Bài giảng Truyền dữ liệu - Chương 2: Giao thức và cấu trúc mạng truyền dữ liệu

CHƯƠNG 2 GIAO THỨC VÀ CẤU TRÚC MẠNG TRUYỀN DỮ LIỆU 
TRUYỀN DỮ LIỆU 
Khoa Mạng máy tính và Truyền thông 
Trường Đại học Công nghệ Thông tin 
Nội dung 
Sự cần thiết của giao thức mạng truyền dữ liệu 
Mô hình đơn giản 3 tầng 
Các giao thức trong mô hình 3 tầng 
Mô hình OSI 
Mô hình TCP/IP 
So sánh hai mô hình OSI và TCP/IP 
Sự cần thiết của giao thức mạng truyền dữ liệu 
Trong một ứng dụng truyền file 
Máy nguồn thiết lập đường kết nối hay báo cho mạng biết máy đích 
Máy nguồn đảm bảo đích sẵn sàng nhận dữ liệu 
Ứng dụng truyền file trên máy nguồn phải đảm bảo chương trình quản lý file trên máy đích sẵn sàng nhận và lưu trữ file 
Có chuyển đổi định dạng file nếu cần thiết 
Tất cả công việc được phân nhỏ thành các tác vụ 
Các tác vụ được hiện thực trên các tầng khác nhau 
Giao thức giao tiếp ngang hàng theo tầng 
Các thành phần chính của giao thức 
Cú pháp 
Định dạng dữ liệu 
Mức tín hiệu 
Ngữ nghĩa 
Thông tin kiểm soát 
Kiểm lỗi 
Thời gian 
Tốc độ 
Quản lý luồng 
 	 Một giao thức là một tập hợp các quy tắc , quy ước cho phép các thực thể ngang hàng giao tiếp với nhau 
Cấu trúc một giao thức 
Tác vụ truyền dữ liệu được phân thành các modules 
Ví dụ: giao thức truyền file có thể được phân thành 3 modules 
Truyền file 
Dịch vụ giao tiếp 
Truy cập mạng 
Cấu trúc giao thức truyền file đơn giản 
Communication 
subsystem 
Application process 
Data communication network 
 Computer-to-network communication 
Computer I 
Computer II 
Communication 
subsystem 
Application process 
Computer-to-computer 
communication 
User-to-user 
communication 
Mô hình đơn giản 3 tầng 
Tầng tiếp cận mạng 
Tầng chuyển vận 
Tầng ứng dụng 
Tầng tiếp cận mạng 
Trao đổi dữ liệu giữa máy tính và mạng 
Máy tính nguồn cung cấp địa chỉ đích 
Có thể có các mức dịch vụ khác nhau 
Phụ thuộc vào loại mạng đang sử dụng (LAN, chuyển mạch gói, ) 
Tầng chuyển vận 
Trao đổi dữ liệu tin cậy 
Độc lập với mạng đang dùng 
Độc lập với ứng dụng 
Tầng ứng dụng  
Hỗ trợ các ứng dụng người dùng khác nhau 
Ví dụ: e-mail, file transfer 
Cấu trúc giao thức và mạng 
Yêu cầu về địa chỉ 
Có 2 mức địa chỉ là địa chỉ mạng và địa chỉ ứng dụng 
Mỗi máy tính cần 1 địa chỉ mạng duy nhất 
Mỗi ứng dụng trong một máy tính cần 1 địa chỉ duy nhất (trong máy) 
Service Access Point (SAP) 
Port đối với mô hình TCP/IP 
Các giao thức trong mô hình 3 tầng 
Computer Y 
Computer X 
Application Protocol 
Transport Protocol 
Network accessprotocol 
Network accessprotocol 
Đơn vị dữ liệu của giao thức Protocol Data Units (PDU) 
Tại mỗi tầng, giao thức được sử dụng để giao kết 
Các thông tin điều khiển được thêm vào dữ liệu tại mỗi tầng 
Tầng chuyển vận có thể phân đoạn dữ liệu người dùng 
Mỗi phân đoạn có một header chứa 
SAP đích 
Số tuần tự 
Mã phát hiện sai 
Đơn vị dữ liệu của giao thức 
Application Data 
Transportheader 
Networkheader 
Transportheader 
Networkheader 
TransportProtocol Data Units 
NetworkProtocol Data Units(packages) 
Đơn vị dữ liệu cảu tầng mạng (Network PDU) 
Bổ xung thêm và phần header 
Địa chỉ mạng của máy đích 
Các yêu cầu dịch vụ 
Hoạt động của giao thức 
Source X 
Destination Y 
Application 
Transport 
Networkaccess 
Application 
Transport 
Networkaccess 
DHost 
DHost 
DSAP 
DSAP 
Record 
Record 
Packet 
Transport PDU 
DSAP = Destination Service Access Point 
DHost = Destination Host 
Việc chuẩn hóa cấu trúc giao thức 
Yêu cầu cho các thiết bị liên kết với nhau 
Các nhà cung cấp có thể mở rông thị trường 
Khách hàng dễ dàng tìm các thiết bị hợp chuẩn 
2 chuẩn thông dụng 
Mô hình OSI (Open System Interconnection) 
Mô hình TCP/IP 
Ngoài ra còn có Systems Network Architecture (SNA) của IBM 
Mô hình OSI 
Phát triển bởi ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp Quốc với thành viên là các cơ quan chuẩn quốc gia với số lượng khoảng hơn 100 thành viên với mục đích hỗ trợ sự phát triển các chuẩn trên phạm vi toàn thế giới. 
Có 7 tầng 
Là hệ thống lý thuyết ra đời quá trễ 
Hiện nay TCP/IP đang là tiêu chuẩn thông dụng 
Các tầng của mô hình OSI 
Application Layer 
Transport Layer 
Presentation Layer 
Session Layer 
Network Layer 
Datalink Layer 
Physical Layer 
Dữ liệu trong mô hình OSI 
OSI là một khung dành cho định chuẩn giao thức 
Chuẩn của mỗi tầng 
Chuỗi thời gian cho các phục vụ 
Hệ thống chuyển tiếp 
Mô hình TCP/IP 
Phát triển bởi quân đội Mỹ cho mạng chuyển mạch gói của quân đội (ARPANET) 
Hiện được sử dụng trên mạng Internet toàn cầu 
Không có mô hình chính thức nhưng có các tầng: 
Ứng dụng (tích hợp 3 lớp trên cùng của mô hình OSI), 
Vận chuyển (tương đương với lớp Vận chuyển của OSI) 
Internet (tương đương với lớp Mạng nhưng chỉ sử dụng giao thức IP để định địa chỉ logic cho các máy tính) 
Truy cập mạng 
Vật lý 
Mô hình TCP/IP 
Source 
Trans-mitter 
Trans-missionSystem 
Receiver 
Des-tination 
Source System 
Destination System 
Các khái niệm của mô hình TCP/IP 
Địa chỉ tầng 
Mỗi máy đầu cuối và router có địa chỉ phân biệt 
Địa chỉ tầng mạng 
Địa chỉ IP hoặc địa chỉ internet (TCP/IP) 
Network service access point (NSAP – OSI) 
Địa chỉ bên trong hệ thống 
Port number (TCP/IP) 
Service access point (SAP – OSI) 
Xem xét một hoạt động đơn giản 
Tiến trình gắn với port 1 trong máy A gởi các message tới port 2 trong máy B 
Tiến trình trong máy A chuyển message tới TCP để gởi tới port 2 trong máy B 
TCP chuyển xuống IP để gởi cho máy B 
IP chuyển xuống tầng mạng (e.g. Ethernet) để gởi tới router J 
Phát sinh ra tập các gói tin (PDU) đã được đóng gói 
Các gói tin trong TCP/IP 
User Data 
User Data 
ApplicationHeader 
Application Data 
TCP Header 
Application Data 
TCP Header 
IP Header 
Application Data 
TCP Header 
IP Header 
EthernetHeader 
EthernetTrailer 
Ethernet Frame 
46 – 1500 bytes 
14 
20 
20 
4 
IP datagram 
TCP segment 
EthernetDriver 
IP 
TCP 
Ethernet 
Application 
Bộ giao thức trong mô hình TCP/IP 
BGP = Border Gateway Protocol	OSPF = Open Shortest Path First 
FTP = File Transfer Protocol	RSVP = Resource ReSerVation Protocol 
HTTP = Hypertext Transfer Protocol	SNMP = Simple Network Management Protocol 
ICMP = Internet Control Message Protocol	SMTP = Simple Mail Transfer Protocol 
IGMP = Internet Group Management Protocol	TCP = Transmission Control Protocol 
IP = Internet Protocol	UDP = User Datagram Protocol 
MIME = Multi-purpose Internet Mail Extension 
So sánh hai mô hình OSI và TCP/IP 
Application 
Presentation 
Transport 
Session 
Network 
Data link 
Physical 
Application 
Transport(host-to-host) 
Internet 
Network Access 
Physical 
Hardware 
Firmware 
Software 
Userspace 
Operatingsystem 
OSI 
TCP/IP 
So sánh hai mô hình OSI và TCP/IP 
Application 
Presentation 
Session 
Transport 
Network 
Datalink 
Physical 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
Function 
Layer 
Telnet 
FTP 
TFTP 
SMTP 
DNS 
Others 
TCP 
UDP 
ICMP 
Ethernet 
TokenRing 
Other 
RARP 
ARP 
IP 
Protocol 
OSI Reference Model 
TCP/IP Protocol Suite 
Tài liệu tham khảo 
William Stallings (2010), Data and Computer Communications (9th Edition), Prentice Hall 
HẾT CHƯƠNG 2