chọn đường và ứng dụng trong thiết kế mạng

Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
LờI GiớI THIƯU
HiƯn nay ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung cuộc cách
mạng công nghƯ thông tin diƠn ra rất sôi động. Nó tác động trực tiếp và sâu
sắc đến mọi mỈt hoạt kinh tế cịng như đời sống xã hội.
Cùng với sự phát triĨn kinh tế – xã hội, do nhu cầu cđa nó đã nảy sinh
ra nỊn kinh tế mạng. Các hƯ thống mạng ở nước ta và trên thế giới ngày
càng trở nên không thĨ thiếu đưỵc trong mọi hoạt động kinh tế. Nó đáp ứng
các nhu cầu vỊ dữ liƯu, thông tin… và cùng với máy tính, hƯ thống mạng
đã phơc vơ đắc lực cho con người trong các lĩnh vực kinh tế - xã hội
Sự quá tải cđa các hƯ thống mạng hiƯn nay là rất lớn. Những nhà
quản lý mạng phải tiếp tơc tìm kiếm những cách đĨ kết nối các nhóm làm
viƯc phân tán vỊ địa lý theo một phương pháp có hiƯu quả nhất, tiết kiƯm
kinh phí nhất. Sự gia tăng nhu cầu đưỵc sư dơng bởi một lực lưỵng lao động
phân bố rộng khắp đang gây ra những khó khăn làm họ phải cân nhắc lại
chiến lưỵc phát triĨn mạng cđa mình. Khi các công ty mở rộng mạng cđa họ
đĨ liên lạc với các đối tác và khi số lưỵng những ngưòi làm viƯc từ xa
“telecomputer and remote remote” tiếp tơc tăng nhanh, viƯc xây dựng một
hƯ thống kinh doanh phân bố đã trở thành một thách thức lớn.
Đồng thời, những sức Ðp vỊ cạnh tranh trong mọi ngành công nghiƯp
đã nảy sinh ra các khối liên minh và các hiƯp hội trong kinh doanh. Những
sự phát triĨn này đã làm tăng năng xuất và lỵi nhuận cho nhiỊu công ty,
chĩng cịng tạo ra những yêu cầu vỊ hƯ thống mạng. Một mạng mà chỉ tập
trung duy nhất vào viƯc kết nối các điĨm cố định sẽ không còn khả thi cho
nhiỊu công ty. Những mạng diƯn rộng kinh điĨn (WAN ) phải đưỵc mở rộng
đĨ thích nghi với những người sư dơng này. Mọi người làm viƯc ở xa phải
truy cập đưỵc vào mạng trung tâm một cách đơn giản nhất, nhanh nhất đĨ
cùng làm viƯc. ĐỈc biƯt là viƯc chọn đường và ứng dơng trong thiết kế
mạng đĨ cho mạng hoạt động tốt nhất, tối ưu nhất và đó chính là mơc đích
cđa đồ án tốt nghiƯp này cđa em.

1
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
Chương i tỉng quan vỊ mạng máy tính
* Sự hình thành cđa mạng máy tính
Từ những năm 1960 đã xuất hiƯn các mạng nối các máy tính và các
Terminal đĨ sư dơng chung nguồn tài nguyên, giảm chi phí khi muốn thông
tin trao đỉi số liƯu và sư dơng trong công tác văn phòng một cách tiƯn lỵi.
Với viƯc tăng nhanh các máy tính mini và các máy tính cá nhân làm
tăng yêu cầu truyỊn sè liƯu giưã các máy tính, giữa các terminal, và giữa các
terminal với máy tính là một trong những động lực thĩc đẩy sự ra đời và phát
triĨn ngày càng mạnh mẽ các mạng máy tính.Quá trình hình thành mạng
máy tính có thĨ tóm tắt qua 4 giai đoạn sau:
• Giai đoạn các terminal nối trực tiếp với máy tính: Đây là giai đoạn
đầu tiên cđa mạng máy tính, đĨ tận dơng công suất cđa máy tính
người ta ghép nối các terminal vào một máy tính đưỵc gọi là các
máy tính trung tâm.
• Giai đoạn các bộ tiỊn xư lý (Prontal)
ậ giai đoạn 1 máy tính trung tâm quản lý truyỊn tin tới các terminal, ở
giai đoạn 2 máy tính trung tâm quản lý truyỊn tin tới các bộ tập trung qua các
bộ ghép nối điỊu khiĨn đường truyỊn. Ta có thĨ thay thế bộ ghép nối đường
truyỊn bằng các máy tính nini gọi là prontal, đó chính là bộ tiỊn xư lý.
• Giai đoạn mạng máy tính:
Vào những năm 1970 người ta bắt đầu xây dựng mạng truyỊn thông
trong đó các thành phần chính cđa nó là các nĩt mạng gọi là bộ chuyĨn mạch
dùng đĨ hướng thông tin tới đích.
Các mạng đưỵc nối với nhau bằng đường truyỊn còn các máy tính xư
lý thông tin cđa người dùng hoỈc các trạm cuối đưỵc nối trực tiếp vào các nĩt
mạng đĨ khi cần thì trao đỉi thông tin qua mạng. Các nĩt mạng thương là máy
tính nên đồng thời đóng vai trò cđa người sư dơng.

Chức năng cđa nĩt mạng:
+ Quản lý truyỊn tin, quản lý mạng
Như vậy các máy tính ghép nối với nhau hình thành mạng máy tính, ở
đây ta thấy mạng truyỊn thông cịng ghép nối các máy tính với nhau nên khái
niƯm mạng maý tính và mạng truyỊn thông có thĨ không phân biƯt.
ViƯc hình thành mạng máy tính nhằm đạt các mơc đích sau:
Tận dơng và làm tăng giá trị cđa tài nguyên
Chinh phơc khoảng cách
Tăng chất lưỵng, hiƯu quả cđa khai thác và xư lý thông tin
Tăng độ tin cậy cđa hƯ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối
với một máy tính nào đó.
Như vậy: Mạng máy tính là tập hỵp các máy tính đưỵc ghép với nhau
bởi các đường truyỊn vật lý theo một kiến trĩc nào đó.
2
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
1.1.Các yếu tố cđa mạng máy tính
1.1.1.Đường truyỊn vật lý
Đường truyỊn vật lý là thành phần đĨ chuyĨn các tín hiƯu điƯn tư
giữa các máy tính. Các tín hiƯu điƯn tư đó biĨu thị các dữ liƯu dưới dạng
xung nhị phân. Tất cả các tín hiƯu truyỊn giữa các máy tính đỊu ở dạng sóng
điƯn từ và có tần số trải từ cực ngắn cho tới tần số cđa tia hồng ngoại.Tuỳ
theo tần số cđa sóng điƯn từ mà có thĨ dùng các đường truyỊn vật lý khác
nhau đĨ truyỊn.
+ Các tần số Radio có thĨ truyỊn bằng cáp điƯn hoỈc bằng các phương
tiƯn quảng bá (broadcast)
+Sóng cực ngắn đưỵc dùng đĨ truyỊn các trạm mỈt đất và vƯ tinh.
HoỈc là dùng đĨ truyỊn từ một trạm phát tới các trạm thu.
+Tia hồng ngoại là lý tưởng đối với truyỊn thông mạng . Nó có thĨ
truyỊn từ điĨm tới điĨm hoỈc quảng bá từ một điĨm tới các máy thu. Tia hồng

ngoại hoỈc các loại tia sáng tần số cao hơn có thĨ truyỊn đưỵc qua cáp sỵi
quang.
Những đỈc trưng cơ bản cđa đường truyỊn vật lý là: giải thông, thông
lưỵng, độ suy hao, độ nhiƠu điƯn từ.
Dải thông cđa đường truyỊn là độ đo phạm vi tần số mà đường truyỊn
có thĨ đáp ứng đưỵc. Giải thông phơ thuộc vào độ dài cáp, đường kính sỵi
cáp, vật liƯu dùng chế tạo cáp
Thông lưỵng cđa một đường truyỊn (throughput) chính là tốc độ truyỊn
dữ liƯu trên đường truyỊn đó trong một đơn vị thời gian.Thông lưỵng cđa
đường truyỊn phản ánh hiƯu quả sư dơng đường truyỊn đó.
Độ suy hao là giá trị phản ánh mức độ suy yếu cđa tín hiƯu đường
truyỊn sau khi truyỊn qua một đơn vị độ dài cáp.
Độ nhiƠu điƯn từ là khả năng làm nhiƠu tín hiƯu trên đường truyỊn
khi cáp đi qua vùng có sóng điƯn từ. Có hai loại đường truyỊn: hữu tuyến,
vô tuyến đưỵc sư dơng trong viƯc kết nối mạng máy tính. Đường truyỊn hữu
tuyến gồm cáp đồng trơc, cáp xoắn đôi, cáp sỵi quang; đường truyỊnvô tuyến
gồm sóng radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại
Tuy nhiên khi thiết kế dây cho một mạng máy tính người ta còn phải
chĩ ý tới nhiỊu tham số khác như: giá thành, khả năng chịu nhiƯt, khả năng
chống chịu Èm, khả năng uốn cong.
1.1.2.Kiến trĩc mạng
Kiến trĩc mạng máy tính bao gồm cách ghép nối vật lý các máy tính
với nhau và các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thĨ tham gia trong hƯ
thống mạng phải tuân theo đĨ đảm bảo cho mạng hoạt động tốt.Cách các
máy tính đưỵc gép nối với nhau đưỵc goi là topology cđa mạng còn các quy
tắc quy ước truyỊn thông đưỵc gọi là giao thức (protocol). Topology và
protocol là hai khái niƯm cơ bản nhất cđa mạng máy tính.
a) Topology:
3
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế

mạng
Người ta phân biƯt hai kiĨu nối mạng vật lý cơ bản là kiĨu điĨm- điĨm
và kiĨu quảng bá (broadcasting hay point- to- multipoint)
+ KiĨu điĨm - điĨm: Đường truyỊn nối từng cỈp nĩt với nhau.Tín hiƯu
đi từ nĩt nguồn đến nĩt trung gian rồi chuyĨn tiếp tới đích.
Hình 1-1 Các topo mạng cơ bản

Hình 1-2 Dạng topo đầy đđ
.
Hình 1-3 Các topo mạng cơ bản
+ KiĨu quảng bá:
Với kiĨu quảng bá tất cả các nĩt chung một đường truyỊn vật lý. Dữ liƯu
đưỵc gưi đi từ một nĩt đưỵc tiếp nhận bởi các nĩt còn lại, và trong gãi tin
phải có vùng địa chỉ đích cho phép mỗi nĩt kiĨm tra có phải tin cđa minh
không
4
  
 

Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
Cấu trĩc dạng bus hay dạng vòng cần cơ chế trọng tài đĨ giải quyết
đơng độ (collision) khi nhiỊu nĩt muốn truyỊn tin đồng thời. Trong cấu trĩc
dạng vƯ tinh hoỈc radio mỗi nĩt cần có anten thu và phát.
1.1.3.Giao thức mạng (network protocol)
ViƯc trao đỉi thông tin giữa các nĩt với nhau cần phải tuân theo một
số quy tắc, quy ước nhất định nào đó. Chẳng hạn, khi hai người nói chuyƯn
với nhau thì cịng phải tuân theo quy tắc: Khi một người nói thì người kia
phải nghe và ngưỵc lại. ViƯc truyỊn thông tin trên mạng cịng phải tuân theo
các quy tắc quy ước nhiỊu mỈt như: khuôn dạng dữ liƯu gưi đi, các thđ tơc

gưi và nhận, kiĨm soát dữ liƯu, xư lí lỗi và xư lý sự cố.… Chẳng hạn mạng
lưới giao thông công cộng càng phát triĨn thì số quy tắc đỊ ra càng phải
nhiỊu, càng phải chỈt chẽ và càng phức tạp hơn. Tập hỵp các quy tắc , quy
ước đĨ đảm bảo trao đỉi và xư lý thông tin trên mạng gọi là giao thức. Các
mạng đưỵc thiết kế khác nhau có thĨ tuân theo một số giao thức khác nhau,
tuy nhiên người ta đưa ra một số giao thức chuẩn đưỵc dùng trên nhiỊu mạng
khác nhau.
1.2.Phân loại mạng máy tính
Người ta phân loại mạng máy tính khác nhau tuỳ theo các yếu tố
chính đưỵc chọn như: Khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyĨn mạch, kiến trĩc
mạng, cơ chế hoạt động cđa mạng
1.2.1.Phân loại theo khoảng cách địa lý
Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố chính đĨ phân loại mạng thì
mạng đưỵc phân thành: mạng cơc bộ, mạng đô thị, mạng diƯn rộng, mạng
toàn cầu
+Mạng cơc bé (Local Area Network - LAN) là mạng đưỵc cài đỈt
trong một phạm vi tương đối nhỏ (trong một toà nhà, trong một phòng ban
hoỈc trong một công ty ) với đường kính giới hạn trong khoảng vài chơc
Km.
+Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN) là mạng đưỵc cài
đỈt trong phạm vi một thành phố, một trung tâm kinh tế Phạm vi cài đỈt
mạng là hàng trăm Km.
+ Mạng diƯn rộng (Wide Area Network - WAN) là mạng có phạm vi
hoạt động có thĨ là cả một vùng, một khu vực và có thĨ vưỵt qua biên giới
một quốc gia…
+Mạng toàn cầu (Global Area Network - GAN) phạm vi cđa mạng trải
rộng khắp lơc địa cđa trái đất.
1.2.2.Phân loại theo kĩ thuật chuyĨn mạch
Nếu lấy kĩ thuật chuyĨn mạch so sánh thì có thĨ phân chia mạnh
thành: Mạng chuyĨn mạch kênh, mạng chuyĨn mạch gói, mạng chuyĨn mạch

thông báo.
5
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
a) Mạng chuyĨn mạch kênh (Circuit - switched - Network):đây
là mạng mà khi 2 thực thĨ muốn liên lạc với nhau thì chĩng phải tạo và duy
trì một kênh liên tơc cho đến khi kết thĩc quá trình thông tin.Phương pháp
chuyĨn mạch có hai nhưỵc điĨm chính:
+ HiƯu suất sư dơng đường truyỊn không cao
+ Mất nhiỊu thời gian cho viƯc thiết lập kênh cố định khi thông tin
giữa 2 thực thĨ.
b) Mạng chuyĨn mạch thông báo (Message - switched -Network)
Trong mạng chuyĨn mạch thông báo viƯc chọn đường đi cho các
thông báo tới đích đưỵc thực hiƯn tại các nĩt mạng. Các nĩt căn cứ vào địa
chỉ đích cđa thông báo đĨ ra quyết định chọn nĩt đến kế tiếp cho thông báo
trên đường dẫn tới đích. Như vậy các nĩt cần lưu trữ tạm thời các thông báo,
đọc thông báovà quản lý viƯc chuyĨn tiếp các thông báo đi. Phương pháp
chuyĨn mạch thông báo có những ưu điĨm sau:
+ HiƯu suất sư dơng đường truyỊn cao vì không có các kênh thông
tin cố định.
+ Mỗi nĩt mạng có thĨ lưu trữ thông báo cho tới khi đường truyỊn khả
dơng mới truyỊn đi nên giảm đỳc tình trạng tắc nghẽn trên mạng.
+ Có thĨ điỊu khiĨn truyỊn tin bằng cách sắp xếp mức độ ưu tiên cho
các thông báo.
+ Trong mạng chuyĨn mạch thông báo chĩng ta có thĨ làm tăng hiƯu
suất sư dơng dải thông cđa mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá cho các
thông báo đĨ cho nó đến nhiỊu đích khác nhau.
Nhưỵc điĨm chđ yếu cđa chuyĨn mạch thông báo là trong trường hỵp
một thông báo dài bị lỗi, phải truyỊn lại thông báo này nên hiƯu suất không
cao. Phương pháp này thích hỵp với các mạng truyỊn thư tín điƯn tư

(Electronic mail).
c ) Mạng chuyĨn mạch gói (Packet - switched - Network)
Trong mạng chuyĨn mạch gói thì một thông báo có thĨ đưỵc chia ra
nhiỊu gói nhỏ hơn (packet), độ dài khoảng 256 bytes, có khuôn dạng tuỳ theo
chuẩn quy định. Các gói tin có chứa thông tin điỊu khiĨn địa chỉ nguồn, địa
chỉ đích cho gói tin,số thứ tự gói tin, thông tin kiĨm tra lỗi Do vậy các gói
tin cđa cùng một thông báo có thĨ đưỵc gưi đi theo nhiỊu đường khác nhau,
tới đích tại các thời điĨm khác nhau, nơi nhận sẽ căn cứ vào thông tin trong
các gói tin và sắp xếp lại chĩng theo đĩng thứ tự.
Ưu điĨm cđa chuyĨn mạch gói:
+ Mạng chuyĨn mạch gói có hiƯu suất và hiƯu quả cao hơn mạng
chuyĨn mạch thông báo vì kích thước các gói tin nhỏ hơn nên các nĩt mạng
có thĨ xư lý toàn bộ gói tin mà không cần phải lưu trữ trong đĩa.
+ Mỗi đường truyỊn chiếm thời gian rất ngắn, vì chĩng có thĨ dùng bất
cứ đường có thĨ đưỵc đĨ tới đích.
+ Khả năng đồng bộ bÝt là rất cao.
Nhựơc điĨm:
6
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
+ Vì thời gian truyỊn tin ngắn nên nếu thời gian chuyĨn mạch lớn thì
tốc độ truyỊn không cao.
+ ViƯc tập hỵp lại các gói tin ban đầu vỊ nguyên tắc là thực hiƯn
đưỵc nhưng rất khó khăn, đỈc biƯt là khi các gói tin truyỊn đi theo nhiỊu
đường khác nhau.
+ Đối với các ứng dơng phơ thuộc thời gian thực thì viƯc các gói tin
tới đích không theo thứ tự là một nhưỵc điĨm quan trọng cần phải khắc
phơc.
Tuy vẫn còn những hạn chế nhưng do có ưu điĨm vỊ tính mỊm dỴo,
hiƯu suất cao nên các mạng chuyĨn mạch gói đang đưỵc dùng phỉ biến hiƯn

nay.
1.2.3.Phân loại mạng theo cơ chế hoạt động
Trong môi trường mạng máy tính có 2 cơ chế hoạt động chính là:
peer-to-peer và client/ server. Môi trường peer - to - peer không có máy
chuyên phơc vơ cho mét công viƯc nào, còn trong môi trường client/server
thì phải có những máy đưỵc dành riêng đĨ phơc vơ mơc đích khác nhau.
• Mạng dựa trên máy phơc vơ:
Trong mạng có những máy chuyên dơng phơc vơ cho các mơc đích
khác nhau. Máy phơc vơ chuyên dơng hoạt động như một người phơc vơ và
không kiêm vai trò cđa trạm làm viƯc hay máy khách.
Các maý phơc vơ chuyên dơng đưỵc tối ưu hoá đĨ phơc vơ nhanh
những yêu cầu cđa khách hàng trên mạng.
Các loại máy phơc vơ chuyên dơng thường thấy như:
+ Máy phơc vơ tập tin / in Ên (file/print sever)
+ Máy phơc vơ chương trình ứng dơng (application server)
+ Máy phơc vơ thư tín (mail server)
+ Máy phơc vơ fax (fax server)
+ Máy phơc vơ truyỊn thông (communication server)
Mét trong những ưu điĨm quan trọng cđa mạng dựa trên máy phơc vơ
là có tính an toàn và bảo mật cao hơn. Hầu hết các mạng trong thực tế (nhất
là mạng lớn ) đỊu dựa trên máy phơc vơ.
• Mạng ngang hàng:
Không tồn tại một cấu trĩc phân cấp nào trong mạng. Mọi máy tính
đỊu “bình đẳng”. Thông thường, mỗi máy tính kiêm luôn cả hai vai trò máy
khách và máy phơc vơ, vì vậy không máy nào đưỵc chỉ định chịu trách
nhiƯm quản lý mạng. Người dùng ở từng máy tự quyết định phần dữ liƯu
nào trên máy cđa họ sẽ đưỵc dùng chung trên mạng. Thông thường mạng
ngang hàng thÝch hỵp cho các mạng có quy mô nhỏ (chẳng hạn như nhóm
làm viƯc) và không yêu cầu phải có tính bảo mật.
1.2.4.Phân loại mạng theo kiến trĩc

Người ta có thĨ phân loại mạng theo kiến trĩc (topology và protocol)
như các mạng SNA, mạng ISO, mạng TCP/IP.
7
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
1.3.Kiến trĩc phân tầng - chuẩn hoá mạng - mô hình ISO
1.3.1.Kiến trĩc phân tầng
ĐĨ giảm độ phức tạp trong thiết kế và cài đỈt mạng, các mạng máy tính
đưỵc tỉ chức thiết kế theo kiĨu phân tầng (layering). Trong hƯ thống thành
phần cđa mạng đưỵc tỉ chức thành một cấu trĩc đa tầng, mỗi tầng đưỵc xây
dựng trên tầng trước đó; mỗi tầng sẽ cung cấp một số dịch vơ cho tầng cao
hơn. Số lưỵng các tầng cịng như chức năng cđa mỗi tầng là tuỳ thuộc vào
nhà thiết kế. Ví dơ cấu trĩc phân tầng mạng SNA cđa IBM, mạng DECnet
cđa Digital, mạng ARPANET là có sự khác nhau.
Nguyên tắc cấu trĩc cđa mạng phân tầng là: mỗi hƯ thống trong một
mạng đỊu có cấu trĩc phân tầng (Số lưỵng tầng, chức năng cđa mỗi tầng là
như nhau).
Tầng i cđa hƯ thống A sẽ hội thoại với tầng i cđa hƯ thống B, các
quy tắc và quy ước dùng trong hội thoại gọi là giao thức mức i.
Giữa hai tầng kỊ nhau tồn tại một giao diƯn (interface) xác định các
thao tác nguyên thủ cđa tầng dưới cung cấp lên tầng trên.
Trong thực tế dữ liƯu không truyỊn trực tiếp từ tầng i cđa hƯ thống
này sang tầng i cđa hƯ thống khác (trừ tầng thấp nhất trực tiếp sư dơng
đường truyỊn vật lý đĨ truyỊn các xâu bít (0.1) từ hƯ thống này sang hƯ
thống khác). Dữ liƯu đưỵc truyỊn từ hƯ thống gưi (sender) sang hƯ thống
nhận (receiver) bằng đường truyỊn vật lý và cứ như vậy dữ liƯu lại đi ngưỵc
lên các tầng trên. Như vậy khi hai hƯ thống liên kết với nhau, chỉ tầng thấp
nhất mới có liên kết vật lý còn ở tầng cao hơn chỉ có liên kết logic (liên kết
ảo) đưỵc đưa vào đĨ hình thức hoá các hoạt động cđa mạng thuận tiƯn cho
viƯc thiết kế và cài đỈt các phần mỊm truyỊn thông. Như vậy đĨ viết chương

trình cho tầng N, phải biết tầng N+1 cần gì và tầng N+1 có thĨ làm đưỵc gì.
Hình 1-4 Minh họa kiến trĩc phân tầng tỉng quát
1.3.2.Chuẩn hoá mạng
8


!
 
!


"#$ "#%
&'
&'
&'!
&'
()*+,-
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
Tình trạng không tương thích giữa các mạng, đỈc biƯt là các mạng
bán trên thị trường gây trở ngại cho những người sư dơng, tác động đến mức
tiêu thơ các sản phẩm vỊ mạng. Do đó cần xây dựng các mô hình chuẩn làm
căn cứ cho các nhà nghiên cứu và thiết kế mạng tạo ra các sản phẩm có tính
chất mở vỊ mạng, đưa tới dƠ phỉ cập, sản xuất và sư dơng
i/ ISO (international Standard Organization) thành lập dưới sự bảo trỵ
cđa liên hiƯp quốc, các thành viên là các cơ quan tiêu chuẩn cđa các quốc
gia. ISO đã xây dựng hơn 5000 chuẩn ở tất cả các lĩnh vực. ISO đưỵc chia
thành các ủ ban kỹ thuật (Technical Committee -TC). TC97 đảm bảo chuẩn
hoá lĩnh vực xư lý tin. Mỗi TC lại chia thành nhiỊu tiĨu ban (Sub Committee
-SC) và mỗi SC lại chia thành nhiỊu nhóm làm viƯc khác nhau (Working

Group) đảm nhiƯm các nhiƯm vơ chuyên sâu khác nhau.
Các chuẩn do hội đồng ISO ban hành như là các chuẩn quốc tế chính
thức (International Standard -IS).
ii/ CCITT (Committee Consult tatif International pour Telegraphe et
Telephone). Tỉ chức tư vấn quốc tế vỊ điƯn tín và điƯn thoại hoạt động dưới
sự bảo trỵ cđa liên hiƯp quốc, các thành viên chđ yếu là các cơ quan bưu
chính - viƠn thông cđa các quốc gia và tư nhân. Phương thức làm viƯc cđa
CCITT cịng giống như ISO nhưng sản phẩm cđa nó không đưỵc gọi là chuẩn
mà đưỵc gọi là các khuyến nghị (recommentdation). CCITT đã đưa ra các
khuyến nghị loại V liên quan đến truyỊn dữ liƯu, các khuyến nghị loại X
liên quan đến mạng truyỊn dữ liƯu công cộng và các khuyến nghị loại I dành
cho các mạng ISDN.
Ngoài ISO, CCITT trên thế giới còn có các tỉ chức khác tham gia viƯc
chuẩn hoá như ECMA (european Computer Manufacture), ANSI (American
National Standard institute),IEEE (institute Electrical and Electronic
Engineers).…
CCITT Layer ISO
Service
Definition
Layer Protocol Service
Definition
Layer
Protocol
X.217 X400-X430 MHS
X.288 RTSE
X.229 ROSE
X.227
Application 8649 9640 VT
8571 STAM
8650 CASE

8831 JIM
X.216 X.226
X.208
X.209
Presentation 8822 8823
8824
8825
X.215 X.225 Session 8326 8327
X.214 X.224 Transport 8072 8073
X.213 0.931
X.25
X.300-X.352
Network 8.348 8208
8878
8473
8648
X.212 LAPB Data Link 8886, 7776
9
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
1.440/I.44J LAPD 8802/2
X.211 X.21 Physical 8802/3
8802/4
8802/5.
7809
8022
Hinh 1-5 Các chuẩn cho kiến trĩc phân tầng cđa CCITT và ISO
1.3.3.Mô hình OSI:
Do các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trĩc mạng riêng cđa mình. Từ
đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng vỊ: Phương pháp

truy nhập đường truyỊn khác nhau, họ giao thức khác nhau sự không tương
thích đó làm trở ngại cho quá trình tương tác giữa người dùng ở các mạng
khác nhau. Nhu cầu trao đỉi thông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thĨ
chấp nhận đưỵc với người sư dơng. Với lý do đó tỉ chức chuẩn hoá quốc tế
ISO đã thành lập một tiĨu ban nhằm xây dựng mét khung chuẩn vỊ kiến trĩc
mạng đĨ làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm mạng. Kết
quả là năm 1984 ISO đã đưa ra mô hình tham chiếu cho viƯc kết nối các hƯ
thống mở (Reference Model for Open System Inter - connection) hay gọn
hơn là OSI Reference model. Mô hình này đưỵc dùng làm cơ sở đĨ kết nối
các hƯ thống mở.
ISO sư dơng phương pháp phân tích các hƯ thống mở theo kiến trĩc
phân tầng và đã công bố mô hình OSI cho viƯc kết nối các hƯ thống mở
gồm 7 tầng.
Các nguyên lý đưỵc áp dơng cho 7 tầng như sau:
. / Mỗi lớp cần thiết phải tạo ở mức độ khác nhau cđa khái niƯm
trừu tưỵng.
.!/ Mỗi lớp phải thực hiƯn một chức năng xác định rõ ràng.
.0/ chức năng cđa mỗi lớp phải đưỵc chọn theo quan điĨm hướng
tới các giao thức chuẩn quốc tế đã đưỵc định nghĩa.
10
$11
2

1
34
54
2
$11
2


1
34
54
2
 6789:;
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
.</ Ranh giới giữa các lớp phải đưỵc chọn đĨ tối thiĨu luồng thông
tin đi qua các giao diƯn.
.=/ Số các lớp phải đđ lớn đĨ phân biƯt các chức năng cần thiết
nhưng không đưa vào cùng một lớp quá nhiỊu chức năng, và phải
đđ nhỏ đĨ kiến trĩc không rắc rối
a) Chức năng các tầng trong mô hình OSI
Tầng Chức năng
1 Vật lý Cung cấp phương tiện truyền tin, thủ tục, khởi động duy trì,
huỷ bỏ các liên kết vật lý, cho phép truyền dữ liệu ở dạng
bit. Truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện: Cơ,
điện, hàm, thủ tục.
2 Liên kết
dữ liệu
Thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu, kiểm soát
luồng dữ liệu, phát hiện sai sót và khắc phục các sai sót
truyền tin.
3 Tầng
mạng
Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với
công nghệ chuyển mạch thích hợp. Thực hiện việc kiểm soát
luồng dữ liệu và cắt hợp dữ liệu nếu cần.
4 Tầng
giao vận

Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nót (end- to- end),
kiểm soát lỗi và kiểm tra việc truyền dữ liệu giữa hai đầu
nót. Có thể thực hiện việc ghép kênh (Multiplxing), cắt hợp
dữ liệu nếu cần.
5 Tầng
phiên
Thiết lập, duy trì và đông bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền
thông.
6 Trình
diễn
Biểu diễn thông tin theo cú pháp người sử dụng để đảm bảo
truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI.
7 ứng
dông
Là giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI, đồng
thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán.
Hình 1-7 Chức năng các tầng trong mô hình OSI
b) Các giao thức chuẩn cđa mô hình OSI
Vấn đỊ đỈt ra ở đây là hai hƯ thống máy tính khác nhau có thĨ giao
tiếp đưỵc với nhau hay không? Ta thấy rằng mô hình OSI có thĨ tạo ra giải
pháp đĨ cho phép hai hƯ thống dù khác nhau thế nào đi nữa đỊu có thĨ truyỊn
thông đưỵc với nhau nếu chĩng đảm bảo những điỊu kiƯn sau đây:
+ Chĩng cài đỈt cùng một tập các chức năng truyỊn thông.
+ Các chức năng đó đưỵc tỉ chức thành một tầng. Các tầng đồng mức
phải cung cấp các chức năng như nhau. ( Phương thức cung cấp không nhất
thiết giống nhau )
+ Các tầng đồng mức phải sư dơng cùng một giao thức.
ĐĨ đảm bảo những điỊu trên cần phải có các chuẩn. Các chuẩn phải
xác định các chức năng và dịch vơ đưỵc cung cấp bởi một tầng. Các chuẩn
11

Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
cịng phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức. Mô hình OSI 7
tầng chính là cơ sở đĨ xây dựng các chuẩn đó.
Thực thĨ hoạt động trong các tầng cđa OSI
Theo quan niƯm cđa OSI, trong mỗi tầng cđa mét hƯ thống có một
hoỈc nhiỊu thực thĨ (entity) hoạt động. Một thực thĨ có thĨ là thực thĨ mỊm
(software entity), ví dơ như một tiến trình trong hƯ thống đa xư lý, hoỈc là
một thực thĨ cứng (hardware entity) ví dơ như chíp I/O thông minh. Thực thĨ
tầng 7 đưỵc gọi là thực thĨ ứng dơng (Application entity); thực thĨ tầng 6
đưỵc gọi là thực thĨ trình diƠn v v
Một thực thĨ tầng N cài đỈt dịch vơ cung cấp cho tầng N+1. Khi đó
tầng N gọi là người cung cấp dịch vơ, còn tầng N+1 gọi là người dùng dịch
vơ. Tầng N dùng dịch vơ cđa tầng N-1 đĨ cung cấp dịch vơ cđa nó. Tầng N
có thĨ đưa ra vài lớp dịch vơ, chẳng hạn như truyỊn thông nhanh mà đắt và
truyỊn thông chậm mà rỴ. Các dịch vơ là có sẵn tại các nĩt truy cập dịch vơ
(SAP). Các SAP cđa tầng N tại các chỗ mà tại đó tầng N+1 có thĨ truy nhập
dịch vơ đưỵc đưa ra. Mỗi SAP có một địa chỉ và tên duy nhất. Mỗi thực thĨ
truyỊn thông với thực tế cđa tầng trên và tầng dưới nó qua mét giao diƯn
(interface). Giao diƯn này gồm một hoỈc nhiỊu điĨm truy cập dịch vơ
(Service Acess Poent – SAP) (N-1) Entity cung cấp dịch vơ cho mét (N)
entity thông qua viƯc gọi các hàm nguyên thủ (primitive). Hàm nguyên thủ
chỉ rõ chức năng cần thực hiƯn và đưỵc dùng đĨ chuyĨn dữ liƯu, thông tin
điỊu khiĨn. Có 4 hàm nguyên thủ đưỵc dùng đĨ định nghĩa tương tác giữa các
tầng liỊn kỊ nhau, sơ hoạt động đưỵc mô tả như hình sau:
Hình 1-8: Nguyên lý hoạt động cđa các hàm nguyên thủ
Request (yêu cầu ): là hàm nguyên thủ mà người sư dơng dịch vơ
(Service user) dùng đĨ gọi các chức năng.
Indication (chỉ báo): là hàm nguyên thủ mà người cung cấp dịch vơ
(Service Provider ) dùng đĨ:

+ Gọi báo một chức năng nào đó hoỈc
+ Chỉ báo một chức năng đã đưỵc gọi ở một điĨm truy cập dịch vơ
(SAP)
12
.> /5
./5
.> /5
./5
?@
$2 $2
AB
./2
:

?1
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
response (trả lời ): là hàm nguyên thủ mà Service user dùng đĨ hoàn
tất một chức năng đã đưỵc gọi từ trước bởi một hàm nguyên thủ Indication ở
SAP đó.
confirm (xác nhận) là hàm nguyên thủ cđa Service Provider, dùng đĨ
hoàn tất một chức năng đã đưỵc gọi từ trước bởi hàm nguyên thủ Request tại
SAP đó.
Theo sơ đồ này quy trình thực hiƯn mét thao tác giữa hai hƯ thống A
và B đưỵc thực hiƯn như sau:
+ Tầng (N+1) cđa A gưi xuống tầng (N) kỊ nó một hàm Request
Hình 1-9 Quan hƯ đơn vị dữ liƯu giữa các tầng kỊ nhau
+ Tầng (N) cđa A cấu tạo một đơn vị dữ liƯu đĨ gưi yêu cầu đó qua
tầng (N) cđa B theo giao thức tầng N.
+ Nhận đưỵc thông báo yêu cầu đó, tầng (N) cđa B gưi một lên tầng

(N+1) trên nó một hàm Indication
+ Tầng (N+1) cđa B gưi xuống tầng (N) kỊ dưới nó một hàm Reponse.
(N) cđa A theo giao thức tầng (N) đã xác định .
+ Tầng (N) cđa A gưi lên tầng (N+1) kỊ trên nó một hàm xác nhận
(Confirm) kết thĩc mét giao tác giữa hai hƯ thống. Các hàm nguyên thủ đỊu
đưỵc gọi đến ( hoỈc gưi đi ) từ một điĨm truy nhập dịch vơ (SAP) ở ranh giới
2 tầng (N+1) và (N). Đơn vị dữ liƯu sư dơng trong giao thức tầng (N) ký
hiƯu là PDU. Giữa các tầng kỊ nhau các đơn vị dữ liƯu có mối quan hƯ như
sau: một thực thĨ ở tầng N không thĨ truyỊn trực tiếp đến một thực thĨ tầng
N+1 cđa hƯ thống khác, mà phải đi xuống tầng thấp nhất (tầng vật lý ) trong
kiến trĩc phân tầng nào đó. Khi xuống tầng đến (N) thì một đơn vị dữ liƯu
cđa tầng (N+1) đưỵc xem như một đơn vị dữ liƯu (SDU) cđa tầng (N). Phần
thông tin cđa tầng (N), gọi là (N) SDU quá dài thì đưỵc cắt thành nhiỊu đoạn,
mỗi đoạn kết hỵp với (N) PCI vào đầu đĨ tạo thành nhiỊu (N) PDU. Quá trình
như vậy đưỵc chuyĨn xuống cho đến tầng vật lý, ở đó dữ liƯu đưỵc truyỊn
qua đường vật lý. ở hƯ thống nhận, quá trình diƠn ra ngưỵc lại. Qua mỗi
tầng các PCI cđa các đơn vị dữ liƯu sẽ đưỵc phân tích và cắt bỏ các header
cđa các PDU trước khi gưi lên tầng trên.
13
./2:
.> /2C
./C
./2C
>

Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
c) Phương thức hoạt động: có liên kết và không có liên kết
ậ mỗi tầng mô hình trong tầng ISO, có hai phương thức hoạt động
chính đưỵc áp dơng đó là: phương thức hoạt động có liên kết (connection-

oriented) và không có liên kết (connectionless).
Với phương thức có liên kết, trước khi truyỊn dữ liƯu cần thiết phải
thiết lập một liên kết logic giữa các thực thĨ cùng tầng. Còn với phương thức
không liên kết thì không cần lập liên kết logic và mỗi đơn vị dữ liƯu trước
hoỈc sau nã.
Với phương thức có liên kết, quá trình truyỊn dữ liƯu phải trải qua ba
giai đoạn theo thứ tự thời gian.
- Thiết lập liên kết: hai thực thĨ đồng mức ở hai hƯ thống thương
lưỵng với nhau vỊ tập các tham số sẽ đưỵc sư dơng trong giai đoạn sau.
- TruyỊn dữ liƯu: dữ liƯu đưỵc truyỊn với các cơ chế kiĨm soát và
quản lý.
- Hủ bỏ liên kết (logic): giải phóng các tài nguyên hƯ thống đã cấp
phát cho liên kết đĨ dùng cho các liên kết khác.
Tương ứng với ba giai đoạn trao đỉi, ba thđ tơc cơ bản đưỵc sư dơng,
chẳng hạn đối với tầng N có: N-CONNECT ( thiết lập liên kết ), N-
DATA(TruyỊn dữ liƯu ), và N-DISCONNECT (Hủ bỏ liên kết )
ngoài ra còn một số thđ tơc phơ đưỵc sư dơng tuỳ theo đỈc điĨm, chức năng
cđa mỗi tầng. Ví dơ:
- Thđ tơc N-RESTART đưỵc sư dơng đĨ khởi động lại hƯ thống ở
tầng 3
- Thđ tơc T-EXPEDITED DATA cho viƯc truyỊn dữ liƯu nhanh ở
tầng 4
- Thđ tơc S-TOKEN GIVE đĨ chuyĨn điỊu khiĨn ở tầng 5
Mỗi thđ tơc trên sẽ dùng các hàm nguyên thủ (Request, Indication,
Response, Confirm) đĨ cấu thành các hàm cơ bản cđa giao thức ISO.
Còn đối với phương thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai
đoạn đó là: truyỊn dữ liƯu.
So sánh hai phương thức hoạt động trên chĩng ta thấy rằng phương
thức hoạt động có liên kết cho phép truyỊn dữ liƯu tin cậy, do đó có cơ chế
kiĨm soát và quản lý chỈt chẽ từng liên kết logic. Nhưng mỈt khác nó phức

tạp và khó cài đỈt. Ngưỵc lại, phương thức không liên kết cho phép các PDU
đưỵc truyỊn theo nhiỊu đường khác nhau đĨ đi đến đích, thích nghi với sự
thay đỉi trạng thái cđa mạng, song lại trả giá bởi sự khó khăn gỈp phải khi tập
hỵp các PDU đĨ di chuyĨn tới người sư dơng.
Hai tầng kỊ nhau có thĨ không nhất thiết phải sư dơng cùng một
phương thức hoạt động mà có thĨ dùng hai phương thức khác nhau.
1.3.4.TruyỊn dữ liƯu trong mô hình OSI.
Tiến trình gưi gồm vài dữ liƯu muốn gưi qua tiến trình nhận. Dữ liƯu
đưa xuống tầng ứng dơng, dữ liƯu đó gắn thêm phần AH-Application
Header vào phía trước dữ liƯu và kết quả đưa xuống cho tầng trình diƠn.
14
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
Tầng trình diƠn có thĨ biến đỉi mơc dữ liƯu này theo nhiỊu cách khác nhau,
thêm phần header vào đầu và đi xuống tầng phiên. Quá trình này đưỵc lỈp đi
lỈp lại cho đến khi dữ liƯu đi xuống tầng vật lý, ở đó chĩng thực sự đưỵc
truyỊn sang máy nhận. ậ máy nhận các phần header khác nhau đưỵc loại bỏ
từng cái một khi các thông báo truyỊn lên theo các lớp cho đến khi lên tới
tiến trình nhận. Như vậy, viƯc truyỊn dữ liƯu thực hiƯn theo chiỊu dọc. Khi
tầng giao vận ở máy gưi nhận một thông báo từ tầng phiên, gán một
Transport Header và gưi nã qua tầng giao vận nhận.
Hình 1-10 Ví dơ quá trình truyỊn dữ liƯu trong mô hình OSI
Hình 1-10 biĨu diƠn một mẫu sư dơng mô hình OSI có thĨ truyỊn dữ
liƯu như thế nào.
1.4.Kết nối các mạng máy tính:
1.4.1.Các tiếp cận:
Trong quá trình phát triĨn mạng máy tính, nhiỊu công ty, nhiỊu vùng,
nhiỊu quốc gia đã xây dựng các hƯ thống mạng khác nhau vỊ chđng loại,
kiến trĩc, khoảng cách Nhu cầu trao đỉi thông tin cđa xã hội ngày càng cao
nên viƯc kết nối các mạng với nhau là vấn đỊ bức thiết. Làm cho những

người sư dơng trên các mạng khác nhau có thĨ trao đỉi thông tin với nhau
một cách dƠ dàng, hiƯu quả và an toàn mà không phải xây dựng lại hƯ
thống mạng đã có.
đĨ kết nối các mạng với nhau, người ta xuất phát từ một trong hai quan điĨm
sau:
(1) Xem mỗi nĩt cđa mạng con như mét hƯ thống mở, hoỈc
(2) Xem mỗi mạng con như mét hƯ thống mở.
theo quan điĨm (1) thì mỗi nĩt cđa mạng con có thĨ truyỊn thông trực tiếp với
một nĩt mạng con bất kỳ nào khác. Như vậy, toàn bộ các nĩt cđa một mạng
con cịng chính là nĩt cđa mạng lớn và phải tuân thđ theo một cấu trĩc chung.
Theo quan điĨm (2) thì hai nĩt bất kỳ thuộc hai mạng con khác nhau không
thĨ truyỊn thông trực tiếp với nhau đưỵc mà phải thông qua một phần tư
trung gian gọi là giao diƯn kết nối (Interconnection Iterface) đỈt giữa hai
15
&'D1'E
$11
2

1
34
54
2
$11
2

1
34
54
2
Data

AH Data
PH Data
SH Data
TH Data
NH Data
DH Data
PH Bits
&'F
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
mạng con đó. ĐiỊu đó cho phép tạo ra một mạng lớn gồm các giao diƯn kết
nối và các máy chđ (host) đưỵc nối với nhau bởi các mạng con.
Tương ứng với hai quan điĨm này có hai chiến lưỵc kết nối các mạng
với nhau. Theo quan điĨm (1) người ta tìm cách xây dựng các chuẩn chung
cho các mạng (như các chuẩn cđa ISO, CCITT. ) Theo quan điĨm (2) người
ta xây dựng các giao diƯn kết nối đĨ tôn trọng tính độc lập giữa các mạng
hiƯn có. ViƯc xây dựng các chuẩn chung cho tất cả các mạng là một điỊu
rất khó thực hiƯn, bởi vì hiƯn nay có hàng ngàn mạng đang tồn tại không
thĨ loại bỏ đi đĨ xây dựng mới vì quá tốn kém. Từ đó người ta đã tạo ra hàng
loạt các thiết bị giao diƯn cho phép kết nối các mạng với nhau.
1.4.2.Giao diƯn kết nối
Người ta có thĨ kết nối các mạng con với nhau nhờ các giao diƯn kết
nối.
Chức năng cđa mét giao diƯn tuỳ thuộc vào sự khác biƯt vỊ kiến trĩc
cđa các mạng con. Sự khác biƯt càng lớn thì chức năng cđa các giao diƯn
càng phức tạp. Các giao diƯn có thĨ nối đôi, nối ba, nối nhiỊu hơn tuỳ thuộc
vào người thiết kế mạng. Dựa vào chức năng cđa giao diƯn mà chĩng có
những tên gọi khác nhau như: bridge, Router, gateway.
Gateway là tên chung cđa giao diƯn kết nối, nó đưỵc sư dơng trong
trường hỵp chức năng cđa giao diƯn là phức tạp. Bridge đưỵc dùng trong

trường hỵp đơn giản nhất, chẳng hạn như kết nối giữa các mạng LAN cùng
loại. Còn Router hoạt động ở mức cao hơn bridge vì nó đảm nhận chức năng
chọn đường cho các gói dữ liƯu đĨ đi đến đích.
16
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
Chương ii Giao thức TCP/IP
Trong chương này chĩnh ta sẽ xem xét vỊ chồng giao thức TCP/IP.
Đây là giao thức đưỵc sư dơng rộng rãi nhất hiƯn nay trong kĩ thuật kết nối
mạng máy tính. Chĩng ta sẽ tìm hiĨu vỊ kiến trĩc phân tầng cđa TCP/IP cùng
với chức năng chính cđa chĩng. Sau đó chĩng ta sẽ tập trung xem xét kĩ vỊ
các giao thức chính trong líp 3 (Internet Layer) và trong líp 4 (Transport
Layer) cđa mô hình phân cấp này.
2.1.Sù thĩc đẩy cho viƯc ra đời cđa TCP/IP
Giao tiếp thông tin đã trở thành nhu cầu không thĨ thiếu trong tất cả
mọi lĩnh vực hoạt động. Mạng máy tính tính ra đời phần nào đã đáp ứng
đưỵc nhu cầu đó. Phạm vi lĩc đầu cđa các mạng bị hạn chế trong một nhóm
làm viƯc, một cơ quan, công ty trong mét khu vực. Tuy nhiên thực tế cđa
cđa những nhu cầu cần trao đỉi thông tin trong nhiỊu lĩnh vực khác nhau, vỊ
nhiỊu chđ đỊ khác nhau, giữa các tỉ chức, các cơ quan là không có giới hạn.
Vì vậy nhu cầu cần kết nối các mạng khác nhau cđa các tỉ chức khác nhau đĨ
trao đỉi thông tin là thực sự cần thiết. Nhưng thật không may là hầu hết các
mạng cđa các công ty, các cơ quan đỊu là các thực thĨ độc lập, đưỵc thiết
lập đĨ phơc vơ nhu cầu trao đỉi thông tin cđa bản thân các tỉ chức đó. Các
mạng này có thĨ đưỵc xây dựng từ những kĩ thuật phần cứng khác nhau đĨ
phù hỵp với những vấn đỊ giao tiếp thông tin cđa riêng họ. ĐiỊu này chính là
một cản trở cho viƯc xây dựng một mạng chung, bởi vì sẽ không có một kĩ
thuật phần cứng riêng nào đđ đáp ứng cho viƯc xây dựng một mạng chung
thoả mãn nhu cầu người sư dơng. Người sư dơng cần một mạng tốc độ cao
đĨ nối các máy, nhưng những mạng như vậy không thĨ đưỵc mở rộng trên

những khoảng cách lớn. Nhu cầu vỊ một kỹ thuật mới mà có thĨ kết nối đưỵc
nhiỊu mạng vật lý có cấu trĩc khác hẳn nhau là thật sự cần thiết. Nhận thức
đưỵc điỊu đó, trong quá trình phát triĨn mạng ARPANET cđa mình, tỉ chức
ARPA ( Advanced Research Projects Agency) đã tập trung nghiên cứu nhằm
đưa ra một kỹ thuật thoả mãn những yêu cầu trên. Kỹ thuật ARPA bao gồm
một thiết lập cđa các chuẩn mạng xác định rõ những chi tiết cđa viƯc làm
thế nào đĨ các máy tính có thĨ truyỊn thông với nhau cịng như một sự thiết
lập các quy ước cho kết nối mạng, lưu thông và chọn đường. Kỹ thuật đó
đưỵc phát triĨn đầy đđ và đưỵc đưa ra với tên gọi chính xác là TCP/IP Iternet
Protocol Suit và thường đưỵc gọi tắt là TCP/IP. Dùng TCT/IP người ta có thĨ
kết nối đưỵc tất cả các mạng bên trong công ty cđa họ hoỈc có thĨ kết nối
giữa các mạng cđa các công ty, các tỉ chức khác nhau, với nhau.
TCP/IP có một số đỈc tính quan trọng sau:
• Là bé giao thức chuẩn mở và sẵn có, vì: nó không thuộc sở hữu cđa
bất cứ một tỉ chức nào; các đỈc tả thì sẵn có và rộng rãi. Vì vậy bất kì ai cịng
có thĨ xây dựng phần mỊm truyỊn thông qua mạng máy tính dựa trên nó.
17
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
*0 TCP/IP độc lập với phần cứng mạng vật lý, điỊu này cho phép TCP/IP
có thĨ đưỵc dùng đĨ kết nối nhiỊu loại mạng có kiến trĩc vật lý khác nhau
như: Ethernet, Tokenring, FDDI, X25, ATM
*1 TCP/IP dùng địa chỉ IP đĨ định danh các host trên mạng tạo ra một
mạng ảo thống nhất khi kết nối mạng.
*2 Các giao thức lớp cao đưỵc chuẩn hoá thích hỵp và sẵn có với người
dùng.
2.2.Cấu trĩc phân lớp cđa TCP/IP
Như ta đã nói ở phần trước, TCP/IP cịng là mô hình mở đĨ kết nối
mạng. Nó cịng đưỵc thiết kế theo mô hình kiến trĩc phân tầng tương tự như
trong mô hình tham chiếu OSI ta đã trình bày ở chương trước. Bộ giao thức

TCP/IP đưỵc thiết kế gồm bốn lớp đưỵc mô tả như hình sau đây:
Application
Transport
Internet
Network
Interface
*3 Lớp ứng dơng (Application): Đây là lớp cao nhất trong cấu trĩc phân
lớp cđa TCP/IP. Lơp này bao gồm tất cả các chuơng trình ứng dơng sư dơng
các dịch vơ sẵn có thông qua mét TCP/IP internet.Các chương trình ứng
dơng tương tác với một trong các giao thức cđa líp Transport đĨ truyỊn hoỈc
nhận dữ liƯu. Mỗi chương trình ứng dơng lựa chọn một kiĨu giao thức thích
hỵp cho công viƯc cđa nó. Chương trình ứng dơng chuyĨn dữ liƯu theo mẫu
mà lớp Transport yêu cầu.
*4 Lớp vận chuyĨn (Transport): NhiƯm vơ trước tiên cđa líp Transport
là cung cấp sự giao tiếp thông tin giữa các chương trình ứng dơng. Mỗi sự
giao tiếp đưỵc gọi là end-to-end. Líp Transport cịng có thĨ điỊu chỉnh lưu
lưỵng luồng thông tin. Nã cịng cung cấp một sự vận chuyĨn tin cậy, đảm bảo
rằng dữ liƯu đến mà không bị lỗi. ĐĨ làm như vậy, phần mỊm giao thức hỗ
trỵ đĨ bên nhận có thĨ gưi lại các thông báo xác nhận vỊ viƯc thu dữ liƯu và
bên gưi có thĨ truyỊn lại các gói tin bị mất hoỈc bị lỗi. Phần mỊm giao thức
chia dòng dữ liƯu ra thành những đơn vị dữ liƯu nhỏ hơn (thường đưỵc gọi
là các Packets) và chuyĨn mỗi packet cùng với địa chỉ đích tới lớp tiếp theo
đĨ tiếp tơc quá trình truyỊn dẫn.
18
781D1
(#GHGIJKD1
7B
1224
:2B
341ALB

! 781D1M2N:2
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
MỈc dù hình 2-1 dùng một khối đĨ biĨu diƠn cho lớp ứng dơng, nhưng
nói chung máy tính có thĨ có nhiỊu chương trình ứng dơng truy nhập vào
internet tại cùng một thời điĨm. Lớp Transport phải chấp nhận dữ liƯu từ
một số chương trình ứng dơng và gưi nó tới lớp tiếp theo thấp hơn. ĐĨ làm
như vậy nó thêm vào thông tin bỉ sung cho mỗi packet, gồm cả các mã định
danh chương trình ứng dơng đã gưi nó và chương trình ứng dơng sẽ nhận
nó, cịng như một tỉng kiĨm tra. Máy nhận sư dơng tỉng kiĨm tra đĨ thẩm tra
gãi tin đã đến, và sư dơng mã đích đĨ định danh chương trình ứng dơng nó
đưỵc chuyĨn phát đến.
*5 Internet layer: Như chĩng ta vừa thấy, lớp Internet xư lý giao
tiếp thông tin từ một máy này tới một máy khác. Nó chấp nhận một yêu
cầu đĨ gưi một gói từ từ lớp Transport cùng với một định danh cđa máy
đích mà gói tin sẽ đưỵc gưi tới. Nó sẽ bọc gói tin trong mét IP Datagram,
điỊn đầy vào trong phần header, sư dơng giải thuật chọn đường đĨ quyết
định là giao phát gói tin trực tiếp hay là gưi nó tới một Router, và chuyĨn
datagram tới giao diƯn phối ghép mạng thích hỵp cho viƯc truyỊn dẫn.
Lớp Internet cịng xư lý các Datagram đến, kiĨm tra tÝnh hỵp lƯ cđa chĩng,
và sư dơng giải thuật chọn đường đỴ quyết định là datagram sẽ đưỵc xư lý
cơc bé hay là sẽ đưỵc chuyĨn đi tiếp. Đối với các datagrams có địa chỉ đích
cơc bộ, thì phần mỊm líp internet sẽ xoá phần header cđa các datagram đó,
và chọn trong số các giao thức lớp Transport mét giao thức thích hỵp đĨ xư
lý packet. Trong líp Internet còn gưi các ICMP (Information Control
Message Protocol)và các messages điỊu khiĨn khi cần thiết và xư lý tất cả
mọi ICMP Messages tới.

19
Application

Transport
Internet
Network
Interface
Application
Transport
Internet
Network
Interface
Internet
Network
Interface
Physcal net 1 Physcal net 2
Identical
message
Identical
packet
Router R
Identical
datagram
Identical
datagram
Identical
frame
Identical
frame
!!
Host A
Host B
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế

mạng
*6 Network Interface Layer: lớp thấp nhất cđa mô hình phân lớp
TCP/IP, chịu trách nhiƯm vỊ viƯc chấp nhận các IP datagrams và viƯc
truyỊn phát chĩng trên một mạng xác định. Một giao diƯn phối ghép mạng
có thĨ gồm một bộ đièu khiĨn thiết bị (ví dơ như khi mạng là mạng cơc bộ
mà máy đưỵc gắn nối trực tiếp tới) hoỈc là một hƯ thống con phức táp sư
dơng giao thức Data Link cđa bản thân nó (ví dơ khi mạng bao gồm các
chuyĨn mạch gói giao tiếp với các host bằng giao thức HDLC).
ĐĨ hình dung sự hoạt động trong môi trường phân lớp cđa TCP/IP ta
hãy xét hình vẽ minh hoạ sau:
Như hình 2-2 minh họa, viƯc giao phát message sư dơng hai mạng
riêng biƯt, một mạng cho viƯc truyỊn dẫn từ host A tới Router R, và mạng
kia truyỊn dẫn từ Router R tới Host B.
Trong phần tiếp theo ta sẽ sâu tìm hiĨu vỊ líp Internet và lớp Transport,
là hai líp quan trong nhất trong mô hình phân lớp TCP/IP, các giao thức
đưỵc sư dơng trong hai lớp đó là: giao thức TCP, UDP cho líp Transport và
giao thức IP, ICMP cho líp Internet.
2.3.Các giao thức líp Internet (Internet Protocol - IP)
Internet protocol (IP), là tên gọi giao thức lớp Internet định nghĩa các
phương tiƯn giao phát unreliable, connectionless, và thường đưỵc biết với
cái tên tắt là IP. Trước nhất, giao thức IP định nghĩa những đơn vị cđa viƯc
truyỊn dữ liƯu đưỵc dùng qua một mạng TCP/IP internet. Vì vậy, nó xác
định chính xác khuôn dạng cđa tất cả dữ liƯu khi nó đưỵc chuyĨn qua một
mạng TCP/IP internet. Thứ hai, phần mỊm IP thực hiƯn chức năng chọn
đường đĨ chọn ra con đường đĨ gưi dữ liƯu qua. Thứ ba, đĨ thêm vào tính
chính xác các đỈc tả kĩ thuật cđa khuôn dạng dữ liƯu và chọn đường thông
thường, IP gồm có cả một tập các luật biĨu hiƯn cho ý tưởng cđa hƯ thống
giao phát gói tin unreliable. Các luật chỉ rõ viƯc làm thế nào đĨ các hosts và
các Routers xư lý các gói tin, làm thế nào và khi nào các thông báo lỗi sẽ
đưỵc phát đi, và các điỊu kiƯn cho viƯc hủ gãi tin. IP là phần chđ yếu cđa

thiết kế nên một mạng TCP/IP internet đôi khi còn đưỵc gọi là một mạng
dựa trên kĩ thuật IP (IP-based technology). Chĩng ta sẽ lần lưỵt xem xét các
vấn đế đưỵc đỊ cập trong IP.
2.3.1.Internet Datagram.
Có rất nhiỊu sự tương tự giữa một mạng vật lý và một TCP/IP internet.
Trên một mạng vật lý, đơn vị truyỊn là frame cái chứa một header và dữ
liƯu, phần header mang nhiỊu thông tin như địa chỉ nguồn, đích. Internet gọi
những đơn vị truyỊn cơ sở cđa nó là Internet datagram (IP datagram) hay
đơn giản là datagram.
Như mét khung mạng vật lý, mét datagram đưỵc chia thành vùng header và
vùng dữ liƯu. Phần header cịng tươong tự frame, nó chứa địa chỉ nguồn, địa
chỉ đích và một trường type dùng định danh nội dung cđa dtagram. Sự khác
20
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
nhau là header cđa datagram chứa địa chỉ IP còn header cđa frame chứa địa
chỉ vật lý. Hình sau mô tả dạng tỉng quát cđa mét datagram.
Datagram Header Datagram Data
a) Khuôn dạng Datagram:
VERS HLEN Kiểu dịch vụ Tổng độ dài
Identification FLAGS FRAGMENT OFFSET
TIME TO LIVE PROTOCOL HEADER CHECKSUM
Source IP Address
Destination IP Address
IP OPTION (IF ANY) PADDING
DATA
.
Bởi vì qĩa trình xư lý datagram là do phần mỊm nên nội dung và
khuôn dạng không bị phơ thuộc bởi phần cứng. Ví dơ bèn bit trường đầu
tiên (VERS) chứa VERSION cđa giao thức IP đưỵc sư dơng đĨ tạo datagram.

Trường này đưỵc sư dơng đĨ thẩm tra rằng bên gưi bên nhận và bất kỳ
Router nào trong số giữa chĩng đồng ý vỊ khuôn dạng cđa datagram. Tất cả
mọi phần mỊm IP đưỵc yêu cầu đĨ kiĨm tra trường VERSION trước khi xư
lý mét datagram đĨ đảm bảo nó phù hỵp với khuôn dạng mà các phần mỊm
trông đỵi. Nếu chuẩn thay đỉi, các máy sẽ loại bỏ các datagram cùng với các
VERSION giao thức khác với phiên bản cđa chĩng, ngăn cản chĩng hiĨu sai
nội dung datagram theo các fomat quá cị. Trường độ dài header (HLEN) cịng
có bốn bits, đưa ra gia strị độ dài header cđa datagram đưỵc biĨu diƠn bởi từ
32 bits. Chĩng ta se thấy tất cả các trường trong header có một độ dài cố định
trừ trường IP OPTION và cacs trường PADDING tương ứng. Header thông
thường nhất không chứa các lựa chọn (option) và padding.
Trường TOTAL LENGTH đưa ra độ dài cđa IP datagram đưỵc đo bởi
octets, gồm cả các octets cđa phần header và dữ liƯu. Kích thước cđa vùng
dữ liƯu có thĨ tính toán bằng viƯc trừ đi chiỊu dài cđa header (HLEN) từ giá
trị cđa TOTAL LENGTH. Bởi vì trường TOTAL LENGTH là 16 bits nên giá
trị tối đa cđa gãi tin IP là IP là 2
16
hay 65535 octets. Trong hầu hết các ứng
dơng, điỊu này không phải là một hạn chế nghiêm trọng. Nó có thĨ trở nên
quan trọng hơn trong tương lai nếu các mạng có tốc độ cao hơn có thĨ mang
các gói dữ liƯu lớn hơn so với 65535 octets.
b) KiĨu datagram cđa dịch vơ và quyỊn ưu tiên trước datagram.
KiĨu dịch vơ TOS (Type of service) đưỵc gọi một cách không chính
thức là trường service type 8bits xác định làm thế nào datagram sẽ đưỵc xư
lý và đưỵc phân ra 5 trường nhỏ hơn (subfield) như hình sau:
21
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
0 1 2 3 4 5 6
7

PRECEDENCE D T R UNUSER

Ba bits PRECEDENCE xác định quyỊn đi trước cđa datagram với giá
trị từ 0-7, cho phép người gưi chỉ rõ mức độ quan trọng cđa mỗi datagram.
MỈc dù hầu hết các hosts và phần mỊm Router bá qua kiĨu dịch vơ nhưng nó
là một khái niƯm quan trọng bởi vì nó cung cấp một phương tiƯn có thĨ cho
phép thông tin điỊu khiĨn có quyỊn ưu tiên trên dữ liƯu. Ví dơ nếu tất cả các
host và các Router tôn trọng quyỊn đi trước thì nó có thĨ thi hành các giải
thuật điỊu khiĨn tắc nghẽn. Các bits D,T và R xác định kiĨu vận chuyĨn
datagram yêu cầu. Khi thiết lập bit D yêu cầu độ trƠ thấp, bit T yêu cầu độ
thông cao, và bit R nyêu cầu độ tin cậy cao. Dĩ nhiên nó có lẽ không thĨ cho
mét internet đĨ đảm bảo kiĨu vận chuyĨn đưỵc yêu cầu (chẳng hạn nó có thĨ
là không có con đường tới đích có quyỊn đưỵc yêu cầu. Vì vậy chĩng ta nghĩ
vỊ yêu cầu vận chuyĨn như mét gỵi ý cho các giải thuật chọn đường, không
phải như mét nhu cầu. Nếu một Router không biết nhiỊu hơn một khả dơng
tới một đích cho trước thì nó có thĨ sư dơng trường type of transport đĨ lựa
chọn một kiĨu với các đỈc điĨm gần vơí những mong muốn đó nhất. Ví dơ,
giảt sư mét Router có thĨ chọn giữa một đường leased line dung lưỵng thấp
hoỈc một kết nối vƯ tinh băng thông cao (nhưng trƠ cao). Các datagram từ
một người dùng tới một máy ở xa có bit D thiết lập đòi hỏi rằng chĩng chĩng
phải đưỵc giao phát càng nhanh cành tốt, trong khi các datagrams mang mét
file khối lưỵng lớn hơn có thĨ thiết lập yêu cầu rằng chĩng đi qua con đường
vƯ tinh dung lưỵng cao.
Nã cịng rất quan trọng đĨ nhận ra rằng các giải thuật chọn đường phải
chọn từ giữa các kỹ thuật mạng vật lý bên dưới, vì mỗi kỹ thuật có những
đỈc tính trƠ, độ thông, và độ tin cậy riêng. Thường một kỹ thuật cho trước
bao giê cịng có hai mỈt (ví dơ: tốc độ thông cao thì trƠ lớn). Vì vậy lý tưởng
đĨ đưa ra cho giải thuật chọn đường là một gỵi ý vỊ những gì quan trọng
nhất, nó hiếm khi có nghĩa xác định cả 3 kiĨu dịch vơ.
Chĩng ta quan tâm đỈc tả kiĨu giao vận như là một gỵi ý cho giải thuật

chọn đường, cái giĩp nó lựa chọn giữa nhiỊu con đường khác nhau đĨ tới một
đích dựa trên hiĨu biết sđa nã vỊ kỹ thuật phần cứng, sẵn có trên con đường
đó. Một internet không đảm bảo kiĨu vận chuyĨn đã yêu cầu.
c) Đóng gói các datagram.
Trước khi chĩng ta có thĨ hiĨu các trường hỵp tiếp theo trong mét
datagram, sẽ là rất quan trọng đĨ quyết dịnh làm thế nào các datagram liên
quan tới các khung mạng vật lý. Chĩng ta bắt đầu với câu hỏi: “ Datagram có
thĨ lớn hơn mức nào “. Không giống như các frames mạng vật lý, cái có thĨ
phải đưỵc nhận ra bởi phần cứng, các datagrams đưỵc xư lý bằng phần mỊm.
Chĩng có thĨ có bất kỳ chiỊu dài nào mà người thiết kế giao thức chọn. Chĩng
ta đã thấy rằng khuôn dạng datagram hiƯn hiƯn chỉ phân 16bits cho trường
22
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
chiỊu dài tỉng cộng nên giới hạn lớn nhất cđa chiỊu dài datagram là
65535octets. Dù sao, giới hạn đó có thĨ đưỵc thay đỉi ở version cđa giao
thức sau này.
Những giới hạn cơ bản hơn vỊ kích thước datagram nảy sinh từ thực
tế. Chĩng ta biết rằng, khi các datagram chuyĨn từ máy này tới máy khác,
chĩng phải luôn đưỵc vận chuyĨn bằng mạng vật lý bên dưới. ĐĨ thực hiƯn
viƯc vận chuyĨn trong internet một cách hiƯu quả, chĩng ta phải bảo đảm
rằng mỗi datagram qua mạng trong mét frame vật lý phân biƯt. Đó là chĩng
ta muốn cái nhìn trừu tưỵng vỊ mét packet mạng vật lý cđa chĩng ta ánh xạ
trực tiếp ra mét packet thực nếu có thĨ.

Datagram
Header
Datagram Data Area
FRAME
Header

FRAME DATA AREA
Hình 2-2 Bọc gói tin trong IP mét frame. Mạng vật lý coi toàn bộ datagram gồm
cả header như là dữ liƯu.
Ý tưởng vỊ viƯc mang mét datagram trong mét frame mạng đưỵc gọi là
“encapsulation”. Đối với mạng bên dưới, một datagram giống như bất kỳ
messages nào khác đưỵc gưi từ một máy tới máy khác. Phần cứng không
nhận ra đưỵc khuôn dạng datagram, cịng không hiĨu đưỵc địa chỉ IP đích. Vì
vậy, hình sau mô tả khi một máy gưi mét IP datagram tới một máy khác,
toàn bộ datagram đưỵc đỈt vào phần dữ liƯu cđa frame mạng.
d) Kích thước datagram, network MTU và sự phân mảnh.
Trong trường hỵp lý tưởng, toàn bộ IP datagram vừa khít trong mét
khung vật lý, viƯc thực hiƯn truyỊn dẫn qua mạng vật lý là hiƯu quả. ĐĨ có
đưỵc những hiƯu quả như vậy, những nhà thiết kế IP có thĨ đã lựa chọn một
kích thước datagram tối đa đĨ một datagram sẽ luôn vừa trong mét frame.
Nhưng kích thước nào cđa frame sẽ đưỵc lựa chọn?. Cuối cùng, một
datagram có thĨ đi qua nhiỊu kiĨu mạng vật lý khi nã chuyĨn qua mét internet
tới đích cuối cùng cđa nã.
ĐĨ hiĨu đưỵc vấn đỊ, chĩng ta cần yếu tố vỊ phần cứng mạng: Mỗi kỹ
thuật chuyĨn mạch gói đỈt một giới hạn cố định trên một số lưỵng dữ liƯu
có thĨ đưỵc truyỊn trên một khung vật lý. Ví dơ Ethernet giới hạn viƯc
truyỊn tối đa là 1500 octets dữ liƯu, trong khi FDDI cho phép tới gần 4470
octets dữ liƯu / 1 frame. Chĩng ta gọi những giới hạn này là MTU cđa mạng
(Maximum Transfer Unit). Kích cỡ MTU có thĨ hơi nhỏ: một số kỹ thuật
phần cứng giới hạn truyỊn 128 octets hoỈc Ýt hơn. ViƯc giới hạn các
datagram đĨ làm vừa vỈn MTU nhỏ nhất trong Internet làm cho viƯc truyỊn
có hiêơ quả khi những datagram đó chuyĨn qua một mạng, cái có thĨ mang
23
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
các frame cỡ lớn hơn. Dù sao thì viƯc cho phép các datagram lớn hơn so với

MTU mạng nhỏ nhất trong mét internet có nghĩa là một datagram có thĨ
không phải lĩc nào cịng vừa vỈn trong mét frame mạng.
Hình 2-3 Router R1 phân mảnh các datagrams lớn đưỵc gưi từ A tới B. R2 phân
mảnh các datagrams từ B tới A.
Sự lựa chọn có thĨ là hiĨn nhiên: quan điĨm cđa thiết kế internet là đĨ Èn đi
các kỹ thuật mạng bên dưới và làm cho viƯc giao tiếp thuận tiƯn với người
dùng. Vì vậy, thay vì viƯc thiết kế các datagram tôn trọng triƯt đĨ những
ràng buộc cđa mạng vật lý, thì phần mỊm TCP/IP chọn một kích thước
datagram khởi đầu tiƯn lỵi và giĩp phân chia các datagram lớn ra các phần
nhỏ khi datagram cần đi qua một mạng có MTU nhỏ. Các phần nhỏ cđa
datagram đưỵc chia gọi là phân mảnh (fragment), và quá trình phân chia
đưỵc gọi là quá trình phân mảnh (fragmentation).
Hình 2-3 minh hoạ quá trình phân chia thường xảy ra tại một Router
nào đó dọc theo con đường datagram đi từ nguồn tới đích. Router nhận một
datagram từ mạng với một MTU lớn và phải gưi nã qua một mạng có MTU
nhỏ hơn kích thước cđa datagram. Trong hình vẽ, cả 2 Host gắn trực tiếp tới
các Ethernets có MTU là 1500 octest. Vì vậy cả 2 Hosts có thĨ phát và gưi
tới kích thước 1500 octests. Nhưng con đường giữa chĩng là một mạng với
MTU bằng 600. Nếu Host A gưi cho Host B mét datagram lớn hơn 600
octests, Router R1 sẽ phân mảnh datagram đó. Tương tự, nếu B gưi 1
datagram lớn hơn 600 tới A, R2 sẽ phân mảnh chĩng.
DATAGRA
M HEADER
Data
1
600 octets
Data
2
600 octets
Data

3
200 octets
(a)
FRAGMENT 1
HEADER
Data
1
FRAGMENT 2
HEADER
Data
2
24
Host
A
Host
B
R1 R2
Net 2
MTU=600
Net 1
MTU=1500
Net 3
MTU=1500
L?$&7O .AAP/
L?$&7O!.AA6PP/
Đồ án tốt nghiệp Chọn đường và ứng dụng trong thiết kế
mạng
FRAGMENT 3
HEADER
Data

3
Hình 2-4 (a) Mét datagram 1400 ocsets và (b) 3 mảnh cho mạng có MTU
bằng 600. Header 1 và 2 có thêm bit thiết lập phân mảnh. Các offset là các số
octet tính theo hƯ 10 chĩng phải đưỵc chia cho 8 đĨ lấy giá trị đã cất giữ trong
fragment header.
Kích cỡ mảnh đưỵc chọn sao cho mỗi mảnh có thĨ đưỵc chuyĨn qua
mạng dưới một frame đơn. Hơn nữa, bởi IP đưa ra offset cđa dữ liƯu là bội
số cđa 8 ocsets, nên kích thước cđa mảnh phân đưỵc chọn là bội số cđa 8. Dĩ
nhiên, một datagram thường không chia datagram thành các phần kích cỡ
bằng nhau; phần cuối cùng thường ngắn hơn những phần khác. Các mảnh
phải đưỵc lắp ráp lại đĨ tạo ra 1 bản sao đầy đđ cđa datgram ban đầu trước
khi nó có thĨ đưỵc xư lý tại đích.
Giao thức IP Protocol không giới hạn kích thước cho datagram, hay là
đảm bảo rằng các datagram lớn hơn sẽ đưỵc giao phát mà không cần phân
mảnh. Nguồn có thĨ chọn bất kỳ kích thước datagram mà nó cho là thích
hỵp; viƯc phân mảnh và ráp lại diƠn ra 1 cách tự động, mà không cần
nguồn phải có một hành động gì. ĐỈc tả kỹ thuật IP chỉ rõ rằng các Routers
phải chấp nhận các datagram phải có kích cỡ bằng các MTU lớn nhấtcđa các
mạng chĩng gắn nối tới. Hơn nữa, 1 Router phải luôn luôn xư lý các
datagram lên tới 576 ocsets (các hosts cịng đưỵc yêu cầu chấp nhận, và có
thĨ tái lắp ghép khi cần, các datagrams với Ýt nhất là 576 ocsets.)
ViƯc phân mảnh 1 datagram có nghĩa là phân chia nó thành một số
phần mảnh nhỏ hơn. Có thĨ sẽ làm bạn ngạc nhiên, đó là mỗi phần có cùng
một khuôn dạng như datagram ban đầu. Hình 2-4 đã minh hoạ điỊu này.
Mỗi mảnh chứa một datagram header, nã lỈp lại hầu hết thông tin cđa
datagram header ban đầu (trừ một bit trong trường FLAGS đĨ chỉ ra rằng nó
là một mảnh.

e)Tái lắp ghép các mảnh.
Mét Datagram sẽ đưỵc lắp ghép sau khi đi qua một mạng. Trong mét

TCP/IP internet mét khi mét Datagram đã đưỵc phân mảnh thì các mảnh sẽ
đi tới đích như thĨ những Datagram riêng biƯt cùng tới một đích cuối là nơi
chĩng phải đưỵc lắp ghép lại. ViƯc duy trì cho tất cả các mảnh cùng tới một
đích cuối có hai bất lỵi. Thứ nhất bởi vì các Datagram không đưỵc lắp ghép
lại ngay lập tức khi chuyĨn qua một mạng có MTD nhỏ, nên các mảnh nhỏ
phải đưỵc mang từ nơi phân mảnh tới đích cuối cùng. ViƯc lắp ghép lại các
Datagrams tại đích cuối cùng có thĨ dẫn tới sự không hiƯu quả, dù là một số
trong các mạng vật lý đã gỈp sau điĨm phân mảnh có MTD lớn hơn, trong
khi chỉ các phân mảnh nhỏ đi qua nó. Thứ hai, nếu bất kỳ mảnh nào bị mất,
datagram không thĨ đưỵc lắp ghép lại đưỵc. Máy nhận khởi tạo một bộ timer
lắp ghép khi nó nhận đưỵc một mảnh khởi đầu Nếu timer hết hiƯu lực trước
khi tất cả các mảnh tới thì máy đang nhận sẽ hủ các gói mà không xư lý. Vì
25
L?$&7O0.AA !PP/