QoS trong mạng IP Mục lục
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................... iii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................................ iii
LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................................. 6
CHƯƠNG I ............................................................................................................ 7
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH TCP/IP .......................................................................... 7
1.1 Mô hình TCP/IP ................................................................................................. 7
1.1.1 Khái niệm và lịch sử ra đời của bộ giao thức ..................................... 7
1.1.2 Kiến trúc của TCP/IP ............................................................................ 8
1.2 Một số giao thức cơ bản trong mô hình TCP/IP ............................................... 10
1.2.1 Tầng ứng dụng ..................................................................................... 11
1.2.2 Tầng giao vận ...................................................................................... 11
1.2.3 Tầng liên mạng .................................................................................... 19
1.3 Gói tin IP ......................................................................................................... 23
1.3.1 IPv4 .................................................................................................... 23
1.3.2 IPv6 ..................................................................................................... 26
1.3.3 So sánh IPv4 với IPv6 ....................................................................... 27
Kết luận chương I: .................................................................................................. 28
CHƯƠNG II ................................................................................................................ 29
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP .......................................................... 29
2.1 Khái niệm về chất lượng dịch vụ ...................................................................... 29
2.2 Các thông số QoS ............................................................................................. 30
2.2.1 Băng thông ........................................................................................... 31
2.2.2 Trễ ........................................................................................................ 32
2.2.3 Jitter (Biến động trễ) ............................................................................ 33
2.2.4 Mất gói ................................................................................................ 34
2.2.5 Tính sẵn sàng (Độ tin cậy) .................................................................. 35
2.2.6 Bảo mật ............................................................................................... 36
2.3 Các nguyên tắc QoS .......................................................................................... 36
2.4 Đặc tính kỹ thuật của QoS ................................................................................ 37
4.2.5 Bảo mật đưa ra .................................................................................... 74
4.2.6 Xử lý tốc độ đường dây ....................................................................... 75
4.3 Đánh dấu và lập chính sách .............................................................................. 76
4.3.1 Metering ............................................................................................... 76
4.3.2 Tiered profiles ...................................................................................... 78
4.3.3 Bảo vệ mạng ....................................................................................... 79
4.4 Quản lý hàng đợi ............................................................................................... 79
4.4.1 Tránh ghi lại ......................................................................................... 80
4.4.2 Giảm thời gian chiếm đóng hàng đợi ................................................. 81
4.4.2.1 Thông báo nghẽn tường minh ..................................................... 82
4.4.2.2 Sự loại bỏ phía trước ................................................................ 82
4.4.4.3 Khi nào thực hiện? ..................................................................... 83
4.4.3 Tìm kiếm ngẫu nhiên sớm .................................................................. 83
4.4.3.1 RED theo trọng số ...................................................................... 85
4.4.3.2 RED với vào ra ........................................................................... 86
4.4.3.3 Tương thích RED ........................................................................ 87
4.4.3.4 Luồng RED ................................................................................. 88
4.5 Lập lịch ............................................................................................................. 89
4.5.1 Định hướng tốc độ “Rate shaping” ................................................... 90
4.5.2 Lập lịch đơn giản ................................................................................. 91
4.5.2.1 Ưu tiên tuyệt đối ......................................................................... 91
4.5.2.2 Round-Robin .............................................................................. 92
4.5.3 Lập lịch tương thích ........................................................................... 93
4.6 Sắp xếp đường liên kết phân cấp ....................................................................... 94
4.7 Dịch vụ tích hợp ................................................................................................ 96
4.7.1 Một số mô hình của dịch vụ tích hợp ................................................ 98
4.7.2 Một số vấn đề liên quan trong Inserv ............................................... 101
4.8 Dịch vụ khác biệt ............................................................................................ 105
4.8.1 Khái niệm về dịch vụ DiffServ ......................................................... 105
4.8.2 Một số nguyên tắc cơ bản của DiffServ như sau ............................. 105
1.3 Gói tin IP ......................................................................................................... 23
1.3.1 IPv4 .................................................................................................... 23
Hình 1.11 Tiêu đề IPv4 ................................................................................................ 24
1.3.2 IPv6 ..................................................................................................... 26
Hình 1.12: Gói IPv6 ..................................................................................................... 26
Hình 1.13: Định dạng gói IPv6 .................................................................................... 26
Hình 1.14. Ví dụ về địa chỉ IPv6 .................................................................................. 27
1.3.3 So sánh IPv4 với IPv6 ....................................................................... 27
Phó Tiến Dũng - D2001VT
iii
QoS trong mạng IP Mục lục
Kết luận chương I: .................................................................................................. 28
CHƯƠNG II ................................................................................................................ 29
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP .......................................................... 29
2.1 Khái niệm về chất lượng dịch vụ ...................................................................... 29
2.2 Các thông số QoS ............................................................................................. 30
2.2.1 Băng thông ........................................................................................... 31
2.2.2 Trễ ........................................................................................................ 32
2.2.3 Jitter (Biến động trễ) ............................................................................ 33
2.2.4 Mất gói ................................................................................................ 34
2.2.5 Tính sẵn sàng (Độ tin cậy) .................................................................. 35
2.2.6 Bảo mật ............................................................................................... 36
2.3 Các nguyên tắc QoS .......................................................................................... 36
2.4 Đặc tính kỹ thuật của QoS ................................................................................ 37
2.5 Các cơ chế QoS ................................................................................................ 38
2.5.1 Cơ chế cung cấp QoS ........................................................................ 39
2.5.2 Các cơ chế điều khiển QoS ................................................................ 39
2.5.3 Các cơ chế quản lý QoS ..................................................................... 41
2.6 Một số kỹ thuật hỗ trợ chất lượng dịch vụ ....................................................... 41
Kết luận chương ...................................................................................................... 43
Hình 4.3 Trường ToS trong Ipv4 ................................................................................. 70
4.2.3 Diffirent Services Fied (trường dịch vụ khác biệt) ............................ 71
Hình 4.4 Trường DiffServ ........................................................................................... 71
4.2.4 Phân loại đa trường .............................................................................. 72
4.2.5 Bảo mật đưa ra .................................................................................... 74
4.2.6 Xử lý tốc độ đường dây ....................................................................... 75
Hình 4.5: Bộ đệm được yêu cầu nếu bộ phân loại là chậm hơn tốc độ đỉnh đến ......... 75
4.3 Đánh dấu và lập chính sách .............................................................................. 76
4.3.1 Metering ............................................................................................... 76
Hình 4.6: Các token Bucket cung cấp chức năng đo đơn giản ..................................... 77
Hình 4.7: Minh hoạ hoạt động của một token Bucket .................................................. 77
Hình 4.8 Lựa chọn token Bucket thực hiện chức năng đo ........................................... 78
4.3.2 Tiered profiles ...................................................................................... 78
4.3.3 Bảo vệ mạng ....................................................................................... 79
4.4 Quản lý hàng đợi ............................................................................................... 79
4.4.1 Tránh ghi lại ......................................................................................... 80
4.4.2 Giảm thời gian chiếm đóng hàng đợi ................................................. 81
4.4.2.1 Thông báo nghẽn tường minh ..................................................... 82
4.4.2.2 Sự loại bỏ phía trước ................................................................ 82
4.4.4.3 Khi nào thực hiện? ..................................................................... 83
4.4.3 Tìm kiếm ngẫu nhiên sớm .................................................................. 83
Hình 4.9: khả năng loại bỏ biến thay đổi với thời gian chiếm dụng hàng đợi ............... 84
4.4.3.1 RED theo trọng số ...................................................................... 85
hình 4.10: Đánh dấu gói có thể thay đổi chức năng loại bỏ .............................. 86
4.4.3.2 RED với vào ra ........................................................................... 86
4.4.3.3 Tương thích RED ........................................................................ 87
Hình 4.11: ARED thay đổi giá trị maxp ...................................................................... 87
4.4.3.4 Luồng RED ................................................................................. 88
4.5 Lập lịch ............................................................................................................. 89
4.5.1 Định hướng tốc độ “Rate shaping” ................................................... 90
Phó Tiến Dũng - D2001VT
vi
QoS trong mạng IP Danh mục hình vẽ
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ARED Adapted Random Early Detection Tìm kiếm sớm ngẫu nhiên thích
ứng
ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giai địa chỉ
ARPA Advance Research Projects Agency trung tâm nghiên cứu cấp cao
BB Bandwidth Brokering Thu hồi băng thông
BGP Border Gateway Protocol
CBQ Class Base Queuing Hàng đợi cơ sở lớp
CBR Contant Bitrate Rate tốc độ bit cố định
CL controlled Load Tải điều khiển
CPU Center Processor Unit Khối xử lí trung tâm
CQS Classify Queue Shedule Lập lịch hàng đợi phân loại
CAC Call Adminission Contron Điều khiến xác nhận cuộc gọi
CE Congestion Experience Nghẽn trải qua
DFF Drop from Front Loại bỏ phía trước
DiffServ Differentiated Service Dịch vụ khác biệt
DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
DOD Deparment of Defense thuộc bộ quốc phòng Mĩ
DRR Deficit Round Robin
DSCP Difserv Code-Point Điểm mã dịch vụ khác biệt
ECN explicit congestion notification thông báo nghẽn cụ thể
FBI forwarding information base Khối chuyển tiếp
FIFO first in first out Hàng đợi theo nguyên tắc vào
trước ra trước
FRED Flow Random Early Detection Tìm kiếm ngẫu nhiên sớm theo
luồng
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
SLA Service level agreement Thỏa thuận mức dịch vụ
SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền thư điện tử đơn
giản
TCP Tranmission Control Protocol Gíao thức điều khiển truyền dẫn
Telnet Terminal NETwork Mạng đầu cuối
TL Total length Độ dài tổng
TOS Type Of Service Loại dịch vụ
TTL Time-to-live Thời gian sống
UDP User Datagram protocol Giao thức người sử dụng
VCI Virtual circuit Identify Nhận biết kênh ảo
VPI Virtual Path Identify Nhận biết đường ảo
VPN IP virtual private Network IP virtual private Network
WRED Weight Random Early Detection Tìm kiếm ngẫu nhiên sớm theo
trọng số
WRED Weighted Random Early Detection Tìm kiếm sớm ngẫu nhiên theo
trọng số
Phó Tiến Dũng - D2001VT
iv
QoS trong mạng IP Danh mục hình vẽ
Phó Tiến Dũng - D2001VT
v
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xu hướng phát triển bùng nổ thông tin ngày này, các nhu cầu về thông tin
liên lạc ngày càng mở rộng. Nó đi đôi với nhu cầu đòi hỏi cao về chất lượng dịch vụ.
Đối với nhà khai thác mạng nâng cao chất lượng dịch vụ đồng nghĩa với khả năng tăng
khả năng cạnh tranh. Điều đó được ví như một điều tất yếu mà một nhà khai thác phải
làm tốt để tồn tại.
Việt Nam được đánh giá là một quốc gia có nhu cầu về thông tin lớn. Hệ thống viễn
thông mạng Việt Nam rất đa rạng, phong phú, trong đó công nghệ mạng trên nền
thích các thiết bị với nhau, để có thể truyền thông tin cho nhau . Việc đưa ra một chuẩn
để làm công cụ tham chiếu là một giải pháp duy nhất để giải quyết vấn đề này. TCP/IP
là mô hình đầu tiên được đưa ra để giải quyết khó khăn trên.
1.1.1 Khái niệm và lịch sử ra đời của bộ giao thức
Sự ra đời của bộ giao thức TCP/IP:Vào cuối những năm 1960 và 1970, trung tâm
nghiên cứu cấp cao (Advance Research Projects Agency –ARPA) thuộc bộ quốc phòng
Mĩ (Deparment of Defense – DoD) được giao trách nhiệm phát triển mạng APARNET.
Mạng này kết nối các văn phòng quân đội , các tổ chức giáo dục, các tổ chức nghiên
cứu, các trường đại học. Ngày nay ARPA được gọi là DARPA. Năm 1980, một bộ giao
thức mới được đưa ra làm bộ giao thức chuẩn cho mạng ARPANET và các? của DoD
mang tên DARPA, nó còn được gọi là bộ giao thức TCP/IP, và ngày nay thường được
dùng với tên này.
Khái niệm: Như vậy TCP/IP là bộ giao thức phân cấp từ các khối tương tác, mỗi
khối cung cấp những chức năng riêng nhưng các khối không nhất thiết phải phụ thuộc
lẫn nhau. Trong khi mô hình OSI định nghĩa chức năng nào thuộc về lớp nào thì các lớp
trong bộ giao thức TCP/IP lại chứa các giao thức khá độc lập với nhau, chúng có thể
trộn lẫn và phối hợp với nhau tuỳ theo yêu cầu của hệ thống. Thuật ngữ phân cấp có
nghĩa là một giao thức lớp trên được một hay nhiều giao thức lớp dưới hỗi trợ.
Việc phân tầng (hay phân cấp ) phải đảm bảo một số nguyên tắc sau:
Một lớp được tạo ra khi cần đến mức trừu tượng hoá tương ứng.
Mỗi lớp cần thực hiện những chức năng được định nghĩa rõ ràng.
Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa các quy tắc chuẩn
hoá quốc tế.
Ranh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong cùng một lớp và
đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp.
Một mức có thể phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết.
Các mức con có thể bị loại bỏ.
Hai hệ thống khác nhau có thể truyền cho nhau nếu chúng đảm bảo thoả mãn
3. mạng có mô hình vật lý khác nhau. Lớp này chịu trách nhiệm truyền các gói qua
mạng, hỗi trợ các giao thức liên mạng IP, định tuyến các gói trong liên mạng.
4. Transpost Layer (lớp vận chuyển): chịu trách nhiệm truyền thông điệp từ một tiến
trình tới một tiến trình khác, (tiến trình là một chương trình đang chạy). Nó có hai
giao thức rất khác nhau là: giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP) và giao thức
người sử dụng (UDP) .
5. Applycation Layer (lớp ứng dụng): điều khiển từng ứng dụng cụ thể. Nó tương ứng
với các lớp ứng dụng, và phiên trong mô hình OSI. Nghĩa là nó cũng bao gồm các
giao thức mức cao, mã hóa điều khiển hội thoại…hiện nay có hàng chăm thậm chí
đến hàng nghìn giao thức thuộc lớp này.
Sự hoạt động mô tả theo mô hình TCP/IP
Cũng giống như trong mô hình tham chiếu OSI , dữ liệu gửi từ tầng ứng dụng đi
xuống , và khi qua mỗi tầng nó được định nghĩa riêng về dữ liệu mà nó sử dụng.
Hình 1.2: Mô tả đóng gói dữ liệu theo kiến trúc TCP/IP
Tại nơi gửi, mỗi tầng nó coi gói tin từ tầng trên gửi xuống như là dữ liệu của nó và
thêm vào gói tin các thông tin điều khiển của mình, sau đó nó lại chuyển tiếp xuống
tầng dưới. Tại nơi nhận thì quá trình lại ngược lại, tại mỗi tầng nó tách thông tin điều
khiển của mình ra , tiếp đó nó chuyển tiếp lên tầng trên.
Sự tương quan giữa hai mô hình TCP/IP với mô hình OSI:
Mô hình TCP/IP ra đời trước mô hình OSI lên nó hoàn toàn không hề phụ thuộc vào
mô hình chuẩn này. Tuy nhiên do hai mô hình đều có mục tiêu như nhau do đó nên có
sự tương quan giữa hai mô hình .
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
Hình 1.3: Sự tương quan giữa hai mô hình TCP/IP và OSI
1.2 Một số giao thức cơ bản trong mô hình TCP/IP
ping SMTP FTP Telnet
TCP
NFS
RPC
DNS TFTP
Liên kết
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
1.2.1 Tầng ứng dụng
Tầng ứng dụng cung cấp các dịch vụ dưới dạng các giao thức cho ứng dụng của
người dùng. Một số giao thức tiêu biểu tại tầng này như:
SMTP: Giao thức truyền thư điện tử giữa các máy tính. Đây là dạng đặc biệt của
truyền tệp được sử dụng để gửi các thông báo tới một máy chủ qua thư hoặc giữa
các máy với nhau. Nó được sử dụng rất phổ biến trên Internet ,dùng để gửi các
message “email” dựa trên địa chỉ của email.
FTP: Đây là một dịch vụ hướng kết nối và tin cậy, sử dụng TCP để cung cấp
truyền tệp giữa các hệ thống hỗ trợ FTP.
Telnet: Cho phép các phiên đăng nhập từ xa giữa các máy tính. Do Telnet hỗ trợ
chế độ văn bản nên giao diện người dùng thường ở dạng dấu nhắc lệnh tương tác.
Chúng ta có thể đánh lệnh và các thông báo trả lời sẽ được hiển thị.
DNS (Domain Name System): Chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP. Giao thức
này thường được các ứng dụng sử dụng khi người dùng ứng dụng này dùng tên
chứ không dùng địa chỉ IP.
1.2.2 Tầng giao vận
Một giao thức tầng giao vận thường có nhiều chức năng. Một trong số đó là tạo một
truyền thông tiến trình-tới-tiến trình. Để thực hiện điều này, TCP sử dụng cổng. Một chức
năng khác của giao thức tầng giao vận là tạo một cơ chế điều khiển luồng và điều khiển lỗi
ở mức giao vận. TCP sử dụng giao thức cửa sổ trượt để thực hiện điều khiển luồng. Nó sử
dụng gói xác nhận, thời gian chờ và truyền lại để thực hiện điều khiển lỗi.
1.2.2.1 Giao thức TCP
TCP là một giao thức hướng kết nối. Nó có trách nhiệm thiết lập một kết nối với phía
nhận, chia luồng dữ liệu thành các đơn vị có thể vận chuyển, đánh số chúng và sau đó
gửi chúng lần lượt.
• Truyền thông tiến trình-tới-tiến trình
IP có trách nhiệm truyền thông ở mức máy tính (truyền thông trạm-tới-trạm). Là một
giao thức tầng mạng, IP chỉ có thể chuyển phát các thông báo tới máy đích. Tuy nhiên,
nhau. Sau khi trạm đã được chọn, số cổng xác định một tiến trình trên trạm cụ thể đó.
Các số cổng được chia thành ba vùng: thông dụng, đăng ký và động.
- Cổng thông dụng: Các cổng nằm trong khoảng từ 0 đến 1023 là các cổng thông
dụng. Những cổng này được gán và giám sát bởi IANA.
- Cổng đăng ký: Các cổng nằm trong khoảng từ 1024 đến 49151 không do IANA
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
gán và điều khiển. Chúng chỉ có thể được đăng ký với IANA để tránh trùng lặp.
- Cổng động: Các cổng nằm trong khoảng từ 49152 đến 65535 có thể được sử dụng
bởi mọi tiến trình. Chúng còn được gọi là các cổng ngẫu nhiên.
• Địa chỉ socket
Để thiết lập kết nối, TCP cần hai số hiệu nhận dạng: địa chỉ IP và số cổng. Sự kết
hợp địa chỉ IP và số cổng được gọi là địa chỉ socket. Để sử dụng dịch vụ TCP, chúng
ta cần một cặp địa chỉ socket: địa chỉ socket khách và địa chỉ socket chủ. Địa chỉ
socket khách để định danh duy nhất ứng dụng khách. Địa chỉ socket chủ để định
danh duy nhất ứng dụng chủ. Bốn thông tin này là một phần của tiêu đề IP và tiêu đề
TCP. Tiêu đề IP chứa địa chỉ IP; tiêu đề TCP chứa địa chỉ cổng.
• Các dịch vụ TCP
Dịch vụ dữ liệu luồng:
TCP được xem như một dịch vụ luồng tầng giao vận, nghĩa là TCP gửi chấp nhận
một luồng ký tự từ chương trình ứng dụng gửi, tạo gói (được gọi là phân đoạn) có
kích thước thích hợp được trích ra từ luồng dữ liệu, và gửi chúng qua mạng. TCP
nhận nhận các phân đoạn, trích phần dữ liệu, sắp xếp thứ tự nếu chúng đến không
đúng thứ tự, và chuyển chúng dưới dạng một luồng ký tự tới chương trình ứng dụng
nhận.
Để chuyển phát theo luồng, TCP phía gửi và phía nhận sử dụng các bộ đệm. TCP
gửi sử dụng một bộ đệm gửi để lưu dữ liệu đến từ chương trình ứng dụng gửi. TCP
nhận lưu các phân đoạn nhận được ở bộ đệm nhận.
Dịch vụ song công:
TCP cung cấp dịch vụ song công, nghĩa là dữ liệu có thể chảy theo hai hướng
cùng lúc. Sau khi hai chương trình ứng dụng được kết nối với nhau, chúng có thể gửi
Hình 1.5 Phần tiêu đề TCP
Các trường của phần tiêu đề:
- Cổng nguồn (Source Port): Trường 16 bít này xác định số cổng của chương trình
ứng dụng gửi.
- Cổng đích (Destination Port): nó xác định số cổng của chương trình ứng dụng
nhận TCP Segment
- Số trình tự (Sequence number): trường này 32 bít nó đánh số thứ tự gói tin gửi đi .
- Số xác nhận (Acknowledgment Number): Số 32 bít này xác định số hiệu byte mà
trạm gửi phân đoạn đang chờ để nhận. Nếu nó đã nhận thành công byte số x, thì số
xác nhận của nó là x+1.
- Chiều dài tiêu đề (HL): Trường 4 bít này cho biết chiều dài tính theo từ (4 byte)
của phần tiêu đề TCP.
- Dự phòng: Trường 6 bít này được dùng cho tương lai.
- Các cờ: Trường này xác định 6 bít điều khiển khác nhau. Một hoặc nhiều bít này
có thể được đặt tại cùng thời điểm.
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
- Kích thước cửa sổ (Window Size): Trường 16 bít này xác định kích thước của cửa
số (tính theo byte) mà phía kia phải duy trì.
- Tổng kiểm tra (Checksum): Trường 16 bít này chứa mã kiểm tra lỗi (theo phương
pháp CRC) cho toàn bộ phân đoạn (cả tiêu đề và dữ liệu).
- Con trỏ khẩn (Urgent Pointer): Trường 16 bít này chỉ hợp lệ khi cờ URG được đặt.
Nó xác định số phải cộng với số trình tự để lấy được số hiệu của byte khẩn cuối
cùng trong phần dữ liệu.
- Tùy chọn (option): Trường có chiểu dài tối đa 40 byte này chứa các thông tin tùy chọn..
Các tùy chọn của TCP
Tiêu đề TCP có thể chứa tối đa 40 byte thông tin tùy chọn. Chúng được sử dụng để
chuyển thông tin phụ thêm tới đích, hoặc để canh lề các tùy chọn khác. Các tùy chọn có
thể được chia thành hai loại: một byte và nhiều byte. Kết thúc phần tùy chọn và không
thao tác là các tùy chọn một byte. Kích thước phân đoạn tối đa, thừa số co dãn cửa sổ
và tem thời gian là các tùy chọn nhiều byte.
cửa sổ trượt có thể thay đổi. Trong mỗi xác nhận, đích có thể định nghĩa kích thước của
cửa sổ.
• Điều khiển lỗi
TCP là một giao thức giao vận tin cậy. Ngoài điều khiển luồng, TCP còn điều khiển
lỗi. Điều khiển lỗi gồm các cơ chế phát hiện phân đoạn bị hỏng, bị mất, sai thứ tự hoặc
nhân đôi. Nó cũng gồm cơ chế sửa lỗi sau khi chúng được phát hiện.
Phát hiện lỗi trong TCP được thực hiện thông qua việc sử dụng ba công cụ đơn giản:
tổng kiểm tra, xác nhận và thời gian chờ (time-out). Mỗi phân đoạn có chứa một trường
tổng kiểm tra để phát hiện phân đoạn lỗi. Nếu phân đoạn lỗi, nó sẽ bị TCP nhận bỏ đi.
TCP sử dụng phương pháp xác nhận để thông báo sự nhận các gói đã tới đích mà không
hỏng. Không có xác nhận phủ định (xác nhận gói hỏng) trong TCP. Nếu một phân đoạn
không được xác nhận trước khi hết giờ thì nó được xem như bị hỏng hoặc bị mất trên
đường đi.
Cơ chế sửa lỗi trong TCP cũng rất đơn giản. TCP nguồn đặt một bộ định thời cho
mỗi phân đoạn được gửi đi. Bộ định thời được kiểm tra định kỳ. Khi nó tắt, phân đoạn
tương ứng được xem như bị hỏng hoặc bị mất và nó sẽ được truyền lại.
• Bộ định thời
Để hỗ trợ hoạt động, TCP sử dụng bốn bộ định thời sau:
Bộ định thời truyền lại
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
Khi TCP gửi một phân đoạn, nó tạo một bộ định thời truyền lại cho phân đoạn đó.
Khi đó hai trường hợp có thể xảy ra:
- Nếu xác nhận của phân đoạn này được nhận trước khi bộ định thời tắt thì bộ định
thời mất hiệu lực.
- Nếu bộ định thời tắt trước khi xác nhận đến, phân đoạn sẽ được truyền lại và bộ
định thời được đặt lại.
Bộ định thời kiên nhẫn
Để giải quyết các quảng cáo thông báo kích thước cửa sổ bằng 0, TCP sử dụng một bộ
định thời khác. Giả sử TCP nhận thông báo một kích thước cửa sổ bằng 0. TCP gửi sẽ
ngừng truyền cho tới khi bên nhận gửi xác nhận thông báo kích thước cửa số lớn hơn xác
thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của ứng dụng. UDP có trách nhiệm truyền các thông
báo từ tiến trình-tới-tiến trình, nhưng không cung cấp các cơ chế giám sát và quản lý.
UDP cũng cung cấp cơ chế gán và quản lý các số cổng để định danh duy nhất cho các
ứng dụng chạy trên một trạm của mạng. Do ít chức năng phức tạp nên UDP có xu thế
hoạt động nhanh hơn so với TCP. Nó thường được dùng cho các ứng dụng không đòi
hỏi độ tin cậy cao trong giao vận. Khuôn dạng của UDP datagram được mô tả trong
hình 1.7, với các vùng tham số đơn giản hơn nhiều so với phân đoạn TCP.
Hình 1.7 Định dạng của UDP datagram
Các trường trong tiêu đề UDP datagram gồm:
Cổng nguồn: Trường 16 bít này xác định số cổng của chương trình ứng dụng gửi.
Cổng đích: Trường 16 bít này xác định số cổng của chương trình ứng dụng nhận.
Độ dài tổng: Trường 16 bít này xác định độ dài tổng (cả tiêu đề và dữ liệu) của
UDP datagram.
Tổng kiểm tra: Trường 16 bít này chứa mã kiểm tra lỗi (theo phương pháp CRC)
cho toàn bộ phân đoạn(cả tiêu đề và dữ liệu).
1.2.2.3 So sánh giữa hai bộ giao thức TCP với UDP
Ta so sánh về các phương diện: kết nối độ tin cậy và ứng dụng
0-3 4-7 8-11 12-15 16-19 20-23 24-27 28-31
Cổng nguồn Cổng đích
Độ dài tổng Tổng kiểm tra
Dữ liệu
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
Kết nối: giao thức TCP kết nối theo kiểu hướng kết nối , tức là trước khi truyền gói đi nó
thiết lập một đường kết nối trước khi truyền, theo ba bước thiết lập, truyền, giải phóng kết
nối. Còn UDP kết nối theo kiểu vô hướng, nó chỉ có pha truyền thông dữ liệu.
Độ tin cậy: độ tin cậy nghĩa là gói tin truyền đi tới đích đúng địa chỉ, không xảy ra
mất mát , trùng lặp… TCP truyền dẫn có độ tin cậy cao hơn UDP.
Ứng dụng: TCP cung cấp những ứng dụng có độ tin cậy cao nó thích hợp với truyền
file dữ liệu lớn quan trọng, cần an toàn: như thoại, truyền hình hội nghị… Với UDP
chiều dài phần tiêu đề là 20 byte và giá trị của trường này là 5 (5 x 4 = 20). Khi
phần tuỳ chọn có kích thước tối đa thì giá trị của trường là 15 (15 x 4 = 60).
Độ ưu tiên (Precedence): Trường này có chiều dài 3 byte, giá trị nằm trong khoảng
từ 0 (000) đến 7 (111). Nó chỉ rõ độ ưu tiên của datagram trong trường hợp mạng
có tắc nghẽn.
Loại dịch vụ (TOS): Trường 5 bít này đặc tả các tham số về dịch vụ.
Độ dài tổng (Total Length IP): Trường 16 bít này cho biết chiều dài tính theo byte
của cả datagram.
Số hiệu datagram (Datagram ID): Trường 16 bít này cùng với các trường khác khác
(như địa chỉ nguồn và địa chỉ đích) dùng để định danh duy nhất cho một datagram
trong khoảng thời gian nó vẫn tồn tại trên liên mạng. Giá trị này được tăng lên 1
đơn vị mỗi khi có datagram được trạm gửi đi. Do vậy giá trị này sẽ quay lại 0 mỗi
khi trạm đã gửi 65535 datagram.
Phân mảnh (Fragmentation): Trường 16 bít này được sử dụng khi datagram được
phân mảnh.
Thời gian sống (Time to Live): Trường 8 bít này qui định thời gian tồn tại (tính
bằng giây) của datagram trong liên mạng để tránh tình trạng datagram bị chuyển
vòng quanh trên liên mạng. Thời gian này do trạm gửi đặt và bị giảm đi 1 mỗi khi
datagram qua một router trên liên mạng.
Giao thức (Protocol): Trường 8 bít này cho biết giao thức tầng trên sử dụng dịch vụ
của tầng IP. IP datagram có thể đóng gói dữ liệu từ nhiều giao thức tầng trên, chẳng
hạn TCP, UDP và ICMP. Trường này chỉ rõ giao thức đích cuối cùng mà IP
datagram phải chuyển.
Tổng kiểm tra (Checksum): Trường 16 bít này chứa mã kiểm tra lỗi theo phương
pháp CRC (chỉ kiểm tra phần tiêu đề).
Địa chỉ nguồn (Source Address): Trường 32 bít này chứa địa chỉ IP của trạm
nguồn.
QoS trong mạng IP Lời nói đầu
Địa chỉ đích (Destination Address): Trường 32 bít này chứa địa chỉ IP của trạm
đích.
Copyright: Tài liệu đại học ©