Câu 1: mô hình kết nối các hệ thống OSI. Chức năng từng lớp và ví dụ cụ thể

Trong mô hình OSI tất cả các tầng 4 đến tầng 7 được thực hiện chỉtrong truyền thông ở các máy trạm, chúng không thực hiện quá trình truyền dữ liệu đầu – cuối thực sự. quá trình này thuộc tầng 1 đến tầng3. Mục đích của các tầng cao nhất là trợ giúp cho các ứng dụng phần mềm.

Trong mô hình OSI có 2 loại giao thức chính được áp dụng là giao thức có liên kết và giao thức không liên kết.

Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu 2 tầng đồng mức cần thiết lập 1 liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết này, việc này sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.

Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước nó và sau nó.

Chức năng của từng lớp

Lớp vật lý: Mô tả các đặc trưng vật lý của mạng

Cung cấp các đặc tính về điện của các tính hiệu được truyền

Đưa ra các chuẩn về dây dẫn, đầu cáp và tốc độ dữ liệu.

Ví dụ: card giao tiếp mạng, cổng kết nối vật lý cho giao diện.

Lớp liên kết: Định dạng gói tin gửi đi: kích thước, địa chỉ máy gửi

và nhận Chuyển mạch các gói tin dựa trên địa chỉ MAC Kiểm tra, phát hiện và sửa lỗi bit gói tin nhận được Giao thức hướng ký tự và giao thức hướng bit

Ví dụ: các giao thức liên kết dữ liệu là giao thức Ethernet cho các mạng cục bộ và các giao thức ppp, HDLC cho cho các kết nối điểm tới điểm.

Lớp mạng: Quy định địa chỉ lớp mạng cho các bản tin Định tuyến và chuyển tiếp bản tin đến đúng đích Đáp ứng với nhiều loại mạng khác nhau Phương thức xử lý định tuyến tập trung hay tại mỗi

nút.

Ví dụ: Các giao thức hay sử dụng ở đây là IP, RIP, IPX, OSPF, AppleTalk.

Lớp giao vận  Kết hợp với các tầng dưới cung câp các dịch vụ vận

chuyển. Chia các gói tin lớn thành các segment nhỏ trước khi

gửi. Đánh số các segment để cho bên nhận kết hợp chúng. Chịu trách nhiệm về độ an toàn của bản tin.

Ví dụ: Các giao thức phổ biến tại đây là TCP, UDP, SPX.

Lớp phiên Điều phối việc trao đổi dữ liệu bằng cách thiết lập và

giải phóng các phiên giao dịch giữa các trạm trên mạng

Cung cấp các điểm đồng bộ để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu

Áp đặt quy tắc tương tác giữa các ứng dụng Cơ chế ưu tiên cho các phiên giao dịch.

Ví dụ:  Các giao thức trong lớp 5 sử dụng là NFS, X- Window System, ASP.

Lớp trình diễn: Chuyển đổi dữ liệu của ứng dụng thành một dạng dữ liệu

chung để truyền thông trên mạng. Mã hóa, xáo trộn dữ liệu trước khi gửi để bảo mật

thông tin. Nén và giải nén dữ liệu.

Ví dụ: Các chuẩn định dạng dữ liệu của lớp 6 là GIF, JPEG, PICT, MP3, MPEG …

Lớp ứng dụng Là các ứng dụng và dịch vụ đang chạy trên máy tính. Có giao diện tương tác với người dùng để nhận lệnh

điều khiển và để người dùng theo dõi.

Ví dụ: các giao thức HTTP, FTP, SMTP, POP3, Telnet.

Câu 2: Mô hình chồng giao thức TCP/IP. Chức năng của từng lớp và so sánh với OSI

Bộ giao thức TCP/IP là một giao thức truyền thông cài đặt

chồng giao thức mà intenet và hầu hết là các mạng máy tính

thương mại đang chạy trên đó. Bộ giao thức này được đặt tên

theo hai giao thức của nó là TCP( Giao thức điều khiển giao

vận) và IP (Giao thức liên mạng). Chúng cũng là hai giao thức

đầu tiên được định nghĩa.

Chức năng của các lớp:

Network access layer: cung cấp các phương tiện kết nối vậtl

ý cáp, bộ chuyển đổi,Card mạng,giao thức kết nối, giao thức

truy nhập đường truyền CSMA/CD,TolenRing,TokenBus... Cung

cấp các dịch vụ cho tầng Internet.

Internet layer: giao thức IP cùng với các định tuyến RIP,

OSPF tầng mạng cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh

hoạt các loại mạng vật lý khác nhau như: Ethernet, token

ring…

Transport layer: thực hiện những kết nối giữa 2 máy chủ trên

mạng bằng 2 giao thức TCP và UDP.

Application layer: hỗ trợ các ứng dụng cho các giao thức

tầng host to host. Cung cấp giao diện cho người sử dụng mô

hình TCP/IP. Các giao thức ứng dụng gồm HTTP, TELNET,..

Câu 3: hoạt động cơ chế định khung, kiểm soát lỗi, điều khiển luồng

Cơ chế định khung:

Lớp liên kết dữ liệu sẽ chia dòng bit thành các

khung rời rạc và tính tổng kiểm tra( checksum) cho mỗi

khung.

Khi 1 khung đến đích, tổng kiểm tra sẽ được tính lại.

nếu kết quả tổng kiểm tra khác với giá trị tổng kiểm

tra chứa trong khung nhận được thì lớp liên kết dữ

liệu sẽ cho rằng có lỗi xảy ra và thực hiện các bước

xử lý lỗi ( loại bỏ khung lỗi và có thể truyền ngược

lại máy phát 1 thông báo lỗi).

Việc chia bit thành các khung có thể được thực hiện

theo 1 số cách sau: đếm ký tự, sử dụng các byte cờ với

kỹ thuật byte stuffing, sử dụng cờ bắt đầu và kết thúc

với kỹ thuật bit stuffing, sử dụng các đặc điểm mã hóa

ở lớp vật lý.

Cơ chế kiểm soát lỗi

Để đảm bảo việc truyền khung tin cậy ta dùng phương

pháp báo lại cho máy gửi 1 thông tin phản hồi và kết

quả nhận được ở đầu kia của đường truyền.

Giao thức có thể yêu cầu máy thu gửi về máy phát các

khung điều khiển đặc biệt phản ánh về kết quả nhận

khung ở máy thu. Các phản ánh này có thể là dương hay

âm.

Nếu là dương về 1 khung có nghĩa là khung đã đến an

toàn. Nếu âm thì khung cần được truyền lại 1 lần nữa.

Cơ chế điều khiển luồng

Phương pháp thứ nhất: điều khiển luồng được thực hiện

dựa trên thông tin phản hồi. máy thu gửi trả thông tin

đến máy phát để cho phép máy phát truyền tiếp dữ liệu

hay báo cho máy phát hoặc là báo cho máy phát tình

trạng nhận dữ liệu ra sao.

Phương pháp thứ 2: sử dụng kỹ thuật điều khiển luồng

dựa trên tốc độ, có 1 cơ chế để giới hạn tốc độ máy

phát có thể gửi mà không cần phải sử dụng thông tin

phản hồi từ máy thu.

Câu 4: công nghệ Ethernet CSMA/CD

Công nghệ Ethernet:- Là công nghệ khu vực nội bộ được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng ở khoảng cách gần, được vận hành chỉ trong một tòa nhà, tối đa là hàng trăm mét. Tốc độ 100Mbps (Fast Ethernet) và 1000Mbps (Gigabit Ethernet).

CSMD/CD:- Để giao tiếp, mạng phải lắng nghe cho tới khi không có tín hiệutrong kênh chung, lúc này nó mới có thể truyền thông tin. Nếu có giao tiếp đang thực hiện, nó phải đợi cho tới khi giao tiếp này kết thúc.

- Mọi giao tiếp Ethernet đều có cơ hội ngang nhau trong việc truyền thông tin trong mạng. Khi 2 giao tiếp cùng gửi thông tin cùng một lúc, Ethernet phát hiện sự va chạm và dừng việc truyền tin, sau đó sẽ gửi lại các khung. Đó là quá trình phát hiện va chạm.- Giao thức CSMA/CD nhằm cung cấp cơ hội ngang bằng truy nhập kênh chung cho mọi trạm trong mạng. Sau khi gói tin được gửi đi, mỗi trạm trong mạng sẽ sử dụng giao thức CSMA/CD để xem trạm nào sẽ được gửi tiếp.

Ethernet sử dụng CSMA/CD- IEEE 802.3 (CSMA/CD): tiêu chuẩn này định nghĩa các tính chất có liên quan tới tầng con MAC. Lớp con MAC sử dụng CSMA/CD nhằm giải quyết vấn đề xung đột dữ liệu khi truyền trong mạng.- IEEE 802.3 mô tả các phương pháp tín hiệu(băng tần cơ sở và băng tần rộng), tốc độ dữ liệu, các phương tiện và cấu trúc liên kết. Quy định cụ thể phương tiện truyền dẫn vật lý: cáp xoắn, đồng trục, quang.- Băng tần cơ sở: Dành toàn bộ băng thông cho một kênh truyền.- Băng tần rộng: Cho phép nhiều kênh truyền chia sẻ một phương tiện truyền dẫn (dùng cáp xoắn, quang để tạo ra nhiều kênh truyền).- Kiểm soát việc truyền và nhận khung trên mạng:

Phát: + Trạm phát lắng nghe tín hiệu trên cáp bằng cách cảm biết sóng mạng, nếu đường cáp rảnh, nó sẽ phát dữ liệu.+ Tiếp tục kiểm tra tín hiệu phát từ các trạm khác. Nếu không có thì tiếp tục phát đến hết dữ liệu và chuyển sang trạng thái lắng nghe. Nếu có đụng độ thì phát tín hiệu (Jamming) thông báo cho các trạm khác => dừng phát trong 1 khoảng thời gian, hết đụng độ, phát tiếp.

Nhận: + Kiểm tra kích thước khung phải lớn hơn kích thước tối thiểu (64bytes).+ Kiểm tra địa chỉ của trạm khớp với địa chỉ đích trên khung.

+ Mã CRC (cyclic redundancy check) trong khung hợp lệ.+ Sau khi kiểm tra các điều kiện, dữ liệu của khung sẽ được chuyển cho chương trình ứng dụng ở mức trên.+ Một card mạng có thể bắt đầu truyền tại bất kỳ thời điểm nào. Nhưng không truyền nếu cảm nhận được một số card khác đang truyền (cảm nhận sóng mạng).+ Card mạng đang truyền sẽ hủy bỏ ngay việc truyền dữ liệu khi nó cảm nhận được một card khác đang truyền đó là sự pháthiện xung đột.+ Trước khi cố gắng truyền lại, card mạng đợi một thời đoạn ngẫu nhiên, đó là truy cập ngẫu nhiên.

Thuật toán CSMA/CD trong Ethernet1. Card mạng nhận dữ liệu từ tầng mạng và tạo khung (frame).2. Nếu cảm nhận thấy kênh truyền rỗi, nó sẽ bắt đầu truyền frame

đi. Nếu cảm thấy kênh bận, nó đợi khi kênh truyền rỗi và truyền dữ liệu.

3. Nếu card mạng truyền xong toàn bộ frame mà không phát hiện thấy việc truyền dữ liệu nào khác, nó xem như đã truyền hoàn thành.

4. Nếu card mạng phát hiện thấy có sự truyền dữ liệu khác, nó sẽ hủy bỏ việc truyền dữ liệu và gửi tín hiệu bồi.

5. Sau khi hủy bỏ việc truyền, card mạng bước vào vãn hồi theo luật số mũ: Sau lần xung đột thứ m, card mạng chọn giá trị K ngẫu nhiên từ (0…2m-1).Card mạng đợi K*512 bit times và trở lại bước 2.

+ Tín hiệu bồi: để đảm bảo tất cả các trạm đang truyền biết được xung đột đang xảy ra; 48 bits.+ Bit time: 1 microsec cho 10 Mbps Ethernet; với K=1023, thời gian đợi vào khoảng 50ms.+ Vãn hồi theo luật số mũ: để thích ứng các nỗ lực truyền lại với tải trọng hiện tại được ước lượng.

Tải nặng: thời gian đợi ngẫu nhiên sẽ dài hơn.Xung đột lần đầu: chọn K trong (0,1), độ trễ là K*512 bit

times.Sau xung đột lần hai: K chọn trong (0,1,2,3,….)Sau xung đột lần 10: K chọn trong (0,1,…,1023)

Cấu trúc khung Ethernet

- Preamble (Phần mở đầu):+ 7 bytes với mẫu bit 10101010 được nối tiếp bởi một byte

với mẫu bit 10101011+ Được sử dụng để đồng bộ nhịp đồng hồ giữa bên gửi và bên

nhận Addresses (địa chỉ): 6 bytes.+ Nếu thích ứng mạng nhận được một frame có địa chỉ đích

trùng với địa chỉ vật lý của nó, hoặc đại chỉ đích là địa chỉ quảng bá, nó sẽ đưa dữ liệu lên cho giao thức (được chỉ) tại tầngmạng. Nếu không sẽ loại bỏ khung.- Type: Chỉ giao thức ở tầng trên (network layer), phần lớn là IPnhưng những giao thức khác cũng được hỗ trợ: Novell IPX và Apple Talk.- CRC (Cyclic Redundancy check – Kiểm tra dư vòng): được kiểm tratại bên nhận, nếu phát hiện có lỗi, khung bị bỏ.

Câu 5: nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói, chuyển mạch gói theo

kiểu datagram, chuyển mạch gói kênh ảo. so sánh

Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói: Kỹ thuật chuyển mạch

gói dựa trên nguyên tắc chuyển thông tin qua mạng dưới dạng

gói tin. Gói tin là thực thể truyền thông hoàn chỉnh gồm hai

phần: Tiêu đề mang các thông tin điều khiển của mạng hoặc

của người sử dụng và tải tin là dữ liệu của

thông tin cần chuyển qua mạng.

So sánh datagram và kênh ảo:

Câu 6: Định tuyến: khái niệm, phân loại, so sánh

* Khái niệm: Định tuyến là một tiến trình lựa chọn con đường cho thực thể thông tin chuyển qua mạng. Nó được xem như là khả năng của một node trong vấn đề lựa chọn đường dẫn cho thông tin qua mạng.

- Quyết định chọn đường theo những tiêu chuẩn tối ưu nào đó.- Cập nhật thông tin định tuyến, tức là thông tin dùng cho

chức năng trên.

* Phân loại định tuyến Định tuyến tĩnh vào động:

- Định tuyến tĩnh: Thông tin trong các bảng định tuyến được người quản trị mạng tạo lập trực tiếp. Khi sử dụng định tuyến tĩnh, không cần tốn băng thông cho quá trình trao đổi thông tin định tuyến. Không thích ứng với sự thay đổi cấu trúc của mạng. Khi topo mạng thay đổi, phải cập nhật lại tuyến tĩnh thủ công.- Định tuyến động: Sau khi nhập lệnh cấu hình, thông tin định tuyến sẽ tự động cập nhật mỗi khi nhận được một thông tin mới từ liên mạng. Các thay đổi về topo mạng được trao đổi giữa các router. Sự thành công phụ thuộc vào 2 chức năng cơ bản của router: duy trì bảng định tuyến, chia sẻ tri thức cho các router khác dưới dạng thông tin cập nhật định tuyến.Các bộ định tuyến sẽ tự động trao đổi, cập nhật thông tin định tuyến tự động. Dựa trên thông tin định tuyến thu thập được, bộ định tuyến sẽ tự động xây dựng các thực thể trong bảng định tuyến.

Định tuyến đơn đường và đa đường:- Một số giao thức phức tạp, hỗ trợ nhiều đường đi tới cùng đích, trong khi một số chỉ cho phép 1 đường đi tới đích.- Các giao thức hỗ trợ đa đường cho phép lưu lượng được chuyển trên nhiều tuyến đồng thời. Ưu điểm là cung cấp băng thông và độ tin cậy tốt hơn.

Định tuyến phẳng và định tuyến phân cấp:- Định tuyến phẳng: Các bộ định tuyến có vai trò ngang hàng nhau.- Định tuyến phân cấp: Một số bộ định tuyến hình thành một vùng đường trục. Các gói thuộc vùng không đường trục được gửi đến đường trục rồi mới gửi đến các vùng khác để đến đích. Ưu điểm chính là nó bắt chước tổ chức của hầu hết công ty và do đó hỗ trợ tốt cho hệ điều hành và quản lý lưu lượng.

Định tuyến trạm thông minh và định tuyến bộ định tuyến thôngminh:- Giả thuật nút nguồn sẽ quyết định toàn bộ tuyến, Cơ chế này gọi là định tuyến nguồn. Bộ định tuyến đơn thuần hoạt động như một hiết bị lưu trữ và chuyển tiếp, gửi gói đến điểm tiếp theo.- Giả thuật bộ định trạm nguồn không biết gì về định tuyến. Khi đó bộ định tuyến xác định đường qua liên mạng dựa trên tính toán của riêng nó. Trong hệ thống đầu tiên trạm là thiết bị thông minhm còn trong hệ thống thứ hai thì bộ định tuyến là thiết bị thông minh.

Định tuyến trong và định tuyến ngoài:

- Một số giao thức định tuyến chỉ hoạt động bên trong miền định tuyến (hệ tự trị, một số khác có thể hd bên trong và giữacác miền).

Định tuyến vecto khoảng cách và định tuyến trạng thái liên kết:- Định tuyến trạng thái liên kết:Mỗi bộ định tuyến chỉ gửi một phần bảng định tuyến, phần mô tả trạng thái liên kết của bộ định tuyến. Mỗi bộ định tuyến xây dựng một bức tranh về toàn bộ mạng trong bảng topo.- Định tuyến vecto khoảng cách: Các bộ định tuyến gửi toàn bộ bảng định tuyến, nhưng chỉ gửi đến hàng xóm.

Câu 7: thuật toán tìm đường đi Bellman – ford và Dijikstra. So sánh

Thuật toán Bellman – ford

Thuật toán bellman – ford là 1 thuật toán tính các đường đi ngắn

nhất nguồn đơn trong 1 đồ thị có hướng có trọng số ( trong đó

một số cung có thể có trọng số âm).

Thuật toán Dijikstra: giải 1 bài toán đường đi với thời gian chạy

thấp hơn nhưng đòi hỏi trọng số của các cung phải có giá trị

không âm.

Thuật toán:

So sánh 2 thuật toán:

Giống nhau: đều là phương pháp tính đường đi ngắn nhất.

Khác nhau: bellman – ford có thể tính các đường đi ngắn nhất

nguồn đơn trong 1 đồ thị có hướng có trọng số ( trong đó một

số cung có thể có trọng số âm còn dijikstra dù cho có thời

gian ngắn hơn nhưng lại không thể tính trong cung có trong

số âm.

Câu 8: nguyên tắc hoạt động của vecto khoảng cách và trạng thái liên

kết. so sánh

Vecto khoảng cách:

Trong giao thức này mỗi node cần duy trì một vecto(bảng )

về khoảng

cách tới các node còn lại trên mạng.

Một node cần biết khoảng cách ( giá) của các node hàng xóm

với mình tới một node đích .

Một node có nhiều hàng xóm tới đích và nócó thể so sánh ,

xác định tuyến đường ngắn nhât .

Thông tin cần trao đổi là giákhoảng cách từ mỗi node hàng

xóm tới các đích nên có thể so sánh và xác định đường đi tới

tấtcả các node đích. Mỗi node chỉ trao đổi thông tin với

hàng xóm của mìnhvà theo chu kỳ (30 giây ).

Thườngsử dụngthuậttoán Bellman-Ford.

Các giao thức nội miền : RIP, IGRP, EIGRP

Nguyên tắc: thông báo theo chu kỳ thông tin đường đi trong

bảng định tuyến.

Ưu điểm: đơn giản – dễ cấu hình.

Nhược điểm: bảng định tuyến lớn, tiêu đề cho tải mạng cao,

kích thước hạn chế tối đa là 15 hop, thời gian hội tụ dài.

Trạng thái liên kết:

Trong định tuyến trạng thái liên kết mỗi node trong miền sẽ

có thông tin về topology của toàn miền đó và node dùng thuật

toán Dijkstra để tính toán bảng định tuyến.

Node sẽ lưu trữ thông tin giá của liên kết và trạng thái

hoạt động hay lỗi, tạo thành cơ sở dữ liệu trạng thái liên

kết (tên của giao thức).

Đảm bảo hội tụ mạng Giao thức OSPF

Đáp ứng một cách nhanh chóng với sự thay đổi của mạng.

Yêu cầu cập nhật thông tin khi có sự thay đổi mạng.

Gửi thông tin cập nhật theo định kỳ được gọi là làm tươi

trạng thái liên kết.

Sử dụng cơ chế Hello để xác định việc liên kết được với

hàng xóm. Mỗi bộ định tuyến sẽ theo dõi trạng thái hoặc

tình trạng của bộ định tuyến hàng xóm kết nối trực tiếp bằng

việc gửi bản tin hello.

Mỗi bộ định tuyến duy trì được sự theo dõi tất cả các node

trên mạng nhờ việc các quảng bá trạng thái liên kết link -

state advertisements (LSAs).

Nguyên tắc: trao đổi thông tin trạng thái liên kết (LSAs).

LSA được quảng bá tại thời điểm bắt đầu và khi có sự thay

đổi topo liên mạng.

Ưu điểm: các bảng định tuyến nhỏ, tiêu đề mạng ít, có khả

năng mở rộng kích thước mạng, thời gian hội tụ ngắn.

Nhược điểm: phức tạp, cấu hình khó hơn.

So sánh:

câu 9: phân biệt rõ các kiểu điều khiển khi thực hiện truyền tin trong

internet