Sự đóng gói IP, phân đoạn và hợp lại

LỜI GIỚI THIỆU

Mặc dù rất nhiều giao thức được đưa ra nhằm áp dụng cho internet, nhưng chỉ một bộ

giao thức nổi bật được sử dụng rộng rãi nhất cho liên mạng. Bộ giao thức đó là bộ giao thức

internet TCP/IP (the TCP/IP Internet Protocols); nhiều chuyên gia gọi nó đơn giản là

TCP/IP.

TCP/IP là bộ giao thức đầu tiên được phát triển để sử dụng cho internet.TCP/IP bắt đầu

được nghiên cứu vào những năm 1970, xấp xỉ thời gian với mạng cục bộ được phát triển.

Quân đội Mỹ đã đầu tư rất nhiều công sức vào việc nghiên cứu bộ giao thức TCP/IP và liên

mạng thông qua tổ chức ARPA. Quân đội Mỹ là một trong những tổ chức đầu tiên mà có rất

nhiều mạng khác nhau. Do đó họ cũng là những tổ chức đầu tiên nhận ra nhu cầu cần thiết

có dịch vụ toàn mạng. Vào giữa những năm 1980, tổ chức khoa học quốc gia và một vài cơ

quan chính phủ của Mỹ đã tiếp tục nghiên cứu phát triển giao thức TCP/IP và liên mạng

diện rộng nhằm thử ngiệm bộ giao thức naỳ.

Việc nghiên cứu trên internet và giao thức TCP/IP đã đạt được những kết quả đáng kể.

Liên mạng đã trở thành một ý tưởng quan trọng trong hệ thống mạng hiện đại. Thực tế, công

nghệ mạng đã tạo ra một cuộc cách mạng trong truyền thông máy tính. Nhiều tổ chức lớn đã

sử dụng internet như là một hệ thống truyền thông máy tính cơ bản của họ. Các tổ chức nhỏ

hơn và các cá nhân cũng đã bắt đầu tiến hành như vậy. Hơn nữa, cùng với việc liên kết các

internet riêng, công nghệ TCP/IP đã tạo ra một mạng Internet toàn cầu có tới hơn 5 triệu

máy tính trong các trường học, tổ chức thương mại và các tổ chức quân đội, chính phủ ở

khắp nơi trên hơn 82 nước trên toàn thể giới.

Thực tế đã chứng minh bộ giao thức TCP/IP có ý nghĩa cực kì quan trọng và có ứng

dụng lớn trong thời đại ngày nay_thời đại của internet .Do hạn chế về mặt thời gian nên

trong phần tiểu luận viết về giao thức TCP/IP này em chỉ trình bày một số vấn đề khái quát

về giao thức TCP/IP.

1

PHẦN I

Sơ lược về giao thức TCP/IP

I. Các lớp và giao thức TCP/IP

Mô hình tham chiếu 7 lớp OSI đã được phát minh trước khi có internet. Do vậu mô

hình này đã có những lớp không phù hợp với giao thức internet. Hơn nữa, mô hình này đã

dành toàn bộ một lớp cho một bộ giao thức mà điểu này trở nên kém quan trọng bằng hệ

thống máy tính đã thay đổi từ các hệ thống phân chi thời gian lớn thành các máy trạm riêng.

Do vậy các nhà nghiên cứu mà phát triển giao thức TCP/IP đã phát minh ra mô hình lớp

mới.

Mô hình phân lớp TCP/IP hay còn gọi là mô hình phân lớp Internet hay mô hình tham

chiếu Internet (Internet Reference Model) có 5 lớp như trên hình sau

ứng dụng Lớp 5

Lớp 4

Lớp 3

Lớp 2

Lớp 1

Truyền tải

Liên mạng

Nối ghép mạng

Vật lý

Hình1.Năm lớp của mô hình tham chiếu TCP/IP

4 lớp của mô hình tham chiếu TCP/IP tương ứng với một hoặc nhiều lớp trong mô

hình tham chiếu OSI.

2

Hình 2. Mô hình giao thức TCP/IP v so sánh v à ới OSI

Lớp 1: vật lý

Lớp 1 tương ứng với phần cứng mạng cơ bản giống như lớp 1 của mô hình tham chiếu 7

lớp OSI.

Lớp 2: Nối ghép mạng

Lớp 2 chỉ ra cách thức dữ liệu được tổ chức trong frame và máy tính truyền đi các frame

như thế nào, tương tự như lớp 2 trong mô hình tham chiếu OSI.

Lớp 3: Internet

Lớp 3 chỉ ra định dạng các gói tin được truyền qua internet và cơ chế sử dụng để truyền

tiếp các gói tin từ một máy tính thông qua một hoặc nhiều router đến máy tính đích.

Lớp 4: truyền tải

Lớp 4 giống như lớp 4 trong mô hình OSI, chỉ ra làm thế nào để đảm bảo độ tin cậy khi

truyền tin.

Lớp 5: ứng dụng

Lớp 5 tương ứng với lớp 6 và lớp 7 trong mô hình OSI. Mỗi giao thức lớp 5 chỉ ra một

ứng dụng sử dụng internet như thế nào.

II. Máy chủ, router và các lớp giao thức

TCP/IP định nghĩa ra thuật ngữ máy chủ (host computer) để chỉ bất kỳ hệ thống máy

tính nào mà được nối với internet và có chạy các ứng dụng. Host computer có thể chỉ là một

máy tính cá nhân nhỏ nhưng cũng có thể là máy mainframe lớn. Hơn nữa, CPU của máy chủ

có thể là nhanh hay chậm, bộ nhớ lớn hay bé và mạng mà có máy chủ nối kết có thể có tốc

độ nhanh hay chậm. Giao thức TCP/IP cho phép bất kỳ một cặp máy chủ nào cũng có thể

giao tiếp với nhau bất chấp sự khác nhau về phần cứng.

Cả máy chủ và router đều cần đến phần mềm giao thức TCP/IP. Tuy nhiên, router

không sử dụng giao thức trong tất cả các lớp. Đặc biệt router không cần giao thức lớp 5 cho

các ứng dụng như là việc truyền file bởi vì router không chạy các ứng dụng đó.

PHẦN II

3

Địa chỉ IP

I. IP_ Địa chỉ giao thức internet

Mục đích của liên mạng là tạo ra một hệ thống truyền thông đồng nhất. Để đạt được

điều này, phần mềm giao thức internet phải ẩn đi mọi chi tiết về các mạng vật lý và đưa ra

những đặc điểm thuận lợi của một mạng ảo. Sự hoạt động của mạng ảo giống như bất kỳ

mạng nào khác, cho phép các máy tính truyền và nhận các gói tin. Sự khác biệt cơ bản giữa

internet và một mạng vật lý đó là internet chỉ là một mạng hoàn toàn trừu tượng được hình

dung ra bởi người thiết kế nó và được tạo ra bằng phần mềm. Những người thiết kế tự do

lựa chọn địa chỉ, định dạng gói tin, và kỹ thuật truyền tin độc lập với phần cứng vật lý cụ

thể.

Địa chỉ là một thành phần khó nhất của mạng internet. Để tạo ra được một hệ thống

đồng bộ, tất cả các máy tính phải có một cơ chế đánh địa chỉ đồng bộ. Nhưng các địa chỉ vật

lý của mạng không thể dùng được bởi một mạng internet có thể gồm nhiều công nghệ mạng

khác nhau và mỗi công nghệ có một định dạng địa chỉ của riêng nó. Do vậy, các địa chỉ của

hai công nghệ mạng khác nhau có thể không tương thích với nhau bởi vì chúng khác nhau

về kích thước và định dạng.

Để đảm bảo sự đồng bộ về địa chỉ trên tất cả các host, phần mềm giao thức định nghĩa

một cơ chế đánh địa chỉ mà hoàn toàn độc lập với địa chỉ phần cứng. Mặc dù cơ chế đánh

địa chỉ cho internet là trừu tượng tạo ra bởi phần mềm, nhưng các địa chỉ giao thức sử dụng

đối với các đến các đích trong mạng ảo cũng giống như là cách mà địa chỉ phần cứng sử

dụng trong mạng vật lý. Để truyền gói tin qua mạng internet, máy gửi để địa chỉ giao thức

của máy đích trong gói tin và truyền gói tin đó đến phần mềm giao thức để truyền đi. Phần

mềm sẽ sử dụng địa chỉ giao thức đích kho nó chuyển tiếp các gói tin này qua mạng internet

đến máy tính đích.

Để tạo ra một địa chỉ đồng bộ trong mạng internet, phần mềm giao thức định nghĩa ra

một cơ chế đánh địa chỉ trừu tượng mà mỗi host được thiết lập một địa chỉ duy nhất. Người

sử dụng , các chương trình ứng dụng và các lớp phần mềm giao thức cao hơn sử dụng địa

chỉ trừu tượng này để giao tiếp với nhau.

II. Cơ chế đánh địa chỉ IP

Trong stack giao thức TCP/IP, địa chỉ được quy định bởi giao thức liên mạng (IP -

internet protocol). Chuẩn IP quy định mỗi host được thiết lập một số 32 bit duy nhất gọi là

địa chỉ giao thức liên mạng của host, hay thường được viết tắt là địa chỉ IP hoặc địa chỉ

internet. Mỗi gói tin gửi qua mạng đều có chứa địa chỉ IP 32 bit của máy gửi và địa chỉ của

máy nhận. Do vậy, để truyền thông tin qua mạng TCP/IP, một máy tính cần biết địa chỉ IP

của máy tính cần truyền đến.

4