Bài giảng mạng máy tính chương 4

Mô hình TCP/IP

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

1


Nội dung
 Giới thiệu mô hình kiến trúc TCP/IP và một
số giao thức cơ bản của TCP/IP.
 Đánh địa chỉ IPv4.
 Hạn chế của giao thức IPv4 và nguyên nhân
ra đời IPv6.
 Các lớp địa chỉ IPv6

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

2


Sự ra đời của mô hình TCP/IP

 Vào cuối những năm 60, ARPANET ra đời.

Đầu những năm 1980, họ giao thức TCP/IP ra
đời và được đưa làm giao thức chuẩn cho mạng
ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA
Internet Protocol suit, thường được gọi là TCP/IP.

Thuật ngữ “Internet” xuất hiện vào khoảng năm
1974. Năm 1987, NFSnet liên kết các trung tâm
siêu tính của toàn liên bang ra đời với tốc độ
1.5Mbit/s thay vì 56Kbit/s của ARPANET.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

3


Mô hình TCP/IP và OSI

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

4


Network Access Layer
 Cung cấp cho hệ thống phương thức truyền dữ
liệu trên các tầng vật lý khác nhau của mạng.
 Định nghĩa cách thức truyền các khối dữ liệu
(datagram) IP.
 Các giao thức lớp này biết các cấu trúc vật lý
mạng ở dưới nó (cấu trúc gói số liệu, cấu trúc
địa chỉ …) để định dạng (nhúng các gói IP vào
frames, ánh xạ địa chỉ IP  MAC) chính xác dữ
liệu sẽ được truyền trong từng loại mạng cụ thể.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

5


Internet Layer
 Cung cấp một địa chỉ logic cho giao diện vật lý
mạng.
 Hỗ trợ các ánh xạ giữa địa chỉ MAC do
Network Access Layer cung cấp với địa chỉ IP
bằng giao thức ARP và RARP.
 Các vấn đề có liên quan đến xác định lỗi và các

tình huống bất thường liên quan đến IP được
giao thức ICMP thống kê và báo cáo.
 Gồm các giao thức cơ bản: IP, ICMP, IGMP
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

6


Transport Layer
 Ứng với Transport Layer trong mô hình OSI,
tầng Host to Host thực hiện kết nối hai hosts
trên mạng bằng giao thức: TCP và UDP.
 TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa
hai trạm.
 UDP cung cấp dịch vụ đơn giản hơn cho lớp
ứng dụng. Nó chỉ gửi các gói dữ liệu từ trạm
này đến trạm kia mà không đảm bảo các gói tin
đến được đích.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

7


Application Layer
Là lớp trên cùng của mô hình TCP/IP, bao gồm
các tiến trình và các ứng dụng nhằm cung cấp
cho người sử dụng để truy cập mạng. Trong các
ứng dụng mà lớp này cung cấp, phổ biến nhất là
Telnet, dịch vụ truyền file FTP, E-mail, Web …

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

8


Họ giao thức TCP/IP

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

9

Xử lý dữ liệu trong TCP/IP

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

10


Giao thức IP (Internet Protocol)
 Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung
cấp khả năng liên kết các mạng con thành liên
mạng để truyền dữ liệu.
 IP là giao thức không liên kết. Do vậy, độ tin
cậy của phương thức này là không cao, đồng
thời không duy trì bất kì thông tin nào về những
datagram đã gửi đi.
 Các gói dữ liệu IP được định nghĩa là các
datagram
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

11


Cấu trúc IPv4 packet

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

12


Địa chỉ IPv4
Hiện nay, mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ
IPv4 (32 bit) để địa chỉ hoá logic các nút mạng.
Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo nhờ
sự phân lớp. Có 5 lớp địa chỉ IP: A, B, C, D, E.
Một số giao thức thường gặp:
- ARP: ánh xạ địa chỉ IP thành địa chỉ MAC.
- RARP: ánh xạ địa chỉ MAC thành địa chỉ IP.
- ICMP: truyền các thông báo điều khiển (tình
trạng lỗi trên mạng...) giữa các GW hoặc trạm
của liên mạng.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

13


Giao thức TCP


TCP là một giao thức hướng liên kết
(connection oriented). TCP cung cấp khả năng
truyền dữ liệu một cách an toàn giữa các máy
trạm trong hệ thống.
 TCP nhận thông tin từ lớp trên, chia dữ liệu
thành nhiều gói theo độ dài quy định và chuyển
các gói tin xuống cho các giao thức lớp mạng
để định tuyến.
 Đơn vị dữ liệu trong giao thức TCP được gọi là
segment ( đoạn dữ liệu).
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

14

Cấu trúc TCP segment

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

15


Thiết lập kết nối trong TCP

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

16


Giải phóng kết nối trong TCP

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

17


Điều khiển lưu lượng trong TCP (1)
 Cơ chế cửa sổ động.
- Độ lớn của cửa sổ bằng số lượng các gói dữ
liệu được gửi liên tục mà không cần chờ ACK
cho từng gói dữ liệu đó.
- Độ lớn cửa sổ quyết định hiệu suất trao đổi
dữ liệu trong mạng.
- Giao thức TCP cho phép thay đổi độ lớn của
sổ một cách động, phụ thuộc vào độ lớn bộ đệm
thu của thực thể TCP nhận.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

18


Điều khiển lưu lượng trong TCP (2)
 Cơ chế phát lại thích nghi.
- Để đảm bảo kiểm tra và khắc phục lỗi trong
trao đổi dữ liệu, TCP phải có cơ chế đồng hồ

kiểm tra phát (Time Out - Tout) và cơ chế phát
lại (Retransmission) mềm dẻo, phụ thuộc vào
thời gian trễ thực của môi trường truyền dẫn cụ
thể.
- Thời gian trễ toàn phần RTT (Round Trip
Time) tính từ lúc phát đến khi nhận được gói dữ
liệu, là yếu tố quyết định Tout  Tout ≥ RTT.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

19


Điều khiển tắc nghẽn trong TCP
Hiện tượng tắc nghẽn dữ liệu thể hiện ở việc
gia tăng thời gian trễ của dữ liệu khi chuyển qua
mạng. Để hạn chế khả năng dẫn đến tắc nghẽn
dữ liệu trong mạng, điều khiển lưu lượng dựa
trên việc thay đổi độ lớn của sổ phát.

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

20


Giao thức UDP
- Là giao thức không liên kết.
- Không có chức năng thiết lập và giải phóng
liên kết, cơ chế ACK, không sắp xếp tuần tự các
đơn vị dữ liệu đến và có thể dẫn đến tình trạng
mất hoặc trùng dữ liệu mà không thông báo lỗi
cho người gửi  UDP không cung cấp các dịch
vụ giao vận tin cậy như giao thức TCP.
- Có cơ chế gán và quản lý port number để
định danh duy nhất các ứng dụng chạy trên một
trạm của mạng.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

21


Cấu trúc của UDP datagram
UDP datagram có cấu trúc và tham số đơn
giản hơn nhiều so với TCP segment.

ITE PC v4.0

Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

22


Port number trong TCP và UDP

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

23


Giao thức ICMP
- ICMP là giao thức điều khiển của tầng IP, sử
dụng để trao đổi các thông tin điều khiển dòng
dữ liệu, thông báo lỗi và các thông tin trạng thái
khác của bộ giao thức TCP/IP.
- Điều khiển lưu lượng (Flow Control).
- Thông báo lỗi.
- Định hướng lại các tuyến (Redirect Router).
- Kiểm tra các trạm ở xa: ICMP echo.

ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

24


Thông điệp của giao thức ICMP
- Các thông điệp truy vấn:
Giúp cho người quản trị mạng nhận các thông
tin xác định từ một node mạng khác.
- Các thông điệp thông báo lỗi:
Liên quan đến các vấn đề mà bộ định tuyến
hay trạm phát hiện ra khi xử lý gói IP. ICMP sử
dụng địa chỉ IP nguồn để gửi thông điệp thông
báo lỗi cho node nguồn của gói IP.
ITE PC v4.0
Chapter 1

© 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Cisco Public

25