Bài giảng: Kiến trúc TCP/IP

Mục lục
BÀI 1. KIẾN TRÚC TCP/IP.............................................................1
1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT........................................................1
1.1 TCP/IP là gì, lịch sử...............................................................1
1.2 Kiến trúc TCP/IP, các tầng, chuẩn, so sánh mơ hình phân tầng
TCP/ IP với OSI.....................................................................2
1.3 Các giao thức: ICMP, IGMP, IP, UDP.....................................3
1.4 Các tiện ích TCP/IP: FTP, Telnet............................................4
2. ĐỊA CHỈ IP.................................................................................5
2.1 Địa chỉ vật lí, địa chỉ tầng mạng ............................................5
2.2 Địa chỉ IP,các lớp địa chỉ, địa chỉ mạng con, mặt nạ mang
con.........................................................................................6
2.3 Giao thức phân giải địa chỉ: giao thức ARP, giao thức RARP
.................................................................................................
.............................................................................................11
3. DỊCH VỤ DHCP.......................................................................12
3.1 Cấu hình động là gì, cơ chế hoạt động của DHCP...............12
3.2 Các lựa chọn DHCP.............................................................13
4. DỊCH VỤ DNS.........................................................................14
4.1 Tại sao cần DNS..................................................................14
4.2 Hệ thống tên miền.................................................................14
4.3 Phân giải tên (ánh xạ địa chỉ)................................................15


BÀI 2. ĐỊNH TUYẾN TRONG TCP/IP........................................16
1. ĐỊNH TUYẾN - ROUTING.....................................................16
1.1 Khái niệm..............................................................................16
1.2 Định tuyến như thế nào.........................................................16
1.3 Địa chỉ IP của router cục bộ.................................................17
2. ROUTER HỌC TOPO MẠNG NHƯ THẾ NÀO.....................18
2.1 Bảng định tuyến....................................................................18

2.2 Lập bảng định tuyến.............................................................18
3. CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN IP - IP ROUTING
PROTOCOL.............................................................................19
3.1 Tại sao cần có các giao thức định tuyến...............................19
3.2 Phân lớp các giao thức định tuyến........................................19
3.3 Distance-vector routing........................................................19
3.4 Link state protocol................................................................20
3.5 Các giao thức........................................................................21
3.6 Đường đi của một gói tin IP.................................................21
BÀI 3. TCP/IP TRÊN MẠNG WINDOW NT/2000.......................23
1. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH........................................................23
1.1 Giới thiệu chung...................................................................23
1.2 Cài đặt TCP/IP trên Windows NT/2000...............................23
1.3 Thiết lập cấu hình cơ bản......................................................26
1.4 Cấu hình các lựa chọn nâng cao...........................................28


2. SỬ DỤNG CÁC TIỆN ÍCH TCP/IP.........................................34
2.1 Cấp địa chỉ động...................................................................34
2.2 Phân giải tên.........................................................................35
2.3 Truyền tệp.............................................................................36
BÀI 4. TCP/IP TRONG MÔI TRƯỜNG UNIX/LINUX...............37
1. GIAO THỨC TCP/IP TRONG UNIX/LINUX.........................37
1.1 Thiết lập giao thức TCP/IP...................................................37
1.2 Kết nối máy khách vào mạng...............................................38
1.3 Các trình tiện ích mạng TCP/IP............................................39
2. CẤU HÌNH CÁC TIỆN ÍCH....................................................41
2.1 Cấu hình DNS.......................................................................41
2.2 Cấu hình FTP........................................................................43

BÀI 1. KIẾN TRÚC TCP/IP
.1

GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT

.1.1 TCP/IP là gì, lịch sử.
TCP/IP là một tập hợp các phần mềm được tạo ra qua nhiều năm,
phần lớn với sự giúp đỡ của một nguồn tài trợ nghiên cứu to lớn của chính
phủ Mỹ. Ban đầu, TCP/IP được dự định dành cho cho Bộ Quốc phòng Mỹ
(Departement of Defense - DoD) . Dự án này xuất phát từ nhu cầu trao đổi
thông tin giữa các hệ thống khác nhau. Vào thời kì những năm 70, trước khi
có giao thức TCP/IP, gần như khơng thể làm cho một máy mainframe của
IBM “nói chuyện” được với một mainframe của Apple vì hai máy tính này
được thiết kế với những giao thức hồn tồn khác biệt.
Bạn có thể tưởng tượng như bạn nhấc điện thoại ở Mỹ gọi sang Tây
Ban Nha. Giả sử có một kết nối cứng tốt vì hệ thống điện thoại ở Tây Ban
Nha tương thích. Mặc dầu vậy bạn gặp phải sự bất tương thích về phần
mềm, đó là một người nói tiếng Anh và một người nói tiếng Tây Ban Nha, ta
gặp phải sự bất đồng ngôn ngữ. Để giải quyết bất đồng này người ta đưa ra
một ngôn ngữ chung để trao đổi, ngôn ngữ Esperanto. Và mong muốn của
những nhà thiết kế là đưa TCP/IP trở thành ngơn ngữ có vai trị như
Esperanto trong truyền thơng. Cùng với thời gian, TCP/IP đã tiến hóa thành
một bộ giao thức mạnh mẽ, phổ biến và hoàn thiện. Nhiều nơi đã chấp nhận
nó như là ngơn ngữ truyền thơng chính của họ.

1


.1.2 Kiến trúc TCP/IP, các tầng, chuẩn, so sánh mô hình phân

tầng TCP/ IP với OSI
Application

Telnet

FTP

SMTP

DNS

SNMP

Presentation
Session
Transport
Network

Transmission
Control Protocol
(TCP)

User Datagram
Protocol (UDP)

RIP
ICMP

ARP

Internet Protocol (IP)

Data Link
Ethernet

Physical

IEEE803.3

Token Bus
IEEE802.4

Mơ hình OSI

Token Ring
IEEE802.
5

Mơ hình kiến trúc TCP/IP

FDDI
ANSI
X3T95

TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung
cấp phương tiện truyền thông liên mạng. Bao gồm 4 tầng: Applycation, TCP
(tương ứng với tầng Session trong mơ hình OSI), IP (tương ứng với tầng
Network) , Physical.
Hai giao thức đáng quan tâm nhất trong bộ giao thức này là giao thức
liên mạng IP (Internet Protocol) và TCP (Transmision Control Protocol).

Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con
thành liên mạng để truyền dữ liệu. Vai trò của IP tương tự vai trị của giao
thức tầng mạng trong Mơ hình OSI là chọn đường và chuyển tiếp. IP là giao
thức “không liên kết” (connectionless) có nghĩa là khơng cần có giai đoạn
thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.

2


TCP là giao thức kiểu “có liên kết” (connection – oriented) nghĩa là
cần phải thiết lập liên kết (logic) giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng
trao đổi dữ liệu với nhau.

.1.3 Các giao thức: ICMP, IGMP, IP, UDP..
)a

ICMP (Internet Control Message Protocol)
ICMP là một giao thức nằm ở tầng mạng phục vụ việc truyền các

thông báo điều khiển (báo cáo về tình trạng lỗi trên mạng, …) giữa các
gateway hoặc trạm của liên mạng. Tình trạng lỗi có thể là: một datagram
khơng thể tới được đích của nó, hoặc một router không đủ bộ nhớ đệm để
lưu và chuyển một datagram, … Một thông báo ICMP được tạo và chuyển
cho IP, IP sẽ “bọc” thơng báo đó với một IP header và truyền đến cho router
hoặc trạm đích.
)b

IGMP (Internet Group Management Protocol)
IGMP là giao thức Internet để các host kết nối hủy kết nối từừ̀ các

nhóm multicast. Nhóm multicast gồm các máy tính cóó́ thể nhận các gói từ
một host đang truyền thông theo chế độ multicast (đa điểm đến). Các gói
multicast được đánh địa chỉ IP trong lớp D. Các host có thể có các địa chỉ
lớp A, B hay C thông thường cùng với một hay nhiều địa chỉ lớp D. Địa chỉ
lớp D chỉ ra rằng chúng là một phần của nhóm multicast.
)c

UDP (User Datagram Protocol)
Trong khi TCP là dịch vụ truyền hướng kết nối với nhiều đặc điểm để

đạt độ tin cậy cao trong truyền dữ liệu, UDP lại là dịch vụ truyền phi kết nối
không cần độ tin cậy như TCP. Như đã nói, các ứng dụng cần một giao diện
với IP. UDP đáp ứng được nhu cầu đó và đồng thời cung cấp khả năng nói
chuyện với q trình đang chạy trên máy chủ thông qua số hiệu cổng mà
3


không cần thiết lập một phiên kết nối. Trong nhiều trường hợp, điều này làm
cho việc liên lạc dễ dàng hơn bởi vì tồn bộ dữ liệu truyền có thể được gởi
đi trong một hoặc hai gói UDP. Việc thiết lập kết nối TCP sẽ tốn nhiều thời
gian mặc dù chỉ gởi một lượng dữ liệu nhỏ
)d

IP (Internet Protocol)
IP (hiện nay là IP thế hệ 4, hay IPv4) là giao thức vận chuyển cơ bản

cho các gói tin trên mạng Internet và các mạng dùng giao thức TCP/IP. IP là
giao thức liên mạng. Nó cung cấp hệ thống truyền thơng trên các mạng được
nối với nhau. Trong đó, một mạng riêng lẻ nối vào được gọi là mạng con
(subnetwork/subnet). Mỗi mạng con có thể khác nhau, tức là mạng con này

có thể là Ethernet trong khi mạng kia có thể là mạng token ring. Vì vậy, mỗi
mạng con có các phương thức MAC (medium access control) của riêng nó
để đặt thông tin vào các khung, đánh địa chỉ các khung này để truyền đến
các nút khác trên cùng mạng. IP cung cấp một cách thống nhất cho việc
đóng gói thơng tin để phân phối ngang qua các đường biên của các mạng
con. Trong khi các khung được dùng đề truyền thơng tin trên mạng con,
datagram IP như các “phong bì” để truyền thông tin qua các điểm giao tiếp
liên mạng.

.1.4 Các tiện ích TCP/IP: FTP, Telnet..
)a

FTP (File Transfer Protocol)
FTP là một dịch vụ truyền tập tin trên hệ thống mạng Internet và trên

các hệ thống mạng TCP/IP. Về cơ bản, FTP là giao thức client/server
(khách/chủ) trong đó một hệ thống đang sử dụng trình FTP server chấp nhận
các yêu cầu từ một hệ thống đang chạy FTP client. Dịch vụ này cho phép các
người dùng gửi đến máy chủ các yêu cầu tải lên hoặc chép về các tập tin.
4


FTP hoạt động giữa nhiều loại hệ thống hỗn hợp và và cho phép người dùng
từ hệ thống này tương tác với hệ thống khác loại mà không cần quan tâm
đến các hệ điều hành tại đó.
)b

Telnet
Telnet cho phép người sử dụng từ một trạm làm việc của mình có thể

đăng nhập vào một trạm ở xa qua mạng và làm việc với hệ thống y như là từ
một trạm cuối (Terminer) nối trực tiếp với trạm ở xa đó. Telnet là giao thức
tương đối đơn giản so với các chương trình phỏng tạo trạm cuối phức tạp
hiện nay. Lý do chính của sự phổ biến của Telnet là vì đó là một đặc tả mở
và khả dụng cho tất cả các hệ thống thông dụng hiện nay.
)c

DNS (Domain Name System)
Đây là hệ thống quản lý tên miền cho các phần tử của Internet. Việc

định danh các phần tử của liên mạng bằng các con số năm trong địa chỉ IP rõ
ràng khơng làm cho người sử dụng hài lịng bởi nó khó nhớ và dễ nhầm lẫn.
Vì thế người ta đã xây dựng hệ thống đặt tên cho các phần tử trên Internet
cho phép người sử dụng chỉ cần nhớ tên không cần nhớ địa chỉ IP. Phương
pháp quản lý các tên của DNS là phân cấp các nhóm tên. Mỗi cấp trong hệ
thống được gọi là “miền”, các miền được tách nhau bởi một dấu chấm, ví dụ
www.fpt.vn chỉ ra máy chủ web server trong miền của ISP “fpt” thuộc cấp
quốc gia là “vn”.

.2

ĐỊA CHỈ IP

.2.1 Địa chỉ vật lí, địa chỉ tầng mạng ...
Để che dấu tính phức tạp và đa dạng của các thiết bị mạng, TCP/IP
định nghĩa khái niệm giao diện (interface) để truy cập vào phần cứng. Giao
5


diện này cung cấp tập hợp các thao tác như nhau cho tất cả các dạng thiết bị,

dựa trên các thao tác gửi và nhận dữ liệu. Để hoạt động trong mạng TCP/IP,
mỗi giao diện mạng phải được gán một địa chỉ IP để định vị khi truyền thông
với thực thể bên ngồi.
Một địa chỉ vật lý hay cịn gọi là địa chỉ MAC (do nó được định nghĩa
trong phân tầng Media Access Control của tầng liên kết dữ liệu theo chuẩn
giao thức của OSI) là địa chỉ của một NIC (network interface card - card
giao tiếp mạng). Các địa chỉ MAC chỉ được dùng để truyền tải các khung dữ
liệu giữa những máy tính trong cùng một mạng. Chúng khơng được dùng để
gởi khung đến những máy tính trên những mạng khác nhau được liên kết
bằng các bộ định tuyến. Việc định địa chỉ IP được dùng để gởi tiếp các
khung ngang qua những biên giới của bộ định tuyến (dùng các mạng
TCP/IP).
Lưu ý rằng MAC address không được sử dụng trong truyền nhận giữa
các mạng

.2.2

)a

Địa chỉ IP
Giao thức liên mạng IP sử dụng loại địa chỉ 32 bit. Mỗi máy trạm phải

được gán một địa chỉ trong liên mạng. Khi sử dụng mạng cục bộ không kết
nối với các mạng khác, người sử dụng có thể tự gán địa chỉ IP tùy ý cho các
máy trạm. Tuy nhiên đối với các site Internet thì địa chỉ IP phải được cung
cấp từ trung tâm phụ trách địa chỉ IP trên thế giới NIC (Network Information
Center).
6

Mỗi địa chỉ IP được chia làm 4 phần, mỗi phần 1 byte. Ví dụ, trạm
quark.physics.groupcho.edu có địa chỉ là 0x954C0C04 hay 149.76.12.4.
Dạng sau được gọi là ký pháp thập phân có chấm – dotted quad notation.
Địa chỉ IP được chia thành 2 vùng: địa chỉ mạng (network address) và
địa chỉ trạm (host address). Khi đề nghị NIC cung cấp địa chỉ IP thì ta sẽ
khơng nhận được địa chỉ tương ứng của mỗi máy trạm, thay vào đó là địa
chỉ mạng và ta có quyền gán địa chỉ cho các máy trạm của mạng trong phạm
vi địa chỉ đã được cung cấp.
Những bit quan trọng nhất được sử dụng nhằm xác định có bao nhiêu
bit dùng cho địa chỉ mạng (netid) và đại chỉ trạm (hostid). Năm lớp địa chỉ
hiện tại được định nghĩa là: lớp A, B, C, D và E.
78

01
0

15 16

23 24

Netid

31

Hostid

Class A
1 0

Netid

Hostid

Class B
1 1 0

Netid

hostid

Class C
1 1 1 0

Multicast

Class D
1 1 1 1 0

dùng cho tương lai

Class E
 Lớp A: địa chỉ mạng chứa trong byte đầu tiên, cho phép định danh
tới 126 mạng gồm các địa chỉ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0 với tối đa 16
triệu host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có số
trạm cực lớn.
7


 Lớp B: điạ chỉ mạng là 2 byte đầu tiên cho phép định danh tới
16320 mạng từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0, với tối đa 65024 host

trên mỗi mạng.
 Lớp C: địa chỉ mạng là 3 byte đầu tiên cho phép định danh gần 2
triệu mạng từ 192.0.0.0.1 đến 223.255.0.0 với tối đa 254 host trên
mỗi mạng. Lớp này được dung cho các mạng có ít trạm.
 Lớp D dùng để gửi IP datagram tới một nhóm các host trên một
mạng.
 Lớp E dự phịng để dùng trong tương lai.
Trong ví dụ trên, giả sử địa chỉ 149.76.12.4 thuộc lớp B thì địa chỉ
mạng của nó là 149.76.0.0 và địa chỉ trạm là 12.4.
Trong danh sách địa chỉ liệt kê ở trên, không phải mọi địa chỉ đều
được gán cho các trạm. Các thành phần 0 và 255 được dùng cho các mục
đích đặc biệt, địa chỉ với phần trạm có các bit bằng 0 được dùng để chỉ ra
mạng tương ứng. Còn địa chỉ các các thành phần trạm là các bit bằng 1 là
địa chỉ quảng bá định vị cho tất cả các trạm trên mạng đó. Như vậy địa chỉ
149.76.255.255 khơng có ý nghĩa cho một trạm mà có nghĩa là tất cả các
trạm trong mạng 149.76.0.0.
Địa chỉ 0.0.0.0 được dùng cho địa chỉ chọn đường mặc định (default
route) dùng trong việc chọn đường cho các gói tin IP. Còn 127.0.0.0 gọi là
địa chỉ quay ngược (loopback address).
Nguyên nhân của việc sử dụng các lớp địa chỉ cụ thể:
 Các kiểu lớp địa chỉ khác nhau được định nghĩa để đánh địa chỉ
cần thiết cho các mạng có kích thước khác nhau. Theo yêu cầu cơ

8


quan có thẩm quyền đăng ký mạng cấp một số tài liệu mạng cho
một tổ chức. Đây là trách nhiệm duy nhất của một tổ chức được
cấp phát một địa chỉ mạng nhằm cấp cho số máy chủ trong mạng.
 Số lượng máy chủ có thể gán cho một nhóm mạng cụ thể tùy thuộc

vào số bit trong vùng hostid. Số bit trong vùng hostid tùy thuộc
vào lớp địa chỉ trên đó nhóm mạng thuộc vào. Một nhóm mạng lớp
A có số bit trong vùng hostid lớn nhất , và do đó có số máy chủ lớn
nhất. Tương tự một địa chỉ lớp C có số lượng bit trong vùng hostid
nhỏ nhất do đó có số lượng máy chủ nhỏ nhất.
Ký hiệu thập phân có chấm : Giá trị 32 bit tượng trưng cho 4 số thập
phân tương ứng với giá trị thập phân của 4 byte làm thành địa chỉ 32 bit. Các
số thập phân cách nhau bởi dấu chấm. Ký hiệu viết tắt này của địa chỉ IP gọi
là ký hiệu thập phân có chấm.
VD: địa chỉ IP theo nhị phân và ký hiệu thập phân có chấm :
IP address: 10010000 0001011 01001010 1001001
IP address: 144.19.74.201
Tính tốn một lớp địa chỉ:
Khi được cung cấp một địa chỉ IP dạng thập phân có chấm, điều quan
trọng là phải biết lớp địa chỉ mà nó thuộc vào . Lớp địa chỉ IP xác định số bit
được gán cho vùng hostid. Kích thước vùng hostid giới hạn số lượng máy
chủ có thể có trên mạng này. Ngồi ra nó cịn được sử dụng để xác định cách
phân chia một mạng thành nhiều mạng nhỏ hơn, gọi là mạng con (subnet).
Một phương pháp xác định lớp địa chỉ IP là chuyển địa chỉ IP sang
dạng nhị phân để kiểm tra một số bit quan trọng đầu tiên (các bit bên trái
dạng nhị phân của địa chỉ IP). Những bit quan trọng nhất của địa chỉ IP xác
9


định lớp địa chỉ IP . Nếu bit quan trọng nhất của địa chỉ IP là 0 , địa chỉ IP là
một địa chỉ lớp A. Nếu 2 bit quan trong đầu tiên của địa chỉ IP là 10 thì địa
chỉ IP là địa chỉ lớp B. Nếu 3 bit quan trong đầu tiên của địa chỉ IP là 110 thì
địa chỉ IP là địa chỉ lớp C. Nếu 4 bit quan trong đầu tiên của địa chỉ IP là 110
thì địa chỉ IP là địa chỉ lớp D.
Bảng sau trình bày vùng giá trị của số thập phân đầu tiên của địa chỉ

IP ở dạng thập phân chấm.
Lớp địa chỉ IP
A
B
C
D
E

Giá trị tối thiểu
0
128
192
224
240

Giá trị tối đa
126
191
223
239
247

Những địa chỉ IP đặc biệt:
 Một giá trị hostid gồm toàn bộ số 0 hoặc 1 không bao giờ được cấp
cho một máy chủ TCP/IP riêng. Một địa chỉ IP với giá trị hostid là
0 chỉ rõ chính mạng đó.
 Nếu giá trị hostid chứa tất cả các bit 1 trong địa chỉ nhị phân thì
đây là địa chỉ broadcast có định hướng. Một địa chỉ broadcast được
nhìn thấy bởi tất cả các nút mạng trên mạng đó.
 Địa chỉ local broadcast hoặc limited broadcast 255.255.255.255

được sử dụng trong các mạng cục bộ, nơi một broadcast không bao
giờ đi qua.
 Địa chỉ 0.0.0.0 được sử dụng để tham khảo đến chính mạng đó, nó
cũng được sử dụng trong bảng định tuyến để chỉ đến điểm vào
mạng cho địa chỉ bộ định tuyến mặc định hay cổng giao tiếp mặc
định.

10


)b

Mặt nạ mạng con (subnet mask)
Khi một máy tính trên mạng muốn xác định xem địa chỉ IP mà nó sở

hữu có ở trên cùng mạng con với máy mà nó đang cố gắng liên lạc hay
khơng? Điều này được trả lời bằng mặt nạ mạng con, tức là một sự kết hợp
các bit 0 và 1 kiểu như sau:
11111111 11111111 11111111 00000000
Hai máy có cùng địa chỉ mạng và mặt nạ mạng thì thuộc cùng một
mạng. Chú ý ràng các mạng thuộc lớp A, B hoặc C người ta thường có nhu
cầu chia các mạng này thành nhiều mạng con, mặt nạ mạng xác định các
máy tính nằm trong mạng lớn có thuộc cùng mạng con hay khơng.

.2.3 Giao thức phân giải địa chỉ: giao thức ARP, giao thức
RARP
)a

ARP (Address Resolution Protocol)
Trên các mạng TCP/IP, giao thức ARP được dùng để tìm một địa chỉ

MAC tương ứng với một địa chỉ IP. Giao thức này sử dụng phương pháp
quảng bá, ý tưởng cơ bản của nó là khi cần tìm ơng X trong 100 người thì ta
chỉ việc gọi to tên ông ta lên và ông X sẽ trả lời nếu ơng có ở đó.
Khi ARP muốn tìm một địa chỉ MAC tương ứng với địa chỉ IP, nó sử
dụng một gói tin ARP và quảng bá gói tin đó tới các máy tính khác trên
mạng. Trên gói tin này có chứa địa chỉ IP cần chuyển đổi. Các máy khác sẽ
so sánh địa chỉ này với địa chỉ IP của chúng, nếu trùng nhau nó sẽ gửi địa
chỉ MAC của nó trở lại cho trạm có yêu cầu.

11


)b

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
Trong một số trường hợp người ta cần tìm ánh xạ ngược: tìm một địa

chỉ IP tương ứng với một địa chỉ MAC. Chẳng hạn trong trường hợp khởi
động máy tính qua mạng (network boot). Máy tính cần khởi động chỉ có
thơng tin về MAC, nó sẽ gửi các gói tin quảng bá và một boot server sẽ tìm
địa chỉ IP tương ứng cho nó. Giao thức này gọi là RARP. Cùng với giao thức
BOOTP, RAPP được sử dụng rộng rãi trong việc khởi động một máy tính
khơng có ổ cứng qua mạng.

.3

DỊCH VỤ DHCP

.3.1 Cấu hình động là gì, cơ chế hoạt động của DHCP

)a

Cấu hình động
DHCP được thiết kế làm giảm thời gian chỉnh cấu hình cho mạng

TCP/IP bằng cách tự động gán các địa chỉ IP cho máy khách khi tham gia
vào mạng. DHCP tập trung việc quản lý địa chỉ IP ở các máy tính trung tâm
chạy chương trình DHCP.
Máy chủ DHCP tự động cho người dùng thuê địa chỉ IP khi họ vào
mạng. Bạn chỉ cần đặc tả phạm vi các địa chỉ có thể cho thuê tại máy chủ
DHCP. Bạn sẽ không bị ai quấy rầy về nhu cầu biết địa chỉ IP.
DHCP tự động quản lý các địa chỉ IP và loại bỏ được các lỗi có thể
làm mất liên lạc. Nó tự động gán lại các địa chỉ chưa được sử dụng.
DHCP cho thuê địa chỉ trong một khoảng thời gian, có nghĩa là những
địa chỉ nầy sẽ còn dùng được cho các hệ thống khác. Bạn hiếm khi biết hết
địa chỉ.

12


DHCP tự động gán địa chỉ IP thích hợp với mạng con chứa máy trạm
này. Cũng vậy, DHCP tự động gán địa chỉ cho người dùng di động tại mạng
con họ kết nối.
)b

Cơ chế hoạt động
Bước 1: Máy trạm khởi động với “địa chỉ IP rỗng” cho phép liên lạc

với máy chủ DHCP bằng giao thức TCP/IP. Nó chuẩn bị một thơng điệp
chứa địa chỉ MAC (ví dụ địa chỉ của card Ethernet) và tên máy tính. Thơng

điệp nầy có thể chứa địa chỉ IP trước đây đã thuê. Máy trạm phát tán liên tục
thông điệp nầy lên mạng cho đến khi nhận được phản hồi từ máy chủ.
Bước 2: Mọi máy chủ DHCP có thể nhận thơng điệp và chuẩn bị địa
chỉ IP cho máy trạm. Nếu máy chủ có cấu hình hợp lệ cho máy trạm, nó
chuẩn bị thông điệp “chào hàng” chứa địa chỉ MAC của khách, địa chỉ IP
“chào hàng”, mặt nạ mạng con (subnet mask), địa chỉ IP của máy chủ và thời
gian cho thuê. Địa chỉ “chào hàng” được đánh dấu là “reserve” (để dành).
Máy chủ DHCP phát tán thông điệp chào hàng này lên mạng.
Bước 3: Khi khách nhận thông điệp chào hàng và chấp nhận một
trong các địa chỉ IP, máy trạm phát tán thơng điệp nầy để khẳng định nó đã
chấp nhận địa chỉ IP và từ máy chủ DHCP nào.
Bước 4: Cuối cùng, máy chủ DHCP khẳng định toàn bộ sự việc với
máy trạm.

.3.2 Các lựa chọn DHCP
DHCP không bổ sung thêm các vùng cố định vào định dạng thông
điệp BOOTP, cũng không thay đổi ý nghĩa của hầu hết các vùng. Ví dụ,
vùng OP trong thơng điệp DHCP chứa cùng giá trị như vùng OP trong thông

13


điệp BOOTP, chúng hoặc là yêu cầu boot (1) hoặc là đáp lời boot (2). Để
mã hố thơng tin như là thời hạn thuê mượn, DHCP sử dụng options.
Vùng tuỳ chọn có cùng định dạng như VENDOR SPECIFIC AREA,
và DHCP chấp nhận tất cả các thông tin theo đặc trưng của nhà sản xuất như
đã được định nghĩa cho BOOTP. Cũng như trong BOOTP, mỗi chọn lựa bao
gồm một vùng mã 1-octet và một vùng độ dài 1-octet, tiếp theo sau là các
octet dữ liệu của chọn lựa này. Như chúng ta thấy trong hình, chọn lựa được
sử dụng để xác định kiểu thông điệp DHCP bao gồm dùng ba octet. Octet

đầu tiên chứa mã 53, octet thứ hai chứa độ dài là 1, và octet thứ ba chứa một
giá trị được dùng để định danh một trong các thông điệp DHCP.

.4

DỊCH VỤ DNS

.4.1 Tại sao cần DNS.
Việc định danh các phần tử của liên mạng bằng con số như trong địa
chỉ IP rõ ràng là không làm cho người sử dụng hài lịng, bởi chúng khó nhớ
dễ nhầm lẫn. Vì thế người ta xây dựng hệ thống tên cho các phần tử của
Internet, cho phép người sử dụng chỉ cần nhớ đến các tên chứ không cần nhớ
các địa chỉ IP nữa.
Việc định danh bằng tên cũng có những vấn đề của nó: tên phải là
duy nhất và cần phải có cách để chuyển đổi tương ứng giữa các tên và các
địa chỉ số. Đối với một liên mạng tầm cỡ toàn cầu với hàng chục triệu người
dùng như Internet địi hỏi phải có một hệ thống đặt tên trực tuyến và phân
tán thích hợp. Hệ thống này được gọi là DNS( Domain Name System).

14


.4.2 Hệ thống tên miền.
DNS là một phương pháp quản lý các tên bằng cách giao trách nhiệm
phân cấp cho các nhóm tên. Mối cấp trong một hệ thống được gọi là một
miền (domain), các miền được tách nhau bởi dấu chấm
Domain có dạng tổng quát là local-part @ domain name , trong đó
local-part thường là tên của người sử dụng hay nhóm người sử dụng do
người quản lý mạng nội bộ quy định, còn domain name được gán bởi các
trung tâm thông tin mạng các cấp. Domain cấp cao nhất là cấp quốc gia, mỗi

quốc gia được gán bởi một tên miền riêng gồm 2 chữ cái (VD vn, us, uk...).
Trong mỗi quốc gia lại chia thành 6 domain cao nhất và tiếp tục đi xuống
các cấp thấp hơn.
6 domain cao nhất của DNS
 COM commercial
 EDU education
 GOV government
 ORG organization
 NET networks
 MIL US military organizations

.4.3 Phân giải tên (ánh xạ địa chỉ)
Việc ánh xạ giữa các địa chỉ IP và các tên miền được thực hiện bởi 2
thực thể có tên là Name Resolver và Name Server. Name Resolver được cài
đặt trên trạm là việc (workstation), còn Name Server được cài đặt trên một

15


máy chủ (server). Người sử dụng từ trạm làm việc gọi chương trình Name
Resolver để gửi yêu cầu ánh xạ địa chỉ host name to IP address tới Name
Server. Nếu host name được tìm thấy thì Name Server sẽ gửi địa chỉ IP
tương ứng về trạm l việc. Sau đó trạm làm việc sẽ thử liên kết với host bằng
cách dùng địa chỉ IP chứ không dùng tên nữa.

16


BÀI 2. ĐỊNH TUYẾN TRONG TCP/IP
.1

ĐỊNH TUYẾN - ROUTING

.1.1 Khái niệm
Routing là sự lựa chọn một con đường để truyền một đơn vị dữ liệu
(một gói tin) từ trạm nguồn đến trạm đích của nó.
Router: là một thiết bị cho phép liên lạc truyền thông giữa những đoạn
mạng khác nhau.

.1.2 Định tuyến như thế nào.
Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ thống này sang một hệ thống
khác phải được định tuyến qua một dãy các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ
một đường vào rồi chuyển tiếp nó tới một đường ra hướng đến đích của dữ
liệu.
Hoạt động định tuyến :
 Khi một trạm muốn trao đổi thông tin với một trạm khác, IP sẽ xác
định trạm này là trạm nằm ở trên mạng cục bộ hay là nằm ở mạng
ngồi.
 Nếu trạm đích nằm ở mạng ngồi, IP sẽ kiểm tra bảng định tuyến
để tìm một tuyến tới trạm ở mạng ngoài hay một mạng ngoài.
 Nếu khơng tìm thấy một tuyến nào IP sẽ sử dụng một địa chỉ cổng
gateway mặc định để chuyển gói tin đến một bộ định tuyến.

17


Ở bộ định tuyến, bảng định tuyến được truy vấn để tìm đường đến
mạng ở bên ngồi. Nếu khơng tìm thấy đường, gói tin sẽ được gửi đến một
địa chỉ cổng mặc định của bộ định tuyến.
Khi tìm thấy một tuyến, gói tin sẽ được gửi đến bộ định tuyến kế tiếp,

được gọi là một ”hop” và cuối cùng sẽ được phân phát đến trạm đích . Nếu
khơng tìm thấy một tuyến nào cả thì một bản tin báo lỗi sẽ được gửi tới trạm
gửi gói tin.
Một quyết định routing phải thực hiện hai chức năng sau:
 Quyết định chọn đường theo tiêu chuẩn tối ưu nào.
 Cập nhật thông tin chọn đường, tức là thông tin dùng cho chức
năng trên.
Có rất nhiều kỹ thuật chọn đường khác nhau. Sự phân biệt giữa chúng
chủ yếu căn cứ vào các yếu tố liên quan đến 2 chức năng trên. Các yếu tố là:
 Sự phân tấn của các chức năng chọn đường trên các nút của mạng.
 Sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng.
 Các tiêu chuẩn tối ưu để chọn đường.

.1.3 Địa chỉ IP của router cục bộ
Địa chỉ IP được chia làm 2 phần là địa chỉ mạng và địa chỉ máy. Điều
này cho phép chia các mạng IP thành các mạng con. Theo mặc định thì
mạng con được đặc trưng bởi phần địa chỉ mạng trong địa chỉ IP. Do vậy các
máy trạm trong một mạng con sẽ có chung một địa chỉ mạng và ngược lại
các máy trạm có cùng địa chỉ mạng sẽ nằm trên cùng một mạng con.

18


Mỗi mạng con chịu trách nhiệm cho việc chọn đường cho các gói tin
IP trong mạng của mình, các gói tin này được nhận ra nhờ phần địa chỉ
mạng của nó. Các router cục bộ sẽ có cùng một địa chỉ mạng trong địa chỉ IP
của nó giống địa chỉ mạng cục bộ.

.2

ROUTER HỌC TOPO MẠNG NHƯ THẾ NÀO.

.2.1 Bảng định tuyến.
Bảng định tuyến (chỉ đường) bao gồm địa chỉ mạng, số cổng, chi phí
lộ trình, và địa chỉ của hop (bước) kế tiếp.
Các bộ định tuyến lưu trữ thông tin trên bảng và kiểm tra bảng nhằm
xác định đường đi tối ưu trên mạng cho các gói. Nếu mạng bị tắc nghẽn hay
nối kết thất bại, các tuyến thay thế khác có thể được tìm thấy trên bảng.

.2.2 Lập bảng định tuyến
Bạn có thể thêm các thơng tin và bảng định tuyến bằng cách sử dụng
lệnh route. Lệnh route print được sử dụng để xem đầu vào mặc định trong
một bảng định tuyến . Đầu vào tĩnh nên được thêm vào bảng định tuyến của
bộ định tuyến tĩnh cho tất cả các mạng khơng có một giao diện đã được cấu
hình. Một đầu vào tĩnh bao gồm:
 Địa chỉ mạng ID mạng hoặc tên mạng của mạng đích. Nếu tên
mạng được sử dụng thì nó sẽ được tìm ở trong file Networks.
 Mặt nạ mạng: một mặt nạ mạng cho địa chỉ mạng.
 Địa chỉ cổng: Địa chỉ IP hoặc tên trạm của giao diện đến mạng
đích. nếu tên trạm được sử dụng cho cổng, thì nó sẽ được tìm trong
file Hosts.
19


.3

CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN IP - IP

ROUTING PROTOCOL.
.3.1 Tại sao cần có các giao thức định tuyến

Một liên mạng như mạng intranet dựa trên TCP/IP hay Internet bao
gồm rất nhiều bộ định tuyến và các kết nối giữa các bộ định tuyến này.
Mạng này bắt buộc phải có lược đồ cấu trúc để các bộ định tuyến xác định
hoạt động với các gói sẽ được truyền đến các mạng và các máy khác. Bộ
định tuyến sử dụng các giao thức và thuật toán định tuyến tự động lập lược
đồ cấu trúc mạng và chia xẻ thơng tin đó với bộ định tuyến khác.

.3.2 Phân lớp các giao thức định tuyến
Có hai loại giao thức định tuyến :
 Giao thức định tuyến cung cấp cấu hình định tuyến động (dynamic
routing configuration) có sự trao đổi thơng tin định tuyến trong
mạng.
 Giao thức định tuyến tĩnh (static routing) khi khơng có các giao
thức định tuyến, nhà quản trị mạng phải tự cấu hình bảng định
tuyến trong mỗi bộ định tuyến đó gọi là định tuyến tĩnh.

.3.3 Distance-vector routing
Các giao thức định tuyến distance-vector xác định các tuyến dựa trên
số lượng các hop (bước nhảy) hoặc các chi phí được tính trước tới một đích
đến. Thơng tin nầy được cung cấp bởi các bộ định tuyến gần nhất. Kỹ thuật
nầy chủ yếu dựa trên thuật toán Bellman-Ford.

20


Các thông tin định tuyến được trao đổi giữa các bộ định tuyến khoảng
30 giây một lần. Với thông tin trên nầy, các bộ định tuyến tạo lại bảng định
tuyến bằng cách thêm vào các lộ trình mới hoặc xố các lộ trình cũ. Tuy
nhiên thuật tốn định tuyến distance-vector khơng thích hợp cho các mạng
lớn có hàng trăm bộ định tuyến hay mạng thường xuyên được cập nhật. Trên

các mạng lớn, quá trình cập nhật bộ định tuyến mất nhiều thời gian làm cho
bảng của bộ định tuyến ở xa nhất không đồng bộ với các bảng khác. Giao
thức định tuyến “link state” (tình trạng nối kết) thích hợp hơn trong trường
hợp nầy, được đề cập trong phần “Link State Routing Protocols”.

.3.4 Link state protocol
Định tuyến Link State đòi hỏi quá trình xử lý nhiều hơn so với kỹ
thuật Distance-Vector nhưng kiểm sốt hầu hết q trình định tuyến và đáp
ứng nhanh với những thay đổi. Các lộ trình có thể dựa trên việc tránh những
vùng tắc nghẽn, vận tốc của đường truyền, chi phí sử dụng đường truyền,
hay các mức độ ưu tiên khác. Thuật toán Dijkstra được dùng tính tốn các lộ
trình dựa trên các bước sau:
 Số lượng các bộ định tuyến một gói phải đi qua để đến đích. Con
số này gọi là hop, và số hop càng nhỏ càng tốt.
 Tốc độ của các dòng truyền tải giữa các mạng LAN. Vài đường
truyền dùng các nối kết khơng đồng bộ có tốc độ chậm, trong khi
các đường truyền khác nối kết kĩ thuật số có tốc độ cao.
 Chậm trễ gây ra bởi tắc nghẽn lưu thông. Nếu một máy đang
truyền tải một tập tin lớn, bộ định tuyến phải truyền gói qua tuyến
khác để tránh tắc nghẽn.

21


 Chi phí của lộ trình, được xác định theo mét bởi nhà quản trị mạng,
thường dựa trên phương tiện truyền dẫn. Tuyến rẻ nhất không phải
là tuyến nhanh nhất, nhưng thích hợp cho một số loại lưu thơng.

.3.5 Các giao thức.
Các giao thức và thuật tốn định tuyến tìm các đường truyền trên

mạng và tránh các đường truyền tắc nghẽn. Các bộ định tuyến sử dụng các
giao thức để liên lạc với nhau để nắm bắt được cấu trúc của mạng.
RIP là một giao thức thông tin định tuyến bên trong sử dụng thuật
toán định tuyến distance-vector. RIP được dùng trong mạng sử dụng TCP/IP
và Netware IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange / Sequence packet
exchange). Trước kia, RIP được dùng phổ biến, nhưng giờ đây OSPF đã có
thể thay thế được vị trí của RIP. Các bộ định tuyến dựa trên RIP yêu cầu
thông tin định tuyến từ các bộ định tuyến khác để cậạp nhật bảng định tuyến
của nó, trả lời các yêu cầu từ các bộ định tuyến khác, thường xun thơng
báo sự hiện diện của nó để các bộ định tuyến khác biết được cấu hình mạng,
và thơng báo các thay đổi về cấu hình mạng khi chúng tìm thấy.
Giao thức định tuyến Link State phổ biến nhất là OSPF (Open
Shortest Path First) và giao thức OSI IS-IS (Intermiditae System-toIntermidiate System). OSPF được nhóm Proteon phát triển từ phiên bản mới
nhất của OSI IS-IS.. OSPF được dùng để định tuyến lưu thông IP trên
Internet và mạng TCP/IP.

.3.6 Đường đi của một gói tin IP
Đối với thực thể IP ở trạm nguồn, khi nhận được một primitive SEND
từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây:

22