Bài giảng Bộ giao thức tcp/ip

BỘ GIAO THỨC TCP/IPTrình bày: Nguyễn Xuân HoàngKhoa Viễn thông, Học viện CN BCVTTỔNG QUAN CHỒNG GIAO THỨC TCP/IPTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPTầng internet trong mô hình TCP/IPKiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình kết nối hệ thống mở OSIMô hình kết nối hệ thống mở OSIThành lập năm 1947, Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO là tổ chức thiết lập các thoả thuận và quy định toàn cầu trong tất cả các lĩnh vực. Tiêu chuẩn ISO bao trùm các khía cạnh của lĩnh vực truyền thông được gọi là Kết nối các hệ thống mở OSI (1979). Là mô hình chỉ mang tính tham khảo (khác với TCP/IP)Tại sao cần mô hình OSI?Mô hình kết nối hệ thống mở OSIM¹ngVËt lýLiªn kÕt SLTruyÒn t¶iPhiªnTr×nh diÔnøng dông M¹ng – Ng­êi sö dông M«i tr­êng m¹ng M«i tr­êng OSI M«i tr­êng hÖ thèng thùc §Æc tÝnh Ph©n líp Giao tiÕp líp ChuyÓn thùc thÓ th«ng tinKiến trúc phân lớpMô hình kết nối hệ thống mở OSIThiết bị A Thiết bị B Nút trung gian Nút trung gian Đường truyền vật lý Giao thức ngang hàng Giao thức ngang hàng Giao thức ngang hàng Giao thức ngang hàng Các giao thức ngang hàngMô hình kết nối hệ thống mở OSIPhương tiện truyền dẫnĐóng gói các thực thể thông tin Mô hình kết nối hệ thống mở OSIMỗi lớp thực hiện một số chức năng nhất định trong quá trình truyền tin Mỗi lớp sẽ nhận dịch vụ từ lớp dưới đưa lên, xử lý, sau đó lại đưa lên lớp cao hơn Đường biên lớp được sử dụng tối thiểu luồng thông tin qua các giao diện. Các kiến trúc mạng khác nhau có số lượng phân lớp khác nhau. ( OSI, SS7, ATM, TCP/IP)Các đặc tính phân lớp trong mô hình OSIMô hình kết nối hệ thống mở OSI Định nghĩa các đặc tính phần cứng Mã hoá và báo hiệu Truyền và nhận dữ liệu Thiết kế mạng vật lýLớp vật lý chịu trách nhiệm chuyển các bits từ node tới node. Lớp vật lýMô hình kết nối hệ thống mở OSI Điều khiển liên kết logic LLC Điều khiển truy nhập phương tiện MAC Tạo khung dữ liệu Địa chỉ vật lý Phát hiện lỗi và xử lý Lớp liên kết dữ liệu chịu trách nhiệm chuyển các khung từ node tới node. Lớp liên kết dữ liệu Mô hình kết nối hệ thống mở OSILớp mạng Địa chỉ logic Định tuyến Đóng gói Datagram Phân đoạn và tái hợp gói	 Chẩn đoán và sửa lỗiLớp mạng chịu trách nhiệm phát chuyển các gói riêng biệt từ đầu cuối tới đầu cuối Mô hình kết nối hệ thống mở OSILớp truyền tải Địa chỉ mức tiến trình Ghép và tách dữ liệu Phân đoạn, đóng gói Thiết lập, quản lý và ngắt kết nối Xác nhận và truyền lại Điều khiển luồngLớp truyền tải chịu trách nhiệm tạo và phát chuyển các bản tin từ một tiến trình này tới một tiến trình khác Mô hình kết nối hệ thống mở OSILớp phiên Các giao diện lập trình ứng dụng API Điều khiển phiên kết nối Kiểm tra và khởi tạo lại thủ tụcMô hình kết nối hệ thống mở OSILớp trình diễn Cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin Nén và mã hoá dữ liệu Các đặc tính biên dịch Mô hình kết nối hệ thống mở OSILớp ứng dụng Các giao thức cần thiết cho người sử dụng Lớp trừu tượng gần với người sử dụng nhấtMô hình kết nối hệ thống mở OSIVí dụ giao tiếp qua OSIApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical10010111001011010010110101011110101Segments (Đoạn)Packets (gói)Frames (Khung)DataDataDataDataMô hình kết nối hệ thống mở OSIC¸c líp	Chøc năngVÝ dôøng dôngLíp vËt lýGiao tiÕp c¬, ®iÖn tíi ph­¬ng tiÖn truyÒn th«ngCard giao tiÕp m¹ngSö dông bÝtLíp liªn kÕt sè liÖu TruyÒn dÉn, khung vµ ®iÒu khiÓn lçiC¸c giao thøc: PPP, HDLC, ATM, FR, MPLSSö dông khung, gãi, tÕ bµo.Líp m¹ngTruyÒn sè liÖu qua m¹ngC¸c giao thøc:IP,IPXSö dông tiªu ®Ò (datagram)Líp truyÒn tảiĐé tin cËy vµ ghÐp c¸c sè liÖu truyÒn qua m¹ngC¸c giao thøc:TCP, UDPSö dông c¸c segmentsLíp phiªnQuản lý c¸c dÞch vô vµ ®iÒu khiÓn luång sè liÖu C¸c giao thøc:SIP, RTCPSö dông c¸c cuéc gäi thñ tôc tõ xaLíp trình diÔnThªm c¸c cÊu tróc vµo ®¬n vÞ sè liÖu ®Ó trao ®æiGiao thøc : BiÕn ®æi, nÐn, giải nÐn.Sö dông kü thuËt thay ®æi sè liÖu nÐn, vµ giải nÐn.Líp øng dôngQuản lý truyÒn th«ng gi÷a c¸c øng dôngC¸c giao thøc: Telnet, FTPSö dông c¸c bản tinCác chức năng, giao thức ví dụ trong OSITỔNG QUAN CHỒNG GIAO THỨC TCP/IPTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPTầng internet trong mô hình TCP/IPKiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình kết nối hệ thống mở OSIKiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình phân lớp1Lịch sử phát triển2Nhân tố thúc đẩy3Địa chỉ và giao thức 4Kiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình tham chiếu giao thức TCP/IP và OSIKiến trúc chồng giao thức TCP/IPKiến trúc phân tầng (lớp, chồng) giao thức TCP/IP gồm 5 lớp: vật lý, liên kết dữ liệu, truyền tải, và ứng dụng. 4 lớp đầu cung cấp các tiêu chuẩn vật lý, giao diện mạng, liên mạng và truyền tải.3 lớp trên cùng của mô hình OSI được thể hiện trong TCP/IP bằng một lớp ứng dụng. 1973; Transmission Control Program 1974-RFC 675 V1; 1977; TCP V2; Internet Engineering Note Number 02. 1978; Tách TCP và IP (V3) 1980; TCP/IP (V4) Kiến trúc chồng giao thức TCP/IPCÁC NHÂN TỐ QUAN TRỌNG THÚC ĐẨY TCP/IP Hệ thống địa chỉ tích hợp Thiết kế định tuyến Độc lập với hạ tầng mạng Khả năng mở rộng Hệ thống tiêu chuẩn mở và hỗ trợ phát triển Tính toàn cầu Kiến trúc chồng giao thức TCP/IP Địa chỉ vật lý Địa chỉ logic Địa chỉ cổng Tiến trìnhMạng vật lýIP và các giao thức khácKiến trúc chồng giao thức TCP/IPCác giao thức được định nghĩa bới phần lớp mạng dưới Các giao thức chính trong các lớpKiến trúc chồng giao thức TCP/IPCÁC GIAO THỨC LỚP TRUY NHẬP MẠNG SLIP : Cung cấp chức năng kết nối thiết bị qua đường nối tiếp PPP: Tập giao thức có chức năng nhận thực, đóng gói, mã hoá CÁC GIAO THỨC LỚP 2/3 ARP: Ánh xạ địa chỉ lớp IP sang lớp vật lý RARP: Ánh xạ địa chỉ lớp vật lý sang lớp IPKiến trúc chồng giao thức TCP/IPCÁC GIAO THỨC LỚP TRUYỀN TẢI TCP : Thiết lập và quản lý các kết nối, đảm bảo độ tin cậy, điều khiển luồng. UDP: Chuyển dữ liệu người sử dụng, theo cách đơn giản.CÁC GIAO THỨC LỚP ỨNG DỤNG DNS : Hệ thống tên miền NFS: Hệ thống file mạng BOOTP: Cấu hình thiết bị khi khởi tạo DHCP: Cấu hình Host động SNMP: Giao thức quản trị mạng đơn giản. RMON: Giám sát và quản lý xa Kiến trúc chồng giao thức TCP/IPCÁC GIAO THỨC LỚP MẠNG IP : Đóng gói và phát chuyển bản tin, địa chỉ và định tuyến. IP NAT: Chuyển đổi, biên dịch địa chỉ IP Sec: Cải thiện tính năng bảo mật cho truyền dẫn IP. ICMP : Cung cấp báo cáo lỗi và thông tin khả năng của mạng. ND: Giao thức hỗ trợ tìm node lân cận trong IPv6 RIP, OSPF, IGRP, EIRGP, BGP, EGP, GGP: Các giao thức định tuyến. Kiến trúc chồng giao thức TCP/IPCÁC GIAO THỨC LỚP ỨNG DỤNG FTP: Giao thức truyền file MIME, POP, IMAP: Các giao thức định nghĩa khuôn dạng, phát chuyển và lưu trữ thư điện tử. HTTP: Giao thức siêu văn bản sử dụng cho WWW. TELNET: Sử dụng để thiết lập hoặc huỷ bỏ các phiên làm việc từ xa. IRC: Chat thời gian thực giữa các người sử dụng TCP/IP. Các giao thức ứng dụng sửa lỗi và quản lý Kiến trúc chồng giao thức TCP/IP Kết nối các phân đoạn LAN Chuyển từng bit, không lọc Lặp lại tín hiệu, không KĐại Chức năng cầu nốiKiến trúc chồng giao thức TCP/IP Không thay đổi địa chỉ vật lý trong khung Tái tạo tín hiệu, kiểm tra địa chỉ đích Tồn tại bảng địa chỉ Chức năng SwitchKiến trúc chồng giao thức TCP/IPChức năng RouterKiến trúc chồng giao thức TCP/IPChức năng GatewayTỔNG QUAN CHỒNG GIAO THỨC TCP/IPTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPTầng internet trong mô hình TCP/IPKiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình kết nối hệ thống mở OSI Tầng internet trong mô hình TCP/IPCÁC ĐẶC TÍNH THEN CHỐT CỦA IP Địa chỉ toàn cầu Độc lập với công nghệ mạng lớp dưới. Phát chuyển phi kết nối, không tin cậyTầng internet trong mô hình TCP/IPĐịa chỉ2Đóng gói dữ liệu 3Phân đoạn và tái hợp4Định tuyến và phát chuyển gián tiếp5Khuôn dạng IPv411 Địa chỉ mạng (cấu trúc địa chỉ IP) Địa chỉ công cộng và địa chỉ riêng Cấu hình địa chỉ IP (BOOTP, DHCP) Biểu diễn địa chỉ IPTầng internet trong mô hình TCP/IPTiêu đề IP v41Tầng internet trong mô hình TCP/IPIPv6 HeaderMPLS Header1Tầng internet trong mô hình TCP/IP1Giao thứcMTU (byte)Hyperchannel65535Token Ring (16 Mb/s)17.914Token Ring (4 Mb/s)4.464FDDI4.352Ethernet1,500X.25576PPP296Tầng internet trong mô hình TCP/IPKích thước gói tin tối đa đối với các công nghệ lớp 21Byte 0000Byte 3.999Độ dịch = 0000/8=0Byte 0000Byte 1.399Byte 1.400Byte 2.799Byte 2.800Byte 3,999Độ dịch = 0000/8=0Độ dịch = 1400/8=175Độ dịch = 2800/8=350Tầng internet trong mô hình TCP/IPQuá trình phân mảnh dữ liệu1Tầng internet trong mô hình TCP/IPPhân mảnh dữ liệu theo MTU2 Độ dài địa chỉ 32 bit Địa chỉ thống nhất Không gian địa chỉ 2^32=4.294.967.296Tầng internet trong mô hình TCP/IPĐánh địa chỉ IP theo thập phân và nhị phân2 Network IDHost IDLíp A: 008162432 Network IDHost IDLíp B: 10 Network IDHost IDLíp C: 110 ®Þa chØ MulticastLíp D: 1110 Kh«ng sö dông Líp E: 11110.0.0.0 tíi 126.0.0.0 128.0.0.0 tíi 191.254.0.0 192.0.0.0 tíi 223.255.254.0 224.0.0.0 tíi 239.255.255.255 240.0.0.0 tíi 254.255.255.255 Tầng internet trong mô hình TCP/IP2 a. 10000001 00001011 00001011 11101111b. 11000001 10000011 00011011 11111111c. 11100111 11011011 10001011 01101111d. 11111001 10011011 11111011 00001111 a. 129.11.11.239 	 b.193.131.27.255c. 231.219.139.111 	d. 249.155.251.15Tầng internet trong mô hình TCP/IPPhân lớp địa chỉ IP2Địa chỉ đặc biệtPhần địa chỉ mạngPhần địa chỉ trạmĐịa chỉ mạngSố cụ thểToàn bít 0Địa chỉ quảng bá trực tiếpSố cụ thểToàn bít 1Địa chỉ quảng bá giới hạnToàn bít 1Toàn bít 1Địa chỉ loopback127Bất kỳTầng internet trong mô hình TCP/IPCác địa chỉ đặc biệt2Tầng internet trong mô hình TCP/IPSử dụng mặt nạ chia địa chỉ IP2Tầng internet trong mô hình TCP/IP2Địa chỉ quảng bá trực tiếp được sử dụng để một bộ định tuyến gửi bản tin tới tất cả các node trong mạng cục bộ.Tầng internet trong mô hình TCP/IPNhóm địa chỉ đặc biệt2Địa chỉ quảng bá giới hạn tới một số nodeTầng internet trong mô hình TCP/IPNhóm địa chỉ đặc biệt2Tìm địa chỉ IP của máy bằng cách sử dụng máy chủ BootstrapTầng internet trong mô hình TCP/IPNhóm địa chỉ đặc biệt2Gói tin với địa chỉ vòng lặp không xác định bởi mạngTầng internet trong mô hình TCP/IPNhóm địa chỉ đặc biệt2 Tương thích với kiến trúc vật lý của mạng. Ẩn đối với mạng công cộng Không cần thêm địa chỉ mới Không lưu hồ sơ cụ thể trong bảng định tuyến.Tầng internet trong mô hình TCP/IP2Tầng internet trong mô hình TCP/IPVí dụ về phân mạng2Tầng internet trong mô hình TCP/IPVí dụ về phân mạng2Tầng internet trong mô hình TCP/IPVí dụ về phân mạng3,4Tầng internet trong mô hình TCP/IP5Tầng internet trong mô hình TCP/IP3Tầng internet trong mô hình TCP/IPGiao thức ICMP1Giao thức ARP/RARP2Bộ định tuyến IP3Tầng internet trong mô hình TCP/IPTầng internet trong mô hình TCP/IPGiao thức ICMP1Giao thức ARP/RARP2Tầng internet trong mô hình TCP/IPGiao thức ARP/RARP2Tầng internet trong mô hình TCP/IPBộ định tuyến IP3C¬ cÊu ®Þnh tuyÕn C¬ cÊu chuyÓn tiÕpC¸c card giao diÖn Tr­êng chuyÓn m¹ch C¸c phÇn mÒm chøc n¨ng ChuyÓn tiÕp®Þnh tuyÕnDÞch vôTầng internet trong mô hình TCP/IP Backbone routersEnterprise routersAccess routersBackbone Router§é tin cËy Tèc ®é/HiÖu n¨ng Enterprise RouterSè l­îng cæng línDÔ dµng cÊu h×nhGi¸ thµnh thÊp Access RouterM¹ng kh¸ch hµng/dÞch vôGi¸ thµnh thÊpModem poolCisco GSR 12416320Gb/sJuniper T640640Gb/sTầng internet trong mô hình TCP/IPTỔNG QUAN CHỒNG GIAO THỨC TCP/IPTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPTầng internet trong mô hình TCP/IPKiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình kết nối hệ thống mở OSI Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Giao thức UDP2Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1KÕt nèi end to end, ph¸t hiÖn lçi, luång byte tin cËy, ®iÒu khiÓn luång vµ t¾c nghÏn, song c«ng. TCPIPNetworkTCPIPNetworkInternetworkApplicationApplicationTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPCổngGiao thứcMiêu tả20FTP, dataGiao thức truyền tệp (kết nối dữ liệu)21FTP, controlGiao thức truyền tệp (kết nối điều khiển)23TELNETGiao thức đăng nhập từ xa25SMTPGiao thức truyền thư đơn giản53DNSHệ thống tên miền80HTTPGiao thức truyền siêu văn bản110POP3Giao thức nhận thư điện tử Giao thức TCP1Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1 URG: Con trỏ khẩn cấp có giá trị ACK: Xác nhận có giá trị PHS: Yêu cầu đẩy RST: Khởi tạo lại kết nối SYN: Số thứ tự đồng bộ FIN: Ngắt kết nối Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1 Truyền lại Kiên nhẫn Tồn tại Thời gian đợiTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Thñ tôc§ãngtimeSYNACKSYN+ACKMëFINACKACKFINTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức TCP1Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức UDP2Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức UDP2CổngGiao thứcMiêu tả13DaytimeTrả về ngày tháng53DNSHệ thống tên miền67BootpsCổng máy chủ để tải thông tin khởi động68BootpcCổng máy khách để tải thông tin khởi động69TFTPGiao thức truyền tệp thông thường111RPCGọi thủ tục ở xa123NTPGiao thức thời gian mạng161SNMPGiao thức quản lý mạng đơn giảnTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức UDP2Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức UDP2Tầng truyền tải trong mô hình TCP/IPGiao thức UDP2TỔNG QUAN CHỒNG GIAO THỨC TCP/IPTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPTầng truyền tải trong mô hình TCP/IPTầng internet trong mô hình TCP/IPKiến trúc chồng giao thức TCP/IPMô hình kết nối hệ thống mở OSI Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền siêu văn bản2Giao thức truyền thư đơn giản3Giao thức truyền tệp4Tóm tắt5Hệ thống tên miền1Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPHệ thống tên miền1Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPHệ thống tên miền1Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPHệ thống tên miền1www.ptit.edu.vn www.baomoi.com Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPHệ thống tên miền1Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền siêu văn bản2Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền siêu văn bản2Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền siêu văn bản2Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền siêu văn bản2GETHEADPOSTPUTPATHCOPYMOVEDELLINKUNKINKOPTIONTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền thư đơn giản3Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền thư đơn giản3Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền thư đơn giản3Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền thư đơn giản3Từ khóaTham sốHELOTên của máy gửi thư.MAILĐịa chỉ thư của người gửiRCPTĐịa chỉ thư của người nhậnDATANội dung thưQUITRSETVRFYTên máy nhận bản tin cần được kiểm traNOOPTURNEXPNDanh sách địa chỉ thư cần được mở rộngHELPTên lệnhSENDĐịa chỉ người nhận thưSMOLĐịa chỉ người nhận thưSMALĐịa chỉ người nhận thưTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền thư đơn giản3Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền tệp4Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền tệp4Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền tệp4Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền tệp4Sử dụng kết nối điều khiểnSử dụng kết nối dữ liệu Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền tệp4LệnhTham sốMiêu tảUSERID người dùngThông tin người dùngPASSMật khẩuMật khẩuACCTTài khoản Thông tin tài khoảnREINKhởi tạo lạiQUITĐăng xuất khỏi hệ thốngABORTBỏ lệnh trướcTầng ứng dụng trong mô hình TCP/IPGiao thức truyền tệp4Tóm tắt nội dung chínhLịch sử phát triểnKiến trúc phân tầng Mô hình giao thứcĐặc tính cơ bản Thank You !