Bài giảng Chương 5: Tầng mạng - Lương Ánh Hoàng

chương 5
Tầng mạng


Nội dung






Vai trị của tầng mạng trong truyền thơng giữa các thiết bị
Giao thức Internet
Nguyên lý chia nhỏ, phân nhóm các thiết bị thành một mạng.
Phương pháp đánh địa chỉ phân cấp
Cơ bản về định tuyến, điểm chuyển tiếp, phương pháp chuyển tiếp gói tin


5.1 Giao thức tầng mạng



Tầng mạng : cung cấp dịch vụ trao đổi gói tin giữa
hai nút mạng xác định



Giao thức tầng mạng








Internet Protocol v4 (IPv4)
Internet Protocol v6 (IPv6)
Novell Internetwork Packet Exchange (IPX)
AppleTalk
Connectionless Network Service (CLNS/DECNet)


5.1 Giao thức tầng mạng



Bốn chức năng cơ bản của tầng mạng



Đánh địa chỉ : Mỗi thiết bị có một địa chỉ duy nhất xác định trên toàn mạng. Tầng mạng sẽ thêm địa chỉ phù hợp vào trong gói
tin





Đóng gói : Dữ liệu từ tầng giao vận chuyển xuống được đóng gói lại để chuyển xuống tầng thấp hơn.
Định tuyến : Định đường đi cho gói tin trong mạng
Mở gói : Tách bóc dữ liệu nhận được và gửi trả tầng giao vận

5.1 Giao thức tầng mạng



Giao thức IP v4







Không thiết lập kết nối – “connectionless”
Chưa có cơ chế đảm bảo tính tin cậy của thông tin
Không phụ thuộc vào phương tiện truyền dẫn

So sánh IP và UDP ?


5.1 Giao thức tầng mạng



Thí dụ về việc truyền dữ liệu không qua thiết lập kết nối – “connectionless”


5.1 Giao thức tầng mạng



Thí dụ về việc truyền dữ liệu không qua thiết lập kết nối – “connectionless”


5.1 Giao thức tầng mạng



Giao thức IP cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu “Best Effort” : khơng có khả năng quản lý, khơi phục nhưng gói tin hư hỏng
hoặc khơng truyền được, các tính năng này dành cho tầng cao hơn


5.1 Giao thức tầng mạng



Giao thức IP có thể chạy trên nhiều phương tiện truyền dẫn khác nhau


5.1 Giao thức tầng mạng



Đóng gói gói tin trong giao thức IP


5.1 Giao thức tầng mạng



Các trường chính trong một “IP header”





IP Source Address: Địa chỉ nguồn gói tin



Type-of-Service (ToS): Loại dữ liệu dịch vụ mà gói tin mang
theo



Protocol: Giao thức của tầng trên tương ứng với gói tin này
(TCP,UDP,ICMP)



Fragment Offset: Thứ tự của đoạn dữ liệu trong gói tin bị phân
mảnh.

IP Destination Address: Địa chỉ đích gói tin
Time-to-Live (TTL): Thời gian gói tin có thể tồn tại trên mạng
trước khi bị loại bỏ khỏi môi trường mạng


5.1 Giao thức tầng mạng



Một “IP Header” chuẩn










Version : 4
IHL : 5 (5*4 = 20 byte)
Total Length = 472: kích thước cả gói tin là 472 bytes.
Identification = 111: định danh gói tin là 111.
Flag = 0; gói tin có thể phân mảnh khi cần.
Fragment Offset = 0; gói tin hiện tại không bị phân mảnh.
Time to Live = 123;thời gian sống của gói tin.
Protocol = 6; dữ liệu của gói tin tương ứng với giao thưc TCP ở
tầng giao vận


5.2 Phân tách mạng


Chia nhỏ thành các mạng con







Căn cứ theo vị trí địa lý
Căn cứ theo mục đích sử dụng
Căn cứ theo quyền hạn sử dụng

Mục đích chia nhỏ:





Tăng hiệu năng : giảm số miền broadcast
An ninh: thiết lập chính sách an ninh với từng miền
Quản lý địa chỉ đơn giản


5.2 Phân tách mạng



Cải thiện hiệu năng


5.2 Phân tách mạng



Cải thiện an ninh


5.2 Phân tách mạng


Quản lý địa chỉ đơn giản:




Với mạng lớn: mỗi nút mạng phải biết hết địa chỉ của tất cả các nút mạng
Với nhiều mạng con: các nút mạng chỉ cần biết địa chỉ trong nhánh mạng của mình, việc gửi tin tới địa chỉ chưa biết phó thác
cho router (gateway)


5.2 Phân tách mạng


Cơ chế gửi thư theo đường bưu điện:


5.2 Phân tách mạng


Địa chỉ nút mạng được phân làm hai phần: điạ chỉ mạng và địa chỉ host(thiết bị)


5.3 Định tuyến



Các bộ định tuyến sẽ gửi dữ liệu liên mạng


5.3 Định tuyến



Thí dụ về q trình chuyển một gói tin giữa các mạng


5.3 Định tuyến


Gateway(router) sử dụng bảng định tuyến để đưa gói tin đến đúng đích


5.3 Định tuyến


Ba thành phần trong bảng định tuyến





Mạng đích
Điểm nhảy tiếp
Mức ưu tiên

5.3 Định tuyến



Dữ liệu của các PDU qua các bộ định tuyến


5.3 Định tuyến



Khi khơng tìm được đường đi


5.3 Định tuyến



Giao thức định tuyến



Định tuyến tĩnh



Định tuyến động