Kiến thức chương 7 - Quản Trị Mạng – Đại Học Kinh Tế Huế

1. Giao thức IP

1. Tổng quát

Nhiệm vụ chính của giao thức IP (Internet Protocol) là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu. IP đóng vai trò giao thức tầng mạng trong mô hình OSI.
- Đặc điểm chính: Là giao thức kiểu không liên kết (connectionless), nghĩa là không cần giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.
- Địa chỉ IP: Là sơ đồ địa chỉ hóa để định danh các trạm (host). Địa chỉ dài 32 bits, chia làm 2 phần: địa chỉ mạng (netid) và địa chỉ máy (hostid).

Phân loại lớp địa chỉ IP

Địa chỉ IP được chia thành 5 lớp (A, B, C, D, E). Dưới đây là bảng tổng hợp cấu trúc các lớp quan trọng dùng để gán cho máy tính:

Một số địa chỉ đặc biệt:
- Hostid = $0$: Dùng để chỉ mạng (định danh bởi vùng netid).
- Hostid = toàn số $1$: Địa chỉ quảng bá (broadcast) hướng tới tất cả các host trong mạng đó.

Phân chia mạng con (Subnetting)

Để quản lý hiệu quả, một mạng lớn có thể chia thành nhiều mạng con (subnet). Vùng subnetid được lấy từ chính vùng hostid.

Cấu trúc gói tin IP (Datagram)

Dưới đây là bảng phân tích các trường thông tin trong header của một gói tin IP (thay thế cho sơ đồ hình 7.4 trong giáo trình để dễ học thuộc):

2. Các giao thức trong mạng IP

IP cần các giao thức bổ sung để hoạt động. Đây là các giao thức hỗ trợ, không phải là bộ phận của IP nhưng được IP sử dụng.

3. Các bước hoạt động của giao thức IP

Quá trình xử lý gói tin IP diễn ra tại 3 vị trí: Máy nguồn, Router trung gian và Máy đích.

a. Tại máy nguồn (Source):
- Tạo IP datagram.
- Tính checksum header.
- Ra quyết định chọn đường (routing decision): gửi trực tiếp (nếu cùng mạng) hoặc gửi tới gateway (nếu khác mạng).
- Chuyển xuống tầng dưới.

b. Tại Router (Nút trung gian):
- Tính checksum, nếu sai -> loại bỏ.
- Giảm TTL (Time To Live). Nếu hết thời gian -> loại bỏ.
- Ra quyết định chọn đường tiếp theo.
- Phân đoạn gói tin (fragmentation) nếu gói quá lớn so với MTU mạng kế tiếp.
- Kiến tạo lại IP header (TTL mới, Checksum mới).

c. Tại máy đích (Destination):
- Tính checksum. Sai -> loại bỏ.
- Tập hợp các mảnh phân đoạn (reassembly) để khôi phục gói tin gốc.
- Chuyển dữ liệu lên tầng trên.

II. Giao thức điều khiển truyền dữ liệu TCP

TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển (Transport Layer).
- Đặc điểm cốt lõi: Có liên kết (connection-oriented). Phải thiết lập liên kết trước khi trao đổi dữ liệu.

Các khái niệm cơ bản

+ Cổng (Port): Định danh tiến trình ứng dụng. Độ dài 2 bytes.
+ Socket (Đầu nối): Là tổ hợp của [Địa chỉ IP + Số hiệu cổng]. Socket định danh duy nhất một tiến trình trong liên mạng.
+ Thiết lập liên kết: Có 2 phương thức:
- Chủ động (Active Open): Yêu cầu mở kết nối tới một socket ở xa.
- Bị động (Passive Open): Chờ đợi yêu cầu kết nối gửi đến (thường là Server).

Các hàm và cờ điều khiển dữ liệu

- Hàm Send/Receive: Dùng để gửi nhận dữ liệu.
- Cờ PUSH (PSH): Khi cờ này được bật, dữ liệu trong bộ đệm sẽ được gửi đi ngay lập tức (hoặc chuyển lên ứng dụng ngay) mà không chờ đầy bộ đệm.
- Cờ URGENT (URG): Báo hiệu dữ liệu khẩn cấp, cần xử lý ưu tiên.

Đóng liên kết

- Hàm Close: Đóng bình thường. Truyền hết dữ liệu còn trong đệm rồi mới đóng.
- Hàm Abort: Hủy bỏ liên kết ngay lập tức. Dữ liệu đang truyền có thể bị mất.

Cấu trúc TCP Segment (Quan trọng)

Đơn vị dữ liệu của TCP gọi là Segment. Cấu trúc phức tạp hơn UDP để đảm bảo độ tin cậy.

III. Giao thức UDP (User Datagram Protocol)

UDP là giao thức thay thế cho TCP ở tầng vận chuyển nhưng theo phương thức không liên kết.

Cấu trúc gói tin UDP

Rất đơn giản, gồm 4 vùng tham số chính:
1. Source Port
2. Destination Port
3. Message Length (Độ dài thông điệp)
4. Checksum (Mã kiểm lỗi)
5. Data