Bài giảng mạng máy tính và internet chương 4 trần quang hải bằng

Chương 4.
Giao thức tầng mạng (network layer)
Trần Quang Hải Bằng
Faculty of Information Technology
University of Communication and Transport (Branch 2)
Office location: Administration building, Block D3, Room 6
Office phone: 38962018
Cell phone: N/A
Email:

Ch4. The Network Layer
4.1 - Giới thiệu và chức năng của tầng mạng.
4.2 - Network service model (VC and Datagram).
4.3 - Thiết bị tầng mạng - Bộ định tuyến (router).
4.4 - Giao thức IP (Internet Protocol).
4.5 - Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms).
4.6 - Chọn đường trong mạng Internet.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

2


Chức năng của tầng mạng
Truyền các gói tin (packets) từ sending
application
host tới receiving host.
transport
segment

network
data link
physical

packets (datagrams).

Network layer được cài đặt tại router
và cả end system.
Chức năng:
chọn đường (path selection): có nhiều
đường đi, gói tin sẽ đi theo đường nào?
chuyển mạch (switching, forwarding):
chuyển gói tin từ cổng vào tới cổng ra của
router một cách thích hợp.
thiết lập liên kết (call setup): một số kiến
trúc mạng cần thiết lập kênh truyền trước
khi truyền.
Chương 4. Giao thức tầng mạng

23/08 - 10/10/2010

network
data link
physical

network
data link
physical
network

data link
physical

network
data link
physical

network
data link
physical

network
data link
physical

network
data link
physical
network
data link
physical

application
transport
network
data link
physical

3

Routing & switching in routers
routing algorithm

local forwarding table
header value output link
0100
0101
0111
1001

3
2
2
1

value in arriving
packet’s header
0111

1
3 2

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

4


Ch4. The Network Layer

4.1 - Giới thiệu và chức năng của tầng mạng.
4.2 - Network service model (VC and Datagram).
4.3 - Thiết bị tầng mạng - Bộ định tuyến (router).
4.4 - Giao thức IP (Internet Protocol).
4.5 - Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms).
4.6 - Chọn đường trong mạng Internet.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

5

Network service model
Tầng mạng cung cấp dịch vụ cho tầng Transport:
tin cậy vào tầng network?
các gói tin có đến đích đúng thứ tự đã gửi?
thời gian truyền có được đảm bảo?
có phản hồi về tình trạng nghẽn mạng?

Hai model cơ bản của tầng mạng:
kênh ảo (virtual circuit)
lược đồ (gam) dữ liệu (datagram)

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

6

Virtual Circuit
Thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu và huỷ bỏ liên
kết sau khi truyền xong.
VC setup: trước khi truyền, tầng mạng phải thiết lập một kênh
truyền ảo (VC) từ sender tới receiver (đã biết địa chỉ).
Data transfer: dữ liệu được truyền qua VC.
VC teardown: một khi sender hoặc receiver muốn ngắt VC, nó
thông báo cho network layer biết, network layer sẽ huỷ bỏ VC.
Còn được gọi là connection-oriented

Mỗi gói tin chứa thêm thông tin về kênh mà nó sẽ đi qua
(VC identifier number).
Các routers/packet switches trên kênh ảo (VC) luôn nắm
giữ trạng thái của kênh đi qua nó.
23/08 - 10/10/2010

7

Chương 4. Giao thức tầng mạng

Virtual Circuit: Signaling protocol
Giao thức truyền các thông điệp giữa end system và
network layer để yêu cầu thiết lập, huỷ bỏ VC; giữa các
thiết bị chuyển mạch (switches) để thiết lập VC.
Được sử dụng trong mạng ATM, Frame Relay, X.25.

application
transport 5. Data flow begins
network 4. Call connected

data link 1. Initiate call
physical

23/08 - 10/10/2010

6. Receive data application
3. Accept call transport
2. incoming call network

Chương 4. Giao thức tầng mạng

data link
physical

8


application
transport
network
data link
physical

host A

application
transport
network
data link
physical

server B

Sự khác biệt giữa liên kết tại tầng Transport và Network?
application
transport
network
data link
physical

23/08 - 10/10/2010

application
transport
network
data link
physical

Chương 4. Giao thức tầng mạng

9

Datagram network
Không thiết lập kênh truyền.
Các thiết bị chuyển mạch không cần nắm giữ trạng thái các
kênh.
Gói tin được truyền dựa trên địa chỉ của receiving host.
Đường đi của các gói tin giữa hai host có thể khác nhau.
application
transport

network
data link 1. Send data
physical

23/08 - 10/10/2010

application
transport
2. Receive data network
data link
physical

Chương 4. Giao thức tầng mạng

10


Network taxonomy (review)
communication
networks
switched
networks

circuit-switched
networks
(vd. telephone)

FDM

23/08 - 10/10/2010

TDM

broadcast
networks
(vd. Radio,
Broadcast TV)
packet-switched
networks

datagram
networks
(vd. Internet)

virtual circuitswitched
networks
(vd. ATM)

Chương 4. Giao thức tầng mạng

11

Datagram or VC network: why?
Internet

ATM

Mạng máy tính:
dịch vụ nhạy cảm.
không giới hạn thời gian.

Các hệ thống cuối “thông minh”
(computer):
có khả năng thích nghi, kiểm
soát, khôi phục lỗi.
kiến trúc bên trong mạng đơn
giản nhưng kết nối các mạng
phức tạp.
Nhiều dạng liên kết mạng dẫn đến
một dịch vụ thuần nhất (kênh) là
không thích hợp.

23/08 - 10/10/2010

Mạng điện thoại (chuyển mạch kênh).
Tương tác người-người đòi hỏi:
thời gian truyền.
độ tin cậy.
dịch vụ phải được đảm bảo.
Các thiết bị cuối đơn giản, dường như
cố định:
điện thoại.
mức độ phức tạp nằm bên trong
mạng.

Chương 4. Giao thức tầng mạng

12


Ch4. The Network Layer

4.1 - Giới thiệu và chức năng của tầng mạng.
4.2 - Network service model (VC and Datagram).
4.3 - Thiết bị tầng mạng - Bộ định tuyến (router).
4.4 - Giao thức IP (Internet Protocol).
4.5 - Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms).
4.6 - Chọn đường trong mạng Internet.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

13

Bộ định tuyến – router
Thực thi các giải thuật chọn đường (routing algorithms).
Chuyển tiếp (forwarding) các gói tin từ cổng vào tới cổng
ra thích hợp.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

14


Input ports

Physical layer:
bit-level reception
Data link layer:

e.g., Ethernet

23/08 - 10/10/2010

Decentralized switching:
sử dụng forwarding table có trong input
port memory để tra cứu output port
queuing: nếu các gam dữ liệu
(datagram) đến nhanh quá, cần phải xếp
hàng chờ xử lý.
Chương 4. Giao thức tầng mạng

15

Các cơ cấu chuyển mạch (switching fabrics)

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

16


Output ports

Buffering: khi datagram được gửi ra nhanh hơn tốc độ xử
lý, cần đưa vào bộ đệm.
Scheduling discipline: cơ chế lựa chọn datagram từ bộ đệm
để tiếp tục gửi đi.
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

17

Ch4. The Network Layer
4.1 - Giới thiệu và chức năng của tầng mạng.
4.2 - Network service model (VC and Datagram).
4.3 - Thiết bị tầng mạng - Bộ định tuyến (router).
4.4 - Giao thức IP (Internet Protocol).
4.5 - Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms).
4.6 - Chọn đường trong mạng Internet.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

18


The Internet (TCP/IP) network layer
Network layer được thực thi tại end system cũng như tại router!
Transport layer: TCP, UDP

Network
layer

IP protocol
•addressing conventions
•datagram format

•packet handling conventions

Routing protocols
•path selection
•RIP, OSPF, BGP

routing
table

ICMP protocol
•error reporting
•router “signaling”

Link layer
physical layer

23/08 - 10/10/2010

19

Chương 4. Giao thức tầng mạng

IP datagram format
IP protocol version
number
header length
(bytes)
“type” of data
max number
remaining hops

(decremented at
each router)
upper layer protocol
to deliver payload to
6 = TCP; 17 = UDP

23/08 - 10/10/2010

32 bits
type of
ver head.
len service

length
fragment
16-bit identifier flgs
offset
time to upper
Internet
layer
live
checksum

total datagram
length (bytes)
for
fragmentation/
reassembly

32 bit source IP address

32 bit destination IP address
Options (if any)

data
(variable length,
typically a TCP
or UDP segment)

Chương 4. Giao thức tầng mạng

E.g. timestamp,
record route
taken, specify
list of routers
to visit.

20


IP datagram - example
Sender’s MAC address
Receiver’s MAC address

Type of upper layer’s protocol
( 0x0800 = IP )

Total length:
72 bytes

21

Chương 4. Giao thức tầng mạng

23/08 - 10/10/2010

Id

IP version: 4
Header length: 20 bytes

TOS

IP’s Header

Flags & Fragment’s offset

TTL

Transport’s protocol: UDP

23/08 - 10/10/2010

Checksum

Source’s IP: 192.168.1.10

Chương 4. Giao thức tầng mạng

22

IP’s Header

Dest’s IP: 203.162.4.190

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

23

Phân tích gói tin tầng Internet - Transport

Địa chỉ MAC của sender & receiver ?
Địa chỉ IP của sender và receiver ?
Độ dài tổng của IP datagram ?
TTL của IP datagram?
Source’s IP, destination’s IP ?
Giao thức sử dụng ở tầng Application ?
23/08 - 10/10/2010

What are your
answers ?

Chương 4. Giao thức tầng mạng

24


IP Fragmentation & Reassembly

Fragmentation: gam dữ liệu
(datagram) lớn được chia
thành nhiều gam dữ liệu
nhỏ.
Do mỗi đường truyền giữa
các nút (link) có tốc độ giới
hạn, chỉ cho phép truyền đơn
vị dữ liệu có kích thước tối đa
là MTU (Max Transfer Unit)

fragmentation:
in: one large datagram
out: 3 smaller datagrams

reassembly

Reassembly: Các gam dữ
liệu nhỏ được hợp nhất
thành gam dữ liệu lớn
(ngược lại) tại điểm đến
cuối cùng
Chương 4. Giao thức tầng mạng

23/08 - 10/10/2010

Example
4000 byte datagram
MTU = 1500 bytes

1480 bytes in

data field
offset =
1480/8

23/08 - 10/10/2010

25

length ID fragflag offset
=4000 =x
=0
=0

gam dữ liệu lớn được chia thành
nhiều gam dữ liệu nhỏ hơn
length ID fragflag offset
=1500 =x
=1
=0
length ID fragflag offset
=1500 =x
=1
=185
length ID fragflag offset
=1040 =x
=0
=370

Chương 4. Giao thức tầng mạng

26


IPv4 Addressing: introduction
IP address: Số 32-bit định danh giao diện mạng (interface).
Interface (NIC - Network Interface Card): giao diện kết nối mạng
từ nút mạng tới mạng.
host interface: mỗi máy tính thường có một NIC, cho phép nối vào một đường
liên kết.
router interface: router thường có nhiều giao diện mạng.
223.1.1.1
223.1.2.1
223.1.1.2
223.1.1.4

32-bit = 4 số 8-bit

dạng thập phân dễ nhớ:

223.1.1.3

223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223
23/08 - 10/10/2010

1

1

223.1.2.9

223.1.2.2

223.1.3.27

223.1.3.2

223.1.3.1

1
27

Chương 4. Giao thức tầng mạng

Mạng & mạng con (subnet)
Internet = network of networks.
Địa chỉ IP bao gồm 2 phần:
Các bit cao dành cho network.
Các bit thấp dành cho host.

223.1.1.1
223.1.2.1
223.1.1.2
223.1.1.4
223.1.1.3

223.1.3.27

223.1.2.2

LAN

Network:
Mạng tạo bởi các interface có
phần network trong IP addr
giống nhau.
Các host cùng network có thể
trao đổi dữ liệu không cần
thông qua router.
23/08 - 10/10/2010

223.1.2.9

223.1.3.1

223.1.3.2

network = 3 IP networks

Chương 4. Giao thức tầng mạng

28


IP addressing: Class-full

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

29

Subnet
Đôi khi cần chia nhỏ một mạng thành các mạng
nhỏ hơn (subnet)

Ví dụ:

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

30


Subnet mask
Một interface trong mạng cần có:
IP address
Mặt nạ mạng con (subnet mask):
Là một số 32 bit bao gồm các bit cao = 1 và các bit thấp = 0. Các bit 1
quy định subnet, các bit 0 quy định địa chỉ host.
từ subnet mask có thể xác định ranh giới giữa địa chỉ mạng và địa chỉ của
interface (host).

Ví dụ: Subnet gồm các host 192.168.10.x, một host có thể
có thông số như sau:
IP = 192.168.10.1
SM = 255.255.255.0
(111111111.11111111.11111111.00000000)

Kiểm tra xem hai IP có cùng một subnet không?

(IP1 XOR IP2) AND SM = 0?
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

31

Network addr, Broadcast và loopback
Để ám chỉ một mạng, thay địa chỉ host bằng các bit
0, ví dụ: 192.168.10.0
Broadcast:
Địa chỉ host thay bằng các bit 1, vd: 192.168.10.255
Các gói tin có ip đích dạng broadcast sẽ được gửi cho
mọi host trong mạng.

Loopback ip: 127.x.x.x
các gói tin được coi như được gửi tới từ nút khác.
thường dùng 127.0.0.1
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

32


IP addressing: CIDR
Class-full addressing: sự phân lớp cứng nhắc,
không còn thích hợp nữa.
CIDR (Classless InterDomain Routing):
Vị trí ngăn cách giữa net addr và host addr tuỳ ý.

addr format: a.b.c.d/x, với x là số lượng bit dành cho net
addr.
network
part

host
part

11001000 00010111 00010000 00000000
200.23.16.0/23
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

33

IP addresses: how to get one?
Làm thế nào để có địa chỉ IP cho host?
Người quản trị hệ thống thiết lập (TCP/IP properties trong
Windows 2000/XP).
RARP (Reverse Address Resolution Protocol):
RARP server cung cấp IP cho client dựa trên bảng cấu hình sẵn có (từ địa
chỉ vật lý (MAC) IP).

BOOTP (BOOTstrap Protocol):
BOOTP server cung cấp IP cho client dựa trên bảng cấu hình sẵn có.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol):
Giao thức cấp phát địa chỉ IP động.
DHCP server phụ trách việc cấp phát/thu hồi IP cho/từ các DHCP client.

Client có thể nhận IP khác nhau tuỳ thời điểm kết nối.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

34


Phân cấp địa chỉ Internet - ISP
ICANN: Internet
Corporation for
Assigned Names
and Numbers

ISP's block

11001000 00010111 00010000 00000000

200.23.16.0/20

Organization 0
Organization 1
Organization 2
...
Organization 7

11001000 00010111 00010000 00000000
11001000 00010111 00010010 00000000
11001000 00010111 00010100 00000000

..
.
11001000 00010111 00011110 00000000

200.23.16.0/23
200.23.18.0/23
200.23.20.0/23
.
200.23.30.0/23

Organization 0

200.23.16.0/23
Organization 1

200.23.18.0/23
Organization 2

200.23.20.0/23
Organization 7

.
.
.

.
.
.

Fly-By-Night-ISP

“Send me anything
with addresses
beginning
200.23.16.0/20”
Internet

200.23.30.0/23
“Send me anything
with addresses
beginning
199.31.0.0/16”

ISPs-R-Us

35

Chương 4. Giao thức tầng mạng

23/08 - 10/10/2010

NAT: Network Address Translation
rest of
Internet

local network
(e.g., home network)
10.0.0/24
10.0.0.4

10.0.0.1

10.0.0.2

138.76.29.7
10.0.0.3

All datagrams leaving local
network have same single source
NAT IP address: 138.76.29.7,
different source port numbers

23/08 - 10/10/2010

Datagrams with source or
destination in this network
have 10.0.0/24 address for
source, destination (as usual)

Chương 4. Giao thức tầng mạng

36


NAT: Network Address Translation (cont)
Một LAN chỉ sử dụng một IP duy nhất khi giao
tiếp với mạng ngoài.
Từ đó:
Không cần tìm dải IP từ ISP để cấp phát cho các thiết bị
mạng trong (máy trạm) vì chỉ dùng 1 IP.

Thay đổi IP của máy trạm nội bộ mà không ảnh hưởng
tới mạng ngoài.
Thay đổi ISP mà không cần thay đổi địa chỉ các thiết bị
mạng trong.
Các thiết bị mạng trong không “nhìn thấy” được từ
mạng ngoài.
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

37

NAT: Implementation
NAT router:
outgoing datagrams: replace (source IP address, port #) of every
outgoing datagram to (NAT IP address, new port #)
. . . remote clients/servers will respond using (NAT IP address, new
port #) as destination addr.
remember (in NAT translation table) every (source IP address, port
#) to (NAT IP address, new port #) translation pair
incoming datagrams: replace (NAT IP address, new port #) in dest
fields of every incoming datagram with corresponding (source IP
address, port #) stored in NAT table

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

38

NAT example
2: NAT router
changes datagram
source addr from
10.0.0.1, 3345 to
138.76.29.7, 5001,
updates table
2

NAT translation table
WAN side addr
LAN side addr

1: host 10.0.0.1
sends datagram to
128.119.40, 80

138.76.29.7, 5001 10.0.0.1, 3345
……
……

S: 10.0.0.1, 3345
D: 128.119.40.186, 80

S: 138.76.29.7, 5001
D: 128.119.40.186, 80

138.76.29.7
S: 128.119.40.186, 80

D: 138.76.29.7, 5001

3

10.0.0.4

10.0.0.1

10.0.0.2

S: 128.119.40.186, 80
D: 10.0.0.1, 3345

4

10.0.0.3
4: NAT router
changes datagram
dest addr from
138.76.29.7, 5001 to 10.0.0.1, 3345

3: Reply arrives
dest. address:
138.76.29.7, 5001
23/08 - 10/10/2010

1

39

Chương 4. Giao thức tầng mạng

ICMP (Internet Control Message Protocol)
Giao tiếp ở mức mạng giữa các
hosts, routers
thông báo lỗi (vd: không tìm được
đường đi, không gửi tin được tới
host, port…).
echo request/reply.

ICMP có thể coi là một thành
phần của IP
về mặt kiến trúc, ICMP thuộc về
tầng ứng dụng.
sử dụng UDP.

ICMP msg
được đóng gói trong IP
datagrams/packet.
type + code + 8 bytes of IP
datagram.

23/08 - 10/10/2010

Type
0
3
3
3
3

3
3
4

Code
0
0
1
2
3
6
7
0

8
9
10
11
12

0
0
0
0
0

Chương 4. Giao thức tầng mạng

description
echo reply (ping)

dest. network unreachable
dest host unreachable
dest protocol unreachable
dest port unreachable
dest network unknown
dest host unknown
source quench (congestion
control - not used)
echo request (ping)
route advertisement
router discovery
TTL expired
bad IP header

40


IPv6
IPv4: sử dụng 32-bit địa chỉ IP sẽ là không đủ???
IPv6:
sử dụng 128-bit địa chỉ.
phần tiêu đề (header) cung cấp khả năng xử lý nhanh
hơn, chất lượng hơn (QoS).
40 bytes header.
không cho phép phân mảnh (fragmentation).
ICMP v6. [RFC 1885]

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

41

IPv6: datagram format
ver: phiên bản (6=v6, 4#v4!!).
priority: thứ tự các gói tin
trong cùng flow.
flow: nhãn của luồng mà gói
tin thuộc về
các ứng dụng đòi hỏi chất lượng
cao flow.
ứng dụng không đòi hỏi chất
lượng không được coi là flow.

next header: giao thức tầng
trên.
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

42


IPv6 datagram analysis (example)
Receiver’s MAC

0000:
0010:
0020:
0030:

0040:
0050:
0060:
0070:
0080:
0090:
00A0:
00B0:
00C0:
00D0:
00E0:
00F0:
0100:

00
00
00
00
B0
96
3A
30
2D
67
69
4F
47
76
54
65

0A

A0
00
A0
A0
80
D9
20
33
76
3A
63
70
4B
20
20
20
A3

24
00
24
24
80
00
54
3A
36
20

6B
65
45
31
31
74
5F

6F
CB
6F
6F
18
00
75
34
2E
6E
65
6E
52
35
39
6F
44

B6
06
B7
B6

43
14
65
36
69
6F
74
42
29
20
39
20
A9

Sender’s MAC

A3
40
02
A3
80
D5
20
20
70
20
73
53
20
30

36
4F

00
5F
5F
23
74
4C
4A
66
76
4B
20
44
23
38
0D
70

A0
15
15
3F
8A
61
61
72
36
65

69
20
31
3A
0A
65

24
50
50
04
00
73
6E
6F
0D
72
73
31
3A
30
0D
6E

6F
00
00
06
00
74

20
6D
0A
62
73
2E
20
33
0A
42

B7
82
82
63
01
20
20
20
57
65
75
32
46
3A
57
53

Type: 0x86DD (IPv6)

02
C0
C0
A9
01
6C
37
61
61
72
65
20
72
34
65
44

86
0E
0E
BC
08
6F
20
6C
72
6F
64
28
69

32
6C
2E

DD
00
00
4A
0A
67
31
69
6E
73
2E
49
20
20
63
0D

60
00
00
1E
00
69
37
63
69

20
0D
50
4E
50
6F
0A

00 ..$o....$o....`.
BD .....@_.P.......
BD ..$o.._.P.......
41 ..$o..#?..c..J.A
0A ....C.t.........
6E ......Last login
3A : Tue Jan 7 17:
65 03:46 from alice
6E -v6.ipv6..Warnin
74 g: no Kerberos t
0A ickets issued...
4E OpenBSD 1.2 (IPN
6F GKER) #1: Fri No
53 v 15 08:03:42 PS
6D T 1996....Welcom
0D e to OpenBSD....
.._D.
43

Chương 4. Giao thức tầng mạng

23/08 - 10/10/2010

IPv6 datagram analysis (example) cnt.
Payload length: 203 (bytes)

0000:
0010:
0020:
0030:
0040:
0050:
0060:
0070:
0080:
0090:
00A0:
00B0:
00C0:
00D0:
00E0:
00F0:
0100:

00
00
00
00
B0
96
3A
30

2D
67
69
4F
47
76
54
65
0A

A0
00
A0
A0
80
D9
20
33
76
3A
63
70
4B
20
20
20
A3

23/08 - 10/10/2010

24
00
24
24
80
00
54
3A
36
20
6B
65
45
31
31
74
5F

6F
CB
6F
6F
18
00
75
34
2E
6E
65
6E

52
35
39
6F
44

TCP at upper layer
Hops Limit: 64

B6
06
B7
B6
43
14
65
36
69
6F
74
42
29
20
39
20
A9

A3
40
02

A3
80
D5
20
20
70
20
73
53
20
30
36
4F

00
5F
5F
23
74
4C
4A
66
76
4B
20
44
23
38
0D
70

A0
15
15
3F
8A
61
61
72
36
65
69
20
31
3A
0A
65

24
50
50
04
00
73
6E
6F
0D
72
73
31

3A
30
0D
6E

6F
00
00
06
00
74
20
6D
0A
62
73
2E
20
33
0A
42

B7
82
82
63
01
20
20
20

57
65
75
32
46
3A
57
53

02
C0
C0
A9
01
6C
37
61
61
72
65
20
72
34
65
44

86
0E
0E
BC

08
6F
20
6C
72
6F
64
28
69
32
6C
2E

Flow label

DD
00
00
4A
0A
67
31
69
6E
73
2E
49
20
20
63

0D

60
00
00
1E
00
69
37
63
69
20
0D
50
4E
50
6F
0A

Chương 4. Giao thức tầng mạng

00 ..$o....$o....`.
BD .....@_.P.......
BD ..$o.._.P.......
41 ..$o..#?..c..J.A
0A ....C.t.........
6E ......Last login
3A : Tue Jan 7 17:
65 03:46 from alice
6E -v6.ipv6..Warnin

74 g: no Kerberos t
0A ickets issued...
4E OpenBSD 1.2 (IPN
6F GKER) #1: Fri No
53 v 15 08:03:42 PS
6D T 1996....Welcom
0D e to OpenBSD....
.._D.
44


IPv6 – Analysis (example 2)
0000: 33 33 00 00 00 09 08 00 2B B5 A7 A8 86 DD 67 00

33......+.....g.

0010: 00 00 00 20 11 FF FE 80 00 00 00 00 00 00 00 00

... ............

0020: 08 00 2B B5 A7 A8 FF 02 00 00 00 00 00 00 00 00

..+.............

0030: 00 00 00 00 00 09 02 09 02 09 00 20 21 A1 01 01

........... !...

0040: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

................

0050: 00 00 00 00 00 10 F2 9B F3 73

Địa chỉ IPv6 của máy gửi và máy nhận ?
Payload length của IPv6 datagram ?
What are your
Hops limit value ?
answers ?
Transport protocol ?
Source port # and Dest port # at transport layer ?
23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

IPv6: chuyển đổi IPv4

45

IPv6

Chuyển đổi tất cả các hosts, routers sang sử dụng
IPv6: không thể!!!
Chuyển đổi dần dần:
tồn tại các nút mạng IPv4 và IPv6.
IPv6 có khả năng xử lý gói tin IPv4.
Tunneling: gói tin IPv6 được coi như phần data
(payload) của IPv4 khi đi qua các nút mạng IPv4.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

46


Tunneling
Logical view:

Physical view:

A

B

IPv6

IPv6

A

B

C

IPv6

IPv6

IPv4

Flow: X
Src: A
Dest: F
data

A-to-B:
IPv6

23/08 - 10/10/2010

E

F

IPv6

IPv6

D

E

F

IPv4

IPv6

IPv6

tunnel

Src:B
Dest: E

Src:B
Dest: E

Flow: X
Src: A
Dest: F

Flow: X
Src: A
Dest: F

data

data

B-to-C:
IPv6 inside
IPv4

B-to-C:
IPv6 inside
IPv4

Flow: X

Src: A
Dest: F
data

E-to-F:
IPv6

Chương 4. Giao thức tầng mạng

47

Ch4. The Network Layer
4.1 - Giới thiệu và chức năng của tầng mạng.
4.2 - Network service model (VC and Datagram).
4.3 - Thiết bị tầng mạng - Bộ định tuyến (router).
4.4 - Giao thức IP (Internet Protocol).
4.5 - Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms).
4.6 - Chọn đường trong mạng Internet.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

48


Forwarding & routing
routing algorithm

local forwarding table

header value output link
0100
0101
0111
1001

3
2
2
1

value in arriving
packet’s header
0111

1
3 2

23/08 - 10/10/2010

49

Chương 4. Giao thức tầng mạng

Network: graph abstraction
5
2

u

v
2

1

x

3

w
3

5

z

1

y

2

1
Network = Graph = G(N,E).
N = tập hợp các routers = { u, v, w, x, y, z }.
E = tập các đường nối giữa các routers.
= { (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) }
Trọng số = chi phí (cost): độ trễ, độ nghẽn mạng, cước
phí…
Đường đi tốt = đường đi có “chi phí” thấp nhất.

23/08 - 10/10/2010

Chương 4. Giao thức tầng mạng

50