Họ giao thức TCP IP (3).doc

Ch¬ng I

hä Giao thøc tcp/ip

I.1.1. Hä giao thøc TCP/IP

Sù ra ®êi cña hä giao thøc TCP/IP g¾n liÒn víi sù ra ®êi cña Internet mµ tiÒn

th©n lµ m¹ng ARPAnet (Advanced Research Projects Agency) do Bé Quèc

phßng Mü t¹o ra. §©y lµ bé giao thøc ®îc dïng réng r·i nhÊt v× tÝnh më cña

nã. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ bÊt cø m¸y nµo dïng bé giao thøc TCP/IP ®Òu cã thÓ

nèi ®îc vµo Internet. Hai giao thøc ®îc dïng chñ yÕu ë ®©y lµ TCP

(Transmission Control Protocol) vµ IP (Internet Protocol). Chóng ®· nhanh

chãng ®îc ®ãn nhËn vµ ph¸t triÓn bëi nhiÒu nhµ nghiªn cøu vµ c¸c h·ng c«ng

nghiÖp m¸y tÝnh víi môc ®Ých x©y dùng vµ ph¸t triÓn mét m¹ng truyÒn th«ng

më réng kh¾p thÕ giíi mµ ngµy nay chóng ta gäi lµ Internet. Ph¹m vi phôc vô

cña Internet kh«ng cßn dµnh cho qu©n sù nh ARPAnet n÷a mµ nã ®· më réng

lÜnh vùc cho mäi lo¹i ®èi tîng sö dông, trong ®ã tû lÖ quan träng nhÊt vÉn

thuéc vÒ giíi nghiªn cøu khoa häc vµ gi¸o dôc.

Kh¸i niÖm giao thøc (protocol) lµ mét kh¸i niÖm c¬ b¶n cña m¹ng th«ng tin

m¸y tÝnh. Cã thÓ hiÓu mét c¸ch kh¸i qu¸t r»ng ®ã chÝnh lµ tËp hîp tÊt c¶ c¸c

qui t¾c cÇn thiÕt (c¸c thñ tôc, c¸c khu«n d¹ng d÷ liÖu, c¸c c¬ chÕ phô trî...)

cho phÐp c¸c thao t¸c trao ®æi th«ng tin trªn m¹ng ®îc thùc hiÖn mét c¸ch

chÝnh x¸c vµ an toµn. Cã rÊt nhiÒu hä giao thøc ®ang ®îc thùc hiÖn trªn m¹ng

th«ng tin m¸y tÝnh hiÖn nay nh IEEE 802.X dïng trong m¹ng côc bé, CCITT

X25 dïng cho m¹ng diÖn réng vµ ®Æc biÖt lµ hä giao thøc chuÈn cña ISO (tæ

chøc tiªu chuÈn hãa quèc tÕ) dùa trªn m« h×nh tham chiÕu b¶y tÇng cho viÖc

nèi kÕt c¸c hÖ thèng më. GÇn ®©y, do sù x©m nhËp cña Internet vµo ViÖt nam,

chóng ta ®îc lµm quen víi hä giao thøc míi lµ TCP/IP mÆc dï chóng ®· xuÊt

hiÖn tõ h¬n 20 n¨m tríc ®©y.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) TCP/IP lµ mét hä

giao thøc cïng lµm viÖc víi nhau ®Ó cung cÊp ph¬ng tiÖn truyÒn th«ng liªn

m¹ng ®îc h×nh thµnh tõ nh÷ng n¨m 70.

§Õn n¨m 1981, TCP/IP phiªn b¶n 4 míi hoµn tÊt vµ ®îc phæ biÕn réng r·i cho

toµn bé nh÷ng m¸y tÝnh sö dông hÖ ®iÒu hµnh UNIX. Sau nµy Microsoft còng

®· ®a TCP/IP trë thµnh mét trong nh÷ng giao thøc c¨n b¶n cña hÖ ®iÒu hµnh

Windows 9x mµ hiÖn nay ®ang sö dông.

§Õn n¨m 1994, mét b¶n th¶o cña phiªn b¶n IPv6 ®îc h×nh thµnh víi sù céng

t¸c cña nhiÒu nhµ khoa häc thuéc c¸c tæ chøc Internet trªn thÕ giíi ®Ó c¶i tiÕn

nh÷ng h¹n chÕ cña IPv4.

Kh¸c víi m« h×nh ISO/OSI tÇng liªn m¹ng sö dông giao thøc kÕt nèi m¹ng

"kh«ng liªn kÕt" (connectionless) IP, t¹o thµnh h¹t nh©n ho¹t ®éng cña

Internet. Cïng víi c¸c thuËt to¸n ®Þnh tuyÕn RIP, OSPF, BGP, tÇng liªn m¹ng

IP cho phÐp kÕt nèi mét c¸ch mÒm dÎo vµ linh ho¹t c¸c lo¹i m¹ng "vËt lý"

kh¸c nhau nh: Ethernet, Token Ring , X.25...

Giao thøc trao ®æi d÷ liÖu "cã liªn kÕt" (connection - oriented) TCP ®îc sö

dông ë tÇng vËn chuyÓn ®Ó ®¶m b¶o tÝnh chÝnh x¸c vµ tin cËy viÖc trao ®æi d÷

liÖu dùa trªn kiÕn tróc kÕt nèi "kh«ng liªn kÕt" ë tÇng liªn m¹ng IP.

C¸c giao thøc hç trî øng dông phæ biÕn nh truy nhËp tõ xa (telnet), chuyÓn tÖp

(FTP), dÞch vô World Wide Web (HTTP), th ®iÖn tö (SMTP), dÞch vô tªn miÒn

(DNS) ngµy cµng ®îc cµi ®Æt phæ biÕn nh nh÷ng bé phËn cÊu thµnh cña c¸c hÖ

®iÒu hµnh th«ng dông nh UNIX (vµ c¸c hÖ ®iÒu hµnh chuyªn dông cïng hä

cña c¸c nhµ cung cÊp thiÕt bÞ tÝnh to¸n nh AIX cña IBM, SINIX cña Siemens,

Digital UNIX cña DEC), Windows9x/NT, Novell Netware,...

H×nh 2.1 M« h×nh OSI vµ m« h×nh kiÕn tróc cña TCP/IP

Nh vËy, TCP t¬ng øng víi líp 4 céng thªm mét sè chøc n¨ng cña líp 5 trong

hä giao thøc chuÈn ISO/OSI. Cßn IP t¬ng øng víi líp 3 cña m« h×nh OSI.

Trong cÊu tróc bèn líp cña TCP/IP, khi d÷ liÖu truyÒn tõ líp øng dông cho ®Õn

líp vËt lý, mçi líp ®Òu céng thªm vµo phÇn ®iÒu khiÓn cña m×nh ®Ó ®¶m b¶o

cho viÖc truyÒn d÷ liÖu ®îc chÝnh x¸c. Mçi th«ng tin ®iÒu khiÓn nµy ®îc gäi lµ

mét header vµ ®îc ®Æt ë tríc phÇn d÷ liÖu ®îc truyÒn. Mçi líp xem tÊt c¶ c¸c

OSI

Application Application

Presentation Presentation

Session Session

Transprort Transprort

Network Network

Data link Data link

Physical Physical

Application

SMTP FTP TELNET DNS

TCP UDP

IP

ICMP

ARP

IGMP

RARP

Protocols defined by the underlying networks

TCP/IP

H×nh 13. M« h×nh thanm chiÕu TCP/IP víi chuÈn OSI 7 líp

th«ng tin mµ nã nhËn ®îc tõ líp trªn lµ d÷ liÖu, vµ ®Æt phÇn th«ng tin ®iÒu

khiÓn header cña nã vµo tríc phÇn th«ng tin nµy. ViÖc céng thªm vµo c¸c

header ë mçi líp trong qu¸ tr×nh truyÒn tin ®îc gäi lµ encapsulation. Qu¸

tr×nh nhËn d÷ liÖu diÔn ra theo chiÒu ngîc l¹i: mçi líp sÏ t¸ch ra phÇn header

tríc khi truyÒn d÷ liÖu lªn líp trªn.

Mçi líp cã mét cÊu tróc d÷ liÖu riªng, ®éc lËp víi cÊu tróc d÷ liÖu ®îc dïng ë

líp trªn hay líp díi cña nã. Sau ®©y lµ gi¶i thÝch mét sè kh¸i niÖm thêng gÆp.

Stream lµ dßng sè liÖu ®îc truyÒn trªn c¬ së ®¬n vÞ sè liÖu lµ Byte.

Sè liÖu ®îc trao ®æi gi÷a c¸c øng dông dïng TCP ®îc gäi lµ stream, trong khi

dïng UDP, chóng ®îc gäi lµ message.

Mçi gãi sè liÖu TCP ®îc gäi lµ segment cßn UDP ®Þnh nghÜa cÊu tróc d÷ liÖu

cña nã lµ packet.

Líp Internet xem tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu nh lµ c¸c khèi vµ gäi lµ datagram. Bé giao

thøc TCP/IP cã thÓ dïng nhiÒu kiÓu kh¸c nhau cña líp m¹ng díi cïng, mçi

lo¹i cã thÓ cã mét thuËt ng÷ kh¸c nhau ®Ó truyÒn d÷ liÖu.

PhÇn lín c¸c m¹ng kÕt cÊu phÇn d÷ liÖu truyÒn ®i díi d¹ng c¸c packets hay lµ

c¸c frames.

Application Stream

Transport Segment/datagram

Internet Datagram

Network Access Frame

CÊu tróc d÷ liÖu t¹i c¸c líp cña TCP/IP

Líp truy nhËp m¹ng

Network Access Layer lµ líp thÊp nhÊt trong cÊu tróc ph©n bËc cña TCP/IP.

Nh÷ng giao thøc ë líp nµy cung cÊp cho hÖ thèng ph¬ng thøc ®Ó truyÒn d÷

liÖu trªn c¸c tÇng vËt lý kh¸c nhau cña m¹ng. Nã ®Þnh nghÜa c¸ch thøc truyÒn

c¸c khèi d÷ liÖu (datagram) IP. C¸c giao thøc ë líp nµy ph¶i biÕt chi tiÕt c¸c

phÇn cÊu tróc vËt lý m¹ng ë díi nã (bao gåm cÊu tróc gãi sè liÖu, cÊu tróc ®Þa

chØ...) ®Ó ®Þnh d¹ng ®îc chÝnh x¸c c¸c gãi d÷ liÖu sÏ ®îc truyÒn trong tõng lo¹i

m¹ng cô thÓ.

So s¸nh víi cÊu tróc OSI/OSI, líp nµy cña TCP/IP t¬ng ®¬ng víi hai líp

Datalink, vµ Physical.

Chøc n¨ng ®Þnh d¹ng d÷ liÖu sÏ ®îc truyÒn ë líp nµy bao gåm viÖc nhóng c¸c

gãi d÷ liÖu IP vµo c¸c frame sÏ ®îc truyÒn trªn m¹ng vµ viÖc ¸nh x¹ c¸c ®Þa

chØ IP vµo ®Þa chØ vËt lý ®îc dïng cho m¹ng.