Bài giảng Giao thức và địa chỉ IP

1TR NG TIN H C –NGO I NGƯỜ Ọ Ạ Ữ INFOWORLD GIÁO TRÌNH M NG CĂN B NẠ Ả 2CH NG IV: Giao th c và đ a ch IPƯƠ ứ ị ỉ I. T NG QUAN V Ð A CH IP:Ổ Ề Ị Ỉ 1.Giao th c IP: Internet Protocol, phát tri n t ứ ể ừ m ng ARPANET, có nhi m v cung c p kh ạ ệ ụ ấ ả năng k t n i các máy con (host) vào m ng.ế ố ạ Đ a ch IP là m t con s có kích th c 32 bit. ị ỉ ộ ố ướ Khi trình bày ng i ta chia con s 32 bit này ườ ố thành b n ph n, m i ph n có kích th c 8 bit, ố ầ ỗ ầ ướ g i là octet ho c byte xxx.xxx.xxx.xxx. Có các ọ ặ cách trình bày sau: 31. Giao th c IP(tt)ứ    - Ký pháp th p phân có d u ch m (dotted-ậ ấ ấ decimal notation). Ví d : ụ 172.16.30.56 - Ký pháp nh phân. Ví d : 10101100 00010000 ị ụ 00011110 00111000. - Ký pháp th p l c phân. Ví d :82 39 1E 38.ậ ụ ụ Vai trò c a đ a ch IP thu c v t ng m ng ủ ị ỉ ộ ề ầ ạ (Network) trong mô hình OSI. 4Không gian đ a ch IP ( g m 252 đ a ch ) đ c chia ị ỉ ồ ị ỉ ượ thành 5 l p (class) đ d qu n lý đó là: ớ ể ễ ả A, B, C, D và E. Trong đó: •Các l p A, B và C đ c tri n khai đ đ t cho các ớ ượ ể ể ặ host trên m ng Internet, ạ •L p D dùng cho các nhóm multicast, ớ •l p E ph c v cho m c đích nghiên c u.ớ ụ ụ ụ ứ 5Các lo i đi ch IPạ ạ ỉ Ð a ch  hostị ỉ  là đ a ch  IP có th  dùng đ  đ t cho các ị ỉ ể ể ặ interface c a các host. Hai host n m cùng m t m ng s  ủ ằ ộ ạ ẽ có network_id gi ng nhau và host_id khác nhau.ố Ð a ch  m ngị ỉ ạ  (network address): là đ a ch  IP dùng đ  đ t ị ỉ ể ặ cho các m ng. Ph n host_id c a đ a ch  ch  ch a các bit ạ ầ ủ ị ỉ ỉ ứ 0. Ð a ch  này không th  dùng đ  đ t cho m t Interface. ị ỉ ể ể ặ ộ Ví d  172.29.0.0 ụ Ð a ch  Broadcastị ỉ : là đ a ch  IP đ c dùng đ  đ i di n ị ỉ ượ ể ạ ệ cho t t c  các host trong m ng. Ph n host id ch  ch a ấ ả ạ ầ ỉ ứ các bit 1. Ð a ch  này cũng không th  dùng đ  đ t cho ị ỉ ể ể ặ m t host đ c. Ví d  172.29.255.255.ộ ượ ụ 6TCP/IP Addressing •Đ a ch IP c a máy là m t dãy 4 s có d ng ị ỉ ủ ộ ố ạ A.B.C.D, trong đó m i s nh n giá tr t 0-255. ỗ ố ậ ị ừ 201.162.44.33 203.162.44.50 192.168.10.1 •Netmask hay còn g i là subnet mask. Dùng đ phân ọ ể bi t đ a ch m ng và đ a ch máy. Linux t chia và ệ ị ỉ ạ ị ỉ ự c p cho m ng, l p C là 255.255.255.0 ấ ạ ớ •Đ a ch m ng: là đ a ch mà các bit dành cho host là ị ỉ ạ ị ỉ 0 Broadcast. Thông th ng là IP cu i cùng c a l p ườ ố ủ ớ m ngạ   7GI I THI U CÁC L P Ð A CH :Ớ Ệ Ớ Ị Ỉ 1.L p A: (0-126)ớ Dành m t byteộ  cho ph n ầ network_id và ba byte  cho ph n ầ host_id. 8L p A: (0ớ 126) Ð  nh n bi t l p A, bit đ u tiên c a ể ậ ế ớ ầ ủ byte đ u ầ tiên ph i làả bit 0. D i d ng nh  phân, byte này có d ng ướ ạ ị ạ 0XXXXXXX. Vì v y, nh ng đ a ch  IP có byte ậ ữ ị ỉ đ u tiên n m trong kho ng t  0 (00000000) đ n ầ ằ ả ừ ế 127 (01111111) s  thu c l p A. Ví d : ẽ ộ ớ ụ 50.14.32.8. 9Byte đ u tiên này cũng chính là network_id, tr  ầ ừ đi bit đ u tiên làm ID nh n d ng l p A, còn l i 7 ầ ậ ạ ớ ạ bit đ  đánh th  t  các m ng, ta đ c 128 (=ể ứ ự ạ ượ 27 )  m ng l p A khác nhau . B  đi ạ ớ ỏ hai tr ng h p ườ ợ đ c bi t là ặ ệ 0 và 127. K t qu  là ế ả l p A ch  còn ớ ỉ 126 đ a ch m ngị ỉ ạ , 1.0.0.0 đ n 126.0.0.0ế . S  IP c p cho các host là ố ấ 28 * 28 * 28=224 -2= 16,777,216 tr  đi ừ Net ID 0 và đi  ch  ạ ỉ broadcast  255 ta còn 16,777,214 host  10 11 1. L p B: (128ớ 191) Dành 2 byte cho m i ph n network_id và host_id.ỗ ầ D u hi u đ nh n d ng đ a ch l p B là ấ ệ ể ậ ạ ị ỉ ớ byte đ u ầ tiên luôn b t đ u b ng hai bit ắ ầ ằ 10.  12 D i d ng nh phân, octet có d ng 10XXXXXX. Vì ướ ạ ị ạ v y nh ng đ a ch n m trong kho ng t 128 ậ ữ ị ỉ ằ ả ừ (10000000) đ n 191 (10111111) s thu c v l p B. ế ẽ ộ ề ớ Ví d 172.29.10.1 là m t đ a ch l p B.ụ ộ ị ỉ ớ Ph n network_id chi m 16 bit b đi 2 bit làm ID cho ầ ế ỏ l p, còn l i 14 bit cho phép ta đánh th t 16,384 ớ ạ ứ ự (2 14 ) m ng khác nhau (128.0.0.0 đ n 191.255.0.0).ạ ế Ph n host_id dài 16 bit hay có ầ 65536 (=216) giá tr ị khác nhau. Tr đi 2 tr ng h p đ c bi t còn l i ừ ườ ợ ặ ệ ạ 65534 host trong m t m ng l p B. ộ ạ ớ Ví d đ i v i m ng 172.29.0.0 thì các đ a ch host ụ ố ớ ạ ị ỉ h p l là t 172.29.0.1 đ n 172.29.255.254.ợ ệ ừ ế 13 14 1.L p C (192 ớ 223) Dành 3 byte cho ph n network_id và m t byte ầ ộ cho ph n host_idầ 15 Byte đ u tiên luôn b t đ u b ng 3 bit ầ ắ ầ ằ 110 và d ng nh phân c a octet này là ạ ị ủ 110XXXXX. Nh v y nh ng đi ch n m trong kho ng t ư ậ ữ ạ ỉ ằ ả ừ 192 (11000000) đ n ế 223 (11011111) s thu c ẽ ộ v l p C. Ví d : 203.162.41.235.ề ớ ụ Ph n network_id dùng 3 byte hay 24 bit, tr ầ ừ đi 3 bit làm ID c a l p, còn l i 21 bit hay ủ ớ ạ 2,097,152 (=2 21) đ a ch m ng (t 192.0.0.0 ị ỉ ạ ừ đ n 223.255.255.0)ế 16 IP Address Class Lớp địa chỉ IP 17 S l ng networks và hostsố ượ Số lượng host và network cho mỗi lớp địa  chỉ 18 Cách tri n khai đ t đ a ch IP cho m t ể ặ ị ỉ ộ h th ng m ng: ệ ố ạ 19 Gán IP tĩnh cho các clients Trong khung tho i Network ta  n đ nh nh ng đ c tính ạ ấ ị ữ ặ sau: Thông tin n i m ngố ạ  (Configuration): + Client: Cient for Microsoft Networks. + Adapter: Card m ng.ạ + Protocol: TIP/IP, NetBEUI. + Service: File and printer sharing for Microsoft  Networks. Thông tin nh n di nậ ệ  c a máy trên ủ m ng(Identification):ạ + Computer name: tên máy tính. + Workgroup: nhóm làm vi c trên m ng.ệ ạ + Computer description: mô t  v  máy tính hi n t i đang ả ề ệ ạ c u hình.ấ 20 21 Đ n v d li u dùng trong IPơ ị ữ ệ VER  4 bits IHL 4 bits Type of service 8 bits Total Length Identification Flag Fragment offset Time to live Protocol Header checsum (16 bit) dùng kiểm soát  lổi của header gói tin Source address (32 bits) điạ chỉ máy nguồn Destination address (32 bits) điạ chỉ máy đích Options + Padding vùng đệm cho header  Data 1. Khái ni m DATAGRAM : GÓI TIN ệ có độ dài từ 5­15 words Precedence D T R Reserver 22 Precedence D T R Reserver Quy n u tiên: (3 bits) =0 gói tin th ngề ư ườ =7 gói tin ki m soát m ngể ạ Delay: = 0 : đ tr bình th ngộ ễ ườ = 1 : đ tr th pộ ễ ấ Throughput thông l ng (1 bit)ượ Realability: Đ tin c yộ ậ 23 Total length (16 bits): đ dài toàn gói tin v i ộ ớ chi u dài t i đa là 65535 bytes.ề ố Nhu c u v kích th c gói tin l n s r t c n ầ ề ướ ớ ẽ ấ ầ trong m ng GYGABIT t ng lai.ạ ươ 24 Identification: cùng v i 2 ph n Source ớ ầ Address và Destination Address đ nh danh cho ị Datagram khi nó v n còn trên m ngẫ ạ 25 Flags (3 bits) dùng ch đ nh s phân đo n ỉ ị ự ạ (fragment) các Datagram thông qua các Fragment Offset, g m 3 giá tr :ồ ị •Bit 0 : không phân đo nạ •Bit 1: DF =0 May Fragment =1 Don’t Fragment •Bit 2: MF=0 Last Fragment =1 More Fragment 26 Fragment Offset (13 bits) ch v trí c a ỉ ị ủ đo n tính theo đ n v là 8 bytes, m i fragment ạ ơ ị ỗ có giá tr nhân v i b i s c a 8ị ớ ộ ố ủ 27 Time to live (8 bits): qui đ nh th i gian t n t i ị ờ ồ ạ c a gói tin tính b ng giây, do tr m g i n đ nh, s ủ ằ ạ ử ấ ị ẽ tr đi 1 đ n v khi đi qua m i Router trên liên m ngừ ơ ị ỗ ạ 28  Protocol: (8 bits) qui đ nh giao th c t ng k ti p ị ứ ầ ế ế s nh n vùng d li u, thông th ng là TCP=6 hay ẽ ậ ữ ệ ườ UDP=17 29 Data: ch a d li u truy n trong m ng, đ dài ứ ữ ệ ề ạ ộ tùy theo file, th ng t 2ườ ừ 3  216 bytes. C n ph i có gi i pháp ánh x (mapping) gi a ầ ả ả ạ ữ IP address và Physical Address c a m t tr m ủ ộ ạ nàyt i tr m khácớ ạ 30 CÁC GIAO TH C TRONG M NG IPỨ Ạ 1. Giao th c ARPứ (Address Resolution Protocol): có t m ng quân s (1965) dùng gi i thu t ừ ạ ự ả ậ phân gi i đ tìm đ a ch v t lý t đ a ch IP c n ả ể ị ỉ ậ ừ ị ỉ ầ thi t.ế 1. Giao th c RARPứ (Reverse Address Resolution Protocol): dùng gi i thu t phân gi i ng c t ả ậ ả ượ ừ đ a ch IP đ tìm đ a ch v t lý c n thi t.ị ỉ ể ị ỉ ậ ầ ế 31 CÁC GIAO TH C TRONG M NG IP (tt)Ứ Ạ 1. Giao th c ICMP ứ (Internet Control Message Protocol) Gi i quy t v n đ : l i l c đ a ch c a packets hay ả ế ấ ề ổ ạ ị ỉ ủ router thi u b nh đ m!ế ộ ớ ệ M t thông báo ICMP đ c g i kèm v i 1 IP header ộ ượ ử ớ d ng v b c (Encapsulation) truy n t tr m ạ ỏ ọ ề ừ ạ ngu n ồ  tr m đích hay qua trung gian Routerạ 32 Các b c ho t đ ng c a giao th c IPướ ạ ộ ủ ứ IP là 1 th c th trong t ng Network, nh n yêu c u ự ể ầ ậ ầ t t ng trên (Transportation) xu ng các t ng ừ ầ ố ầ d i, theo trình t :ướ ự T o IP ạ Datagram Tính checksum, ghép vào Packet Ch n đ ng, g i ọ ườ ử xu ng t ng d iố ầ ướ SOURCE Tính checksum T p h p các ậ ọ segment Chuy n d li u ễ ữ ệ và tham s lên ố DESTINATION 33 V i Router có thêm các b c:ớ ướ Tínhchecksum, n u sai, lo iế ạ Gi m giá tr ả ị TTL, n u =0, ế lo iạ Ch n đ ng, g i ọ ườ ử xu ng t ng d iố ầ ướ SOURCE Tính checksum T p h p các ậ ọ segment, n u cóế Chuy n d li u ễ ữ ệ và tham s lên ố DESTINATION 34 Giao th c truy n d li u TCPứ ề ữ ệ 1    2    3 TCP IP DATA LINK­ PHYSIC 1    2    3 TCP IP DATA LINK­ PHYSIC INTERNET S  hi u c ng = ố ệ ổ 2 bytes QUI T C “Ắ CONNECTION- ORIENTED” TCP+IP  SOCKET TCP/IP 35 Các b c thi t l p TCP/IP linkướ ế ậ G m 2 ph ng th c: ồ ươ ứ • B đ ngị ộ (Passive): user ch 1 yêu c u liên k t ờ ầ ế t xa thông qua 1 socketừ •Ch đ ngủ ộ (Active): user yêu c u TCP/IP m 1 ầ ở liên k t v i 1 đ u n i khácế ớ ầ ố   M t s  c ng thông d ng: 15: Netstat, 21: FTP, 23: ộ ố ổ ụ Telnet, 25: SMTP 36 Các hàm thông th ng trong TCP/IPườ 1. Send: g i d li u d ng block vào TCP và l u ử ữ ệ ạ ư trong buffer và g i đi khi có PUSHử 2. Receive: nh n d li u vào buffer và chò PUSH đ ậ ữ ệ ể chuy n cho userễ 3. Close: đóng liên k tế 4. Abort: b qua vi c nh n d li uỏ ệ ậ ữ ệ 5. Status: báo tr ng thái c th c a liên k tạ ụ ể ủ ế 6. Error: báo các l i môi tr ng hay liên k tổ ườ ế 37 C u trúc segmentấ Source Port (16 bits) Destination Port (16 bits) Sequence Number (32 bits) Acknowlegement Number (32 bits) Data  Offset (4 bits) Reserved (6 bits) Control Bit Window (16 bits)U G R A C K P S H R S T S Y N F I N Checksum (16 bits) Urgent Pointer (16 bits) Options Padding TCP data (536 bits) 38 Giao th c UDP ứ (User Datagram Protocol) Source Port Destination Port Message length Checksum DATA Đ n gi n nên nhanh h n TCP, nh ng không đ m b o ơ ả ơ ư ả ả an toàn cao