Tầng các giao thức ppsx

1: Introduction 1
“Tầng” các Giao thức
Mạng cực kỳ Phức tạp !
 Quá nhiều thứ :
o Máy tính
o Router
o Các môi trường
truyền cực kỳ ña
dạng
o Ứng dụng
o Giao thức
o Phần cứng, phần
mềm
Vấn ñề :
Phải xây dựng mạng một cách
có Tổ chức
Trong xã hội loài người có cần
Tổ chức không?
1: Introduction 2
Ví dụ trong ngành Hàng Không
Các bước tuần tự
Mua vé
Kiểm tra hành lý
Lên máy bay
Máy bay cất cánh
Máy bay bay
Trả vé cho tài vụ
Lấy hành lý
Xuống máy bay
Máy bay hạ cánh
Máy bay bay

Máy bay bay
1: Introduction 3
Tổ chức trong Hàng không : cách nhìn
khác
Các tầng: Mỗi tầng cài ñặt một dịch vụ
o Thông qua hoạt ñộng nội tại của tầng
o Dựa trên dịch vụ do tầng bên dưới cung cấp
Mua vé
Kiểm tra Hành lý
Lên Máy bay
Máy bay cất cánh
Máy bay bay
Trả vé cho tài vụ
Lấy Hành lý
Xuống Máy bay
Máy bay hạ cánh
Máy bay bay
Máy bay bay
1: Introduction 4
Phân tầng trong Hàng không: Dịch
vụ
Chuyển Hành lý và Người
Chuyển hành lý
Chuyển người từ cửa lên sang cửa xuống
Chuyển máy bay
Chuyển máy bay giữa hai ñịa ñiểm
1: Introduction 5
Chức năng các tầng ñược cài ñặt Phân tán
Mua vé
Gửi Hành lý

Lên máy bay
Máy bay cất cánh
Máy bay bay
Trả vé
Lấy Hành lý
Xuống máy bay
Máy bay hạ cánh
Máy bay bay
Máy bay bay
Sân bay ñi
Sân bay ñến
Các sân bay trung gian
Máy bay bay
Máy bay bay
1: Introduction 6
Gửi thư
Linh
sơn,
Ấn ðộ
Tokyo,
Nhật Bản
Bưu cục Linh Sơn
Bưu cục Ấn ðộ Bưu cục Nhật Bản
Bưu cục Tokyo
Tôn Ngộ Không gửi tặng
“Bánh rán” cho Doremon
From : Tôn Ngộ Không,
To : Doremon, Nhật Bản
“Bánh rán”
Tôn Ngộ Không gửi Doremon

“Bánh rán”
Xeko
NobitaDoremon
From : Linh Sơn, Ấn ðộ
To : Tokyo, Nhật Bản
From : Tôn Ngộ Không,
To : Doremon, Nhật Bản
“Bánh rán”
1: Introduction 7
Gửi Thư – Phân tầng
Lá thư
Lá thư
ðịa chỉ trên
phong bì
ðịa chỉ trên
phong bì
1: Introduction 8
ðịnh nghĩa Phân tầng?
 Kỹ thuật tổ chức Hệ thống Mạng thành các thức thể ñộc lập
về mặt logic nhưng nối tiếp nhau thành một chuỗi sao cho
dịch vụ do thực thể này cung cấp hoàn toàn dựa trên dịch vụ
do thực thể ñằng trước trong chuỗi (tầng thấp hơn) cung cấp.
1: Introduction 9
Khái niệm Mô hình Hệ thống mở
 ISO – International Standard Organization (Tổ chức Tiêu
chuẩn Quốc tế)
 OSI – Open System Interconnection (Mô hình Kết nối các
Hệ thống mở)
 Dịch vụ – Tầng sẽ làm gì ?
 Giao diện – Làm thế nào ñể sử dụng Dịch vụ ?

 Giao thức – Cài ñặt các tầng như thế nào ?
o Tập hợp các quy tắc và khuôn dạng mà hai bên tham gia truyền
thông phải tuân thủ
1: Introduction 10
Phân tầng : Kênh truyền Logic
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
network
link
physical
Các tầng:
 Phân tán

 Các “thực thể”
cài ñặt chức năng
của tầng nằm trên
các thiết bị
 Các “thực thể”
gửi và nhận thông
ñiệp từ các ñối
tác tương ñương
1: Introduction 11
Phân tầng : Kênh truyền Logic
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical

network
link
physical
data
data
Ví dụ: Tầng giao vận
 Lấy dữ liệu từ tầng
Ứng dụng
 Bổ sung ðịa chỉ và
các Thông tin Kiểm
tra Tính Tin cậy ñể
tạo thành “datagram”
 Gửi datagram tới ñối
tác bên kia
 ðợi ñối tác bên kia
gửi biên nhận
 Ví dụ: Hệ thống Bưu
cục
data
transport
transport
ack
1: Introduction 12
Phân tầng : ðường truyền Vật lý
application
transport
network
link
physical
application

transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
application
transport
network
link
physical
network
link
physical
data
data
1: Introduction 13
Dữ liệu ñi qua Hệ thống giao thức
Các tầng lấy dữ liệu từ tầng bên trên
 Bổ sung thông tin tiêu ñề ñể tạo ra ñơn vị dữ liệu mới
(PDU)
 Chuyển PDU cho tầng bên dưới
application
transport
network
link
physical

application
transport
network
link
physical
Bên Gửi
Bên Nhận
M
M
M
M
H
t
H
t
H
n
H
t
H
n
H
l
M
M
M
M
H
t
H

t
H
n
H
t
H
n
H
l
message
segment
datagram
frame
1: Introduction 14
Tại sao phân tầng ?
Với các Hệ thống cực kỳ phức tạp:
 Cấu trúc tường minh cho phép xác ñịnh cụ thể quan hệ
giữa các thành phần một cách rõ ràng
o Mô hình tham chiếu phân tầng ñã trình bày trên
 Chia nhỏ chi phép bảo trì, nâng cấp dễ dàng
o Thay thế hoạt ñộng nội tại của một tầng không ảnh
hưởng ñến toàn bộ Hệ thống
o Ví dụ: thay ñổi thủ tục kiểm tra hành lý không ảnh
hưởng ñến các quy trình khác
 NHƯNG nhược ñiểm của phân tầng ?
1: Introduction 15
Giả sử Không Phân tầng
Nếu không phân tầng: Khi có công nghệ Mạng mới
phải viết lại các Ứng dụng.
o Cực kỳ Tốn kém !

Telnet
FTP
Không
dây
Ether-
net
Cáp
quang
Ứng dụng
Môi trường truyền
HTTP
1: Introduction 16
Ví dụ : Lợi ích của Phân tầng
Tầng ở giữa : Cung cấp lớp trừu tượng chung cho tất
cả các Công nghệ truyền dẫn khác nhau
HTTP
Telnet FTP
Không
dây
Ethernet Cáp
quang
Ứng dụng
Môi trường truyền dẫn
Giao vận
và Mạng
Nhược ñiểm ?
1: Introduction 17
The End-to-End Arguments
Chức năng Ứng dụng chỉ có thể cài ñặt một cách
chính xác và ñúng ñắn với sự trợ giúp từ chính các

ứng dụng chạy tại các thiết bị ñầu cuối của Hệ
thống truyền thông. Do vậy Không thể cài ñặt chức
năng như một ñặc tính của Hệ thống truyền thông
The function in question can completely and correctly be implemented only with the
knowledge and help of the application standing at the endpoints of the
communication systems. Therefore, providing that questioned function as a
feature of the communications systems itself is not possible.
J. Saltzer, D. Reed, and D. Clark, 1984
1: Introduction 18
Ý nghĩa của Nguyên lý này
Ứng dụng biết rõ nhất về các yêu cầu của mình. Do
ñó nên ñặt các chức năng ở tầng cao nhất có thể
Suy nghĩ thật cẩn trọng nếu cài ñặt chức năng ở tầng
thấp hơn, kể cả khi bạn nghĩ rằng ñiều này hữu ích
cho Ứng dụng
1: Introduction 19
Ví dụ : Cài ñặt tính Tin cậy ở ñâu ?
Giải pháp 1: Tầng mạng (tầng thấp L1) cung cấp
tính tin cậy, nghĩa là mỗi chặng ñều phải truyền
tin cậy.
Giải pháp 2: Hai ñiểm ñầu cuối (tầng cao L2) cung
cấp tính tin cậy, nghĩa là phải kiểm tra tại hai ñầu
và có thể gửi lại.
L1
L2
L1
S
R
L1
L2

A
1: Introduction 20
Tại sao cài ñặt Tính tin cậy ở Tầng cao ?
 Tầng thấp hoàn toàn không thể cung cấp khả năng này
o Kiều gì bên Nhận cũng phải kiểm tra lại !
 Nếu cài ñặt ở tầng thấp
o Tăng ñộ phức tạp (khó lập trình hơn)
o Tăng chi phí phụ trội (hiệu suất/ giá thành) ở các tầng thấp – tất cả
tầng cao phải trả giá
 Tầng cao
o Hiểu rõ ñiều kiện hơn và có thể lựa chọn giải pháp cài ñặt tối ưu
L1
L2
L1
S R
L1
L2
A
1: Introduction 21
Tại sao cài ñặt Tính tin cậy ở Tầng thấp ?
Tăng Hiệu suất, ví dụ nếu từ A ñến R có tỷ lệ lỗi
rất cao, ñặt chức năng ñảm bảo tin cậy ở L1 sẽ:
o Hiệu quả hơn
o Giảm ñộ trễ
o ðặc biệt khi kênh truyền từ S ñến A có ñộ trễ lớn
Chia sẻ các ñoạn mã dùng chung, ví dụ tính tin cậy
ñược nhiều ứng dụng yêu cầu
L1
L2
L1

S R
L1
L2
A
1: Introduction 22
Thỏa hiệp
Ứng dụng biết nhiều thông tin về dữ liệu và ngữ
nghĩa của dịch vụ
o Ví dụ : Tính tin cậy
o Ví dụ nào cài ñặt chức năng tại các ñiểm ñầu cuối ?
Tầng thấp có nhiều thông tin về các ràng buộc trên
kênh truyền dữ liệu hơn (chẳng hạn tốc ñộ, tỷ lệ
lỗi)
1: Introduction 23
Mô Hình Tham Chiếu ISO/OSI
Bảy tầng
o Ba tầng thấp trên từng chặng
o Bốn tầng cao cho các ñiểm ñầu cuối
Ứng dụng
Trình diễn
Phiên
Giao vận
Mạng
Liên kết
Vật lý
Application
Presentation
Session
Transport
Network

Datalink
Physical
Mạng
Liên kết
Vật lý
Môi trường truyền Vật lý
1: Introduction 24
Mô Hình Giao thức Internet
 Ứng dụng: Hỗ trợ các ứng dụng Mạng
o FTP, SMTP, HTTP
 Giao vận: Truyền dữ liệu giữa hai tiến
trình ñầu cuối
o TCP, UDP
 Mạng: ðịnh tuyến các gói tin giữa hai
thiết bị
o IP, Các giao thức ñịnh tuyến (BGP, OSPF)
 Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu giữa hai
thực thể chung nhau môi trường truyền
o PPP, Ethernet
 Vật lý: tín hiệu trên môi trường truyền
Ứng dụng
Giao vận
Mạng
Liên kết dữ liệu
Vật lý
1: Introduction 25
Mô hình Kiến trúc Internet – ðồng hồ cát
IP
Ethernet FDDIWireless
TCP

UDP
Telnet Email FTP WWW