Bài giảng Tổng quan mạng máy tính

Mạng Máy Tính Khoa CNTT2 – 2002 Lê Hà Thanh Giới thiệu Định nghĩa, các khái niệm Cấu trúc tổng quát mạng máy tính Phân loại Mạng máy tính và Internet - 2004 3  Về cơ bản, một mạng máy tính là một số các trạm máy tính, các thiết bị đầu cuối và các thiết bị khác (máy in, thiết bị lưu trữ,...) được nối kết với nhau theo một cách nào đó.  Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A. Mạng máy tính Mạng máy tính và Internet - 2004 4  Từ nhiều máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điểm sau:  Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.  Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.  Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.  Có thể dùng chung thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ,...). Ưu điểm của mạng máy tính Mạng máy tính và Internet - 2004 5 Ưu điểm của mạng máy tính  Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (E-Mail) và có thể sử dụng hệ mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của những người khác,...  Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà chức nǎng lại mạnh).  Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các chương trình tiện ích của một trung tâm máy tính khác đang rỗi, sẽ làm tǎng hiệu quả kinh tế của hệ thống.  Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp tin (files) khi có những người không đủ quyền hạn truy xuất các tệp tin và thư mục đó. Mạng máy tính và Internet - 2004 6 Các loại mạng dữ liệu Mạng máy tính và Internet - 2004 7 Băng thông  Lượng thông tin di chuyển từ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian. Mạng máy tính và Internet - 2004 8 Ống nước và băng thông Mạng máy tính và Internet - 2004 9 Cấu trúc của mạng máy tính  Phần ngoại biên (network edge) gồm các chương trình ứng dụng, các máy tính nối vào mạng (host).  Phần lõi của mạng (network core) bao gồm các bộ tìm đường (router) và kết nối liên mạng (mạng của các mạng).  Các mạng truy cập (Access networks), các phương tiện kết nối vật lý (physical media) và các kết nối viễn thông (communication links) Mạng máy tính và Internet - 2004 10 Network Edge  Các hệ thống đầu cuối (end systems – hosts):  chạy các chương trình ứng dụng.  ví dụ: WWW, email.  nằm ở vòng ngoài cùng, chỉ thực hiện kết nối vào mạng.  Mô hình làm việc khách/chủ (Client/Server model)  các máy tính khách gửi yêu cầu truy cập dịch vụ đến các máy chủ và nhận lại các dịch vụ theo yêu cầu.  ví dụ: WWW client (browser)/server; email client/server  Mô hình làm việc ngang cấp (Peer-to-peer model)  các máy tính trong mạng có vai trò ngang nhau  ví dụ: hội thảo truyền hình (teleconferencing) Mạng máy tính và Internet - 2004 11 Network Core  Mạng lưới gồm nhiều thiết bị tìm đường (router) kết nối liên thông.  Phục vụ việc chuyển dữ liệu từ máy này sang máy khác trên mạng.  Dữ liệu truyền trên mạng bằng phương pháp  chuyển mạch (circuit switching) : mạng điện thoại  chuyển gói (packet switching) : dữ liệu được “đóng gói” thành từng gói rồi được truyền đi. Mạng máy tính và Internet - 2004 12 Access Network and Physical Media Làm thế nào để nối một hệ thống ngoại biên vào mạng?  Bằng cách nối thông qua các mạng truy cập tại vùng cư trú.  Qua các mạng tại các trường học, cơ quan  Truy cập qua mạng di động.  Vấn đề: băng thông đáp ứng của các kết nối này ở mức nào? Đó là kết nối theo pp chuyển mạch hay chuyển gói. Mạng máy tính và Internet - 2004 13 Mạng máy tính – phân loại theo phạm vi địa lý  Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.  Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau:  GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.  WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN. Mạng máy tính và Internet - 2004 14 Mạng máy tính – phân loại theo phạm vi địa lý  MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s).  LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan/tổ chức...Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.  Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay được sử dụng nhất. Mạng cục bộ - LAN Kết nối vật lý Sơ đồ kết nối Các giao thức: CSMA/CD và TokenPassing Mô hình OSI 7 tầng Thiết bị kết nối trong mạng LAN Mạng máy tính và Internet - 2004 16 Mạng cục bộ - LAN  Mạng cục bộ (LAN) là hệ truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà.... Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc.  Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng (users) dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in mầu, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. … Mạng máy tính và Internet - 2004 17 Mạng cục bộ - LAN  …Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tǎng lên gấp bội. Để tận dụng hết những ưu điểm của mạng LAN người ta đã kết nối các LAN riêng biệt vào mạng chính yếu diện rộng (WAN).  Các thiết bị gắn với mạng LAN đều dùng chung một phương tiện truyền tin đó là dây cáp, cáp thường dùng hiện nay là: Cáp đồng trục (Coaxial cable), Cáp dây xoắn (shielded twisted pair), cáp quang (Fiber optic),.... Mạng máy tính và Internet - 2004 18 Kết nối vật lý  Mỗi loại dây cáp đều có tính nǎng khác nhau.  Dây cáp đồng trục (coaxial cable) được chế tạo gồm một dây đồng ở giữa chất cách điện, chung quanh chất cách điện được quán bằng dây bện kim loại dùng làm dây đất. Giữa dây đồng dẫn điện và dây đất có một lớp cách ly, ngoài cùng là một vỏ bọc bảo vệ. Dây đồng trục có hai loại, loại nhỏ (Thin) và loại to (Thick). Dây cáp đồng trục được thiết kế để truyền tin cho bǎng tần cơ bản (Base Band) hoặc bǎng tần rộng (broadband). Dây cáp loại to dùng cho đường xa, dây cáp nhỏ dùng cho đường gần, tốc độ truyền tin qua cáp đồng trục có thể đạt tới 100 Mbit/s. Mạng máy tính và Internet - 2004 19 Kết nối vật lý  Dây cáp xoắn được chế tạo bằng hai sợi dây đồng (có vỏ bọc) xoắn vào nhau, ngoài cùng có hoặc không có lớp vỏ bọc bảo vệ chống nhiễu. Dây cáp quang làm bằng các sợi quang học, truyền dữ liệu xa, an toàn và không bị nhiễu và chống được han rỉ. Tốc độ truyền tin qua cáp quang có thể đạt 100 Mbit/s. Mạng máy tính và Internet - 2004 20 Kết nối  Nhìn chung, yếu tố quyết định sử dụng loại cáp nào là phụ thuộc vào yêu cầu tốc độ truyền tin, khoảng cách đặt các thiết bị, yêu cầu an toàn thông tin và cấu hình của mạng,....Ví dụ mạng Ethernet 10 Base-T là mạng dùng kênh truyền giải tần cơ bản với thông lượng 10 Mbit/s theo tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 8802.3 nối bằng đôi dây cáp xoắn không bọc kim (UTP) trong Topology hình sao.  Việc kết nối các máy tính với một dây cáp được dùng như một phương tiện truyền tin chung cho tất cả các máy tính. Công việc kết nối vật lý vào mạng được thực hiện bằng cách cắm một card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) vào trong máy tính và nối nó với cáp mạng. Sau khi kết nối vật lý đã hoàn tất, quản lý việc truyền tin giữa các trạm trên mạng tuỳ thuộc vào phần mềm mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 21 Kết nối  Đầu nối của NIC với dây cáp có nhiều loại (phụ thuộc vào cáp mạng), hiện nay có một số NIC có hai hoặc ba loại đầu nối. Chuẩn dùng cho NIC là NE2000 do hãng Novell và Eagle dùng để chế tạo các loại NIC của mình. Nếu một NIC tương thích với chuẩn NE2000 thì ta có thể dùng nó cho nhiều loại mạng. NIC cũng có các loại khác nhau để đảm bảo sự tương thích với máy tính 8-bit và 16-bit. Mạng máy tính và Internet - 2004 22 Băng thông: phương tiện LAN Mạng máy tính và Internet - 2004 23 Mạng cục bộ - LAN (tt)  Mạng LAN thường bao gồm một hoặc một số máy chủ (file server, host), còn gọi là máy phục vụ) và một số máy tính khác gọi là trạm làm việc (Workstations) hoặc còn gọi là nút mạng (Network node) - một hoặc một số máy tính cùng nối vào một thiết bị nút.  Máy chủ thường là máy có bộ xử lý (CPU) tốc độ cao, bộ nhớ (RAM) và đĩa cứng (HD) lớn. Mạng máy tính và Internet - 2004 24 Mạng cục bộ - LAN (tt)  Trong một trạm mà các phương tiện đã được dùng chung, thì khi một trạm muốn gửi thông điệp cho trạm khác, nó dùng một phần mềm trong trạm làm việc đặt thông điệp vào gói (packet), bao gồm dữ liệu thông điệp được bao bọc giữa tín hiệu đầu và tín hiệu cuối (đó là những thông tin đặc biệt) và sử dụng phần mềm mạng để chuyển gói đến trạm đích.  NIC sẽ chuyển gói tín hiệu vào mạng LAN, gói tín hiệu được truyền đi như một dòng các bit dữ liệu thể hiện bằng các biến thiên tín hiệu điện. Khi nó chạy trong cáp dùng chung, mọi trạm gắn với cáp đều nhận được tín hiệu này, NIC ở mỗi trạm sẽ kiểm tra địa chỉ đích trong tín hiệu đầu của gói để xác định đúng địa chỉ đến, khi gói tín hiệu đi tới trạm có địa chỉ cần đến, đích ở trạm đó sẽ sao gói tín hiệu rồi lấy dữ liệu ra khỏi gói và đưa vào máy tính. Mạng máy tính và Internet - 2004 25 Sơ đồ mạng LAN (Topologies)  Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường mạng có 3 dạng cấu trúc là:  Mạng dạng hình sao (Star Topology),  mạng dạng vòng (Ring Topology) và  mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology).  Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác kết hợp từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v.... Mạng máy tính và Internet - 2004 26 Sơ đồ mạng LAN (Topologies) Mạng máy tính và Internet - 2004 27 Mạng dạng hình sao (Star topology)  Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức nǎng cơ bản là: • Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau. • Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin. • Thông báo các trạng thái của mạng... Mạng máy tính và Internet - 2004 28 Star topology  Các ưu điểm của mạng hình sao:  Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.  Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.  Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.  Nhược điểm của mạng hình sao:  Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trung tâm . Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động. Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).  Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung (HUB) bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua trục BUS, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát triển switching hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp. Mạng máy tính và Internet - 2004 29 Bus topology  Máy chủ (host) cũng như tất cả các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu.  Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp được chặn bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến.  Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự tắc nghẽn khi chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống. Mạng máy tính và Internet - 2004 30 Ring topology  Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau, mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.  Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. Nhược điểm là đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng. Mạng máy tính và Internet - 2004 31 Mạng FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Mạng máy tính và Internet - 2004 32 Mạng dạng kết hợp Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology)  Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (splitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology.  Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào. Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology)  Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển vòng quanh một HUB trung tâm. Mỗi trạm làm việc (workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết. Mạng máy tính và Internet - 2004 33 Các giao thức (protocol)  Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau được gọi là giao thức (Protocol).  Các giao thức (Protocol) còn được gọi là nghi thức hoặc định ước của mạng máy tính.  Để đánh giá khả nǎng của một mạng được phân chia bởi các trạm như thế nào. Hệ số này được quyết định chủ yếu bởi hiệu quả sử dụng môi trường truy xuất (medium access) của giao thức, môi trường này ở dạng tuyến tính hoặc vòng.... Một trong các giao thức được sử dụng nhiều trong các LAN là:  Giao thức tranh chấp CSMA/CD  Giao thức truyền token (token passing protocol) Mạng máy tính và Internet - 2004 34 Giao thức tranh chấp (Contention Protocol) CSMA/CD  CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access /Conllision Detect.  Sử dụng giao thức này các trạm hoàn toàn có quyền truyền dữ liệu trên mạng với số lượng nhiều hay ít và một cách ngẫu nhiên hoặc bất kỳ khi nào có nhu cầu truyền dữ liệu ở mỗi trạm. Mối trạm sẽ kiểm tra tuyến và chỉ khi nào tuyến không bận mới bắt đầu truyền các gói dữ liệu.  CSMA/CD có nguồn gốc từ hệ thống radio đã phát triển ở trường đại học Hawaii vào khoảng nǎm 1970, gọi là ALOHANET. Mạng máy tính và Internet - 2004 35 CSMA/CD  Với phương pháp CSMA, thỉnh thoảng sẽ có hơn một trạm đồng thời truyền dữ liệu và tạo ra sự xung đột (collision) làm cho dữ liệu thu được ở các trạm bị sai lệch. Để tránh sự tranh chấp này mỗi trạm đều phải phát hiện được sự xung đột dữ liệu. Trạm phát phải kiểm tra Bus trong khi gửi dữ liệu để xác nhận rằng tín hiệu trên Bus thật sự đúng, như vậy mới có thể phát hiện được bất kỳ xung đột nào có thể xẩy ra. Khi phát hiện có một sự xung đột, lập tức trạm phát sẽ gửi đi một mẫu làm nhiễu (Jamming) đã định trước để báo cho tất cả các trạm là có sự xung đột xẩy ra và chúng sẽ bỏ qua gói dữ liệu này. Sau đó trạm phát sẽ trì hoãn một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi phát lại dữ liệu. Ưu điểm của CSMA/CD là đơn giản, mềm dẻo, hiệu quả truyền thông tin cao khi lưu lượng thông tin của mạng thấp và có tính đột biến. Việc thêm vào hay dịch chuyển các trạm trên tuyến không ảnh hưởng đến các thủ tục của giao thức. Điểm bất lợi của CSMA/CD là hiệu suất của tuyến giảm xuống nhanh chóng khi phải tải quá nhiều thông tin. Mạng máy tính và Internet - 2004 36 Giao thức truyền token (Token passing protocol)  Đây là giao thức thông dụng sau CSMA/CD được dùng trong các LAN có cấu trúc vòng (Ring). Trong phương pháp này, khối điều khiển mạng hoặc token được truyền lần lượt từ trạm này đến trạm khác. Token là một khối dữ liệu đặc biệt. Khi một trạm đang chiếm token thì nó có thể phát đi một gói dữ liệu. Khi đã phát hết gói dữ liệu cho phép hoặc không còn gì để phát nữa thì trạm đó lại gửi token sang trạm kế tiếp.  Trong token có chứa một địa chỉ đích và được luân chuyển tới các trạm theo một trật tự đã định trước. Đối với cấu hình mạng dạng xoay vòng thì trật tự của sự truyền token tương đương với trật tự vật lý của các trạm xung quanh vòng. Mạng máy tính và Internet - 2004 37  Giao thức truyền token có trật tự hơn nhưng cũng phức tạp hơn CSMA/CD, có ưu điểm là vẫn hoạt động tốt khi lưu lượng truyền thông lớn. Giao thức truyền token tuân thủ đúng sự phân chia của môi trường mạng, hoạt động dựa vào sự xoay vòng tới các trạm. Việc truyền token sẽ không thực hiện được nếu việc xoay vòng bị đứt đoạn. Giao thức phải chứa các thủ tục kiểm tra token để cho phép khôi phục lại token bị mất hoặc thay thế trạng thái của token và cung cấp các phương tiện để sửa đổi logic (thêm vào, bớt đi hoặc định lại trật tự của các trạm). Mạng máy tính và Internet - 2004 38 Các chuẩn (standards) - OSI  Để mạng đạt khả nǎng tối đa, các tiêu chuẩn được chọn phải cho phép mở rộng mạng để có thể phục vụ những ứng dụng không dự kiến trước trong tương lai tại lúc lắp đặt hệ thống và điều đó cũng cho phép mạng làm việc với những thiết bị được sản xuất từ nhiều hãng khác nhau.  Hội đồng tiêu chuẩn quốc tế là ISO (International Standards Organization), do các nước thành viên lập nên. Công việc ở Bắc Mỹ chịu sự điều hành của ANSI (American National Standards Institude) ở Hoa Kỳ. ANSI đã uỷ thác cho IEEE (Institude of Electrical and Electronics Engineers) phát triển và đề ra những tiêu chuẩn kỹ thuật cho LAN.  ISO đã đưa ra mô hình 7 mức (layers, còn gọi là lớp hay tầng) cho mạng, gọi là kiểu hệ thống kết nối mở hoặc mô hình OSI (Open System Interconnection).  Chức nǎng của mức thấp bao gồm cả việc chuẩn bị cho mức cao hơn hoàn thành chức nǎng của mình. Một mạng hoàn chỉnh hoạt động với mọi chức nǎng của mình phải đảm bảo có 7 mức cấu trúc từ thấp đến cao. Mạng máy tính và Internet - 2004 39 Một mô hình phân lớp  Các chức năng giao tiếp được chia thành một tập các lớp phân cấp.  Mỗi lớp thực hiện một tập chức năng cần thiết cho quá trình giao tiếp.  Mỗi lớp dựa vào lớp ngay bên dưới để thưc hiện chức năng và cung cấp dịch vụ cho lớp ngay bên trên.  Mô hình OSI định nghĩa một tập các lớp và dịch vụ cung cấp bởi mỗi lớp Mạng máy tính và Internet - 2004 40 Tại sao phân lớp?  Giảm độ phức tạp.  Tiêu chuẩn hoá các giao tiếp.  Tương thích với kỹ thuật module.  Đảm bảo kỹ thuật kết nối.  Dễ dạy, dễ học. Mạng máy tính và Internet - 2004 41 OSI Mạng máy tính và Internet - 2004 42 OSI – 1&2  Mức 1: Mức vật lý (Physical layer) Thực chất của mức này là thực hiện nối liền các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin.  Mức 2: Mức móc nối dữ liệu (Data Link Layer) Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bit ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là frame. Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các frame tới mức vật lý, đồng thời xử lý các thông báo từ trạm thu gửi trả lại. Nói tóm lại, nhiệm vụ chính của mức 2 này là khởi tạo và tổ chức các frame cũng như xử lý các thông tin liên quan tới nó. Mạng máy tính và Internet - 2004 43 OSI – 3&4  Mức 3: Mức mạng (Network Layer) Mức mạng nhằm bảo đảm trao đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn được gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Trong mức mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đường khác nhau để tới đích. Do vậy, ở mức này phải chỉ ra được con đường nào dữ liệu có thể đi và con đường nào bị cấm tại thời điểm đó. Thường mức mạng được sử dụng trong trường hợp mạng có nhiều mạng con hoặc các mạng lớn và phân bố trên một không gian rộng với nhiều nút thông tin khác nhau.  Mức 4: Mức truyền (Transport Layer) Nhiệm vụ của mức này là xử lý các thông tin để chuyển tiếp các chức nǎng từ mức trên nó (mức tiếp xúc) đến mức dưới nó (mức mạng) và ngược lại. Thực chất mức truyền là để đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau. Mức này nhận các thông tin từ mức tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 44 OSI – 5&6  Mức 5: Mức tiếp xúc (Session Layer) Mức này cho phép người sử dụng tiếp xúc với nhau qua mạng. Nhờ mức tiếp xúc những người sử dụng lập được các đường nối với nhau, khi một kết nối được thiết lập thì mức này có thể quản lý kết nối đó theo yêu cầu của người sử dụng. Một đường nối giữa những người sử dụng được gọi là một phiên (session) tiếp xúc. Phiên tiếp xúc cho phép người sử dụng được đǎng ký vào một hệ thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển một file giữa 2 máy.  Mức 6: Mức tiếp nhận (Presentation Layer) Mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy vào mạng, nhiệm vụ của mức này là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loại máy khác nhau đều có thể thâm nhập vào hệ thống mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 45 OSI - 7  Mức 7: Mức ứng dụng (Application Layer) Mức này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho người sử dụng, cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho người sử dụng, yêu cầu phục vụ chung như chuyển các file, sử dụng các terminal của hệ thống,.... Mức sử dụng bảo đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho người sử dụng khai thác mạng tốt nhất.  Hệ thống kết nối mở OSI là hệ thống cho phép truyền thông tin với các hệ thống khác, trong đó các mạng khác nhau, sử dụng những giao thức khác nhau, có thể thông báo cho nhau thông qua chương trình Pastren để chuyển từ một giao thức này sang một giao thức khác. Mạng máy tính và Internet - 2004 46 Các chuẩn - IEEE  Tiêu chuẩn IEEE LAN được phát triển dựa vào uỷ ban IEEE 802. Tiêu chuẩn IEEE 802.3 liên quan tới mạng CSMA/CD bao gồm cả 2 version bǎng tần cơ bản và bǎng tần mở rộng. Tiêu chuẩn IEEE 802.4 liên quan tới sự sắp xếp tuyến token và IEEE 802.5 gồm các vòng truyền token.  Theo chuẩn 802 thì móc nối dữ liệu được chia thành 2 mức con: mức con điều khiển logic LLC (Logical Link Control Sublayer) và mức con điều khiển xâm nhập mạng MAC (Media Access Control Sublayer). Mức con LLC giữ vai trò tổ chức dữ liệu, tổ chức thông tin để truyền và nhận. Mức con MAC chỉ làm nhiệm vụ điều khiển việc xâm nhập mạng. Thủ tục mức con LLC không bị ảnh hưởng khi sử dụng các đường truyền dẫn khác nhau, nhờ vậy mà linh hoạt hơn trong khai thác.  Chuẩn 802.2 ở mức con LLC tương đương với chuẩn HDLC của ISO hoặc X.25 của CCITT. Mạng máy tính và Internet - 2004 47 IEEE  Chuẩn 802.3 xác định phương pháp thâm nhập mạng tức thời có khả nǎng phát hiện lỗi chồng chéo thông tin CSMA/CD. Phương pháp CSMA/CD được đưa ra từ nǎm 1993 nhằm mục đích nâng cao hiệu quả mạng. Theo chuẩn này các mức được ghép nối với nhau thông qua các bộ ghép nối.  Chuẩn 802.4 thực chất là phương pháp thâm nhập mạng theo kiểu phát tín hiệu thǎm dò token qua các trạm và đường truyền bus.  Chuẩn 802.5 dùng cho mạng dạng xoay vòng và trên cơ sở dùng tín hiệu thǎm dò token. Mỗi trạm khi nhận được tín hiệu thǎm dò token thì tiếp nhận token và bắt đầu quá trình truyền thông tin dưới dạng các frame. Các frame có cấu trúc tương tự như của chuẩn 802.4. Phương pháp xâm nhập mạng này quy định nhiều mức ưu tiên khác nhau cho toàn mạng và cho mỗi trạm, việc quy định này vừa cho người thiết kế vừa do người sử dụng tự quy định. Mạng máy tính và Internet - 2004 48 Ethernet  Ethernet là mạng cục bộ do các công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay. Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini. Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:  Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đồng trục, tín hiệu truyền trên mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ (Manchester), tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mb/s. Mạng máy tính và Internet - 2004 49 Ethernet  Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này có thể được kết nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km.  Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói. Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte. Mạng máy tính và Internet - 2004 50 TokenRing  Ngoài Ethernet LAN một công nghệ LAN chủ yếu khác đang được dùng hiện nay là Token Ring. Nguyên tắc của mạng Token Ring được định nghĩa trong tiêu chuẩn IEEE 802.5. Mạng Token Ring có thể chạy ở tốc độ 4Mbps hoặc 16Mbps. Phương pháp truy cập dùng trong mạng Token Ring gọi là Token passing. Token passing là phương pháp truy nhập xác định, trong đó các xung đột được ngǎn ngừa bằng cách ở mỗi thời điểm chỉ một trạm có thể được truyền tín hiệu. Điều này được thực hiện bằng việc truyền một bó tín hiệu đặc biệt gọi là Token (mã thông báo) xoay vòng từ trạm này qua trạm khác. Một trạm chỉ có thể gửi đi bó dữ liệu khi nó nhận được mã không bận. Mạng máy tính và Internet - 2004 51 Thiết bị LAN: Bộ thu phát (Transceiver)  Kết nối các phương tiện khác nhau  Thiết bị lớp 1 UTP BNC AUI Mạng máy tính và Internet - 2004 52 Thiết bị LAN: Bộ lặp (Repeater)  Khuếch đại tín hiệu bị yếu  Thiết bị lớp 1 Mạng máy tính và Internet - 2004 53 Thiết bị LAN: Bộ tập trung dây (hub)  Bộ lặp đa cổng  Thiết bị lớp 1 Mạng máy tính và Internet - 2004 54 Các thiết bị LAN - Hub  Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua HUB. Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi bó tín hiệu Ethernet được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác của hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub. Mạng máy tính và Internet - 2004 55 HUB - Phân loại Có ba loại hub:  Hub đơn (stand alone hub)  Hub phân tầng (stackable hub)  Hub mo-dun (modular hub)  Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun Ethernet 10BASET.  Stackable hub là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển LAN sau này. Mạng máy tính và Internet - 2004 56 Thiết bị LAN: NIC  Giao diện mạng của máy tính  Có địa chỉ vật lý  Thiết bị lớp 2 Mạng máy tính và Internet - 2004 57 NIC Mạng máy tính và Internet - 2004 58 NIC  Cung cấp cổng kết nối mạng  Chọn lựa card mạng  Kiểu mạng  Ethernet  Token Ring  FDDI  Kiểu phương tiện truyền dẫn  Cáp xoắn  Cáp đồng trục  Cáp quang  Kiểu bus hệ thống trên máy tính  PCI  ISA Mạng máy tính và Internet - 2004 59 NIC: Chức năng lớp 2  Điều khiển kết nối luận lý (LLC): giao tiếp với lớp trên trong máy tính  Đặt tên: cung cấp xác định bằng địa chỉ MAC  Định khung: một phần của quá trình đóng gói để truyền dữ liệu  Điều khiển truy xuất phương tiện (MAC): cung cấp cách thức truy xuất phương tiện truyền dẫn  Phát tín hiệu: tạo tín hiệu và giao tiếp với phương tiện truyền dẫn Mạng máy tính và Internet - 2004 60 Liên mạng (internetworking)  Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung được gọi là Internetworking. Internetworking sử dụng ba công cụ chính là: bridge, router và switch.  Cầu nối (bridge):  Là cầu nối hai hoặc nhiều đoạn (segment) của một mạng. Theo mô hình OSI thì bridge thuộc mức 2. Bridge sẽ lọc những gói dữ liệu để gửi đi (hay không gửi) cho đoạn nối, hoặc gửi trả lại nơi xuất phát. Các bridge cũng thường được dùng để phân chia một mạng lớn thành hai mạng nhỏ nhằm làm tǎng tốc độ. Mặc dầu ít chức nǎng hơn router, nhưng bridge cũng được dùng phổ biến. Mạng máy tính và Internet - 2004 61 Thiết bị LAN: Cầu nối (bridge)  Chuyển các gói tin có đích ở phần mạng bên kia dựa vào địa chỉ vật lý  Thiết bị lớp 2 Mạng máy tính và Internet - 2004 62 Bridge  Kết nối các đoạn mạng  Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng kia hay không  Tăng hiệu suất mạng bởi loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết và giảm sự đụng độ  Chia mạng thành các đoạn mạng và lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC  Chuyển frame giữa các đoạn mạng có giao thức lớp 2 khác nhau Mạng máy tính và Internet - 2004 63 Bridge : lọc Mạng máy tính và Internet - 2004 64 Bridge : chuyển Mạng máy tính và Internet - 2004 65 Thiết bị LAN: Bộ chuyển mạch (Switch)  Cầu nối đa cổng  Thiết bị lớp 2 Mạng máy tính và Internet - 2004 66 Bộ chuyển mạch (switch)  Chức nǎng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nội tại tốc độ cao. Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring.  Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả nǎng lọc gói dữ liệu giữa chúng.  Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền không đồng bộ ATM. Mạng máy tính và Internet - 2004 67 LAN Switch  Switch kết nối các đoạn mạng LAN  Switch được xem như là bridge đa cổng  Sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền  Switch thay thế hub với hệ thống dây giữ nguyên  Tốc độ cao hơn bridge  Hỗ trợ các tính năng mới như VLAN (LAN ảo) Mạng máy tính và Internet - 2004 68 LAN Switch Mạng máy tính và Internet - 2004 69 LAN Switch: bảng MAC Mạng máy tính và Internet - 2004 70 LAN Switch: Micro-segmentation Mạng máy tính và Internet - 2004 71 Thiết bị LAN: Bộ định tuyến (Router)  Hoạt động dựa trên địa chỉ lớp 3 (địa chỉ luận lý)  Thiết bị lớp 3 Mạng máy tính và Internet - 2004 72 Bộ dẫn đường (router)  Chức nǎng cơ bản của router là gửi đi các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ phân lớp của mạng và cung cấp các dịch vụ như bảo mật, quản lý lưu thông...  Giống như bridge, router là một thiết bị thông minh đối với các mạng thực sự lớn. Router biết địa chỉ của tất cả các máy tính ở từng phía và có thể chuyển các thông điệp cho phù hợp. Chúng còn phân đường-định truyền để gửi từng thông điệp có hiệu quả.  Theo mô hình OSI thì chức nǎng của router thuộc mức 3, cung cấp thiết bị với thông tin chứa trong các header của giao thức, giúp cho việc xử lý các gói dữ liệu thông minh.  Dựa trên những giao thức, router cung cấp dịch vụ mà trong đó mỗi packet dữ liệu được đọc và chuyển đến đích một cách độc lập.  Khi số kết nối tǎng thêm, mạng theo dạng router trở nên kém hiệu quả và cần suy nghĩ đến sự thay đổi. Mạng máy tính và Internet - 2004 73 Chức năng bộ định tuyến  Tìm đường  Quá trình tính toán dựa trên địa chỉ IP đích để quyết định sẽ gởi gói tin ra cổng nào  Chuyển gói tin  Đóng gói gói tin lại theo giao thức ở cổng ra và chuyển gói tin ra cổng đó Mạng máy tính và Internet - 2004 74 Thiết bị LAN: Đám mây (Cloud)  Một mạng khác  Bao gồm các thiết bị từ lớp 1 đến lớp 7 Mạng máy tính và Internet - 2004 75 Các thiết bị hoạt động ở từng lớp Mạng máy tính và Internet - 2004 76 Sự đóng gói Mạng máy tính và Internet - 2004 77 Giao tiếp máy - máy Mạng máy tính và Internet - 2004 78 Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 1 Mạng máy tính và Internet - 2004 79 Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 2 Mạng máy tính và Internet - 2004 80 Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 3 Mạng máy tính và Internet - 2004 81 Ví dụ minh họa Mạng máy tính và Internet - 2004 82 DÂY CÁP - Cáp đồng (Copper cable)  Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE) đề nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.  Dây cáp đồng trục sợi to (thick coax) thì gọi là 10BASE5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 500m).  Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax) gọi là 10BASE2 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 200m).  Dây cáp đôi xoắn không vỏ bọc (twisted-pair) gọi là 10BASET (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn). Mạng máy tính và Internet - 2004 83 Dây cáp - Cáp quang (Optical cable)  Dây cáp quang (Fiber Optic Inter-Repeater Link – FOIRL) Hệ Điều hành Mạng Nhiệm vụ Một số ví dụ Mạng máy tính và Internet - 2004 85 Hệ điều hành mạng (NOS Network Operating System)  Cùng với sự nghiên cứu và phát triển mạng máy tính, hệ điều hành mạng đã được nhiều công ty đầu tư nghiên cứu và đã công bố nhiều phần mềm quản lý và điều hành mạng có hiệu quả như: NetWare của công ty NOVELL, LAN Manager của Microsoft dùng cho các máy server chạy hệ điều hành OS/2, LAN server của IBM (gần như đồng nhất với LAN Manager), Vines của Banyan Systems là hệ điều hành mạng dùng cho server chạy hệ điều hành UNIX, Promise LAN của Mises Computer chạy trên card điều hợp mạng độc quyền, Windows for Workgroups của Microsoft, LANtastic của Artisoft, NetWare Lite của Novell,....  Chọn hệ điều hành mạng nào sẽ làm nền tảng cho mạng sẽ được phát triển tuỳ thuộc vào kích cỡ của mạng hiện tại và sự phát triển trong tương lai, còn tuỳ thuộc vào những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ điều hành. Mạng máy tính và Internet - 2004 86 Hệ Điều Hành Mạng  Hệ điều hành mạng UNIX: Đây là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được dùng rất phổ biến trong giới khoa học, giáo dục. Hệ điều hành mạng UNIX là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt. Nhược điểm của nó là hiện nay có nhiều Version khác nhau, không thống nhất gây khó khǎn cho người sử dụng. Ngoài ra hệ điều hành này khá phức tạp lại đòi hỏi cấu hình máy mạnh (trước đây chạy trên máy mini, gần đây có SCO UNIX chạy trên máy vi tính với cấu hình mạnh).  BSD, Linux là các HĐH tựa UNIX và có thể cài chạy trên các máy tính có cấu hình thấp hơn. Mạng máy tính và Internet - 2004 87 Hệ Điều Hành Mạng  Hệ điều hành mạng Windows NT: Đây là hệ điều hành của hãng Microsoft, cũng là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng. Đặc điểm của nó là tương đối dễ sử dụng, hỗ trợ mạnh cho phần mềm WINDOWS. Ngoài ra, Windows NT có thể liên kết tốt với máy chủ Novell Netware. Tuy nhiên, để chạy có hiệu quả, Windows NT cũng đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh.  Hệ điều hành mạng Windows for Worrkgroup: Đây là hệ điều hành mạng ngang hàng nhỏ, cho phép một nhóm người làm việc (khoảng 3-4 người) dùng chung ổ đĩa trên máy của nhau, dùng chung máy in nhưng không cho phép chạy chung một ứng dụng. Hiện nay rất ít sử dụng.  Hiện nay có Windows 2000. Mạng máy tính và Internet - 2004 88 Hệ Điều Hành Mạng  Hệ điều hành mạng NetWare của Novell: Đây là hệ điều hành phổ biến, nó có thể dùng cho các mạng nhỏ (khoảng từ 5-25 máy tính) và cũng có thể dùng cho các mạng lớn gồm hàng trǎm máy tính. Có nhiều phiên bản của Netware. Netware là một hệ điều hành mạng cục bộ dùng cho các máy vi tính theo chuẩn của IBM hay các máy tính Apple Macintosh, chạy hệ điều hành MS-DOS hoặc OS/2. WAN Kết nối tạo WAN Mạng máy tính và Internet - 2004 90 Kết nối mạng diện rộng - Đường thuê bao (leased line)  Bên cạnh phương pháp sử dụng đường điện thoại thuê bao để kết nối các mạng cục bộ hoặc mạng khu vực với nhau hoặc kết nối vào Internet, có một số phương pháp khác:  Đường thuê bao (leased line). Đây là phương pháp cũ nhất, là phương pháp truyền thống nhất cho sự nối kết vĩnh cửu. Người ta thuê đường dây từ công ty điện thoại (trực tiếp hoặc qua nhà cung cấp dịch vụ). Cần phải cài đặt một "Chanel Service Unit" (CSU) để nối đến mạng T, và một "Digital Service Unit" (DSU) để nối đến mạng chủ (primary) hoặc giao diện mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 91 Kết nối mạng diện rộng (WAN) - ISDN  ISDN (Integrated Service Digital Nework) Sử dụng đường điện thoại số thay vì đường tương tự. Do ISDN là mạng dùng tín hiệu số, người ta không phải dùng một modem để nối với đường dây mà thay vào đó phải dùng một thiết bị gọi là "codec" với modem có khả nǎng chạy ở 14.4 kbit/s. ISDN thích hợp cho cả hai trường hợp cá nhân và tổ chức. Các tổ chức có thể quan tâm hơn đến ISDN có khả nǎng cao hơn ("primary" ISDN) với tốc độ tổng cộng bằng tốc độ 1.544 Mbit/s của đường T1. Cước phí khi sử dụng ISDN được tính theo thời gian, một số trường hợp tính theo lượng dữ liệu được truyền đi và một số thì tính theo cả hai. Mạng máy tính và Internet - 2004 92 Kết nối mạng diện rộng (WAN) – CATV link  CATV link. Công ty dẫn cáp trong khu vực của có thể cho thuê một "chỗ" trên đường cáp của họ với giá hấp dẫn hơn với đường điện thoại. Cần phải biết những thiết bị gì cần cho hệ thống và độ rộng của dải sẽ được cung cấp là bao nhiêu. Cũng như việc đóng góp chi phí với những khách hàng khác cho kênh liên lạc đó là như thế nào. Một dạng khác được đưa ra với tên gọi là mạng "lai" ("hybrid" Network), với một kênh CATV được sử dụng để lưu thông theo một hướng và một đường ISDN hoặc gọi số sử dụng cho đường trở lại. Nếu muốn cung cấp thông tin trên Internet, người ta phải xác định chắc chắn rằng "kênh ngược" của người sử dụng đủ khả nǎng phục vụ cho nhu cầu thông tin của họ. Mạng máy tính và Internet - 2004 93 Kết nối mạng diện rộng (WAN) – Frame relay  Frame relay "uyển chuyển" hơn đường thuê bao. Khách hàng thuê đường Frame relay có thể mua một dịch vụ có mức độ xác định - một "tốc độ thông tin uỷ thác" ("Committed Information Rale" - CIR). Nếu như nhu cầu của trên mạng là rất lớn (bursty), hay người sử dụng có nhu cầu cao trên đường liên lạc trong suốt một khoảng thời gian xác định trong ngày, và có ít hoặc không có nhu cầu vào ban đêm - Frame relay có thể sẽ kinh tế hơn là thuê hoàn toàn một đường T1 (hoặc T3). Nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra một phương pháp tương tự như là phương pháp thay thế đó là Switched Multimegabit Data Service. Mạng máy tính và Internet - 2004 94 Kết nối mạng diện rộng WAN...  Chế độ truyền không đồng bộ (Asynchoronous Transfer Mode - ATM). ATM là một phương pháp tương đối mới đầu tiên báo hiệu cùng một kỹ thuật cho mạng cục bộ và liên khu vực. ATM thích hợp cho real-time multimedia song song với truyền dữ liệu truyền thống. ATM hứa hẹn sẽ trở thành một phần lớn của mạng tương lai.  Đường truyền vô tuyến (Microware links).  Đường vệ tinh (satellite links). Mạng máy tính và Internet - 2004 95 Băng thông: dịch vụ WAN Mạng máy tính và Internet - 2004 96 Các kiểu kết nối WAN Kiểu Chuẩn tín hiệu Tốc độ 56 DS0 56 Kbps 64 DS0 64 Kbps T1 DS1 1.544 Mbps E1 ZM 2.048 Mbps E3 M3 34.064 Mbps J1 Y1 2.048 Mbps T3 DS3 44.736 Mbps OC-1 SONET 51.84 Mbps OC-3 SONET 155.54 Mbps OC-9 SONET 466.56 Mbps OC-12 SONET 622.08 Mbps OC-18 SONET 933.12 Mbps OC-24 SONET 1244.16 Mbps OC-36 SONET 1866.24 Mbps OC-48 SONET 2488.32 Mbps Mạng máy tính và Internet - 2004 97 MÔ HÌNH TCP/IP Mô hình phân lớp của TCP/IP So sánh với mô hình OSI 7 tầng Mạng máy tính và Internet - 2004 99 Sự phát triển mô hình TCP/IP  Thập niên 60 DARPA phát triển Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) kết nối các mạng máy tính thuộc bộ quốc phòng Mỹ.  Internet, mạng máy tính toàn cầu, sử dụng TCP/IP kết nối các mạng trên thế giới. Mạng máy tính và Internet - 2004 100 4 lớp của mô hình TCP/IP  Layer 4: Application (ứng dụng)  Layer 3: Transport (vận chuyển)  Layer 2: Internet  Layer 1: Network access (truy cập mạng) Mạng máy tính và Internet - 2004 101 Lớp truy cập mạng  Kết hợp chức năng hai lớp vật lý và liên kết dữ liệu mô hình OSI.  Các mô tả về chức năng, thủ tục, cơ học, điện học  Tốc độ truyền vật lý  Khoảng cách, các bộ kết nối vật lý.  Khung  Địa chỉ vật lý  Cấu hình liên kết mạng  Sự đồng bộ  Điều khiển lỗi, điều khiển lưu lượng. Mạng máy tính và Internet - 2004 102 Lớp Internet  Gởi dữ liệu đến đích qua các mạng con (tương tự lớp mạng mô hình OSI).  Gói  Mạch ảo  Tìm đường, bảng tìm đường, giao thức tìm đường  Địa chỉ luận lý  Sự phân đoạn  Giao thức Internet (IP). Mạng máy tính và Internet - 2004 103 Lớp vận chuyển  Lớp vận chuyển liên quan đến chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển lưu lượng và sửa lỗi (tương tự lớp vận chuyển mô hình OSI).  Phân đoạn, dòng dữ liệu  Định hướng kết nối và không kết nối  Điều khiển luồng  Phát hiện và sửa lỗi  Transmission control protocol (TCP).  User datagram protocol (UDP). Mạng máy tính và Internet - 2004 104 Lớp ứng dụng  Kết hợp chức năng của ba lớp phiên, trình bày, ứng dụng trong mô hình OSI.  FTP, HTTP, SMNP, DNS ...  Định dạng dữ liệu, cấu trúc dữ liệu, mã hoá …  Điều khiển đối thoại … Mạng máy tính và Internet - 2004 105 Chồng giao thức TCP/IP Mạng máy tính và Internet - 2004 106 So sánh TCP/IP và OSI Mạng máy tính và Internet - 2004 107 So sánh TCP/IP với OSI (tt.)  Giống nhau:  Đều phân lớp.  Đều có lớp ứng dụng.  Đều có lớp mạng và lớp vận chuyển  Kỹ thuật chuyển mạch gói.  Các chuyên gia mạng phải nắm rõ cả hai. Mạng máy tính và Internet - 2004 108 So sánh TCP/IP với OSI (tt.)  Khác nhau:  TCP/IP kết hợp lớp trình bày và phiên vào lớp ứng dụng.  TCP/IP kết hợp lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý và một lớp truy cập mạng.  TCP/IP đơn giản hơn vì ít lớp hơn  Bộ giao thức TCP/IP là chuẩn trên Internet. ĐỊA CHỈ MAC Mạng máy tính và Internet - 2004 110 MAC Address  Mỗi máy tính dùng địa chỉ MAC (địa chỉ vật lý) để xác định chính nó  Địa chỉ MAC được ghi lên trên NIC (card mạng) lúc xuất xưởng và không thay đổi được  Địa chỉ MAC không có cấu trúc (địa chỉ phẳng) Mạng máy tính và Internet - 2004 111 Định dạng địa chỉ mạng Mạng máy tính và Internet - 2004 112 Mạng máy tính và Internet - 2004 113 Lưu trữ địa chỉ MAC  Địa chỉ MAC được ghi vào ROM và được chép vào RAM khi NIC khởi động  Biểu diễn : 0000.0c12.3456 hay 00-00-0c-12-34-56. Mạng máy tính và Internet - 2004 114 Sử dụng địa chỉ MAC A D Data A D Data A D Data A D Data Địa chỉ nguồn Địa chỉ đích Mạng máy tính và Internet - 2004 115 Sự đóng gói dữ liệu Mạng máy tính và Internet - 2004 116 Hạn chế của địa chỉ MAC  Phẳng, không phân cấp  Tăng số lượng nút mạng n lên thì giao tiếp sẽ khó khăn hơn rất nhiều  Phụ thuộc phần cứng CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP Địa chỉ IP Chuyển đổi địa chỉ IP Địa chỉ IP cho các lớp mạng Gán địa chỉ IP vào các thiết bị mạng Mạng máy tính và Internet - 2004 118 Địa chỉ IP  Địa chỉ IP dài 32 bit  Chia thành 4 khối thập phân (thí dụ 203.162.44.162)  Địa chỉ IP có hai phần: Địa chỉ mạng và địa chỉ máy Mạng máy tính và Internet - 2004 119 Dạng thức địa chỉ IP Mạng máy tính và Internet - 2004 120 Chuyển đổi thập phân ↔ nhị phân Mạng máy tính và Internet - 2004 121 Chuyển đổi nhanh Mạng máy tính và Internet - 2004 122 Địa chỉ mạng và địa chỉ máy  Địa chỉ mạng  Được cấp bởi INIC (Internet Network Information Center)  VNNIC chịu trách nhiệm cấp tên miền và địa chỉ IP cho Việt Nam  Xác định mạng mà một thiết bị nằm trong đó  Địa chỉ máy  Được cấp bởi người quản trị  Xác định thiết bị trong mạng Mạng máy tính và Internet - 2004 123 Các bit trong địa chỉ IP  Các bit phần mạng  Xác định phần địa chỉ mạng  Xác định lớp địa chỉ IP  Các bit phần mạng không được phép đồng thời là 0  Các bit phần máy  Xác định phần địa chỉ máy  Các bit đồng thời là 0: dành riêng cho địa chỉ mạng  Các bit đồng thời là 1: dành riêng cho địa chỉ quảng bá (broadcast) Mạng máy tính và Internet - 2004 124 Các lớp địa chỉ IP  Các lớp địa chỉ khác nhau có số bit phần mạng và số bit phần máy khác nhau  Mỗi lớp địa chỉ thích hợp với kích thước tương ứng của tổ chức Mạng máy tính và Internet - 2004 125 Các lớp địa chỉ IP: Lớp A Mạng máy tính và Internet - 2004 126 Các lớp địa chỉ IP: Class A  Bit 0 là bit đầu tiên của một địa chỉ lớp A  8 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)  24 bit còn lại xác định máy (bit máy)  Địa chỉ lớp A từ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0, tức có 127 địa chỉ lớp A  Mỗi địa chỉ lớp A có 224-2=16.777.214 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 16.777.214 máy !) Mạng máy tính và Internet - 2004 127 Các lớp địa chỉ IP: Lớp B Mạng máy tính và Internet - 2004 128 Các lớp địa chỉ IP: Lớp B  Hai bit đầu tiên của địa chỉ lớp B có giá trị là 10  16 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)  16 bit còn lại xác định máy (bit máy)  Địa chỉ lớp B từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0, tức có 214 =16.384 địa chỉ lớp B  Mỗi địa chỉ lớp B có 216-2=65.534 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 65.534 máy) Mạng máy tính và Internet - 2004 129 Các lớp địa chỉ IP: Lớp C Mạng máy tính và Internet - 2004 130 Các lớp địa chỉ IP: Lớp C  Ba bit đầu tiên của địa chỉ lớp C có giá trị là 110  24 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)  8 bit còn lại xác định máy (bit máy)  Địa chỉ lớp C từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0, tức có 221 =2.097.152 địa chỉ lớp C  Mỗi địa chỉ lớp C có 28-2=254 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 254 máy) Mạng máy tính và Internet - 2004 131 Các lớp địa chỉ IP  1.0.0.0 - 126.0.0.0 : Lớp A  127.0.0.0 : địa chỉ quay lui (loopback)  128.0.0.0 - 191.255.0.0 : Lớp B  192.0.0.0 - 223.255.255.0 : Lớp C  224.0.0.0 < 240.0.0.0 : Lớp D (multicast)  >= 240.0.0.0 : Lớp E (dành riêng) Mạng máy tính và Internet - 2004 132 Địa chỉ mạng  Địa chỉ mạng là địa chỉ của mạng mà một thiết bị nào đó thuộc về  Địa chỉ mạng là địa chỉ mà các bit phần máy đồng thời là 0  Các máy có cùng địa chỉ mạng có thể giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần thông qua thiết bị trung gian nào  Các máy có thể chia sẻ đường truyền chung nhưng nếu chúng có địa chỉ mạng khác nhau thì không thể giao tiếp với nhau trực tiếp được mà phải thông qua một thiết bị trung gian (thường là router)  Địa chỉ mạng tương tự mã tỉnh, thành phố trong số điện thoại. Địa chỉ máy là phần còn lại của số điện thoại Mạng máy tính và Internet - 2004 133 Địa chỉ quảng bá (broadcast)  Muốn gởi dữ liệu đến tất cả các máy trong một mạng?  Địa chỉ quảng bá được sử dụng để gởi dữ liệu đến tất cả các máy trong cùng một mạng  Địa chỉ quảng bá trực tiếp: các bit phần máy đồng thời là 1  Địa chỉ quảng bá nội bộ: tất cả các bit là 1 Mạng máy tính và Internet - 2004 134 Địa chỉ quảng bá nội bộ STOP 255.255.255.255 Mạng máy tính và Internet - 2004 135 Địa chỉ quảng bá trực tiếp Địa chỉ quảng bá 192.168.20.0 192.168.20.255 Mạng máy tính và Internet - 2004 136 Thí dụ: 172.16.20.200  172.16.20.200 là địa chỉ lớp B  Phần mạng: 172.16  Phần máy: 20.200  Địa chỉ mạng: 172.16.0.0  Địa chỉ quảng bá: 172.16.255.255  Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng  172.16.0.1 - 172.16.255.254 Mạng máy tính và Internet - 2004 137 Thí dụ: 100.0.0.0  100.0.0.0 là địa chỉ lớp A  Phần mạng: 100  Phần máy: 0.0.0  Địa chỉ mạng: 100.0.0.0  Địa chỉ quảng bá: 100.255.255.255  Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng  100.0.0.1 - 100.255.255.254 Mạng máy tính và Internet - 2004 138 Thí dụ: 192.168.255.255  192.168.255.255 là địa chỉ lớp C  Phần mạng: 192.168.255  Phần máy: 255  Địa chỉ mạng: 192.168.255.0  Địa chỉ quảng bá: 192.168.255.255  Địa chỉ dùng được cho máy trong mạng  192.168.255.1 - 192.168.255.254 Mạng máy tính và Internet - 2004 139 Các địa chỉ dành riêng  Được mô tả trong RFC-1918.  Class A: 10.0.0.0  Class B: 172.16.0.0 - 172.31.0.0  Class C: 192.168.0.0 - 192.168.255.0  Các lớp địa chỉ này dành riêng để đặt cho các máy trong nội bộ tổ chức  Cần có một NATserver (network address translation: dịch địa chỉ mạng) hoặc proxy server để cung cấp kết nối Internet cho các máy có địa chỉ dành riêng Mạng máy tính và Internet - 2004 140 Luyện tập Địa chỉ IP Lớp Phần mạng Phần máy Địa chỉ quảng bá 218.14.55.137 123.1.1.15 150.127.221.244 194.125.35.199 175.12.239.244 C 218.14.55 137 218.14.55.255 A 123 1.1.15 123.255.255.255 B 150.127 221.244 150.127.255.255 C 194.125.35 199 194.125.35.255 B 175.12 239.244 175.12.255.255 Mạng máy tính và Internet - 2004 141 Kiểm tra địa chỉ hợp lệ  150.100.255.255  175.100.255.18  195.234.253.0  100.0.0.23  188.258.221.176  127.34.25.189  224.156.217.73 Mạng máy tính và Internet - 2004 142 Gán địa chỉ IP cho thiết bị Gán tĩnh và gán động Mạng máy tính và Internet - 2004 143 Gán tĩnh  Đi đến từng thiết bị và cấu hình địa chỉ IP bằng tay  Phải ghi nhớ từng địa chỉ đã cấp phát, vì địa chỉ IP là duy nhất trên toàn mạng (không có nhiều hơn một thiết bị cho một địa chỉ IP)  Trường hợp trong mạng có vài trăm máy/thiết bị??? Mạng máy tính và Internet - 2004 144 ARP (Address Resolution Protocol)  Phương thức tìm địa chỉ vật lý khi biết địa chỉ IP.  ARP thường được dùng để chuyển địa chỉ IP sang địa chỉ MAC.  Sử dụng trên các mạng: Ethernet, Token Ring, FDDI, IEEE 802.11 (wireless) và IP trên ATM. Mạng máy tính và Internet - 2004 145 ARP trong truyền thông giữa hai trạm  Hai trạm trong cùng một mạng và một trạm muốn gửi một gói cho trạm kia.  Hai trạm nằm trên hai mạng khác nhau và phải thông qua gateway/router.  Khi một router cần chuyển tiếp một gói từ một trạm đến một router khác.  Khi một router cần chuyển tiếp một gói từ một trạm đến trạm khác trong cùng một mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 146 Gán động  Một số giao thức cấp phát địa chỉ IP tự động  RARP: Reverse Address Resolution Protocol (giao thức phân tích địa chỉ đảo)  BOOTP: BOOTstrap Protocol (giao thức tự mồi)  DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol (giao thức cấu hình máy động)  Thiết bị khi được bật lên tự tìm server để xin cấp phát địa chỉ IP  Mỗi lần khởi động thiết bị có thể có địa chỉ IP khác Mạng máy tính và Internet - 2004 147 Gán động: RARP MAC: Known IP: Unknown RARP Request RARP Reply RARP server Mạng máy tính và Internet - 2004 148 Gán động: BOOTP MAC: Known IP: Unknown UDP Broadcast UDP Broadcast BOOTP server MAC1 – IP1 MAC2 – IP2 MAC3 – IP3 IP Address IP server Vendor-specific Mạng máy tính và Internet - 2004 149 Gán động: DHCP MAC: Known IP: Unknown DHCP Discover UDP Broadcast DHCP Offer UDP Broadcast DHCP server IP1 IP2 IP3 DHCP Request DHCP Ack IP Address Gateway IP server … Mạng máy tính và Internet - 2004 150 Tham khảo  IPv4 addresses: RFC 791, RFC 1519, RFC 1918  IPv6 addresses: RFC 4291  Broadcast: RFC 919  ARP: RFC 826  RARP: RFC 903  BOOTP: RFC 951  DHCP: v4 RFC 2131, v6 RFC 3315  TCP và UDP TCP (Transmission Control Protocol) Chồng giao thức TCP/IP Cổng UDP (User Datagram Protocol) Mạng máy tính và Internet - 2004 152 Chồng giao thức TCP/IP Mạng máy tính và Internet - 2004 153 4. Application DNS, TFTP, TLS/SSL, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP, SMTP, SNMP, SSH, TELNET, ECHO, BitTorrent, RTP, PNRP, rlogin, ENRP, … Routing protocols like BGP, which for a variety of reasons run over TCP, may also be considered part of the application or network layer. 3. Transport TCP, UDP, DCCP, SCTP, IL, RUDP, … 2. Internet Routing protocols like OSPF, which run over IP, are also to be considered part of the network layer, as they provide path selection. ICMP and IGMP run over IP are considered part of the network layer, as they provide control information. IP (IPv4, IPv6) ARP and RARP operate underneath IP but above the link layer so they belong somewhere in between. 1. Network access Ethernet, Wi-Fi, token ring, PPP, SLIP, FDDI, ATM, Frame Relay, SMDS, … Mô hình TCP/IP 4 lớp To help protect your privacy, PowerPoint prevented this external picture from being automatically downloaded. To download and display this picture, click Options in the Message Bar, and then click Enable external content. Mạng máy tính và Internet - 2004 154 Mô hình TCP/IP 5 lớp 5. Application layer DHCP • DNS • FTP • HTTP • IMAP4 • IRC • NNTP • XMPP • MIME • POP3 • SIP • SMTP • SNMP • SSH • TELNET • BGP • RPC • RTP • RTCP • TLS/SSL • SDP • SOAP • L2TP • PPTP • … 4. Transport layer TCP • UDP • DCCP • SCTP • GTP • … 3. Network layer IP (IPv4 • IPv6) • ICMP • IGMP • RSVP • IPsec • … 2. Data link layer ATM • DTM • Ethernet • FDDI • Frame Relay • GPRS • PPP • ARP • RARP • … 1. Physical layer Ethernet physical layer • ISDN • Modems • PLC • SONET/SDH • G.709 • Wi-Fi • … Mạng máy tính và Internet - 2004 155 Chức năng lớp vận chuyển  Vận chuyển và điều tiết việc truyền dữ liệu một cách chính xác và tin cậy  Các công cụ điều khiển  Cửa sổ trượt (sliding windows)  Các số tuần tự (sequencing numbers)  Lời báo nhận (acknowledgments)  Sự phân đoạn (segmentation) Mạng máy tính và Internet - 2004 156 Cổng (port) TCP và UDP sử dụng số hiệu cổng (hoặc socket) để truyền dữ liệu lên giao thức lớp trên Mạng máy tính và Internet - 2004 157 Các số hiệu cổng  Số nguyên dương chiều dài 2 byte: giá trị trong khoảng 0 – 65535  < 255 : các ứng dụng công cộng  255 - 1023 : các công ty dịch vụ  > 1023 : có thể sử dụng  Sử dụng số hiệu cổng để chọn đúng ứng dụng  Số hiệu cổng của máy gởi được gán tự động, thường có giá trị lớn hơn 1023 Mạng máy tính và Internet - 2004 158 Số hiệu cổng ứng dụng telnet Mạng máy tính và Internet - 2004 159 TCP  TCP cung cấp mạch ảo giữa hai máy  Đặc điểm nổi bật  Định hướng kết nối (connection-oriented)  Tin cậy (reliable)  Chia dữ liệu thành các đoạn ở máy gởi  Ráp các đoạn thành dữ liệu tại máy nhận  Gởi lại dữ liệu bị mất Mạng máy tính và Internet - 2004 160 Hoạt động của giao thức  TCP yêu cầu thiết lập kết nối trước khi gửi dữ liệu.  Kết nối TCP gồm 3 giai đoạn: 1. Thiết lập kết nối (connection establishment) 2. Chuyển dữ liệu (data transfer) 3. Ngắt kết nối (connection termination) Mạng máy tính và Internet - 2004 161 Mạng máy tính và Internet - 2004 162 TCP: quá trình bắt tay 3 bước/thiết lập kết nối Mạng máy tính và Internet - 2004 163 TCP: Chuyển dữ liệu  Chuyển dữ liệu theo thứ tự  Chuyển lại gói bị mất  Loại bỏ các gói trùng trong quá trình truyền  Sửa lỗi  Điều khiển tránh tắc nghẽn trong quá trình truyền Mạng máy tính và Internet - 2004 164 TCP: báo nhận Mạng máy tính và Internet - 2004 165 TCP: cửa sổ trượt Mạng máy tính và Internet - 2004 166 TCP: số tuần tự và lời báo nhận Mạng máy tính và Internet - 2004 167 Mạng máy tính và Internet - 2004 168 UDP  Đặc điểm  Định hướng không kết nối  Không tin cậy: không đảm bảo thứ tự, có thể mất gói, hoặc trùng gói  Truyền thông điệp (user datagram)  Không ráp dữ liệu tại máy nhận  Không có lời báo nhận Mạng máy tính và Internet - 2004 169 Sự đóng gói dữ liệu trong khung dữ liệu UDP trong gói IP Mạng máy tính và Internet - 2004 170 Tham khảo  TCP/IP tutorial: RFC 1180  TCP: RFC 793  UDP: RFC 768 LỚP ỨNG DỤNG MẠNG Các ứng dụng DNS Tìm đường đi trên mạng Mạng máy tính và Internet - 2004 172 Chức năng  Là lớp gần người sử dụng nhất, cung cấp dịch vụ trực tiếp cho người dùng thông qua các giao diện  FTP  Thư điện tử  WWW  DNS Mạng máy tính và Internet - 2004 173 Các ứng dụng giao tiếp  Trực tiếp  Các ứng dụng mạng  Client/server: WEB, FTP, Mail …  Gián tiếp  Các ứng dụng riêng lẻ  Bộ chuyển hướng: xử lý văn bản, máy in mạng, ổ đĩa mạng… Mạng máy tính và Internet - 2004 174 Bộ chuyển hướng  Làm việc với hệ điều hành  Cho phép truy cập các tài nguyên từ xa thông qua tên trên máy cục bộ  Thí dụ  NetBEUI  Novell IPX/SPX  NFS (TCP/IP) Mạng máy tính và Internet - 2004 175 Ứng dụng Client/Server • Client là bên yêu cầu dịch vụ • Server là bên cung cấp dịch vụ cho các client Mạng máy tính và Internet - 2004 176 Ổ đĩa mạng • Bộ chuyển hướng ánh xạ ổ đĩa trên máy cục bộ với thư mục trên máy ở xa DỊCH VỤ TÊN MIỀN DOMAIN NAME SERVICES Mạng máy tính và Internet - 2004 178 DNS: nhớ tên thay vì địa chỉ IP Mạng máy tính và Internet - 2004 179 Chức năng  Lưu trữ và liên kết các thông tin liên quan đến tên miền.  Chuyển đổi tên miền (tên của máy tính) sang địa chỉ IP.  Quản lý danh sách các máy chủ chuyển thư điện tử cho từng miền. Mạng máy tính và Internet - 2004 180 Hệ thống quản lý tên miền  DNS server là một máy trên mạng có nhiệm vụ quản lý tên miền và đáp ứng các yêu cầu của client  Có nhiều DNS server liên kết với nhau, chia sẻ và quản lý truy vấn đến CSDL tên miền  CSDL tên miền có cấu trúc phân cấp Mạng máy tính và Internet - 2004 181 Cấu trúc CSDL tên miền  Kiến trúc tên miền không bắt buộc các tên miền phải tuân theo quy cách đặt tên, tuy nhiên, chúng được quản lý một cách tập trung  cú pháp của tên không cho biết đối tượng được đặt tên là gì: ví dụ www.ptithcm.edu.vn là một máy tính, trong khi ptithcm.edu.vn lại là tên miền. Mạng máy tính và Internet - 2004 182 DNS: không gian tên miền vnn com edu gov com edu gov uk fr vn . Mạng máy tính và Internet - 2004 183 . DNS: Cơ sở dữ liệu tên miền vn com ctt www.ctt.com.vn 203.162.50.100 www 203.162.4.10 203.162.50.1 203.162.0.1 63.63.0.1 www – 203.162.50.100 mail – 203.162.50.101 Lab – 203.160.100.1 ctt – 203.162.50.1 aaa – 203.162.70.201 bbb – 203.160.9.7 com – 203.162.4.10 edu – 203.162.4.20 gov – 203.160.5.6 vn – 203.162.0.1 kr – 73.12.44.2 au – 20.60.6.56 Mạng máy tính và Internet - 2004 184 Nguyên tắc hoạt động của DNS Server  DNS server đáp trả các yêu cầu xác định địa chỉ hoặc tên miền.  theo nguyên tắc, mỗi một yêu cầu phải được thực hiện theo chiều từ trên xuống trong cấu trúc phân cấp của các DNS, tuy nhiên, làm như thế sẽ khiến cho đường truyền bị chiếm dụng rất nhiều.  mỗi một máy tính phân giải tên/địa chỉ (ví dụ: gateway, router) phải có khả năng liên lạc được với ít nhất một DNS.  Nếu một DNS không phân giải được một tên hoặc địa chỉ, nó sẽ chuyển địa chỉ ấy lên DNS ở mức cao hơn cho đến khi nào địa chỉ này được phân giải thì thôi. Mạng máy tính và Internet - 2004 185 DNS: phân giải tên www.yahoo.com vnn yahoo com vn . Địa chỉ của com server Địa chỉ của yahoo.com server Địa chỉ của www.yahoo.com Địa chỉ của www.yahoo.com Yêu cầu Trả lời Mạng máy tính và Internet - 2004 186 Mạng máy tính và Internet - 2004 187  ví dụ: yêu cầu truy cập đến www.cs.purdue.edu từ it- lab.ptithcm.edu.vn sẽ theo tiến trình như sau: vn  edu  purdue.edu  cs.purdue.edu Mạng máy tính và Internet - 2004 188 Ghi nhớ các yêu cầu DNS  để tối ưu thao tác tìm và phân giải tên miền, các DNS dùng cơ chế ghi nhớ (cache) tên trong từng yêu cầu gửi đến chúng.  khi có một yêu cầu về tên miền mới, DNS sẽ kiểm tra vùng nhớ (cache) của nó, nếu có thông tin về tên miền được yêu cầu, nó sẽ trả lời lại nhưng đồng thời đánh dấu thông tin này là “không được kiểm tra” – non-authoritative, nghĩa là thông tin về tên miền này có thể đã không còn phù hợp nữa. Mạng máy tính và Internet - 2004 189 Tìm tên miền trong hệ thống tên miền 1. Nếu có thông tin về tên miền được hỏi trong bảng thông tin tài nguyên mạng cục bộ, gửi trả lời về cho client. 2. Tìm DNS tốt nhất để hỏi thông tin. 3. Gửi các yêu cầu truy vấn tên miền cho các DNS này cho đến khi có thông tin phản hồi. 4. Phân tích thông tin phản hồi, có các trường hợp sau:  nếu có phần trả lời cho yêu cầu hoặc nó chỉ ra rằng tên hoặc địa chỉ đang yêu cầu là sai, DNS sẽ lưu thông tin này lại, đồng thời gửi phần trả lời lại cho client.  nếu thông tin phản hồi chỉ ra một DNS khác có thông tin tốt hơn về tên miền cần phân giải, DNS sẽ ghi nhớ thông tin này, sau đó quay lại bước 2. Mạng máy tính và Internet - 2004 190  nếu thông tin phản hồi mang một tên đại diện (CNAME) nhưng tên này chưa phải là tên cần phân giải, DNS sẽ ghi nhớ CNAME, lấy SNAME ở bản ghi CNAME tương ứng trong bảng thông tin tài nguyên mạng hiện hành làm tên đại diện rồi quay trở về bước 1.  nếu thông tin phản hồi cho biết server được hỏi bị hỏng hoặc có một thông tin không thích hợp, DNS sẽ xoá thông tin của server được hỏi trong danh sách thông tin mà mình quản lý rồi quay trở về bước 3. Mạng máy tính và Internet - 2004 191 Mạng máy tính và Internet - 2004 192 Tham khảo  RFC 1034 – Domain Names: Concepts and Facilities  RFC 1035 – Domain Names: Implementation and Specification  RFC 1591 – Domain Name System Structure and Delegation   Thư điện tử Mạng máy tính và Internet - 2004 194 Phân phối thư điện tử  Hệ thống nhận và phân phối thư điện tử (xem phần bài giảng về thư điện tử). SMTP User A (Sender) User B (Receipient) Mail server MSa Mail server MSb Internet SMTP POP3 POP3 SMTP SMTP Mạng máy tính và Internet - 2004 195 Phân tích một phiên gửi thư  Phiên gửi email giữa người gửi và SMTP server:  R: 220 USC-ISIF.ARPA Simple Mail Transfer Service Ready S: HELO LBL-UNIX.ARPA R: 250 USC-ISIF.ARPA S: MAIL FROM:mo@LBL-UNIX.ARPA R: 250 OK S: RCPT TO:fred@USC-ISIF.ARPA R: 251 User not local; will toward to Jones@USC-ISI.ARPA S: DATA R: 354 Start mail input; end with . S: Blah blah blah… S: …etc. etc. etc. S: . R: 250 OK S: QUIT R: 221 USC-ISIF.ARPA Service closing transmission channel Mạng máy tính và Internet - 2004 196 MX records  MX records được đưa vào bảng thông tin tài nguyên mạng trong DNS cho phép xác định tên máy sẽ nhận thư chuyển đi.  Tương ứng với một tên máy nhận thư, có thể có nhiều hướng chuyển thư, hệ thống sẽ lựa chọn các hướng chuyển có thể dựa vào tham số ưu tiên: giá trị ưu tiên càng nhỏ thì mức ưu tiên càng cao.  máy chuyển thư sẽ thử gửi thư trên các hướng theo thứ tự: nếu theo 1 hướng không thành công thì thử hướng gửi kế tiếp.  cách chuyển thư gián tiếp như thế này cho phép gửi thư được cả cho những mạng không dùng giao thức IP. Mạng máy tính và Internet - 2004 197 Ví dụ  Giả sử chúng ta có một bảng các MX record như sau: A.EXAMPLE.ORG IN MX 10 A.EXAMPLE.ORG A.EXAMPLE.ORG IN MX 15 B.EXAMPLE.ORG A.EXAMPLE.ORG IN MX 20 C.EXAMPLE.ORG A.EXAMPLE.ORG IN WKS 10.0.0.1 TCP SMTP B.EXAMPLE.ORG IN MX 0 B.EXAMPLE.ORG B.EXAMPLE.ORG IN MX 10 C.EXAMPLE.ORG B.EXAMPLE.ORG IN WKS 10.0.0.2 TCP SMTP C.EXAMPLE.ORG IN MX 0 C.EXAMPLE.ORG C.EXAMPLE.ORG IN MX 10.0.0.3 TCP SMTP D.EXAMPLE.ORG IN MX 0 D.EXAMPLE.ORG D.EXAMPLE.ORG IN MX 10 C.EXAMPLE.ORG D.EXAMPLE.ORG IN WKS 10.0.0.4 TCP SMTP  Trường WKS (Well-known Service) cho biết loại dịch vụ TCP/IP nào được hỗ trợ bởi giao thức nào. Ở đây chúng ta có dịch vụ gửi thư SMTP sẽ chạy trên IP Mạng máy tính và Internet - 2004 198 Ví dụ 1 Máy chủ SMTP tại D.EXAMPLE.ORG đang thực hiện gửi 1 thông điệp đến A.EXAMPLE.ORG  Trong bảng MX, từ yêu cầu trên chúng ta có thông tin là A.EXAMPLE.ORG có 3 MX record. Hơn nữa, trong cả 3 mục, đều không có D.EXAMPLE.ORG trong đó. Tuy nhiên, vì các mục đều cho biết có hỗ trợ SMTP (xem WKS), do đó phải xem xét cả 3 mục được cung cấp. Theo thứ tự ưu tiên, máy chủ SMPT trên buộc phải thử gửi thư tới A.EXAMPLE.ORG trước. Nếu không thực hiện được thì nó có thể (không nhất thiết) thử gửi tới B.EXAMPLE.ORG. Nếu cả B.EXAMPLE.ORG không trả lời thì nó có thể thử tiếp đến C.EXAMPLE.ORG. Mạng máy tính và Internet - 2004 199 Ví dụ 2 Máy chủ SMTP tại B.EXAMPLE.ORG đang thực hiện gửi 1 thông điệp đến A.EXAMPLE.ORG  Trong trường hợp này, chúng ta vẫn có 3 RR có liên quan đến A.EXAMPLE.ORG, nhưng trong trường hợp này, máy chủ gửi thư phải bỏ qua phần mục có thông tin của chính nó cũng như mục có chứa thông tin về C.EXAMPLE.ORG (do MX RR của C.EXAMPLE.ORG có mức ưu tiên cao hơn RR cho B.EXAMPLE.ORG). Và như thế, chỉ còn lại RR cho A.EXAMPLE.ORG, nghĩa là thông điệp sẽ chỉ được gửi trực tiếp đến A.EXAMPLE.ORG mà thôi. Mạng máy tính và Internet - 2004 200 Internet Control Message Protocol  ICMP được sử dụng để điều khiển việc đánh địa chỉ, dò tìm các máy tính láng giềng và quản lý thành viên nhóm trong mạng.  ICMP cũng có các thông báo lỗi và hỗ trợ cho việc phân tích tình trạng mạng.  ICMP được gửi đi theo định dạng gói tin IP chuẩn IP header ICMP types ICMP code CheckSum Body of ICMP message Mạng máy tính và Internet - 2004 201 Các thông điệp ICMP 1 Destination Unreachable Error Message 2 Packet Too Big Error Message 3 Time Exceeded Error Message 4 Parameter Problem Error Message 128 Echo Request Message 129 Echo Reply Message 130 Group Membership Query 131 Group Membership Report 132 Group Membership Termination 133 Router Solicitation 134 Router Advertisement 135 Neighbour Solicitation 136 Neighbour Advertisement 137 Redirect Message Mạng máy tính và Internet - 2004 202  lỗi destination unreachable xảy ra trong trường hợp không có kết nối thực đến máy, hoặc do kết nối đang yêu cầu bị cấm bởi quản trị mạng, hoặc không được phép thực hiện thao tác định tuyến, hoặc địa chỉ máy không có thực.  trong IPV6, nếu việc chia nhỏ gói tin (fragmentation) không được phép, thì trong trường hợp các kết nối mạng trên đường truyền không hỗ trợ cho các gói tin có kích thước xác định sẽ dẫn đến lỗi packet too big.  mỗi một gói tin có thời hạn sống (time-to-live), nếu TTL đã hết thì thông báo lỗi Time Exceeded sẽ được trả về.  các chức năng hỏi/đáp trong trình ping cho phép từ một máy tính có thể kiểm tra sự tồn tại của một máy tính khác.  group membership được sử dụng trong các ứng dụng theo cơ chế multicasting. Mạng máy tính và Internet - 2004 203 Tìm đường trên Internet Mạng máy tính và Internet - 2004 204 Tìm đường  ARP cho phép tìm các máy tính trong cùng một mạng con. Trong một số trường hợp, chúng ta cần thực hiện kết nối trực tiếp đến một máy tính ở các mạng khác.  ICMP cho phép thông báo sự hiện diện của một router trên mạng qua các thông số max hop và reachability timeout (nếu máy không nhận được các phản hồi thích hợp trong thời gian quy định, có thể suy ra rằng mạng có vấn đề)  các máy tính trên mạng cũng có thể gửi các yêu cầu tìm định tuyến (router solicitation) lên mạng, và sẽ có một router trực tiếp trả lời yêu cầu này Mạng máy tính và Internet - 2004 205 Mạng máy tính và Internet - 2004 206 Mạng máy tính và Internet - 2004 207 Chuyển hướng  trong trường hợp trên, qua thông tin thông báo hiện diện của router, sẽ có một định tuyến đến site D qua router bên trái, đây là tuyến không hiệu quả left router right router Site D Mạng máy tính và Internet - 2004 208  router bên trái được chỉ định và cài đặt cơ chế phát hiện vấn đề nêu trên và điều chỉnh lại thông tin định tuyến sau khi gửi đi gói tin đầu tiên, router này sẽ gửi thông báo chuyển hướng (redirect) sang router bên phải cho máy gửi tin để báo việc gửi tin phải được thực hiện sang router bên phải. AN TOÀN MẠNG An toàn mạng Mật mã và chứng thực Các hình thức tấn công trên mạng TCP có thực sự an toàn không? An ninh mạng máy tính Mạng máy tính và Internet - 2004 210 An toàn mạng máy tính  1. Giữ bí mật  “Nếu chúng ta không nói cho ai biết các số điện thoại truy cập thì sẽ không có các xâm nhập qua các số điện thoại này”  nhân viên trong cơ quan đều biết các số điện thoại này.  các hacker có thể thử tất cả các số có thể.  2. Thiết lập cơ cấu kiểm tra và lọc tin  “Chúng tôi thiết lập các cơ chế lọc gói tin ngay tại các gateway, không cho phép các truy cập telnet hay ftp” Mạng máy tính và Internet - 2004 211  nếu có một modem trong cơ quan cho phép kết nối từ bên ngoài thì sao?  cơ chế lọc tin có đảm bảo cho tất cả các trường hợp không?  3. Mã hóa  “Chúng tôi mã hoá mọi thông tin”  Nếu thông tin là có giá trị thì việc sử dụng hệ thống máy tính mạnh, đắt tiền để bẻ khóa là hoàn toàn có thể xảy ra.  nếu khoá mật mã bị mất ở đâu đó thì sao?  giải mã sẽ mất nhiều thời gian và công sức, gây khó khăn nhất định cho công việc chung. Mạng máy tính và Internet - 2004 212  4. Giải pháp chung  giải pháp hiệu quả nhất thường đơn giản và có thể để người ngoài đánh giá.  các giải pháp đòi hỏi một chi phí nhất định.  đòi hỏi sự đóng góp nỗ lực của nhiều người.  Tài liệu tham khảo:  William Stallings. Ph.D. Network and internetwork security Principles and Practice. Prentice Hall, 1995. Mạng máy tính và Internet - 2004 213 Chứng nhận (Authentication) password Level 0 password One way function Level 1 password identity One way function Level 2 password identity timestamp Encryption Level 3 Mạng máy tính và Internet - 2004 214 One way functions  Các hàm này được đưa ra nhằm mục đích “xáo trộn” thông tin đầu vào sao cho thông tin đầu ra không thể được phục hồi thành thông tin ban đầu.  Hàm exclusive-OR (XOR): C = b1 b2 b3 …… bn  tuy nhiên hàm XOR có thể bị bẻ khóa dễ dàng. Mạng máy tính và Internet - 2004 215 Thuật toán “Tiêu hoá” MD5  dùng cho chứng nhận thông tin đòi hỏi tính bảo mật cao.  làm thế nào chúng ta biết được thông tin gửi đến không bị thay đổi? message MD5 digest MD5 = ? Mạng máy tính và Internet - 2004 216  thông điệp được gửi cùng với bản bị “tiêu hóa”. Tại nơi nhận, thông điệp bị “tiêu hoá” một lần nữa và sau đó, được so sánh với bản “tiêu hóa” nhận được. Nếu hai bản không trùng nhau, nghĩa là thông điệp nhận được đã bị thay đổi.  MD5 lấy các khối tin 128bit và chia khối này thành 3 từ 32bit  các từ 32bit được xử lý tiếp như sau: F(X,Y,Z) = X · Y + X’ · Z G(X,Y,Z) = X · Z + Y · Z’ H(X,Y,Z) = X Å Y Å Z I(X,Y,Z) = Y Å (X + Z’)  với các phép toán logic AND (·) OR (+) NOT (’) và XOR (Å)  kết quả sau đó được đưa qua bảng chân trị 64bit. Bảng này được tạo từ hàm sin. Mạng máy tính và Internet - 2004 217 Trao đổi khoá  giả sử George muốn liên lạc với Fred: hai người tạo ra các số ngẫu nhiên riêng A và B, cùng quy định sử dụng một hàm modulo β và số α.  sau đó George tính và gửi kết quả sau αA (mod β)  tương tự, Fred cũng tính và gửi kết quả αB (mod β)  George biết được A và αB (mod β) nên có thể tính αAB (mod β) và Fred cũng thực hiện tương tự với B và αA (mod β). Kết quả nhận được sẽ được dùng như là chìa khóa mật mã chung giữa George và Fred. Mạng máy tính và Internet - 2004 218 Mã hóa (encryption)  thông tin ban đầu (plaintext) cần được thay đổi (mật mã hoá - encryption) thành thông tin được mã hoá (cyphertext).  một cơ chế mật mã bằng khóa mật mã được sử dụng để mật mã hoá thông tin. Encryption engine plaintext cyphertext Mạng máy tính và Internet - 2004 219  sau đó, cơ chế giải mã (decryption) bằng khóa giải mã sẽ giải mã thông tin mã hoá thành thông tin ban đầu.  nếu khóa mật mã và khoá giải mã giống nhau thì đây là hệ thống mật mã dùng khoá đối xứng (symmetric key). Ngoài ra còn có hệ thống mật mã dùng khóa không đối xứng (asymmetric key)  Mã hoá DES – Data Encryption System là hệ thống mật mã dùng khoá đối xứng. Hệ thống mật mã PGP – Pretty Good Privacy dùng khóa không đối xứng.  bài toán an toàn cho hệ thống mật mã dùng khóa đối xứng là làm thế nào để gửi khoá giải mã cho người nhận thông tin (bằng đường bưu điện? email hoặc điện thoại thì không an toàn). Mạng máy tính và Internet - 2004 220 DES và các thuật toán cùng loại  DES là mã hoá theo khối, đọc vào các khối thông tin nguồn có chiều dài 64bit. DES dùng khóa có chiều dài 64bit (trong đó có 8bit kiểm tra chẵn lẻ - parity bit)  DES được xây dựng theo yêu cầu của Văn phòng quốc gia về chuẩn của Mỹ (National Bureau of Standards, sau này được gọi là NIST), được đưa vào sử dụng năm 1978 và được duyệt lại mỗi 5 năm một lần (lần cuối cùng là vào năm 1993).  IDEA mã hoá giống như của DES, sử dụng các phép toán XOR, cộng và nhân giá trị tuyệt đối, khóa 128bit.  Skipjack: Mạng máy tính và Internet - 2004 221 Mức độ an toàn của DES  Wiener[1994] đưa ra một ước lượng cho thấy một hệ thống bẻ khóa DES có giá 1M có thể tìm được khóa DES trong vòng 7 giờ, và hệ thống được xây dựng với giá thành thấp hơn (100K) có thể tìm được khóa DES trong 70 giờ. Mạng máy tính và Internet - 2004 222 Mã hoá khóa công khai  hệ thống mật mã hoá khóa đối xứng đòi hỏi hai bên gửi và nhận thông tin phải thực hiện trao đổi khoá chung trước khi liên lạc.  số lượng khoá cần phát sinh cho mỗi cặp như thế sẽ rất nhiều (n2).  hệ thống mật mã hóa khóa công khai (public key encryption) là mô hình mật mã hoá trong đó khóa mật mã (encryption key) được công khai, nhưng khóa giải mã (decryption key) lại được giữ kín. Mạng máy tính và Internet - 2004 223  thuật toán mã hoá khoá công khai RSA lấy tên viết tắt của những người phát minh ra nó: Rivest, Shamir và Adleman.  tính an toàn của RSA có được là do sự khó khăn khi thực hiện phép phân tích thừa số các số lớn. user A plaintext cyphertext plaintext user B encryption algorithm decryption algorithm B’s public key B’s private key Mạng máy tính và Internet - 2004 224 RSA  chọn hai số nguyên tố p và q. Tính n = pq, φ(n) = (p-1)(q-1).  chọn một số nguyên d ngẫu nhiên, 1<d<φ(n), nguyên tố cùng nhau với φ(n), và tính số e thỏa mãn: ed = kφ(n) + 1 hay: ed ≡ 1 mod φ(n)  Public key: (e,n) và private key: (d,n).  Mật mã hóa: với khối tin nguồn P <n, thông tin được mã hoá (C) theo công thức: C = Pe (mod n).  Giải mã: P = Cd (mod n) Mạng máy tính và Internet - 2004 225 Tấn công vào hệ thống mã hoá  Sử dụng các thông điệp đã biết nội dung và bản mã hoá của chúng, từ đó suy ra khoá mật mã.  Đánh lừa hệ thống và thu nhận những thông tin phản hồi có chọn lựa.  Tìm kiếm vét cạn: thử tất cả các trường hợp. Đòi hỏi hệ thống máy tính rất mạnh.  … Mạng máy tính và Internet - 2004 226 Đánh giá hệ thống mã hoá  Một số hệ thống mã hoá không đủ mạnh:  các phương pháp mã hóa văn bản trong các chương trình soạn thảo văn bản (vd: MSWord) đã bị phá vỡ. Thậm chí còn có các công ty nhận bẻ khóa các tài liệu như vậy (với mục đích phục hồi tài liệu).  Hệ thống mã hoá an toàn được đánh giá trên các yếu tố sau:  dựa vào mức độ bí mật và an toàn của khóa chứ không phải là giữ bí mật thuật toán mã hoá. Các hệ thống mã hóa tốt nhất đều được quảng bá rộng rãi.  miền tồn tại của khóa lớn. Ví dụ: DES có khóa với kích thước 256, hệ thống mã hoá Dolphin có khóa 10109. Mạng máy tính và Internet - 2004 227  tạo ra được các bản mã hoá có tính ngẫu nhiên, loại trừ được các phép thử thống kê cũng như không làm xuất hiện các dấu vết cho phép dò được khoá. Mạng máy tính và Internet - 2004 228 Tấn công và bảo vệ mạng  Một số hình thức tấn công vào mạng Interruption Interception Modification Eavesdropping Double Masquerade Masquerade Mạng máy tính và Internet - 2004 229  interruption có thể được thực hiện bằng các làm hỏng thiết bị mạng. Cách này có thể thực hiện “hiệu quả” hơn nếu chỉ làm thiết bị bị chập chờn vào những thời điểm quan trọng nhất.  interception là phương pháp thu thập thông tin, đặc biệt hiệu quả cho việc bẻ khóa thông tin.  modification thường được dùng nhằm mục đích nắm được quyền truy cập hệ thống. Người ta có thể dùng phương pháp truyền lại (replay) ghi lại một thông tin chọn trước (login script) rồi sau đó phát lại thông tin đến hệ thống.  masquerade rất hiệu quả khi muốn truy nhập hệ thống, ví dụ: ngừơi xâm nhập giả làm một hệ thống phân phối qua đó xâm nhập vào hệ thống của nơi nhận. Mạng máy tính và Internet - 2004 230  double masquerade: người xâm nhập giả làm đối tác của cả hai bên.  passive monitoring (theo dõi thụ động) kết hợp với phân tích tình hình và hoạt động của đối phương. Ví dụ: nếu giữa bộ phận nghiên cứu, sản xuất và bán hàng đột nhiên tăng tần suất liên lạc, có thể suy ra rằng một sản phẩm mới sắp được đưa ra. Mạng máy tính và Internet - 2004 231 Bảo vệ mạng  Trong khi có rất nhiều hình thức tấn công vào mạng máy tính, thì các biện pháp phòng chống lại khá tập trung.  cơ chế bảo vệ dựa trên địa chỉ mạng cung cấp giải pháp hạn chế và không đủ mạnh vì các máy tính có thể được thay đổi địa chỉ và giả địa chỉ của máy tính khác.  dùng các gateway cho hệ thống nhằm tập trung các mối kết nối mạng và kiểm soát hạn chế được các truy cập từ bên ngoài.  sử dụng “bức tường lửa” (firewall), kết hợp với các phương pháp phát hiện xâm nhập Mạng máy tính và Internet - 2004 232 TCP/IP có an toàn không?  Giả địa chỉ IP:  một kết nối TCP được thiết lập dựa vào các địa chỉ IP. Các địa chỉ IP có thể bị thay đổi.  Thay đổi định tuyến  người xâm nhập có thể gửi các thông điệp ICMP (Internet Control Message Protocol) thông báo rằng một host nào đó không thể liên lạc được (unreachable) mặc dù host này vẫn hoạt động bình thường, kết quả là định tuyến liên lạc sẽ bị thay đổi.  có thể gửi các thông điệp chuyển hướng (redirect), hướng các luồng thông tin về máy của người xâm nhập thay vì về một máy tính định trước. Mạng máy tính và Internet - 2004 233  các thông điệp RIP giả có thể được dùng để thay đổi thông tin định tuyến.  các máy tính có thể xác định đường đi trên mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 234 TCP/IP có an toàn không?  Tấn công bằng mail.  Khai thác yếu điểm của hệ thống.  Tạo các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DOS) làm tê liệt hoạt động mạng.  Virus lây lan qua mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 235 Tài liệu tham khảo  D. Comer. Internetworking with TCP/IP Vol. 1 Principles, Protocols and Architecture. Prentice-Hall.  Stephen Thomas. Ipng and TCP/IP Protocols. Wiley.  William Stallings, Ph.D. Network and Internetwork Security Principles and Practice. Prentice-Hall. 1995.  Stephen Northcutt. Network Intrusion Detection: An Analyst’s Handbook. New Riders. 1999 Mạng máy tính và Internet - 2004 236  RFC  RFC 900, RFC 997: Addressing Definitions  RFC 1009: gateway handling of IP datagrams  RFC 1124: rule formulation for routing.  RFC 768: UDP  RFC 793: TCP  RFC 813: TCP window management  RFC 898: congestion control  RFC 1058: RIP specification  RFC 920: DNS operation  RFC 974: electronic mail Mobile IP Mobile IP là gì? Hoạt động của mô hình Mobile IP Mạng máy tính và Internet - 2004 238 Mobile IP  Cho phép các máy tính di chuyển trong khi vẫn kết nối đến mạng  ứng dụng: cho các máy tính xách tay, máy tính cầm tay, các thiết bị thông tin di động có thể truy cập internet…  một máy tính muốn tồn tại trên mạng và liên lạc được với các máy tính khác trên mạng (TCP/IP), máy tính đó buộc phải có một địa chỉ IP không thay đổi it nhất là trong một phiên kết nối.  Khi di chuyển sang mạng khác, máy tính buộc phải đăng ký một địa chỉ IP mới do mạng nơi đến quản lý.  Dữ liệu truyền đến cho máy ở địa chỉ IP cố định (địa chỉ thường trú) không chuyển tiếp đến cho máy ở địa chỉ tạm trú. Mạng máy tính và Internet - 2004 239  mobile IP cho phép các máy tính di động được trong mạng mà vẫn giữ được liên lạc bằng cách đưa ra mô hình liên lạc qua 2 địa chỉ cho mỗi máy: địa chỉ IP của máy ở mạng thường trú (home address) và địa chỉ IP ở mạng tạm trú (care-of-address)  Khi máy tính di chuyển đến một mạng khác, nó phải thực hiện đăng ký với mạng nơi đến để có địa chỉ tạm trú và báo địa chỉ này với mạng ở nhà qua một máy trung gian (home agent).  nếu có một gói tin gửi đến máy di động theo địa chỉ ở mạng thường trú, các máy trung gian (home agent và foreign agent) sẽ nhận gói tin này rồi chuyển đến máy theo địa chỉ tạm trú đã được đăng ký. Ngược lại, máy trung gian tại mạng tạm trú chịu trách nhiệm chuyển gói tin từ máy di động lên mạng. Mạng máy tính và Internet - 2004 240 Mobile IP M (A physical home network for mobile host) Global Internet (Home agent for a virtual home network) Subnet N Subnet P Subnet L HA HA = home agent FA = foreign agent HA FA C FA D Mobile Node Mobile Node Source: Mobile IP: Design principles and practices. Charles E.Perkins Mạng máy tính và Internet - 2004 241  để tránh việc phải thay đổi giao thức TCP sẵn có, người ta dùng cơ chế đường ống IP (IP tunneling) thiết lập giữa home agent - HA và care-of-address (COA): HA chuyển các gói tin gửi cho MH qua đường hầm IP đến COA. Tại đầu kia, các gói tin sẽ được chuyến tiếp đến MH.  Cơ chế IP lồng nhau (IP within IP) được sử dụng trong IP tunneling. (RFC2003) HA COM 4 or 55 X MH ? payload Src Dest Proto Src Dest Proto Mạng máy tính và Internet - 2004 242 Triangle routing  Triangle routing causes long delays in signaling and traffic. Global internet IP host HA FA MN Mạng máy tính và Internet - 2004 243  cần phải có cơ chế chứng nhận xác thực MH với HA  dùng cơ chế đánh dấu thời gian đăng ký (timestamp)  dùng các bộ phát sinh số giả ngẫu nhiên đồng bộ ở MH và HA.  Tài liệu tham khảo  C. Perkins. “IP Mobility Support”. IETF RFC 2002, Oct 1996. Mạng máy tính và Internet - 2004 244 Kết thúc