Đồ án Tìm hiểu kỹ thuật Megan và ứng dụng

ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU KỸ THUẬT

MEGANVÀ ỨNG DỤNG

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ CÁC CÔNG

NGHỆ MẠNG

1.1. Khái niệm về mạng máy tính

1.1.1. Mạng máy tính là gì

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường

truyền theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin

qua lại với nhau.

Đường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng

để chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu

điện tử đó biểu hiện các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on-off). Tất

cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ.

Tuỳ theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để

truyền các tín hiệu. Ở đây đường truyền được kết nối có thể là cáp xoắn đôi, cáp

đồng trục, cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến… Các đường truyền dữ liệu

tạo nên cấu trúc của mạng. Hai khái niệm đường truyền và cấu trúc là những đặc

trưng cơ bản của mạng máy tính.

Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu chia sẻ và dùng chung dữ liệu.

Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với

nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, CD ROM… điều này

gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho

phép các khả năng:

+ Sử dụng chung các công cụ tiện ích.

+ Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung.

+ Tăng độ tin cậy của hệ thống.

+ Trao đổi thông điệp, hình ảnh.

+ Dùng chung các thiết bị ngoại vi ( máy in, vẽ, Fax, modem…)

+ Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

1.1.2. Phân biệt các loại mạng

1.1.2.1. Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong

liên kết mạng

Có hai phương thức chủ yếu dó là điểm - điểm và điểm - nhiều điểm.

- Với phương thức “điểm - điểm”, các đường truyền riêng biệt được thiết

lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận trực

tiếp dữ liệu mà nó nhận được sau đó chuyển trực tiếp dữ liệu đi cho một máy khác

để dữ liệu đó đạt tới đích.

- Với phương thức “điểm - nhiều điểm”, tất cả các trạm phân chia chung

một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp

nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để

mỗi máy tính căn cưa vào đó kiểm tra xem dữ lieu đó có phải dành cho mình

không nếu đúng thì nhận nếu không thì bỏ qua.

1.1.2.2. Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý

- GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau.

Thông thường kết nối này thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.

- WAN (Wide Area Network) mạng diện rộng, kết nối máy tính trong mạng

nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường

các kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN được kết nối

với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.

- MAN (Metrôpolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi

thành phố. Kết nối này 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 trăm mét. Kết nối được thực hiện

thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao. Ví dụ như cáp đồng trục thay

bằng cáp quang. Lan thường được sử dụng trong nội bộ các công ty, cơ quan hay

tổ chức… Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.

- PAN ( Personal Area Network) mạng cá nhân, được triển khai trong phạm

vi rất hẹp (ví dụ trong phạm vi bán kính vài met). Thông thường, chúng ta ít quan

tâm đến mô hình mạng này đối với các hệ thống mạng hữu tuyến. Tuy nhiên, đây

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

lại là một mô hình mạng khá phổ biến trong hệ thống mạng không dây ( ví dụ

mạng sử dụng IrDA, Bluetooth)

Hình 1-1: Mô hình chung của các mạng cơ bản

1.1.2.3. Phân loại mạng máy tính theo topology

- Mạng dạng sao (Star topology) Ở dạng sao, tất cả các trạm được nối vào

một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến

trạm đích với phương thức kết nối là “điểm - điểm”.

Hình 1-2: Mạng dạng sao

- Mạng dạng tuyến (Bus Topology) Trong dạng tuyến, các máy tính đều

được nối vào dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai

đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối

để kết thúc đường truyền tại đây). Mối trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ

T (T_connector) hay một bộ thu phát (transceiver).

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Hình 1-3: Mạng dạng tuyến

- Mạng dạng vòng (Ring Topology) Các máy tính được nối với nhau thành

một vòng tròn theo phương thức “điểm -điểm”, qua đó mỗi một trạm có thể nhận

và truyền dữ liệu được truyền theo từng gói một.

Hình 1-4: Mạng dạng vòng

- Mạng dạng kết hợp: trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta

có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh

của mỗi dạng.

1.1.2.4. Phân loại mạng theo chức năng

- Mạng Client – Server: một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp

các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Printer server… Các máy tính

để cung cấp các dịch vụ được gọi là Server, còn các máy tính truy cập và sử dụng

dịch vụ thì được gọi là client.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Network

server program

chạy trên server

client program

Hình 1-5: Mạng client-server

- Mạng ngang hàng (peer-to-peer) các máy tính trong mạng có thể hoạt

động vừa như một client vừa như một Server, tức là hoạt động như nhau

Hình 1-6: Mạng ngang hàng

- Mạng kết hợp: Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức

năng Client-Server và Peer-to-Peer.

1.1.2.5. Phân loại mạng cục bộ và mạng diện rộng

Mạng cục bộ và mạng diện rộng có thể được phân biệt bởi: địa phương

hoạt động, tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền, chủ quản của mạng,

đường đi của thông tin trên mạng, dạng chuyển giao thông tin.



Địa phương hoạt động: liên quan đến khu vực địa lý thì mạng cục bộ sẽ là

mạng liên kết các máy tính nằm ở trong một khu vực nhỏ. Khu vực có thể bao gồm

một toà nhà hay một khu nhà… Điều đó hạn chế bởi khoảng cách đường dây cáp

được dùng để liên kết các máy tính của mạng cục bộ (Hạn chế đó còn là hạn chế

của khả năng kỹ thuật của đường truyền dữ liệu). Ngược lại mạng diện rộng là

mạng có khả năng liên kết các máy tính trong một vùng rộng lớn như là một thành

phố, một miền, một đất nước, mạng diện rộng được xây dựng để nối hai hay nhiều

khu vực địa lý riêng biệt.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Tốc độ truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền: Do các đường cáp của



mạng cục bộ được xây dựng trong một khu vực nhỏ cho nên nó bị ảnh hưởng bởi

tác động của thiên nhiên (như sấm chớp, ánh sáng…). Điều đó cho phép mạng cục

bộ có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao mà chỉ chịu một tỷ lệ nhỏ. Ngược lại với

mạng diện rộng do phải truyền ở những khoảng cách khá xa với những đường

truyền dẫn dài có khi lên tới hàng ngàn km. Do vậy mạng diện rộng không thể

truyền với tốc độ quá cao và khi đó tỷ lệ lỗi sẽ trở nên khó chấp nhận được.

Mạng cục bộ thường có tốc độ truyền dữ liệu từ 4 đến 16Mbps và đạt tới

100 Mbps nếu dùng cáp quang. Còn phần lớn các mạng diện rộng cung cấp đường

truyền có tốc độ thấp hơn nhiều như T1 với 1.544 Mbps hay E1 với 2.048 Mbps.

Thông thường trong mạng cục bộ tỷ lệ lỗi trong truyền dữ liệu vào khoảng

1/10⁷-10⁸còn trong mạng diện rộng thì tỷ lệ vào khoảng 1/10⁶-10⁷



Chủ quản và điều hành mạng: Do sự phức tạp trong xây dựng và quản lý

duy trì các đường truyền dẫn nên khi xây dựng mạng diện rộng người ta thường sử

dụng các đường truyền được thuê từ các công ty viễn thông hay các nhà cung cấp

dịch vụ truyền số liệu. Tuỳ theo cấu trúc của mạng những đường truyền đó thuộc

cơ quan quản lý khác nhau như các nhà cung cấp đường truyền nội hạt, liên tỉnh,

liên quốc gia. Các đường truyền đó phải tuân thủ các quy định của chính phủ các

khu vực có đường dây đi qua như: tốc độ việc mã hoá.

Còn đối với mạng cục bộ thì công việc đơn giản hơn nhiều, khi một cơ quan

cài đặt mạng cục bộ thì toàn bộ mạng sẽ thuộc quyền quản lý của cơ quan đó.



Đường đi của thông tin trên mạng: Trong mạng cục bộ thông tin thường

được đi theo con đường xác định bởi cấu trúc của mạng. Khi người ta cấu trúc của

mạng thì thông tin sẽ luôn luôn đi theo cấu trúc đã xác định đó. Còn với mạng diện

rộng dữ liệu cấu trúc có thể phức tạp hơn nhiều do việc sử dụng các dịch vụ truyền

dữ liệu. trong quá trình hoạt độngcác điểm nút có thể thay đổi các đường đi của

thông tin khi phát hiện ra có trục trặc trên đường truyền hay khi phát hiện có quá

nhiều thông tin cần truyền giữa hai điểm nút nào đó. Trên mạng diện rộng thông

tin có thể có các con đường đi khác nhau, điều đó cho phép có thể sử dụng tối đa

các năng lực của đường truyền hay nâng cao điều kiện an toàn trong truyền dữ liệu.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Dạng chuyển giao thông tin: Phần lớn các mạng diện rộng hiện nay được



phát triển cho việc truyền đồng thời trên đường truyền nhiều dạng thông tin khác

nhau như video, tiếng nói, dữ liệu… Trong khi đó các mạng cục bộ chủ yếu trong

việc truyền dữ liệu thông thường. Điều này có thể giải thích do việc truyền các

dạng thông tin trong một khu vực nhỏ ít được quan tâm hơn như khi truyền qua

những khoảng rộng lớn.



Phương thức truyền thông:

- Mạng LAN chủ yếu sử dụng công nghệ Ethernet, Token Ring, ATM.

- Mạng WAN sử dụng nhiều công nghệ như: Chuyển mạch vòng, chuyển

mạch gói, chuyển mạch khung, ATM…

1.1.3. Mô hình mạng- Mô hình tham chiếu OSI 7 lớp (Open Systems

Interconnection).

Ở thời kỳ đầu của công nghệ nối mạng, việc gửi và nhận dữ liệu ngang qua

mạng thường gây nhầm lẫn do các công ty lớn như IBM, Honeywell và Digital

Equipment Corporation tự đề ra những tiêu chuẫn cho hoạt động kết nối máy tính.

Năm 1984, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế -ISO (International Standard

Organization) chính thức đưa ra mô hình OSI (Open Systems Interconnect) là tập

hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành cho việc kết nối các thiết bị

không cùng chủng loại.

Mô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm những hoạt động,

thiết bị và giao thức mạng khác nhau.

Hình 1-7: Mô hình OSI 7 tầng

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

1.1.3.1 Các giao thức trong mô hình OSI

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có

liên kết (connection-oriented) và giao thức không liên kết (connectionless).

-

Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết

lập liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.

Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết

-

logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.

Như vậy với giao thức có liên kết, quá trình truuyền thông phải gồm 3 giai đoạn

phân biệt:

-

Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương

lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữ liệu).

Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với cơ chế kiểm soát và quản lý kèm

-

theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt hợp dữ liệu…) để tăng cường

hiệu quả và độ tin cậy của việc truyền dữ liệu.

-

Huỷ bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống dã được cấp phát

cho liên kết để dùng liên kết khác.

Đối với giao thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn truyền dữ

liệu mà thôi.

Gói tin của giao thức: gói tin (Packet) được biểu hiện như là một đơn vị

thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính.

Những thông điệp trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo dạng thành các

gói tin của nguồn máy. Và những gói tin này khi đích sẽ được kết hợp lại thành

thông điệp ban đầu. Một gói tin có thể chứa dựng các yêu cầu phục vụ, các thông

tin điều khiển và dữ liệu.

Trên mô hình mạng phân tầng mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng là nhận

dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược lại.

Chức năng này thực chất là gắn thêm và gở bỏ phần đầu (header) đối với các gói

tin trước khi chuyển nó đi. Nói cách khác, từng gói tin bao gồm phần đầu (header)

và phần dữ liệu. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm phần đầu đề

khác và được xem như là gói tin của tầng mới, công việc trên được tiếp diễn cho

đến khi gói tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Tại bên nhận các gói tin được gở bỏ phần đầu trên từng phần tương ứng

và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mô hình phân tầng nào.

1.1.3.2. Các chức năng chủ yếu từng tầng của mô hình OSI



Tầng vật lý (Physical)

Tầng vật lý (Physical) là tầng dưới cùng của mô hình OSI. Nó mô tả các

đặc trưng vật lý của mạng: Các loại cáp được dùng để nối các thiết bị, các loại đầu

nối được dùng, các dây cáp có thể dài bao nhiêu… Mặt khác các tầng vật lý cung

cấp các đặc trưng điện của các tín hiệu được truyền, để khi chuyển dữ liệu trên cáp

từ một máy này đến máy khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện, tốc độ cáp truyền

dẫn.

Tầng vật lý không qui định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài các

giá trị nhị phân 0 và 1. Ở các tầng cao hơn của mô hình OSI ý nghĩa của các bit

được truyền ở tầng vật lý sẽ được xác định.

Ví dụ: Tiêu chuẩn Ethernet cho cáp xoắn đôi 10 baseT định rõ các đặc

trưng diện của cáp xoắn đôi, kích thước và các dạng của các đầu nối, độ dài tối đa

của cáp.

Khác với các tầng khác, tầng vật lý là không có gói tin riêng và do vậy

không có phần đầu (header) chứa thông tin điều khiển. Dữ liệu đi theo dòng bit.

Một giao thức tầng vật lý tồn tại giữa các tầng vật lý để quy định về phương thức

truyền (đồng bộ, phi đồng bộ), tốc độ truyền.



Tầng liên kết dữ liệu (data link)

Tầng liên kết dữ liệu là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho các bit được

truyền trên mạng. Tầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích

thước, địa chỉ gửi và nhận của mỗi gói tin được gửi đi. Nó phải xác định quy chế

truy nhập thông tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa

đến cho người nhận đã định.

Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trên cách kết nối của

máy tính, đó là phương thức “điểm - điểm” và phương thức “điểm - nhiều điểm”.

Với phương thức “điểm - nhiều điểm” tất cả các máy tính phân chia nhau một

đường truyền vật lý.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm

bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin có

lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thông báo cho nơi

gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.

Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm 2 loại chính là các giao thức

hướng ký tự và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng

dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã chuẩn nào đó (như ASCII hay

EBCDIC). Trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng cấu trúc nhị phân để xây

dựng các phần tử của giao thức và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận từng bit

một.



Tầng mạng (Network)

Tầng mạng nhắm đến việc kết nối các mạng với nhau bằng cách tìm đường

(routing) cho các gói tin từ một mạng này đến một mạng khác. Nó xác định việc

chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói này có thể đi qua nhiều

chặn đường trước khi đến được đích cuối cùng. Nó luôn tìm các tuyến truyền thông

không tắc nghẽn để đưa các gói tin đến đích.

Tầng mạng cung cấp các phương tiện để truyền các gói tin qua mạng, thậm

chí qua một mạng của mạng (netword of network). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng

với nhiều kiểu mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. Hai

chức năng chủ yếu của tầng mạng là chọn đường (routing) và chuyển tiếp

(replaying). Tầng mạng là tầng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác

nhau như mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải tìm một bộ tìm đường

(quy định bởi 2 tầng mạng) để chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác và

ngược lại.

Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet – switch network) gồm tập hợp

các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu. Các gói dữ liệu

được truyền từ một hệ thống dữ liệu mở tới một hệ thống mở khác trên mạng phải

được chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đường vào

(incoming link) ròi chuyển tiếp nó tới một đường ra (outgoing link) hướng đến

đích của dữ liệu. Như vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiện các chức năng

chọn đường và chuyển tiếp.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Việc chọn đường là việc lựa chọn một con đường để truyền một đơn vị dữ

liệu từ trạm nguồn tới trạm đích của nó. Một kỹ thuật chọn đường phải thực hiện 2

chức năng chính sau đây:

- Quyết định chọn đường tối ưu dựa trên các thông tin đã có về mạng tại

thời điểm đó thông qua những tiêu chuẩn tối ưu nhất định.

- Cập nhật các thông tin về mạng, tức là thông tin dùng cho việc chọn

đường. Trên mạng luôn có sợ thay đổi thường xuyên nên việc cập nhật là việc cần

thiết.

Người ta có hai phương pháp cho việc chọn đường là phương pháp xử lý tập

trung và xử lý tại chỗ.

- Phương pháp chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi sự tồn tại của

một hoặc vài trung tâm điều khiển mạng. Chúng thực hiện việc lập ra các bảng

đường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đó gửi các bảng chọn đường tới

từng nút dọc theo con đường đã dược chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng cần

dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập và được cất giữa tại trung tâm điều

khiễn mạng.

- Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ đợc đặc trưng bởi việc chọn đường

được thực hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng thời điểm, mỗi nút phải duy trì

các thông tin của mạng và tự xây dựng bảng chọn đường cho mình. Như vậy các

thông tin tổng thể của nút cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập và được cất

giữ tại mỗi nút.

Thông thường các thông tin được đo lường và sử dụng cho việc chọn đường

bao gồm:

+ Trạng thái của đường truyền.

+ Thời gian trễ khi truyền trên mỗi đường dẫn.

+ Mức độ lưu thông trên mỗi đường.

- Các tài nguyên khả dụng của mạng.

Khi có sự thay đổi của mạng (ví dụ thay đổi về cấu trúc của mạng do sự cố

tại một vài nút, phục hồi của một nút mạng, nối thêm một nút mới… hoặc thay đổi

về mức độ lưu thông) các thông tin trên cần được cập nhập vào các cơ sở dữ liệu

về trạng thái của mạng.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Tầng vận chuyển (Transport)



Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và các

tầng trên. Nó là tầng cao nhất có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa

các hệ thống mở. Nó cùng các tầng dưới cung cấp cho người sử dụng các phục vụ

vận chuyển.

Tầng vận chuyển (transport layer) là tầng cơ sở mà ở đó một máy tính của

mạng chia sẽ thông tin với một máy tính khác. Tầng vận chuyển đồng nhất mỗi

trạm bằng một địa chỉ duy nhất và quản lý sự kết nối giữa các trạm. Tầng vận

chuyển cũng chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ trước khi gửi đi. Thông

thường tầng vận chuyển đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng

thứ tự.

Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn

trong truyền dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản

chất của tầng mạng.



Tầng giao dịch (Session)

Tầng giao dịch thiết lập “các giao dịch” giữa các trạm trên mạng, nó đặt tên

nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại với nhau và lập ánh xạ giữa các tên

với địa chỉ của chúng. Một giao dịch phải được thiết lập trước khi dữ liệu được

truyền trên mạng, tầng giao dịch đảm bảo cho các giao dịch được thiết lập và duy

trì theo đúng quy định.

Tầng giao dịch còn cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để

quản trị các giao dịch ứng dụng của họ, cụ thể là:

- Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và

giải phóng (một cách logic) các phiên (hay còn gọi là các hội thoại – dialogues)

- Cung cấp các điểm đồng bộ để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu.

- Áp đặt các qui tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng

.

- Cung cấp cơ chế “lần lượt” (nắm quyền) trong quá trình trao đỗi dữ liệu.

Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nẩy sinh vấn đề: hai

người sử dụng luân phiên phải “lấy lượt” để truyền dữ liệu. Tầng giao dịch duy trì

tương tác luân phiên bằng cách báo cho mỗi người sử dụng khi đến lượt họ được

truyền dữ liệu. Vấn đề đồng bộ hoá trong tầng giao dịch cũng được thực hiện như

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

cơ chế kiểm tra/phục hồi, dịch vụ này cho phép người sử dụng xác định các điểm

đồng bộ hoá trong dòng dữ liệu đang chuyển vận và khi cần thiết có thể khôi phục

việc hội thoại bắt đầu từ một trong các điểm đó.

Ở một thời điểm chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các

dịch vụ nhất định của tầng giao dịch. Việc phân bố các quyền này thông qua việc

trao đổi thẻ bài (token).

Tầng giao dịch có các hàm cơ bản sau:

- Give Token cho phép người sử dụng chuyển một token cho một người sử

dụng khác của một liên kết giao dịch.

- Please Token cho phép một người sử dụng chưa có token có thể yêu cầu

token đó.

- Give Control dùng để chuyển tất cả các token từ một người sử dụng sang

một người sử dụng khác.



Tầng thể hiện (Presentation)

Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có

thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau. Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng

dụng nguồn và dạng biểu điễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do ứng

dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác nhau. Tầng thể hiện phải chịu

trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gởi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang

một loại biểu diễn khác. Để đạt được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn

chung dùng để truyền thông và cho phép chuyển đổi từ dạng cục bộ sang biểu diễn

chung và ngược lại.

Tầng thể hiện cũng có thể được dung kỹ thuật mã hoá để xáo trộn các dữ

liệu trước khi được truyền đi và giải mã ở đầu đến để bảo mật. Ngoài ra tầng thể

hiện cũng có thể dùng các kỹ thuật nén sao cho chỉ cần một ít byte dữ liệu để thể

hiện thông tin khi nó được truyền ở trên mạng. Ở đầu nhận, tầng trình bày bung trở

lại để được dỡ liệu ban đầu.



Tầng ứng dụng (Application)

Tầng ứng dụng là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác định giao diện

giữa người sử dụng và môi trường OSI và giải quyết các kỹ thuật mà các chương

trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Tóm tắt bằng sơ đồ như sau:

Application

Presentation

Session

Dat

Presentation

Session

segment

Transport

Network

Data Link

Physical

Transport

Network

Dat

packet

frame

Dat

Data Link

Physical

10010111001011010010110101011110

Hình 1-8: Giao tiếp qua mô hình 7 lớp

1.1.3.3. Bộ giao thức TCP/IP

TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng

nhất với nhau. Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ

cũng như trên mạng internet toàn cầu.

TCP/IP được xem như giản lược của mô hình OSI với bốn tầng như sau:

- Tầng liên kết mạng (Network Access Layer)

- Tầng internet (Internet layer)

- Tầng giao vận (Host-to-Host Transport Layer)

- Tầng ứng dụng (Application Layer)

Applications

Transport

Applications

TCP/UDP

Internetwork

IP

ICMP

ARP/RARP

Network

Interlace

Hardware

Interlace and

Hardware

and

Hình 1-9: Kiến trúc TCP/IP

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Tầng liên kết



Tầng liên kết (còn gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng liên kết mạng) là

tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP, bao gồm các thiết bị giao tiếp mạng và

chương trình cung cấp các thông tin cần thiết để có thể hoạt động, truy cập được

truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó.



Tầng Internet

Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình truyền gói tin trên

mạng. Các giao thức của tầng này bao gồm: IP (Internet Protocol), IMCP (Internet

Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Message Protocol).



Tầng giao vận

Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa 2 trạm thực hiện ứng dụng của tầng

trên. Tầng này có 2 giao thức chính: TCP (Transmission Control Protocol) và UDP

(User Datagram Protocol)

TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa 2 trạm, nó sử dụng cơ chế như

chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thước thích hợp cho

tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thơig gian time-out để đảm bảo

bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi. Do tầng này đảm bảo tính tin cậy, tầng

trên sẽ không cần quan tâm đến nữa.

UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng. Nó chỉ gửi các

gói dữ liệu từ trạm này tới trạm kia mà không cần đảm bảo các gói tin đến được tới

đích. Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi tầng trên.



Tầng ứng dụng

Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến

trình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dụng để truy cập mạng. Có rất nhiều

ứng dụng được cung cấp trong tầng này, mà phổ biến là telnet: sử dụng trong việc

truy cập mạng từ xa, FTP (file transfer protocol): dịch vụ truyền tệp, Email: dịch

vụ thư tín điện tử, WWW (worlk wide web).

Cũng tương tự như trong mô hình OSI, khi truyền dữ liệu, quá tiến hành từ

tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào một thông tin điều

khiển được gọi là phần header. Khi nhận dữ liệu thì

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Hình 1-10: Mô hình giao tiếp TCP/IP

quá trình xảy ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua mỗi

tầng thì phần header tương ứng được lấy đi và đến khi đến tầng trên cùng thì phần

dữ liệu không còn phần header nữa.

- Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream.

- Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dưới gọi là

TCP segment.

- Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là IP datagram.

- Trong tầng liên kết, dữ liệu được truyền đi gọi là frame.

TCP/IP với OSI: mỗi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng OSI.

Bảng sau ghi rõ mối tương quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP với OSI

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

OSI

TCP/IP

Physical layer và Data link layer

Network layer

Data link layer

Internet layer

Transport layer

Session layer, Presentation layer, Application layer

Application layer

Bảng 1-1: So sánh OSI và TCP/IP

Sự khác nhau giữa TCP/IP và OSI chỉ là:

- Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3 tầng trên của mô

hình OSI.

- Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độ tin cậy

của việc truyền tin như ở trong tầng giao vận của mô hình OSI mà cho phép thêm

một lựa chọn khác là UDP.

1.2. Các công nghệ mạng hiện tại

1.2.1. Công nghệ WAN

Wide Area Networks – WAN, là mạng được thiết lập để liên kết đến các

máy tính của hai hay nhiều khu vực khác nhau, ở khoảng cách xa về mặt địa lý,

như giữa các quận trong thành phố hay giữa các thành phố trong một quốc gia. Đặc

tính này chỉ có tính chất ước lệ, nó càng trở nên khó xác định với việc phát triển

mạnh của công nghệ truyền dẫn không phụ thuộc vào khoảng cách. Tuy nhiên việc

kết nối khoảng cách xa buộc WAN phải phụ thuộc vào nhiều yếu tố : giải thông

và chi phí cho giải thông, chủ quản của mạng, đường đi của thông tin trên mạng.

WAN có thể kết nối thành mạng riêng của tổ chức, hay có thể phải kết nối

qua nhiều hạ tầng mạng công cộng và của các công ty viễn thông khác nhau

WAN có thể dùng đường truyền có giải thông thay đổi trong khoảng cách

rất lớn từ 56Kbps đến T1 với 1.544 Mbpsh hay E1 với 2.048 Mbps….và đến

Gigabit- là các đường trục nối các quốc gia hay châu lục.

Do sự phức tạp trong việc xây dựng, quản lý, duy trì các đường truyền dẫn

nên khi xây dựng WAN người ta thường sử dụng các đường truyền được thuê từ hạ

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

tầng viễn thông công cộng, và từ các công ty viễn thông hay từ các nhà cung cấp

dịch vụ truyền số liệu

Phần lớn các WAN hiện nay được phát triển cho việc truyền đồng thời trên

đường truyền nhiều dạng thông tin khác nhau như : video, tiếng nói, dữ

liệu…nhằm làm giảm chi phí dịch vụ

Các công nghệ kết nối WAN thường liên quan đến 3 tầng đầu trong mô hình

OSI. Đó là tầng vật lý liên (physical) quan đến các chuẩn giao tiếp WAN, tầng liên

kết dữ liệu (Data link) liên quan đến các giao thức truyền thông của WAN, và một

số giao thức WAN liên quan đến tầng mạng

Khi sử dụng công nghệ này ta cần chú ý đến 3 yếu tố : Môi trường, các yêu

cầu kỷ thuật, an ninh an toàn

1.2.2. Công nghệ X.25

Được CCITT ( Consultative Committee for International Telephony and

Telegraphy ) uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và điện báo công bố lần đầu tiên

vào 1970 lúc lĩnh vực viễn thông lần đầu tiên tham gia vào thế giới truyền dữ liệu

với các đặc tính:

X25 cung cấp quy trình kiểm soát luồng giữa các đầu cuối đem lại chất

lượng đường truyền cao cho dù chất lượng đương dây truyền không cao.

X25 được thiết kế cho cả truyền thông chuyển mạch lẫn truyền thông kiểu

điễm nối điểm.

Được quan tâm và tham gia nhanh chóng trên toàn cầu.

Trong X25 có chức năng dồn kênh (multiplexing) đối với liên kết logic

(virtual circuits) chỉ làm nhiệm vụ kiểm soát lỗi cho các frame đi qua. Điều này

làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp các thủ tục giữa hai tầng kề nhau, dẫn

đến thông lượng bị hạn chế do tổng phí xử lý mỗi gói tin tăng lên. X25 kiểm tra lỗi

tại mỗi nút trước khi truyền tiếp, điều này làm cho đường truyền chó chất lượng rất

cao gần như phi lỗi. Tuy nhiên do vậy khối lượng tích toán tại mỗi nút khá lớn, đối

với những đường truyền của những năm 1970 thì điều đó là cần thiết nhưng hiện

nay khi kỹ thuật truyền dẫn đã đạt được những tiến bộ rất cao thì việc đó trở nên

lãng phí

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

1.2.3. Công nghệ Frame Relay

Fram-relay bắt đầu được đưa ra như tiêu chuẩn của một trong những giao

thức truyền số liệu từ năm 1984 trong hội nghị của tổ chức liên minh viễn thông

thế giới ITU-T( lúc đó gọi là CCITT – Consultative Committee for International

Telegraph and telephone ) và cũng được viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ ANSY(

American National Standard Institute) đưa ra thành tiêu chuẩn ANSY vào năm đó.

Mục tiêu chính của Frame-relay cũng giống như nhiều tiêu chuẩn khác,

đó là tạo ra một giao diện chuẩn để kết nối thiết bị của các nhà sản xuất thiết bị

khác nhau, giữa người dùng và mạng UNI (User to Network Interface). Frame-

relay thiết kế nhằm cung cấp dịch vụ chuyển khung nhanh cho các ứng dụng số

liệu tương tự như X.25 hay ATM

Khuôn dạng

Bảng 1-2: Khuôn dạng gói dữ liệu Frame-relay

Frame-relay làm việc ở tầng Liên kết nhưng cũng phải giải quyết vấ đề

này để đảm bảo khả năng lưu chuyển thông tin

Frame relay không chỉ là một kỹ thuật mà còn là thể hiện một phương

pháp tổ chức mới. Với nguyên lý là truyền mạch gói nhưng các thao tác kiểm soát

giữa các đầu cuối giảm đáng kể Kỹ thuật Frame Relay cho phép thông luợng tối đa

đạt tới 2Mbps và hiện nay nó đang cung cấp các giải pháp để tương nối các mạng

cục bộ LAN trong một kiến trúc xương sống tạo nên môi trường cho ứng dụng

multimedia.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

1.2.4. Integrated Services Digital Network (ISDN)

ISDN là một loại mạng viễn thông số tích hợp đa dịch vụ cho phép sử dụng

cùng một lúc nhiều dịch vụ trên cùng một đường dây điện thoại thông thường. Với

cơ sở điện thoại cố định hiện có, ISDN là giải pháp cho phép truyền dẫn thoại, dữ

liệu và hình ảnh tốc độ cao. Người dùng cũng một lúc có thể truy cập WAN và gọi

điện thoại, fax mà chỉ cấn một đường dây điện thoại duy nhất, thay vì 3 đường nếu

dùng theo kiểu thông thường. Kết nối ISDN có tốc độ và chất lượng cao hơn hẳn

dịch vụ kết nối theo kiểu quay số qua mạng điện thoại thường (PSTN). Tốc độ truy

cập WAN có thể lên đến 128 Kbps nếu sử dụng đường ISDN 2 (2B+D) kênh và

tương đương 2.048 Mbps nếu sử dụng ISDN 30 kênh (30B+D)

ISDN kết nối thông qua các thiết bị kết nối như ISDN Adapter hay ISDN

router

ISDN có đặc tính là được chia thành 2 loại kênh khác nhau : Kênh dữ liệu

(Data Channel), tên kỹ thuật là B Channel, hoạt động ở tốc độ 64 Kbps và kênh

kiểm soát (Control channel), tên kỷ thuật là D channel, hoạt động ở 16 Kbps (Bisic

rate) và 64 Kbps (Primary rate). Dữ liệu của người dùng sẽ được truyền trên các B

channel, và dữ liệu tín hiệu được truyền qua D channel. Đường ISDN có hai tốc độ

cơ bản là residential basic rate và commercial primary rate. Basic rate ISDN hoạt

động với B channel 64 Kbps và một D channel16 Kbps qua đường thoại thông

thường, cung cấp băng thông dữ liệu là 128 Kbps. Trong khi đó Primary rate hoạt

động với 23 B channel 64 Kbps và một D channel 64 Kbps qua đường T1, cung

cấp băng thông 1472 Kbps. Primary rate đưa ra đường truyền quay số tốc độ cao,

cần thiết cho các tổ chức lớn

1.2.5. Asynchronous Transfer Mode (ATM) Switching

Hiện nay kỹ thuật Cell Relay dựa trên phương thức truyền thông không

đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lượng hàng trăm Mbps. Đơn vị dữ liệu

dùng trong ATM được gọi là tế bào (cell). Các tế bào trong ATM có độ dài cố định

là 53 bytes, trong đó 5 bytes dành cho phần chứa thông tin điều khiển (cell header)

và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trên.

Trong kỹ thuật ATM, các tế bào chứa các kiểu dữ liệu khác nhau được ghép kênh

tới một đường dẫn chung được gọi là đường dẫn ảo (virtual path). Trong đường

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

dẫn ảo đó có thể gồm nhiều kênh ảo (virtual chanell) khác nhau, mỗi kênh ảo được

sử dụng bởi một ứng dung nào đó tại một thời điểm.

ATM đã kết hợp những đặc tính tốt nhất của dạng chuyển mạch liên tục

và dạng chuyển mạch gói, nó có thể kết hợp dải thông linh hoạt và khả năng

chuyển tiếp cao tốc và có khả năng quản lý đồng thời dữ liệu số, tiếng nói, hình

ành và multimedia tương tác.

Mục tiêu của kỹ thuật ATM là nhằm cung cấp một mạng dồn kênh, và

chuyển mạch tốc độ cao, độ trễ nhỏ dáp ứng cho các dạng truyền thông đa phương

tiện (multimecdia)

Chuyển mạch cell cần thiết cho việc cung cấp các kết nối đòi hỏi băng

thông cao, tình trạng tắt nghẽn thấp, hổ trợ cho lớp dịch vụ tích hợp lưu thông dữ

liệu âm thanh hình ảnh. Đặc tính tốc độ cao là đặc tính nổi bật nhất của ATM.

ATM sử dụng cơ cấu chuyển mạch đặc biệt: ma trận nhị phân các thành

tố chuyển mạch (a matrix of binary switching elements) để vận hành lưu thông.

Khả năng vô hướng (scalability) là một đặc tính của cơ cấu chuyển mạch ATM.

Đặc tính này tương phản trực tiếp với những gì diễn ra khi các trạm cuối được

thêm vào một thiết bị liên mạng như router. Các router có năng suất tổng cố định

được chia cho các trạm cuối có kết nối với chúng. Khi số lượng trạm cuối gia tăng,

năng suất của router tương thích cho trạm cuối thu nhỏ lại. Khi cơ cấu ATM mở

rộng, mỗi thiết bị thu trạm cuối, bằng con đường của chính nó đi qua bộ chuyển

mạch bằng cách cho mỗi trạm cuối băng thông chỉ định. Băng thông rộng được chỉ

định của ATM với đặc tính có thể xác nhận khiến nó trở thành một kỹ thuật tuyệt

hảo dùng cho bất kỳ nơi nào trong mạng cục bộ của doanh nghiệp.

Như tên gọi của nó chỉ rõ, kỹ thuật ATM sử dụng phương pháp truyền

không đồng bộ (asynchronouns) các tề bào từ nguồn tới đích của chúng. Trong khi

đó, ở tầng vật lý người ta có thể sử dụng các kỹ thuật truyền thông đồng bộ như

SDH (hoặc SONET).

Nhận thức được vị trí chưa thể thay thế được (ít nhất cho đến những năm

đầu của thế kỷ 21) của kỹ thuật ATM, hầu hết các hãng khổng lồ về máy tính và

truyền thông như IBM, ATT, Digital, Hewlett - Packard, Cisco Systems,

Cabletron, Bay Network,... đều đang quan tâm đặc biệt đến dòng sản phẩm hướng

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

đến ATM của mình để tung ra thị trường. Có thể kể ra đây một số sản phẩm đó

như DEC 900 Multiwitch, IBM 8250 hub, Cisco 7000 rounter, Cablectron, ATM

module for MMAC hub.

Nhìn chung thị trường ATM sôi động do nhu cầu thực sự của các ứng

dụng đa phương tiện. Sự nhập cuộc ngày một đông của các hãng sản xuất đã làm

giảm đáng kể giá bán của các sản phẩm loại này, từ đó càng mở rộng thêm thị

trường. Ngay ở Việt Nam, các dự án lớn về mạng tin học đều đã được thiết kế với

hạ tầng chấp nhận được với công nghệ ATM trong tương lai.

1.2.6. Internet protocol (IP)

Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ

giao thức TCP/IP. Mục đích của bộ giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năng

kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. IP là giao thức cung cấp

dịch vụ phân phát datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy nghĩa là

không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu, không đảm bảo

rằng IP datagram sẽ tới đích và không duy trì bất kỳ thông tin nào về những

datagram đã gởi đi. Khuôn dạng dữ liệu dùng trong IP được thể hiện ở hình vẽ

dưới đây

Bảng 1-3: Khuôn dạng dữ liệu dùng trong IP

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Hình 1-11: Kiến trúc của địa chỉ IP (Ipv4)

Địa chỉ IP (IPv4) có độ dài 32 bit và được tách được 4 vùng, mỗi vùng (

mỗi vùng 1 byte) thường được biểu diễn dưới dạng thập phân và được cách nhau

bởi dấu chấm(.). Ví dụ 192.168.0.1

Địa chỉ IP (IPv4) được chia thành 5 lớp A, B, C, D, E trong đó 3 lớp địa chỉ

A, B, C được dùng để cấp phát. Các lớp này được phân biệt bởi các bit đầu tiên

trong địa chỉ

Lớp A(0) cho phép định danh tới 126 mạng tối đa 16 triệu trạm trên mỗi

mạng. Lớp này thường được dùng cho cácmạng có số trạm cực lớn và rất khó được

cấp. Lớp B(10) cho phép định danh tới 19384 mạng với tối đa 65534 trạm trên mỗi

mạng. Lớp địa chỉ này phù hợp với nhiều yêu cầu nên được cấp phát nhiều nên

hiện nay đã trở nên khan hiếm.

Lớp C(110) cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 trạm trên

mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có ít trạm

Bảng1-4: Các lớp địa chỉ Internet

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

Ngoài ra còn một số địa chỉ được quy định dùng riêng (private address). Các

địa chỉ này chỉ có ý nghĩa trong mạng của từng tổ chức nhất định mà không được

định tuyến trên Internet. Việc sử dụng các địa chỉ này không cần phải xin cấp phép

Ví dụ : 192.168.0.0 – 192.168.255.255

1.2.7. Routing Information protocol (RIP)

Routing Information Protocol (RIP) là giao thức định tuyến vector khoảng

cách (Distance Vector Protocol) xuất hiện sớm nhất. Nó suất hiện vào năm 1970

bởi Xerox như là một phần của bộ giao thức Xerox Networking Services (XNS).

Một điều kỳ lạ là RIP được chấp nhận rộng rải trước khi có một chuẩn chính thức

được xuất bản. Mãi đến năm 1988 RIP mới được chính thức ban bố trong

RFC1058 bởi Charles Hedrick. RIP được sử dụng rộng rãi do tính chất đơn giản và

tiện dụng của nó.

RIP là giao thức định tuyến vector khoảng cách điển hình, là nó đều đặn gửi

toàn bộ routing table ra tất cả các active interface đều đặn theo chu kỳ là 30 giây.

RIP chỉ sử dụng metric là hop count để tính ra tuyến đường tốt nhất tới remote

network. Thuật toán mà RIP sử dụng để xây dựng nên routing table là Bellman-

Ford.

IP RIP được mô tả chi tiết trong 2 văn bản. Văn bản đầu tiên là RFC1058 và

văn bản thứ 2 là Tiêu chuẩn Internet (STD)56.

RIP được phát triển trong nhiều năm bắt đầu từ phiên bản 1 (RIPv1)

RIP chỉ là giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ cho đến phiên bản 2(RIPv2)

RIP trở thành giao thức định tuyến không theo lớp địa chỉ.

RIPv2 có những ưu điểm hơn như sau:

+ Cung cấp thêm nhiều thông tin định tuyến hơn

+ Có cơ chế xác minh giữa các router khi cập nhật để bảo mật cho bảng

định tuyến.

+ Có hỗ trợ VLSM(variable Length Subnet Masking-Subnet mask có

chiều dài khác nhau).

RIP tránh định tuyến lặp vòng đếm đến vô hạn bằng cách giới hạn số lượng

hop tối đa cho phép từ máy gửi đến máy nhận, số lượng hop tối đa cho mỗi con

đường là 15. Đối với các con đường mà router nhận được từ thông tin cập nhật của

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

router láng giềng, router sẽ tăng chỉ số hop lên 1 vì router xem bản thân nó cũng là

1 hop trên đường đi. Nếu sau khi tăng chỉ số hop lên 1 mà chỉ số này lớn hơn 15 thì

router sẽ xem như mạng đích không tương ứng với con đường này không đến

được. Ngoài ra, RIP cũng có những đặc tính tương tự như các giao thức định tuyến

khác. Ví dụ như : RIP cũng có horizon và thời gian holddown để tránh cập nhật

thông tin định tuyến không chính xác.

Các đặc điểm chính của RIP:

+ Là giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách.

+ Thông số định tuyến là số lượng hop.

+ Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ

liệu đó sẽ bị huỷ bỏ.

+ Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây.

1.2.8. Interior Gateway Routing protocol (IGRP)

The Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) là một giao thức định tuyến

được phát triển vào giữa những năm 1980 bởi công ty Cisco. Mục đích của Cisco

trong việc tạo ra IGRP là muốn tạo ra một giao thức mạnh cho việc định tuyến bên

trong của một hệ thống tự trị - AS (autonomous system)

Vào giữa những năm 1980 giao thức định tuyến phổ biến nhất là giao thức

thông tin định tuyến (RIP).

1.2.9. Enhanced Interior Gateway Routing protocol (EIGRP)

Enhanced interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) là giao thức định

tuyến dạng lai giữa distance vector và link state. EIGRP là một phát triển riêng của

Cisco nhằm khắc phục các nhược điểm của RIP/IGRP và có những ưu điểm như dễ

cấu hình, độ hội tụ nhanh, tiết kiệm tài nguyên mạng khi trao đổi thông tin, sử

dụng địa chỉ multicast để liên lạc, khả năng sử dụng hiệu quả băng thông, hỗ trợ

VLSM và vấn đề mạng không liên tục (discontiguous network).co nhằm khắc ph

EIGRP Router lưu giữ các thông tin về đường đi và cấu trúc mạng trên

Ram, nhờ đó chúng đáp ứng nhanh chóng theo sự thay đổi. Giống như OSPF,

EIGRP cũng lưu những thông tin này thành từng bảng và từng cơ sở dữ liệu khác

nhau.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

EIGRP lưu các con đường mà nó học được theo một cách đặt biệt. Mỗi con

đường có trạng thái riêng và có đánh dấu để cung cấp thêm nhiều thông tin hữu

dụng khác.

EIGRP có 3 bảng sau:

+ Bảng láng giềng ( Neighbor table ).

+ Bảng cấu trúc mạng ( Topology table ).

+ Bảng định tuyến ( Routing table ).

Bảng láng giềng là bảng quan trọng nhất trong EIGRP. Mỗi Router EIGRP

lưu giữ một bảng láng giềng, trong đó là danh sách các Router thân mật với nó.

Bảng này tương tự như cơ sở dữ liệu về các láng giềng của OSPF. Đối với mỗi

giao thức mà EIGRP hỗ trợ, EIGRP có một láng giềng riêng tương ứng.

Khi phát hiện một láng giềng mới, Router sẽ ghi lại địa chỉ và cổng kết nối

của láng giềng đó vào bảng láng giềng. Khi láng giềng gửi gói hello, trong đó có

thông số về khoảng thời gian lưu trữ. Nếu Router không nhận được gói hello khi

đến định kỳ thì khoảng thời gian lưu giữ là khoảng thời gian mà Router chờ và vẫn

xem là Router láng giềng còn kết nối được và còn hoạt động. Khi khoảng thời gian

lưu trữ đã hết mà vẫn không nhận được hello từ Router láng giềng đó, thì xem như

Router láng giềng đã không còn kết nối được hoặc không còn hoạt động, thuật toán

DUAL ( Diffusing Update Algorithm ) sẽ thông báo sự thay đổi này và thực hiện

tính toán lại theo mạng mới.

Bảng cấu trúc mạng là bảng cung cấp dữ liệu để xây dựng nên bảng định

tuyến của EIGRP. DUAL lấy thông tin từ bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng

để tính toán chọn đường có chi phí thấp nhất đến từng mạng đích.

Mỗi EIGRP Router lưu một bảng cấu trúc mạng riêng tương ứng với từng

loại giao thức mạng khác nhau. Bảng cấu trúc mạng chứa thông tin về tất cả các

con đường mà Router học được. Nhờ những thông tin này mà Router có thể xác

định đường đi khác để thay thế nhanh chóng khi cần thiết. Thuật toán DUAL chọn

đường đi tốt nhất đến mạng đích gọi là đường chính ( successor route ).

Sau đây là những thông tin chứa trong bảng cấu trúc mạng:

+ Feasible distance ( FD ): là thông số định tuyến nhỏ nhất mà EIGRP

tính được cho từng mạng đích.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

+ Route source: là nguồn khởi phát thông tin về một con đường nào đó.

Phần thông tin này chỉ có đối với những đường được học ngoài mạng EIGRP.

+ Reported distance ( RD ): là thông số định tuyến đến một mạng đích do

Router láng giềng thân mật thông báo qua.

+ Thông tin về cổng giao tiếp mà Router sử dụng để đi đến mạng đích.

+ Trạng thái đường đi: trạng thái không tác động ( P – passive ) là trạng

thái ổn định, sẵn sàng sử dụng được, trạng thái tác động ( A – active ) là trạng thái

đang trong tiến trình tính toán lại của DUAL.

Bảng định tuyến EIGRP lưu giữ danh sách các đường tốt nhất đến các mạng

đích. Những thông tin trong bảng định tuyến được rút ra từ bảng cấu trúc mạng.

Router EIGRP có bảng định tuyến riêng cho từng giao thức mạng khác nhau.

Con đường được chọn làm đường chính đến mạng đích gọi là đường

successor. Từ thông tin trong bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng, DUAL chọn

ra một đường chính và đưa lên bảng định tuyến. Đến một mạng đích có thể có đến

4 successor. Những đường này có chi phí bằng nhau hoặc không bằng nhau. Thông

tin về successor cũng được đặt trong bảng cấu trúc mạng.

Đường Feasible successor (FS) là đường dự phòng cho đường successor.

Đường này cũng được chọn ra cùng với đường successor nhưng chúng chỉ được

lưu trong bảng cấu trúc mạng. Đến một mạng đích có thể có nhiều feasible

successor được lưu trong bảng cấu trúc mạng nhưng điều này không bắt buộc.

Router xem hop kế tiếp của đường feasible successor là hop dưới nó, gần

mạng đích hơn nó. Do đó, chi phí của feasible successor được tính bằng chi phí của

chính nó cộng với chi phí của Router láng giềng thông báo qua. Trong trường hợp

successor bị sự cố thì Router sẽ tìm feasible successor để thay thế. Một đường

feasible successor bắt buộc phải có chi phí mà Router láng giềng thông báo qua

thấp hơn chi phí của đường successor hiện tại. Nếu trong bảng cấu trúc mạng

không có sẵn đường feasible successor thì con đường đến mạng đích tương ứng

được đưa vào trạng thái Active và Router bắt đầu gửi các gói yêu cầu đến tất cả các

láng giềng để tính toán lại cấu trúc mạng. Sau đó với các thông tin mới nhận được,

Router có thể sẽ chọn ra được successor mới hoặc feasible successor mới. Đường

mới được chọn xong sẽ có trạng thái là Passive.

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

1.2.10. Open Shortest Path First (OSPF)

Giao thức OSPF (Ope

n

Sh

or

test

Pa

th

First) thuộc loại link-state routing

protocol và được hổ trợ bởi nhiều nhà sản xuất. OSPF sử dụng thuật toán SPF

để tính toán ra đường đi ngắn nhất cho một Route. Giao thức OSPF có thể

được sử dụng cho mạng nhỏ cũng như một mạng lớn. Do các Router sử dụng

giao thức OSPF sử dụng thuật toán để tính metric cho các route rồi từ đó xây

dựng nên đồ hình của mạng nên tốn rất nhiều bộ nhớ cũng như hoạt động của

CPU Router. Nếu như một mạng quá lớn thì việc này diễn ra rất lâu và tốn

rất nhiều bộ nhớ. Để khắc phục tình trạng trên, giao thức OSPF cho phép chia

một mạng ra thành nhiều

a

r

ea

khác nhau. Các Router trong cùng một area trao

đổi thông tin với nhau, không trao đổi với các Router khác vùng. Vì vậy, việc

xây dựng đồ hình của Router được giảm đi rất nhiều. Các vùng khác nhau

muốn liên kết được với nhau phải nối với area 0 (còn được gọi là backbone)

bằng một router biên.

Các Router chạy giao thức OSPF giữ liên lạc với nhau bằng cách gửi các

gói Hello cho nhau. Nếu Router vẫn còn nhận được các gói Hello từ một

router kết nối trực tiếp qua một đường kết nối thì nó biêt được rằng đường kết

nối và router đầu xa vẫn hoạt động tốt. Nếu như Router không nhận được gói

hello trong một khoảng thời gian nhất định, được gọi là dead interval, thì

Router biết rằng Router đầu xa đã bị down và khi đó Router sẽ chạy thuật toán

SPF để tính route mới.

Mỗi router sử dụng giao thức OSPF có một số ID để nhận dạng.

Router sẽ sử dụng địa chỉ IP của interface loopback cao nhất (nếu có nhiều

loopback) làm ID. Nếu không có loopback nào được cấu hình hình thì Router

sẽ sử dụng IP cao nhất của các interface vật lý.

OSPF có ưu điểm là: thời gian hội tụ nhanh, được hổ trợ bởi nhiều nhà sản

xuất, hổ trở VLSM, có thể sử dụng trên một mạng lớn, có tính ổn định cao.

1.2.11. Remote Monitoring (RMON)

RMON là giao thức giám sát mạng và chuẩn phân tích IETF tương tự như

SMNP (Simple Network Managegement Protocol - Giao thức quản lí mạng giản

đơn) được thiết kế để bù đắp các giới hạn của SNMP. Để hiểu rõ giao thức này, giả

Tìm hiểu kỹ thuật MegaWan và ứng dụng

sử bạn là người qui hoạch thành phố và muốn giám sát giao thông tại nhiều giao lộ

trong thành phố. Phương án thực hiện có thể bạn sẽ bố trí các trạm (agent) đứng tại

các giao lộ quan trọng để thu thập thông tin giao thông. Các trạm nầy sẽ báo cáo lại

văn phòng trung tâm bằng điện thoại di động. Mặt khác, những người thư ký tại

văn phòng trung tâm có nhiệm vụ thu thập thông tin nầy. Thông tin này được cập

nhật liên tục để đưa vào máy tính để phân tích.

Vấn đề duy nhất của phương pháp này là chi phí của các cuộc gọi. Một

phương pháp hiệu quả hơn là giao cho mỗi trạm một máy tính riêng và bảo họ đưa

vào các thông tin giao thông, sau đó truyền dữ liệu nầy tới văn phòng trung tâm

theo định kì hoặc theo yêu cầu của người quản lí.

Tất nhiên, mô hình kém hiệu được mô tả ở trên tương tự như việc thu thập dữ liệu

của SMNP, nhưng phương pháp hiệu quả hơn là RMON. Cả SMNP và RMON đều

có các trạm, RMON thường gọi là máy dò (probes), là tiến trình phần mềm chạy

trên các thiết bị mạng thu thập thông tin về lưu thông mạng và lưu trữ chúng trên

MIB cục bộ (management information base - cơ sở thông tin quản trị). Với SMNP,

một máy tính trung tâm quản trị mạng phải lần lượt hỏi (hoặc xoay vòng) các máy

trạm của SMNP để thu thông tin MIB. Thu thập thông tin như vậy để giám sát

những xu hướng trong quá khứ. Thu thập thông tin không những làm tăng các tắc

nghẽn trên mạng mà còn tạo gánh nặng cho máy tính trung tâm vào việc thu thập

thông tin.

1.2.12. Simple Network Mannagement protocol (SNMP)

SNMP là giao thức quản lý phổ biến được những người dùng Internet với

giao thức TCP/IP định nghĩa. SNMP là một giao thức truyền thông để thu thập

thông tin từ những thiết bị trên mạng. Mỗi thiết bị chạy một chương trình con thu

thập thông tin và cung cấp thông tin đó cho bộ phận quản lý. Các đối tượng được

quản lý sẽ định nghiã từng phần thông tin về một thiết bị như số gói tin mà thiết bị

nầy nhận được. MIB (cơ sỡ quản lý thông tin) là một tập hợp những đối tượng

được quản lý. SNMP và các MIB của SNMPá định nghĩa ngữ pháp và từ vựng để

quản lý mạng. Tùy thuộc vào nhà cung cấp mà họ sẽ sản xuất ra những sản phẩm

kế thừa những tiêu chuẩn SNMP và cho phép thiết bị trao đổi những thông tin quản