Đang tải... (xem toàn văn)
Các phương pháp giao thức gán địa chỉ IP cho máy tính DT7 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 1 Tr-ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội KHOA ĐIệN Tử VIễN THÔNG Semina : MạNG MáY TíNH Chủ đề 13 : Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP Nhóm thực hiện : Trịnh Minh Đức Đặng Xuân Sơn Lớp : ĐT8-K48 Nội dung cơ bản : Phần 1 - Giới thiệu chung về địa chỉ IP và mục đích gán IP Phần 2 - Các ph-ơng thức gán địa chỉ IP Phần 3 - Các giao thức gán địa chỉ IP id14660265 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 2 Phần 1 : Địa chỉ IP và mục đích của việc gán IP 1.Giới thiệu về địa chỉ IP Nh- chúng ta đã biết , ngày nay Internet là một ph-ơng tiện hữu hiệu để con ng-ời ở khắp nơi trên thế giới trao đổi thông tin với nhau chỉ qua một vài động tác nhấp chuột . Mỗi một hệ thống bất kỳ tham gia vào mạng truyền thông thì đầu tiên chúng cần phải đ-ợc nhận diện và định vị thì mới có thể gửi và nhận dữ liệu của nhau , mỗi một máy tính trên mạng TCP/IP phải đ-ợc cấp một danh định duy nhất , từ đó xuất hiện khái niệm Internet Protocol mà chúng ta vẫn th-ờng gọi là địa chỉ IP . Địa chỉ này cho phép máy tính định vị các máy khác trên mạng . Vậy thế nào là địa chỉ IP ? Hiện nay có 2 cách để đánh địa chỉ IP là IPv4 và IPv6 nh-ng IPv6 ch-a đ-ợc sử dụng rộng rãi nên trong bài này bọn em chỉ trình bày cách phân chia IP theo IPv4. Chia địa chỉ IP theo IPv4 : Địa chỉ IP là một tổ hợp 32 bit nhị phân và để cho việc sử dụng đ-ợc dễ dàng ng-ời ta th-ờng viết địa chỉ IP d-ới dạng 4 số thập phân đ-ợc tách ra : Ph-ơng pháp viết này gọi là dạng thập phân có dấu chấm cách (dotted-decimal format) , mỗi một phần 8 số nhị phân đ-ợc gọi là một octet . Một địa chỉ IP gồm 2 phần là : network ID và host ID , khi địa chỉ IP đ-ợc gán cho máy tính số bit bên trái biểu diễn cho một mạng số bit còn lại đinh danh cho một máy tính đặc biệt trên mạng qua đó biểu diễn cho một máy tính đặc biệt trên một mạng đặc biệt : Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 3 Kiểu địa chỉ này đ-ợc gọi là địa chỉ phân cấp vì nó chứa nhiều mức khác nhau . Một IP kết hợp 2 phần thành 1 số , số này phải là duy nhất nếu không sẽ làm cho quá trình định tuyến không thể thực hiện đ-ợc. Tùy theo kích th-ớc của mạng lớn hay nhỏ mà ng-ời ta chia địa chỉ IP ra các lớp khác nhau : Địa chỉ lớp A đ-ợc gán cho các mạng lớn Địa chỉ lớp B đ-ợc gán cho các mạng trung bình Địa chỉ lớp C đ-ợc gán cho các mạng nhỏ Địa chỉ lớp D đ-ợc dùng cho địa chỉ multicast Việc chia địa chỉ thành các lớp nh- vậy đ-ợc làm nh- sau : Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 4 Lớp A dùng 1 octet đầu tiên cho phần mạng trong đó bit đầu tiên cố định là 0 , còn lại là phần host . octet đầu tiên của lớp A : từ 00000000 đến 01111111 tức là từ 0 đến 127 theo thập phân , theo qui định 0 và 127 đ-ợc dành riêng không thể sử dụng nh- các địa chỉ mạng vì vậy bất kỳ địa chỉ IP nào có octet đầu tiên nằm trong khoảng 1-126 đều thuộc lớp A . Với nhiều hơn 16 triệu địa chỉ host có sẵn địa chỉ lớp A đ-ợc thiết kế cho các mạng cực kỳ lớn. Lớp B dùng 2 octet đầu cho phần mạng trong đó 2 bit đầu tiên cố định là 10. Octet đầu tiên của lớp B sẽ là : từ 10000000 đến 10111111 đổi sang thập phân là từ 128 191. Lớp C dùng 3 octet đầu cho phần mạng với 3 bit đầu cố định là 110. Octet đầu tiên của lớp C biểu diễn từ : 11000000 đến 11011111 có nghĩa là từ 192 đến 223 thập phân. Không gian địa chỉ lớp C đ-ợc dùng phổ biến nhất trong số các lớp , phục vụ cho các mạng nhỏ với tối đa 254 host. Lớp D sử dụng 28 bit đầu tiên cho phần mạng trong đó 4 bit đầu tiên phải là 1110 , lớp D có octet đầu tiên từ : 11100000- 11101111 tức là từ 223-239 . Lớp D đ-ợc tạo ra cho phép multicasting cho địa chỉ IP, một địa chỉ multicast là một địa chỉ mạng duy nhất nh-ng lại cho phép gửi gói đến một nhóm các địa chỉ IP, với điều kiện nhóm IP đó đã đ-ợc định nghĩa tr-ớc là địa chỉ multicast đó. Địa chỉ lớp E đ-ợc dùng cho việc nghiên cứu riêng, không một địa chỉ lớp E nào đ-ợc cấp phát trên mạng Internet. Bảng thống kê số mạng và số host trong mỗi mạng theo từng lớp : Dải địa chỉ của các lớp : Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 5 Để nhận biết đ-ợc cách chia địa chỉ IP 32 bit nh- thế nào ta còn có khái niệm mặt nạ mạng con (Subnet mask) . Đây cũng là một tổ hợp 32 bit viết nh- kiểu của địa chỉ IP giúp cho việc xác định trong một địa chỉ IP thì phần mạng tính từ đâu và phần host tính từ đâu , trong subnet mask phần định danh cho phần mạng gồm toàn bit 1 còn từ đó trở về bên phải định danh cho host sẽ gồm toàn bit 0. VD : Một địa chỉ lóp C : 192.168.16.13 địa chỉ này có 3 octet đầu tiên là phần mạng còn lại là phần host , subnet mask của nó sẽ là : 11111111.11111111.1111111.00000000 Đổi sang thập phân sẽ là : 255.255.255.0 Ngoài ra ng-ời ta còn đ-a ra các khái niệm khác nh- địa chỉ IP cá nhân và địa chỉ IP công cộng (private public IP) 2. Mục đích gán địa chỉ IP Một máy tính muốn tham gia vào hoạt động của mạng cần phải có một cấu hình IP , một cấu hình IP cơ bản bao gồm 4 thông tin sau : - Địa chỉ IP - Default gateway - Subnet mask - Địa chỉ của DNS server Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 6 Phần 2 : Các ph-ơng thức gán địa chỉ IP Một host mạng cần lấy một địa chỉ IP duy nhất để hoạt động trên mạng Internet . Địa chỉ vật lý hay địa chỉ MAC mà nó có chỉ có ý nghĩa cục bộ để nhận diện host trong LAN , vì đây là địa chỉ lớp 2 nên không thể dùng để định tuyến ra khỏi mạng LAN đ-ợc . Địa chỉ IP đ-ợc dùng phổ biến nhất trong truyền thông Internet , ng-ời quản trị mạng dùng hai ph-ơng pháp để gán IP là : gán tĩnh và gán động 1. Gán địa chỉ IP tĩnh static Ph-ơng pháp gán tĩnh đ-ợc ng-ời quản trị mạng gán trực tiếp bằng tay cho máy tính : mọi thao tác từ địa chỉ IP , subnet mask default và địa chỉ của DNS server đều phải thực hiện một cách thủ công trên từng thiết bị của mạng . Nếu triển khai ph-ơng pháp này trong một mạng cỡ lớn thì sẽ vô cùng khó khăn và phức tạp : Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 7 Ph-ơng pháp này áp dụng cho các mạng nhỏ và ít thay đổi , Lí do chính của việc các thiết bị đ-ợc cấp địa chỉ IP tĩnh là khi chúng cần đ-ợc xem xét từ một thiết bị khác , có thể đ-a ra đây ví dụ điển hình nh- sau : Nếu một Web server cứ mỗi lần khởi động lên lại nhận đ-ợc một địa chỉ IP mới thử hỏi có thể tìm đ-ợc Web server đó không. Điều này cũng giống nh- khi ta muốn gọi điện tới một nơi mà số điện thoại của nó luôn luôn thay đổi Việc gán tĩnh IP nh- vậy th-ờng sử dụng cho các server ứng dụng , các máy in mạng và các router để các host luôn biết đ-ợc cách thức truy cập các dịch vụ cần thiết . Với ph-ơng pháp này ng-ời quản trị mạng phải có một bản danh sách các địa chỉ đã đ-ợc sử dụng để tránh gán trùng địa chỉ vì khi trùng địa chỉ thì việc truyền dữ liệu trên mạng sẽ không thể thực hiện đ-ợc do định tuyến sai. Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 8 2-Gán địa chỉ IP động - dynamic Nếu cứ sử dụng ph-ơng pháp gán tĩnh nh- trên thì công việc của ng-ời quản trị mạng sẽ rất khó khăn vì thế ng-ời ta đã nghĩ ra ph-ơng pháp gán địa chỉ IP động cho các máy tính khi chúng muốn tham gia mạng . Ph-ơng pháp này ng-ời quản trị mạng không phải trực tiếp cấu hình địa chỉ IP bằng tay cho máy tính thay vào đó việc cấp IP cho mạng máy tính là của các server có trong mạng . Với ph-ơng pháp này việc quản lý mạng trở lên dễ dàng hơn nhiều vì ng-ời quản trị mạng không cần thao tác trên từng host mà chỉ cần cấu hình cho các server để chúng làm thay công việc của mình. Phần 3 : Các giao thức gán địa chỉ IP 1-RARP RARP Reverse Address Resolution Protocol : là giao thức để một máy trạm yêu cầu cấp IP cho nó khi nó chỉ biết địa chỉ MAC của nó . Một thiết bị mạng nh- diskless workstation có thể biết địa chỉ MAC của nó nh-ng lại không biết địa chỉ IP đ-ợc gán cho nó khi đó RARP cho phép các thiết bị này tạo ra một gói tin gọi là RARP request yêu cầu RARP server có mặt trên mạng phải trả lời : RARP liên hệ một địa chỉ MAC đã biết với một địa chỉ IP , liên hệ này cho phép các thiết bị mạng đóng gói số liệu tr-ớc khi truyền đi bởi vì thiết bị nguồn phải gộp cả địa chỉ MAC và địa chỉ IP của nó để thiết bị đích tiếp nhận số liệu sau đó chúng chuyển lên các lớp cao hơn trong mô hình OSI và đáp ứng lại cho thiết bị . Do vậy thiết bị nguồn cần khởi động một quá trình Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 9 gọi là RARP request để tìm IP của nó , yêu cầu này giúp host phát hiện đ-ợc địa chỉ IP của nó , yêu cầu này sẽ đ-ợc đáp ứng bởi một RARP server th-ờng là một router. Sau khi đ-ợc server trả lời và biết đ-ợc địa chỉ IP mà nó đ-ợc cấp host bắt đầu sử dụng địa chỉ này để truy nhập mạng . Thông điệp RARP có cấu trúc nh- sau : Hardware type : chỉ ra loại giao tiếp phần cứng mà nơi gửi yêu cầu đáp ứng Protocol type : chỉ ra loại giao thức lớp cao mà nơi gửi cung cấp Các giao thức/ph-ơng thức gán địa chỉ IP 10 Hlen : chiều dài địa chỉ phần cứng Plen : chiều dài địa chỉ giao thức Operation : chỉ ra đây là loại gói tin gì 3 - RARP request 4 - RARP reply Cấu trúc của gói tin RARP request Trong gói tin này chỉ có địa chỉ MAC của thiết bị nguồn còn địa chỉ IP của nó ở trạng thái undefined . Sau khi server nhận đ-ợc gói tin này nó sẽ xác nhận đồng thời phát sinh gói tin reply cấp IP cho máy trạm Cấu trúc của gói tin RARP reply Ta có thể thấy ngay trong gói tin request thì chỉ có địa chỉ MAC của máy nguồn nh-ng ở gói tin response mà server gửi trả đã có địa chỉ IP mà nó cấp cho máy yêu cầu . [...]... điệp này ta thấy : chỉ có địa chỉ MAC nguồn còn địa chỉ IP nguồn ch-a xác định , địa chỉ MAC và IP đích đều là địa chỉ broadcast Thông điệp DHCP offer : Trong gói tin offer địa chỉ MAC đích đã đ-ợc xác định chính là của host và có thêm địa chỉ IP mà nó mời host sử dụng Thông điệp DHCP request 18 Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP Thông điệp DHCP ack : DHCP cấp địa chỉ IP cho một host trong một... hết khoảng thời gian này địa chỉ IP đó có thể đ-ợc cấp cho một host khác , còn với host nó sẽ phải yêu cầu cấp lại địa chỉ (thông th-ờng trong những tr-ờng hợp này host sẽ đ-ợc cấp lại chính IP tr-ớc đó của nó) Điều này cho thấy DHCP mới thực sự là giao thức gán địa chỉ IP động Đánh giá và so sánh giữa các giao thức : 19 Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP RARP là một giao thức đơn giản , thông... request Trong thông điệp này chỉ có địa chỉ MAC của host còn địa chỉ MAC và IP đích đều là địa chỉ broadcast , tr-ờng địa chỉ IP nguồn ch-a biết(unknow) Thông điệp BOOTP reply Trong thông điệp này server đã gửi cho host địa chỉ mà nó sẽ cấp 3-DHCP DHCP Dynamic Host Configuration Protocol : là một giao thức đ-ợc sử dụng bởi mạng các máy tính (các client) để nhận đ-ợc địa chỉ IP và các tham số khác nh- default... request hoặc reply) Htype : loại địa chỉ phần cứng Hlen : chiều dài địa chỉ phần cứng Hops : tr-ờng này đ-ợc server dùng để gửi yêu cầu đến mạng khác Xid : Secs : thời gian tính từ khi host nhận đ-ợc IP Flags : cờ Ciaddr : địa chỉ IP của client Yiaddr : địa chỉ IP của máy cục bộ Siaddr : địa chỉ IP của server kế tiếp trong mạng Giaddr : 17 Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP Thông điệp DHCP discover... hoặc reply) Htype : loại địa chỉ phần cứng Hlen : chiều dài địa chỉ phần cứng Hops : dùng để BOOTP server gửi yêu cầu đến mạng khác (với host tr-ờng này đặt băng 0) Xid : transaction ID Secs : thời gian tính bằng giây kể từ khi host lấy đ-ợc IP Ciaddr : địa chỉ IP của host Yiaddr : địa chỉ IP máy cục bộ Siaddr : địa chỉ server kế tiếp 12 Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP Thông điệp BOOTP request... thể thấy rằng địa chỉ MAC và IP t-ơng ứng phải đ-ợc cấu hình tr-ớc trên BOOTP server Quá trình cấp địa chỉ IP diễn ra nh- sau : Khi host tham gia mạng sẽ yêu cầu cấp IP : BOOTP server tìm trong cơ sở dữ liệu thông tin đã cấu hình về host để cấp IP cho host : 11 Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP Một thiết bị dùng BOOTP để lấy địa chỉ IP khi khởi động máy BOOTP dùng UDP để tải các thông điệp.. .Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP 2 - BOOTP BOOTP Bootrap Protocol : Đây là một giao thức cấp phát địa chỉ IP đ-ợc định nghĩa trong RFC 951 năm 1985, lúc đầu ng-ời ta sử dụng BOOTP để cấu hình IP cho máy trạm không có ổ đĩa Là giao thức hoạt động trong môi tr-ờng client/server , tuy gọi là giao thức cấp phát động nh-ng BOOTP không tự động cấp IP cho một host , ở đây ng-ời... đã cấu hình tr-ớc Ngay cả khi gán động vẫn có mối quan hệ một một giữa số l-ợng địa chỉ IP và số l-ợng host , điều này hoàn toàn khác trong DHCP khi mà một địa chỉ đ-ợc gán rất linh động DHCP là giao thức hoàn chỉnh nhất trong 3 giao thức , thông tin cấu hình mà nó gửi cho các host rất đầy đủ , ở đây ng-ời quản trị chỉ cần cấu hình cho server một dải IP còn cấp IP cho các host nh- thế nào là việc của... đi rất nhiều Một địa chỉ IP ở đây có thể dùng cho nhiều host miễn là không cùng một thời điểm , một host trong một phiên truy nhập có thể nhận đ-ợc hai IP khác nhau(khi hết thời hạn sử dụng IP nó phải yêu cầu cấp lại ) RARP và BOOTP th-ờng áp dụng cho loại máy không có ổ đĩa Trên đây nhóm chúng em đã trình bày về các ph-ơng pháp/ giao thức gán địa chỉ IP cho máy tính Do vốn kiến thức còn hạn chế nên... lập một profile riêng cho mỗi thiết bị , cái cần ở đây là phải định nghĩa một dải IP trên một DHCP server Khi các host tham gia vào mạng chúng sẽ liên hệ với DHCP server và yêu cầu một địa chỉ IP , lúc đó DHCP chọn một IP 13 Các giao thức/ ph-ơng thức gán địa chỉ IP trong dải đã đ-ợc định nghĩa và gán cho host Với DHCP công việc quản lý mạng IP sẽ ít hơn vì phần lớn cấu hình IP của host đ-ợc lấy về