Bài giảng mạng máy tính chương 4 2 trương hoài phan

Mô hình OSI-TCP/IP
Open System Interconnection

20:10:08


MỘT SỐ CÂU HỎI KHI QUAN TÂM ĐẾN CÁC LỚP MẠNG
Phân tích các lớp mạng

một số câu hỏi

như sau :

Cái gì sẽ được lưu chuyển
Đối tựơng lưu chuyển là gì
Lưu chuyển dựa trên những luật nào
Lưu chuyển trên môi trường nào
20:10:08


Mạng

Chuyển
cái gì

Vật truyền dẫn
(dạng khác )

Các luật truyền dẫn

Môi trường truyền dẫn

Cấp nước

Nước

Nước nóng,
nước nguội,
nước uống
được, nước thải

Đóng mở van nước,
bơm,..

ống nước, kênh

Giao thông

Phương
tiện xe cộ

Xe hơi, xe tải,
xe gắn máy, xe
đạp…

Luật giao thông,
phép lịch sự, văn
minh trên đường

Đường bộ, đường cao
tốc , cầu,

Bưu chính

Đồ vật

Thư, bưu
phẩm,kiện
hàng…

Các luật về cách
đóng gói , đính kèm

Bưu điện, xe chở thư,
người đưa thư…

Điện thoại

Thông tin
liên lạc

Giọng nói, âm
thanh

Luật sử dụng điện
thoại, phép lịch sự
khi nói chuyện

Dây điện thoại, sóng
âm..

20:10:08


Mạng

Chuyển
cái gì

Vật truyền dẫn
(dạng khác )

Các luật truyền dẫn

Môi trường truyền dẫn

Giao thông

Phương
tiện giao
thông

Xe . O tô gắn
máy

Đèn tín hiệu, biển
báo

Đường, cầu , sông…

Mạng máy

tính

Tín hiệu
số

Tín hiệu điện,
số, data,…

Dịch vu, cổng,
chương trình

Điện, mạng, cáp
quang…

20:10:08


Mô hình OSI (open system interconection)
Lợi ích của mô hình OSI
Giảm độ phức tạp, chia nhỏ các giao tiếp
mạng cho để quản lý
Chuẩn hoá các thành phần mạng cho
nhiều công ty phát triển và ủng hộ
Dễ dàng cho việc kết nối về kỹ thuật (cho
phép nhiều thiết bị khác nhau và phầm
mềm khác nhau co thể kêt nối dễ dàng)
Đảm bảo cơ sở cho từng tầng phát triển
riêng biệt ,không cho việc thay đổi kỹ
thuật của tầng này làm thay đổi tầng khác
Tăng tốc độ phát triển của mạng máy tính

Đơn gian hoá việc dạy và học
20:10:08


20:10:08


20:10:08


Mô hình OSI

7 application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network
2 Datalink
1 Physical

20:10:08

Xử lý mạng cho các ứng dụng
Cung cấp những dịch vụ mạng cho các xử lý ứng
dụng (như mail, truyền file, truy nhập từ xa)
Biểu
diễn
Đảm
bảo
kếtdữ

nốiliệu
đến đích
Đảm bảo dữ liệu có thể nhận ra(đọc được ) tại hệ
Quan
đến trong
việc truyền
thống
Kết tâm
nốinhận
bên
host dẫn giữa các host
Định dữ
dạng
dữ
liệu
Truyền
liệu
tin
cậy
Thiết
lập dữ
, điều
Cấu trúc
liệukhiển và ngắt các phiên làm việc
giữa
các
ứng
dụng
Thiết
duy

trì cú
và
huỷ các
nốiứng dụng
Quilập
định
các
pháp
chokết
tầng
Kiểm
tra Địa
lổi và
khiển
phục
hồiđường
thông tin
Đánh
chỉđiều
mạng
logicdòng
và xác
định
đi cho
gói tin
Các phương pháp chuyển mạnh gói…
Truyền nhị phân (bit)
Điều khiển kết nối trực tiếp và truy xuất thiết bị
Dây cáp, các thiết bị kết nối, điện thế, tốc độ truyền..
Đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy trên thiết bị truyền

Các
dẫnmô hình đi dây mạng
Đánh địa chỉ vật lý, các hình dạng của mạng, báo lổi,
và điều khiển dòng


Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer)
•

•
•
•
•

Tầng vật lý định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị. Trong đó bao gồm
bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cáp nối (cable). Các thiết bị
tầng vật lý bao gồm Hub, bộ lặp (repeater), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) và
thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter)- (HBA dùng trong mạng lưu trữ (Storage
Area Network)). Chức năng và dịch vụ căn bản được thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:
Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một phương tiện
truyền thông (transmission medium).
Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia xẻ hiệu quả
giữa nhiều người dùng. Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài nguyên (contention) và
điều khiển lưu lượng.
Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của các thiết
bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thông
(communication channel).
Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng cấp này. Nhiều tiêu chuẩn khác nhau của
Ethernet dành cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhập tầng vật lý với tầng
liên kết dữ liệu vào làm một. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các mạng cục bộ như

Token ring, FDDI và IEEE 802.11.

20:10:08


Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer)
• Chức năng
– Chuyển dòng bit thô qua phương tiện truyền dẫn
– Đảm bảo bên nhận hiểu đúng dữ liệu được truyền

• Để đảm bảo chức năng tầng vật lý đặt ra
– Cấu trúc vật ly của mạng theo kiểu gì
– Các đặt tả về khía cạnh cơ, điện để dùng phương tiện truyền dẫn
– Mã hóa và định thời gian cho việc truyền bít

20:10:08


Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data
Link Layer)
•

•

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy trình để
truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa chữa các lỗi trong
tầng vật lý nếu có. Cách đánh địa chỉ mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ (
địa chỉ MAC) được mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng (network card) khi
chúng được sản xuất. Hệ thống xác định địa chỉ này không có đẳng cấp (flat
scheme). Chú ý: Ví dụ điển hình nhất là Ethernet. Những ví dụ khác về các giao

thức liên kết dữ liệu (data link protocol) là các giao thức HDLC; ADCCP dành cho
các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạch gói (packet-switched
networks) và giao thức Aloha cho các mạng cục bộ. Trong các mạng cục bộ theo
tiêu chuẩn IEEE 802, và một số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI, tầng
liên kết dữ liệu có thể được chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media Access
Control - Điều khiển Truy nhập Đường truyền) và tầng LLC (Logical Link Control Điều khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2.
Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi các cầu nối (bridge) và các thiết bị chuyển mạch
(switches) hoạt động. Kết nối chỉ được cung cấp giữa các nút mạng được nối với
nhau trong nội bộ mạng. Tuy nhiên, có lập luận khá hợp lý cho rằng thực ra các
thiết bị này thuộc về tầng 2,5 chứ không hoàn toàn thuộc về tầng 2.

20:10:08


Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data
Link Layer)
•
•

Mục đích : cung cấp một phương pháp đáng tin cậy để truyền dữ liệu
qua đường truyền vật lý, đảm trách việc truyền thông giữa các thiết bị
trên một mạng
ở bên gửi, tầng này đóng gói dữ liệu thành các khung dữ liệu (data
frame) có kích thước xác định, truyền các khung dữ liệu và xử lý các
khung báo nhận (acknowledged frame)

T| 1001….1|H

Data link

Data link

frame

frame
physical

20:10:08

T| 1001….1|H

physical

100100100010000111110110101


Data link phân 2 lớp con
7 application
6 Presentation
5 Session
4 Transport
3 Network
2 Datalink
2 Datalink
1 Physical
20:10:08

LLC(logical link control)
MAC(media access control)

Tầng media access control
• Chức năng:
• Định địa chỉ vật lý
• Truy cập thiết bị mạng

20:10:08


Tầng media access control
• Định địa chỉ vật lý : mỗi thiết bị trước khi xuất xưởng đều
được gắn một địa chỉ vật lý .địa chỉ này được tầng MAC sử
dụng để định vị thiết bị
• 48bit
• 24bit đầu cho nhà sx
• 24bit để đánh địa chỉ ho thiết bị của nhà sx

20:10:08


Tầng media access control
 Truy cập thiết bị mạng: có nhiều cách truy cập thiết bị
mạng
 Định vị theo địa chỉ vật lý
 Tranh chấp
 Các thiết bị có quyền truy cập dữ liệu  có va chạm
 CSMA/CD, CSMA/CA
 Có điều khiển
 Mạng quyết định thiết bị nào được quyền truyền
 Phương pháp chuyển thẻ bài

 phương pháp dò tìm
20:10:08


Tầng mac: các phương pháp tranh
chấp
•
•

Bất kỳ thiết bị nào cũng có thể truyền dữ liệu nếu thấy cần thiết
Thuận lợi:
– Cơ hội truy cập đường truyền là như nhau cho các thiết bị
– Chi phí thấp
– Tốc độ truyền chấp nhận được nếu số lượng thiết bị không quá nhiều

•

Bất lợi
– Giảm hiệu năng khi tải mạng tăng cao
– Không thể ấn định mức độ ưu tiên cho các thiết bị đặc biệt

•

Các phương pháp tranh chấp được sử dụng
– CSMA/CD : carrier sense multiple access with collision detection: chấp nhận đụng độ
– CSMA/CA : carrier sense multiple access with collision Advoidance: tránh đụng độ

20:10:08

csMA/CD
•
•
•
•
•
•

•
•
•

CSMA/CD đa truy cập đường truyền dùng sóng mang có phát hiện xung đột
Ý tưởng nghe trong khi truyền
Thiết bị lắng nghe đường truyền
Nếu đường truyền rãnh thiết bị truyền ngay dữ liệu của nó
Sau khi truyền, thiết bị lắng nghe trên đường truyền xen có hiện tượng đụng độ
xãy ra
Nếu có thiết bị sẽ gửi một tín hiệu cảnh báo cho các thiết bị khác. Tín hiệu cảnh
báo này có mục đích tạm ngăn không cho các thiết bị khác gửi tiếp tín hiệu lên
đường truyền ngay su đó nhằm tránh đụng độ thêm nữa
Các thiết bị chờ sau một thời gian ngẫu nhiên, sẽ gửi dữ liệu của mình lên mạng
Nếu xảy ra đụng độ lần 2 với cùng thiết thị, chúng sẽ lặp lại các bước trên với
thời gian chờ ngẫu nhiên sẽ được gia tăng gấp đôi
Ethernet sử dụng CSMA/CD

20:10:08


CSMA/CA

•
•
•
•
•
•
•
•

CSMA/CA đa truy cập đường truyền dùng sóng mang để tránh xung đột
Ý tưởng:
Thiết bị lắng nghe đường truyền
Nếu đường truyền rảnh, thiết bị gửi tín hiệu “xin phép” được truyền
Nếu mạng chấp nhận, sẽ gửi tín hiệu cho phép đến thiết bị
Thiết bị truyền dữ liệu khi đã nhận được tín hiệu cho phép
Sau khi truyền, thiết bị gửi tín hiệu báo xong
Localtalk/mạng không dây sử dụng CSMA/CA

20:10:08


MAC-phương pháp thẻ bài (token
passing)
• Mạng duy trì một thẻ bài ()token di chuyển thường xuyên
trên đường truyền. Một thiết bị muốn truyền phải chiếm thẻ
bài
• Mạng sử dụng thẻ bài token Ring của IBM
• Thuận lợi
– Các thiết bị đặt biệt có thể có độ ưu tiên truy cập đường truyền cao
hơn

– Thích hợp cho mạng có tải nặng hơn CSMA/CD, CSMA/CA
– Bất lợi:
– Chậm hơn CSMA/CD, CSMA/CA khi mạng tải nhẹ
– Thiêt bị mạng đắt tiền

20:10:08


Tầng mac Phương pháp dò tìm
(polling)
 Thiết bị điềuk hiển chính kiểm tra các nhu cầu truyền dữ liệu
của các thiết bị thứ cấp (dò). Thiết bị điều khiển sẽ lựa chọn
thiết bị thứ cấp được phép truyền dữ liệu dự vào thứ tự và
độ ưu tiên
 Thuận lợi:
 Độ ưu tiên và lượng dữ liệu được phép truyền của một thiết bị thứ cấp
là có thể định trước
 Tận dụng tốt đa thông lượng đường truyền

 Bất lợi
 Việc chọn thiết bị thứ cấp có tể tốn chi phí đáng kể
 Việc truyền của một thiết bị có thể bị tạm dừng chờ thiết bị chính dò
chọn
20:10:08


LLC(logical link control)
•
•
•

•
•
•
•

•

•

LLC là tầng con của tầng data link
Thiết lập và duy trì các kết nối liên kết dữ liệu giữa các thiết bị mạng
Chịu trách nhiệm với bất kỳ luồng điều khiển và sửa lỗi xuất hiện trong tầng
Các dịch vụ kết nối mà LLC cung cấp
Các dịch vụ phi kết nối
Các dịch vụ có kết nối
Cửa sổ trượt: cho phép 2 thiết bịtruyền thông thương lượng sô lượng các khung
được phép truyền trong một đợt  thiết bị nhận không cần gửi thông điệp xác
nhận cho từng frame mà nó nhận được
Dừng và đợi: khi một thiết bị không còn bộ nhớ tróng để lưu dữ liệu đến nó sẽ
tạm hoãn cuộc truyền. Khi bộ nhớ trống trở lại, nó sẽ gửi tín hiệu đến thiết bị
truyền để yêu cầu truyền tiếp
Kiểm lỗi: sử dụng CRCs(Cyclic redundancy checks) và checksum

20:10:08


Tầng 3: Tầng mạng
(Network Layer)
• các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi
dữ liệu trên các mạng

• duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà
tầng transport yêu cầu.
• chức năng
• định tuyến,
• điều khiển lưu lượng (flow control),
• phân đoạn và hợp đoạn
(segmentation/desegmentation),
• kiểm soát lỗi (error control).
20:10:08


Tầng 3: (Network Layer) (tt)
• Các thiết bị định tuyến (router) hoạt động tại tầng này — gửi
dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trở nên
khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi
là chuyển mạch IP).
• Xác định địa chỉ lôgic (logical addressing scheme) –
giao thức IP.

20:10:08


Tầng network
• Mạng vật lý ≠ mạng logic
• Mạng vật lý: các máy tính và thiết bị nối kết nhau bằng
đường truyền vật lý
• Mạng logic: dãy các máy tính và thiết bị trong cùng mạng vật
lý cho phép truyền thông trực tiếp theo 1 giao thức mạng.
Các máy tính và thiết bị không cùng mạng logic thì không
truyền thông trực tiếp

20:10:08