Tầng mạng trong hệ thống mạng máy tính

Chѭѫng 6: Tҫng Mҥng
Mөctiêu:
 nҳm āѭӧccácnguyênlý
āҵng sau các dӏch vө cӫa
tҫng mҥng:
 āӏnh tuyӃn(lӵachӑn
āѭӡng āi)
 giҧi quyӃtcácvҩn āӅ liên
quan āӃnsӵ phát triӇn
cӫamҥng
 router làm viӋcnhѭ thӃ
nào
 các chӫ āӅ nâng cao:
IPv6, mobility (read!)
 Tìm hiӇumӝtsӕ công nghӋ
và kӻ thuұtphә biӃntrên
Internet
Tәng quan:
 các dӏch vө cӫatҫng mҥng
 các nguyên tҳc āӏnh tuyӃn: lӵa
chӑn āѭӡng āi
 āӏnh tuyӃntheothӭ bұc
 giao thӭcIP
 các giao thӭc āӏnh tuyӃntrên
Internet
 intra-domain
 inter-domain
6-1
Chѭѫng 6 - Nӝidung
6.1 GiӟithiӋuvӅ các mô hình dӏch vө mҥng
6.2 Các nguyên tҳc āӏnh tuyӃn

6.3 Ďӏnh tuyӃntheothӭ bұc
6.4 Giao thӭc IP – Internet Protocol
6.5 Ďӏnh tuyӃn trên Internet
6-2
Các chӭcnĉng cӫatҫng mҥng
 chuyӇncácgóitin tӯ trҥm
nguӗn āӃntrҥm āích
 các giao thӭcthuӝctҫng mҥng
xuҩthiӋn ӣ mӑitrҥmvàrouter
ba chӭcnĉng quan trӑng:

xác ā
͓
nh ā
˱ͥ
ng āi:
là lӝ trình
mà các gói tin sӁ āitӯ nguӗn
āӃn āích.
Các gi
̫
ithu
̵
t ā
͓
nh
tuy
͇
n


chuy
͋
nti
͇
p:
chuyӇncácgóitin
tӯ āҫuvàocӫarouterāӃn āҫu
ra thích hӧp

thi
͇
tl
̵
p kênh truy
͉
n
̫
o:
mӝt
sӕ kiӃntrúcmҥng yêu cҫu
router phҧithiӃtlұpkênh
truyӅn ҧotrѭӟckhidӳ liӋu
āѭӧc truyӅn āi
network
data link
physical
network
data link
physical
network

data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
6-3
Mô hình dӏch vө mҥng
Q: Kênh truyӅncóthӇ cung cҩp

nhӳng mô hình dӏch vө gì āӇ
chuyӇncácgóitin tӯ nguӗn
āӃn āích?
 āҧmbҧovӅ dҧi thông?
 không bӏ jitter?
 phân phát không mҩtmát?
 phân phát āúng thӭ tӵ?
 phҧnhӗitìnhtrҥng tҳcnghӁncho
nѫigӱi?
?
?
?
mҥch ҧo
hay
gam dӳ liӋu?
Khái niӋmtrӯutѭӧng
quan trӑng nhҩtmà
tҫng mҥng cung cҩp:
6-4
Mҥch ҧo
“āѭӡng dүntӯ nguӗn āӃn āích hoҥt āӝng giӕng nhѭ
mҥch āiӋnthoҥi”
 sӵ thӵcthithôngminh
 mҥng tác āӝng dӑctheoāѭӡng dүntӯ nguӗn āӃn āích
 thiӃtlұpvàhӫybӓ kênh truyӅnchomӛicuӝcgӑitrѭӟckhidӳ
liӋucóthӇ “chҧy”
 mӛi gói tin mang mӝt āӏnh danh kênh ҧo(khôngphҧilàāӏnh
danh trҥm āích)
 mӑi router trên āѭӡng dүntӯ nguӗn āӃn āích duy trì “trҥng
thái” cho mӛikӃtnӕi

 kӃtnӕi ӣ tҫng vұnchuyӇnchӍ bao gӗmhaihӋ thӕng āҫucuӕi
 các tài nguyên nhѭ mӕikӃtnӕi, router (bandwidth, buffers)
có thӇ āѭӧccҩpphátchokênhҧo
 āӇ āҥt āѭӧchiӋusuҩtnhѭ mҥng chuyӇnmҥch kênh
6-5
Mҥch ҧo: các giao thӭcbáohiӋu
 āѭӧcsӱ dөng āӇ thiӃtlұp, duy trì và kӃtthúccácmҥch ҧo
 āѭӧcsӱ dөng trong các công nghӋ mҥng nhѭ ATM, frame-relay, X.25
 không āѭӧcsӱ dөng trong Internet ngày nay
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
1. Khӣitҥocuӝcgӑi
2. Tín hiӋubáokӃtnӕi āӃn
3. ChҩpnhұnkӃtnӕi
4. Cuӝcgӑi āѭӧcthiӃtlұp
5. Dӳ liӋubҳt āҫu āѭӧctruyӅn
6. Nhұndӳ liӋu
6-6
Các mҥng Datagram: mô hình Internet
6-7
 không thiӃtlұpkӃtnӕitҥitҫng mҥng
 routers: không lѭugiӳ trҥng thái cӫacáckӃtnӕigiӳacác

thiӃtbӏ āҫucuӕi
 không có khái niӋm“kӃtnӕi” tҥimӭcmҥng

các gói tin āѭӧcchuyӇntiӃpbҵng cách sӱ dөng āӏachӍ trҥm
āích
 các gói tin giӳacùnghaitrҥmnguӗn–āích có thӇ āitheocáccon
āѭӡng khác nhau
application
transport
network
data link
physical
application
transport
network
data link
physical
1. Gӱidӳ liӋu
2. Nhұndӳ liӋu
Chѭѫng 6 - Nӝidung
6.1 GiӟithiӋuvӅ các mô hình dӏch vө mҥng
6.2 Các nguyên tҳc āӏnh tuyӃn
 Ďӏnh tuyӃntheotrҥng thái kӃtnӕi
 Ďӏnh tuyӃn theo vector khoҧng cách
6.3 Ďӏnh tuyӃntheothӭ bұc
6.4 Giao thӭc IP – Internet Protocol
6.5 Ďӏnh tuyӃn trên Internet
6-8
Ďӏnh tuyӃn
Mөctiêu:xác āӏnh āѭӡng dүn

“tӕt” (chuӛi các routers) qua
mҥng tӯ nguӗn āӃn āích.
Giao thӭc āӏnh tuyӃn
A
E
D
CB
F
2
2
1
3
1
1
2
5
3
5
Khái niӋmtrӯutѭӧng vӅ āӗ
thӏ cho các giҧithuұt āӏnh
tuyӃn:
 các nút trên āӗ thӏ là các
router
 các cҥnh cӫa āӗ thӏ là các
liên kӃtvұtlý
 chi phí cӫakӃtnӕi/liên kӃt:
āӝ trӉ, giá $, hay mӭc āӝ tҳc
nghӁn…

āѭӡng dүn“tӕt” :

 thông thѭӡng là āѭӡng
dүnvӟichi phítӕithiӇu
 các chính sách khác có
thӇ āѭӧcápdөng
6-9
Phân loҥicácgiҧithuұt āӏnh tuyӃn
6-10
Thông tin āӏnh tuyӃnlàtoàncөc
hay phi tұptrung?
Toàn cөc:
 tҩtcҧ routers có āҫy āӫ thông tin vӅ
chi phí kӃtnӕivàhìnhtrҥng cӫa
mҥng
 các giҧithuұt“trҥng thái kӃtnӕi”
Phi tұp trung:
 Mӛirouter biӃtcácchi phíliênkӃt
āӃncácrouter bêncҥnh có kӃtnӕi
vұtlývӟinó
 quátrìnhtínhtoánchi phívàtrao
āәi thông tin vӟicácrouter hàng
xóm āѭӧclһp āilһplҥi
 Các giҧithuұt“vector khoҧng cách”
Tŝnh hay āӝng?
Tŝnh:
 các āѭӡng āi āѭӧcthayāәi
chұm qua thӡigian
Ďӝng:
 các āѭӡng āi āѭӧcthayāәi
nhanh chóng
 cұpnhұt theo chu kƖ

 āáp lҥisӵ thay āәivӅ
chi phí kӃtnӕi
Chѭѫng 6 - Nӝidung
6.1 GiӟithiӋuvӅ các mô hình dӏch vө mҥng
6.2 Các nguyên tҳc āӏnh tuyӃn
6.3 Ďӏnh tuyӃntheothӭ bұc
6.4 Giao thӭc IP – Internet Protocol
6.5 Ďӏnh tuyӃn trên Internet
6-11
Ďӏnh tuyӃntheothӭ bұc
Các nguyên lý āӏnh tuyӃnmàchúngtaāã āӅ cұplàmӝtsӵ lý
tѭӣng hóa
 tҩtcҧ các router là nhѭ nhau
 mҥng là “bҵng phҷng”
…không
āúng trong thӵctiӉn
mӭc āӝ: vӟikhoҧng 200 triӋu
āích āӃn:
 không thӇ lѭutrӳ tҩtcҧ āӏachӍ
āích trong bҧng āӏnh tuyӃn!
 viӋctraoāәi thông tin liên quan
āӃnbҧng āӏnh tuyӃn āã āӫ làm
ngұpcáckӃtnӕi!
sӵ tӵ trӏ trong quҧntrӏ
 liên mҥng = mҥng cӫacác
mҥng
 các nhà quҧntrӏ mҥng có thӇ
muӕnkiӇmsoátviӋc āӏnh
tuyӃn trong mҥng cӫahӑ
6-12

Ďӏnh tuyӃntheothӭ bұc
 các router āһcbiӋt
trong AS
 chҥyintra-AS
routing protocol vӟi
tҩtcҧ các router
khác trong AS

h
˯
nn
ͷ
a
chӏutrách
nhiӋm āӏnh tuyӃncho
các mҥng āích ngoài
AS
 chҥy
inter-AS
routing
protocol
vӟicácgateway
routers khác
gateway routers
 Tұphӧp các router lҥi
thành các vùng/miӅn
gӑilà“các hӋ thӕng tӵ
trӏ”(AS)
 Các router trong cùng
AS chҥycùnggiao

thӭc āӏnh tuyӃn
 giao thӭc āӏnh tuyӃn
“bên trong-AS”
 các router thuӝcAS
khác nhau có thӇ chҥy
các giao thӭc āӏnh
tuyӃn“bêntrongAS”
khác nhau
6-13
Intra-AS và Inter-AS routing
Gateways:
•āӏnh tuyӃngiӳa
các AS
•āӏnh tuyӃnbên
trong AS vӟicác
routers khác trong
hӋ thӕng
inter-AS, intra-AS
routing in
gateway A.c
network layer
link layer
physical layer
a
b
b
a
a
C
A

B
d
A.a
A.c
C.b
B.a
c
b
c
6-14
Intra-AS and Inter-AS routing
Host
h2
a
b
b
a
a
C
A
B
d
c
A.a
A.c
C.b
B.a
c
b
Host

h1
Intra-AS routing
within AS A
Inter-AS
routing
between
A and B
Intra-AS routing
within AS B

Minh hӑa āӏnh tuyӃngiӳa các ASs và bên trong các ASs
 Chúng ta sӁ nghiên cӭumӝtsӕ giao thӭc āӏnh tuyӃnbêntrong
mӝtAS vàgiӳacácASӣ phҫnsaucӫabàigiҧng này.
6-15
Chѭѫng 6 - Nӝidung
6.1 GiӟithiӋuvӅ các mô hình dӏch vө mҥng
6.2 Các nguyên tҳc āӏnh tuyӃn
6.3 Ďӏnh tuyӃntheothӭ bұc
6.4 Giao thӭc IP – Internet Protocol
 6.4.1 ĎӏachӍ IPv4
 6.4.2 TruyӅnmӝtgóitӯ nguӗn āӃn āích
 6.4.3 Khuôn dҥng gói IP
 6.4.4 Sӵ phân mҧnh gói IP
 6.4.5 ICMP: Giao thӭcthôngāiӋp āiӅukhiӇncӫa
Internet
 6.4.6 DHCP: Giao thӭccҩuhìnhhostāӝng
6.5 Ďӏnh tuyӃn trên Internet
6-16
The Internet Network layer
Bҧng

āӏnh tuyӃn
Các thành phҫn (chӭcnĉng) chính cӫatҫng mҥng trên Internet
(āѭӧcthӵchiӋntҥi các host và router)
Giao thӭc āӏnh tuyӃn
•chӑn āѭӡng
•RIP, OSPF, BGP
Giao thӭcIP
•qui ѭӟcvӅ āӏachӍ
•khuôn dҥng gói tin
•Nhӳng qui ѭӟcxӱ lý gói tin
Giao thӭcICMP
•báo lӛi
•router “báo hiӋu”
Tҫng vұnchuyӇn: TCP, UDP
Tҫng liên kӃtdӳ liӋu
Tҫng Vұtlý
Network
layer
6-17
Ď
ӏnh danh các nút trên mҥng
 Tҫng mҥng có trách nhiӋmtruyӅndӳ liӋuqua mӝttұpcácmҥng
.
 Các protocols hӛ trӧ cho
t
̯
ng m
̩
ng
sӱ dөng āӏachӍ có thӭ bұc

(
hierarchical addressing)
 Các protocols (dùng āӇ āánh āӏachӍ) không có tҫng mҥng chӍ làm
viӋc āѭӧctrongcácmҥng nӝibӝ nhӓ
.
 Các protocols không có tҫng mҥng sӱ dөng kiӇu āӏachӍ phҷng
(flat
addressing scheme)
thì không mӣ rӝng tӕt āѭӧc
6-18
ĎӏachӍ: Mҥng & Trҥm
 ĎӏachӍ mҥng giúp xác āӏnh āѭӡng āi qua liên mҥng
 ĎӏachӍ mҥng āѭӧcchialàmhaiphҫn:
 Phҫnmҥng - Network
 Phҫntrҥm-host

Các giao thӭcmҥng khác nhau có cách chia āӏachӍ mҥng ra
thành hai phҫnmҥng và trҥm riêng. (ta chӍ thҧoluұnvӅ IP.)
6-19
Xác āӏnh lӝ trình
Ĉѭӡng dүn ÿӇ chuyӇn gói tin tӯ
mҥng nguӗn ÿӃnmҥng ÿích
ÿѭӧcxácÿӏnh bӣi các giao thӭc
ÿӏnh tuyӃn (OSPF, EIGRP, RIP,
vv ) – more later!
6-20
IP – Layer 3
6-21
0151631
4-bit

Version
4-bit
Header
Length
8-bit Type Of
Service
(TOS)
16-bit Total Length (in bytes)
16-bit Identification
3-bit
Flags 13-bit Fragment Offset
8 bit Time To Live
TTL
8-bit Protocol 16-bit Header Checksum
32-bit Source IP Address
32-bit Destination IP Address
Options (if any)
Data
Application
Header + data
GiӟithiӋuvӅ āӏachӍ IPv4:
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2
223.1.3.1

223.1.3.27
 IPv4 address: 32-bits
dùng āӇ āӏnh danh cho
host, router
interface

interface:
kӃtnӕigiӳa
host/router và liên
kӃtvұtlý
 router thông thѭӡng có
nhiӅuinterface
 host cźng có thӇ có
nhiӅuinterfaces
 mӛi āӏachӍ IP āѭӧckӃt
hӧpvӟimӝtinterface
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223
111
6-22
ĎӏachӍ IP (tt)
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2
223.1.3.1

223.1.3.27
LAN
 IP address:
 phҫn āӏachӍ mҥng (các bits
trӑng sӕ cao)
 āӏachӍ trҥm(cácbits trӑng
sӕ thҩp)

Ď
͓
ach
͑
m
̩
ng là gì?
(nhìn
dѭӟikhíacҥnh āӏachӍ IP)
 interfaces cӫacácthiӃtbӏ
có cùng phҫn āӏachӍ mҥng
 có thӇ thông nhau vӅ mһt
vұtlýmàkhôngcҫn āӃnsӵ
can thiӋpcӫarouter
Mҥng bao gӗm3 mҥng IP
(āӕivӟi āӏachӍ IP bҳt āҫu là 223 thì 24 bits
āҫutiênlàmāӏachӍ mҥng, more later!)
6-23
ĎӏachӍ IP (tt)
Tìm các mҥng nhѭ thӃ nào?
 tách mӛiinterface tӯ router,
host

 tҥocác“vùngmҥng tách biӋt”
223.1.1.1
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.2.6
223.1.3.2
223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.2
223.1.7.0
223.1.7.1
223.1.8.0223.1.8.1
223.1.9.1
223.1.9.2
MӝthӋ thӕng liên
mҥng bao gӗm6 mҥng
6-24
Tính di āӝng cӫamáytính
6-25
ĎӏachӍ tҫng 2 (Ethernet) và tҫng 3 (IP) là cҫnthiӃt:
 ĎӏachӍ MAC/tҫng 2
 Ďѭӧc āӕt (burn) vào trong ROM cӫaNIC
 Không thay āәi āѭӧc
 Là āӏnh danh thӵccӫathiӃtbӏ

ĎӏachӍ IP/tҫng 3
 Ďѭӧc āһtqua phҫnmӅm
 Là āӏachӍ “thѭ tӯ”cӫathiӃtbӏ

 CҫnphҧithayāәikhithiӃtbӏ dӏch chuyӇn