mô hình osi-tcp ip (open system interconnection)

Open System Interconnection
Phân tích các lớp mạng một số câu hỏi
như sau :
Cái gì sẽ được lưu chuyển
Đối tựơng lưu chuyển là gì
Lưu chuyển trên môi trường nào
Lưu chuyển dựa trên những luật nào
MỘT SỐ CÂU HỎI KHI QUAN TÂM ĐẾN CÁC LỚP MẠNG
Mạng Chuyển
cái gì
Vật truyền dẫn
(dạng khác )
Các luật truyền dẫn Môi trường truyền dẫn
Cấp nước Nước Nước nóng,
nước nguội,
nước uống
được, nước thải
Đóng mở van nước,
bơm,
ống nước, kênh
Giao thông Phương
tiện xe cộ
Xe hơi, xe tải,
xe gắn máy, xe
đạp…
Luật giao thông,
phép lịch sự, văn
minh trên đường
Đường bộ, đường cao
tốc , cầu,
Bưu chính Đồ vật Thư, bưu

phẩm,kiện
hàng…
Các luật về cách
đóng gói , đính kèm
Bưu điện, xe chở thư,
người đưa thư…
Điện thoại Thông tin
liên lạc
Giọng nói, âm
thanh
Luật sử dụng điện
thoại, phép lịch sự
khi nói chuyện
Dây điện thoại, sóng
âm
Mạng Chuyển
cái gì
Vật truyền dẫn
(dạng khác )
Các luật truyền dẫn Môi trường truyền dẫn
Giao thông Phương
tiện giao
thông
Xe . O tô gắn
máy
Đèn tín hiệu, biển
báo
Đường, cầu , sông…
Mạng máy
tính

Tín hiệu
số
Tín hiệu điện,
số, data,…
Dịch vu, cổng,
chương trình
Điện, mạng, cáp
quang…
Mô hình OSI (open system interconection)
Lợi ích của mô hình OSI
Giảm độ phức tạp, chia nhỏ các giao tiếp
mạng cho để quản lý
Chuẩn hoá các thành phần mạng cho
nhiều công ty phát triển và ủng hộ
Dễ dàng cho việc kết nối về kỹ thuật (cho
phép nhiều thiết bị khác nhau và phầm
mềm khác nhau co thể kêt nối dễ dàng)
Đảm bảo cơ sở cho từng tầng phát triển
riêng biệt ,không cho việc thay đổi kỹ
thuật của tầng này làm thay đổi tầng khác
Tăng tốc độ phát triển của mạng máy tính
Đơn gian hoá việc dạy và học


Mô hình OSI
7 application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network

2 Datalink
1 Physical
7 application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network
2 Datalink
1 Physical
Truyền nhị phân (bit)
Dây cáp, các thiết bị kết nối, điện thế, tốc độ truyền
Các mô hình đi dây mạng
Điều khiển kết nối trực tiếp và truy xuất thiết bị
Đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy trên thiết bị truyền
dẫn
Đánh địa chỉ vật lý, các hình dạng của mạng, báo lổi,
và điều khiển dòng
Đánh Địa chỉ mạng logic và xác định đường đi cho
gói tin
Các phương pháp chuyển mạnh gói…
Kết nối bên trong host
Thiết lập , điều khiển và ngắt các phiên làm việc
giữa các ứng dụng
Biểu diễn dữ liệu
Đảm bảo dữ liệu có thể nhận ra(đọc được ) tại hệ
thống nhận
Định dạng dữ liệu
Cấu trúc dữ liệu
Qui định các cú pháp cho tầng ứng dụng
Xử lý mạng cho các ứng dụng

Cung cấp những dịch vụ mạng cho các xử lý ứng
dụng (như mail, truyền file, truy nhập từ xa)
Đảm bảo kết nối đến đích
Quan tâm đến việc truyền dẫn giữa các host
Truyền dữ liệu tin cậy
Thiết lập duy trì và huỷ các kết nối
Kiểm tra lổi và điều khiển dòng phục hồi thông tin
Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer)

Tầng vật lý định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị. Trong đó
bao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cáp nối
(cable). Các thiết bị tầng vật lý bao gồm Hub, bộ lặp (repeater),
thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) và thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host
Bus Adapter)- (HBA dùng trong mạng lưu trữ (Storage Area Network)). Chức
năng và dịch vụ căn bản được thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:

Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một
phương tiện truyền thông (transmission medium).

Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia xẻ hiệu
quả giữa nhiều người dùng. Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài nguyên
(contention) và điều khiển lưu lượng.

Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của
các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền
thông (communication channel).

Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này. Nhiều tiêu chuẩn khác nhau
của Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhập tầng
vật lý với tầng liên kết dữ liệu vào làm một. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các

mạng cục bộ như Token ring, FDDI và IEEE 802.11.
Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer)

Chức năng

Chuyển dòng bit thô qua phương tiện truyền dẫn

Đảm bảo bên nhận hiểu đúng dữ liệu được truyền

Để đảm bảo chức năng tầng vật lý đặt ra

Cấu trúc vật ly của mạng theo kiểu gì

Các đặt tả về khía cạnh cơ, điện để dùng phương tiện truyền dẫn

Mã hóa và định thời gian cho việc truyền bít
Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data
Link Layer)

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy
trình để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa
chữa các lỗi trong tầng vật lý nếu có. Cách đánh địa chỉ mang tính vật lý,
nghĩa là địa chỉ (địa chỉ MAC) được mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng
(network card) khi chúng được sản xuất. Hệ thống xác định địa chỉ này
không có đẳng cấp (at scheme). Chú ý: Ví dụ điển hình nhất là Ethernet
. Những ví dụ khác về các giao thức liên kết dữ liệu (data link protocol)
là các giao thức HDLC; ADCCP dành cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc
mạng chuyển mạch gói (packet-switched networks) và giao thức Aloha
cho các mạng cục bộ. Trong các mạng cục bộ theo tiêu chuẩn IEEE 802, và
một số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI, tầng liên kết dữ

liệu có thể được chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media Access
Control - Điều khiển Truy nhập Đường truyền) và tầng LLC (Logical
Link Control - Điều khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2.

Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các
thiết bị chuyển mạch (switches) hoạt động. Kết nối chỉ được cung cấp
giữa các nút mạng được nối với nhau trong nội bộ mạng. Tuy nhiên, có
lập luận khá hợp lý cho rằng thực ra các thiết bị này thuộc về tầng 2,5
chứ không hoàn toàn thuộc về tầng 2.
Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data
Link Layer)

Mục đích : cung cấp một phương pháp đáng tin cậy để truyền dữ
liệu qua đường truyền vật lý, đảm trách việc truyền thông giữa
các thiết bị trên một mạng

ở bên gửi, tầng này đóng gói dữ liệu thành các khung dữ liệu
(data frame) có kích thước xác định, truyền các khung dữ liệu và
xử lý các khung báo nhận (acknowledged frame)
Data link
physical
physical
Data link
100100100010000111110110101
T| 1001….1|H
T| 1001….1|H
frame
frame
Data link phân 2 lớp con
2 Datalink

MAC(media access control)
LLC(logical link control)
7 application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network
2 Datalink
1 Physical
7 application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network
2 Datalink
1 Physical
Tầng media access control

Chức năng:

Định địa chỉ vật lý

Truy cập thiết bị mạng
Tầng media access control

Định địa chỉ vật lý : mỗi thiết bị trước khi xuất xưởng
đều được gắn một địa chỉ vật lý .địa chỉ này được tầng
MAC sử dụng để định vị thiết bị

48bit


24bit đầu cho nhà sx

24bit để đánh địa chỉ ho thiết bị của nhà sx
Tầng media access control

Truy cập thiết bị mạng: có nhiều cách truy cập
thiết bị mạng

Định vị theo địa chỉ vật lý

Tranh chấp

Các thiết bị có quyền truy cập dữ liệu  có va chạm

CSMA/CD, CSMA/CA

Có điều khiển

Mạng quyết định thiết bị nào được quyền truyền

Phương pháp chuyển thẻ bài

phương pháp dò tìm
Tầng mac: các phương pháp tranh
chấp

Bất kỳ thiết bị nào cũng có thể truyền dữ liệu nếu thấy cần thiết

Thuận lợi:


Cơ hội truy cập đường truyền là như nhau cho các thiết bị

Chi phí thấp

Tốc độ truyền chấp nhận được nếu số lượng thiết bị không quá nhiều

Bất lợi

Giảm hiệu năng khi tải mạng tăng cao

Không thể ấn định mức độ ưu tiên cho các thiết bị đặc biệt

Các phương pháp tranh chấp được sử dụng

CSMA/CD : carrier sense multiple access with collision detection: chấp nhận đụng độ

CSMA/CA : carrier sense multiple access with collision Advoidance: tránh đụng độ
csMA/CD

CSMA/CD đa truy cập đường truyền dùng sóng mang có phát hiện xung đột

Ý tưởng nghe trong khi truyền

Thiết bị lắng nghe đường truyền

Nếu đường truyền rãnh thiết bị truyền ngay dữ liệu của nó

Sau khi truyền, thiết bị lắng nghe trên đường truyền xen có hiện tượng
đụng độ xãy ra


Nếu có thiết bị sẽ gửi một tín hiệu cảnh báo cho các thiết bị khác. Tín hiệu
cảnh báo này có mục đích tạm ngăn không cho các thiết bị khác gửi tiếp tín
hiệu lên đường truyền ngay su đó nhằm tránh đụng độ thêm nữa

Các thiết bị chờ sau một thời gian ngẫu nhiên, sẽ gửi dữ liệu của mình lên
mạng

Nếu xảy ra đụng độ lần 2 với cùng thiết thị, chúng sẽ lặp lại các bước trên với
thời gian chờ ngẫu nhiên sẽ được gia tăng gấp đôi

Ethernet sử dụng CSMA/CD
CSMA/CA

CSMA/CA đa truy cập đường truyền dùng sóng mang để tránh
xung đột

Ý tưởng:

Thiết bị lắng nghe đường truyền

Nếu đường truyền rảnh, thiết bị gửi tín hiệu “xin phép” được
truyền

Nếu mạng chấp nhận, sẽ gửi tín hiệu cho phép đến thiết bị

Thiết bị truyền dữ liệu khi đã nhận được tín hiệu cho phép

Sau khi truyền, thiết bị gửi tín hiệu báo xong


Localtalk/mạng không dây sử dụng CSMA/CA
MAC-phương pháp thẻ bài (token
passing)

Mạng duy trì một thẻ bài ()token di chuyển thường
xuyên trên đường truyền. Một thiết bị muốn truyền
phải chiếm thẻ bài

Mạng sử dụng thẻ bài token Ring của IBM

Thuận lợi

Các thiết bị đặt biệt có thể có độ ưu tiên truy cập đường truyền cao
hơn

Thích hợp cho mạng có tải nặng hơn CSMA/CD, CSMA/CA

Bất lợi:

Chậm hơn CSMA/CD, CSMA/CA khi mạng tải nhẹ

Thiêt bị mạng đắt tiền
Tầng mac Phương pháp dò *m
(polling)

Thiết bị điềuk hiển chính kiểm tra các nhu cầu truyền
dữ liệu của các thiết bị thứ cấp (dò). Thiết bị điều
khiển sẽ lựa chọn thiết bị thứ cấp được phép truyền
dữ liệu dự vào thứ tự và độ ưu tiên


Thuận lợi:

Độ ưu tiên và lượng dữ liệu được phép truyền của một thiết bị thứ
cấp là có thể định trước

Tận dụng tốt đa thông lượng đường truyền

Bất lợi

Việc chọn thiết bị thứ cấp có tể tốn chi phí đáng kể

Việc truyền của một thiết bị có thể bị tạm dừng chờ thiết bị chính
dò chọn
LLC(logical link control)

LLC là tầng con của tầng data link

Thiết lập và duy trì các kết nối liên kết dữ liệu giữa các thiết bị mạng

Chịu trách nhiệm với bất kỳ luồng điều khiển và sửa lỗi xuất hiện trong
tầng

Các dịch vụ kết nối mà LLC cung cấp

Các dịch vụ phi kết nối

Các dịch vụ có kết nối

Cửa sổ trượt: cho phép 2 thiết bịtruyền thông thương lượng sô lượng
các khung được phép truyền trong một đợt  thiết bị nhận không cần

gửi thông điệp xác nhận cho từng frame mà nó nhận được

Dừng và đợi: khi một thiết bị không còn bộ nhớ tróng để lưu dữ liệu
đến nó sẽ tạm hoãn cuộc truyền. Khi bộ nhớ trống trở lại, nó sẽ gửi tín
hiệu đến thiết bị truyền để yêu cầu truyền tiếp

Kiểm lỗi: sử dụng CRCs(Cyclic redundancy checks) và checksum
Tầng 3: Tầng mạng
(Network Layer)

các chức năng và qui trình cho việc truyền các
chuỗi dữ liệu trên các mạng

duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service)
mà tầng transport yêu cầu.

chức năng

định tuyến,

điều khiển lưu lượng (ow control),

phân đoạn và hợp đoạn
(segmentation/desegmentation),

kiểm soát lỗi (error control).
Tầng 3: (Network Layer) ()

Các thiết bị định tuyến (router) hoạt
động tại tầng này — gửi dữ liệu ra khắp

mạng mở rộng, làm cho liên mạng trở
nên khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch
(switch) tầng 3, còn gọi là chuyển mạch
IP).

Xác định địa chỉ lôgic (logical addressing
scheme) –giao thức IP.
Tầng network

Mạng vật lý ≠ mạng logic

Mạng vật lý: các máy tính và thiết bị nối kết nhau bằng
đường truyền vật lý

Mạng logic: dãy các máy tính và thiết bị trong cùng
mạng vật lý cho phép truyền thông trực tiếp theo 1
giao thức mạng. Các máy tính và thiết bị không cùng
mạng logic thì không truyền thông trực tiếp