›
›

Mạng máy tính - Bài 8: Tầng mạng

pdf 45 trang vanle 3160
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Mạng máy tính - Bài 8: Tầng mạng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfmang_may_tinh_bai_8_tang_mang.pdf

Nội dung text: Mạng máy tính - Bài 8: Tầng mạng

  1. Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng Mạng máy tính ThS. NGUYỄN CAO ĐẠT E-mail:dat@cse.hcmut.edu.vn
  2. Bài giảng 8: Tầng Mạng Tham khảo: Chương 4: “Computer Networking – A top-down approach” Kurose & Ross, 5th ed., Addison Wesley, 2010. Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 2
  3. Chương 4: Tầng mạng Mục tiêu:  Hiểu các được nguyên lý đằng sau các dịch vụ tầng mạng:  các mô hình dịch vụ tầng mạng  một bộ định tuyến làm việc như thế nào  định tuyến (chọn đường đi)  xử lý với vấn đề qui mô mạng  chủ đề nâng cao: IPv6, tính di động  diễn giải, hiện thực trong Internet Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 3
  4. Chương 4: Tầng Mạng  4.1 Giới thiệu  4.4 Các giải thuật định  4.2 Bên trong bộ định tuyến tuyến là gì?  Trạng thái liên kết  Véc-tơ Khoảng cách  4.3 IP: Internet Protocol  Định tuyến phân cấp  Định dạng gói tin   Đánh địa chỉ IPv4 4.5 Định tuyến trong  ICMP Internet   IPv6 RIP  OSPF  BGP Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 4
  5. Tầng mạng ứng dụng  truyền đoạn dữ liệu từ máy truyền tải mạng liên kết dl gửi tới máy nhận vật lý mạng mạng  máy gửi đóng gói đoạn thành liên kết dl liên kết dl mạng vật lý vật lý ế liên k t dl ậ gói tin v t lý mạng mạng liên kết dl liên kết dl  máy nhận, phát gói tin lên vật lý vật lý tầng vận chuyển mạng mạng liên kết dl liên kết dl vật lý vật lý  giao thức tầng mạng nằm mạng liên kết dl vật lý trong mọi máy, BĐT ứng dụng ạ truyền tải m ng ế mạng  BĐT kiểm tra trường mào đầu liên k t dl mạng ậ liên kết dl mạng v t lý liên kết dl vật lý trong mọi gói IP đi qua nó liên kết dl vật lý vật lý Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 5
  6. Hai chức năng quan trọng của tầng Mạng  chuyển tiếp: di chuyển các ý nghĩa tương đồng: Du lịch gói tin từ đầu vào của BĐT  định tuyến: quá trình lập tới đầu ra thích hợp ra đường đi từ điểm xuất phát tới đích  định tuyến: xác định đường đi cho gói tin từ nguồn tới  chuyển tiếp: quá trình đi đích. qua một trạm trung gian  các giao thức định tuyến Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 6
  7. Chương 4: Tầng Mạng  4.1 Giới thiệu  4.4 Các giải thuật định  4.2 Bên trong bộ định tuyến tuyến là gì?  Trạng thái liên kết  Véc-tơ Khoảng cách  4.3 IP: Internet Protocol  Định tuyến phân cấp  Định dạng gói tin   Đánh địa chỉ IPv4 4.5 Định tuyến trong  ICMP Internet   IPv6 RIP  OSPF  BGP Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 7
  8. Tổng quan về kiến trúc Bộ Định Tuyến Hai chức năng chính của BĐT:  chạy giải thuật/giao thức định tuyến (RIP, OSPF, BGP)  chuyển tiếp các gói tin từ đầu vào đến đầu ra Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 8
  9. Chức năng của cổng vào Tầng vật lý: nhận các bit chuyển mạch không tập trung: Tầng liên kết: ở chương sau  cho đích của gói tin, tìm cổng ra sử dụng bảng chuyển mạch trong bộ nhớ của cổng vào  mục tiêu: hoàn thành xử lý ở cổng vào với ‘tốc độ đường truyền’  xếp hàng: nếu gói tin tới nhanh hơn tốc độ chuyển tiếp vào cơ cấu chuyển mạch Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 9
  10. Ba loại cơ cấu chuyển mạch Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 10
  11. Chuyển mạch thông qua Bộ Nhớ BĐT thế hệ đầu tiên:  máy tính truyền thống với cơ chế chuyển mạch dưới sự điều khiển trực tiếp của CPU gói tin được chép vào bộ nhớ hệ thống  vận tốc bị hạn chế bởi băng thông của bộ nhớ (mỗi gói đi qua mạch bus 2 hai lần) Input Memory Output Port Port System Bus Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 11
  12. Chuyển gói thông qua mạch dẫn Bus  gói tin đi từ bộ nhớ của cổng vào tới bộ nhớ của cổng ra thông qua một mạch chia sẻ (shared bus)  tranh giành bus: tốc độ chuyển mạch bị hạn chế bởi băng thông của bus  32 Gbps bus, Cisco 5600: vận tốc vừa phải cho các BĐT truy cập và xí nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 12
  13. Chuyển mạch thông qua một Mạng Liên Kết Lẫn Nhau  khắc phục được hạn chế băng thông của bus  thiết kế cao cấp: chia gói tin thành những ô độ dài xác định, chuyển các ô đó qua cơ cấu c/mạch.  Cisco 12000: chuyển 60 Gbps thông qua một mạng kết nối lẫn nhau Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 13
  14. Cổng ra  Việc nhớ tạm diễn ra khi các gói tin đến từ cơ cấu c/mạch nhanh hơn tốc độ truyền tải  Nguyên lý lập lịch sẽ lựa chọn giữa những gói tin đang xếp hàng để truyền tải Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 14
  15. Xếp hàng ở Cổng Ra  nhớ tạm khi mà tốc độ tới vượt quá tốc độ của đường đi ra  xếp hàng (trễ) và mất gói là do tràn bộ nhớ tạm của cổng ra! Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 15
  16. Nhớ tạm bao nhiêu thì đủ?  RFC 3439: bộ nhớ đệm trung bình bằng RTT “trung bình” (khoảng 250 msec) nhân với băng thông của liên kết C  vd, C = 10 Gbps :bộ nhớ 2.5 Gbit  Giá trị khuyến cáo: với N luồng, bộ nhớ tạm bằng RTT . C N Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 16
  17. Xếp hàng ở cổng vào  Cơ cấu chuyển mạch chậm hơn tốc độ cổng vào -> xếp hàng có thể xảy ra ở cổng vào  Khóa đầu-dòng (HOL) : gói tin xếp ở đầu dòng ngăn các gói khác di chuyển về trước  độ trễ xếp hàng và mất gói là do tràn bộ nhớ tạm ở cổng vào! Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 17
  18. Chương 4: Tầng Mạng  4.1 Giới thiệu  4.4 Các giải thuật định  4.2 Bên trong bộ định tuyến tuyến là gì?  Trạng thái liên kết  Véc-tơ Khoảng cách  4.3 IP: Internet Protocol  Định tuyến phân cấp  Định dạng gói tin   Đánh địa chỉ IPv4 4.5 Định tuyến trong  ICMP Internet   IPv6 RIP  OSPF  BGP Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 18
  19. Tầng mạng của Internet Chức năng của tầng mạng của máy tính, BĐT Tầng truyền tải: TCP, UDP G/thức định tuyến giao thức IP •chọn đường đi •qui tắc đánh địa chỉ •RIP, OSPF, BGP •định dạng gói tin Tầng •qui tắc xử lí gói tin Mạng bảng giao thức ICMP chuyển tiếp •báo cáo lỗi •gửi tín hiệu tới bđt Tầng liên kết tầng vật lý Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 19
  20. Chương 4: Tầng Mạng  4.1 Giới thiệu  4.4 Các giải thuật định  4.2 Bên trong bộ định tuyến tuyến là gì?  Trạng thái liên kết  Véc-tơ Khoảng cách  4.3 IP: Internet Protocol  Định tuyến phân cấp  Định dạng gói tin   Đánh địa chỉ IPv4 4.5 Định tuyến trong  ICMP Internet   IPv6 RIP  OSPF  BGP Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 20
  21. Định dạng gói tin IP phiên bản 32 bits tổng độ dài giao thức IP gói tin (bytes) độ dài head. type of ver mào đầu(bytes) len service length dùng cho “loại” dữ liệu fragment 16-bit identifier flgs phân đoạn/ offset ghép đoạn thời gian sống time to upper header live layer checksum 32 bit địa chỉ IP nguồn 32 bit địa chỉ IP đích giao thức tầng trên Tùy chọn (nếu có) vd, tem thời điểm, lưu chi phí cho TCP? dữ liệu đường đi, (độ dài bất kì, danh sách bđt . 20 byte của TCP thông thường là một sẽ đi qua. . 20 byte của IP đoạn TCP hoặc UDP) . = 40 bytes + mào đầu của ứ/dụng Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 21
  22. Phân đoạn & ghép đoạn IP  liên kết trong mạng có kích thước truyền tải tối đa MTU – là kích thước lớn nhất có thể của một khung dữ liệu lớp liên kết. sự phân đoạn:  các loại liên kết khác nhau vào: một gói tin lớn sẽ có MTU khác nhau ra: 3 gói nhỏ hơn  gói tin IP lớn được chia ra (“phân đoạn”)  một gói tin trở thành vài gói tin ghép đoạn  chỉ “ghép đoạn” tại đích đến cuối cùng  các bit trong mào đầu IP được dùng để xác định và sắp thứ tự các đoạn Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 22
  23. Phân đoạn & ghép đoạn IP length ID fragflag offset Ví dụ =4000 =x =0 =0 . gói tin 4000 byte Một gói tin lớn bị chia thành . MTU = 1500 bytes vài gói tin nhỏ hơn length ID fragflag offset =1500 =x =1 =0 1480 bytes trong trường dữ liệu length ID fragflag offset =1500 =x =1 =185 khoảng cách = 1480/8 length ID fragflag offset =1040 =x =0 =370 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 23
  24. Chương 4: Tầng Mạng  4.1 Giới thiệu  4.4 Các giải thuật định  4.2 Bên trong bộ định tuyến tuyến là gì?  Trạng thái liên kết  Véc-tơ Khoảng cách  4.3 IP: Internet Protocol  Định tuyến phân cấp  Định dạng gói tin   Đánh địa chỉ IPv4 4.5 Định tuyến trong  ICMP Internet   IPv6 RIP  OSPF  BGP Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 24
  25. Đánh địa chỉ IP: giới thiệu 223.1.1.1  địa chỉ IP: 32-bit là kí hiệu định danh cho 223.1.2.1 223.1.1.2 máy, và giao diện của 223.1.1.4 223.1.2.9 bđt 223.1.2.2 223.1.3.27  giao diện: liên kết giữa 223.1.1.3 máy/bđt và liên kết vật lý 223.1.3.1 223.1.3.2  bđt thông thường có nhiều giao diện  máy tính thường chỉ có 1 giao diện 223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001  địa chỉ IP liên kết với mỗi giao diện 223 1 1 1 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 25
  26. Mạng con (subnet) 223.1.1.1  Địa chỉ IP:  phần mạng con (các bit 223.1.2.1 223.1.1.2 bậc cao) 223.1.1.4 223.1.2.9  phần máy (các bít bậc thấp) 223.1.2.2 223.1.1.3 223.1.3.27  Mạng con là gì ?  giao diện của thiết bị với subnet cùng phần mạng con 223.1.3.1 223.1.3.2 trong địa chỉ IP  có thể giao tiếp với nhau về mặt vật lý mà không cần qua bộ định mạng chứa 3 mạng con tuyến Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 26
  27. 223.1.1.0/24 Mạng con 223.1.2.0/24 Công thức  Để xác định mạng con, tháo mỗi giao diện ra khỏi máy tính hoặc bđt, tạo ra những vùng mạng bị cách ly. Mỗi mạng bị cách ly như vậy được gọi là mạng con. 223.1.3.0/24 Subnet mask: /24 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 27
  28. Mạng con 223.1.1.2 Có bao nhiêu mạng con 223.1.1.1 223.1.1.4 trong hình bên? 223.1.1.3 223.1.7.9/30 223.1.7.1/30 223.1.7.10/30 223.1.7.2/30 223.1.7.5/30 223.1.7.6/30 223.1.2.6/24 223.1.3.27 223.1.2.1/24 223.1.2.2/24 223.1.3.1 223.1.3.2 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 28
  29. Đánh địa chỉ IP: CIDR CIDR: Classless InterDomain Routing Định tuyến liên miền không phân lớp  phần mạng con có độ dài bất kì  định dạng của địa chỉ: a.b.c.d/x, với x là số bit của phần mạng con trong địa chỉ phần phần mạng con máy 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 29
  30. Địa chỉ IP: làm sao để lấy? Hỏi: Làm thế nào máy tính lấy được địa chỉ IP?  lưu cứng bởi quản trị viên hệ thống trong một tệp  Windows: control-panel->network->configuration->tcp/ip- >properties  UNIX: /etc/rc.config  DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: lấy địa chỉ IP động từ một máy chủ  “plug-and-play” Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 30
  31. DHCP: Giao thức cấu hình máy động Mục đích: cho phép máy lấy địa chỉ IP động tự động từ máy chủ trong mạng khi nó tham gia vào mạng Có thể làm mới địa chỉ Cho phép sử dụng lại địa chỉ Hỗ trợ người dùng di động (laptop) khi họ muốn tham gia vào mạng Tổng quan DHCP:  máy khách phát tán thông điệp “DHCP discover”  máy chủ DHCP trả lời với thông điệp “DHCP offer”  khách yêu cầu địa chỉ IP: th/điệp “DHCP request”  máy chủ DHCP gửi địa chỉ: t/điệp “DHCP ack” Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 31
  32. Kịch bản khách-chủ DHCP máy chủ 223.1.2.1 A 223.1.1.1 DHCP 223.1.1.2 223.1.1.4 223.1.2.9 B 223.1.2.2 khách DHCP đến 223.1.1.3 223.1.3.27 E cần địa chỉ của mạng này 223.1.3.1 223.1.3.2 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 32
  33. Kịch bản khách-chủ DHCP máy chủ DHCP: 223.1.2.5 khách DHCP discover src : 0.0.0.0, 68 dest.: 255.255.255.255,67 yiaddr: 0.0.0.0 transaction ID: 654 DHCP offer src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 654 Lifetime: 3600 secs DHCP request src: 0.0.0.0, 68 dest:: 255.255.255.255, 67 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 655 t/g Lifetime: 3600 secs DHCP ACK src: 223.1.2.5, 67 dest: 255.255.255.255, 68 yiaddrr: 223.1.2.4 transaction ID: 655 Lifetime: 3600 secs Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 33
  34. Địa chỉ IP: đặt một địa chỉ ntn? Hỏi: Làm thế nào mà mạng tìm ra phần mạng con của địa chỉ IP? Đáp: lấy phần được phân phối trong không gian địa chỉ của nhà cung cấp của nó ISP's 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20 Tổ chức 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Tổ chức 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23 Tổ chức 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23 . . Tổ chức 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 34
  35. Đánh địa chỉ phân cấp: gộp tuyến đường (route aggregation) Đánh địa chỉ phân cấp cho phép quảng bá thông tin định tuyến một cách hiệu quả: Tổ chức 0 200.23.16.0/23 Tổ chức 1 “Gửi cho tôi các gói tin 200.23.18.0/23 với địa chỉ bắt đầu bằng Tổ chức 2 200.23.16.0/20” . 200.23.20.0/23 . ISP-1 . . . Internet Tổ chức 7 . 200.23.30.0/23 “Gửi cho tôi các gói tin ISP-ABC với địa chỉ bắt đầu bằng 199.31.0.0/16” Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 35
  36. Đánh địa chỉ phân cấp: những tuyến đường cụ thể hơn ISP-ABC có đường đi cụ thể hơn tới Tổ chức 1 Tổ chức 0 200.23.16.0/23 “Gửi cho tôi các gói tin với địa chỉ bắt đầu bằng Tổ chức 2 200.23.16.0/20” . 200.23.20.0/23 . ISP-1 . . . Internet Tổ chức 7 . 200.23.30.0/23 “Gửi cho tôi các gói tin ISP-ABC với địa chỉ bắt đầu bằng Tổ chức 1 199.31.0.0/16 hoặc 200.23.18.0/23” 200.23.18.0/23 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 36
  37. Đánh địa chỉ IP: Làm sao để có IP? H: Làm sao ISP lấy được một khối địa chỉ? Đ: ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers  cấp phát địa chỉ  quản lí DNS  đăng kí tên miền, giải quyết tranh chấp Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 37
  38. NAT: Sự dịch địa chỉ mạng phần còn lại của mạng cục bộ Internet (vd, mạng gia đình) 10.0.0/24 10.0.0.1 10.0.0.4 10.0.0.2 138.76.29.7 10.0.0.3 Tất cả gói tin đi ra khỏi mạng nội bộ Các gói tin với mà nguồn và đều có cùng một địa chỉ IP NAT đích đều nằm trong mạng này nguồn: 138.76.29.7, sẽ có địa chỉ 10.0.0/24 cho và số cổng khác nhau nguồn và đích (như b/thường) Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 38
  39. NAT: Sự dịch địa chỉ mạng  Động lực: mạng nội bộ sử dụng chỉ một địa chỉ IP cho việc liên lạc với bên ngoài:  không cần một dải địa chỉ từ ISP: chỉ một địa chỉ IP cho tất cả các thiết bị  có thể thay đổi địa chỉ của thiết bị trong mạng cục bộ mà không ảnh hưởng đến thế giới bên ngoài  có thể thay đổi ISP mà không thay đổi địa chỉ của thiết bị trong mạng cục bộ  các thiết bị trong mạng cục bộ không được đánh địa chỉ công cộng, có thể thấy đươc bởi mạng ngoài (một điểm cộng cho bảo mật). Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 39
  40. NAT: Sự dịch địa chỉ mạng Hiện thực: bộ định tuyến NAT phải:  gói tin đi ra: thay thế (IP nguồn, số cổng) của mọi gói tin đi ra thành (IP NAT, số cổng mới) . . . khách/chủ từ xa sẽ trả lời sử dụng (IP NAT, số cổng mới) làm địa chỉ đích.  ghi nhớ (trong bảng dịch NAT) mọi cặp dịch từ (IP nguồn, số cổng) tới (IP NAT, số cổng mới)  gói tin đi vào: thay thế (IP NAT, số cổng mới) trong trường đích của mọi gói tin đi vào bằng (IP nguồn, số cổng) tương ứng lưu trong bảng NAT Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 40
  41. NAT: Sự dịch địa chỉ mạng bảng dịch NAT 1: máy 10.0.0.1 2: bđt NAT đổi địa Địa chỉ WAN địa chỉ LAN chỉ nguồn của gói tin gửi gói tin tới 138.76.29.7, 5001 10.0.0.1, 3345 từ 10.0.0.1, 3345 128.119.40.186, 80 thành 138.76.29.7,5001, S: 10.0.0.1, 3345 cập nhật bảng D: 128.119.40.186, 80 10.0.0.1 1 S: 138.76.29.7, 5001 2 D: 128.119.40.186, 80 10.0.0.4 10.0.0.2 138.76.29.7 S: 128.119.40.186, 80 D: 10.0.0.1, 3345 4 S: 128.119.40.186, 80 D: 138.76.29.7, 5001 3 10.0.0.3 4: bđt NAT đổi 3: Gói trả lời tới địa chỉ đích của gói địa chỉ đích: tin từ 138.76.29.7, 5001 138.76.29.7, 5001 thành 10.0.0.1, 3345 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 41
  42. NAT: Sự dịch địa chỉ mạng  trường số-cổng 16-bit:  60,000 kết nối đồng thời với một địa chỉ LAN!  NAT đang bị tranh cãi:  bđt nên chỉ làm việc ở lớp 3  vi phạm nguyên lý đầu cuối-tới-đầu cuối  NAT phải được xem xét khi thiết kế các ứng dụng, ví dụ: ứng dụng P2P  sự thiếu địa chỉ nên được giải quyết bằng IPv6 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 42
  43. Vấn đề truy cập vào trong NAT  khách muốn truy cập vào máy chủ với địa chỉ 10.0.0.1 Chủ  máy chủ địa chỉ 10.0.0.1 chỉ 10.0.0.1 dùng trong LAN (khách không Khách thể dùng nó làm địa chỉ đích) ?  chỉ có một địa chỉ nhìn thấy từ 10.0.0.4 bên ngoài là địa chỉ NAT: 138.76.29.7 138.76.29.7 bđt  giải pháp 1: cấu hình NAT NAT tĩnh, để chuyển tiếp yêu cầu kết nối tới cổng nhất định nào đó sang máy chủ  vd: (123.76.29.7, cổng 2500) luôn luôn được chuyển tới 10.0.0.1, cổng 25000 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 43
  44. Vấn đề truy cập vào trong NAT  giải pháp 2: Giao thức Universal Plug and Play (UPnP) Internet 10.0.0.1 Gateway Device (IGD). Cho phép máy trong mạng NAT: IGD  học địa chỉ IP công cộng 10.0.0.4 (138.76.29.7)  thêm/xóa các ánh xạ cổng 138.76.29.7 NAT (với thời gian cho thuê) router vd, cấu hình ánh xạ cổng NAT tự động, tĩnh Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 44
  45. Vấn đề truy cập vào trong NAT  giải pháp 3: chuyển tiếp gói (dùng trong Skype)  khách trong NAT thiết lập kết nối tới máy chủ chuyển tiếp  khách bên ngoài kết nối tới MCCT  MCCT tạo cầu nối gói tin giữa 2 kết nối 2. kết nối tới MCCT khởi tạo 1. kết nối tới bởi máy ngoài MCCT khởi tạo 10.0.0.1 NAT bởi máy trong 3. chuyển tiếp Client NAT được thiết lập 138.76.29.7 bđt NAT Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 4: Tầng Mạng © 2011 45