internet vào
trong một địa chỉ phần cứng.
RARP (Reverse Address Resolution Protocol): ánh xạ một địa chỉ phần cứng
thành một địa chỉ Internet.
2.6.3. Lớp truy xuất mạng (Network Access Layer)
TCP/IP không định nghĩa lớp này mà dung chung với các chuẩn khác đã tồn tại
như IEEE, X25…(RS232, Ethernet, X21/X21 bis, X35…). Bản chất của lớp này là
việc qui định các đại lượng tín hiệu, các phương cách giao tiếp để truyền các dòng bit
trên kênh truyền.
Không giống những giao thức của lớp cao hơn là sử dụng dịch vụ của lớp dưới
nó và cung cấp dịch vụ cho lớp trên, giao thức của tấng mạng cấn phải biết chi tiết của
mạng vật lý phía dưới (cấu trúc của gói, địa chỉ ) để định dạng đúng thông tin sẽ được
truyền tuân theo những ràng buộc của mạng. Lớp mạng của TCP/IP chứa chức năng
của tất cả 2 lớp thấp nhất của mô hình tham chiếu OSI (lớp liên kết dữ liệu và lớp vật
lý). Lớp mạng thường không được người dùng để ý tới vì thiết kế của TCP/IP che dấu

những chức năng của lớp thấp nhất này và những điều cần biết cho người sử dụng
cũng như người lập trình chỉ là những giao thức của các lớp cao hơn (IP, TCP,
DK Thiet bi qua mang Internet
www.elabvn.com
UDP ). Mỗi khi có công nghệ phần cứng mới xuất hiện, những giao thức của lớp
mạng phải được phát triển để TCP/IP có thể sử dụng phần cứng mới (thông thường đó
chính là các trình điều khiển của chính nhà cung cấp phần cứng đó). Các chức năng
trình diễn trong lớp này bao gồm đóng gói gói thông tin IP thành các “Frame” được
truyền dẫn trên mạng và chuyển địa chỉ IP thành địa chỉ vật lý sử dụng bởi mạng máy
tính. Một số các điểm mạnh của TCP/IP là địa chỉ của nó được phối hợp sao cho trên
mạng Internet không có một thiết bị mạng nào cùng địa chỉ. Địa chỉ này phải được
chuyển đổi thích hợp với địa chỉ mạng vật lý nơi mà dữ liệu được truyền đi.
Hai ví dụ RFCs mô tả giao thức sử dụng cho lớp mạng là:
 RFC 826, giao thức chuyển đổi địa chỉ chuyển đổi địa chỉ IP thành địa chỉ
Ethernet.
 RFC 894, một chuẩn cho việc truyền gói tin IP qua mạng Ethernet mô tả
cách thức đóng gói để chuyển thông tin qua mạng Ethernet.
Khi cài đặt trong UNIX, giao thức của lớp này được xem như sự phối hợp của
chương trình để điều khiển thiết bị và các chương trình liên quan. Những đơn vị tương
ứng với những thiết bị mạng làm nhiệm vụ đóng gói dữ liệu và chuyển giao cho mạng.
2.6.4. Lớp liên mạng (Internet Layer)
Lớp này định nghĩa đơn vị dữ liệu để truyền và định tuyến cho các đơn vị dữ liệu
đó. IP là một protocol quan trọng nhất của bộ TCP/IP vì tất cả các protocol trong bộ
TCP/IP đều phải dùng đến nó và tất cả dữ liệu phải lưu chuyển qua nó.
2.6.4.1. Gói tin IP (Internet Protocol)
IP là một nghi thức không kết nối (connectionless protocol), tức là không thiết
lập một giao tiếp trực tiếp (end-to-end) trước khi truyền dữ liệu. IP không đảm bảo
phân phát chính xác dữ liệu đến đích, các gói dữ liệu có thể đến đích không đúng thứ
tự, có thể bị sao chép hay thất lạc (do đó IP phải kết hợp với TCP). Đơn vị dữ liệu của
IP là datagram có chứa địa chỉ IP của nguồn và đích. IP có nhiệm vụ tìm đường cho

DK Thiet bi qua mang Internet