Các giao thức định tuyến cổng nội trong mạng IP

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục
lục
MỤC LỤC
M C L CỤ Ụ .....................................................................................1
THU T NG VI T T TẬ Ữ Ế Ắ ..............................................................1
L I NÓI UỜ ĐẦ ...............................................................................1
...............................................................................................2
CH NG 1ƯƠ .................................................................................3
T NG QUAN V M NG IPỔ Ề Ạ .........................................................3
1.1 Mô hình tham chi u OSIế ................................................3
1.1.1 Ch c n ng các t ng trong mô hình OSIứ ă ầ .......................................4
1.1.2 Các giao th c chu n c a mô hình OSIứ ẩ ủ ........................................4
1.1.3 Ph ng th c ho t ng c a các t ng trong mô hình OSI ươ ứ ạ độ ủ ầ ........7
1.1.4 Truy n d li u trong mô hình OSI.ề ữ ệ ...............................................8
1.2 B giao th c TCP/IPộ ứ ......................................................9
1.2.1 S thúc y cho vi c ra i c a TCP/IPự đẩ ệ đờ ủ ......................................9
1.2.2 C u trúc phân l p c a TCP/IPấ ớ ủ ....................................................10
1.3 So sánh hai mô hình TCP/IP và mô hình OSI...........13
1.4 Phân lo i m ng IPạ ạ .......................................................14
1.5 Giao th c IPứ ................................................................15
1.5.1 T ng quan v giao th c IPổ ề ứ ..........................................................15
1.5.2 Các ch c n ng c a IPứ ă ủ .................................................................16
1.5.3 Giao di n v i các giao th c l p trên và l p d iệ ớ ứ ở ớ ớ ướ ...................16
1.5.4 a ch IP Đị ỉ ....................................................................................17
1.5.5 Các ph ng pháp gán a ch IPươ đị ỉ ................................................28
1.5.6 Th t byte và a ch IPứ ự đị ỉ ............................................................29
1.5.7 C u trúc gói d li u IPấ ữ ệ .................................................................29
1.5.8 óng gói d li uĐ ữ ệ ...........................................................................34
1.5.9 Phân m nh và h p nh t các gói IPả ợ ấ ...........................................35
1.5.10 i u khi n quá trình phân o nĐ ề ể đ ạ ..............................................39
1.6 nh tuy n IP Đị ế .............................................................39

1.6.1 Các c tính c a nh tuy n IPđặ ủ đị ế .................................................39
1.6.2 X lý t i l p IPử ạ ớ ..............................................................................42
1.6.3 Kh i t o b ng nh tuy nở ạ ả đị ế ............................................................42
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục
lục
1.6.4 Thông báo l i tái nh tuy n ICMP ỗ đị ế .............................................43
1.6.5 Các b n tin khám phá router ICMP ả .............................................44
1.7 IPv6.............................................................................46
1.8 Các giao th c khác c a l p Internetứ ủ ớ ............................48
1.8.1Giao th c phân gi i a ch ARPứ ả đị ỉ ...................................................49
1.8.2 Giao th c phân gi i a ch ng c RARPứ ả đị ỉ ượ ..................................53
1.8.3 Giao th c b n tin i u khi n liên m ng ICMP ứ ả đ ề ể ạ ...........................54
1.9Các c ch truy n t iơ ế ề ả .....................................................57
K T LU N Ế Ậ .................................................................................58
CH NG 2ƯƠ ...............................................................................60
K THU T NH TUY N TRONG M NG IPĨ Ậ ĐỊ Ế Ạ ............................60
2.1 Khái ni m v nh tuy nệ ề đị ế ..............................................60
2.2 Các ph ng pháp nh tuy n ươ đị ế ....................................62
2.2.1 nh tuy n tĩnhĐị ế .........................................................................62
2.2.2 nh tuy n ngĐị ế độ ..........................................................................63
2.3 Các thu t toán ch n ngậ ọ đườ ..........................................65
2.3.1 Gi i thi uớ ệ ......................................................................................65
2.3.2 Thu t toán tìm ng ng n nh tậ đườ ắ ấ ...............................................67
2.3.3 Thu t toán Dijkstraậ ......................................................................69
2.3.4 Thu t toán Bellman-Fordậ .............................................................71
2.4 Các lo i giao th c nh tuy nạ ứ đị ế ......................................73
2.4.1 nh tuy n theo vec-t kho ng cáchĐị ế ơ ả ...........................................74
2.4.2 nh tuy n theo tr ng thái liên k tĐị ế ạ ế ..............................................78
2.4.3 Giao th c nh tuy n lai ghépứ đị ế .....................................................84
K T LU NẾ Ậ ..................................................................................85

CHƯ NG 3Ơ ...............................................................................86
GIAO TH C THÔNG TIN NH TUY N RIPỨ ĐỊ Ế ...........................86
3.1 M t s khái ni m c b nộ ố ệ ơ ả .............................................86
3.1.1 B nh tuy n ộ đị ế .............................................................................86
3.1.2 H th ng t tr - AS ( Autonomous System )ệ ố ự ị ..............................86
3.2 Giao th c thông tin nh tuy n RIP ứ đị ế ...............................88
3.2.1 Các lo i gói RIPạ ...........................................................................89
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục
lục
3.2.2 nh d ng các gói tin RIPĐị ạ ............................................................89
3.2.3 Các mode ho t ng c a RIPạ độ ủ ....................................................90
3.2.4 Tính toán các vec-t kho ng cáchơ ả .............................................90
3.2.5 H n ch c a RIPạ ế ủ .........................................................................91
3.2.6 Giao th c thông tin nh tuy n phiên b n 2 (RIP-2)ứ đị ế ả ..................92
3.2.7 RIP th h k ti p cho IPv6.ế ệ ế ế .......................................................93
K T LU NẾ Ậ ..................................................................................96
CH NG 4ƯƠ ...............................................................................98
GIAO TH C OSPFỨ ....................................................................98
4.1 Gi i thi uớ ệ ........................................................................98
4.2 M t s khái ni m dùng trong OSPFộ ố ệ ...............................98
4.3 Phân phát các LSA......................................................101
4.3 Các ki u gói tin OSPFể .................................................102
4.4 Trao i thông tin gi a các node lân c nđổ ữ ậ .....................103
4.5 Tr ng thái c a router lân c n - Các s ki nạ ủ ậ ự ệ .................104
4.6 B ng nh tuy n , tìm ả đị ế đ ng theo b ng nh tuy n ườ ả đị ế ...104
K T LU N Ế Ậ ...............................................................................106
K T LU N CHUNGẾ Ậ .................................................................108
T I LI U THAM KH OÀ Ệ Ả ............................................................109
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết
tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ABR Area Boundary Router
Bộ định tuyến vùng biên
ARP Address Resolution Protocol
Giao thức phân giải địa chỉ
AS Autonomous System
Hệ thống tự trị
ASBR AS Boundary Router
Router biên AS
BGP Border Gateway Protocol
Giao thức cổng biên
CIDR Classless Inter-Domain Routing
Định tuyến liên miền phân lớp
CRC
Cycle Redundancy Check
Mã kiểm tra vòng
DHCP Dynamic host control protocol
Giao thức cấu hình trạm hoạt
động.
DNS Domain name system
Hệ thống tên miền
DR Designeated Router
Router hỗ trợ thiết kế
DSV Dynamic Source Routing
Định tuyến nguồn động
EGP Exterior Gateway Protocol
Giao thức cổng ngoài
FTP File Transfer Protocol
Giao thức truyền tệp
ICMP Internet Control Message Protocol

Giao thức bản tin điều khiển liên
mạng
IETF Internet Engineering Task Force
Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IGMP Internet Group Management Protocol
Giao thức quản trị nhóm liên
mạng
IGP Interior Gateway Protocol
Giao thức cổng nội
IP Internet Protocol
Giao thức Internet
IPv4 IP version 4
IP phiên bản 4
IPv6 IP version 6
IP phiên bản 6
LSA
Link State Advertisement
Thông báo trạng thái liên kết
LAN Local Area Network
Mạng cục bộ
MTU Maximum Transfer Unit.
Đơn vị truyền tối đa
OSPF Open Shortest Path First
Đường dẫn đầu tiên ngắn nhất
OSI Open System Interconnection
Kết nối các hệ thống mở
PDU Protocol Data Unit
Đơn vị dữ liệu giao thức
RIP Routing Information Protocol
Giao thức thông tin định tuyến

Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết
tắt
RID Router IDentificator
Router định danh
RIP-2 RIP version 2
RIP phiên bản 2
RIPng RIP next generation
RIP thế hệ kế tiếp
QoS Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
RARP Reverse Address Resolution Protocol
Giao thức phân giải địa chỉ
ngược
SIP Single IP
IP đơn
SMTP Simple mail transfer protocol
Giao thức truyền thư đơn giản
TFTP Trivial file transfer protocol
Giao thức truyền tệp thông
thường
TCP Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
ToS Type of Service
Kiểu dịch vụ
UDP User Datagram Protocol
Giao thức dữ liệu người dùng
VPN Virtual Private Network
Mạng riên ảo
VLSM Variable-Length Subnet Masks
Mặt nạ mạng con có độ dài biến

đổi
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Từ nhu cầu của cuộc sống con người, Viễn thông ra đời như là một sự tất yếu.Với
sự phát triển liên tục và mạnh mẽ, Viễn thông đã , đang và sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng
cao của cuộc sống, đem lại những lợi ích thiết thực, những dịch vụ mới đa dạng và phong
phú.
Mạng IP và các ứng dụng công nghệ IP với nhiều ưu điểm như tính linh hoạt, khả
năng mở rộng dễ dàng, hiệu quả sử dụng cao,…đang chiếm ưu thế trên thị trường Viễn
thông thế giới và ở Việt Nam quá trình IP hoá cũng đang phát triển rất nhanh chóng. Đứng
trước tình hình đó, việc nghiên cứu, tìm hiểu mạng IP và các ứng dụng của nó là rất cần
thiết.Nhưng điều này cũng đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian và công sức vì có rất nhiều vấn
đề cần nghiên cứu .Trong tài liệu này chúng ta sẽ tìm hiểu một vấn đề của định tuyến trong
mạng IP .
Định tuyến là một chức năng không thể thiếu trong bất kỳ mạng viễn thông nào.
Mục đích của định tuyến là chuyển thông tin từ một điểm trong mạng (nguồn) tới một hoặc
nhiều điểm khác (đích). Mỗi khi thực hiện thiết kế, xây dựng một mạng mới, hay cải tiến
một mạng đã có, người thiết kế mạng phải đặc biệt quan tâm tới vấn đề định tuyến, bởi
hoạt động của một mạng có hiệu quả hay không, chất lượng của các dịch vụ cung cấp trên
mạng có thoả mãn được yêu cầu của người sử dụng mạng hay không phụ thuộc rất nhiều
vào việc định tuyến trong mạng đó.
Trải qua một quá trình phát triển mạnh, rất nhiều phương pháp, kỹ thuật định tuyến
đã được đưa ra. Nghiên cứu về các kỹ thuật định tuyến là một lĩnh vực nghiên cứu rất rộng
lớn bởi mỗi mạng cần có một chiến lược định tuyến cho riêng mình, phù hợp với mục đích
truyền dẫn, phù hợp với công nghệ mạng, phù hợp với yêu cầu của những người sử dụng
mạng để trao đổi thông tin... Không thể áp đặt hoàn toàn một chiến lược định tuyến của
một mạng lên một mạng khác. Do đó, đối với người thiết kế mạng, khi xác định kỹ thuật
định tuyến để sử dụng trong một mạng mới, cần phải nắm được những điều cơ bản về định
tuyến. Bên cạnh đó, cần phải biết kỹ thuật định tuyến được sử dụng trong một số mạng có
đặc điểm tương tự, Từ đó, có thể định ra được chiến lược định tuyến thích hợp cho mạng

của mình. Đối với những người nghiên cứu mạng, kỹ thuật định tuyến trong mạng là một
điều rất đáng quan tâm.
Kĩ thuật định tuyến trong mạng IP gồm kĩ thuật định tuyến nội (định tuyến trong) và
kĩ thuật định tuyến ngoại (định tuyến ngoài ), trong đó các giao thức định tuyến là nền tảng
của các kỹ thuật định tuyến. Đồ án tốt nghiệp “ Các giao thức định tuyến cổng nội trong
mạng IP ” sẽ đưa ra kiến thức cơ bản về mạng IP , định tuyến trong mạng IP và các giao
thức định tuyến cổng nội trong mạng IP.Đồ án được xây dựng nhằm mục đích tự tìm hiểu,
trang bị thêm kiến thức cơ bản, nâng cao hiểu biết cho người viết, củng cố nền tảng cho
quá trình công tác, nghiên cứu mạng sau này. Đồng thời, nếu có thể, làm một tài liệu tham
khảo cho những người quan tâm.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
Đồ án được xây dựng gồm 4 chương :
 Chương 1-Tổng quan về mạng IP: Cung cấp một cái nhìn tổng quan về mạng IP và
những khái niệm cơ bản trong mạng IP .
 Chương 2-Kỹ thuật định tuyến trong mạng IP: Trình bày các kỹ thuật định tuyến,
các phương pháp định tuyến cùng một số thuật toán chọn đường trong mạng IP,…
 Chương 3-Giao thức thông tin định tuyến RIP: Tìm hiểu về hệ thống tự trị, khái
niệm về giao thức định tuyến cổng nội và giao thức định tuyến cổng ngoại trong mạng
IP. Mục đích của chương này là trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong mạng
IP sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách, đó là giao thức RIP.
 Chương 4-Giao thức OSPF: Trình bày về giao thức định tuyến cổng nội trong mạng
IP sử dụng định tuyến theo trạng thái liên kết, đó là giao thức OSPF.
Như đã nói ở trên, tìm hiểu về mạng IP cần phải tốn nhiều thời gian và công
sức.Trong quỹ thời gian ít ỏi cộng với kiến thức còn hạn chế nên em chỉ trình bày được
một cái nhìn tổng quan cùng một vấn đề nhỏ về định tuyến trong mạng IP . Và tất nhiên sai
sót là điều khó tránh khỏi. Bởi vậy, em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, các cô,
cùng các bạn để có thể sửa chữa, nâng cao hiểu biết của mình.
Em xin cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo-TS. NGUYỄN TIẾN BAN để em

có thể hoàn thành đồ án này.Em cũng xin cảm ơn các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em
trong quá trình hoàn thành đồ án.

Hà nội, ngày25 tháng11 năm 2005
Sinh viên thực hiện:
PHẠM VĂN HIẾN

Phạm Văn Hiến - Đ01VT
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP
1.1 Mô hình tham chiếu OSI
Cùng với sự bùng nổ phát triển của mạng máy tính đã có những vấn đề nảy sinh là
có nhiều nhà thiết kế và mỗi nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình.
Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng về: Phương pháp truy nhập
đường truyền 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 đổi thông
tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể chấp nhận được với người sử dụng. Với lý do
đó tổ chức chuẩn hoá quốc tế ISO đã thành lập một tiểu ban nhằm xây dựng một khung
chuẩn về kiến trúc mạng để 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 việc kết nối các hệ
thống mở ( Reference Model for Open System Inter - connection) hay gọn hơn là OSI
Reference model. Mô hình này được dùng làm cơ sở để kết nối các hệ thống mở.
ISO sử dụng phương pháp phân tích các hệ thống mở theo kiến trúc phân tầng và
đã công bố mô hình OSI cho việc kết nối các hệ thống mở gồm 7 tầng.
 Các nguyên lý được áp dụng cho 7 tầng như sau:
♦ Một lớp cần thiết phải tạo ở mức độ khác nhau của khái niệm trừu tượng.
♦ Mỗi lớp phải thực hiện một chức năng xác định rõ ràng.
♦ Chức năng của mỗi lớp phải được chọn theo quan điểm hướng tới các giao thức

chuẩn quốc tế đã được định nghĩa.
♦ Ranh giới giữa các lớp phải được chọn để tối thiểu luồng thông tin đi qua các giao
diện.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Mô hình OSI 7 tầng
3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ Số các lớp phải đủ lớn để phân biệt các chức năng cần thiết nhưng không đưa vào
cùng một lớp quá nhiều chức năng, và phải đủ nhỏ để kiến trúc không rắc rối. ..
 Ưu điểm của quá trình phân lớp chức năng khi xây dựng mô hình OSI
♦ Tách hoạt động thông tin mạng thành các phần nhỏ hơn, đơn giản hơn
♦ Chuẩn hoá các thực thể chức năng của mạng
♦ Cho phép các lớp chức năng phát triển một cách độc lập mà không ảnh hưởng tới
toàn cục
♦ Tạo ra sự dễ hiểu trong quá trình xây dựng, nghiên cứu giao thức
1.1.1 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 nút (end- to- end),
kiểm soát lỗi và kiểm tra việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút. 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
dụng
Là giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI,đồng thời

cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán.
Hình 1.2 Chức năng các tầng trong mô hình OSI
1.1.2 Các giao thức chuẩn của mô hình OSI
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
Vấn đề đặt ra ở đây là hai hệ thống máy tính khác nhau có thể giao tiếp được với
nhau hay không? Ta thấy rằng mô hình OSI có thể tạo ra giải pháp để cho phép hai hệ
thống dù khác nhau thế nào đi nữa đều có thể truyền thông được với nhau nếu chúng đảm
bảo những điều kiện sau đây:
♦ Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông
♦ Các chức năng đó được tổ 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 sử dụng cùng một giao thức.
Để đảm bảo những điều trên cần phải có các chuẩn. Các chuẩn phải xác định các
chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng. Các chuẩn cũng phải xác định các
giao thức giữa các tầng đồng mức. Mô hình OSI 7 tầng chính là cơ sở để xây dựng các
chuẩn đó.
 Thực thể hoạt động trong các tầng của OSI :
Theo quan niệm của OSI, trong mỗi tầng của một hệ thống có một hoặc nhiều
thực thể (entity) hoạt động. Một thực thể có thể là thực thể mềm (software entity), ví dụ
như một tiến trình trong hệ thống đa xử lý, hoặc là một thực thể phần cứng (hardware
entity) ví dụ như chíp I/O thông minh. Thực thể tầng 7 được gọi là thực thể ứng dụng
(Application entity); thực thể tầng 6 được gọi là thực thể trình diễn. .v..v..
Một thực thể tầng N cài đặt dịch vụ cung cấp cho tầng N+1. Khi đó tầng N gọi là
người cung cấp dịch vụ, còn tầng N+1 gọi là người dùng dịch vụ. Tầng N dùng dịch vụ
của tầng N-1 để cung cấp dịch vụ của nó. Tầng N có thể đưa ra vài lớp dịch vụ, chẳng
hạn như truyền thông nhanh mà đắt và truyền thông chậm mà rẻ. Các dịch vụ có sẵn tại
các nút truy cập dịch vụ ( SAP-Service Access Point ). Các SAP của tầng N ở vị trí mà
tại đó tầng N+1 có thể truy nhập dịch vụ được đưa ra. Mỗi SAP có một địa chỉ và tên duy

nhất. Mỗi thực thể truyền thông với thực tế của tầng trên và tầng dưới nó qua một giao
diện. Giao diện này gồm một hoặc nhiều điểm truy cập dịch vụ. (N-1) Entity cung cấp
dịch vụ cho một (N) entity thông qua việc gọi các hàm nguyên thuỷ (primitive). Hàm
nguyên thuỷ chỉ rõ chức năng cần thực hiện và được dùng để chuyển dữ liệu, thông tin
điều khiển. Có 4 hàm nguyên thuỷ được dùng để định nghĩa tương tác giữa các tầng liền
kề nhau, nguyên lý hoạt động của chúng được mô tả qua hình sau:
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
Hình 1.3 Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ
Request (yêu cầu ): là hàm nguyên thuỷ mà người sử dụng dịch vụ (Service user)
dùng để gọi các chức năng.
Indication (chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà nhà cung cấp dịch vụ(Service
Provider ) dùng để:
♦ Gọi báo một chức năng nào đó hoặc
♦ Chỉ báo một chức năng đã được gọi ở một điểm truy cập dịch vụ (SAP)
Response (trả lời ): là hàm nguyên thuỷ mà người sử dụng dịch vụ dùng để hoàn
tất một chức năng đã được gọi từ trước bởi một hàm nguyên thuỷ Indication ở SAP đó.
Confirm (xác nhận) là hàm nguyên thuỷ của nhà cung cấp dịch vụ, dùng để hoàn
tất một chức năng đã được gọi từ trước bởi hàm nguyên thuỷ Request tại SAP đó.
Theo sơ đồ này quy trình thực hiện một thao tác giữa hai hệ thống A và B được
thực hiện như sau:
♦ Tầng (N+1) của A gửi xuống tầng (N) kề nó một hàm Request
Hình 1.4 Quan hệ đơn vị dữ liệu giữa các tầng kề nhau
♦ Trong hệ thống A: tầng (N+1) gửi hàm Request xuống tầng N qua SAP trên giao
diện (N+1)/N.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
(N+1)Layer
(N)Layer
(N+1)Layer

(N)Layer
Request
SAP SAP
Confirm
(N)Protocol
Indication
t
Response
(N)PCI
(N+1)PDU
(N)SDU
(N)PDU
Tầng N+1
Tầng N
6
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ Tại tầng N, kiến tạo một đơn vị dữ liệu gửi yêu cầu sang tầng N của hệ thống B qua
giao thức tầng N.
♦ Trong hệ thống B: Tầng N nhận được yêu cầu đó, nó gửi lên tầng (N+1) bằng hàm
Indication qua SAP trên giao diện (N+1)/N .
♦ Tầng (N+1) trả lời tầng N bằng hàm Response, qua SAP của giao diện 2 tầng.
♦ Tâng N , kiến tạo một đơn vị dữ liệu gửi trả lời sang tầng N của hệ thống A qua
giao thức tầng N.
♦ Nhận trả lời, tầng (N) của A gửi lên tầng (N+1) kề trên nó một hàm xác nhận
(Confirm) kết thúc một giao tác giữa hai hệ thống. Các hàm nguyên thuỷ đều được
gọi đến ( hoặc gửi đi ) từ một điểm truy nhập dịch vụ (SAP) ở ranh giới 2 tầng
(n+1) và (N). Đơn vị dữ liệu sử dụng trong giao thức tầng (N) ký hiệu là PDU.
Giữa các tầng kề nhau các đơn vị dữ liệu có mối quan hệ như sau: một thực thể ở
tầng N không thể truyền trực tiếp đến một thực thể tầng N+1 của hệ thống khác, mà
phải đi xuống tầng thấp nhất (tầng vật lý ) trong kiến trúc phân tầng nào đó. Khi

xuống đến tầng (N) thì một đơn vị dữ liệu của tầng (N) được xem như một đơn vị
dữ liệu (SDU) của tầng (N). Phần thông tin của tầng (N), gọi là (N) SDU quá dài thì
được cắt thành nhiều đoạn, mỗi đoạn kết hợp với (N) PCI vào đầu để tạo thành
nhiều (N) PDU. Quá trình như vậy được chuyển xuống cho đến tầng vật lý, ở đó dữ
liệu được truyền qua đường vật lý. ở hệ thống nhận, quá trình diễn ra ngược lại.
Qua mỗi tầng các PCI của các đơn vị dữ liệu sẽ được phân tích và cắt bỏ các header
của các PDU trước khi gửi lên tầng trên.
1.1.3 Phương thức hoạt động của các tầng trong mô hình OSI
Mỗi tầng mô hình trong tầng ISO, có hai phương thức hoạt động chính được áp
dụng 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 truyền dữ liệu cần thiết phải thiết lập một
liên kết logic giữa các thực thể cùng tầng. Còn với phương thức không liên kết thì không
cần lập liên kết logic và mỗi đơn vị dữ liệu trước hoặc sau nó.
Với phương thức có liên kết, quá trình truyền dữ liệu phải trải qua ba giai đoạn
theo thứ tự thời gian.
♦ Thiết lập liên kết: hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về
tập các tham số sẽ được sử dụng trong giai đoạn sau.
♦ Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý.
♦ Huỷ bỏ liên kết (logic): giải phóng các tài nguyên hệ thống đã cấp phát cho liên kết
để dùng cho các liên kết khác.
Tương ứng với ba giai đoạn trao đổi, ba thủ tục cơ bản được sử dụng, chẳng hạn
đối với tầng N có: N-CONNECT ( thiết lập liên kết ), N-DATA(Truyền dữ liệu ), và N-
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
DISCONNECT (Huỷ bỏ liên kết )Ngoài ra còn một số thủ tục phụ được sử dụng tuỳ theo
đặc điểm, chức năng của mỗi tầng. Ví dụ:
♦ Thủ tục N-RESTART được sử dụng để khởi động lại hệ thống ở tầng 3
♦ Thủ tục T-EXPEDITED DATA cho việc truyền dữ liệu nhanh ở tầng 4

♦ Thủ tục S-TOKEN GIVE để chuyển điều khiển ở tầng 5. ..
Mỗi thủ tục trên sẽ dùng các hàm nguyên thuỷ (Request, Indication, Response,
Confirm) để cấu thành các hàm cơ bản của giao thức ISO.
Còn đối với phương thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn đó là:
truyền dữ liệu.
So sánh hai phương thức hoạt động trên chúng ta thấy rằng phương thức hoạt
động có liên kết cho phép truyền dữ liệu tin cậy, do đó có cơ chế kiểm soát và quản lý
chặt chẽ từng liên kết logic. Nhưng mặt khác nó phức tạp và khó cài đặt. Ngược lại,
phương thức không liên kết cho phép các PDU được truyền theo nhiều đường khác nhau
để đi đến đích, thích nghi với sự thay đổi trạng thái của mạng, song lại trả giá bởi sự khó
khăn gặp phải khi tập hợp các PDU để di chuyển tới người sử dụng. Hai tầng kề nhau có
thể không nhất thiết phải sử dụng cùng một phương thức hoạt động mà có thể dùng hai
phương thức khác nhau.
1.1.4 Truyền dữ liệu trong mô hình OSI.
Tiến trình gửi gồm vài dữ liệu muốn gửi qua tiến trình nhận. Dữ liệu đưa xuống
tầng ứng dụng, dữ liệu đó được gắn thêm tiêu đề lớp ứng dụng (AH-Application Header)
vào phía trước dữ liệu và kết quả đưa xuống cho tầng trình diễn. Tầng trình diễn có thể
biến đổi mục dữ liệu này theo nhiều cách khác nhau, thêm phần header vào đầu và đi
xuống tầng phiên. Quá trình này được lặp đi lặp lại cho đến khi dữ liệu đi xuống tầng vật
lý, ở đó chúng thực sự được truyền sang máy nhận. ở máy nhận các phần header khác
nhau được loại bỏ từng cái một khi các thông báo truyền lên theo các lớp cho đến khi lên
tới tiến trình nhận. Như vậy, việc truyền dữ liệu thực hiện theo chiều dọc. Hình 1.5 biểu
diễn một mẫu sử dụng mô hình OSI có thể truyền dữ liệu như thế nào.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
Giao thức lớp ứng dụng
Application
Presentation
Session
Transport
Network

Data Link
Physical
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Data
AH Data
PH Data
SH Data
TH Data
NH Data
DH Data
PH Bits
Giao thức trình
diễn
8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
Hình 1.5 Ví dụ quá trình truyền dữ liệu trong mô hình OSI
1.2 Bộ giao thức TCP/IP
1.2.1 Sự thúc đẩy cho việc ra đời của TCP/IP
Giao tiếp thông tin đã trở thành nhu cầu không thể thiếu trong tất cả mọi lĩnh vực
hoạt động. Mạng máy tính tính ra đời phần nào đã đáp ứng được nhu cầu đó. Phạm vi lúc
đầu của các mạng bị hạn chế trong một nhóm làm việc, một cơ quan, công ty... trong một
khu vực. Tuy nhiên thực tế của của những nhu cầu cần trao đổi thông tin trong nhiều lĩnh
vực khác nhau, về nhiều chủ đề khác nhau, giữa các tổ chức, các cơ quan. ..là không có
giới hạn. Vì vậy nhu cầu cần kết nối các mạng khác nhau của các tổ chức khác nhau để

trao đổi thông tin là thực sự cần thiết. Nhưng thật không may là hầu hết các mạng của các
công ty, các cơ quan... đều là các thực thể độc lập, được thiết lập để phục vụ nhu cầu
trao đổi thông tin của bản thân các tổ chức đó. Các mạng này có thể được xây dựng từ
những kĩ thuật phần cứng khác nhau để phù hợp với những vấn đề giao tiếp thông tin của
riêng họ. Điều này chính là một cản trở cho việc xây dựng một mạng chung, bởi vì sẽ
không có một kĩ thuật phần cứng riêng nào đủ đáp ứng cho việc xây dựng một mạng
chung thoả mãn nhu cầu người sử dụng. Người sử dụng cần một mạng tốc độ cao để nối
các máy, nhưng những mạng như vậy không thể được mở rộng trên những khoảng cách
lớn. Nhu cầu về một kỹ thuật mới mà có thể kết nối được nhiều mạng vật lý có cấu trúc
khác hẳn nhau là thật sự cần thiết. Nhận thức được điều đó, trong quá trình phát triển
mạng ARPANET của mình, tổ 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 của các chuẩn mạng xác định rõ những chi tiết của việc làm
thế nào để các máy tính có thể truyền thông với nhau cũng như một sự thiết lập các quy
ước cho kết nối mạng, lưu thông và chọn đường. Kỹ thuật đó được phát triển đầy đủ và
được đưa ra với tên gọi chính xác là TCP/IP Internet Protocol Suit ( bộ giao thức
TCP/IP ) và thường được gọi tắt là TCP/IP. Dùng TCP/IP người ta có thể kết nối được
tất cả các mạng bên trong công ty của họ hoặc có thể kết nối giữa các mạng của các công
ty, các tổ chức khác nhau, với nhau.
 TCP/IP có một số đặc tính quan trọng sau:
♦ Là bộ giao thức chuẩn mở và sẵn có, vì: nó không thuộc sở hữu của bất cứ một tổ
chức nào; các đặc tả thì sẵn có và rộng rãi. Vì vậy bất kì ai cũng có thể xây dựng
phần mềm truyền thông qua mạng máy tính dựa trên nó.
♦ TCP/IP độc lập với phần cứng mạng vật lý, điều này cho phép TCP/IP có thể được
dùng để kết nối nhiều loại mạng có kiến trúc vật lý khác nhau như: Ethernet,
Tokenring, FDDI, X25, ATM...
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ TCP/IP dùng địa chỉ IP để định danh các host trên mạng tạo ra một mạng ảo thống

nhất khi kết nối mạng.
♦ Các giao thức lớp cao được chuẩn hoá thích hợp và sẵn có với người dùng.
1.2.2 Cấu trúc phân lớp của TCP/IP
TCP/IP là mô hình mở để kết nối mạng. Nó được thiết kế theo mô hình kiến trúc
phân tầng, gồm bốn lớp được mô tả như hình sau đây:
 Lớp ứng dụng (Application):
Đây là lớp cao nhất trong cấu trúc phân lớp của TCP/IP. Lớp này bao gồm tất cả
các chương trình ứng dụng sử dụng các dịch vụ sẵn có thông qua một TCP/IP
Internet.Các chương trình ứng dụng tương tác với một trong các giao thức của lớp
Transport để truyền hoặc nhận dữ liệu. Mỗi chương trình ứng dụng lựa chọn một kiểu
giao thức thích hợp cho công việc của nó. Chương trình ứng dụng chuyển dữ liệu theo
mẫu mà lớp Transport yêu cầu.Mô hình TCP/IP hướng đến tối đa độ linh hoạt tại lớp ứng
dụng cho người phát triển phần mềm. Các ứng dụng ở đây bao gồm:
♦ FTP
-
File Transfer Protocol
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
Hình 1.6 Mô hình phân lớp của TCP/IP và Sơ đồ giao thức
TCP/IP
10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ HTTP
-
Hypertext Transfer Protocol
♦ SMTP
-
Simple Mail Transfer Protocol
♦ DNS
- Domain Name System
♦ TFTP - Ttrivial File Transfer Protocol

♦ UDP - User Datagram Protocol
 Lớp vận chuyển (Transport layer):
Nhiệm vụ trước tiên của lớp Transport là cung cấp sự giao tiếp thông tin giữa các
chương trình ứng dụng. Mỗi sự giao tiếp được gọi là end-to-end. Lớp Transport có thể
điều chỉnh lưu lượng luồng thông tin. Nó cũng cung cấp một sự vận chuyển tin cậy, hiệu
suất cao, đảm bảo rằng dữ liệu đến mà không bị lỗi. Để làm như vậy, phần mềm giao
thức được hỗ trợ hỗ trợ để bên nhận có thể gửi lại các thông báo xác nhận về việc thu dữ
liệu và bên gửi có thể truyền lại các gói tin bị mất hoặc bị lỗi. Phần mềm giao thức chia
dòng dữ liệu ra thành những đơn vị dữ liệu nhỏ hơn (thường được gọi là các segment) và
chuyển mỗi segment cùng với địa chỉ đích tới lớp tiếp theo để tiếp tục quá trình truyền
dẫn.
Mặc dù hình trên dùng một khối để biểu diễn cho lớp ứng dụng, nhưng nói chung
máy tính có thể có nhiều chương trình ứng dụng truy nhập vào Internet tại cùng một thời
điểm. Lớp Transport phải chấp nhận dữ liệu từ một số chương trình ứng dụng và gửi nó
tới lớp tiếp theo thấp hơn. Để làm như vậy nó thêm vào thông tin bổ sung cho mỗi
segment, gồm cả các mã định danh chương trình ứng dụng đã gửi nó và chương trình ứng
dụng sẽ nhận nó, cũng như một tổng kiểm tra. Máy nhận sử dụng tổng kiểm tra để thẩm
tra gói tin đã đến, và sử dụng mã đích để định danh chương trình ứng dụng nó được
chuyển phát đến.Lớp vận chuyển liên quan đến hai giao thức TCP và UDP.
 Lớp Internet (Internet layer):
Mục tiêu của lớp Internet là truyền các gói từ bất kì mạng nào trên liên mạng và
đến được đích trong điều kiện độc lập với đường dẫn và các mạng mà chúng đã trải
qua.Giao thức đặc trưng khống chế lớp này là giao thức IP.Công việc xác định đường
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
dẫn tốt nhất và hoạt động chuyển mạch gói diễn ra tại lớp này. Lớp Internet xử lý giao
tiếp thông tin từ một máy này tới một máy khác. Nó chấp nhận một yêu cầu để gửi một
gói từ lớp Transport cùng với một định danh của máy đích mà gói tin sẽ được gửi tới. Nó
sẽ bọc gói tin trong một IP Datagram, điền đầy đủ thông tin vào trong phần header, sử

dụng giải thuật chọn đường để quyết định là giao phát gói tin trực tiếp hay là gửi nó tới
một Router, và chuyển datagram tới giao diện phối ghép mạng thích hợp cho việc truyền
dẫn. Lớp Internet cũng xử lý các Datagram đến, kiểm tra tính hợp lệ của chúng, và sử
dụng giải thuật chọn đường để quyết định là datagram sẽ được xử lý cục bộ hay là sẽ
được chuyển đi tiếp. Đối với các datagram có địa chỉ đích cục bộ, thì phần mềm lớp
Internet sẽ xoá phần header của các Datagram đó, và chọn trong số các giao thức lớp
Transport một giao thức thích hợp để xử lý gói tin. Trong lớp Internet còn gửi các ICMP
( Giao thức bản tin điều khiển liên mạng ) và các bản tin điều khiển khi cần thiết và xử lý
tất cả mọi bản tin ICMP tới.

Phạm Văn Hiến - Đ01VT
Hình 1.7 Quá trình giao phát bản tin giữa hai mạng
Application
Transport
Internet
Network
Interface
Application
Transport
Internet
Network
Interface
Internet
Network
Interface
Physical net 1 Physical net 2
Identical
message
Identical
packet

Router R
Identical
datagram
Identical
datagram
Identical
frame
Identical
frame
Host A
Host B
12
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
 Lớp truy nhập mạng(Network Access Layer):
Lớp thấp nhất của mô hình phân lớp TCP/IP, chịu trách nhiệm về việc chấp nhận
các IP datagram và việc truyền phát chúng trên một mạng xác định. Một giao diện phối
ghép mạng có thể gồm một bộ điều khiển thiết bị (ví dụ như khi mạng là mạng cục bộ mà
máy được gắn nối trực tiếp tới) hoặc là một hệ thống con phức tạp sử dụng giao thức
Data Link của bản thân nó( ví dụ khi mạng bao gồm các chuyển mạch gói giao tiếp với
các host bằng giao thức HDLC).Lớp truy nhập mạng liên hệ đến các kĩ thuật LAN hay
WAN.
Hình 1.7 giúp ta hình dung sự hoạt động trong môi trường phân lớp của TCP/IP,
việc giao phát bản tin sử dụng hai mạng riêng biệt, một mạng cho việc truyền dẫn từ host
A tới Router R, và mạng kia truyền dẫn từ Router R tới Host B.
Trong mô hình TCP/IP không cần quan tâm đến ứng dụng nào yêu cầu các dịch
vụ mạng, và không cần quan tâm đến giao thức vận chuyển nào đang được dùng, chỉ có
một giao thức mạng IP. Đây là một quyết định thiết kế có cân nhắc kỹ . IP phục vụ như
một giao thức đa năng cho phép bất kì máy tính nào, ở bất cứ đâu, truyền dữ liệu vào bất
cứ thời điểm nào.
1.3 So sánh hai mô hình TCP/IP và mô hình OSI

Mô hình OSI và mô hình TCP/IP có những điểm giống và khác nhau.
 Các điểm giống nhau
♦ Cả hai đều là phân lớp.
♦ Cả hai đều có lớp ứng dụng và qua đó chúng có nhiều dịch vụ khác nhau.
♦ Cả hai có cấc lớp mạng và lớp vận chuyển có thể so sánh được.
♦ Kĩ thuật chuyễn mạch gói được chấp nhận.
 Các điểm khác nhau
♦ TCP/IP có các chức năng lớp phiên, trình diễn được gộp trong lớp ứng dụng.
♦ TCP/IP tập hợp lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu trong OSI vào một lớp.
♦ Có hai phân lớp (TCP và UDP)với các thuộc tính khác được tạo ra ở lớp truyền tải
cho phép phát triển các ứng dụng khác nhau với yêu cầu chất lượng dịch vu khác
nhau
♦ TCP/IP được xây dựng trên quan điểm mạng của liên mạng. Định tuyến trong môi
trường này dựa vào lớp IP.
♦ TCP/IP biểu hiện đơn giản hơn vì có ít lớp hơn.
♦ TCP/IP không đa ra một tiêu chuẩn cụ thể về lớp điều khiển truy nhập mạng. Điều
này cho phép các công nghệ lớp này phát triển một cách độc lập với các giao thức
lớp trên. Đây cũng chính là động lực phát triển công nghệ mạng
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ Các giao thức TCP/IP là các chuẩn cơ sở cho Internet phát triến,như vậy mô hình
TCP/IP chiếm được niềm tin vì các giao thức của nó.
♦ Mô hình OSI chỉ là mô hình được sử dụng để tham chiếu khi xây dựng và phân tích
các họ giao thức truyền số liệu cụ thể.

1.4 Phân loại mạng IP
Sự phát triển nhanh chóng của Internet kéo theo việc mở rộng phạm vi ứng dụng
của giao thức TCP/ IP hình thành lên các loại mạng IP như sau: mạng Internet toàn cầu,
mạng IP trong các tổ chức và doanh nghiệp còn gọi là mạng Intranet, mạng riêng ảo dùng

giao thức IP (IP VPN). Một số mạng IP bao gồm cả ba loại mạng trên. Ví dụ trong một
doanh nghiệp có một số mạng LAN chạy giao thức IP trên các công nghệ như Ethernet,
TokenRing, FDDI... ở các chi nhánh khác nhau. Mỗi địa điểm ở xa sẽ có các router kết
nối với mạng WAN dùng IP VPN. Mạng này có cổng nối ra Internet, coi như một phần
của mạng Internet toàn cầu.
Các mạng Intranet là những mạng IP được quản lí (managed IP network) nghĩa là
việc truyền dữ liệu được thực hiện mau lẹ với độ trễ thấp và độ tin cậy cao bởi vì hoạt
động của doanh nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào việc giao nhận dữ liệu kịp thời. Nó tương
phản với mạng Internet trong đó độ trễ lớn và thời điểm dữ liệu đến không thể dự doán
trước được.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Datalink
Physical
TCP
IP
Network Access
UDP
ICMP IGMP
Application
SMTP FTP TELNET DNS
Hình 1.8 Mối tương quan giữ kiến trúc TCP/IP và mô hình OSI
14
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
Các công ty và tổ chức lớn, nhiều chi nhánh, có xu hướng tiến hành xây dựng
mạng riêng nhưng giá thành sẽ là quá cao. Một giải pháp là xây dựng mạng riêng ảo trên

nền tảng mạng Internet công cộng chạy giao thức IP. Do đó, IP VPN là một dịch vụ mới,
dự định cung cấp cho các doanh nghiệp một loại mạng IP có chất lượng tương đương với
Intranet. Trong các mạng IP VPN có sự đảm bảo về độ trễ thấp, về băng thông cũng như
các tính năng bảo mật để “bắt chước” các đặc điểm của mạng Intranet. Những sự đảm
bảo này tạo lên một tính năng gọi là “đảm bảo chất lượng dịch vụ” (QoS). QoS là sự
khác nhau cơ bản chủ yếu giữa IP VPN, Intranet và Internet công cộng.
1.5 Giao thức IP
1.5.1 Tổng quan về giao thức IP
Giao thức IP có chức năng của tầng mạng trong mô hình TCP/IP. Giao thức 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. Ngoài chức năng chọn đường, chức năng quan trọng
nhất trên tầng mạng, giao thức IP còn có khả năng tìm lỗi, chia nhỏ các gói tin và lắp
ráp lại chúng, nhằm cho phép truyền thông qua các mạng có kích thước gói tin nhỏ hơn.
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 cũng cho phép việc phân đoạn và lắp ráp
lại các gói tin IP có độ dài lớn để cho phép các gói tin này đi qua các mạng máy tính có
đơn vị gói tin nhỏ.
Giao thức IP chỉ giới hạn trong việc cung cấp các chức năng cần thiết nhằm
truyền các gói bít 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
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 cũng cung cấp cho các giao thức tầng trên các kiểu và các chất lượng
dịch vụ khác nhau. Nó dùng bốn trường cơ bản để cung cấp các dịch vụ bao gồm: Kiểu
dịch vụ, Thời gian sống, Các lựa chọn và Mã kiểm tra Checksum.

♦ Kiểu dịch vụ (Type of Service) dùng để chỉ ra chất lượng phục vụ mong muốn. Các
gateway có thể dùng trường này để truyền tham số và ra các quyết định chọn đường
cho các gói tin IP.
♦ Thời gian sống (time to live) là thời gian cho phép một gói tin được tồn tại trong
mạng. Nó được gán giá trị bởi nút gửi và sau đó được giảm dần tại mỗi nút trên
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
15
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
đường đi. Nếu giá trị của nó bằng không trước khi nó tới được đích thì gói tin sẽ bị
hủy bỏ. Điều này tránh trường hợp một gói tin bị lặp (loop) và tồn tại mãi trong
mạng.
♦ Các lựa chọn cung cấp các chức năng bổ sung trong một số tình huống như lựa
chọn bản ghi nhớ đường, nhãn thời gian. Các lựa chọn ít khi được dùng trong hầu
hết các trường hợp.
♦ Mã kiểm tra checksum cho phép kiểm tra đối với các thông tin trong phần header
của gói tin IP. Nếu mã kiểm tra bị sai thì tức là phần header bị lỗi và gói tin sẽ bị
hủy bỏ. Phần dữ liệu của gói tin không được kiểm tra bằng mã checksum và có thể
có lỗi.
1.5.2 Các chức năng của IP
IP (Internet Protocol) là giao thức kết nối không liên kết. Chức năng chủ yếu của
IP là cung cấp các dịch vụ Datagram và các khả năng kết nối các mạng con thành liên
mạng để truyền dữ liệu với phương thức chuyển mạch gói IP Datagram , thực hiện tiến
trình định địa chỉ và chọn đường. IP Header được thêm vào đầu các gói tin và được giao
thức tầng thấp truyền theo dạng khung dữ liệu (Frame). IP định tuyến các gói tin thông
qua liên mạng bằng cách sử dụng các bảng định tuyến động tham chiếu tại mỗi bước
nhảy. Xác định tuyến được tiến hành bằng cách tham khảo thông tin thiết bị mạng vật lý
& logic như ARP_giao thức phân giải địa chỉ. IP thực hiện việc tháo rời và khôi phục các
gói tin theo yêu cầu kích thước được định nghĩa cho tầng dưới nó thực hiện. IP kiểm tra
lỗi thông tin điều khiển, phần đầu IP bằng giá trị tổng CheckSum. Tóm lại IP là giao
thức cung cấp các chức năng chính sau:

♦ Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ liệu trên
Internet.
♦ Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP.
♦ Truyền dữ liệu giữa lớp giao vận và lớp Internet.
♦ Định tuyến để chuyển các gói dữ liệu trong mạng.
♦ Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (Fragmentation-Reassembly) các gói dữ liệu
và nhúng/tách chúng trong các frame ở lớp truy nhập mạng.
1.5.3 Giao diện với các giao thức ở lớp trên và lớp dưới
Giao thức IP gọi các giao thức ở lớp dưới, để mang các gói tin IP tới gateway
hoặc tới trạm đích. Đồng thời nó cũng bị gọi bởi giao thức ở lớp trên là lớp 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 chọn
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
16
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
đường và gọi các giao thức mạng ở tầng dưới để mạng các gói tin IP này đi tới gateway
hoặc tới trạm đích.
1.5.4 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 gói 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 (IP Interrnet). Do đó một trong những vấn đề quan trọng
nhất của giao thức IP là địa chỉ.
Địa chỉ IP bao gồm 2 phần: NET ID + HOST ID
♦ Phần NET ID cho phép định tuyến gói tin đến mạng đích trong môi trường liên
mạng.
♦ Phần HOST ID cho phép định tuyến gói tin đến HOST cụ thể trong 1 mạng.
♦ Phần NET ID do tổ chức ARIN (American Registry for Internet Numbers) cấp cho

các nhà quản trị mạng.
♦ Phần HOST ID do nhà quản trị mạng qui hoạch cho các HOST trong mạng của họ.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
Telnet FTP TFTP ...
TCP UDP
...
... ...
Giao thøc IP vµ ICMP
Giao diÖn m¹ng (Ethernet, Token-Ring, …)
Hình 1.9 Mối quan hệ giữa giao thức IP và các giao thức khác
17
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
Hình 1.10 Địa chỉ IP
Địa chỉ IP bao gồm bốn vùng, mỗi vùng một byte ( một octet), chúng được biểu
diễn dưới dạng “thập phân có ngăn cách”.
Người ta chia thành các lớp địa chỉ IP A,B,C,D,E. 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 như địa chỉ:
155.132.150.82.
Sơ đồ địa chỉ hoá để định danh các trạm (Host) trong liên mạng được gọi là địa
chỉ IP. Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một Host bất kỳ trên liên
mạng.
Do tổ chức và độ lớn của các mạng con của liên mạng có thể khác nhau, người ta
chia các địa chỉ IP thành 5 lớp ký hiệu là A, B, C, D, E.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
18
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ Các giải địa chỉ lớp A, B, C được sử dụng để gán cho các phần tử môi trường liên
mạng
♦ Giải địa chỉ lớp D sử dụng vào mục đích multicast

♦ Giải địa chỉ lớp E sử dụng vào mục đích nghiên cứu
Hình 1.11 Các lớp địa chỉ IP
Các bit đầu tiên của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ (0-lớp A,
10 - lớp B, 110 - lớp C, 1110 - lớp D, 11110 - lớp E).
♦ Địa chỉ lớp A có bit đầu tiên là “0”.Địa chỉ lớp A có subnetmask mặc định là
255.0.0.0.Dải địa chỉ lớp đầu tiên 0.0.0.0 được sử dụng vào mục đích Default
network và Default route.Dải địa chỉ cuối cùng 127.0.0.0/8 sử dụng vào mục đích
loopback.Tất cả các địa chỉ IP của lớp A dùng 8 bít đầu tiên để định danh phần
mạng của địa chỉ.Ba octet còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ. Mỗi mạng
dùng một địa chỉ lớp A có thể gán 224 -2 =16.777.214 địa chỉ HOST khả dụng. Các
địa chỉ IP lớp A luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 126 trong octet đầu tiên.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
19
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1 Tổng quan về mạng IP
♦ Địa chỉ lớp B có 2 bit đầu tiên là “10”.Địa chỉ lớp B có subnetmask mặc định là
255.255.0.0. Tất cả các địa chỉ IP của lớp B dùng 16 bít đầu tiên để định danh phần
mạng của địa chỉ. Hai octet còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ. Mỗi
mạng dùng một địa chỉ lớp B có thể gán 216 -2 =65.534 địa chỉ HOST khả dụng.
Các địa chỉ IP lớp B luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 128 đến 191 trong octet
đầu tiên.
♦ Địa chỉ lớp C có 3 bit đầu tiên là “110”.Địa chỉ lớp C có subnetmask mặc định là
255.255.255.0. Tất cả các địa chỉ IP của lớp B dùng 24 bít đầu tiên để định danh
phần mạng của địa chỉ. Octet còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ. Mỗi
mạng dùng một địa chỉ lớp C có thể gán 28 -2 =254 địa chỉ HOST khả dụng. Các
địa chỉ IP lớp C luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 192 đến 223 trong octet đầu
tiên.
♦ Lớp D dùng để gửi IP Datagram tới một nhóm các Host trên một mạng. Tất cả các
số lớn hơn 233 trong trường đầu là thuộc lớp D.
♦ Lớp E dự phòng để dùng trong tương lai.
Như vậy, Hình 1.11 xác định địa chỉ mạng cho lớp A: từ 1 đến 126 cho vùng đầu

tiên, 127 dùng cho địa chỉ loopback, lớp B từ 128.1.0.0 đến 191.255.0.0, lớp C từ
192.1.0.0 đến 233.255.255.0
Lớp Bit đặc
trưng
Số lượng
Mạng
Số lượng
Host
Biểu diễn bằng số
Thập phân
A 0 127 16.777.214
0.1.0.0  126.255.255.255
B 10 16.383 65.534
128.1.0.0  191.255.255.255
C 110 2.097.151 254
192.1.0.0  223.255.255.255
D 1110
223.0.0.0  239.255.255.255
E 11110
240.0.0.0  247.255.255.255
Bảng 1.1 Xác định khoảng lớp địa chỉ IP biểu diễn bằng số thập phân
1.5.4.1 Một số địa chỉ đặc biệt
♦ Loopback (Lặp ngược): 127.x.x.x , với x= 0 – 255 . được gọi là các địa chỉ
loopback. Bất kỳ một gói dữ liệu nào được truyền đi bởi một ứng dụng TCP/IP đến
địa chỉ IP 127.x.x.x thì gói dữ liệu đó sẽ được truyền ngược lại cho ứng dụng đó
mà không qua một thiết bị trung gian mạng. Gói dữ liệu sao chép nơi truyền đến bộ
đệm nhận trên cùng một máy. Địa chỉ Loopback được ứng dụng kiểm tra nhanh
phần mềm TCP/IP có được cấu hình thích hợp không.
Phạm Văn Hiến - Đ01VT
20