Tài liệu học tập Mạng máy tính (Phần 2)

hà khai thác. 
- Tính tƣơng thích: Các dịch vụ trên IMT-2000 có khả năng tƣơng thích với 
các hệ thống hiện có. 
- Thiết kế theo modul: Chiến lƣợc của IMT-2000 là phải có khả năng mở rộng 
dễ dàng để phát triển số lƣợng ngƣời dùng, vùng phủ sóng, dịch vụ mới với 
khoản đầu tƣ ban đầu thấp nhất. 
- Phân loại các dịch vụ của IMT-2000 
- K
i
ể
u 
- Phân 
loại 
- Dịch vụ chi tiết 
- D
ị
c
h
v
- Dịch vụ 
di động 
- Di động đầu cuối/di động cá 
nhân/di động dịch vụ 
- 233 - 
ụ
d
i
đ
ộ
n
g 
- Dịch vụ 
thông 
tin định 
vị 
- Theo dõi di động/theo dõi di động 
thông minh 
- D
ị
c
h
v
ụ
v
i
ễ
n
t
h
ô
n
g 
- Dịch vụ 
âm 
thanh 
- Dịch vụ âm thanh chất lƣợng 
cao(16 – 64 kbit/s) 
- Dịch vụ âm thanh AM (32 –64 
kbit/s) 
- Dịch vụ truyền thanh FM 
- (64 – 384kbit/s) 
- Dịch vụ 
số liệu 
- Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64 
– 144 kbit/s) 
- Dịch vụ số liệu tốc độ tƣơng đối cao 
(144 – 2 Mbit/s) 
- Dịch vụ số liêu tốc 
- độ cao (≥ 2Mbit/s) 
- Dịch vụ 
đa 
phƣơng 
tiện 
- Dịch vụ Video (384kbit/s) 
- Dịch vụ hình chuyển động 
(384kbit/s - 2Mbit/s) 
- Dịch vụ hình chuyển động thời gian 
thực (≥ 2Mbit/s) 
- D
ị
c
h
v
ụ
I
- Dịch vụ 
Internet 
đơn g 
- ản 
- Dịch vụ truy nhập Web (384kbit/s - 
2Mbit/s) 
- Dịch vụ 
Internet 
thời 
gian 
thực 
- Dịch vụ Internet (384kbit/s - 
2Mbit/s) 
- 234 - 
n
t
e
r
n
e
t 
- Dịch vụ 
internet 
- đa 
phƣơng 
tiện 
- - Dịch vụ Website đa phƣơng tiện 
thời gian thực (≥ 2Mbit/s) 
- 
Các tiêu chuẩn công nghệ của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G). 
- IMT-2000 CDMA Direct Spread (trải phổ trực tiếp), thƣờng đƣợc biết dƣới 
tên WCDMA. 
- IMT-2000 CDMA Multi-Carrier (nhiều sóng mang), đây là phiên bản 3G 
của hệ thống IS-95 (hiện nay gọi là CDMA One) 
- IMT-2000 CDMA TDD: hệ thống CDMA sử dụng phƣơng pháp song công 
phân chia theo thời gian (Time-division duplex) 
- IMT-2000 TDMA Single-Carrier (một sóng mang), các hệ thống thuộc 
nhóm này đƣợc phát triển từ các hệ thống GSM hiện có lên GSM 2+ (đƣợc 
gọi là EDGE). 
- IMT-2000 FDMA/TDMA (thời gian tần số), đây là hệ thống các thiết bị kéo 
dài thuê bao số ở châu Âu. 
- IMT-2000 OFDMA TDD WMAN (thƣờng đƣợc biết dƣới tên WiMAX di 
động). 
7.6. Công nghệ 4G 
Nêu những yêu cầu về cấu trúc của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4 (4G). Giải 
thích thuật ngữ MIMO đƣợc sử dụng trong các mạng 4G. 
Nêu những yêu cầu về cấu trúc của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4 (4G). 
- Mạng 4G phải đáp ứng đƣợc yêu cầu tích hợp đƣợc các mạng khác nhƣ các 
mạng di động thế hệ 2, thế hệ 3, thế hệ 3,5G, và WLAN, WiMAX, và các 
mạng không dây khác. 
- Mạng có tính mở: Cấu trúc mở của mạng 4G cho phép cài đặt các thành 
phần mới với các giao diện mới giữa các cấu trúc khác nhau trên các lớp 
- Đảm bảo chất lƣợng dịch vụ cho các ứng dụng đa phƣơng tiện trên nền IP: 
Để đảm bảo chất lƣợng dịch vụ, cần sự kết hợp chặt chẽ giữa các lớp truy 
nhập, truyền tải và các dịch vụ Internet. Đặc biệt đối với các vấn đề về độ trễ 
- 235 - 
mạng, băng thông dịch vụvv 
- Đảm bảo tính an toàn, bảo mật thông tin: Tính an toàn của hệ thống đƣợc 
đánh giá qua khả năng bảo mật trong truyền thông, tính đúng đắn và riêng tƣ 
của các dữ liệu ngƣời sử dụng cũng nhƣ khả năng quản lý, giám sát hệ thống 
- Mạng đảm bảo tính di động: Một trong những vấn đề quan trọng của 4G đó 
là cách để truy nhập nhiều mạng di động và không dây khác nhau. 
- Mạng phải đảm bảo về tốc độ: Mạng mới ra đời phải có tốc độ truyền dữ liệu 
cao, đáp ứng đƣợc yêu cầu của ngƣời sử dụng. Tốc độ truyền dữ liệu trong 
mạng mới có thể lên đến 100Mbps và 160Mbps khi sử dụng MIMO (Nhiều 
đầu vào – Nhiều đầu ra) 
Giải thích thuật ngữ MIMO đƣợc sử dụng trong các mạng 4G. 
MIMO: Multi Input Multi Output, nghĩa là nhiều đầu vào và nhiều đầu ra. 
Trong các mạng 4G hiện nay ngƣời ta sử dụng thuật ngữ này để chỉ các hệ thống sử dụng 
nhiều anten phía đầu phát và nhiều anten phía đầu thu để tạo ra độ lợi phân tập, nâng cao 
tốc độ và chất lƣợng tín hiệu truyền. 
7.7. Mobile IP 
IP di động (Mobile IP) là một chuẩn do nhóm chuyên trách kỹ thuật Internet 
(Internet Engineering Task Force - IETF) đề xuất và đƣợc trình bày cụ thể trong tài liệu 
RFC 3344 và RFC 5944 (RFC 5944 mới đƣợc công bố vào tháng 11/2010). IP di động 
đƣợc xây dựng nhằm mục đích cho phép ngƣời dùng với thiết bị di động của mình có thể 
di chuyển từ mạng này sang mạng khác mà vẫn tiếp tục duy trì các dòng thông tin đang 
diễn ra. Cùng với sự phát triển của công nghệ mạng 4G, Mobile IP vẫn đang đƣợc nghiên 
cứu và cải tiến nhằm đảm bảo tính di động của thiết bị trong thế hệ mạng tƣơng lai. Nội 
dung bài này sẽ giúp các bạn nắm bắt đƣợc nguyên lý hoạt động và một số vấn đề cơ bản 
của mobile IP. 
Trong thiết kế của giao thức IP, mỗi thiết bị khi nối kết vào mạng sẽ đƣợc gắn kết 
với một địa chỉ IP nhất định. Đây đƣợc xem nhƣ điểm nối vật lý của thiết bị với mạng 
internet. Khi trao đổi dữ liệu trên mạng các thiết bị đƣợc giả định là không thay đổi địa 
chỉ IP. Nếu một nút liên lạc CN (Correspondent Node) gửi gói tin đến nút di động MN 
(Mobile Node) thì trƣớc tiên gói tin sẽ đƣợc định tuyến đến mạng thƣờng trú HN (Home 
Network) của MN mà không phụ thuộc vào vị trí hiện tại của MN. Sau đó, IP di động 
đảm nhiệm việc chuyển tiếp gói tin này đến cho MN để duy trì dòng thông tin không bị 
gián đoạn giữa hai thiết bị. 
Để hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của IP Mobile, chúng ta cần phải làm quen với một số 
thuật ngữ chính: 
- 236 - 
- Nút di động MN: là thiết bị có cài đặt phần mềm Mobile IP client. MN luôn đƣợc gán 
với một IP cố định gọi là địa chỉ thƣờng trú HA (Home Address). Trong hình minh họa 
số 1 bên dƣới thì địa chỉ thƣờng trú của MN sẽ là 12.1.2.3/24. Khi MN đang trong mạng 
thƣờng trú, quá trình liên lạc diễn ra bình thƣờng, nút di động tiến hành gửi và nhận các 
gói tin nhƣ một thiết bị thông thƣờng. 
- Nếu MN di chuyển ra khỏi mạng thƣờng trú, thì MN cần có một đại diện thƣờng trú HA 
(Home Agent) thay mặt cho thiết bị. Vai trò của HA là nhận thông tin gửi đến MN và tiếp 
tục chuyển tiếp đến địa chỉ mới của MN. 
- Khi MN chuyển từ mạng thƣờng trú đến mạng tạm trú FN (Foreign Network), nó sẽ 
đƣợc cung cấp một địa chỉ tạm trú gọi là CoA (Care of Address). MN có nhiệm vụ đăng 
ký với HA địa chỉ CoA mới này. MN có thể nhận địa chỉ này là từ máy chủ DHCP hoặc 
sử dụng IP của đại diện tạm trú FA (Foreign Agent). 
Chắc hẳn các bạn sẽ thắc mắc làm thế nào để MN xác định nó đã di chuyển khỏi mạng 
thƣờng trú hay chƣa cũng nhƣ tìm kiếm FA mới ở mạng tạm trú. Vấn đề này sẽ đƣợc HA 
và FA giải quyết bằng cách định kỳ gửi thông điệp quảng bá trên các mạng cục bộ của 
chúng, MN tiếp nhận các gói tin này và xác định đƣợc những thông tin cần thiết. Quá 
trình này đƣợc biết đến với tên là Agent Discovery. 
Vậy thì cách thức mà Mobile IP thực hiện để duy trì đƣợc dòng dữ liệu liên tục khi thiết 
bị di chuyển đến mạng khác với địa chỉ IP mới nhƣ thế nào. Để trả lời câu hỏi này, chúng 
ta phải xem cách thức gửi gói tin đến MN khi chúng ở mạng tạm trú trong hình minh họa 
số 1 bên dƣới: 
- 237 - 
Phân tích: 
1. Trong minh họa số 1 này, router R1 đóng vai trò nhƣ một HA cho nút di động. Khi 
MN di chuyển sang mạng tạm trú, nó sẽ thực hiện việc đăng ký địa chỉ CoA bằng cách 
gửi gói tin “MIP registration” đến cho đại diện thƣờng trú HA. 
2. HA sử dụng địa chỉ CoA nhận đƣợc ở bƣớc 1 để tiến hành cập nhật bảng đăng ký (MIP 
Registration Table). Bảng đăng ký này lƣu trữ ánh xạ giữa địa chỉ thƣờng trú, tạm trú và 
một số thông tin liên quan nhƣ thời hạn đăng ký. 
3. Khi gói tin đƣợc gửi từ CN đến địa chỉ thƣờng trú của MN, đại diện thƣờng trú HA sẽ 
đứng ra làm trung gian tiếp nhận gói tin này sau đó chuyển hƣớng chúng đến vị trí hiện 
tại của MN. 
4. HA dùng phƣơng pháp "đóng gói" gói để chuyển thông tin cho MN bằng cách dùng 
thêm phần mào đầu IP bên ngoài (Outer IP header) vào gói tin gốc và chuyển theo đƣờng 
hầm (IP-in-IP tunelling) đến địa chỉ CoA mà MN đã đăng ký. Trong ví dụ minh họa 
đƣờng hầm đƣợc hình thành giữa HA và MN. 
5. Card mạng vật lý (Physical NIC) thực hiện tháo bỏ IP header ngoài để khôi phục gói 
tin gốc và chuyển giao cho card mạng ảo (Virtual NIC). Các ứng dụng đang thực thi trên 
MN vốn chỉ gắn kết với địa chỉ thƣờng trú trên card mạng ảo, do vậy việc thay đổi của 
CoA của thiết bị sẽ không làm gián đoạn luồng thông tin giữa hai thiết bị. 
Quá trình tiếp diễn cho đến khi hết thời hạn đã đăng ký (hoặc MN chuyển đến vị trí mới). 
Khi điều này xảy ra, MN sẽ tiến hành đăng ký lại với HA. Khi MN trở về mạng thƣờng 
trú, nó không cần di động nữa, vì thế MN sẽ gửi một yêu cầu hủy bỏ đăng ký lƣu động 
đến HA, nói rõ rằng nó đang "ở nhà" để HA không thực hiện đƣờng hầm và dọn bỏ các 
địa chỉ tạm trú trong bảng đăng ký trƣớc đó. 
Nhƣ vậy, chúng ta vừa tìm hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản của Mobile IP. Nếu để ý, 
chúng ta sẽ thấy rằng giao thức này có một nhƣợc điểm là thời gian trễ (delay) lớn (do 
gói tin phải chuyển qua HA trƣớc rồi mới đến MN) vì thế nó sẽ ảnh hƣởng đến các ứng 
dụng thời gian thực (real-time application). Chính vì vậy, đã có nhiều cải tiến đƣợc đƣa 
vào Mobile IP để tăng tính hiệu quả và giảm delay. 
Phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu một số vấn đề liên quan đến Mobile IP. 
7.7.1. Định tuyến tam giác TR (Triangular Routing): 
- 238 - 
MN sau khi nhận đƣợc gói tin gốc sẽ biết đƣợc chính xác địa chỉ IP của CN. Vì 
thế, MN có thể gửi các gói tin trực tiếp đến CN hoặc thông qua đƣờng hầm đến HA nhờ 
chuyển giúp. Việc gửi trực tiếp gói tin đến CN sẽ là giải pháp tối ƣu giúp giảm thiểu 
delay khi gửi/nhận thông tin giữa MN và CN. Quá trình này đƣợc gọi là định tuyến tam 
giác. Tuy nhiên, thực tế một số router và firewall thƣờng đƣợc cấu hình với chức năng 
"ingress filtering" nhằm mục đích ngăn chặn các cuộc tấn công giả mạo địa chỉ. Chức 
năng này sẽ chặn các gói tin có địa chỉ IP nguồn không thuộc subnet mạng cục bộ. Trong 
hình minh họa số 2 thì gói tin gửi từ MN đến CN sẽ có IP source là 12.1.2.3, không thuộc 
về subnet 15.2.4.0/24, do đó nó sẽ bị loại bỏ. Để giải quyết vấn đề này IP di động đƣa ra 
giải pháp đƣờng hầm nghịch (Reverse Tunneling). Theo đó MN sẽ chuyển gói tin thông 
qua đƣờng hầm đến HA trƣớc khi HA chuyển tiếp chúng cho CN (xem các bƣớc 1, 2, 3 
trong hình minh họa số 2). 
Để cải thiện hiệu quả định tuyến, ngƣời ta đƣa ra giải pháp cho phép MN sau khi 
xác định đƣợc địa chỉ IP của CN thì MN sẽ gửi trực tiếp thông tin CoA hiện hành đến 
CN. CN sẽ duy trì ánh xạ liên kết giữa địa chỉ thƣờng trú và CoA của MN (tƣơng tự nhƣ 
HA) trong một khoảng thời gian nhất định. Nếu ánh xạ này vẫn còn hợp lệ thì CN và MN 
sẽ trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhau mà không cần qua HA. Nếu ánh xạ không tồn tại 
hoặc bị expired thì CN sẽ tiến hành gửi các gói tin đến HA, rồi từ HA sẽ chuyển đến MN 
nhƣ bình thƣờng, sau đó MN có thể gửi lại CoA cho CN. 
7.7.2. Đại diện tạm trú FA (Foreign Agents) 
- 239 - 
Việc sử dụng địa chỉ IP thật (Public IP) để đăng ký nhƣ minh họa trên sẽ dẫn buộc các 
mạng tạm trú dành trƣớc một số IP thật cho các thiết bị di động. Nếu số lƣợng các MN di 
chuyển đến mạng tạm trú quá nhiều sẽ dẫn đến tình trạng không còn đủ IP để cung cấp 
cho MN mới. Để giải quyết vấn đề này IP di động đã bổ sung thêm khái niệm đại diện 
tạm trú FA (Foreign Agents). Khi có sự hiện diện của FA thì các MN sẽ dùng chung IP 
của FA để làm CoA của mình. Trong hình minh họa số 3 bên dƣới CoA của MN sẽ là IP 
củaa router R2 15.2.4.1/24. 
Các bƣớc thực hiện từ 1 đến 4 tƣơng tự nhƣ hình minh họa số 1. Tuy nhiên, đƣờng hầm 
đƣợc hình thành giữa HA và FA chứ không phải là giữa HA và MN. Tại FA, gói tin gốc 
sẽ đƣợc khôi phục bằng cách tháo bỏ IP header bên ngoài. Sau đó, FA căn cứ vào thông 
tin địa chỉ MAC có bảng ARP của nó để gửi thông tin đến vị trí hiện hữu của MN một 
cách chính xác. 
7.7.3. NAT và IP di động, Forwarding 
Khi MN ở sau một thiết bị NAT thì đƣờng hầm IP-in-IP giữa HA và MN sẽ không thể 
thực hiện đƣợc, bởi vì địa chỉ CoA không thể truy cập một cách trực tiếp từ mạng ngoài. 
Để giải quyết vấn đề này, IP di động thực hiện đóng gói “IP packet” trong “UDP 
segment” và sử dụng đƣờng hầm IP-in-UDP để gửi thông tin (xem chi tiết về IP-in-UDP 
tunneling trong RFC 3519). 
- 240 - 
Nếu MN di chuyển từ mạng tạm trú này sang một mạng tạm trú khác, tức sẽ 
chuyển từ FA cũ (FAold) sang một FA mới (FAnew) thì trong quá trình chuyển từ FAold 
sang FANew, thông tin gói sẽ vẫn tiếp tục đƣợc chuyển đến FAold. Và để giảm số packet 
bị mất do vấn đề này thì ngƣời ta đã cải tiến tính năng forwarding để cho phép FAold sẽ 
chuyển tiếp thông tin nó nhận đƣợc đến FAnew. 
Kết luận 
Trên đây chúng ta đã tìm hiểu cơ bản về Mobile IP giao thức quản lý di động hoạt động ở 
lớp mạng (Network layer). Mobile IP đƣợc thiết kế bởi IETF nhằm giải quyết bài toán 
Internet di động. Từ sau sự ra đời của MIPv4 (Mobile IP version 4) đã có rất nhiều 
nghiên cứu cải tiến nhằm giảm thời gian từ lúc MN di chuyển đến lúc HA nhận đƣợc 
thông tin CoA của MN. Và hiện nay, MIPv6 (Mobile IP version 6) cũng đang đƣợc tiếp 
tục nghiên cứu và hoàn thiện. 
- 241 - 
TÓM TẮT NỘI DUNG CỐT LÕI. 
- Mạng cục bộ không dây 
- Các chuẩn mạng không dây 
- Không dây dải tầng rộng 
- Những vấn đề lớp vật lý 
- Những vấn đề ở lớp MAC 
BÀI TẬP ỨNG DỤNG, LIÊN HỆ THỰC TẾ: 
1. Các LAN không dây mà chúng ta đã nghiên cứu sử dụng những giao thức, 
chẳng hạn nhƣ MACA thay vì sử dụng CSMA/CD. Trong những tình huống nào nếu có 
thể sử dụng CSMA/CD thay vì đó hay không? 
2. Các giao thức truy cập kênh WDMA và GSM có chung những đặc tính gì? 
3. Sáu trạm từ A đến F giao tiếp bằng giao thức MACA. 2 cuộc truyền có thể xảy 
ra cùng 1 lúc không? Giải thích? 
4. Tám trạm từ A đến F giao tiếp bằng giao thức MACA. 2 cuộc truyền có thể xảy 
ra cùng 1 lúc không? Giải thích? 
5. Một văn phòng tòa nhà 6 lớp có 15 văn phòng kề nhau trên mỗi lớp. Mỗi phòng 
chứa một ổ cắm tƣờng cho một thiết bị đầu cuối trong tƣờng phía trƣớc, do ổ cắm hình 
thành một lƣới hình chữ nhật trong mặt phẳng thẳng đứng với sự tách biệt 4mm giữa các 
ổ cắm theo cả chiều ngang và chiều dọc. Giả sử có thể chạy một cáp thẳng giữa bất kì cặp 
ổ cắm theo chiều ngang, chiều dọc hoặc theo đƣờng chéo, cần đến bao nhiêu mét cáp để 
nối tất cả ổ cắm bằng cách sử dụng: 
1 cấu hình sao với 1 router ở giữa 
1 LAN 802.3 
 6. Trình bày các mô hình mạng WLAN cơ bản. 
 7. So sánh các chuẩn không dây họ IEEE 802 
 8. Trình bày một số vấn đề trong mạng không dây dải tần rộng. 
- 242 - 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Hồ Đắc Phƣơng (2014), Giáo trình Mạng máy tính, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 
2. TS. Phạm Thế Quế, Giáo trình Mạng máy tính, NXB Thông tin - Truyền thông, 2008. 
3.Computer Networks, Fifth Edition, By Andrew, S. Tanenbaum Prentice Hall, March 
17, 2007. 
4.Computer Networking Top-and-Down Aproad, Sixth edition, James F. Kurose, Keith 
W. Ross, PEARSON,2012