Bài giảng Mạng máy tính - Chương 2: Mô hình OSI, TCP/IP - Phạm Tuấn Hiệp

Bài giảng Môn: MẠNG MÁY TÍNH Biên soạn: Phạm Tuấn Hiệp Tài liệu tham khảo:  www.google.com Chương 2 MÔ HÌNH OSI, TCP/IP Nội dung chính:  Mô hình OSI  Các chuẩn kết nối thông dụng nhất IEEE 802.X  Mô hình TCP/IP Mô hình OSI • Mô hình OSI (Open system interconnection – Mô hình kết nối các hệ thống mở) được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO (tổ chức tiêu chuẩn quốc tế-The International Standards Organization). Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin. Đến năm 1984, mô hình tham chiếu OSI chính thức được đưa ra giới thiệu. Mô hình OSI Mô hình OSI gồm 7 lớp gồm: lớp Ứng dụng (Application), lớp Trình bày (Presentation), lớp Phiên (Session), lớp Vận chuyển (Transport), lớp Mạng (Network), lớp Liên kết dữ liệu (Data Link), và cuối cùng là lớp Vật lý (Physical). Mô hình OSI • Chức năng của các lớp trong mô hình OSI – Application Layer: giao tiếp với các phần mềm và ứng dụng mạng. – Presentation Layer: chịu trách nhiệm về các dịch vụ nén và mã hóa, trình bày dữ liệu. – Session Layer: có chức năng thiết lập và quản lý (như kích thước gói tin) và kết thúc các phiên truyền thông. – Transport Layer: có trách nhiệm kiểm soát lỗi và phục hồi dữ liệu giữa các 2 máy tham gia truyền thông. Cả 2 giao thức TCP và UDP đều hoạt động tại tầng này. – Network Layer: có nhiệm vụ lập địa chỉ logic, xác định tuyến đường, chuyển các gói tin. Giao thức IP hoạt động tại đây Mô hình OSI • Chức năng của các lớp trong mô hình OSI – Data Link Layer: có chức năng gói các data frame trong quá trình truyền thông trên các vật dẫn. Thông tin kiểm lỗi sẽ được thêm vào tại tầng này thông thường là thông qua định dạng Cyclic Redundancy Check (CRC). Ngoài ra tầng này được chia là 2 tầng con là LLC (Logical Link Control) và MAC (Media Access Control). MAC layer xác định các địa chỉ vật lý của thiết bị mạng như MAC Address, đây là địa chỉ duy nhất cho mỗi thiết bị. Mối liên kết giữa MAC Address và Logic Address (như địa chỉ IP) sẽ được thựa hiện bởi LLC Layer. – Physical Layer: đây là tầng vậy lý và thực tế nhất trong mô hình 7 lớp, chịu trách nhiệm truyền dẫn các luồng dữ liệu trên mạng. Tóm tắt các tầng trong mô hình OSI Quá trình truyền thông dữ liệu trên mô hình OSI Các chuẩn kết nối thông dụng IEEE 802.x • Bên cạnh việc chuẩn hoá mạng là mô hình OSI người ta cũng chuẩn hóa các giao thức mạng cục bộ LAN • IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers- Viện Công nghệ Điện và Điện tử) là tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục bộ với đề án IEEE 802, với kết quả là hàng loạt các chuẩn thuộc họ IEEE 802.x ra đời • IEEE 802.: là chuẩn đặc tả kiến trúc mạng, kết nối giữa các mạng và việc quản trị mạng đối với mạng cục bộ • IEEE 802.2: là chuẩn đặc tả tầng dịch vụ giao thức của mạng cục bộ Các chuẩn kết nối thông dụng IEEE 802.x • IEEE 802.3: là chuẩn đặc tả mạng cục bộ dựa trên mạng Ethernet nổi tiếng của Digital, Intel vaw Xerox hợp tác xây dựng từ năm 1980 • IEEE 802.5: là chuẩn đặc tả mạng cục bộ với topo mạng dạng vòng • IEEE 802.11: là chuẩn đặc tả mạng cục bộ không giây (Wireless Lan) hiện đang được tiếp tục phát triển • Ngoài ra còn có các chuẩn IEEE 802.4, 802.6, 802.9, 802.10,802.12 Mô hình TCP/IP • Mạng máy tính khổng lồ Internet hiện nay đang sử dụng mô hình TCP/IP (Tranmission Control Protocol/Internet Protocol) để quản lý việc truyền thông. • Mô hình TCP/IP gồm 4 lớp sau: 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) và Truy cập mạng (bao gồm 2 lớp dưới cùng của mô hình OSI). Mô hình TCP/IP • Như hình bên chúng ta lấy ví dụ một máy tính muốn xem một trang web trên web server ví dụ website www.quantrimang.com thì yêu cầu này sẽ được chia thành nhiều công đoạn riêng biệt mà mỗi phần sẽ do một tầng trong mô hình 4 lớp TCP/IP đảm nhiệm, 4 tầng đó gồm có: Mô hình TCP/IP • Application Layer (Tầng Ứng Dụng): là tầng cao nhất trong mô hình, tầng này sẽ truyền thông với các phần mềm trên mạng như việc kết nối và hiện thị trang web www.quantrimang.com trong ví dụ trên, giao tiếp với người dùng thông qua các ứng dụng như Outlook, IE, File Zilla hoạt động tại tầng này Mô hình TCP/IP • Transport Layer (Tầng Vận Chuyển): tầng này có nhiệm vụ vận chuyển các gói tin, dữ liệu do tầng trên yêu cầu. Có hai giao thức hoạt động tại tầng vận chuyển là TCP (Tranmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). Sự khác biệt chính giữa hai giao thức này là TCP là giao thức tin cậy với các cơ chế kiểm tra lỗi, có báo nhận vì vậy dữ liệu gởi đi sẽ an toàn hơn so với các ứng dụng sử dụng UDP, tuy nhiên do không có các thủ tục trên cho nên UDP sẽ có thuận lợi về mặt tốc độ thực hiện. Mô hình TCP/IP • Internet Layer (Network Layer – Tầng Mạng): khi dữ liệu được truyền trên mạng chúng cần phải xác định rõ tuyến đường tối ưu để có thể chuyển từ máy truyền đến máy nhận, và tầng mạng sẽ đảm nhiệm chức năng đánh địa chỉ cũng như xác định tuyến đường. • Network Access Layer (Link Layer – Tầng Liên Kết): đây là nơi mà dữ liệu sẽ được truyền và nhận trong quá trình truyền thông, những thiết bị tại tầng này như cáp mạng hay sóng vô tuyến.. Mô hình TCP/IP • Vậy trong ví dụ trên, khi người dùng truy cập www.quantrimang.com bằng ứng dụng IE hay FireFox từ tầng ứng dụng, yêu cầu này sẽ được chuyển xuống tầng thấp hơn là tầng vận chuyển để áp dụng các giao thức thích hợp là TCP hay UDP, qua đó sẽ xác định các cơ chế chia nhỏ dữ liệu thành các gói tin và đặt những cờ thích hợp, áp dụng cơ chế kiểm lỗi... Tiếp đến các gói tin sẽ được chuyển xuống xử lý tại tầng mạng, để có thể xác định được địa chỉ IP của trang web và tìm ra tuyến đường thích hợp nhất và cuối cùng dữ liệu sẽ được chuyển sang các tín hiệu sóng vô tuyến hay tín hiệu điện và truyền đi trên các vật dẫn như cáp mạng, sóng vô tuyến Quá trình truyền thông dữ liệu trên mô hình TCP/IP • Trong quá trình truyền thông khi dữ liệu được chuyển xuống tầng thấp hơn nó sẽ được gắn vào một mẫu thông tin tương ứng của tầng đó gọi là header, ví dụ khi dữ liệu chuyển đến tầng Network thì phần header gắn vào sẽ dùng để xác định địa chỉ truyền và nhận của máy tính. Tiến trình gắn các header này gọi là encapsulation process (đóng gói dữ liệu) So sánh mô hình OSI và TCP/IP Câu hỏi và bài tập 1. Hãy liệt kê các lớp của mô hình OSI theo thứ tự cao đến thấp? 2. So sánh sự giống nhau và khác nhau của mô hình OSI và TCP/IP 3. Mạng cục bộ (LAN) dùng chuẩn kết nối nào? 4. Mạng không dây (Wireless) dùng chuẩn kết nối nào? 5. Tầng vận chuyển trong mô hình TCP/IP có mấy giao thức vận chuyển