Tóm tắt chương 5: Tầng Liên Kết và Các Giao Thức MAC. Môn Nhập môn mạng máy tính | Đại học Trường Đại học Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.

lOMoAR cPSD| 59285474
CHƯƠNG 5: TẦNG LIÊN KẾT VÀ LANS
GIỚI THIỆU TẦNG LIÊN KẾT 1. Vai trò -
Truyền gói dữ liệu trên môi trường vật lý -
Định dạng khuôn dạng trao đổi giữa các node -
Các giao thức tầng liên kết dữ liệu: Ethernet, FDDI, PPP Frame relay, HDCL
Tầng data-link có nhiệm vụ truyền datagram từ 1 node đến node lân cận vật lý (physically
adjacent node ) trên một đường liên kết
2. Đường liên kết: một kết nối trực tiếp giữa hai thiết bị liền kề
Có 2 môi trường truyền tin: -
Môi trường truyền broadcast
Trong mạng LAN, mạng cục bộ không dây, mạng vệ tinh
Tầng liên kết phải đóng vai trò điều khiển truy cập kênh truyền nhằm điều phối quá trình
truyền tin và tránh việc xảy ra xung đột khi có nhiều tín hiệu truyền cùng lúc -
Môi trường truyền point to point Kết nối giữa 2 router Kết nối kiểu dial-up
Gói tin tầng 2 là khung (frame) chứa datagram. Tầng 2 chuyển giao datagram giữa các nút (router/host) lOMoAR cPSD| 59285474
3. Các dịch vụ tầng link -
Đóng gói dữ liệu o Đóng gói datagram vào trong frame, thêm header và trailer -
Truy cập kênh truyền o Truy cập kênh truyền nếu môi trường được chia sẻ
o Giao thức MAC quy định các luật về việc truyền một gói tin vào kênh truyền o Địa
chỉ MAC trong frame header để xác định nguồn và đích (địa chỉ vật lý của nơi gửi và
nơi nhận) (lưu ý: địa chỉ MAC khác với địa chỉ ip) -
Truyền dữ liệu tin cậy o Đảm bảo rằng gói tin tầng network được truyền
nguyên vẹn tới đích o Không áp dụng với đường tuyền có dây vì loại
đường truyền này ít bị lỗi bit o Quá trình ackowledgement và retransmission -
Điều khiển luồng (flow control):
o Điều khiển tốc độ truyền giữa các node gửi và nhận liền kề nhau - Phát hiện lỗi (error detection):
o Lỗi gây ra bởi suy giảm tín hiệu, tiếng ồn.
o Bên nhận phát hiện sự xuất hiện lỗi:
Tín hiệu bên gửi cho việc truyền lại hoặc hủy bỏ frame bị lỗi -
Sửa lỗi (error correction):
o Bên nhận xác định và sửa các bít lỗi mà không cần phải truyền lại -
half-duplex và full-duplex o full-duplex: các nút ở hai đầu đường truyền
có thể cùng lúc phát tín hiệu và nhận tín hiệu đồng thời o half-duplex: nút
mạng không thể vừa gửi, vừa nhận dữ liệu lOMoAR cPSD| 59285474
PHÁT HIỆN LỖI VÀ SỬA LỖI
1. Kiểm tra chẵn lẻ: parity checking lOMoAR cPSD| 59285474 2. Internet checksum
3. Cyclic redundancy check
CÁC GIAO THỨC ĐA TRUY CẬP (GIAO THỨC MAC)
Để quản lý việc truyền dữ liệu vào kênh truyền của các nút mạng lOMoAR cPSD| 59285474
1. Giao thức chia sẻ kênh truyền -
TDMA: time division multiple access -
FDMA: frequency division multiple access
2. Giao thức truy cập ngẫu nhiên - ALOHA lOMoAR cPSD| 59285474 - Slotted aloha - CSMA lOMoAR cPSD| 59285474
3. Giao thức xoay vòng - Polling - Token passing lOMoAR cPSD| 59285474 4. Tổng kết ĐỊA CHỈ MAC 1. Định nghĩa -
Biểu diễn bằng hệ số thập lục phân - Chiều dài 48 bit -
Gán cố định cho mỗi interface -
Phân cấp theo tổ chức: 6 số đầu tiên quy định nhà sản xuất, 6 số tiếp theo là do nhà sx quy định - VD: 00:24:1D:BA:A6:5B -
Căn cứ vào địa chỉ MAC, máy tính đích sẽ giữ lại gói dữ liệu của nó -
MAC khác biệt hoàn toàn với địa chỉ IP -
Chỉ hữu hiệu trong một vùng mạng Lan
2. So sánh với địa chỉ IP lOMoAR cPSD| 59285474
3. Cách interface giao tiếp -
Bộ giao tiếp nguồn phải chèn thông tin địa chỉ MAC đích đến vào gói tin rồi truyền tin vào mạng LAN -
Tất cả các bộ giao tiếp mạng đều sẽ nhận được gói tin -
Kiểm tra địa chỉ MAC trong header với địa chỉ MAC của nó
Nếu trùng: tách gói tin và chuyển lên tầng trên Nếu không: hủy gói tin
4. ARP: address resolution protocol (RARP: ngược lại) -
Xác minh địa chỉ MAC khi có IP -
Bảng ARP: mỗi node IP (host, router) trên mạng LAN có bảng ARP o Địa chỉ IP/MAC ánh xạ
cho các node trong mạng LAN: < địa chỉ IP; địa chỉ MAC; TTL> o TTL (Time To Live): thời
gian sau đó địa chỉ ánh xạ sẽ bị lãng quên (thông thường là 20 phút) -
Điểm khác biệt với DNS -
VD: cơ chế truyền trên cùng mạng LAN lOMoAR cPSD| 59285474 -
VD: cơ chế truyền 1 frame giữa 2 mạng LAN khác nhau - BT: lOMoAR cPSD| 59285474
o Đầu tiên, C tạo ra IP datagram với IP nguồn C và IP đích A o C tạo ra frame đóng gói
IP datagram với MAC nguồn C và MAC đích R o Card mạng của C gửi frame đi o
Card mạng của R nhận frame
o R gỡ IP datagram của frame và đọc được địa chỉ IP đích (là địa chỉ của A) o R tạo
frame chứa IP datagram đó với MAC nguồn của R và MAC đích của A (Đây là vị trí 2 trên đề)
o Card mạng của R gửi frame đi cho A Đáp án B ETHERNET 1. Khái niệm 2. Cấu trúc - Preamble: 8 bytes lOMoAR cPSD| 59285474
7 byte đầu 10101010 theo sau là 1 byte 10101011
Cảnh báo cho bên nhận và bên gửi đồng bộ với nhau
Hai bit 1 cuối cùng thông báo cho biết sau đó là nội dung gói tin - Destination address: 6 bytes
Chứa địa chỉ MAC của nút đích
Nếu adapter nhận được frame có địa chỉ đích phù hợp hoặc địa chỉ đích là địa chỉ quảng bá
(vd gói ARP), nó sẽ chuyển dữ liệu trong frame tới giao thức lớp mạng. Ngược lại => adapter sẽ loại bỏ frame - Source address: 6 bytes
Chứa địa chỉ MAC của nút mạng nguồn -
Type: 2 bytes: biểu thị giao thức lớp cao hơn Gói tin này của giao thức tầng Mạng nào?
VD: IPv4 (0x0800), ARP (0x0806), IPv6 (0x86Đ), Novell IPX,AppleTalk
Được sử dụng để phân kênh tại máy thu -
CRC: kiểm tra mã CRC tại máy thu
Nếu phát hiện lỗi, frame bị loại bỏ - Data/payload: 46-1500 bytes Chứa nội dung gói tin IP
Kích thước tối đa MTU=1500
Gói tin lớn sẽ bị chia nhỏ (chuowng 4)
Gói tin nhỏ hơn 46 sẽ bị độn dữ liệu cho đủ. Nhưng phần mạng sẽ căn cứ vào length fiel ở
IP header để lấy phần payload cần xử lý 3. Đặc điểm -
Không kết nối: không bắt tay giữa NIC gửi và NIC nhận -
Không tin cậy: NIC nhận không gửi ACK hoặc NAK đến NIC gửi
• Dữ liệu trong các frame bị mất chỉ được khôi phục nếu người gửi ban đầu sử dụng rdt lớp
cao hơn (ví dụ: TCP), nếu không thì sẽ có mất mát dữ liệu
• Giao thức đa truy cập của Ethernet: unslotted CSMA/CD với thuật toán backoff nhị phân
4. Tiêu chuẩn Ethernet 802.4: tầng liên kết và tầng vật lý
Có nhiều tiêu chuẩn Ethernet khác nhau
• Giao thức MAC phổ biến và định dạng frame
• Tốc độ khác nhau: 2 Mbps, 10 Mbps, 100 Mbps, 1Gbps, 10 Gbps, 40Gbps
• Nhiều môi trường vật lý khác nhau: cáp sợi quang, cáp đồng… lOMoAR cPSD| 59285474 SWITCH 1. Đặc điểm
▪ Các máy chủ kết nối trực tiếp đến switch
▪ Switch đệm các gói tin
▪ Giao thức Ethernet được sử dụng trên mỗi liên kết đến switch, vì vậy:
• Không xung đột; truyền hai chiều hoàn toàn
• Mỗi liên kết là một miền xung đột riêng của nó
2. Bảng chuyển tiếp -
Hai tính năng: chuyển tiếp và loc hoạt động dữ trên bảng chuyển tiếp -
Bảng chuyển tiếp bao gồm:
Địa chỉ MAC của các nút mạng
Số hiểu cổng trên switch đối với từng nút mạng
Thời điểm hai thông tin trên được khi vào switch table - Cách hoạt động
Gói tin có địa chỉ đích DDDDĐ đến cổng x của switch
Switch sẽ tra cưu địa chỉ này trong bảng switch table Có 3 th xảy ra
Không có địa chỉ đích trong bảng: switch sẽ broadcast gói tin này lOMoAR cPSD| 59285474
Có thông tin địa chỉ đích nhưng trùng cổng x: tính năng lọc sẽ hủy gói tin
Có thông tin địa chỉ đích và địa chỉ này có cổng y khác x: switch chuyển gói tin ra cổng y.
thực chất là chuyển gói tin vào bộ nhớ đệm của cổng y)
3. Cơ chế tự học của switch -
Lúc mới khởi động, bảng chuyển tieps trống -
Với mỗi gói tin nhận được tại một cổng, switch lưu vào bảng
Giá trị MAC nguồn của gói tin
Cổng mà theo đó gói tin được truyền đến switch Thời gian hiện tại -
Sau 1 thời gian nhất định (aging time), nếu nút mạng nào không truyền tin đến nữa thì
switch xóa thông tin của nút đó
4. Sự khác nhau giữa switch và router
Switch kh mở frame, router mở ra để đóng lại 1 địa chỉ MAC khác 5. Tn lOMoAR cPSD| 59285474
MAC là nội bổ, nên hi gửi ARP thì chỉ nhận đc MAC của R1 th lOMoAR cPSD| 59285474 VLAN: MẠNG LAN ẢO 1. Sự cần thiết
2. Miền đụng độ và miền quảng bá -
Collision domain (miền xung đột): được định nghĩa là các đoạn mạng Ethernet hay Fast
Ethernet nằm giữa 1 cặp Bridge hay các thiế bị lớp 2 khác -
Broadcast domain (miền quảng bá): nó là một vùng thông tin được gửi tới tất cả csc thiết bị
được kết nối. Thiết bị giới hạn miền quảng bá là các router => mỗi interface của router là một miền quảng bá lOMoAR cPSD| 59285474 lOMoAR cPSD| 59285474
3. VLAN tạo theo cổng (port-based VLAN) lOMoAR cPSD| 59285474
4. Định dạng frame VLAN 802.1Q lOMoAR cPSD| 59285474
NGỮ CẢNH CỦA MỘT DỊCH VỤ YÊU CẦU WEB