Bài giảng Computer networking - Chương 3: Tầng Transport

Chương 3

Tầng Transport

A note on the use of these ppt slides:

We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers).

They’re in PowerPoint form so you see the animations; and can add, modify,

and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs.

They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only

ask the following:

Computer

Networking:ATop

Down Approach

vꢀ If you use these slides (e.g., in a class) that you mention their source

6^thedition

(after all, we’d like people to use our book!)

Jim Kurose, Keith Ross

Addison-Wesley

March 2012

vꢀ If you post any slides on a www site, that you note that they are adapted

from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this

material.

Thanks and enjoy! JFK/KWR

Tầng Transport

3-1

Chương 3: Tầng Transport

Mục tiêu:

^{vꢀ H}đằ^iển^ug ^vs^ềau^các^cácⁿd^guịc^yh^ênvụ^{lý vꢀ T}th^ìmức^ht^iểầ^ung^vềtr^ca^án^csp^go^iar^ot

tầng transport:

trên Internet:

§ꢀ UDP: vận chuyển phi

§ꢀ multiplexing/

demultiplexing

kết nối

§ꢀ Truyền dữ liệu tin cậy

§ꢀ TCP: vận chuyển tin cậy

hướng kết nối

§ꢀ Điều khiển luồng (flow

(connection-oriented

control)

reliable transport)

§ꢀ Điều khiển tắt nghẽn

(congestion control)

TCP

Tầng Transport

3-2

Chương 3: Nội dung

3.1 các dịch vụ tầng 3.5 vận chuyển hướng

Transport

kết nối: TCP

§ꢀ Cấu trúc segment

§ꢀ Truyền dữ liệu tin cậy

3.2 multiplexing và

demultiplexing

3.3 vận chuyển phi

kết nối: UDP

3.4 các nguyên lý

truyền dữ liệu tin

cậy

§ꢀ Điều khiển luồng (flow

control)

§ꢀ Quản lý kết nối

3.6 các nguyên lý về

điều khiển tắc nghẽn

3.7 điều khiển tắc nghẽn

TCP

Tầng Transport

3-3

Các giao thức và dịch vụ

tầng Transport

application

transport

network

data link

vꢀ Quản lý truyền thông logic giữa

các tiến trình ứng dụng đang chạy

trên có host khác nhau

physical

vꢀ Các giao thức protocols chạy trên

các hệ thống đầu cuối

§ꢀ Phía gửi: chia nhỏ các thông

điệp (message) ứng dụng thành

các segments, sau đó chuyển

các segments này cho tầng

network

§ꢀ Phía nhận: tái kết hợp các

segments thành các thông điệp

(message), các thông điệp này

được chuyển lên tầng

application

transport

network

data link

physical

Application

vꢀ Có nhiều hơn 1 giao thức tầng

transport dành cho các ứng dụng

Tầng Transport

3-4

§ꢀ Internet: TCP và UDP

Tầng Transport với tầng network

Tình huống tương tự:

^{vꢀ T}tr^ầuⁿy^gền^net^th^wô^on^rg^k:

12 đứa trẻ ở nhà Ann gửi

những bức thư đến 12

logic giữa các

đứa trẻ ở nhà Bill:

host

vꢀ hosts = nhà

^{vꢀ T}tr^ầuⁿy^gền^trt^ahⁿô^sn^pg^{ort :}

vꢀ Các tiến trình

(processes) = những

đứa trẻ

logic giữa các

vꢀ Thông điệp tầng ứng

tiến trình

dụng = các bức thư

§ꢀDựa vào và tăng

cường các dịch

vụ tầng network

trong các phong bì

vꢀ Giao thức tầng

transport = Ann and Bill

vꢀ Giao thức tầng

network= dịch vụ bưu

điện

Tầng Transport

3-5

Các giao thức tầng transport trên

Internet

application

transport

network

data link

physical

^{vꢀ T}thⁱⁿứ^ct^ậự^y,(T^trC^uP^y)^{ền theo}

network

data link

physical

network

data link

physical

§ꢀ Điền khiển tắt nghẽn

§ꢀ Điều khiển luồng

§ꢀ Thiết lập kết nối

network

data link

physical

network

data link

physical

vꢀ Không tin cậy, truyền

không theo thứ tự:

UDP

network

data link

physical

network

data link

physical

application

transport

network

data link

physical

network

data link

physical

§ꢀ Không rườm rà, mở rộng

“nổ lực tốt nhất” (best-

effort) của IP

vꢀ Không có các dịch vụ:

§ꢀ Bảo đảm độ trễ

§ꢀ Bảo đảm băng thông

Tầng Transport

3-6

Chương 3 Nội dung

3.1 các dịch vụ tầng 3.5 vận chuyển hướng

Transport

kết nối: TCP

§ꢀ Cấu trúc segment

§ꢀ Truyền dữ liệu tin cậy

3.2 multiplexing và

demultiplexing

3.3 vận chuyển phi

kết nối: UDP

3.4 các nguyên lý

truyền dữ liệu tin

cậy

§ꢀ Điều khiển luồng (flow

control)

§ꢀ Quản lý kết nối

3.6 các nguyên lý về

điều khiển tắc nghẽn

3.7 điều khiển tắc nghẽn

TCP

Tầng Transport

3-7

Multiplexing/demultiplexing

multiplexingtại bên gửi:

demultiplexing tại bên nhận:

xử lý dữ liệu từ nhiều

socket, thêm thông tin

header về tầng transport

vào segment (được sử

dụng sau cho

sử dụng thông tin trong

header để chuyển segment

vừa nhận vào đúng socket

demultiplexing)

application

P1

P2

application

socket

P4

P3

transport

tiến trình

network

link

transport

network

link

network

link

physical

Tầng Transport

3-8

demultiplexing làm việc như thế nào

32 bits

^vꢀl^hiệ^osu^t(d^nhat^ậaⁿg^cr^áa^cm^k)^hI^uP^{ng dữ}

Số port nguồn Số port đích

§ꢀ Mỗi khung dữ liệu có địa

chỉ IP nguồn và đích

other header fields

§ꢀ Mỗi khung dữ liệu mang

một segment tầng

transport

application

data

(payload)

§ꢀ Mỗi segment có số port

nguồn và đích

^{vꢀ h}và^oss^tố^dp^ùoⁿr^gt^cđ^áể^cg^đở^ịai ^{chỉ IP}

Định dạng segment TCP/UDP

segment đến socket

thích hợp

Tầng Transport

3-9

Demultiplexing không kết nối

vꢀ Ôn lại: socket đã tạo có số_{vꢀ Ôn lại: khi tạo khung}

port của host cục bộ

dữ liệu (datagram) để

gởi vào đến socket UDP

socket, phải xác định

§ꢀ Địa chỉ IP đích

(host-local port #) :

DatagramSocket mySocket1

= new DatagramSocket(12534);

§ꢀ Số port đích

Các khung dữ liệu IP

với số cùng số port

đích, nhưng khác địa

chỉ IP nguồn và/hoặc

khác số port nguồn sẽ

được chuyển đến cùng

socket tại máy đích

^{vꢀ K}se^hgⁱm^he^osn^tt ⁿU^hD^ậPⁿ:

§ꢀ Kiểm tra số port đích

trong segment

§ꢀ Đưa segment UDP đến

socket có số port đó

Tầng Transport

3-10

Demultiplexing không kết nối:

ví dụ

DatagramSocket

serverSocket = new

DatagramSocket

mySocket2 = new

DatagramSocket

mySocket1 = new

DatagramSocket

(5775);

DatagramSocket

(6428);

application

P1

(9157);

application

P3

P4

transport

network

link

physical

network

link

physical

network

link

physical

Port nguồn: 6428

Port đích: 9157

Port nguồn: ?

Port đích: ?

Port nguồn: ?

Port đích: ?

Port nguồn: 9157

Port đích: 6428

Tầng Transport

3-11

Demux hướng kết nối

^{vꢀ h}hổ^ost^tr^sợ^en^rvh^eiề^ru^cs^óo^tc^hk^ểet

^{vꢀ S}xá^oc^ckđ^eịn^th^Tb^Cở^Pi^đ4^ưy^ợế^cu

tố:

TCP đồng thời:

§ꢀ Mỗi socket được xác

§ꢀ Địa chỉ ip nguồn

§ꢀ Số port nguồn

§ꢀ Địa chỉ IP đích

§ꢀ Số port đích

định bởi bộ 4 của nó

^vꢀc^Cá^ác^cs^wo^ec^bke^st^erk^vh^eá^rc^cn^óhau

cho mỗi kết nối từ

client

^vꢀd^deùn^mg^uxtấ^:t^nơcả^{i n}4^hậgⁿiá trị

trên để điều hướng

segment đến socket

thích hợp

§ꢀ Kết nối HTTP không

bền vững sẽ có socket

khác nhau cho mỗi yêu

cầu

Tầng Transport

3-12

Demultiplexing hướng kết nối: ví dụ

application

P4

P5

P6

P3

P2

transport

network

link

transport

network

link

network

link

physical

server:

địa chỉ IP

B

host: địa

chỉ IP C

Địa chỉ IP nguồn,port: B,80

Địa chỉ IP đích,port: A,9157

host: địa

chỉ IP A

IP nguồn,port: C,5775

IP đích,port: B,80

IP nguồn,port: A,9157

IP đích, port: B,80

IP nguồn,port: C,9157

IP đích,port: B,80

Ba segment, tất cả được đưa đến địa chỉ IP: B,

Port đích: 80 được demultiplex đến các socket khác nhau

Tầng Transport

3-13

Demultiplexing hướng kết nối: ví dụ

threaded server

application

P4

P3

P2

transport

network

link

transport

network

link

network

link

physical

server:

địa chỉ IP

B

host: địa

chỉ IP C

IP nguồn,port: B,80

IP đích,port: A,9157

host: địa

chỉ IP A

IP nguồn,port: C,5775

IP đích,port: B,80

IP nguồn,port: A,9157

IP đích, port: B,80

IP nguồn,port: C,9157

IP đích,port: B,80

Tầng Transport

3-14

Chương 3 Nội dung

3.1 các dịch vụ tầng 3.5 vận chuyển hướng

Transport

kết nối: TCP

§ꢀ Cấu trúc segment

§ꢀ Truyền dữ liệu tin cậy

3.2 multiplexing và

demultiplexing

3.3 vận chuyển phi

kết nối: UDP

3.4 các nguyên lý

truyền dữ liệu tin

cậy

§ꢀ Điều khiển luồng (flow

control)

§ꢀ Quản lý kết nối

3.6 các nguyên lý về

điều khiển tắc nghẽn

3.7 điều khiển tắc nghẽn

TCP

Tầng Transport

3-15

UDP: User Datagram Protocol [RFC 768]

vꢀ Ứng dụng UDP:

vꢀ Connectionless (phi kết nối):

§ꢀ Các ứng dụng đa

phương tiện trực

t u y ế n ( c h ị u m ấ t

mát(loss tolerant),

(cần tốc độ) (rate

sensitive) )

§ꢀ Không bắt tay giữa bên

nhận và bên gửi

§ꢀ Mỗi segment UDP được

xử lý độc lập

§ꢀ Không có cơ chế khôi phục

các segment bị mất

§ꢀ DNS

§ꢀ SNMP

§ꢀ Các segment có thể đến

bên nhận không đúng thứ

tự do các segment không

được đánh số thứ tự

trước khi gởi

^{vꢀ T}U^rD^uP^y:^{ền tin cậy trên}

§ꢀ Thêm độ tin cậy tại

§ꢀ Không có khả năng điều

khiền luồng dữ liệu gởi

(flow control)

tầng application

§ꢀ Phục hồi lỗi tại các

ứng dụng cụ thể!

Tầng Transport

3-16

UDP: segment header

Độ dài được tính

32 bits

bằng byte của

segment UDP, bao

gồm cả header

Số port nguồn Số port đích

checksum

length

Tại sao có UDP?

vꢀ Không thiết lập kết nối (cái

Dữ liệu

ứng dụng

(payload)

mà có thể gây ra độ trễ)

vꢀ Đơn giản: không trạng thái

kết nối tại nơi gửi và nhận

vꢀ Kích thước header nhỏ

vꢀ Không điều khiển tắt nghẽn:

UDP có thể gửi dữ liệu

Định dạng segment UDP

nhanh như mong muốn

Tầng Transport

3-17

UDP checksum

Mục tiêu: dò tìm “các lỗi” (các bit cờ được

bật) trong các segment đã được truyền

bên gửi:

bên nhận:

vꢀ Xét nội dung của

segment, bao gồm các

trường của header, là

chuỗi các số nguyên

16-bit

vꢀ Tính toán checksum của

segment đã nhận

vꢀ Kiểm tra giá trị trên có bằng

với giá trị trong trường

checksum hay không:

vꢀ checksum: bổ sung

(tổng bù 1) của các

nội dung segment

vꢀ Bên gửi đặt giá trị

checksum vào trường

checksum UDP

§ꢀ NO – có lỗi xãy ra

§ꢀ YES – không có lỗi. Nhưng

có thể còn lỗi khác nữa

không? Xem phần sau….

Tầng Transport

3-18

Internet checksum: ví dụ

Ví dụ: cộng 2 số nguyên 16 bit

1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

bit dư

1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1

tổng

checksum

1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0

1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1

Lưu ý: khi cộng các số, bit nhớ ở phía cao nhất cần

được thêm vào kết quả

Tầng Transport

3-19

Chương 3 Nội dung

3.1 các dịch vụ tầng 3.5 vận chuyển hướng

Transport

kết nối: TCP

§ꢀ Cấu trúc segment

§ꢀ Truyền dữ liệu tin cậy

3.2 multiplexing và

demultiplexing

3.3 vận chuyển phi

kết nối: UDP

3.4 các nguyên lý

truyền dữ liệu tin

cậy

§ꢀ Điều khiển luồng (flow

control)

§ꢀ Quản lý kết nối

3.6 các nguyên lý về

điều khiển tắc nghẽn

3.7 điều khiển tắc nghẽn

TCP

Tầng Transport

3-20