Bài giảng Mạng máy tính - Chương 3: Tầng mạng – Internet Layer - Ngô Hồng Sơn

1Chương 3:
Tầng mạng – Internet Layer
Giảng viên: Ngô Hồng Sơn
Khoa CNTT- ðHBK Hà Nội
Bộ môn Truyền thông và Mạng
máy tính
Bài giảng có sử dụng nguồn tài liệu cung cấp bởi trường ðại học Keio, Nhật Bản
2Tổng quan

 Tuần trước

 Vì sao phải phân tầng

 Kiến trúc phân tầng, mô hình OSI/TCP

 Khái niệm về ñịa chỉ IP, ñịa chỉ MAC, số hiệu
cổng, tên miền.

 Tuần này

 Giao thức tầng mạng – Internet Protocol

 ðịa chỉ IP và khuôn dạng gói tin IP

 Giao thức thông báo ñiều khiển- ICMP
3Giới thiệu về giao thức
tầng mạng IP
Khái niệm cơ bản
Nguyên lý lưu-và-chuyển tiếp
ðặc ñiểm giao thức IP
4Internet Protocol

 Là một giao thức ở tầng mạng

 Hai chức năng cơ bản

 Chọn ñường (Routing): Xác ñịnh ñường ñi của gói tin từ nguồn
ñến ñích

 Chuyển tiếp (Forwarding): Chuyển dữ liệu từ ñầu vào tới ñầu ra
của bộ ñịnh tuyển (router)

 VD
application
TCP/UDP
IP
data link
physical
application
TCP/UDP
IP
data link
physical
1. Send data 2. Receive data
5Chọn ñường và chuyển tiếp gói tin
payload IP header
IP packet Ver IHL TOS Packet length
FlagIdentification Fragment Offset
Source IP address
TTL Protocol Header Checksum
Destination IP address
• ðường ñi tiếp theo?
• Chuyển tiếp ñến router 
nào?
Host
Host
Router
Router
Router
6Nhắc lại: Network layer vs. 
Transport layer

 network: Giữa các máy trạm hoặc các bộ
ñịnh tuyến (Hosts)

 transport: Giữa các tiến trình trên máy trạm
(Processes) 
7ðặc ñiểm của giao thức IP

 Không tin cậy / nhanh

 Truyền dữ liệu theo phương thức “best effort”

 IP không có cơ chế phục hồi lỗi

 Khi cần, sẽ sử dụng dịch vụ tầng trên ñể ñảm bảo
ñộ tin cậy (TCP)

 Giao thức không liên kết

 Các gói tin ñược xử lý ñộc lập
8ðịa chỉ IP
Lớp ñịa chỉ IP
CIDR – ðịa chỉ IP không phân lớp
Mạng con và mặt nạ mạng
Các ñịa chỉ IP ñặc biệt
9ðịa chỉ IP (IPv4)

 ðịa chỉ IP : Một số
32-bit ñể ñịnh danh
giao diện máy trạm, 
bộ ñịnh tuyến

 Mỗi ñịa chỉ IP ñược
gán cho một giao
diện

 ðịa chỉ IP có tính duy
nhất
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
10
Ký hiệu thập phân có chấm
8 bits
0 – 255 integer
Sử dụng 4 phần 8 bits ñể miêu tả một ñịa chỉ 32 bits
Ví dụ:
203.178.136.63 o
259.12.49.192 x
133.27.4.27 o
0 1 1 0 0 1 0 01 0 0 0 1 1 1 11 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0
203 178 143 100
3417476964
11
ðịa chỉ máy trạm, ñịa chỉ mạng

 ðịa chỉ IP có hai phần

 Host ID – ñịa chỉ máy trạm

 Network ID – ñịa chỉ mạng
0 1 1 0 0 1 0 01 0 0 0 1 1 1 11 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0
203 178 143 100
Network ID Host ID

 Làm thế nào biết ñược phần nào là cho máy trạm, 
phần nào cho mạng? 

 Phân lớp ñịa chỉ

 Không phân lớp – CIDR
12
Phân lớp ñịa chỉ IP
Class A 0
Class B 1 0
Class C 1 1 0
Class D 1 1 1 0
Class E 1 1 1 1 Reserve for future use 
Multicast
5ｂｉｔ
7ｂｉｔ
6bit
H
N
H H
H H
N N H
# of network # of hosts
Class A 128 2^24
Class B 16384 65536
Class C 2^21 256
8bits 8bits 8bits 8bits
13
Hạn chế của việc phân lớp ñịa chỉ

 Lãng phí không gian ñịa chỉ

 Việc phân chia cứng thành các lớp (A, B, C, D, E) làm hạn
chế việc sử dụng toàn bộ không gian ñịa chỉ

 CIDR: Classless Inter Domain Routing

 Phần ñịa chỉ mạng sẽ có ñộ dài bất kỳ

 Dạng ñịa chỉ: a.b.c.d/x, trong ñó x (mặt nạ mạng) là số bit 
trong phần ứng với ñịa chỉ mạng
Cách giải quyết 
14
Mặt nạ mạng

 Mặt nạ mạng chia một ñịa chỉ IP làm 2 phần

 Phần ứng với máy trạm

 Phần ứng với mạng

 Dùng toán tử AND

 Tính ñịa chỉ mạng

 Tính khoảng ñịa chỉ IP
15
Mô tả mặt nạ mạng

 255.255.255.224

 /27

 0xFFFFFFe0

 Sẽ là một
trong các số:
0 248
128 252
192 254
224 255
240
255 255 255 224
1 1 1 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
16
Cách tính ñịa chỉ mạng
Netmask (/27) 111 11 111
255 .
111 11 111
255
111 11 111
255
111 00 000
224. .
IP Address 110 10 011
203 .
101 01 010
178
100 10 110
142
100 00 010
130. .
27 (bit)AND
Network address 203.178.142.128/27
Network part Host Part
110 10 011
203 .
101 01 010
178
100 10 111
142
100 00 000
128. .
17
Mặt nạ mạng và kích thước mạng

 Kích thước

 Theo lũy thừa 2

 RFC1878

 Trong trường hợp /26

 Phần máy trạm = 6 bits

 26=64

 Dải ñịa chỉ có thể gán:

 0 - 63

 64 - 127

 128 - 191

 192 - 255
255 255 255 192
1 1 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
18
ðịa chỉ mạng hay máy trạm (1)
1 1 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 01 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1
133 27 4 160
1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 01 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1
133 27 4 128
19
ðịa chỉ mạng hay máy trạm (2)
1 1 1 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 01 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1
133 27 4 160
1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 01 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1
133 27 4 128
20
Các dạng ñịa chỉ

 ðịa chỉ mạng

 ðịa chỉ IP gán cho một mạng

 ðịa chỉ máy trạm

 ðịa chỉ IP gán cho một card mạng

 ðịa chỉ quảng bá

 ðịa chỉ dùng ñể gửi cho tất cả các máy trạm trong
mạng

 Toàn bit 1 phần ứng với ñịa chỉ máy trạm
21
ðịa chỉ IP và mặt nạ mạng
(1) 203.178.142.128 /25
(2) 203.178.142.128 /24
(3) 203.178.142.127 /25
(4) 203.178.142.127 /24

 ðịa chỉ nào là ñịa chỉ máy trạm, ñịa chỉ mạng, 
ñịa chỉ quảng bá? 

 Lưu ý: Với cách ñịa chỉ hóa theo CIDR, ñịa chỉ
IP và mặt nạ mạng luôn phải ñi cùng nhau
22
Mạng con - subnet

 Là một phần của một
mạng nào ñó

 ISP thường ñược gán
một khối ñịa chỉ IP

 Một vài mạng con sẽ
ñược tạo ra
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
Mạng với 3 mạng con
subnet

 Tạo subnet như thế
nào

 Sử dụng một mặt nạ
mạng dài hơn
23
11001000 00010111 00010000 00000000
200. 23. 16. 0 /24
Ví dụ: Chia làm 2 subnets
11001000 00010111 00010000 00000000
200. 23. 16. 0 /25
11001000 00010