Đang tải... (xem toàn văn)
Bản docx với đề bài : Tìm hiểu về cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn gói tin trong các giao thức. Được đánh giá đầy đủ, nhiều ví dụ minh họa, đạt điểm cao. Trình bày bố cục dễ hiểu và có slide đi kèm với nhiều hiệu ứng, hình ảnh minh họa bắt mắt.
MỤC LỤC Giao thức mạng .2 Giao thức UDP ( User Datagram Protocol ) .3 Giao thức TCP ( Transmission Control Protocol ) Giao thức HTTP ( HyperText Transfer Protocol ) Giao thức SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol ) 11 Câu hỏi tự đặt: .14 MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thành Huy Sinh viên thực : Nguyễn Trung Kiên , Trần Bá Phúc Nhóm : 10 Đề : Câu hỏi : Tìm hiểu chế kiểm tra độ tồn vẹn gói tin giao thức ? Giao thức mạng Trước tiên cần hiểu giao thức mạng ? Giao thức mạng – hay protocol tập hợp quy tắc chuẩn dành cho việc biểu diễn liệu, phát tín hiệu, chứng thực phát lỗi liệu - việc cần thiết để gửi thông tin qua kênh truyền thơng, nhờ mà máy tính (và thiết bị) kết nối trao đổi thông tin với Các giao thức truyền thông dành cho truyền thơng tín hiệu số mạng máy tính có nhiều tính để đảm bảo việc trao đổi liệu cách đáng tin cậy qua kênh truyền thơng khơng hồn hảo (theo WikipediA ) Giao thức không quy định cách chi tiết việc thực quy tắc quy ước hệ thống Cùng với thực thể (entities) tham gia trao đổi số liệu tạo thành Máy giao thức (Protocol Machine/Engine) Trong đó, thực thể (entities) thứ tồn tách biệt với thứ khác xác định riêng Ví dụ số giao thức như: TCP/IP, SPX/IPX, v.v… Các dạng liên kết Protocol : Connectionless & Connection- Oriented protocols: Giao thức hướng kết nối giao thức không kết nối a) Giao thức hướng kết nối : kiểm soát liệu đường truyền , liệu truyền theo , nhận thành cơng nơi nhận phải gửi tín hiệu ACK ( ACKnowledge ) Ví dụ : Giao thức TCP, SPX , b) Giao thức không kết nối : không kiểm sốt đường truyền , liệu khơng bảo đảm đến nơi nhận , liệu thường dạng Datagrams, thường sử dụng xem video hay live trực tuyến Ví dụ : Giao thức UDP TCP/IP , Routable & non-Routable protocols: Giao thức có khả định tuyến giao thức khơng có khả định tuyến a) Giao thức có khả định tuyến : Là giao thức cho phép qua thiết bị liên mạng Router để xây dựng mạng lớn Nói nơm na có nhiều đường đến mạng tồn , giao thức xác định đường tốt cho gói tin Ví dụ : Các giao thức có khả định tuyến TCP/IP, SPX/IPX, b) Giao thức khơng có khả định tuyến : Ngược lại với giao thức có khả định tuyến, giao thức không cho phép qua thiết bị liên mạng Router để xây dựng mạng lớn Ví dụ : NETBEUI Giới thiệu số giao thức chế kiểm tra độ tồn vẹn gói tin Giao thức UDP ( User Datagram Protocol ) Giao thức UDP giao thức cốt lõi giao thức TCP/IP Dùng UDP, chương trình mạng máy tính gửi liệu ngắn gọi Datagrams tới máy khác UDP không cung cấp tin cậy hay thứ tự truyền nhận , gửi khối liệu lớn khơng thứ tự mà khơng có thơng báo Tuy nhiên UDP nhanh hiệu đoạn liệu nhỏ yêu cầu khắt khe thời gian Do chất không trạng thái UDP nên hữu dụng truy vấn nhỏ với số lượng người yêu cầu lớn Những ứng dụng phổ biến sử dụng UDP kể đến DNS ( Domain Name System ), ứng dụng stream media , voice over IP , game trực tuyến , UDP giao thức không kết nối , tin cậy khơng có chế kiểm tra độ tin cậy liệu Mỗi gói tin UDP gọi Datagrams phân làm phần header và data Trong header bao gồm địa cổng nguồn , địa cổng đích , độ dài gói checksum Cấu trúc gói tin giao thức UDP Đặc điểm UDP: Giao thức UDP nằm tầng Transport mơ hình OSI Đây giao thứ phi kết nối, truyền tải liệu mà không cần thiết lập kết nối Sửa lỗi bị hạn chế có Checksum Là giao thức Best-effort, truyền liệu không tin cậy (Unreliable) Khơng có chức khơi phục liệu hay yêu cầu gửi lại liệu bị Cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn gói tin : UDP khơng có chế kiểm tra độ tồn vẹn gói tin Lỗi phát hay kiểm tra dựa vào thuật toán CRC kiểm tra phần checksum kiểm tra qua loa Giao thức TCP ( Transmission Control Protocol ) Là giao thức cốt lõi giao thức TCP/IP Sử dụng TCP, ứng dụng máy chủ nối mạng tạo "kết nối" với nhau, mà qua chúng trao đổi liệu gói tin Giao thức đảm bảo chuyển giao liệu tới nơi nhận cách đáng tin cậy thứ tự TCP phân biệt liệu nhiều ứng dụng (chẳng hạn, dịch vụ Web dịch vụ thư điện tử) đồng thời chạy máy chủ TCP hỗ trợ nhiều giao thức ứng dụng phổ biến Internet ứng dụng kết quả, có WWW, thư điện tử Secure Shell Trong giao thức TCP/IP, TCP tầng trung gian giao thức IP bên ứng dụng bên Các ứng dụng thường cần kết nối đáng tin cậy kiểu đường ống để liên lạc với nhau, đó, giao thức IP khơng cung cấp dòng kiểu đó, mà cung cấp dịch vụ chuyển gói tin khơng đáng tin cậy TCP làm nhiệm vụ tầng giao vận mơ hình OSI đơn giản mạng máy tính Khơng giao thức UDP – giao thức gửi gói tin mà khơng cần thiết lập kết nối, TCP đòi hỏi thiết lập kết nối trước bắt đầu gửi liệu kết thúc kết nối việc gửi liệu hồn tất Cụ thể, kết nối TCP có ba pha: Thiết lập kết nối Truyền liệu Kết thúc kết nối Cơ chế kiểm tra độ tồn vẹn gói tin TCP tạo kết nối máy cần trao đổi liệu (tạo “ đường ống “ riêng ) mà qua gói tin đảm bảo truyền đến nơi nhận cách đáng tin cậy thứ tự Nguyên tắc hoạt động : TCP máy nguồn phân chia byte liệu cần truyền thành đoạn ( Segment ) có kích thước thích hợp Sau , TCP chuyển gói tin qua giao thức IP để gửi qua liên mạng đến TCP máy đích TCP nguồn kiểm tra để khơng có gói tin bị thất lạc cách gán cho gói tin số thứ tự ( Sequence Number ) Khi TCP đích nhận , họ gửi TCP nguồn thông báo nhận ( Acknowledgement – ACK ) cho gói tin nhận thành cơng , Một đồng hồ TCP nguồn báo time-out không nhận tin báo nhận khoảng thời gian RRT ( Round Trip Time ) , liệu ( lúc tính thất lạc ) gửi lại TCP đích kiểm tra Checksum xem có byte bị hỏng q trình vận chuyển hay không ? Giá trị checksum tính tốn cho gói liệu nơi gửi trước gửi kiểm tra nơi nhận Ưu điểm TCP so với UDP : Truyền liệu khơng lỗi ( Do có chế sửa lỗi / Truyền lại ) Truyền liệu theo thứ tự Truyền lại liệu bị thất lạc Loại bỏ gói liệu trùng lặp Cơ chế hạn chế tắc nghẽn đường truyền Giao thức HTTP ( HyperText Transfer Protocol ) HTTP - Giao thức truyền tải siêu văn năm giao thức chuẩn mạng Internet, dùng để liên hệ thông tin Máy cung cấp dịch vụ (Web server) Máy sử dụng dịch vụ (Web client) giao thức Client/Server dùng cho World Wide Web - WWW, HTTP giao thức ứng dụng giao thức TCP/IP (các giao thức tảng cho Internet) HTTP với HTML phát kiến Tim Berners-Lee CERN vào năm 1989 đứng sau tổ chức lớn (IETF) World Wide Web Consortium (W3C), đỉnh cao việc công bố hàng loạt RFC(Request for Comments) HTTP viết ngôn ngữ HTML, từ lúc công bố đến trải qua nhiều phiên 1.x (1.0, 1.1, 1.2,1.3) đến ngày phiên 2.x Điểm mạnh giao thức HTTP hỗ trợ hai cách : Kết nối liên tục kết nối không liên tục Ví dụ : HTTP 1.0 sử dụng kết nối khơng liên tục Trong chế độ mặc định HTTP 1.1 lại kết nối liên tục Ngồi đặc biệt HTTP server khơng nhớ thơng tin client , HTTP gọi Giao thức không trạng thái So sánh chút , có vài nhược điểm kết nối khơng liên tục : Thứ , liên kết tạo , phía client server phải tạo vùng đệm TCP ( buffer ) lưu trữ lại biến TCP Tức gửi thông điệp yêu cầu hay trả lời , tạo biến TCP biến cũ lưu lại Điều gánh nặng cho server có nhiều client yêu cầu lúc Với cách kết nối liên tục , server khơng đóng liên kết TCP sau gửi thông điệp yêu cầu trả lời Các thông điệp sau ( client server ) gửi qua kết nối trước Giảm thiểu áp lực nhiều cho server Ta tìm hiểu cách thức hoạt động HTTP Thông điệp HTTP yêu cầu: Cấu trúc chung thông điệp HTTP yêu cầu - Request line: dòng thơng điệp HTTP u cầu Request line bao gồm có trường như: cách thức (method), URL, phiên (version) Trường cách thức (method) chứa giá trị khác nhau, bao gồm GET, POST, HEAD Phần lớn thông điệp HTTP yêu cầu điều sử dụng phương thức GET Các phương thức GET sử dụng trình duyệt yêu cầu đối tượng xác định trường URL Phương thức POST phương thức mà HTTP client sử dụng người dùng điền vào biểu mẫu (form) đó, chẳng hạn người dung muốn nhập từ khóa vào google.com đề tìm kiếm thơng tin Nếu phương thức POST Entity body thơng điệp u cầu chứa thông tin mà người dùng điền Phương thức HEAD tương tự GET, Khi server nhận yêu cầu phương thức HEAD, trả thông điệp HTTP không chứa đối tượng yêu cầu - Header line: dòng - Sp: bao gồm giá trị khoảng trống - Blank line: bao gồm giá trị điều khiển trở đầu dòng, xuống hang (cr,lf) - Entity Body (nếu có): phần thân thơng điệp HTTP yêu cầu Thông điệp HTTP trả lời Thông điệp HTTP trả lời có ba phần: dòng trạng thái (status line), dòng tiêu đề (header lines), thân thơng điệp (entity body) Thân (Body) thành phần thơng điệp Status line có trường: phiên giao thức (version), mã trạng thái (status code), trạng thái tương ứng (phrase) giá trị khoảng trống (sp), điều khiển trở đầu dòng, xuống hàng (cr,lf) Cấu trúc chung thông điệp HTTP trả lời Sau ví dụ thơng điệp HTTP trả lời Ví dụ thơng điệp HTTP trả lời Trong ví dụ hình 6, cho thấy: - Status line thể server sử dụng HTTP/1.1 - Header line bao gồm: Connection: close báo cho client server đóng kết kết TCP sau gửi thông điệp Date: cho biết thời gian mà thông điệp HTTP trả lời tạo gửi server Đó thời gian mà server lấy đối tượng từ hệ thống tập tin nó, chèn vào thông điệp gửi cho client Server: cho biết Apache Web server, tương tự User-agent thông điệp yêu cầu Last-Modified: cho biết thời gian đối tượng tạo hay sửa đổi lần cuối - Content-Length: cho biết số bytes đối tượng gửi Content-Type: cho biết đối tượng phần entity body HTML Entity body chứa đối tượng u trường hợp ví dụ hình 9.6 đại diện data data data data……… - Mã trạng thái trả lời: Các giá trị chữ số mã trang thái (status code) có giá trị: 1xx_Thông tin: khôngđược sử dụng, dự phòngtrong tương lai 2xx_Thành cơng: hành độngđã nhận đượcthành cơng đươc chấp nhận 3xx_Chuyển hướng: hành động phải thực để hoàn tất yêu cầu 4xx_Clien lỗi: chứa cú pháp sai khơng thực 5xx_ Server lỗi: máy server không thực yêu cầu rõ ràng yêu cầu hợp lệ Một vài mã trạng thái thông dụng thường gặp: 200 OK: Yêu cầu thành công 301 Moved Permanently: đối tượng yêu cầu chuyển 400 Bad Request: server không hiểu thông điệp yêu cầu 10 404 Not Found: đối tượng u cầu khơng có server 505 HTTP Version Not Supported: server không hỗ trợ phiên giao thức HTTP Giao thức SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol ) SMTP giao thức gửi thư điện tử tầng ứng dụng , sử dụng dịch vụ truyền liệu tin cậy TCP để truyền thư từ Mail server người gửi đến Mail server người nhận Giống giao thức khác tầng ứng dụng , SMTP có phía : client mail server người gửi server bên mail server người nhận Tất mail server chạy phía client server SMTP Mail server đóng vai trò client gửi thư đóng vai server nhận thư SMTP trái tim dịch vụ gửi thư Internet đặc tả RFC 821 Như nói , SMTP truyền thông điệp ( thư ) từ mail server người gửi đến mail server người nhận SMTP đời trước HTTP lâu ( theo RFC đặc tả SMTP có từ năm 1982 ) SMTP có nhiều ưu điểm nên hầu hết Mail server Internet sử dụng Tuy nhiên lại kĩ thuật cũ nên khơng tránh khỏi số lạc hậu Ví dụ SMTP yêu cầu phần thân tất thông điệp Email phải mã hóa ASCII bit Gây việc thời gian liệu dạng nhị phân phải trải qua trình mã hóa để gửi sau đến đích phải mã hóa trở dạng nhị phân để sử dụng liệu Trong HTTP khơng u cầu liệu đa phương tiện phải mã hóa sang ASCII trước truyền Dưới hoạt động Giao thức SMTP : Phương thức hoạt động SMTP: - Để mô tả hoạt động giao thức SMTP cách dễ hiểu ta xem xét hoạt cảnh phổ biến “An gửi thơng điệp cho Bình” hình 11 Hoạt cảnh gửi email An Bình Bước 1: An khởi động useragent mình, cung cấp địa e-mail Bình, soạn thơng điệp thị user agent gửi mail Bước 2: User agent An gửi thông điệp đến mail server An thông điệp đặt hàng đợi Bước 3: SMTP client chạy mail server An phát thông điệp hàng đợi tiến hành mở kết nối TCP đến SMTP server chạy mail server Bình Bước 4: Sau thực bắt tay chào hỏi (handshaking), SMTP client An gửi thông điệp An đến kết nối TCP Bước 5: Tại mail server Bình, SMTP server nhận thông điệp lưu lại mailbox Bước 6: Khi Bình khởi động user agent thấy mail An mailbox Lưu ý: SMTP không sử dụng mail server trung gian để gửi thư, mà sử dụng kết nối TCP trực tiếp hai mail server hai mail server cách khoản cách xa Ví dụ: mail server An thành phố Hồ Chí Minh mail server Bình ởMát-xcơ-va (thủ Nga) có kết nối TCP trực tiếp hai mail server Khi mail 12 server Bình bận, thơng điệp lưu hàng đợi mail server An chờ đợi để gửi lại tin nhắn SMTP truyền thông điệp mail qua ba pha: handshaking (chào hỏi), truyền thơng điệp, đóng kết nối Pha handshaking: đầu tiên, SMTP client (chạy mail server bên gửi) thiết lập kết nối TCP cổng 25 tới SMTP server (chạy mail server bên nhận) Nếu SMTP server gặp cố client cố gắng kết nối lại Khi kết nối thiết lập, SMTP server SMTP client thực số chào hỏi, SMTP client cho biết địa email người gửi địa email người nhận Pha truyền thông điệp: sau chào hỏi, SMTP client tiến hành gửi thông điệp đường truyền tin cậy TCP Pha đóng kết nối: Nếu client muốn gửi tiếp tục gửi thơng điệp lặp lại q trình kết nối TCP, khơng thị TCP đóng kết nối So sánh giao thức SMTP HTTP : Cả giao thức sử dụng để gửi file máy tính HTTP chuyển file đối tượng từ Web server tới Web client ( Trình duyệt Web ) , SMTP chuyển file ( thư điện tử ) Mail server Khi truyền file giao thức sử dụng kết nối liên tục Điểm khác biệt : Giao thức HTTP giao thức kéo ( Pull protocol ) – client kéo thông tin từ server Phía nhận ( client ) phía thiết lập kết nối TCP Giao thức SMTP giao thức đẩy ( Push protocol ) – client đẩy thông tin lên server Phía gửi ( client ) phía thiết lập kết nối TCP Ngồi liệu văn , thơng điệp chứa kiểu liệu khác âm thanh, hình ảnh HTTP đặt đối tượng thông điệp 13 riêng rẽ để gửi Với SMTP đặt tất đối tượng thư điện tử để gửi Câu hỏi tự đặt: Trần Bá Phúc: UDP định đường cho packet vị trí xác định cách sử dụng số hiệu cổng xác định header datagram, số hiệu cổng vơ hạn khơng có quy định? Có phải cổng đầu nên sử dụng UDP? Trong TCP, giả sử Sender gửi nhiều liệu cho Receiver sao? Cơ chế truyền lại gói tin TCP có phải tối ưu? Giữa TCP UDP giao thức nên sử dụng hơn? Nguyễn Trung Kiên CERN gì? Tương tác user – server HTTP? Số hiệu cổng HTTP thường dùng? Số hiệu cổng thường dùng SMTP? Lịch sử SMTP? 14