Chng 5 Thit lp mng Cc khi nim

Chương 5: Thiết lập mạng Các khái niệm mạng cơ bản

Mục đích bài học n n n Tìm hiểu về mô hình tham chiếu OSI Tìm hiểu về mô hình mạng IEEE 802 và các chuẩn liên quan Tìm hiểu về mô hình lớp trong OSI, mối quan hệ của các lớp với phần mềm và phần cứng mạng Các khái niệm mạng cơ bản 2

Các mô hình mạng OSI và 802 n n Mô hình tạo khung để phân loại các khái niệm và hoạt động mạng Liên kết hệ thống mở (OSI) là mô hình thành công nhất, phổ biến nhất ¨ Do n Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đề xuất Mô hình mạng IEEE 802 là một tập các tiêu chuẩn mạng ¨ Bao gồm các kiểu mạng và mở, cho phép thêm các thành phần mới Các khái niệm mạng cơ bản 3

Vai trò mô hình tham chiếu n n Mạng được xây dựng theo một khung thông thường Hoạt động của mô hình được làm rõ bằng cách chi tiết các đặc điểm và chức năng vào từng lớp Dễ hiểu Giúp đỡ cho việc tương thích giữa các thành phần Các khái niệm mạng cơ bản 4

Mô hình tham chiếu OSI n n Là một cách tốt để mô tả mạng Chia nhỏ hoạt động mạng theo các tác vụ liên quan Mỗi nhóm các tác vụ liên quan này được xem như một lớp Mỗi tác vụ có thể xử lý riêng, độc lập Các khái niệm mạng cơ bản 5

Tìm hiểu về các lớp n n n Phân lớp để làm rõ các hoạt động mạng Phân nhóm các tác vụ và yêu cầu liên quan Mô hình OSI đưa ra khung tham chiếu để ¨ Làm rõ khái niệm mạng ¨ Giải thích về hoạt động mạng Các khái niệm mạng cơ bản 6

Cấu trúc mô hình OSI n Dựa vào truyền thông mạng, mô hình OSI được chia làm 7 tầng ¨ Application: tầng ứng dụng ¨ Presentation: tầng trình diễn ¨ Session: tầng phiên ¨ Transport: tầng giao vận ¨ Network: tầng mạng ¨ Data Link: tầng liên kết ¨ Physical: tầng vật lý Các khái niệm mạng cơ bản 7

7 tầng trong mô hình OSI Ứng dụng Trình diễn Phiên Giao vận Mạng Liên kết dữ liệu Vật lý Hình 5 -1 7 tầng trong mô hình OSI Các khái niệm mạng cơ bản 8

Cấu trúc mô hình OSI n n Mỗi máy tính cần có một bộ các giao thức để truy cập mạng Các giao thức thông thường : ¨ ¨ ¨ Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange (IPX/SPX) Net. BIOS Enhanced User Interface (Net. BEUI) Apple. Talk Systems Network Architecture (SNA) Các khái niệm mạng cơ bản 9

Cấu trúc mô hình OSI tiếp theo n n Giao thức cùng với drivers tạo nên sự truy cập mạng Mỗi tầng trong mô hình OSI liên lạc và và tương tác với các tầng trên và ngay dưới nó Mỗi tầng phải tự đảm nhiệm việc trao đổi dữ liệu Trước khi truyền xuống (tầng kế tiếp), mỗi tầng phải thêm các trường thông tin vào gói dữ liệu, khi truyền ngược lên các tầng phải bỏ đi phần thông tin này Các khái niệm mạng cơ bản 10

Cấu trúc mô hình tham chiếu OSI (tiếp theo) n n Đường biên giao diện phân chia các tầng Từng tầng chỉ trao đổi với các tầng liền kề “Lớp ngang hàng” mô tả sự trao đổi thông tin trên cùng tầng ở 2 máy gửi và nhận Xem hình 5 -2 Các khái niệm mạng cơ bản 11

Quan hệ giữa các tầng trong mô hình OSI Máy A Máy B Ứng dụng Trình diễn Phiên Liên kết ảo Giao vận Mạng Liên kết DL Vật lý Hình 5 -2 Quan hệ giữa các tầng Các khái niệm mạng cơ bản 12

Cấu trúc mô hình tham chiếu OSI n Dữ liệu được chia thành gói, gọi là PDU, khi chúng được chuyển vào stack ¨ PDU viết tắt Protocol Data Unit, Packet Data Unit, hoặc Payload Data Unit n PDU là cấu trúc dữ liệu lồng từ tầng này sang tầng khác ¨ Tại thời điểm truyền, mỗi tầng phải thêm các thông tin vào địa chỉ đặc biệt trên PDU, gọi là header ¨ Thêm thông tin vào PDU được gọi là đóng gói dữ liệu ¨ Tại thời điểm nhận, các tầng phải lược đi phần thông tin này Các khái niệm mạng cơ bản 13

Tầng ứng dụng n n n Là tầng 7, tầng trên cùng trong mô hình OSI Cung cấp truy cập mạng Gồm các ứng dụng để người dùng truy cập các dịch vụ mạng: Chuyển file ¨ Dịch vụ email ¨ Truy xuất, kết nối CSDL ¨ n n n Khôi phụ lỗi PDU tại tầng ứng dụng và 2 tầng kế tiếp được xem như dữ liệu (chưa phải thêm thông tin vào header) Các giao thức trong tầng này gồm: FTP, HTTP, và các thành phần mềm như: Client for Microsoft Networks Các khái niệm mạng cơ bản 14

Tầng trình diễn n n n Tầng 6, quản lý định dạng dữ liệu và chuyển đổi giao thức Chuyển đổi dữ liệu xuất ra dạng dữ liệu chung Mã hoá và giải mã dữ liệu Điều khiển tập ký tự và các lệnh đồ hoạ Nén dữ liệu Chứa phần mềm Redirector để định hướng các yêu cầu dịch vụ được truyền trên mạng Các thành phần mềm chạy trong tầng trình diễn được xây dựng để phục vụ cho tẩng Ứng dụng Các khái niệm mạng cơ bản 15

Tầng phiên n n n Tầng 5, thực hiện đóng và mở các phiên làm việc Trao đổi dữ liệu và tin nhắn Giám sát số hiệu phiên làm việc và bảo mật ¨ Tìm kiếm tên và người đăng nhập hoặc thoát khỏi hệ thống Đồng bộ dịch vụ tại 2 phía truyền (máy tính) Quyết định bên được truyền, thời điểm truyền, và thời gian truyền dữ liệu Truyền các tin nhắn để duy trì các kết nối cũ đã mở trước đó Tầng phiên cũng quản lý một số chức năng thông thường trong mạng Các khái niệm mạng cơ bản 16

Tầng giao vận n n n Tầng 4, vận chuyển dữ liệu từ nơi truyền đến nơi nhận Chia nhỏ các gói dữ liệu lớn thành các gói dữ liệu Kiểm tra lỗi Ghép các gói dữ liệu nhỏ trên máy nhận Kiểm soát luồng dữ liệu PDU tại tầng giao vận gọi là segment Các thành phần trong tầng bao gồm: TCP nằm trong bộ giao thức TCP/IP và SPX nằm trong bộ giao thức IPX/SPX Các khái niệm mạng cơ bản 17

Tầng mạng n n n n Tầng 3, gắn địa chỉ vào các gói dữ liệu Dịch địa chỉ logic sang địa chỉ vật lý mạng Định tuyến đường truyền dữ liệu Quản lý quá trình chuyển mạch gói, định tuyến, và kiểm soát các xung đột Chia nhỏ các segment của tầng 4 thành các PDU nhỏ gọi là các gói tin (packet) khi truyền. Ghép các gói tin khi nhận Các thành phần mềm gồm: IP trong TCP/IP và IPX trong IPX/SPX Bộ định tuyến Router làm việc tại tầng này Các khái niệm mạng cơ bản 18

Tầng liên kết dữ liệu n n Tầng 2, tạo các khung dữ liệu và chuyển xuống tầng 1 Trên máy nhận, lấy dữ liệu thô từ tầng 1 và đóng gói thành các khung dữ liệu Khung dữ liệu là đơn vị dữ liệu cơ bản truyền trong mạng ¨ Hình 5 -3 mô tả định dạng của một khung dữ liệu ¨ n n Dùng phương pháp soát lỗi Cyclic Redundancy Check (CRC) để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu Phát hiện và loại bỏ các khung dữ liệu lỗi PDU tại tầng này gọi là frame (khung dữ liệu) Tại tầng này, thành phần mềm là các driver cho NIC; phần cứng là card mạng và switches Các khái niệm mạng cơ bản 19

Khung dữ liệu Địa chỉ đích Bit điều khiển Máy gửi CRC Dữ liệu Hình 5 -3 Khung dữ liệu Các khái niệm mạng cơ bản 20

Tầng vật lý n n n Tầng 1, chuyển các bits dữ liệu sang tín hiệu và ngược lại Quản lý giao diện với phương tiện truyền thông trong máy tính Điều khiển driver và giao diện mạng trong truyền dữ liệu Thiết lập thời gian và chuyển đổi tín hiệu qua các thiết bị truyền thông Diễn dịch và bảo vệ dữ liệu để truyền đến máy nhận Các thành phần gồm: dây cáp và đầu nối sử dụng trên bộ lặp Repeater và Hub Các khái niệm mạng cơ bản 21

Bảng chức năng Bảng 5 -1 Tầng Chức năng Ứng dụng Truyền thông tin từ chương trình đến chương trình Trình diễn Quản lý định dạng dữ liệu và hiển thị mã chuyển đổi Phiên Thiết lập, duy trì và phối hợp liên kết Giao vận Đảm bảo việc truyền dữ liệu chính xác Mạng Định tuyến và quản lý truyền tin nhắn Liên kết dữ liệu mã hoá, đánh địa chỉ và truyền tin Vật lý Quản lý kết nối, gửi nhận tín hiệu Các khái niệm mạng cơ bản 22

Đặc tả mạng IEEE 802 n n Được tổ chức IEEE đưa ra để định nghĩa mạng LAN chuẩn trong dự án Project 802 Thiết lập các chuẩn để đảm bảo tính tương thích giữa các giao diện mạng và cáp của các nhà sản xuất khác nhau Tập trung vào các thiết bị vật lý: NIC, cáp, đầu nối, và các công nghệ tín hiệu khác Tập trung vào 2 tầng trong mô hình OSI: tầng vật lý và liên kết dữ liệu Các khái niệm mạng cơ bản 23

Đặc tả IEEE 802 n n Project 802 bao gồm các chuẩn được đánh số từ 802. 1 đến 802. 20 Xem chi tiết trên website http: //www. ieee. org/ Các khái niệm mạng cơ bản 24

Mở rộng IEEE 802 cho mô hình tham chiếu OSI n n Đặc tả IEEE 802 mở rộng mô hình OSI tại tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu Chia tầng liên kết dữ liệu thành 2 tầng con ¨ Logic Link Control (LLC): khắc phục lỗi và kiểm soát luồng ¨ Media Access Control (MAC): kiểm soát truy cập n Xem hình 5 -4 Các khái niệm mạng cơ bản 25

Chuẩn IEEE 802 Ứng dụng Trình diễn Phiên Giao vận Mạng Liên kết dữ liệu Vật lý Hình 5 -4 Tầng liên kết dữ liệu được chia thành 2 tầng con Các khái niệm mạng cơ bản 26

IEEE 802 mở rộng n n IEEE 802. 2 gồm 2 tầng con trong tầng liên kết dữ liệu Tầng con Logical Link Control (LLC) ¨ Định nghĩa các điểm giao diện logic, gọi là các điểm truy cập dịch vụ (SAPs) và truyền thông tin từ tầng LLC tới tầng cao hơn trong OSI; phát hiện và sửa lỗi n Tầng con Media Access Control (MAC) ¨ Trao đổi với NIC để lấy các địa chỉ vật lý từ PROM; thực hiện truyền dữ liệu n Xem mô tả trong hình 5 -5 Các khái niệm mạng cơ bản 27

Các đặc tả IEEE 802. x ánh xạ với mô hình tham chiếu OSI Kiểm soát liên kết logic (LLC) 802. 1 Quản lý mô hình OSI và mạng Kiểm soát truy cập Hình 5 -5 Đặc tả IEEE. x ánh xạ trong mô hình tham chiếu OSI Các khái niệm mạng cơ bản 28

Tóm tắt chương n n n Mô hình OSI IEEE Project 802 định ra khung cho mô hình mạng và đặc tả các hành vi, chức năng cho các tầng 2 mô hình chỉ rõ các xử lý phức tạp, các hoạt động gồm quá trình truyền và nhận dữ liệu trong mạng Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng có mục đích và hoạt động riêng Các khái niệm mạng cơ bản 29

Tóm tắt chương (tiếp) n n n Các tầng trong mô hình OSI bao gồm: vật lý, liên kết dữ liệu, mạng, giao vận, phiên, trình diễn, và ứng dụng Phần lớn các thiết bị mạng như Hub, Switch đều làm việc tại một trong các tầng này Các tầng đồng thời cũng mô tả đặc điểm và chức năng của các thiết bị này Các khái niệm mạng cơ bản 30

Tóm tắt chương (tiếp) n n n IEEE 802 chi tiết thêm chức năng của tầng vật lý và liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu được chia thành 2 tầng con: Logical Link Control (LLC) and Media Access Control (MAC) Các tầng con này đồng thời quản lý truy cập, địa chỉ, kiểm soát luồng (chức năng của MAC) và sửa lỗi, truyền các khung dữ liệu giữa các máy tính (chức năng của LLC) Các khái niệm mạng cơ bản 31