Bài giảng Mạng máy tính: Mô hình tham chiếu(reference model)

Mô hình tham chiếu(reference model) Nội dung Tổng quan về các mô hình tham chiếu Mô hình tham chiếu OSI Mô hình tham chiếu TCP/IP Tương quan giữa OSI và TCP/IP Mô hình tham chiếu Là mô hình chuẩn về lý thuyết để xây dựng các hệ thống truyền thông (communication system). Mô hình tham chiếu dùng để mô tả các chức năng của hệ thống. Mô hình tham chiếu giúp các hệ thống khác nhau có thể kết nối được với nhau. Tại sao phải dùng mô hình tham chiếu? Quá trình truyền dữ liệu từ máy tính này qua máy tính kia là một quá trình phức tạp, cần phải phân chia thành nhiều công đọan (module). Các hệ thống khác nhau có cấu trúc và họat động khác nhau, do đó cần phải có mô hình chuẩn. Mô hình tham chiếu được xây dựng như thế nào? Là hệ thống phân lớp, mỗi lớp ứng với một module của quá trình truyền thông. Lớp trên (lớp n+1) sử dụng dịch vụ của lớp dưới (lớp n): Lớp n gọi là service provider Lớp n+1 gọi là service user. =>khái niệm user trong mô hình tham chiếu là rất trừu tượng Mô hình tham chiếu được xây dựng như thế nào? Lớp n+1 Lớp n Lớp n-1 PDU PDU PDU Mô hình OSI Được ISO (International Standardization Oganization) chuẩn hóa năm 1984. Gồm 7 lớp (layers). Là mô hình thuần lý thuyết, được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Chưa hòan thiện về mặt thực hiện, một số lớp chưa có ứng dụng (lớp 5, lớp 6) Các lớp của mô hình OSI Application Presentation Session Transport Network Data link Physical Lớp ứng dụng Lớp trình bày Lớp phiên Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp liên kết dữ liệu Lớp vật lý 7 6 5 4 3 2 1 Truyền dữ liệu trong OSI Transport Data Link Physical Network Upper Layer Data Upper Layer Data TCP Header Data IP Header Data Link Header 0101110101001000010 Data MAC Header Presentation Application Session Segment Packet Bits Frame PDU Upper Layer Data Nhận dữ liệu trong OSI LLC Hdr + IP + TCP + Upper Layer Data MAC Header IP + TCP + Upper Layer Data Link Header TCP+ Upper Layer Data IP Header Upper Layer Data TCP Header 0101110101001000010 Transport Data Link Physical Network Presentation Application Session Các lớp trong mô hình OSI Lớp vật lý (physical layer): Định nghĩa giao tiếp phần cứng (môi trường truyền dẫn, kích cỡ đầu nối, …). Đặc tính tín hiệu (mức điện, tốc độ truyền, …) Truyền chuỗi bit không có cấu trúc (unformatted bit stream) giữa các thiết bị đầu cuối. Các lớp trong mô hình OSI Lớp liên kết dữ liệu (Data link layer): Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị đầu cuối trên một liên kết (link-by-link). Dữ liệu được xử lý dưới dạng các khung dữ liệu (data frame) có cấu trúc đơn giản. Thực hiện chức năng kiểm tra lỗi mức thấp. Điều khiển việc truy xuất môi trường truyền Các lớp trong mô hình OSI Lớp mạng (Network layer): Giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối với mạng (network interface). Kết nối các mạng lại với nhau (internetworking). Thực hiện chức năng định vị (addressing) và định tuyến (routing). Các lớp trong mô hình OSI Lớp vận chuyển (Transport layer): Truyền dữ liệu một cách tin cậy giữa hai hệ thống đầu cuối trên mạng (end-to-end). Phân biệt với cơ chế link-by-link của lớp liên kết dữ liệu. Thực hiện các chức năng kiểm tra và sửa lỗi mức cao (error control, flow control, sequencing, …). Các lớp trong mô hình OSI Lớp phiên (Session layer): Quản lý các giao dịch (session) giữa các hệ thống đầu cuối, bao gồm: thiết lập, duy trì và giải tỏa các giao dịch. Các lớp trong mô hình OSI Lớp trình bày (Presentation layer): biên dịch cú pháp dữ liệu của các hệ thống khác nhau thành dạng chuẩn sao cho các hệ thống đầu cuối có thể hiểu được. Các lớp trong mô hình OSI Lớp ứng dụng (Application layer): cung cấp các giao thức ứng dụng làm cơ sở cho dịch vụ mà hệ thống cung cấp cho người sử dụng như web, mail, chat, … Chú ý: lớp ứng dụng không cung cấp dịch vụ trực tiếp cho người dùng (human users) Telnet FTP, HTTP, DNS ASCII EBCDIC JPEG Phân biệt dữ liệu của các giao dịch khác nhau Cung cấp dịch vụ mạng Trình bày dữ liệu Mã hóa dữ liệu Operating System/ Application Access Scheduling Ví dụ Session Presentation Application Tóm tắt chức năng các lớp trong mô hình OSI TCP UDP SPX 802.3 / 802.2 HDLC EIA/TIA-232V.35 IP IPX Ví dụ Tóm tắt chức năng các lớp trong mô hình OSI Transport Data Link Physical Truyền dữ liệu Điều khiển và sửa sai Chuyển dữ liệu dạng khung Kiểm sóat lỗi mức thấp Điều khiển truy xuất môi trường Chi tiết giao tiếp vật lý Truyền chuỗi bít không cấu trúc Network Định tuyến Định vị Mô hình TCP/IP Được phát triển năm 1974, còn được gọi là mô hình DoD (Department of Defense). Mô hình TCP/IP là mô hình vận hành của mạng Internet, do đó có tính thực tiễn cao hơn. TCP/IP gồm 4 lớp, có sự tương thích tương đối với mô hình OSI Các lớp của mô hình TCP/IP Application Transport Internetwork Network interface Lớp ứng dụng Lớp vận chuyển Lớp liên kết mạng Lớp giao tiếp mạng 4 3 2 1 Các lớp của mô hình TCP/IP Lớp giao tiếp mạng (Network interface): Có chức năng tương đương với lớp Vật lý và lớp Liên kết dữ liệu trong mô hình OSI. Mô hình TCP/IP không xác định cụ thể các chi tiết của lớp này mà dựa vào định nghĩa của các chuẩn khác (như Ethernet, HDLC, …) Các lớp của mô hình TCP/IP Lớp liên kết mạng (Internetwork): Tương đương chức năng của lớp Mạng trong mô hình OSI. Thành phần chính của lớp Internetwork là giao thức IP Các lớp của mô hình TCP/IP Lớp Vận chuyển (Transport): Tương đương lớp Vận chuyển trong mô hình OSI. Thành phần chủ yếu của lớp Vận chuyển là hai giao thức TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). Các lớp của mô hình TCP/IP Lớp ứng dụng (Application): Tương đương với lớp ứng dụng của mô hình OSI. Số lượng các dịch vụ mạng không ngừng tăng lên, các giao thức lớp mạng cũng phải được thường xuyên cập nhật. Một số giao thức điển hình ở lớp ứng dụng: DNS, FTP, HTTP, SMTP, POP, TELNET, … Transport Internet Link Application Telnet FTP SMTP DNS RIP SNMP IP ARP Các thành phần của TCP/IP TCP/IP Protocol Suite TCP/IP OSI Quan hệ giữa OSI và TCP/IP TCP UDP ARP IGMP ICMP IP Application Transport Link Telnet FTP SMTP DNS RIP SNMP Application Transport Network Data-Link Presentation Session Physical Internet