Bài giảng Mạng máy tính và Internet - Chương: Giới thiệu bộ giao thức TCP/IP - Lê Văn Lợi

 không phải là giao thức chuẩn của TCP/IP; Tuy nhiên, giao 
 thức này được dùng khá phổ biến để truy cập từ xa;
TCP/IP 9
 ThS. Lê Văn Lợi
 PPP
 l Point-To-Point Protocol (PPP) là giao thức được thiết lập để khắc 
 phục các nhược điểm của SLIP;
 l Dùng PPP, hai bên có thể “thương lượng” để thống nhất đc IP;
 l Ngoài việc có cơ chế sửa lỗi, PPP còn có chế độ nén dữ liệu nếu cả 
 hai đầu có cùng cơ chế nén và như vậy có thể tăng tốc đường 
 truyền;
 l Ngoài ra PPP còn cho phép đa liên kết (multilink) trên cùng một 
 đường truyền để tận dụng băng thông;
 Sự cần thiết phải chia lớp giao thức
 l Khi liên lạc giữa các máy tính, rõ ràng là cần nhiều giao thức và 
 các giao thức này phải hợp tác với nhau;
 Sender Receiver
 layer n layer n
 ... ...
 layer 2 layer 2
 layer 1 layer 1
 Network
TCP/IP 10
 ThS. Lê Văn Lợi
 Chia lớp trong bộ TCP/IP
 ứng dụng ứng dụng
 truyền tải Gateway G truyền tải
 Internet Internet Internet
 giao diện mạng giao diện mạng giao diện mạng
 Network Network
 Cổng (1)
 l Trong các hệ điều hành đa nhiệm, có nhiều tiến trình cùng chạy; 
 có thể có nhiều tiến trình như vậy có nhu cầu truyền tin; khi các 
 gói tin được gửi đến thì phải có cơ chế nào đó để phân biệt các gói 
 tin thuộc tiến trình nào;
 l Như vậy, trên cùng một máy, có thể có nhiều đầu điểm kết nối và 
 các gói tin phải có “địa chỉ” của tiến trình nhận:
 1 2 3 4 5
 A B
TCP/IP 11
 ThS. Lê Văn Lợi
 Cổng (2)
 l Tuy nhiên, trên máy này không thể biết được trên máy kia đang 
 chạy tiến trình nào; rõ ràng, phải có cách sao cho tất cả các máy 
 đều hiểu bất kể máy chạy HĐH nào; 
 l Người ta đi đến khái niệm về cổng giao thức, thực chất “cổng” là
 một số nguyên dương; HĐH có trách nhiệm cài đặt cơ chế truy 
 xuất qua cổng;
 l Thông thường, để tránh mất dữ liệu, các cổng đều có vùng nhớ 
 đệm;
 1 2 3 4 5
 A B
 Cổng (3)
 l Một kết nối được định nghĩa bằng (IPa, Pa)-(IPb, Pb); 
 l IPa được gọi là đc IP nguồn, Pa được gọi là cổng nguồn;
 l IPb được gọi là đc IP đích, Pb được gọi là cổng đích;
 l Chúng ta lưu ý rằng cổng không hề có quan hệ gì với tiến trình;
 (IPa, Pa) (IPb, Pb)
TCP/IP 12
 ThS. Lê Văn Lợi
 Cổng TCP/IP
 l Trên thực tế, mỗi một giao thức chuẩn của TCP/IP đều được gán 
 một hoặc vài cổng; các cổng này được gọi là các cổng nổi tiếng 
 (well-known ports); các cổng này có giá trị nhỏ hơn 1024; chúng là 
 các cổng TCP/IP;
 l Chúng ta lưu ý rằng có thể có nhiều tiến trình cùng truyền tin 
 thông qua một cổng (như cổng 80: HTTP); như vậy, cổng TCP/IP 
 cũng chưa đủ để phân biệt giữa các tiến trình;
 User Datagram Protocol (UDP)
 0 16 31
 UDP source Port UDP destination Port
 UDP message length UDP checksum
 Data ...
 l Cũng giống như IP, UDP không có cơ chế kiểm tra, sau khi gửi 
 không biết máy kia có nhận được không;
 l UDP hơn IP ở chỗ là UDP có cổng nguồn và cổng đích;
 l Chương trình muốn sử dụng UDP phải có cơ chế tự kiểm lỗi vì 
 UDP không có cơ chế kiểm lỗi;
TCP/IP 13
 ThS. Lê Văn Lợi
 Transmission Control Protocol (TCP)
 0 4 10 16 31
 source Port destination Port
 Sequence Number
 Acknowledgement number
 HLEN Reserved Code bits Window
 Checksum Urgent Pointer
 Options Padding
 Data ...
 l TCP là giao thức dùng để gửi thông tin đi một cách đáng tin cậy;
 bên gửi và bên nhận thiết lập một liên kết trước khi trao đổi với 
 nhau
 Hình thức trao đổi thông tin của TCP
 Bên gửi Bên nhận
 Gửi P1
 Nhận P1, gửi trả Ack1
 NhậnAck1, gửi P2
 Nhận P2, gửi trả Ack2
 NhậnAck2
 l Mỗi một gói tin được TCP đánh số (sequence number) để bên nhận sắp 
 xếp cho đúng thứ tự;
 l Ngược lại, bên nhận sẽ gửi trả một gói tin (Acknowledge) báo là đã nhận 
 được
 l Với hình thức trên, người ta có thể cắt nhỏ gói tin, gửi đi và khôi phục 
 lại
TCP/IP 14
 ThS. Lê Văn Lợi
 Khái niệm cửa sổ trượt (Sliding windows)
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...
 l Với hình thức trao đổi thông tin như đã trình bày, bên gửi và bên nhận 
 đều phải đợi nhau, không tận dụng được băng thông đường truyền; 
 l Người ta cho phép bên gửi gửi đi n gói tin trước khi chờ nhận trả lời; n 
 được gọi là chiều rộng cửa sổ;
 Truyền tin với cửa sổ trượt
 Bên gửi Bên nhận
 Gửi Pi
 Nhận Pi, gửi trả Acki
 l Với sự tham gia của cửa sổ trượt, TCP trao đổi hiệu quả cao hơn;
 l Tuy nhiên, cửa sổ cần được chọn một cách tối ưu, không bé quá, không 
 lớn quá; bé quá thì hiệu suất thấp, lớn quá thì gây tắc nghẽn trên mạng;
TCP/IP 15
 ThS. Lê Văn Lợi
 Đầu cuối và mạch ảo
 l TCP dựa vào khái niệm đầu cuối (end point) là cặp (đc IP, cổng);
 l Trên cùng một máy có thể có nhiều điểm kết nối (giá trị cổng khác 
 nhau);
 l TCP truyền dữ liệu theo dòng (stream) và như vậy, thứ tự các byte gửi 
 đi cần được tôn trọng (nhờ vào sequence number)
 Internet
 P1, P2, P3 Q1, Q2, Q3
 Socket
 l Socket là khái niệm trên Unix, về sau cũng được đưa vào Windows 
 dưới tên gọi là Winsock;
 l Socket là giao diện giống như các file pointer, nhưng là dùng để
 truyền tin qua các cổng TCP/IP;
 l Ví dụ: result = socket(af, type, protocol) cho kết quả là một số
 nguyên và dùng nó như một handle để “đọc” hoặc “ghi” lên các 
 cổng như khi ta thao tác với file;
 A B
TCP/IP 16
 ThS. Lê Văn Lợi
 Sơ kết các lớp giao thức
 TCP UDP
 IP (+ ICMP, IGMP)
 ARP & RARP
 Các giao thức phần cứng
 l Lớp dưới cùng là lớp phần cứng, chủ yếu các mạng hiện nay sử 
 dụng Ethernet;
 l ARP và RARP không phải lúc nào cũng được sử dụng; RARP rất 
 ít khi được sử dụng; Ethernet sử dụng ARP;
 l IP dựa vào ARP, RARP và các giao thức phần cứng; TCP và UDP 
 dựa vào IP; Các giao thức ứng dụng dựa vào TCP & UDP
 l Bài tập 3: Các gói tin đóng gói nhau như thế nào?
 Truy cập từ xa bằng Telnet
 Server
 Client Phím gõ Phím gõ
 Internet
 Hiển thị trên màn hình
 l Telnet (Teletypewriter) là giao thức cho phép truy cập từ xa và tạo 
 ra màn hình/bàn phím ảo;
 l Dịch vụ này đặc biệt có ý nghĩa cho phép ta làm việc và quản trị
 máy từ xa;
 l Trong các phiên bản của Windows đều có telnet (start>run>telnet); 
 đối với Unix/Linux thì telnet là một lệnh của hệ điều hành;
 l Câu lệnh: telnet đcIP (telenet 192.168.0.1)
 telnet tên-máy (telent linux.doma)
TCP/IP 17
 ThS. Lê Văn Lợi
 File Transfer Protocol (ftp)
 Server
 Client Câu lệnh ftp dùng để truy cập đĩa
 Internet
 Có thể dùng để truyền file theo hai chiều
 l ftp là giao thức được dùng một cách phổ thông để truyền file, đặc 
 biệt là đối với các máy ở xa;
 l Trong các phiên bản của Windows đều có ftp (start>run>ftp); đối 
 với Unix/Linux thì ftp là một lệnh của hệ điều hành;
 l ftp có một tập lệnh riêng (sau khi vào ftp, gõ lệnh help để biếtcác 
 lệnh của ftp);
 l WS FTP Pro là một chương trình ftp có giao diện đồ hoạ và vì vậy
 rất dễ sử dụng;
 Domain Name System (DNS) (1)
 l Vì đc IP là những con số nên khó nhớ; người ta đặt tên máy bằng hệ 
 thống tên miền như yahoo.com, hotmail.com, home.vnn.vn;
 l Chú ý rằng để truy cập được các máy, chúng ta cần đc IP chứ không 
 phải tên, do đó cần thiết phải có cơ chế chuyển đổi tên sang đc IP;
 l Internet giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một máy chủ có tên 
 là Domain Name Server; máy chủ này nhận các yêu cầu từ các máy 
 khác gửi đến để giải các tên và trả lại đc IP hoặc gửi đến IP và hỏi 
 tên là gì (reverse mapping);
 l Các yêu cầu được gửi đến theo một dạng thức nhất định (DNS 
 format); chúng ta không xét chi tiết dạng thức này;
TCP/IP 18
 ThS. Lê Văn Lợi
 Domain Name System (DNS) (2)
 l Nếu để tên “phẳng” như cách làm của WINS thì chỉ thích hợp với 
 một số lượng nhỏ các máy; (thực chất là ánh xạ giữa đc IP và tên);
 l Máy làm quản trị sẽ trở nên rất nặng nề khi số lượng máy tăng lên ;
 l Trước đây toàn bộ tên được quản lý bởi InterNIC, có 1 file tên là 
 hosts.txt. Các máy khác muốn lấy danh sách thì dùng ftp lấy file đó 
 về máy của mình để tra;
 l Sau đó, việc quản trị tên được giao cho DNS server phân tán theocơ 
 chế phân cấp, phân cấp cả về trách nhiệm lẫn quyền hạn;
 Domain Name System (DNS) (3)
 Root Server
 Server .com Server .edu ... Server .gov
 yahoo.com purdue.edu
 l Các domain được chia thành các domain nhỏ và có các DNS server 
 chịu trách nhiệm giải tên; nếu tên không nằm trong miền của mình
 thì sẽ gửi tiếp yêu cầu lên cấp trên; tại cấp trên cùng, các server sẽ 
 gửi xuống cấp dưới căn cứ vào tên miền;
 l Reverse mapping: hỏi thông qua một đc IP đặc biệt: 
 in-addr.arpa; (cho đc IP, tìm tên miền);
TCP/IP 19
 ThS. Lê Văn Lợi
 Thư điện tử (e-mail)
 pop3 smtp
 PC mail Internet
 imap4 server mail 
 server
 l Cũng giống như ftp, thư điện tử là hình thức cho phép trao đổi thông 
 tin từu máy này sang máy khác thông qua Internet nhưng bắt chước
 hình thức gửi thư thông thường;
 l Người ta tổ chức thành các hộp thư điện tử và trong đó có tên của 
 từng người; hộp thư (mailbox) vừa làm công việc nhận thư vừa làm
 công việc gửi thư;
 l Địa chỉ thư điện tử có dạng:
 local-part@domain-name
 ví dụ: vielina@hn.vnn.vn
 Các giao thức phục vụ e-mail
 pop3 smtp
 PC mail Internet
 imap4 server mail 
 server
 l Simple Mail Transfer Protocol (smtp) vừa làm việc nhận thư và gửi 
 thư giữa các hộp thư;
 l Post Office Protocol (pop) là giao thức cho phép chuyển thư đến hộp 
 thư hoặc nhận thư từ hộp thư về;
 l Thông thường, sau khi nhận thư về thì thư đó sẽ bị xoá đi trên hộp 
 thư, tiết kiệm dung lương trên máy chủ mail;
 l Internet Message Access Protocol Version 4 (IMAP4) cũng tương tự
 như pop nhưng có nhiều chức năng hơn như cho phép tải thư từ 
 nhiều hộp thư, không xoá thư trên hộp thư, ...
TCP/IP 20
 ThS. Lê Văn Lợi
 Dynamic Host Configuration Protocol 
 (DHCP)
 l DHCP là giao thức cho phép một máy chủ DHCP phân tự động đc IP 
 cho các máy ở trong mạng; DHCP hỗ trợ các chức năng sau:
 – Cấp phát tự động: mỗi máy sẽ được gán thường trực một đc IP;
 – Cấp phát mềm dẻo: cấp đc IP trong một khoảng thời gian nhất định; cơ 
 chế này cho phép sử dụng lại các đc IP đã được cấp phát nhưng lại không 
 dùng nữa;
 – Cấp phát thủ công: do quản trị viên chịu trách nhiệm;
 l Có thể có nhiều DHCP server trên cùng một mạng; mỗi một server 
 quản lý một vùng đc IP riêng biệt; Tuy nhiên, các server này không 
 được quản lý các vùng đc chồng chéo lên nhau;
 l Với DHCP, việc quản trị đc IP được giảm đáng kể;
 Dynamic DNS (DDNS)
 l DDNS là mở rộng của DNS, có thể giải các địa chỉ từ tên miền ngay 
 cả khi sử dụng DHCP;
 l Phải có phương thức giảo xuôi (tên miền -> địa chỉ IP) và giải ngược: 
 địa chỉ IP -> tên miền;
 l Việc ghi vào DNS phải được thực hiện ngay, không cần sự can thiệp 
 của người quản trị;
TCP/IP 21
 ThS. Lê Văn Lợi
 Dịch vụ World Wide Web (www)
 l Tim Berners Lee ở Phòng thí nghiệm Vật lý hạt châu Âu đã phát triển 
 hình thức mà hiện nay được biết đến là WWW. Mục đích của anh lúc
 đầu là để chia sẻ tài liệu giữa các nhà nghiên cứu;
 l Hiện nay Web là dịch vụ phổ biến nhất trên mạng Internet;
 l Web hoạt động theo phương thức client/server (khách/chủ);
 l Web server cung cấp dịch vụ Web;
 l Các máy client sử dụng bộ duyệt (browser) để xem nội dung;
 l Nội dung của các trang web được viết ra dưới dạng ngôn ngữ html 
 (hyper text markup language);
 l Địa chỉ các trang web gồm đc máy và đường dẫn đến file chứa html
 trên máy đó, ví dụ:
 HyperText Transfer Protocol (http)
 l http là giao thức được thiết kế để truyền tải html;
 l html là ngôn ngữ dùng “thẻ” để chỉ định các dạng thức được trình
 bày trên màn hình. Cụ thể như thế nào là trách nhiệm của bộ duyệt; 
 htnl chứa các liên kết đến các trang khác trên các máy web server 
 khác nhau, các ảnh, audio, video, ...;
 l http được chia thành 4 bước:
 – Bộ duyệt mở kết nối đến web server;
 – Bộ duyệt gửi một yêu cầu đến server;
 – Web server gửi html trả về cho bộ duyệt;
 – Đóng kết nối bởi server;
 l Thông thường http dựa trên cổng 80 của TCP, nhưng điều này không
 bắt buộc;
TCP/IP 22
 ThS. Lê Văn Lợi
 Java
 l Java tuy không phải là một giao thức internet nhưng lại có ảnh hưởng 
 sâu sắc đến Internet và đặc biệt là các trang web;
 l Ngôn ngữ Java là ngôn ngữ hướng đối tượng, phân tán, có thể chạytrên 
 bất cứ hđh nào;
 l Java Virtual Machine (JVM) là máy Java ảo (nằm phía trên hđh) có thể 
 chạy các chương trình Java;
 l Nếu một chương trình Java được tải về từ một trang Web và chạy trên 
 máy client thì chương trình đó có tên gọi là Java Applet;
 l Nếu applet chạy trên server thì có tên gọi serverlet;
 l HotJava là tên gọi bộ duyệt có khả năng xử lý applet;
 l Java Beans là các đơn thể Java có thể sử dụng lại (giống như COM của 
 Microsoft);
 l JavaScript có thể được coi như là phần mở rộng của html, là ngôn ngữ 
 kịch bản dựa trên Java;
 eXtensible Markup Language(XML)
 l Vấn đề của Internet còn thiếu cho đến thời điểm xuất hiện html là làm 
 sao có thể chuyển một tài liệu có cấu trúc trên Internet;
 l Dữ liệu có cấu trúc: ảnh vec-tơ, giao dịch thương mại điện tử, các các 
 phương trình toán học, cấu trúc giao diện, ...;
 l Thế html có truyền tải được các dạng thông tin đó không? Câu trả lời 
 là: nhìn chung là không;
 l Do đó, người ta cần đến một ngôn ngữ khác có thể tải được thông tin có 
 cấu trúc, còn cấu trúc đó như thế nào là còn tuỳ thuộc vào bên giao và 
 bên nhận. Người ta không định nghĩa trước như html;
 l Hiện nay Microsoft cũng như các công ty khác phát triển rất mạnhmẽ 
 các server trao đổi với nhau thông qua xml;
TCP/IP 23
ThS. Lê Văn Lợi
 XML (tiếp)
 Mối quan hệ giữa các giao thức
 Chương trình ứng dụng
 ftp http, xml
 cmot smtp telnet dns snmp tftp bootp rpc
 TCP UDP
 IP (+ ICMP, IGMP)
 ARP & RARP
 Các giao thức phần cứng
TCP/IP 24
 ThS. Lê Văn Lợi
 Một số dịch vụ thông dụng
 l Dịch vụ được sử dụng rất hiệu quả: e-mail (thư điện tử);
 l Dịch vụ truyền file: cho phép tải xuống hoặc tải lên khi ta làm việc ở xa;
 l Dịch vụ truy cập từ xa: telnet là dịch vụ rất cần đối với những người 
 làm việc chuyên nghiệp;
 l ftp cùng với telnet cho phép người làm việc chuyên nghiệp làm việc từ 
 xa hoặc quản trị từ xa;
 l Dịch vụ Web là dịch vụ được sử dụng thông dụng nhất vào thời điểm 
 hiện nay;
 l xml đang được phát triển mạnh mẽ và là giao thức cho phép các cơ
 quan khác nhau trên Internet cùng phối hợp hoạt động về một vấn đề gì 
 đó;
 l Trong tương lai, người ta sẽ tích hợp các dịch vụ thông thường trước 
 đây vào Internet: điện thoại, phát thanh, truyền hình, ...
 Người quản trị cần biết?
 l Đây là câu hỏi không có câu trả lời chung nhất. Không ai dễ dànggì 
 nắm bắt tất cả các vấn đề liên quan đến Internet;
 l Theo quan điểm của tôi, chúng ta nên nắm các kỹ năng cơ bản:
 – Tích hợp TCP/IP vào mạng riêng của cơ quan;
 – Có khả năng giúp đỡ người dùng khi một dịch vụ TCP/IP nào đó không 
 hoạt động;
 – Giúp người dùng biết sử dụng Internet;
 l Xuất phát từ yêu cầu trên, tôi đề nghị học viên thực hành cụ thể các vấn 
 đề sau:
 – Cài đặt TCP/IP cho các máy trạm;
 – Biết quản trị DHCP server
 – Biết quản trị WINS;
 – Biết quản trị DNS kết hợp với WINS;
TCP/IP 25