Đang tải... (xem toàn văn)
Quan hệ địa chỉ lớp 2&3, kỹ thuật ánh xạ địa chỉ IP và MACBáo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
Quan hệ địa lớp 2&3 Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Nhóm thực hiện: Nguyễn Trường Giang Nguyễn Thị Hồng Huệ Lớp: Điện tử – K48 A Quan hệ địa lớp 2&3 A Quan hệ địa lớp 2&3 MAC (Media Access Control): Là cố định thiết bị phần cứng IP (Internet Protocol): Được thiết lập phần mềm, có khả thay đổi A Quan hệ địa lớp 2&3 A Quan hệ địa lớp 2&3 Trong mạng cục bộ, phận điều hợp chịu trách nhiệm phân phát gói tin đến thiết bị Các thiết bị mạng cục liên kết trực tiếp qua địa phần cứng (địa MAC) Ở mạng diện rộng, phận điều hợp bị tải số lượng thiết bị phần cứng lớn Mạng diện rộng sử dụng địa logic (địa IP) Địa IP cung cấp khả chia nhỏ, quản lý tiểu mạng B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Mạng LAN nhỏ hoạt động lớp (mơ hình OSI) Trong giao thức liên mạng (interwork) địa lớp (network) sử dụng ưu việt địa lớp Địa MAC: Thuộc lớp Datalink địa 48bit Địa IP: Thuộc lớp Network địa 32bit Việc ánh xạ trực tiếp MAC/IP gặp khó khăn ARP phát triển nhằm giải vấn đề tạo lập chế linh hoạt sử dụng B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP (Address Resolution Protocol): Giao thức cho phép xác định địa MAC host thông qua IP RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Giao thức RARP cung cấp khả định địa IP thời điểm khởi động thiết bị 32 bit Internet Address ARP RARP 48 bit Ethernet Address B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP Là phương thức ánh xạ địa động địa lớp (datalink layer) địa lớp (network layer) ARP trình chiều request/response thiết bị mạng nội Thiết bị nguồn request cách gửi tin broadcast tồn mạng Thiết bị đích response tin unicast đến thiết bị nguồn B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP Có loại tin ARP sử dụng: Request: Gói tin gửi từ nguồn tới đích Reply: Gói tin gửi từ đích đến nguồn Có loại địa tin ARP: Sender Hardware Address: Địa lớp (MAC) thiết bị gửi tin Sender Protocol Address: Địa lớp (IP) thiết bị gửi tin Target Hardware Address: Địa lớp thiết bị đích tin Target Protocol Address: Địa lớp thiết bị đích tin B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Destination Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address Generates ARP Request Frame Broadcasts ARP Request Frame ARP Request Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address • Thiết bị nguồn kiểm tra đệm (cache) Destination • Nếu có địa IP tương ứng với địa MAC dừng Generates ARP Request Frame Broadcasts ARP Request Frame ARP Request Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address Generates ARP Request Frame Broadcasts ARP Request Frame Destination Khởi tạo gói tin ARP Request với trường địa ARP Request Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Destination Phát quảng bá gói tin1 Check ARP Cache For ARP Request Destination Device toàn mạng Hardware Address Generates ARP Request Frame Broadcasts ARP Request Frame ARP Request Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động • Các thiết bị mạng nhận gói ARP Request Destination • Tìm Source trường địa Target Protocol kiếm Address Check ARP Cache For Destination Device • Nếu trùng với địa tiếp tục xử lý Hardware Address • NếuGenerates ARP khơng hủy gói tin Request Frame Broadcasts ARP Request Frame ARP Request Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP • Thiết bị với IP trùng với IP ARP – Cơ chế hoạt động trường Target Protocol Address bắt đầu trình khởi tạo gói tin ARP Reply cách lấy trường Sender Source Destination Hardware Address Sender Protocol Address Check ARP Cache For Destination Device gói Address tin ARP nhận đưa vào làm Target Hardware Generates gửi trong2.gói tin ARP Request Frame • Thiết bị lấy địa datalink để đưa vào Broadcasts ARP Request Frame ARP Request trường Sender Hardware Address Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Destination Thiết bị đích (thiết bị khởi tạo gói tin ARP Reply) đồng thời cập nhật bảng ánh xạ địa Generates ARP IP Request Frame thiết bị nguồn vào bảng ARP MAC Broadcasts ARP Request Frame cache để giảm bớt thời gian xử lí ARP Request Process ARP cho lần sau Request Frame Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Destination Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address Generates ARP Request Frame Broadcasts ARP Request Frame • Thiết bị đích ARP Request gửi gói tin Reply đă bắt đầu Process ARP Request khởi tạo đến thiết bị nguồn Frame Generates • Gói tin reply gói tin gửi unicast ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Destination Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address Generates ARP Thiết bị Request Frame nguồn nhận gói tin Broadcasts ARP reply xử lí Frame cách lưu Request trường Request ARP Sender Hardware Address gói reply địa phần cứng thiết bị đích Process ARP Request Frame Generates ARP Reply Frame Updates ARP Cache Sends ARP Reply Frame Processes ARP Reply Frame ARP Reply Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP – Cơ chế hoạt động Source Destination Check ARP Cache For Destination Device Hardware Address Generates ARP Request Frame Broadcasts ARP Request Frame ARP Thiết bị nguồn Request update vào Process ARP ARP Request Frame cache giá trị tương5.ứng ARP Generates Reply Frame địa network địa Updates ARP Cache datalink thiết bị đích (lần sau Sends ARP Reply Frame ARP không cần tớiReply ARP request) Processes Reply Frame Device Updates ARP Cache B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP Cache ARP Cache giống bảng tương ứng địa MAC IP lưu trữ sẵn ARP kĩ thuật ánh xạ địa động Q trình gửi gói tin Request Reply tiêu tốn băng thông mạng Hạn chế tối đa việc gửi gói tin Request Reply góp phần làm tăng khả hoạt động mạng B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP Cache Thiết lập ARP cache: Static ARP Cache Entries: Bảng ARP xác lập thủ công từ người quản trị Dynamic ARP Cache Entries: Bảng ARP cập nhật tự động phần mềm giá trị tương ứng MAC/IP sau trình B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP Cache ARP Cache Timeout Bộ nhớ ARP Cache bị sai lệch: Khi địa MAC thiết bị thay đổi thay thiết bị phần cứng Khi địa IP thiết bị thay đổi người quản trị Khi thiết bị ngắt khỏi mạng Các thông tin lưu ARP Cache tự động xóa sau khoảng thời gian định gọi ARP Cache Timeout Lần sử dụng sau thông tin update 10 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Để nhận dạng tin ARP bên gửi gán giá trị đặc biệt vào trường Frame Header chèn tin ARP vào trường liệu ARP MESSAGE FRAME HEADER FRAME DATA AREA B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1) SENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1) TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) 11 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PROTOCOL TYPE PLEN OPERATION Trường HARDWARE TYPE có Trường HARDWARE TYPE có SENDER HA (octets 0-3) giá trị với mạng Ethernet giá trị với mạng Ethernet SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1) SENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1) TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PROTOCOL TYPE PLEN OPERATION Trường PROTOCOL TYPE có Trường PROTOCOL TYPE có SENDER HA (octets 0-3) địa IP giá trị 0800 cho giá trị 0800 cho địa IP 16 SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1) SENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1) TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) 12 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) Trường HLEN cho biết độ dài Trường HLEN cho biết độ dài địa phần cứng SENDER cứng SENDER IP (octets 0-1) địa phần HA (octets 4-5) SENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1) TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) Trường PLEN cho biết độ dài Trường PLEN cho biết độ dài SENDER thức mức cao địa giao HA (octets 4-5) địa giao thức mức cao SENDER IP (octets 0-1) SENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1) TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) 13 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) Trường OPERATION Trường OPERATION kiểu 4-5) SENDER HAkiểu tin SENDER IP (octets 0-1) (octetsbản tin ARP •• ARP Request: SENDER HA (octets 2-3) Request: HA (octets 0-1) TARGET ARP Response: •• ARP Response: TARGET HA (octets 2-5) • RARP Request: RARP Request: • RARP (octets 0-3) TARGET HAResponse: •• RARP Response: B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1) Địa phần cứng (địa Địa phần cứng (địa MAC thiết bị nguồn) TARGET HA (octets 0-1) thiết bị nguồn) MACSENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) 14 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1) SENDER HA (octets 2-3) TARGET IP Địa logic (địa chỉHA (octets 0-1) Địa logic (địa IP thiếtbị nguồn) bị nguồn) thiết TARGET HA (octets 2-5) TARGET HA (octets 0-3) B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Bản tin ARP Ví dụ tin ARP/RARP HARDWARE TYPE HLEN PLEN PROTOCOL TYPE OPERATION SENDER HA (octets 0-3) SENDER HA (octets 4-5) SENDER IP (octets 0-1) SENDER HA (octets 2-3) TARGET HA (octets 0-1) TARGET HAchỉ phần Địa (octets 2-5) cứng (địa Địa phần cứng (địa MAC thiết TARGET HAcủa thiết bị đích) MAC (octets 0-3) bị đích) 15 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP – địa IP thời điểm khởi động thiết bị Địa MAC (48 bit) cố định với thiết bị phần cứng Thiết bị sử dụng giao thức TCP/IP gán địa IP (32 bit) mà không phụ thuộc vào địa MAC Địa IP thường lưu nhớ thứ cấp Thiết bị kết nối cần xác định địa IP nhằm đảm bảo tính mạng B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP – Cơ chế hoạt động Giao thức RARP có vai trò định địa IP cho thiết bị kết nối vào mạng RARP hoạt động tương đối giống với ARP RARP Request Source/Destination RARP Server RARP Server RARP Reply 16 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP – Cơ quảng hoạt động Request •Thiết bị gửi chế bá tin RARP toàn mạng •Thiết bị gửi có Source, Giao thức RARP vừavai trò định địavừa IP cho Destination thiết bị kết nối vào mạng •Thiết hoạt cung cấp địa MAC với ARP RARP bị gửiđộng tương đối giốngcủa RARP Request Source/Destination RARP Server RARP Server RARP Reply B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP – Cơ chế hoạt động •Tất máy trêntrò định IP cho Giao thức RARP có vai mạng địa nhận đượcbị kết nối vào mạng thiết RARP Request •Chỉ RARP tương đối giống với ARP RARP hoạt động Server quyền gửi RARP Reply RARP Request Source/Destination RARP Server RARP Server RARP Reply 17 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP – Cơ chế hoạt động Giao thức RARP có vai trị định RARP Request •RARP Server xử lý địa IP cho thiết bị kết nối vào mạng cách thay đổi trường giao thức RARP hoạtđịa tươnggửi tin với ARP động đích, đối giống RARP Reply trở lại Request Destination RARP •Thiết bị nhận hồi âm từ tất RARP Server Source/Destination RARP Server RARP Server RARP Reply B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP – Một số khái niệm Timing RARP: hiểu khoảng thời gian trễ cần thiết giao thức RARP để Server có đủ khả đáp ứng tất yêu cầu Pimary RARP Server: Server sơ cấp, máy mạng gán Server sơ cấp Backup RARP Server: Server thứ cấp, hoạt động dự phòng Server sơ cấp tải ngưng hoạt động 18 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP Server Thiết bị gửi RARP Request đến tất Server Chỉ có Server sơ cấp trả lời, Server thứ cấp lưu lại thời gian đến Waiting… RARP Request Pimary RARP Server Backup RARP Server B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP Server Thiết bị gửi RARP Request đến tất Server Chỉ có Server sơ cấp trả lời, Server thứ cấp lưu lại thời gian đến RARP Reply Pimary RARP Server Backup RARP Server 19 B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP Server Nếu Server sơ cấp không trả lời sau khoảng thời gian Timeout thiết bị gửi lại tin RARP Request Server thứ cấp nhận RARP Request gửi đáp ứng đến thiết bị qua RARP Reply Waiting… Pimary RARP Server Backup RARP Server B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP RARP Server Nếu Server sơ cấp không trả lời sau khoảng thời gian Timeout thiết bị gửi lại tin RARP Request Server thứ cấp nhận RARP Request gửi đáp ứng đến thiết bị qua RARP Reply RARP Reply Pimary RARP Server Backup RARP Server 20 ... Mạng diện rộng sử dụng địa logic (địa IP) Địa IP cung cấp khả chia nhỏ, quản lý tiểu mạng B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP Mạng LAN nhỏ hoạt động lớp (mơ hình OSI) Trong... thức liên mạng (interwork) địa lớp (network) sử dụng ưu việt địa lớp Địa MAC: Thuộc lớp Datalink địa 48bit Địa IP: Thuộc lớp Network địa 32bit Việc ánh xạ trực tiếp MAC /IP gặp khó khăn ARP phát... chế linh hoạt sử dụng B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP B Kĩ thuật ánh xạ địa MAC IP ARP (Address Resolution Protocol): Giao thức cho phép xác định địa MAC host thông qua IP RARP (Reverse Address Resolution