Tìm hiểu về TCP/IP
Chia sẻ bởi Nguyễn Hồng Biển |
Ngày 14/10/2018 |
33
Chia sẻ tài liệu: Tìm hiểu về TCP/IP thuộc Tư liệu tham khảo
Nội dung tài liệu:
Chương I Giao thức TCP/IP
Giới thiệu TCP/IP - giao thức internet
Vào cuối những năm 1960 và 1970, Trung tâm nghiên cứu cấp cao (Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuộc bộ quốc phòng Mĩ (Department of Defense - DoD) được giao trách nhiệm phát triển mạng APARNET. Mạng APARNET bao gồm những tổ chức quân đội, các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu và được dùng để hỗ trợ cho những dự án nghiên cứu khoa học và quân đội (Ngày nay, ARPA được gọi là DARPA). Năm 1984, DoD chia ARPANET ra thành 2 phần ARPANET sử dụng cho nghiên cứu khoa học và MILNET sử dụng cho quân đội. Đầu những năm 1980, một bộ giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuẩn cho mạng ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, nó thường được gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP.
Năm 1987, tổ chức nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation - NSF) tài trợ cho việc kết nối 6 trung tâm siêu tính trên toàn liên bang lại với nhau thành một mạng với tên gọi NSFNET. Về mặt vật lý, mạng này kết nối 13 điểm làm việc bằng đường điện thoại cao tốc được gọi là NSFNET backbone. Khoảng 8 đường backbone đã được xây dựng. NSFNET được mở rộng với hàng chục mạng địa phương kết nối vào nó và kết nối vào mạng Internet của DARPA, cả NSFNET và các mạng con của nó đều sử dụng bộ giao thức TCP/IP.
Có một số ưu điểm của TCP/IP như sau:
Giao thức chuẩn mở thoải mái và sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều hành. Bởi vì nó được hỗ trợ bởi nhiều nhà cung cấp, TCP/IP lý tưởng cho việc hợp nhất phần cứng và phần mềm khác nhau, ngay cả khi truyền thông trên Internet. Sự độc lập rành mạch với phần cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring, mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25 mạng ảo và mọi loại môi trường vật lý truyền thông.
Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet.
Tiêu chuẩn hoá mức cao của giao thức phù hợp với ích lợi của dịch vụ người dùng. Được tích hợp vào hệ điều hành UNIX, hỗ trợ mô hình client-server, mô hình mạng bình đẳng, hỗ trợ kỹ thuật dẫn đường động.
DARPA hỗ trợ việc nghiên cứu kết nối nhiều loại mạng khác nhau lại thành một mạng toàn cầu Internet. Ngoài việc sử dụng cho tất cả các máy trên Internet, TCP/IP còn được sử dụng trong mạng nội bộ của một số tổ chức chính phủ hoặc thương mại, những mạng này gọi là Intranet. TCP/IP có thể kết nối một số lượng lớn các máy tính (150.000 máy trên nước Mĩ, Châu Âu, Châu á) hay chỉ kết nối hai máy tính trong phòng làm việc.
Chúng ta sẽ nghiên cứu về bộ giao thức truyền thông TCP/IP sau đây.
Kiến trúc của TCP/IP
Kiến trúc của TCP/IP
Mặc dầu có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, hai giao thức quan trọng nhất được lấy tên đặt cho bộ giao thức này là TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol).
TCP/IP được phân làm 4 tầng
Tầng mạng (Network Layer)
Tầng Internet (Internet Layer)
Tầng giao vận (Transport Layer)
Tầng ứng dụng (Application Layer)
Việc phân tầng này đảm bảo một số nguyên tắc sau:
Một lớp được tạo ra khi cần đến mức trừu tượng hoá tương ứng.
Mỗi lớp cần thực hiện các chức năng được định nghĩa rõ ràng.
Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa các quy tắc chuẩn hoá quốc tế.
Ranh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất (tham số cho chương trình con là ít).
Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong cùng một lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp.
Một mức có thể được phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết.
Các mức con có thể lại bị loại bỏ.
Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với nhau nếu chúng bảo đảm những nguyên tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông).
Các chức năng được tổ chức thành một tập các tầng đồng mức cung cấp chức năng như nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.
Một tầng không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một chức năng truyền thông có thể được thi hành bởi một số giao thức. Do vậy, mỗi tầng có thể chứa nhiều giao thức, mỗi giao thức cung cấp một dịch vụ phù hợp cho chức năng của tầng. Ví dụ cả giao thức truyền file (File Transfer Protocol-FTP) và giao thức thư điện tử (Electronic Mail Protocol) đều cung cấp dịch vụ cho người dùng và cả hai đều thuộc tầng ứng dụng. Mỗi mức ngang hàng giao thức truyền thông (sự bổ sung của các giao thức cùng mức tương đương trên hệ thống khác). Mỗi mức phải được chuẩn hoá để giao tiếp với mức tương đương với nó. Trên lý thuyết, giao thức chỉ liên quan tới lớp của nó mà không quan tâm tới mức trên hoặc dưới của nó. Tuy nhiên phải có sự đồng ý để làm sao chuyển dữ liệu giữa các tầng trên một máy tính, bởi mỗi tầng lại dính líu tới việc gửi dữ liệu từ ứng dụng tới một ứng dụng tương đương trên một máy khác. Tầng cao hơn dựa vào tầng thấp hơn để chuyển dữ liệu qua mạng phía dưới. Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ tầng này xuống tầng thấp hơn cho tới khi được truyền qua mạng nhờ giao thức của tầng vật lý. Tại nơi nhận, dữ liệu đi lên ngăn xếp tới ứng dụng nhận. Những tầng riêng lẻ không cần biết các tầng trên và dưới nó xử lý ra sao, nó cần biết cách chuyển thông tin tới các tầng đó. Sự cô lập các hàm truyền thông trên các tầng khác nhau giảm thiểu sự tích hợp công nghệ của đầu vào mỗi bộ giao thức. Các ứng dụng mới có thể thêm vào mà không cần thay đổi tầng vật lý của mạng, phần cứng có thể được bổ sung mà không cần viết lại các phần mềm ứng dụng.
FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền tệp cho phép người dùng lấy hoặc gửi tệp tới một máy khác.
Telnet: Chương trình mô phỏng thiết bị đầu cuối cho phép người dùng login vào một máy chủ từ một máy tính nào đó trên mạng.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một giao thức thư tín điện tử.
DNS (Domain Name server): Dịch vụ tên miền cho phép nhận ra máy tính từ một tên miền thay cho chuỗi địa chỉ Internet khó nhớ.
SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức quản trị mạng cung cấp những công cụ quản trị mạng.
RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức dẫn đường động.
ICMP (Internet Control Message Protocol): Nghi thức thông báo lỗi.
UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền thông không kết nối, cung cấp dịch vụ truyền không tin cậy nhưng tiết kiệm chi phí truyền.
TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức hướng kết nối, cung cấp dịch vụ truyền thông tin tưởng.
IP (Internet Protocol): Giao thức Internet chuyển giao các gói tin qua các máy tính đến đích.
ARP (Address Resolution Protocol): Cơ chế chuyển địa chỉ TCP/IP thành địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng.
Cũng giống như trong mô hình tham chiếu OSI, dữ liệu gửi từ tầng Application đi xuống ngăn xếp, mỗi tầng có những định nghĩa riêng về dữ liệu mà nó sử dụng. Tại nơi gửi, mỗi tầng coi gói tin của tầng trên gửi xuống là dữ liệu của nó và thêm vào gói tin các thông tin điều khiển của mình sau đó chuyển tiếp xuống tầng dưới. Tại nơi nhận, quá trình diễn ra ngược lại mỗi tầng lại tách thông tin điều khiển của mình ra và chuyển dữ liệu lên tầng trên.
Application
Data
Transport
TCP Header
Data
Internet
IP
Header
TCP Header
Data
Network
Ethernet Header
IP
Header
TCP Header
Data
Ethernet trailer
Cơ chế địa chỉ Internet
Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit) để "định vị" các máy tính liên kết với nó. Có hai cách đánh địa chỉ phụ thuộc vào cách liên kết của từng máy tính cụ thể:
Nếu các máy tính được kết nối trực tiếp với mạng Internet thì NIC Network Information Centre) sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (IP Address).
Nếu các máy tính không kết nối trực tiếp với mạng Internet mà thông qua một mạng cục bộ thì người quản trị mạng sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (tuy nhiên cũng dưới sự cho phép của NIC)
Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp, có 5 lớp địa chỉ IP là : A, B, C, D, E. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó.
0
1
2
3
4
8
16
24
Class A
0
Netid
Hostid
Class B
1
0
Netid
Hostid
Class C
1
1
0
Netid
Hostid
Class D
1
1
1
0
Multicast address
Class E
1
1
1
1
0
Reverved for future use
Sau đây chúng ta sẽ thảo luận về 3 lớp địa chỉ chính của TCP/IP đó là các lớp A,B,C là các lớp được sử dụng rộng rãi trên mạng Internet.
Địa chỉ lớp A
Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng. Như hình trên, nó được nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của địa chỉ có giá trị 0. 3 bytes còn lại được sử dụng để đánh địa chỉ máy trong mạng.
Có 126 địa chỉ lớp A (được đánh địa chỉ trong byte thứ nhất) với số máy tính trong mạng là 2563 - 2 = 16.777.214 máy cho mỗi một địa chỉ lớp A
Giới thiệu TCP/IP - giao thức internet
Vào cuối những năm 1960 và 1970, Trung tâm nghiên cứu cấp cao (Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuộc bộ quốc phòng Mĩ (Department of Defense - DoD) được giao trách nhiệm phát triển mạng APARNET. Mạng APARNET bao gồm những tổ chức quân đội, các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu và được dùng để hỗ trợ cho những dự án nghiên cứu khoa học và quân đội (Ngày nay, ARPA được gọi là DARPA). Năm 1984, DoD chia ARPANET ra thành 2 phần ARPANET sử dụng cho nghiên cứu khoa học và MILNET sử dụng cho quân đội. Đầu những năm 1980, một bộ giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuẩn cho mạng ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, nó thường được gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP.
Năm 1987, tổ chức nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation - NSF) tài trợ cho việc kết nối 6 trung tâm siêu tính trên toàn liên bang lại với nhau thành một mạng với tên gọi NSFNET. Về mặt vật lý, mạng này kết nối 13 điểm làm việc bằng đường điện thoại cao tốc được gọi là NSFNET backbone. Khoảng 8 đường backbone đã được xây dựng. NSFNET được mở rộng với hàng chục mạng địa phương kết nối vào nó và kết nối vào mạng Internet của DARPA, cả NSFNET và các mạng con của nó đều sử dụng bộ giao thức TCP/IP.
Có một số ưu điểm của TCP/IP như sau:
Giao thức chuẩn mở thoải mái và sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều hành. Bởi vì nó được hỗ trợ bởi nhiều nhà cung cấp, TCP/IP lý tưởng cho việc hợp nhất phần cứng và phần mềm khác nhau, ngay cả khi truyền thông trên Internet. Sự độc lập rành mạch với phần cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring, mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25 mạng ảo và mọi loại môi trường vật lý truyền thông.
Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet.
Tiêu chuẩn hoá mức cao của giao thức phù hợp với ích lợi của dịch vụ người dùng. Được tích hợp vào hệ điều hành UNIX, hỗ trợ mô hình client-server, mô hình mạng bình đẳng, hỗ trợ kỹ thuật dẫn đường động.
DARPA hỗ trợ việc nghiên cứu kết nối nhiều loại mạng khác nhau lại thành một mạng toàn cầu Internet. Ngoài việc sử dụng cho tất cả các máy trên Internet, TCP/IP còn được sử dụng trong mạng nội bộ của một số tổ chức chính phủ hoặc thương mại, những mạng này gọi là Intranet. TCP/IP có thể kết nối một số lượng lớn các máy tính (150.000 máy trên nước Mĩ, Châu Âu, Châu á) hay chỉ kết nối hai máy tính trong phòng làm việc.
Chúng ta sẽ nghiên cứu về bộ giao thức truyền thông TCP/IP sau đây.
Kiến trúc của TCP/IP
Kiến trúc của TCP/IP
Mặc dầu có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, hai giao thức quan trọng nhất được lấy tên đặt cho bộ giao thức này là TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol).
TCP/IP được phân làm 4 tầng
Tầng mạng (Network Layer)
Tầng Internet (Internet Layer)
Tầng giao vận (Transport Layer)
Tầng ứng dụng (Application Layer)
Việc phân tầng này đảm bảo một số nguyên tắc sau:
Một lớp được tạo ra khi cần đến mức trừu tượng hoá tương ứng.
Mỗi lớp cần thực hiện các chức năng được định nghĩa rõ ràng.
Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa các quy tắc chuẩn hoá quốc tế.
Ranh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất (tham số cho chương trình con là ít).
Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong cùng một lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp.
Một mức có thể được phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết.
Các mức con có thể lại bị loại bỏ.
Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với nhau nếu chúng bảo đảm những nguyên tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông).
Các chức năng được tổ chức thành một tập các tầng đồng mức cung cấp chức năng như nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.
Một tầng không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một chức năng truyền thông có thể được thi hành bởi một số giao thức. Do vậy, mỗi tầng có thể chứa nhiều giao thức, mỗi giao thức cung cấp một dịch vụ phù hợp cho chức năng của tầng. Ví dụ cả giao thức truyền file (File Transfer Protocol-FTP) và giao thức thư điện tử (Electronic Mail Protocol) đều cung cấp dịch vụ cho người dùng và cả hai đều thuộc tầng ứng dụng. Mỗi mức ngang hàng giao thức truyền thông (sự bổ sung của các giao thức cùng mức tương đương trên hệ thống khác). Mỗi mức phải được chuẩn hoá để giao tiếp với mức tương đương với nó. Trên lý thuyết, giao thức chỉ liên quan tới lớp của nó mà không quan tâm tới mức trên hoặc dưới của nó. Tuy nhiên phải có sự đồng ý để làm sao chuyển dữ liệu giữa các tầng trên một máy tính, bởi mỗi tầng lại dính líu tới việc gửi dữ liệu từ ứng dụng tới một ứng dụng tương đương trên một máy khác. Tầng cao hơn dựa vào tầng thấp hơn để chuyển dữ liệu qua mạng phía dưới. Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ tầng này xuống tầng thấp hơn cho tới khi được truyền qua mạng nhờ giao thức của tầng vật lý. Tại nơi nhận, dữ liệu đi lên ngăn xếp tới ứng dụng nhận. Những tầng riêng lẻ không cần biết các tầng trên và dưới nó xử lý ra sao, nó cần biết cách chuyển thông tin tới các tầng đó. Sự cô lập các hàm truyền thông trên các tầng khác nhau giảm thiểu sự tích hợp công nghệ của đầu vào mỗi bộ giao thức. Các ứng dụng mới có thể thêm vào mà không cần thay đổi tầng vật lý của mạng, phần cứng có thể được bổ sung mà không cần viết lại các phần mềm ứng dụng.
FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền tệp cho phép người dùng lấy hoặc gửi tệp tới một máy khác.
Telnet: Chương trình mô phỏng thiết bị đầu cuối cho phép người dùng login vào một máy chủ từ một máy tính nào đó trên mạng.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một giao thức thư tín điện tử.
DNS (Domain Name server): Dịch vụ tên miền cho phép nhận ra máy tính từ một tên miền thay cho chuỗi địa chỉ Internet khó nhớ.
SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức quản trị mạng cung cấp những công cụ quản trị mạng.
RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức dẫn đường động.
ICMP (Internet Control Message Protocol): Nghi thức thông báo lỗi.
UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền thông không kết nối, cung cấp dịch vụ truyền không tin cậy nhưng tiết kiệm chi phí truyền.
TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức hướng kết nối, cung cấp dịch vụ truyền thông tin tưởng.
IP (Internet Protocol): Giao thức Internet chuyển giao các gói tin qua các máy tính đến đích.
ARP (Address Resolution Protocol): Cơ chế chuyển địa chỉ TCP/IP thành địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng.
Cũng giống như trong mô hình tham chiếu OSI, dữ liệu gửi từ tầng Application đi xuống ngăn xếp, mỗi tầng có những định nghĩa riêng về dữ liệu mà nó sử dụng. Tại nơi gửi, mỗi tầng coi gói tin của tầng trên gửi xuống là dữ liệu của nó và thêm vào gói tin các thông tin điều khiển của mình sau đó chuyển tiếp xuống tầng dưới. Tại nơi nhận, quá trình diễn ra ngược lại mỗi tầng lại tách thông tin điều khiển của mình ra và chuyển dữ liệu lên tầng trên.
Application
Data
Transport
TCP Header
Data
Internet
IP
Header
TCP Header
Data
Network
Ethernet Header
IP
Header
TCP Header
Data
Ethernet trailer
Cơ chế địa chỉ Internet
Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit) để "định vị" các máy tính liên kết với nó. Có hai cách đánh địa chỉ phụ thuộc vào cách liên kết của từng máy tính cụ thể:
Nếu các máy tính được kết nối trực tiếp với mạng Internet thì NIC Network Information Centre) sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (IP Address).
Nếu các máy tính không kết nối trực tiếp với mạng Internet mà thông qua một mạng cục bộ thì người quản trị mạng sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (tuy nhiên cũng dưới sự cho phép của NIC)
Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp, có 5 lớp địa chỉ IP là : A, B, C, D, E. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó.
0
1
2
3
4
8
16
24
Class A
0
Netid
Hostid
Class B
1
0
Netid
Hostid
Class C
1
1
0
Netid
Hostid
Class D
1
1
1
0
Multicast address
Class E
1
1
1
1
0
Reverved for future use
Sau đây chúng ta sẽ thảo luận về 3 lớp địa chỉ chính của TCP/IP đó là các lớp A,B,C là các lớp được sử dụng rộng rãi trên mạng Internet.
Địa chỉ lớp A
Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng. Như hình trên, nó được nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của địa chỉ có giá trị 0. 3 bytes còn lại được sử dụng để đánh địa chỉ máy trong mạng.
Có 126 địa chỉ lớp A (được đánh địa chỉ trong byte thứ nhất) với số máy tính trong mạng là 2563 - 2 = 16.777.214 máy cho mỗi một địa chỉ lớp A
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Hồng Biển
Dung lượng: 56,38KB|
Lượt tài: 0
Loại file: rar
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)