(NB) Phần 2 Giáo trình Mạng máy tính gồm 3 chương: Chương 4 nói về cấu trúc địa chỉ IP, phân lớp IP, ý nghĩa các netid, hostid, netmask, subnetmask, phân mạng con, và chương 5 Giao thức TCP/IP, chương 6 các dịch vụ mạng.
Trang 1CHƯƠNG 4 ĐỊA CHỈ IP 4.1 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IP
Mỗi máy tính trên mạng TCP/IP phải được gán một địa chỉ luận lý có chiều dài
32 bits, gọi là địa chỉ IP
H4.1 Cấu trúc địa chỉ IP Trong đó 32 bits của địa chỉ IP được chia thành 2 phần : Phần nhận dạng mạng (network id) và phần nhận dạng máy tính (Host id) Phần nhận dạng mạng được dùng để nhận dạng một mạng và phải được gán bởi Trung tâm thông tin mạng Internet (InterNIC
- Internet Network Information Center) nếu muốn nối kết vào mạng Internet Phần nhận dạng máy tính dùng để nhận dạng một máy tính trong một mạng
H4.2 Phân lớp địa chỉ IP
Để dễ dàng cho việc đọc và hiểu bởi con người, 32 bits của địa chỉ IP được nhóm lại thành 4 bytes và được phân cách nhau bởi 3 dấu chấm (.) Giá trị của mỗi bytes được viết lại dưới dạng thập phân, với giá trị hợp lệ nằm trong khoản từ 0 đến
255
Trang 2Câu hỏi được đặt ra là bao nhiêu bits dành cho phần nhận dạng mạng và bao nhiêu bits dành cho phần nhận dạng máy tính Người ta phân các địa chỉ ra thành 5 lớp :
A, B, C, D và E Trong đó, chỉ có lớp A, B và C được dùng cho các mục đích thương mại Các bits có trọng số cao nhất chỉ định lớp mạng của địa chỉ Hình sau mô tả cách phân chia lớp cho các địa chỉ IP
4.2 PHÂN LỚP IP
4.2.1 Lớp A :
Dành một byte cho phần network_id và ba byte cho phần host_id
Để nhận diện ra lớp A, bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là bit 0 Dưới dạng nhị phân, byte này có dạng 0xxxxxxx Vì vậy, những địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng từ 0 (00000000) đến 127 (01111111) sẽ thuộc lớp A Ví dụ địa chỉ 50.14.32.8 là một địa chỉ lớp A (50 < 127)
Byte đầu tiên này cũng chính là network_id, trừ đi bit đầu tiên làm ID nhận dạng lớp A, còn lại bảy bit để đánh thứ tự các mạng, ta được 128 (27) mạng lớp A khác nhau Bỏ đi hai trường hợp đặc biệt là 0 và 127 Kết quả là lớp A chỉ còn 126 (27-2) địa chỉ mạng, 1.0.0.0 đến 126.0.0.0
Phần host_id chiếm 24 bit, tức có thể đặt địa chỉ cho 16.777.216 (224) host khác nhau trong mỗi mạng Bỏ đi một địa chỉ mạng (phần host_id chứa toàn các bit 0) và một địa chỉ broadcast (phần host_id chứa toàn các bit 1) như vậy có tất cả 16.777.214 (224-2) host khác nhau trong mỗi mạng lớp A Ví dụ, đối với mạng 10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là 10.0.0.1 đến 10.255.255.254
H4.3 – Mô tả các mạng lớp A kết nối với nhau
4.2.2 Lớp B :
Dành hai byte cho mỗi phần network_id và host_id
Dấu hiệu để nhận dạng địa chỉ lớp B là byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng hai bit
10 Dưới dạng nhị phân, octet có dạng 10xxxxxx Vì vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 128 (10000000) đến 191 (10111111) sẽ thuộc về lớp B Ví dụ 172.29.10.1 là một địa chỉ lớp B (128 < 172 < 191)
Phần network_id chiếm 16 bit bỏ đi 2 bit làm ID cho lớp, còn lại 14 bit cho phép
ta đánh thứ tự 16.384 (214) mạng khác nhau (128.0.0.0 đến 191.255.0.0)
Trang 3Phần host_id dài 16 bit hay có 65536 (216) giá trị khác nhau Trừ 2 trường hợp đặc biệt còn lại 65534 host trong một mạng lớp B Ví dụ, đối với mạng 172.29.0.0 thì các địa chỉ host hợp lệ là từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254
H4.4 – Mô tả các mạng lớp 4 kết nối với nhau
4.2.3 Lớp C
Dành ba byte cho phần network_id và một byte cho phần host_id
Byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng ba bit 110 và dạng nhị phân của octet này là 110xxxxx Như vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 192 (11000000) đến 223 (11011111) sẽ thuộc về lớp C Ví dụ một địa chỉ lớp C là 203.162.41.235 (192 < 203 < 223)
Phần network_id dùng ba byte hay 24 bit, trừ đi 3 bit làm ID của lớp, còn lại 21 bit hay 2.097.152 (221) địa chỉ mạng (từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0)
Phần host_id dài một byte cho 256 (28) giá trị khác nhau Trừ đi hai trường hợp đặc biệt ta còn 254 host khác nhau trong một mạng lớp C Ví dụ, đối với mạng 203.162.41.0, các địa chỉ host hợp lệ là từ 203.162.41.1 đến 203.162.41.254
Thông tin chi tiết về các lớp được mô tả như bảng sau :
Trang 44.3 Ý NGHĨA CÁC NETID, HOSTID, NETMASK, SUBNETMASK
Network_id: là giá trị để xác định đường mạng Trong số 32 bit dùng địa chỉ IP, sẽ
có một số bit đầu tiên dùng để xác định network_id Giá trị của các bit này được dùng
để xác định đường mạng
Host_id: là giá trị để xác định host trong đường mạng Trong số 32 bit dùng làm địa chỉ IP, sẽ có một số bit cuối cùng dùng để xác định host_id Host_id chính là giá trị của các bit này
Địa chỉ host: là địa chỉ IP, có thể dùng để đặt cho các interface của các host Hai host nằm thuộc cùng một mạng sẽ có network_id giống nhau và host_id khác nhau Mạng (network): một nhóm nhiều host kết nối trực tiếp với nhau Giữa hai host bất
kỳ không bị phân cách bởi một thiết bị layer 3 Giữa mạng này với mạng khác phải kết nối với nhau bằng thiết bị layer 3
Địa chỉ mạng (network address): là địa chỉ IP dùng để đặt cho các mạng Địa chỉ này không thể dùng để đặt cho một interface Phần host_id của địa chỉ chỉ chứa các bit 0 Ví
dụ 172.29.0.0 là một địa chỉ mạng
Mạng con (subnet network): là mạng có được khi một địa chỉ mạng (thuộc lớp A, B, C) được phân chia nhỏ hơn (để tận dụng số địa chỉ mạng được cấp phát) Địa chỉ mạng con được xác định dựa vào địa chỉ IP và mặt nạ mạng con (subnet mask) đi kèm (sẽ đề cập rõ hơn ở phần sau)
Địa chỉ broadcast: là địa chỉ IP được dùng để đại diện cho tất cả các host trong mạng Phần host_id chỉ chứa các bit 1 Địa chỉ này cũng không thể dùng để đặt cho một host được Ví dụ 172.29.255.255 là một địa chỉ broadcast
+ Các phép toán làm việc trên bit:
Trang 5Ví dụ sau minh hoạ phép AND giữa địa chỉ 172.29.14.10 và mask 255.255.0.0
Mặt nạ mạng (network mask): là một con số dài 32 bit, là phương tiện giúp máy xác định được địa chỉ mạng của một địa chỉ IP (bằng cách AND giữa địa chỉ IP với mặt
nạ mạng) để phục vụ cho công việc routing Mặt nạ mạng cũng cho biết số bit nằm trong phần host_id Được xây dựng theo cách: bật các bit tương ứng với phần network_id (chuyển thành bit 1) và tắt các bit tương ứng với phần host_id (chuyển thành bit 0)
Mặt nạ mặc định của lớp A: sử dụng cho các địa chỉ lớp A khi không chia mạng con, mặt nạ có giá trị 255.0.0.0
Mặt nạ mặc định của lớp B: sử dụng cho các địa chỉ lớp B khi không chia mạng con, mặt nạ có giá trị 255.255.0.0
Mặt nạ mặc định của lớp C: sử dụng cho các địa chỉ lớp C khi không chia mạng con, mặt nạ có giá trị 255.255.255.0
Lưu ý :
+ Địa chỉ mạng 127.0.0.0 là địa chỉ được dành riêng để đặt trong phạm vi một máy tính Nó chỉ có giá trị cục bộ ( trong phạm vi một máy tính) Thông thường khi cài đặt giao thức IP thì máy tính sẽ được gián địa chỉ 127.0.0.1 Địa chỉ này thông thường để kiểm tra xem giao thức IP trên máy hiện tại có hoạt động không
+ Địa chỉ dành riêng cho mạng cục bộ không nối kết trực tiếp Internet : Các mạng cục bộ không nối kết trực tiếp vào mạng Internet có thể sử dụng các địa chỉ mạng sau để đánh địa chỉ cho các máy tính trong mạng của mình :
o Lớp A : 10.0.0.0
o Lớp B : 172.16.0.0 đến 172.32.0.0
o Lớp C : 192.168.0.0
Trang 6+ Có thể thay đổi cấu trúc bên trong của mạng mà không làm ảnh hướng đến các mạng bên ngoài Một tổ chức có thể tiếp tục sử dụng các địa chỉ IP đã được cấp mà không cần phải lấy thêm khối địa chỉ mới
+ Tăng cường tính bảo mật của hệ thống : Phân mạng con sẽ cho phép một tổ chức phân tách mạng bên trong của họ thành một liên mạng nhưng các mạng bên ngoài vẫn thấy đó là một mạng duy nhất
+ Cô lập các luồng giao thông trên mạng : Với sự trợ giúp của các router, giao thông trên mạng có thể được giữ ở mức thấp nhất có thể
H4
.5Đị
a Hình trên mô tả một địa chỉ IP đã được phân mạng con xuất hiện với thế giới Internet bên ngoài và với mạng Intranet bên trong Internet chỉ đọc phần nhận dạng mạng và các router trên Internet chỉ quan tâm tới việc vạch đường cho các gói tin đến được router giao tiếp giữa mạng Intranet bên trong và mạng Internet bên ngoài Thông thường ta gọi router này là cửa khẩu của mạng (Gateway) Khi một gói tin IP từ mạng bên ngoài đến router cửa khẩu, nó sẽ đọc phần nhận dạng máy tính để xác định xem gói tin này thuộc về mạng con nào và sẽ chuyển gói tin đến mạng con đó, nơi mà gói tin sẽ được phân phát đến máy tính nhận
4.4.2 Cách tiến hành :
Nguyên tắc chung để thực hiện phân mạng con là :
+ Phần nhận dạng mạng (Network Id) của địa chỉ mạng ban đầu được giữ nguyên
+ Phần nhận dạng máy tính của địa chỉ mạng ban đầu được chia thành 2 phần :
Trang 7Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id) và Phần nhận dạng máy tính trong mạng con (Host Id)
H4.6 Cấu trúc địa chỉ IP khi phân mạng con
Để phân mạng con, người ta phải xác định mặt nạ mạng con (subnetmask) Mặt
nạ mạng con là một địa chỉ IP mà giá trị các bit ở phần nhận dạng mạng (Network Id)
và Phần nhận dạng mạng con (Subnet Id) đều là 1 trong khi giá trị của các bits ở Phần nhận dạng máy tính (Host Id) đều là 0 Hình H6.34 mô tả mặt nạ phân mạng con cho một mạng ở lớp C
H4.7 Mặt nạ mạng con khi phân mạng con Khi có được mặt nạ mạng con, ta có thể xác định địa chỉ mạng con (Subnetwork Address) mà một địa chỉ IP được tính bằng công thức sau :
Ví dụ : Hình sau mô tả cấu trúc địa chỉ IP lớp C khi thực hiện phân mạng con
H4.8 Địa chỉ IP phân mạng con theo chuẩn Phân lớp hoàn toàn
Số lượng bits thuộc phần nhận dạng mạng con xác định số lượng mạng con Giả
sử phần nhận dạng mạng con chiếm 4 bits Như vậy, về mặt lý thuyết ta có thể phân ra thành 24=16 mạng con.Tuy nhiên phần nhận dạng mạng con gồm toàn bit 0 hoặc bit 1 không được dùng để đánh địa chỉ cho mạng con vì nó trùng với địa chỉ mạng và địa chỉ
Trang 8quảng bá của mạng ban đầu
Ví dụ : Cho địa chỉ mạng lớp C : 192.168.1.0 với mặt nạ mạng mặc định là 255.255.255.0
Xét trường hợp phân mạng con cho mạng trên sử dụng 2 bits để làm phần nhận dạng mạng con Mặt nạ mạng trong trường hợp này là 255.255.255.192 Khi đó ta có các địa chỉ mạng con như sau :
Ta nhận thấy rằng:
+ Địa chỉ mạng con thứ nhất 192.168.1.0 trùng với địa chỉ mạng ban đầu + Địa chỉ mạng con thứ tư 192.168.1.192 có địa chỉ quảng bá trùng với địa chỉ quảng bá của mạng ban đầu
Chính vì thế mà hai địa chỉ này ( có phần nhận dạng mạng con toàn bit 0 hoặc toàn bit 1) không được dùng để đánh địa chỉ cho mạng con
Nói tóm lại, với n bits làm phần nhận dạng mạng con ta chỉ có thể phân ra được 2n-2 mạng con mà thôi Mỗi mạng con cũng có địa chỉ quảng bá Đó là địa chỉ mà các bits ở phần nhận dạng máy tính đều có giá trị là 1
Như vậy qui trình phân mạng con có thể được tóm tắt như sau :
+ Xác định số lượng mạng con cần phân, giả sử là N
+ Biểu diễn (N+1) thành số nhị phân số lượng bit cần thiết để biểu diễn N+1)chính là số lượng bits cần dành cho phần nhận dạng mạng con Ví dụ N=6, khi đó biểu diễn của (6+1) dưới dạng nhị phân là 111 Như vậy cần dùng 3 bits để làm phần nhận dạng mạng con
+ Tạo mặt nạ mạng con
+ Liệt kê tất cả các địa chỉ mạng con có thể, trừ hai địa chỉ mà ở đó phần nhận dạng mạng con toàn các bits 0 và các bit 1
+ Chọn ra N địa chỉ mạng con từ danh sách các mạng con đã liệt kê
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 4
Câu 1: Trình bày cấu trúc của địa chỉ IPv4
Câu 2: Trình bày cách phân lớp địa chỉ IP
Câu 3: Trình bày số lượng host trong các lớp : A, B, C
Câu 4: Trình bày phương pháp phân mạng con
Câu 5: Trình bày các khái niệm về IP, Net ID, Host ID, Net Mask
Câu 6: Cho IP của 1 host như sau: 178.129.32.30/255.255.240.0 hỏi:
a Mạng chứa host trên có chia mạng con được hay không? Tại sao biết?
b Có bao nhiêu mạng con tương tự như vậy?
Trang 9c Có bao nhiêu Host trong mỗi mạng con?
d Cho biết địa chỉ Broadcast của mạng chứa Host trên?
e Cho biết địa chỉ mạng của mạng chứa Host trên?
f Liệt kê các Host nằm chung với mạng con nói trên?
Câu 7: Cho IP của 1 host như sau: 180.180.5.150/22 hỏi:
a Mạng chứa host trên có chia mạng con được hay không? Tại sao?
b Cho biết địa chỉ mạng con chứa host trên
c Liệt kê các mạng con thuộc mạng 180.180.0.0 Trình bày địa chỉ host đầu tiên, host cuối cùng, địa chỉ broadcast trong mỗi mạng con
Câu 8: Cho IP của 1 host như sau: 140.200.130.63/22 hỏi:
a Mạng chứa host trên có chia mạng con được hay không? Tại sao?
b Cho biết địa chỉ mạng con chứa host trên?
c Liệt kê các mạng con có thể có? Trình bày địa chỉ host đầu tiên, host cuối cùng, địa chỉ broadcast trong mỗi mạng con
Câu 9: 1 Host có địa chỉ IP 192.168.1.10/24 , hỏi :
- Địa chỉ IP này là Private hay Public? Giải thích
- Xác định số bit NetID, số bit HostID
- Xác định địa chỉ mạng(network) chứa host trên
- Xác định địa chỉ Broadcast của mạng chứa host trên
- Mạng chứa host trên có tất cả bao nhiêu host?
Câu 10: Một Host có địa chỉ IP như sau : 172.29.32.30 / 255.255.240.0, hỏi :
- Mạng chứa Host đó có chia mạng con không ? Nếu có thì cho biết có bao nhiêu mạng con tương tự như vậy ? Có bao nhiêu Host trong mỗi mạng con ?
- Tìm địa chỉ mạng chứa host trên
- Tìm địa chỉ Broadcast của mạng chứa host trên
Trang 10CHƯƠNG 5 GIAO THỨC TCP/IP 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Các giao thức liên mạng là bộ giao thức cho các hệ thống mở nổi tiếng nhất trên thế giới bởi vì chúng có thể được sử dụng để giao tiếp qua bất kỳ các liên mạng nào cũng như thích hợp cho các giao tiếp trong mạng LAN và mạng WAN Các giao thức liên mạng bao gồm một bộ các giao thức truyền thông, trong đó nổi tiếng nhất là Giao thức điều khiển truyền tải (TCP – Transmission Control Protocol) và Giao thức liên mạng (IP – Internet Protocol) hoạt động ở tầng 4 và tầng 3 trên mô hình OSI Ngoài hai giao thức này, bộ giao thức IP còn đặc tả nhiều giao thức cho tầng ứng dụng, ví dụ như giao thức cho dịch vụ thư điện tử, giao thức mô phỏng thiết bị đầu cuối và giao thức truyền tải tập tin
Bộ giao thức liên mạng lần đầu tiên được phát triển vào giữa những năm của thập niên 70 khi Văn phòng các dự án nghiên cứu chuyên sâu của bộ quốc phòng Mỹ (DARPA-Defense Advanced Research Projects Agency ) quan tâm đến việc xây dựng một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) cho phép việc trao đổi thông tin giữa các hệ thống máy tính khác nhau của các viện nghiên cứu trở nên dễ dàng hơn Với
ý tưởng nối các hệ thống máy tính không đồng nhất lại với nhau, DARPA đã cấp kinh phí nghiên cứu cho đại học Stanford, Bolt, Beranek, and Newman (BBN) về vấn đề này Kết quả của những nổ lực phát triển của dự án này là bộ giao thức Liên mạng đã được hoàn thành vào những năm cuối của thập niên bảy mươi
Sau đó TCP/IP được tích hợp vào hệ điều hành UNIX phiên bản BSD (Berkeley Software Distribution) trở thành nền tảng cho mạng Internet và dịch vụ WWW (World Wide Web)
Các lớp trong mô hình TCP/IP
H5.1 Mô hình tham chiếu TCP/IP
Mô hình tham chiếu TCP/IP tương tự như kiến trúc OSI, sau đây là một số tính chất của các lớp trong mô hình tham chiếu TCP/IP :
+ Lớp Application: quản lý các giao thức, như hỗ trợ việc trình bay, mã hóa, và
quản lý cuộc gọi.Lớp này cũng hỗ trợ nhiều ứng dụng, như : FTP (File Transfer
Trang 11Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer
Protocol), DNS (Domain Name System), TFTP (Trivial File Transfer Protocol)
+ Lớp Transport: đảm nhiệm việc vận chuyển từ nguồn đến đích.Lớp này đảm
nhiệm việc truyền dữ liệu thông qua hai nghi thức: TCP (Transmission Control
Protocol) và UDP (User Datagram Protocol)
+ Lớp Internet: đảm nhiệm việc chọn lựa đường đi tốt nhất cho các gói tin.Nghi
thức được sử dụng chính ở tầng này là nghi thức IP (Internet Protocol)
+ Lớp Network Access: có tính chất tương tự như hai lớp Data Link và Physical của
kiến trúc OSI
So sánh mô hình OSI và TCP/IP
H5.2 So sánh mô hình OSI và mô hình TCP/IP Các điểm giống nhau :
+ Đều có kiến trúc phân lớp
+ Đều có lớp Application, mặc dù các dịch vụ ở mỗi lớp khác nhau
+ Đều có các lớp Transport và Network
+ Sử dụng kỹ thuật chuyển packet
Các điểm khác nhau :
+ Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Presentation và lớp Session vào trong lớp Application
+ Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Data Link và lớp Physical vào trong một lớp
+ Mô hình TCP/IP đơn giản hơn bới có ít lớp hơn
+ Giao thức TCP/IP được chuẩn hóa và được sử dụng phổ biến
5.2 GIAO THỨC IP
5.2.1 Tổng quát :
Giao thức liên mạng, thường gọi là giao thức IP (Internet Protocol) là một giao
Trang 12thức mạng hoạt động ở tầng 3 của mô hình OSI, nó qui định cách thức định địa chỉ các máy tính và cách thức chuyển tải các gói tin qua một liên mạng IP được đặc tả trong bảng báo cáo kỹ thuật có tên RFC (Request For Comments) mã số 791 và là giao thức chủ yếu trong Bộ giao thức liên mạng Cùng với giao thức TCP, IP trở thành trái tim của bộ giao thức Internet IP có hai chức năng chính : cung cấp dịch vụ truyền tải dạng không kết nối,có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu để chuyển tải các gói tin qua một liên mạng ; và phân mãnh cũng như tập hợp lại các gói tin để hỗ trợ cho tầng liên kết dữ liệu với kích thước đơn vị truyền dữ liệu là khác nhau
5.2.2 Cấu trúc gói tin IP :
H5.3 Cấu trúc gói tin IP
Ý nghĩa các trường như sau:
Trang 13Length (HLEN): (4 bits)
Chỉ ra chiều dài của header , mỗi đơn vị là 1 word , mỗi word = 32 bit = 4 byte
Ở đây trường Header Length có 4 bit => 2^4 -1= 15 word = 15 x 4byte = 60byte nên chiều dài header tối đa là 60 byte(Đó là đã bao gồm chiều dài trường Options và Padding, chiều dài tối đa khi không bao gồm chiều dài của trường Options và Padding
là 24 byte) Giá trị bình thường của trường này khi không có Options được sử dụng là 5 (5 từ 32-bit = 5 * 4 = 20 byte) Đây là chiều dài của tất cảc các thông tin Header Trường này cũng giúp ta xác định byte đầu tiên của Data nằm ở đâu trong gói tin IP datagram
3.Type Of Services (TOS): (8bit)
Đặc tả các tham số về dịch vụ nhằm thông báo cho mạng biết dịch vụ nào mà gói tin muốn được sử dụng, chẳng hạn ưu tiên, thời hạn chậm trễ, năng suất truyền và
độ tin cậy Hình sau cho biết ý nghĩ của trường 8 bits này
Precedence 3 bits chỉ thị về quyền ưu tiên gửi datagram, nó có giá trị từ 0 (gói tin bình
thường) đến 7 (gói tin kiểm soát mạng)
D 1 bit: chỉ độ trễ yêu cầu trong đó
D=0: Độ trễ bình thường D=1: Độ trễ thấp
Trang 14T (Throughput) (1 bit): chỉ độ thông lượng yêu cầu sử dụng để truyền gói tin với lựa
chọn truyền trên đường thông suất thấp hay đường thông suất cao
T 1 bit.Maximize throughput
T = 0 thông lượng bình thường và
T = 1 thông lượng cao
R (Reliability) (1 bit): chỉ độ tin cậy yêu cầu
R = 0 độ tin cậy bình thường
R = 1 độ tin cậy cao
M 1 bit Chi phí tối thiểu
M = 0 chi phí bình thường
M = 1 chi phí tối thiểu
Bảng giá trị khuyến nghị của trường TOS
Trang 154.Total Length: (16 bits)
Chỉ ra chiều dài của toàn bộ gói tính theo byte, bao gồm dữ liệu và header Vì trường này rộng 16 bit, nên chiều dài gói tin dữ liệu IP là 65.535 byte, mặc dù hầu hết là nhỏ hơn Hiện nay giới hạn trên là rất lớn nhưng trong tương lai với những mạng
Gigabit thì các gói tin có kích thước lớn là cần thiết Để biết chiều dài của dữ liệu chỉ cầnlấy tổng chiều dài này trừ đi HLEN
5.Identification: (16 bits)
Tham số này dùng để định danh duy nhất cho một IP datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng, giúp bên nhận có thể ghép các mảnh của 1 IP datagram lại với nhau vì IP datagram phân thành các mảnh và các mảnh thuộc cùng 1 IP datagram sẽ có cùng Identification Đây là chỉ số tuần tự Nó gia tăng khi mỗi lần gói tin
dữ liệu gửi đi Trường Identification rộng 16 byte, vì vậy sẽ có 65 535 định danh có thể
6.Flag: (3 bits)
Một field có 3 bit, trong đó có 2 bit có thứ tự thấp điều khiển sự phân mảnh Một bit cho biết gói có bị phân mảnh hay không và gói kia cho biết gói có phải là mảnh cuối cùng của chuỗi gói bị phân mảnh hay không
Flags 3 bits
R, reserved 1 bit: Nên để giá trị là 0
DF, Don't fragment 1 bit: Quản lý việc phân mảnh của gói tin dữ liệu
Trang 16- DF = 0 : Phân mảnh, nếu cần thiết
- DF=1 : Không được phân mảnh
Bit DF được biểu thị chính là mệnh lệnh cho các router không được phân mảnh
datagram bởi gói tin đó biết chắc sẽ đủ nhỏ để đi qua các Router, và gói tin đó cần đi nhanh hoặc sử dụng cho mục đích đặc biệt nào đó nên cần đặt DF = 0.Điều này có ý nghĩa các datagram phải tránh mạng có kích thước packet nhỏ trên đường đi,nói cách khác nó phải chọn được đường đi tối ưu Các máy không yêu cầu nhận một gói tin dữ liệu lớn hơn 576 byte
MF, More fragments 1 bit
- MF= phân mảnh cuối
- MF = 1 có nhiều phân mảnh
Bit này có ý nghĩa : Nếu gói IP datagram bị phân mảnh thì mảnh này cho biết mảnh này
có phải là mảnh cuối không Tất cả mảnh (trừ mảnh cuối ) phải có bit này thiết lập bằng
1 Điều này cần thiết để xác định tất cả các mảnh của datagram đã đến đích hay chưa
7 Fragment Offset: (13 bits)
Báo bên nhận vị trí offset của các mảnh so với gói IP datagram gốc để có thể ghép lại thành IP datagram gốc
Ví Dụ : theo hình minh họa
- 1 gói tin IP datagram chiều dài là 4000 byte , có 20 byte header + 3980 byte dữ liệu
- Mà trên đường truyền chỉ cho phép truyền tối đa là 1500 byte ,cho nên gói tin sẽ phần thành 3 mảnh nhỏ Mỗi mảnh đều có header là 20 byte , còn phần dữ liệu lần lượng của 3 mảnh là 1480 byte , 1480 byte , 1020 byte Nên offset của 3 mảnh lần lượt là 0 , 1480 , 2960 Dựa vào offset để ráp lại thành mảnh lớn ở bên nhận Cuối cùng là trường Flag bên nhận xác định được mảnh cuối cùng
-ID ở mỗi mảnh nhỏ = x , nghĩa là cùng thuộc 1 mảnh lớn
Trang 178.Time To Live (TTL) (8 bits)
Chỉ ra số bước nhảy (hop) mà một gói có thể đi qua.Con số này sẽ giảm đi một khi một gói tin đi qua một router Khi bộ đếm đạt tới 0 gói này sẽ bị loại Trường TTL rộng 8 bit do người gửi khởi tạo Giá trị đề nghị khởi tạo được xác định trong Assigned Numbers RFC và hiện tại là 64 Các hệ thống cũ hơn thường khởi tạo là từ 15-32 Chúng ta có thể nhận thấy trong 1 số lệnh Ping, gói ICMP echo replies thường được gửi với TTL được thiết lập với giá trị lớn nhất của nó là 255 Đối với máy tính cài
Windows, mặc định TTL = 124, máy Linux là 64, máy Sun Scolari là 256 Đây là giải pháp nhằm ngăn chặn tình trạng lặp vòng vô hạn của gói nào đó
10.Header CheckSum: (16 bits)
Giúp bảo dảm sự toàn vẹn của IP Header, có 16 bit
11.Source Address: (32 bits)
Chỉ ra địa chỉ của node truyền IP diagram, có 32 bit Chú ý rằng mặc dù các thiết
bị trung gian như Router có thể xử lý gói tin dữ liệu, nhưng chúng thường không đặt địa chỉ của chúng vào trường này, mà trường này luôn là địa chỉ của thiết bị ban đầu gửi gói tin dữ liệu
12.Destination Address: (32 bits)
Chỉ ra địa chỉ IP của Node dự định được nhận IP diagram, có 32 bit Một lần nữa, mặc dù các thiết bị như router có thể là điểm tới trung gian của các gói dữ liệu này,
Trang 18nhưng trường này luôn luôn là địa chỉ của điểm đến cuối cùng
13.IP Option :
Khai báo các lựa chọn do người gửi yêu cầu (tuỳ theo từng chương trình)
Kích thước không cố định , chứa các thông tin tùy chọn như :
- Time stamp : thời điểm đã đi qua router
- Security : cho phép router nhận gói dữ liệu không , nếu không thì gói sẽ bị hủy
- Record router : lưu danh sách địa chỉ IP của router mà gói phải đi qua,
-Source route : bắt buộc đi qua router nào đó Lúc này sẽ không cần dùng bảng định
tuyến ở mỗi Router nữa
C, Copy flag 1 bit
Chỉ ra nếu tùy chọn này là để được sao chép vào tất cả các mảnh vỡ
Class 2 bits
Option 5 bits
Trang 205.3 NHIỄU TRONG BỘ THU QUANG
5.3.1 Giao thức phân giải địa chỉ (Address Resolution Protocol)
Nếu một máy tính muốn truyền một gói tin IP nó cần đặt gói tin này vào trong một khung trên đường truyền vật lý mà nó đang nối kết vào Để có thể truyền thành công khung, máy tính gởi cần thiết phải biết được địa chỉ vật lý (MAC) của máy tính nhận Điều này có thể thực hiện được bằng cách sử dụng một bảng để ánh xạ các địa chỉ
IP về địa chỉ vật lý Giao thức IP sử dụng giao thức ARP (Address Resolution Protocol)
để thực hiện ánh xạ từ một địa chỉ IP về một địa chỉ MAC
H5.4 Giao thức ARP Một máy tính xác định địa chỉ vật lý của nó vào lúc khởi động bằng cách đọc thiết bị phần cứng và xác định địa chỉ IP của nó bằng cách đọc tập tin cấu hình, sau đó lưu thông tin về mối tương ứng giữa địa chit IP và MAC của nó vào trong vùng nhớ tạm (ARP cache) Khi nhận được một địa chỉ IP mà ARP không thể tìm ra được địa chỉ vật
lý tương ứng dựa vào vùng nhớ tạm hiện tại, nó sẽ thực hiện một khung quảng bá có định dạng như sau