tổng quan về giao thức truyền thông mobile ip

Đồ án tốt nghiệp Lời nói
đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay việc sử dụng mạng máy tính như một công cụ trong kinh doanh,
thông tin liên lạc, trao đổi dữ liệu, học tập cũng như vui chơi giải trí đã trở nên
rất thông dụng và ngày càng quan trọng đối với con người. Việc giao tiếp và
trao đổi dữ liệu giữa các máy tính trong mạng cục bộ cũng như trên mạng
thông tin toàn cầu Internet hiện nay chủ yếu sử dụng bộ giao thức truyền thông
TCP/IP, hoạt động trên cơ sở của mô hình OSI. Như đã biết, các phiên bản IP
hiện nay tuy đã quá quen thuộc và được dùng rộng rãi trên toàn thế giới nhưng
nó đang bộc lộ một số nhược điểm như không gian địa chỉ hạn hẹp, khả năng
bảo mật không cao và đặc biệt là không hỗ trợ cho các nút (hay các host) có
khả năng di động (hay còn gọi là nút di động). Nút di động có thể là các thiết
bị PDA, laptop, palmtop hay điện thoại di động, đó là các thiết bị có khả
năng di chuyển từ nơi này đến nơi khác một cách dễ dàng. Mặt khác, nhu cầu
sử dụng các thiết bị này ngày càng tăng do khả năng di động cũng như tính ưu
việt về kích thước của chúng. Như vậy vấn đề đặt ra là cần có một bộ giao
thức thích hợp với sự di chuyển của các nút mạng từ nơi này đến nơi khác
trong khi vẫn duy trì liên lạc được với mạng gốc cũng như với bất kỳ nút nào
muốn liên lạc với chúng mà không phải định lại cấu hình hoặc thay đổi địa chỉ
IP của các nút di động này. IP không hỗ trợ khả năng này đối với nút mạng
thực hiện chức năng di động.
Giao thức Mobile IP được nghiên cứu dựa trên nền tảng của giao thức
TCP/IP kế thừa các ưu điểm khắc phục những nhược điểm cho phù hợp với
tình hình phát triển hiện tại là giao thức cho phép các nút di chuyển trên mạng
mà không thay đổi địa chỉ IP của nút, hay nói cách khác là các nút mạng này
có khả năng kết nối Internet tại bất cứ địa điểm nào trên thế giới. Giao thức
Mobile IP sẽ quy định rõ các thủ tục đăng ký của các nút di động với mạng
gốc, mạng khách cũng như các cơ chế khác có liên quan đến việc di chuyển
của nút trong thời gian kết nối Internet. Trong tương lai bé giao thức Mobile
IP cũng sẽ là một giao thức quan trọng và được sử dụng rộng rãi.

1
Đồ án tốt nghiệp Lời nói
đầu
Với những lý do trên em đã chọn đề tài: “Tổng quan về giao thức truyền thông
Mobile IP ” với mục đích nghiên cứu về vai trò, chức năng và hoạt động của giao
thức Mobile IP trong thông tin liên lạc.
Chương 1 giới thiệu một cách khái quát về mô hình tham chiếu OSI. Đây
là một công cụ rất hữu Ých đối với việc phân tích và nắm vững các hệ truyền
thông dữ liệu. Mô hình OSI rất quan trọng vì tất cả các giao thức truyền thông
đang sử dụng hiện nay (IPX/SPX của NetWare, TCP/IP trên Internet và ngay
cả SNA của IBM) đều có thể được sắp đặt theo các chức năng trong mỗi lớp
của mô hình.
Ngoài ra, chương này còn giới thiệu đôi nét về họ giao thức TCP/IP và các
giao thức có liên ở lớp mạng và lớp giao vận - hai lớp chủ yếu và có liên quan
trực tiếp đến các giao thức được đề cập.
Chương 2 trình bày về giao thức TCP.
Chương 3 trình bày về giao thức TCP. Đây là nền tảng để xây dựng nên
Mobile IP.
Chương 4 giới thiệu đôi nét về giao thức Mobile IP: sù ra đời của một giao
thức mới, mục đích, các yêu cầu cũng như các thuật ngữ mới được sử dụng
trong Mobile IP.
Chương này sẽ cho ta thấy một cái nhìn tổng quát về hoạt động của
Mobile IP từ đó sẽ dẫn đến việc nghiên cứu chi tiết về các thủ tục, cấu trúc các
phần mở rộng trong các bản tin điều khiển và sự kết hợp hoạt động của Mobile
IP với các giao thức khác trong các chương sau.
Chương 5 trình bày về sự phát hiện trạm, sự phối hợp hoạt động của các
thực thể trên mạng gốc cũng như ở mạng ngoài để quá trình trao đổi tin giữa
nút di động và các nút khác được thực hiện một cách thông suốt.
Chương 6 trình bày tổng quan về sự đăng ký; cấu trúc của các bản tin đăng
ký, trả lời đăng ký cũng như hoạt động của các nút di động và các trạm có liên

quan.
Chương 7 nghiên cứu về vấn đề định tuyến các gói tin trên mạng. Việc
nhận gửi các gói tin của nút di động với các nút đang hoạt động trên mạng
hoặc với các nút trên một mạng khác.
Chương 8 nghiên cứu về vấn đề bảo mật trong Mobile IP.
2
Đồ án tốt nghiệp Lời nói
đầu
Mobile IP là một giao thức khá phức tạp, nó liên quan đến một số giao thức
như TCP, IP, ICMP, DHCP và một số giao thức khác. Trong quá trình nghiên
cứu em đã cố gắng để luận văn tốt nghiệp được hoàn chỉnh song chắc chắn
không tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự góp ý của Thầy giáo
hướng dẫn, Tiến sỹ Trần Trung Dũng, cũng như các thầy cô và bạn bè trong
bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ em
trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Em xin bày tỏ sự biết ơn tới các
thầy cô giáo trong khoa và bè bạn đã có những đóng góp quý báu giúp em
hoàn thành tốt đề tài đã lựa chọn.

Hà Nội, tháng 5 năm 2003
Sinh viên Nguyễn Hồng Phong
3
Đồ án tốt nghiệp Nội
dung
MỤC LỤC
Chương 1. Mở đầu 8
1.1 Đặt vấn đề 8
1.2 Giải pháp 9
Chương 2. Giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP) 12
2.1 Khuôn dạng đoạn TCP (TCP segment) 12

2.2 Truyền dữ liệu 14
2.3 Độ tin cậy 15
2.4 Độ ưu tiên và bảo mật 16
Chương 3. Giao thức Internet (IP) 17
3.1 Cấu trúc gói IP (IP Datagram) 18
3.2 Đơn vị truyền tối đa (MTU) 20
3.3 Địa chỉ IP 21
3.3.1 Các lớp địa chỉ IP 22
3.3.2 Địa chỉ mạng con 23
3.3.3 Địa chỉ quảng bá (broadcast) 24
3.4 Định tuyến cho IP 25
3.4.1 Định tuyến trực tiếp và gián tiếp 25
3.4.2 Bảng định tuyến (table-driven IP routing) 25
3.5 IP multicast 27
3.5.1 Khái niệm về IP multicast 27
3.5.2 Địa chỉ IP multicast 28
3.5.3 Xử lý multicast 28
Chương 4. Tổng quan về giao thức Mobile IP 30
4.1 Các yêu cầu đối với giao thức mới 30
4.2 Các giả định 31
4.3 Các thực thể kiến trúc mới 31
4.4 Các thuật ngữ 32
4.5 Tổng quan về giao thức mới 33
4.6 Định dạng bản tin và khả năng mở rộng giao thức 37
Chương 5. Sự phát hiện trạm 40
5.1 Sự quảng cáo trạm 41
5.1.1 Phần mở rộng bản tin quảng cáo trạm di động 42
4
Đồ án tốt nghiệp Nội
dung

5.1.2 Phần mở rộng Prefix-Lengths 44
5.1.3 Phần mở rộng 1 byte đệm 45
5.2 Sự chiếm trạm 45
5.3 Xem xét về trạm ngoài và trạm gốc đối với sự quảng cáo trạm
46
5.3.1 Các địa chỉ bộ định tuyến được quảng cáo (Advertised
Router Addresses) 47
5.3.2 Các số tuần tự và quá trình quay vòng số 47
5.4 Xem xét về nút di động 47
5.4.1 Đăng ký theo yêu cầu 48
5.4 2 Sự phát hiện di chuyển 48
5.4.2.1 Thuật toán thứ nhất 49
5.4 2.2 Thuật toán thứ hai 49
5.4 3 Sự trở về mạng gốc 50
5.4.4 Các số tuần tự và quá trình quay vòng số 50
Chương 6. Sự đăng ký 51
6.1 Khái quát về sự đăng ký 51
6.2 Sự nhận thực 53
6.3 Cấu trúc bản tin yêu cầu đăng ký 53
6.4 Cấu trúc bản tin trả lời đăng ký 55
6.5 Các phần mở rộng việc đăng ký 58
6.5.1 Các giá trị phần mở rộng nhận thực tính toán 58
6.5.2 Phần mở rộng nhận thực giữa nút di động và trạm gốc 60
6.5.3 Phần mở rộng nhận thực giữa nút di động và trạm ngoài 60
6.5.4 Phần mở rộng nhận thực giữa trạm ngoài và trạm gốc 61
6.6 Xem xét về nút di động 62
6.6.1 Gửi các yêu cầu đăng ký 63
6.6.1.1 Các trường IP 63
6.6.1.2 Các trường trong bản tin yêu cầu đăng ký 64
6.6.1.3 Các phần mở rộng 67

6.6.2 Nhận các trả lời đăng ký 67
6.6.2.1 Kiểm tra tính hợp lệ 68
6.6.2.2 Yêu cầu đăng ký được chấp nhận 69
5
Đồ án tốt nghiệp Nội
dung
6.6.2.3 Yêu cầu đăng ký bị từ chối 69
6.6.3 Truyền lại bản tin yêu cầu đăng ký 70
6.7 Xem xét về trạm ngoài 71
6.7.1 Bảng cấu hình và đăng ký 72
6.7.2 Nhận các yêu cầu đăng ký 72
6.7.2.1 Kiểm tra tính hợp lệ 73
6.7.2.2 Chuyển tiếp một yêu cầu đăng ký hợp lệ đến trạm gốc. 73
6.7.2.3 Từ chối các yêu cầu không hợp lệ 74
6.7.3 Nhận các bản tin trả lời đăng ký 75
6.7.3.1 Kiểm tra tính hợp lệ 75
6.7.3.2 Chuyển tiếp các bản tin trả lời đến nút di động 76
6.8 Xem xét về trạm gốc 77
6.8.1 Các bảng cấu hình và đăng ký 78
6.8.2 Nhận các yêu cầu đăng ký 78
6.8.2.1 Kiểm tra tính hợp lệ 78
6.8.2.2 Chấp nhận một yêu cầu hợp lệ 80
6.8.2.3 Từ chối một yêu cầu đăng ký không hợp lệ 81
6.8.3 Gửi các bản tin trả lời đăng ký 82
6.8.3.1 Các trường IP/UDP 82
6.8.3.2 Các trường trong bản tin trả lời đăng ký 84
6.8.3.3 Các phần mở rộng 84
Chương 7. Sự định tuyến 86
7.1 Các kiểu đóng gói 86
7.2 Định tuyến gói tin unicast 86

7.2.1 Xem xét về nút di động 86
7.2.2 Xem xét về trạm ngoài 88
7.2.3 Xem xét về trạm gốc 88
7.3 Các gói tin quảng bá 90
7.4 Định tuyến gói tin multicast 90
7.5 Các bộ định tuyến di động 92
Chương 8. Bảo mật 94
8.1 Các mã nhận thực bản tin 94
8.2 Quản lý khoá 94
6
Đồ án tốt nghiệp Nội
dung
8.3 Chọn lọc các số ngẫu nhiên 95
8.4 Bảo vệ sự tấn công trở lại đối với các bản tin yêu cầu đăng ký
95
8.4.1 Chống sự tấn công trở lại bằng Timestamps 96
8.4.2 Chống sự tấn công trở lại sử dụng các nonces 97
7
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Mở
đầu
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Khả năng mở rộng của Internet từ một con số khiêm tốn ban đầu cách đây
khoảng hơn hai mươi năm cho đến nay đã lên đến khoảng 30 triệu nút kết nối
chủ yếu là do sự mạnh mẽ, khả năng mở rộng và khả năng hoạt động liên kết
của giao thức IP phiên bản 4 (IPv4). Khả năng mở rộng phạm vi hoạt động
một cách đột ngột của mạng Internet mà không ảnh hưởng đến việc định tuyến
các gói tin một cách có hiệu quả của nó là một trong những thế mạnh to lớn
nhất của Internet. Điều này thực hiện được nhờ vào các chức năng của IP. Nói

chung một phần địa chỉ IP của nút mạng xác định vị trí vật lý của nó trên
mạng, nó tương tự như mã vùng điện thoại của nơi mà ta muốn quay số đến.
Trong IP, mét host đang hoạt động trên một mạng con (subnet) có thể được
xác định bởi địa chỉ IP của nó, do vậy việc định tuyến gồm có việc gửi các gói
tin theo một hướng chung của mạng con thay cho việc yêu cầu biết chi tiết về
vị trí tất cả các nút. Sự pha trộn giữa việc đánh địa chỉ và việc đinh tuyến làm
cho toàn bộ tỷ lệ mạng trở nên hợp lý nhưng điều này chỉ đúng dựa trên giả
thiết là các nút mạng không chuyển động. Tuy nhiên ngày càng có nhiều người
sử dụng máy tính xách tay, điện thoại di động, các thiết bị PDA (Personal
Digital Assistant) do đó nhu cầu duy trì kết nối với mạng gốc của các thiết bị
trên ngày càng trở nên cấp bách, việc sắp xếp các bit trong trường địa chỉ IP
cho một vị trí vật lý bộc lộ một vấn đề đối với sự truyền thông di động. Khi
một máy tính có khả năng di chuyển không được kết nối vật lý đến mạng gốc
của nó thì IP không đủ khả năng định tuyến các gói tin đến nó một cách chính
xác, điều này có nghĩa là điểm kết nối đến mạng của một nút mạng luôn không
đổi tại mọi thời điểm và một địa chỉ IP chỉ xác định duy nhất một mạng cụ thể.
Để hỗ trợ cho mét host có tính năng di động bằng các phiên bản IP hiện thời
thì mỗi khi một nút di động di chuyển lại phải định lại cấu hình một lần. Giải
pháp này là không khả thi vì nó tiêu tốn rất nhiều thời gian và dễ xảy ra lỗi.
8
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Mở
đầu
1.2 Giải pháp
Hệ thống Mobile IP diện rộng được triển khai một cách rộng rãi sẽ cho
phép các thuê bao “nay đây mai đó” nối máy tính xách tay của họ vào mạng
trong một phòng hội thảo hoặc tại một quán café mà không cần định lại cấu
hình cho máy tính. Người sử dụng có thể thiết lập và duy trì một phiên hội
thảo video ngay cả khi có sự di chuyển giữa một mạng LAN vô tuyến nội bộ
trong một toà nhà và một mạng dữ liệu vô tuyến diện rộng bên ngoài. Khi đến
làm việc ở một công ty khác, thuê bao cũng có thể nối laptop của anh ta vào

một mạng LAN “khách” và sử dụng việc truy nhập qua mật mã đến công ty
của anh ta để trao đổi dữ liệu, gửi - nhận thư điện tử một cách an toàn.
Từ những mô tả trước đây ta thấy yêu cầu cơ bản để phát triển Mobile IP
đó là khi mét nút kết nối Internet thay đổi điểm truy cập của nó. Do có sự thay
đổi vị trí vật lý của nút mạng nên cần thiết phải có một sự thay đổi trong địa
chỉ IP của nút mạng đó. Nếu trong một quá trình thông tin liên lạc nút di động
di chuyển đến một mạng con khác, chẳng hạn khi nã di chuyển giữa một mạng
hữu tuyến và một mạng vô tuyến, các nút khác sẽ không thể liên lạc được với
nó nữa. Các gói tin sẽ được chuyển đến mạng gốc của nút di động thông qua
địa chỉ IP gốc của nút đó nhưng chúng không thể đến được nút di động do hiện
tại nó đang kết nối ở một mạng con khác. IP được thiết kế mà không tính đến
khả năng này.
Mặc dù có thể liên lạc được với một nút di động mà nút này thay đổi địa
chỉ IP khi nã di chuyển nhưng rất tốn kém và gặp rất nhiều khó khăn. Chẳng
hạn, mỗi khi nót di động có được địa chỉ IP mới, tất cả các kết nối đã thiết lập
với địa chỉ IP trước đó đều bị hủy bỏ kèm theo đó là sự khởi tạo cho địa chỉ
mới. Trong một số hệ điều hành, chồng giao thức IP như là một bộ phận tích
hợp chủ yếu mà một sự khởi động máy đầy đủ được yêu cầu để thay đổi địa
chỉ IP. Nếu một nút di động di chuyển nhanh chóng trong một môi trường vô
tuyến có kích thước các tế bào bé, địa chỉ IP mạng con có thể thay đổi thường
xuyên như khi nót di động di chuyển giữa các trạm gốc hoặc giữa các nhà
cung cấp dịch vụ.
Mobile IP là một giao thức Internet mới được giới thiệu, được thiết kế để
hỗ trợ tính năng di chuyển của một người sử dụng (hoặc một host). Tính năng
di chuyển của host là rất quan trọng do khả năng của các máy tính xách tay
9
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Mở
đầu
trong thời gian gần đây và ước mơ to lớn của con người là duy trì việc kết nối
mạng ở bất cứ nơi đâu họ đến. Mobile IP cung cấp khả năng cho mét host luôn

duy trì được kết nối Internet mà không cần quan tâm đến vị trí hiện thời của
host. Giao thức Mobile IP có khả năng theo dõi một host di động mà không
cần thiết phải thay đổi địa chỉ IP dài dòng của host đó.
Bảng dưới đây là cái nhìn đơn giản hoá về chồng giao thức của tổ chức tiêu
chuẩn quốc tế (ISO) khi nó được ứng dụng vào mạng Internet. Mobile IP xử lý
tính di chuyển tại lớp mạng và không bị ảnh hưởng khi ra vào các lớp cao hơn
trong khi vẫn tồn tại cơ sở hạ tầng định tuyến vốn có, vẫn tiếp tục sử dụng các
host cố định và các ứng dụng hiện thời vẫn không thay đổi.
Networking Layers
Lớp ứng dụng HTTP, NFS, SNMP, DNS, Telnet, FTP,
Lớp trình diễn
Lớp phiên
Líp giao vận TCP, UDP, RTP
Lớp mạng
IP, ICMP, IGMP, IPSec, Mobile IP
(IPX, Appletalk)
Lớp liên kết dữ liệu IEEE 802.*, PPP
Lớp vật lý Network adapter
Mobile IP cho phép một nút di động duy trì cùng một địa chỉ IP (địa chỉ
mạng gốc của thiết bị) bất cứ ở đâu mà nó nối đến mạng. (Rõ ràng là một nút
với một địa chỉ IP nối vào một mạng con khác thông thường sẽ không kết nối
được). Tuy nhiên, nút di động có một địa chỉ care-of (được giải thích trong
chương sau) mà địa chỉ này có liên quan đến mạng con, nơi mà nút di động
tạm thời cư trú. Địa chỉ care-of được quản lý bởi một trạm gốc, đó là một thiết
bị nằm trên mạng con của mạng gốc của nút di động. Bất kỳ một gói tin nào có
địa chỉ đến địa chỉ IP của nút di động đều bị chặn lại bởi trạm gốc và sau đó
được chuyển tiếp đến địa chỉ care-of bởi cơ chế đường hầm (tunnel). Mỗi khi
gãi tin chuyển đến phía cuối đường hầm, nó được phân phối đến nút di động.
Nút di động thường sử dụng địa chỉ mạng gốc của nó như là địa chỉ nguồn của
tất cả các gói tin mà nó gửi đi.

10
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Mở
đầu
Mobile IP còn có thể giúp đỡ giải quyết các vấn đề thiếu địa chỉ và giảm
khối lượng công việc quản trị bởi vì mỗi một thiết bị cần nối mạng tại nhiều vị
trí khác nhau yêu cầu một địa chỉ IP duy nhất.
11
Đồ án tốt nghiệp Chương 2. Giao
thức TCP
Chương 2
GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN DẪN
(TRANSMISSION
CONTROL PROTOCOL)
TCP được dùng như là một giao thức có độ tin cậy cao nối kết theo kiểu
trạm-trạm (host-host) trong một mạng hoặc một hệ thống mạng máy tính
chuyển mạch gói (packet-switched). TCP là một giao thức hướng liên kết
(connection-oriented), và có độ tin cậy cao.
2.1 Khuôn dạng đoạn TCP (TCP segment)
Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi là đoạn (segment) có khuôn
dạng được mô tả như sau:
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Acknowledgment Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Data | |U|A|P|R|S|F| |

| Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window |
| | |G|K|H|T|N|N| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Checksum | Urgent Pointer |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| data |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
Trong đó:
- Source Port (16 bits): số hiệu cổng của trạm nguồn.
- Destination Port (16 bits): số hiệu cổng của trạm đích.
- Sequence number (32 bits): số hiệu tuần tự, số hiệu của byte đầu tiên
của segment trừ khi bit SYN được thiếp lập. Nếu bit SYN được thiết
12
Đồ án tốt nghiệp Chương 2. Giao
thức TCP
lập thì Sequence number là số hiệu tuần tự khởi đầu (ISN) và byte dữ
liệu đầu tiên là ISN+1.
- Acknowledgement number (32 bits): số hiệu của đoạn tiếp theo mà
trạm nguồn đang chờ để nhận. Ngầm ý báo nhận tốt các đoạn mà trạm
đích đã gửi cho trạm nguồn.
- Data offset (4 bits): số lượng words trong TCP header (tham số này chỉ
ra vị trí bắt đầu của vùng dữ liệu).
- Reserved (6 bits): dành để dùng trong tương lai.
- Flags (6 bits): chứa các bits điều khiển, cụ thể là:
Cờ URG: vùng con trỏ khẩn có hiệu lực
Cờ ACK: vùng báo nhận có hiệu lực
Cờ PSH: chức năng PUSH
Cờ RST: khởi động lại liên kết

Cờ SYN: đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự
Cờ FIN: không còn dữ liệu từ trạm nguồn
- Window (16 bits): cấp phát credit để kiểm soát luồng sữ liệu (cơ chế
cửa sổ). Đây chính là số lượng các byte dữ liệu, bắt đầu từ byte được
chỉ ra trong vùng ACK number, mà trạm nguồn đã sẵn sàng để nhận.
- Checksum (16 bits): mã kiểm soát lỗi (theo phương phá CRC) cho toàn
bộ segment.
- Urgent Pointer (16 bits): là con trỏ trỏ tới số hiệu tuần tự của byte đi
theo sau dữ liệu khẩn, cho phép bên nhận biết được độ dài của dữ liệu
khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập.
- Options (có độ dài thay đổi): khai báo các options của TCP, trong đó có
độ dài tối đa của vùng TCP data trong mét segment.
- Padding (có độ dài thay đổi): phần đệm thêm vào phần tiêu đề để bảo
đảm phần tiêu đề luôn kết thúc ở một mốc 32 bits. Phần bù này gồm
toàn số 0.
- TCP data (có độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng trên, có độ dài tối
đa ngầm định là 536 bytes. Giá trị này có thể điều chỉnh bằng cách khai
báo trong vùng options
13
Đồ án tốt nghiệp Chương 2. Giao
thức TCP
Một tiến trình ứng dụng trong mét host truy nhập vào các dịch vụ của TCP
cung cấp thông qua một cổng (port) như hình vẽ sau:
Một cổng kết hợp với một địa chỉ IP tạo thành một socket duy nhất trong
Internet. Dịch cụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết lôgic giữa một cặp
socket. Mét socket có thể tham gia nhiều liên kết với các socket ở xa khác
nhau. Trước khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP
giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết sẽ được giải
phóng.
2.2 Truyền dữ liệu

Quá trình truyền dữ liệu được thực hiện bởi gọi tiến trình TCP và chuyển
cho nó dữ liệu cần phải truyền đi. TCP sẽ gói các dữ liệu này thành nhiều đoạn
(segment) và gọi giao thức ở tầng mạng như là IP để truyền dữ liệu đi tới đích.
Tại bên nhận, các đoạn được đặt vào trong bộ nhớ của tiến trình nhận. Nhờ
vào các thông tin điều khiển bên trong các đoạn, mà bên nhận có thể xắp đúng
thứ tự của các đoạn. Trong mạng Internet, giao thức TCP kết hợp với giao
thức IP để truyền dữ liệu. Khi đó giao thức IP sẽ gói các đoạn của TCP thành
các gói tin và gửi các gói tin này tới trạm đích hoặc tới gateway. Tại gateway,
gãi tin được "bóc ra" để phân tích xem nó được gửi đến địa chỉ nào. Sau đó nó
lại được bọc lại thành các gói tin với những thông tin tương ứng với mạng mà
nó sẽ tiếp tục đi qua. Nó sẽ được gửi đi tới gateway mới hay tới trạm đích.
Gateway cho phép có thể chia nhỏ gói tin Internet thành các phân đoạn
userprocessuserprocess
IP
NAP
TCP
IP
NAP
TCP
Internet
host host
14
Đồ án tốt nghiệp Chương 2. Giao
thức TCP
(fragment) để nó có thể chuyển qua mạng tiếp theo có kích thước gói tin nhỏ
hơn. Các gói tin Internet có chứa các thông tin cần thiết để cho phép nối lại các
phân đoạn đó thành một gói tin Internet. Tại đích, giao thức trên tầng mạng sẽ
bóc các gói tin và chuyển nó lên trên tầng TCP.
TCP truyền dữ liệu đi theo một dòng (stream) các byte. Dữ liệu sẽ được đặt
trong một bộ đệm (buffer) và TCP sẽ truyền dữ liệu này đi khi thuận tiện. Có

một cơ chế cho phép người dùng có thể buộc TCP truyền dữ liệu đi ngay cả
khi bộ đệm chưa đầy, đó là dùng chức năng PUSH. Khi nhận được đoạn với
cờ PUSH, TCP sẽ phải gửi ngay đoạn này đi. Khi dữ liệu với cờ PUSH tới bộ
đệm của bên nhận, bộ đệm này sẽ được chuyển cho tiến trình trên ngay cả khi
nó chưa đầy.
TCP còng cung cấp một phương tiện để thông báo cho bên nhận biết khi có
dữ liệu khẩn. Khi đó bên nhận cần thiết phải thực hiện một số hành động xử lý
để dữ liệu khẩn một cách nhanh chóng.
2.3 Độ tin cậy
TCP là một giao thức có độ tin cậy cao. Nó có thể khôi phục được dữ liệu
bị mất, bị hỏng, bị trùng lặp hay không đúng thứ tự gây ra bởi các hoạt động
của tầng dưới. Để làm được điều này, TCP gán một số hiệu tuần tự (sequence
number) cho mỗi byte được truyền đi và yêu cầu một báo hiệu (ACK) đã nhận
được từ bên nhận. Số hiệu tuần tự của byte dữ liệu đầu tiên được gọi là số hiệu
tuần tự đoạn và được đặt vào trong phần tiêu đề của đoạn. Trong phần header
của đoạn cũng chứa một trường gọi là trường báo nhận (acknowledgement),
chính là số hiệu tuần tự của byte tiếp theo đang được đợi nhận (theo chiều
ngược lại).
Khi truyền một đoạn, TCP sẽ sao chép đoạn này và đặt nó vào trong một
hàng đợi và khởi tạo bộ đếm thời gian (timer). Nếu báo hiệu ACK không nhận
được sau một khoảng thời gian timeout nào đó, đoạn sẽ được truyền lại,
trường hợp ngược lại, nếu báo hiệu ACK nhận được đoạn sẽ được xóa đi từ
hàng đợi. Tại bên nhận, các số hiệu tuần tự được dùng để sắp xếp lại các đoạn
đã nhận được. Các đoạn này có thể bị trùng lặp hoặc không đúng thứ tự trong
quá trình truyền. Các đoạn hỏng sẽ được phát hiện bằng việc kiểm tra mã
checksum tại bên nhận TCP, các đoạn bị hỏng sẽ được xóa đi.
15
Đồ án tốt nghiệp Chương 2. Giao
thức TCP
TCP cung cấp một phương tiện cho phép bên nhận có thể điều khiển số có

thể gửi từ bên gửi bằng cơ chế cửa sổ (window). Mọi báo hiệu ACK sẽ chỉ ra
khoảng số hiệu tuần tự chấp nhận được kể từ đoạn cuối cùng được nhận. Cửa
sổ chỉ ra sè byte cho phép mà bên gửi có thể truyền đi.
2.4 Độ ưu tiên và bảo mật
Người dùng có thể chỉ ra độ ưu tiên và bảo mật khi dùng TCP. Có một giá
trị ngầm định các giá trị này khi các giá trị này không được chỉ ra. TCP dùng
các trường kiểu dịch vụ và lựa chọn bảo mật để lưu các giá trị này. Tuy nhiên
không phải tất cả các cài đặt TCP trong thực tế đều xử lý hết các mức ưu tiên
và bảo mật.
Như vậy, ta thấy rằng giao thức IP rất hiệu quả ở chỗ nó không quan tâm
đến giao thức cụ thể của các mạng khác nhau mà nó đi qua (ví dụ X25, Frame
Relay), với IP các mạng chỉ đơn thuần là đường dẫn giữa các bộ định tuyến.
Còn giao thức TCP lại có độ tin cậy cao, vì vậy người sử dụng muốn truyền
các gói tin một cách chắc chắn và có thông váo lỗi phải dùng giao thức TCP
hỗ trợ cho IP.
Tóm lại, với sự kết hợp giữa hai giao thức TCP và IP, người dùng đã sử
dụng được các dịch vụ trao đổi trên Internet một cách hiệu quả.
16
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
Chương 3
GIAO THỨC INTERNET (INTERNET
PROTOCOL)
Giao thức IP là giao thức chuyển tải các gói tin qua mạng chuyển mạch gói
và hoạt động tại tầng thứ 3 (tầng mạng) trong mô hình tham chiếu OSI. IP là
giao thức không liên kết (connectionless), nghĩa là không có sự đảm bảo rằng
các gói tin gửi đi sẽ đến được tới đích của nó. Giao thức IP là một giao thức rất
hiệu quả và được sử dụng nhiều trong các chương trình ứng dụng.
Giao thức IP được thiết kế để dùng trong các hệ thống các mạng máy tính
truyền thông chuyển mạch gói (packet-switched). Giao thức IP truyền các khối

dữ liệu từ một nguồn tới một đích trong đó nguồn và đích là các trạm máy tính
được nhận dạng thông qua các địa chỉ có độ dài cố định. Giao thức IP ngoài
chức năng định tuyến, chức năng quan trọng nhất trên tầng mạng, giao thức IP
còn có khả năng tìm lỗi, cho phép việc phân đoạn và lắp ráp lại các gói tin IP
có độ dài lớn để các gói tin này có thể được truyền qua các mạng máy tính có
đơn vị gói tin nhá.
Giao thức IP chỉ giới hạn trong việc cung cấp các chức năng cần thiết
nhằm truyền các gói tin từ nguồn tới đích trên một hệ thống mạng. Không có
cơ chế cho độ tin cậy, điều khiển luồng (flow control), đánh số thứ tự
(sequencing) hay cơ chế truyền lại dữ liệu. Không có cơ chế báo nhận, không
có kiểm tra dữ liệu mà chỉ có kiểm tra phần tiêu đề (header) thông qua mã
kiểm tra checksum. Các lỗi tìm được được thông báo thông qua giao thức
thông báo điều khiển liên mạng ICMP (Internet Control Message Protocol).
Giao thức IP gọi các giao thức ở tầng thứ hai, tầng liên kết dữ liệu (Data
Link Layer), để mang các gói tin IP tới gateway hoặc tới trạm đích. Đồng thời
nó cũng bị gọi bởi giao thức ở tầng bốn, tầng giao vận như giao thức TCP để
truyền các đoạn dữ liệu của giao thức đó tới trạm đích. Giao thức ở tầng trên
như TCP sẽ cung cấp các thông tin về địa chỉ cho giao thức IP thông qua các
tham số của lời gọi. Giao thức IP sau đó sẽ tạo ra các gói tin IP, ra quyết định
17
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
định tuyến và gọi các giao thức mạng ở tầng dưới để mang các gói tin IP này
đi tới gateway hoặc tới trạm đích.
3.1 Cấu trúc của gói IP (IP Datagram)
Một đơn vị dữ liệu của giao thức IP gọi là một gói. Cấu trúc của một gói
gồm hai phần, phần tiêu đề (header) và phần dữ liệu (data).
0 1 2 3
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| IHL |Type of Service| Total Length |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identification |Flags| Fragment Offset |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Time to Live | Protocol | Header Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Destination Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| TCP header, then your data |
| |
Trong đó:
- Trường Version (phiên bản): gồm 4 bit, chứa đựng phiên bản của giao
thức IP được dùng trong gãi tin. Trường này được dùng để kiểm tra
xem bên nhận, bên gửi, gateway trung gian có chấp nhận cấu trúc của
gói tin hay không.
- Trường Length (độ dài): gồm 4 bit chỉ ra độ dài của phần tiêu đề của gói
tin tính theo đơn vị số từ 32 bit. Thông thường độ dài của phần tiêu đề
là 20 bytes. Phần tiêu đề có độ dài tối thiểu là 5 từ 32 bit.
- Trường Total Length (tổng độ dài): gồm 16 bit, cho độ dài của một gói
tin tính bằng số byte, bao gồm cả độ dài của phần tiêu đề và phần dữ
liệu.
- Trường Type of Service (kiểu dịch vụ): gồm có 8 bit, đưa ra các thông số
chỉ định chất lượng dịch vụ mong muốn (chỉ ra cách thức mà một gói
tin được xử lý). Các thông số này đước sử dụng để hướng dẫn việc
chọn lựa các thông số dịch vụ thực tế khi truyền một gói tin qua một
mạng riêng biệt.
Các bit 0-2: mức ưu tiên.
18
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.

Giao thức IP
Bit 3: 0 = trễ thông thường, 1 = trễ chậm.
Bit 4: 0 = thông lượng thông thường, 1= thông lượng cao.
19
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
Bit 5: 0 = mức tin cậy thông thường, 1 = mức tin cậy cao.
Bit 6-7: dự trữ để sử dụng trong tương lai.
- Trường Identification (nhận dạng): chứa tên duy nhất của gói tin được
sao chép vào trong phần tiêu đề của phân đoạn. Bên nhận sẽ dùng
trường này và địa chỉ nguồn để nhận biết được phân đoạn thuộc vÒ gãi
tin nào. Bên gửi dùng bộ đếm để đảm bảo một nhận dạng duy nhất cho
mỗi gói tin. Bộ đếm sẽ được tăng lên một sau mỗi lần tạo một gói tin và
gán vào trong trường Identification của gói tin.
- Trường Fragment Offset: chỉ ra vị trí của phần dữ liệu chứa trong phân
đoạn trong phần dữ liệu của gói tin. Khoảng cách được tính từ vị trí 0
và tính theo đơn vị 8 byte.
- Trường Flags (cờ): hai bit thấp trong trường Flags liên quan đến việc
phân đoạn. Bit thứ nhất chỉ ra liệu gói tin có thể được phân đoạn hay
không. Khi bit này được thiết lập thì gói tin không thể bị phân đoạn.
Gateway, nếu cần phải phân đoạn gói tin để gửi đi, khi gặp bit này sẽ
trả về một thông báo lỗi cho bên gửi. Bit tiếp theo chỉ ra phân đoạn
chứa dữ liệu thuộc về phần giữa trong gãi tin hay là phần cuối cùng
trong gãi tin. Khi bit này được thiết lập có nghĩa là dữ liệu chứa trong
nó thuộc về dữ liệu ở giữa gói tin, còn không thì là dữ liệu cuối cùng
trong gãi tin. Khi nhận được phân đoạn với bit này bằng không, bên
nhận có thể biết được là nó đã nhận được hết các phân đoạn của gói tin.
- Trường TTL (thời gian sống): chỉ ra số đơn vị tính bằng giây một gói tin
có thể tồn tại trong mạng. Khi gửi một gói tin đi, bên gửi sẽ gán giá trị
này trong mỗi gói tin. Gateway và các trạm xử lý gãi tin sẽ giảm trường

TTL (Time-to-Live) đi một số thời gian và sẽ loại bỏ gói tin khi giá trị
của trường này bằng 0. Để đơn giản, gateway sẽ giảm trường TTL đi 1
đơn vị mỗi khi nó xử lý một tiêu đề của gói tin. Ngoài ra để xử lý
trường hợp có trễ tại gateway, khi nhận một gói tin nó sẽ ghi lại thời
điểm nhận và khi chuyển gói tin đi nó sẽ ghi lại thời điểm gửi. Gateway
sẽ trừ trường TTL đi một giá trị bằng thời gian mà gói tin này ở lại
trong gateway.
Khi trường TTL bằng không, gateway sẽ loại bỏ gói tin và gửi thông
báo lỗi về cho bên gửi. Việc dùng TTL cho phép loại trừ khả năng một
20
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
gói tin có thể tồn tại trong mạng ngay cả khi bảng định tuyến của
gateway gặp sự cố và gateway gửi gói tin bị lặp trong mạng.
- Trường Protocol (giao thức): gồm 8 bit chỉ ra giao thức nào ở tầng trên
đã được dùng để tạo ra gãi tin ở tầng trên, tức là chỉ ra cấu trúc của
phần dữ liệu. Giao thức được chỉ ra bằng giá trị của một số nguyên (ví
dụ: 1- Giao thức ICMP, 6- Giao thức TCP…).
- Trường Checksum (mã kiểm tra): gồm 16 bit dùng để kiểm tra tính toàn
vẹn của phần tiêu đề. Checksum được tính toán bằng phương pháp
CRC (Cyclic Redundancy Check) và khi tính toán checksum, giá trị của
trường này được giả thiết là bằng 0.
- Các trường Source Address và Destination Address (địa chỉ nguồn và
đích): là các số 32 bit chứa địa chỉ IP của trạm nguồn và trạm đích.
3.2 Đơn vị truyền tối đa (Maximum Transfer Unit)
Khi truyền dữ liệu, IP gửi các gói tin xuống tầng dưới để truyền dữ liệu đi
trong mạng. Các gói tin này sẽ được thêm các thông tin điÒu khiển của tầng
dưới do đó cần thiết phải lựa chọn một kích thước của gói tin IP, sao cho nó có
thể thích hợp với các gói tin ở tầng dưới và truyền đi trong mạng dễ dàng.
Đối với mỗi mạng, có một giới hạn về kích thước dữ liệu có thể truyền đi

trong mét gãi tin trên tầng vật lý. Ví dụ như trong mạng Ethernet, giới hạn này
là 1500 bytes, trong khi mạng PRONET cho phép tới 2044 bytes. Giới hạn này
được gọi là đơn vị truyền tối đa MTU (Maximum Transfer Unit).
Kích thước MTU nhỏ nhất có thể chấp nhận được là 28 byte: 20 byte cho
phần tiêu đề IP, cộng với 8 byte cho phần dữ liệu.
Một vài mạng chỉ cho phép MTU là 128 bytes. Nếu ta giới hạn kích thước
của gói tin IP để phù hợp với kích thước nhỏ nhất của gói tin trên tầng vật lý
thì sẽ không hiệu quả khi IP hoạt động trên mạng có MTU lớn. Còn nếu ta
chọn kích thước của gói tin IP theo kích thước lớn nhất của gói tin trên tầng
vật lý thì gói tin này sẽ không phù hợp với các mạng có MTU nhá.
Do lý do ở trên, thay vì thiết kế một gói tin có kích thước cố định, giao
thức IP sẽ chọn một kích thước gói tin thích hợp và dùng một cơ chế cho phép
chia nhỏ gói tin thành các phần nhỏ để đi qua mạng mà có MTU nhỏ. Các
phần này gọi là các phân đoạn (fragment), quá trình chia nhỏ gói tin gọi là quá
21
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
trình phân đoạn (fragmentation). Kích thước của một phân đoạn được chọn sao
cho nó vừa khít với một gói tin tại mạng đó. Sau khi được phân đoạn, các phân
đoạn sẽ được lắp ráp lại với nhau (reassembled) để tạo lại gói tin gốc tại đích.
Cấu trúc của một phân đoạn gồm có phần tiêu đề và phần dữ liệu. Phần
header chứa thông tin giống hệt phần tiêu đề của gói tin ngoại trừ trường cờ
Flags chỉ ra rằng nó là một phân đoạn. Phần dữ liệu chứa đựng các phần nhỏ
dữ liệu của gói tin.
Trong giao thức TCP/IP khi một gói tin bị phân đoạn, các phân đoạn của
nó sẽ di chuyển độc lập trên mạng theo các hướng các nhau để tới được đích
cuối cùng. Tại đích các phân đoạn này được ráp lại thành gói tin gốc.
Việc để các phân đoạn di chuyển độc lập trong mạng cho tới khi nó tới
đích có một vài nhược điểm. Thứ nhất là bởi vì các phân đoạn không được nối
kết lại ngay sau khi đi qua mạng có MTU nhỏ mà được giữ nguyên nên khi đi

qua mạng có MTU lớn thì tính hiệu quả sẽ thấp. Thứ hai là nếu bất kỳ một
phân đoạn nào bị mất, gói tin sẽ không thể được ráp lại. Tại bên nhận khi nhận
được phân đoạn đầu tiên, nó khởi động đồng hồ đếm. Nếu thời gian đã hết
trước khi tất cả các phân đoạn tới đích, bên nhận sẽ xóa tất cả các phân đoạn
đã được nhận trước đó. Việc mất một phân đoạn bất kỳ sẽ làm mất gói tin
tương ứng và phải truyền lại toàn bộ các phân đoạn. Điều này làm tăng xác
suất mất gói tin.
Tuy có một vài nhược điểm nhưng phương pháp này cho thấy nó vẫn hoạt
động tốt. Nó cho phép các phân đoạn di chuyển một cách độc lập và không bắt
buộc các gateway phải cất giữ và nối kết các phân đoạn.
3.3 Địa chỉ IP
Mục đích của giao thức IP là truyền một gói tin qua một tập các mạng liên
kết với nhau. Việc truyền thực hiện được bằng việc chuyển các gói tin từ một
thực thể trong liên mạng tới thực thể kia cho tới khi gãi tin tới được đích.
Thực thể nói ở đây có thể là một trạm máy tính hoặc một gateway. Các gói tin
IP được truyền từ thực thể này tới thực thể kia nhờ vào địa chỉ liên mạng. Do
đó một trong vấn đề quan trọng nhất của giao thức IP là địa chỉ.
Địa chỉ IP dùng để nhận dạng các trạm và các mạng ở tầng mạng trong mô
hình OSI nhưng nó không phải là địa chỉ vật lý của trạm, hay địa chỉ MAC
22
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
(Media Access Control). Để liên lạc giữa hai trạm, cần thiết phải có một cơ
chế cho phép ánh xạ từ địa chỉ IP sang địa chỉ vật lý và ngợc lại. Giao thức
ARP (Giao thức phân giải địa chỉ - Address Resolution Protocol) được xây
dựng để chuyển đổi từ địa chỉ IP sang địa chỉ vật lý và giao thức RARP
(Reverse Address Resolution Protocol) được dùng để chuyển từ địa chỉ vật lý
sang địa chỉ IP.
3.3.1 Các lớp địa chỉ IP
Mỗi một trạm trên liên mạng được gán một địa chỉ duy nhất 32 bit, được

gọi là địa chỉ IP. Mỗi địa chỉ gồm có 4 vùng, mỗi vùng 1 byte. Địa chỉ IP có
thể được biểu diễn dưới dạng thập phân, nhị phân hoặc thập lục phân nhưng
cách biểu diễn thông dụng nhất là cách biểu diễn bằng thập phân có dấu chấm
để tách các vùng. Ví dụ: 155.132.150.80. Do quy mô của liên mạng có thể
khác nhau, người ta chia các địa chỉ IP thành 5 líp A, B, C, D, E. Năm bit đầu
tiên được dùng để phân biệt các líp.
Về mặt khái niệm, mỗi địa chỉ gồm một cặp hai giá trị: địa chỉ mạng và địa
chỉ trạm:
 Líp A: định danh tới 127 mạng, tối đa 2
24
trạm trên mỗi mạng. Lớp A
dùng cho các mạng có số trạm rất lớn.
 Líp B: dùng cho các mạng có kích thước trung bình, cho phép định
danh tới 16.384 mạng với mỗi mạng có tối đa 65.534 trạm.
 Líp C: có thể nhận dạng tới 2
21
mạng với mỗi mạng có 254 trạm. Lớp
này dùng cho các mạng có Ýt trạm.
 Líp D: dùng để gửi các gói tin IP tới một nhóm các trạm trên một
mạng
 Líp E: được dùng để dự phòng trong tương lai.
0 3 7 15 16 23 31
0 ®Þa chØ m¹ng(netid) ®Þa chØ tr¹m(hostid)
1 0 ®Þa chØ m¹ng(netid) ®Þa chØ tr¹m(hostid)
1 1 0 ®Þa chØ m¹ng(netid) ®Þa chØ tr¹m(hostid)
1 1 1 0 ®Þa chØ multicast
1 1 1 1 0 dïng trong t¬ng lai
A
B
C

D
E
23
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP
Theo qui ước, địa chỉ IP có địa chỉ trạm (hostid) bằng 0 không được dùng
để gán cho một trạm cụ thể nào. Thay vào đó nó dùng để hướng tới tất cả các
host nối vào mạng định danh bởi địa chỉ mạng (netid) và gọi là đia chỉ
broadcast trực tiếp. Với các địa chỉ IP có hostid bằng 1 thì nó sẽ dùng để
hướng tới tất cả các trạm trong liên mạng.
Nếu như ta nói địa chỉ IP dùng để nhận dạng một trạm thì không thực sự
chính xác. Ví dụ như ta có một gateway nối kết vật lý với hai mạng, ta không
thể gán một địa chỉ IP duy nhất cho nã. Khi một trạm có nhiều hơn một đường
nối kết vật lý ta gọi là các trạm multi-home. Các trạm này yêu cầu nhiều địa
chỉ IP, mỗi địa chỉ IP tương ứng với một nối kết. Do vậy ta có thể nói rằng bởi
vì địa chỉ IP dùng để nhận dạng cả trạm máy tính và cả mạng nên địa chỉ IP
không tham chiếu tới một trạm riêng lẻ nào mà nó tham chiếu tới một nối kết
của một trạm tới một mạng.
Trong nhóm địa chỉ A, địa chỉ 127.0.0.0 là được dành riêng cho nối vòng
(Loopback). Địa chỉ này dùng cho mục đích kiểm tra và sửa lỗi cho các
chương trình liên tiến trình (Inter-Process) trên cùng một máy cục bộ. Khi
dùng địa chỉ này gói tin sẽ không được gửi vào mạng mà được gửi quay trở lại
máy. Nói chung địa chỉ mạng 127 không nên dùng để gán cho bất kỳ mạng
nào và các gói tin có địa chỉ mạng 127 sẽ không nên xuất hiện trên bất kỳ
mạng nào.
3.3.2 Địa chỉ mạng con
a) Khái niệm địa chỉ mạng con
Trong nhiều trường hợp, một mạng có thể chia thành nhiều mạng con
(subnet) từ một địa chỉ IP duy nhất. Khi đó người ta đa thêm vùng địa chỉ
mạng con lấy từ vùng địa chỉ trạm trong địa chỉ IP, cụ thể đối với 3 líp A, B, C

như sau:
0 7 8 15 16 23 24 26 27 31
Netid Subnetid Hostid
Netid Subnetid Hostid
Netid Subnetid Hostid
24
Đồ án tốt nghiệp Chương 3.
Giao thức IP

Vì cấu trúc của mạng con bên trong không được mạng bên ngoài nhìn thấy,
nên việc sử dụng mạng con có tác dụng tăng cường an toàn mạng.
b) Mặt nạ địa chỉ mạng con (subnet mask)
Bộ định tuyến phải hiểu đang phân chia mạng con và có bao nhiêu bit của
hostid đang bị chiếm dụng. Vì vậy cần phải có cấu hình vùng địa chỉ IP hostid
của bộ định tuyến một cách đặc biệt. Để làm điều này người ta dùng mặt nạ
mạng con.
Mặt nạ mạng con được bộ định tuyến và những máy chủ trên mạng con sử
dụng để dịch vùng hostid theo mặt nạ này để xác định có bao nhiêu bit đang
được sử dụng cho việc phân mạng con. Mặt nạ mạng con chia vùng hostid làm
địa chỉ mạng con và địa chỉ máy chủ. Mặt nạ mạng con là một số 32 bit được
tính theo quy luật:
- Giá trị 1 trong mặt nạ mạng con tương ứng với vị trí của netid và số của
mạng con trong địa chỉ IP.
- Giá trị 0 trong mặt nạ con tương ứng với vị trí và số của mạng chủ
trong địa chỉ IP.
Ví dô: Lớp B có một mạng con và lấy 8 bit của vùng hostid để làm subnet,
do đó mặt nạ mạng con là 255.255.255.0
Nếu mặt nạ con là 255.255.0.0 được sử dụng cho một địa chỉ lớp B, điều
này cho thấy không chia mạng con. Ngược lại, nếu dùng cho một địa chỉ lớp A
thì có phân chia mạng con. Nếu dùng cho líp C thì không hợp lệ. Nếu

255.255.255.0 thì không có sự phân chia mạng con cho líp C.
Giá trị mặt nạ mạng con thường được yêu cầu khi xác định địa chỉ IP cho
một máy chủ hoặc bộ định tuyến.
3.3.3 Địa chỉ quảng bá (broadcast)
Như đã trình bày ở trên, các địa chỉ mà có giá trị địa chỉ trạm hostid gồm
toàn số 1 dùng để hướng tới mọi trạm trong mạng. Địa chỉ này cũng được gọi
là địa chỉ quảng bá trực tiếp (Direct Broadcast). Địa chỉ này dùng để cho một
trạm ở xa có thể gửi một gói tin tới mọi trạm trong mét mạng nào đó. Tuy
nhiên địa chỉ này có một bất tiện, đó là nó yêu cầu trạm ở xa phải biết địa chỉ
mạng trước.
25