7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 1/15
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 1
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
CHÖÔNG IV
LÔÙP NETWORK
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 2
LÔÙP NETWORK
Muïc tieâu thieát keá lôùp network :– Lieân maïng:
Autonomous domain (subnet). Söû duïng caùch ñaùnh ñòa chæ maïng coù tính toaøn cuïc. Ñònh tuyeán. Söû duïng nhieàu kyõ thuaät lieân keát (LAN, WAN).
– Ñònh tuyeán trong lieân maïng.– Giaûi quyeát taéc ngheõn.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 2/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 3
LÔÙP NETWORK
Thieát bò söû duïng :
– Chuyeân duïng vaø duøng vaøo muïc ñích ñaëc bieät.– Laøm vieäc ñöôïc vôùi caùc kyõ thuaät LAN hay WAN.
– Ñöôïc bieát döôùi teân laø router hay ñoâi khi coøn goïi laøgateway.
•router
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 4
LÔÙP NETWORK
Toå chöùc beân trong cuûa lôùp network :– Virtual circuit
Caàu noái ñöôïc thieát laäp nhö laø ñöôøng ñi cuûa packet. Taát caùc caùc döõ lieäu truyeàn qua caàu noái.
Caàu noái ñoùng thì virtual circuit seõ ñoùng.
– Datagram
Packet ñöôïc tìm ñöôøng ñoäc laäp.
Töøng datagram chöùa ñöïng ñaày ñuû caùc ñòa chæ.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 3/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 5
LÔÙP NETWORK
Ví duï veà IP (Internet Protocol)
– RFC 791– Giao thöùc lôùp 3 phoå bieán.
– Giao thöùc neàn taûng taïo neân Internet.
– Connectionless.
Ví duï veà ñòa chæ IP– Ñoäc laäp vôùi ñòa chæ phaàn cöùng (MAC).
– Ñöôïc duøng cho nhöõng giao thöùc lôùp cao hôn vaø caùc öùngduïng maïng.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 6
LÔÙP NETWORK
Ví duï veà ñòa chæ IPv4– Ñöôïc duøng cho vaán ñeà truyeàn thoâng lieân maïng.
– Ñöôïc gaùn treân moãi giao tieáp maïng. Moät ñòa chæ IP töông öùng moät keát noái giöõa moät maùy tính vaø
maïng.
Moät maùy tính coù nhieàu giao tieáp maïng töông öùng seõ coù moãi ñòachæ IP treân moãi giao tieáp maïng.
– Coù chieàu daøi 32 bit vaø chia thaønh hai phaàn: prefix chæ ñònh maïng (do global authority gaùn)
suffix chæ ñònh maùy tính treân moãi giao tieáp (do Localadministrator gaùn).
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 4/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 7
LÔÙP NETWORK
•Moâ hình ñaùnh ñòa chæ IP trong maïng
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 8
LÔÙP NETWORK
Ví duï veà dònh daïng cuûa Packet (IP Datagram)
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 5/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 9
LÔÙP NETWORK
Ví duï vaán ñeà veà truyeàn nhaän IP Datagram
– Khoâng höôùng keát noái (connectionless), töùc coù thay ñoåiñöôøng ñi.
– Coù theå ñöôïc trì hoaõn vaø truyeàn khoâng theo thöù töï.
– Coù theå bò maát trong khi truyeàn vì vaäy caàn taïo baûn sao.
Ví duï veà ñònh tuyeán treân IP– Ñöôïc dieãn taû taïi caùc router.
–
Chuyeån tieáp cô baûn döïa treân hop-by -hop.– Ñòa chæ ñích ñöôïc duøng cho vieäc xaùc ñònh ñöôøng ñi.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 10
LÔÙP NETWORK
Ví duï veà vieäc ñònh tuyeán– Xaùc ñònh ñòa chæ ñích D.
– Tìm ñöôøng ñi ñeán D trong baûng ñöôøng ñi.
– Tìm ra ñòa chæ gôûi keá tieáp (Next hop address).
– Gôûi Frame ñeán N.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 6/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 11
LÔÙP NETWORK
140.192.10.5
0060CA23BE45
140.192.10.25
0060CA34CD29
140.192.100.34
0060CA4AD2EE
140.192.100.8
0060CAAABBCC
140.192.201.22
0060CA3499CC
140.192.201.126
0060CA3499DE
140.192.34.34
0060CA114499
140.192.34.35
0060CA7819AA
Router
140.192.201.1
00C0C1AA3410
140.192.10.1
00C0C1AA3411140.192.100.1
00C0C1AA3412
140.192.34.1
00C0C1AA3413
IP Routing
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 12
LÔÙP NETWORK
Laøm theá naøo ñeå chuyeån döõ lieäu giöõa caùc maïng– Döïa vaøo baûng ñöôøng ñi taïi boä ñònh tuyeán.
Network
140.192.10.0
140.192.100.0
Interface
0
1
140.192.201.0 2
140.192.34.0 3
Routing Table
Network.Host
140.192.10.5
140.192.10.25
Layer 2
0060CA23BE45
0060CA34CD29
140.192.100.34 0060CA4AD2EE
140.192.100.8 0060CAAABBCC
Layer 2 <--> Layer 3 TableARP Table
140.192.201.22 0060CA3499CC
140.192.201.126 0060CA3499DE
140.192.34.34 0060CA114499
140.192.34.35 0060CA7819AA
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 7/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 13
LÔÙP NETWORKFrom 140.192.34.34 to 140.192.10.5
140.192.34.34 knows that 140.192.10.5 isn't on the same net and sends it to router at 140.192.34.1
Note DA for layer 2
Inside the router the Layer 2 headers and trailers are removed leaving only the
layer 3 packet.
The router looks up the packet's DA in the routing table and forwards to the
appropriate interface.
At the interface, layer 2 headers and trailers are added back.
DA is the address of the destination host.
SA is the address of the router.
FCS is recalculated.
00C0C1AA3413 IP 140.192.10.50060CA114499 Data FCS140.192.34.34
140.192.10.5 Data140.192.34.34
0060CA23BE45 IP 140.192.10.500C0C1AA3411 Data FCS140.192.34.34
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 14
LÔÙP NETWORK
ARP:– Address Resolution Protocol
– Phaân giaûi ñòa chæ IP thaønh ñòa chæ MAC.– Moãi node gôûi broadcast tìm moät node khaùc:
140.192.34.34 broadcasts tìm 140.192.34.1
– Node töông öùng traû lôøi vôùi ñòa chæ MAC cuûa noù 140.192.34.1 traû lôøi vôùi 00C0C1AA3412
Baûng ARP:– Bao goàm caùc tröôøng (IP, MAC) ñaõ ñöôïc hoïc töø caùc node laùng gieàng.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 8/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 15
LÔÙP NETWORK
Ví duï veà baûng ñöôøng ñi
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 16
LÔÙP NETWORK
Laøm theá naøo ñeå xaây döïng baûng ñöôøng ñi ?– Laøm baèng tay (Static Routing)
Baûng ñöôïc taïo baèng tay.
Thöôøng ñöôïc duøng trong caùc maïng nhoû.
Ñöôïc duøng neáu ñöôøng ñi khoâng bao giôø thay ñoåi.
– Töï ñoäng (Dynamic Routing) Phaàn meàm taïo vaø caäp nhaät thoâng tin trong baûng.
Caàn duøng trong caùc maïng lôùn.
Thay ñoåi ñöôøng ñi khi coù moät soá söï coá xaûy ra.
Ví duï: Distance Vector Routing, Link State Routing, HierarchicalRouting.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 9/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 17
LÔÙP NETWORK
Laøm theá naøo ñeå tìm ra ñöôøng ñi toát nhaát ?– Bieåu dieãn maïng döôùi daïng ñoà thò:
Node : bieåu dieãn cho router
Arc :bieåu dieãn communication line (link)
Ñaïi löôïng söû duïng:– Khoaûng caùch.
– Thôøi gian delay trung bình.
– Dung löïông.
– Söû duïng moät giaûi thuaät tìm ñöôøng Dijkstra.
Flooding, Flow-Based Routing.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 18
LÔÙP NETWORK
A D1
2
6
G
4
(a )
F (¥, - ) D (¥,- )
A
B 7 C
2
H
33
2
2 FE
1
22
6
G
4
A
(c )
A
B (2 , A ) C (9 , B )
H (¥, - )
E (4 , B)
G (6 , A)
F (6, E) D (¥,- )A
(e )
A
B (2 , A ) C (9 , B )
H (9 , G)
E (4 , B)
G (5 , E)
F (6,E) D (¥,- )A
(f )
A
B (2 , A ) C (9 , B )
H (8 , F)
E (4 , B)
G (5 , E)
F (6, E) D (¥,1)A
(d )
A
B (2 , A ) C (9 , B )
H (¥, - )
E (4 , B)
G (5 , E)
F (¥, -) D (¥, -)A
H
E
G(b )
B (2 , A) C (¥, - )
H (¥, - )
E (¥, - )
G (6 , A)
•Moät ví duï tìm ñöôøng töø A->D duøng Dijkstra
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 10/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 19
LÔÙP NETWORK
Giaûi thuaät Flooding :– Packet ñeán gôûi ra taát caû caùc link.
– Taïo moät löôïng lôùn packet truøng laëp.
– Caùc kyõ thuaät giaûi quyeát truøng laëp :
Duøng kyõ thuaät hop counter ñeå loaïi boû
Löu tröõ laïi packet ñaõ ñöôïc flood
– Selective flooding :
Router gôûi packet ra caùc link höôùng tôùi ñích.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 20
LÔÙP NETWORK
Giaûi thuaät Flow-Based Routing :– Thuaät giaûi söû duïng taûi & moâ hình maïng (topology) cho tính toaùn vaø
choïn ñöôøng ñi toát nhaát (coù thôøi gian treå trung bình nhoû nhaát). Tính toaùn thôøi gian treã trung bình döïa treân taûi & topology.
Tính nhieàu laàn treân nhieàu taäp ñöôøng ñi.
Choïn ra taäp ñöôøng ñi toát nhaát.
Caùc thoâng tin ñeå tính toaùn thôøi gian treå trung bình: Moâ hình maïng.
Löu löôïng thoâng tin giöõa caùc node (router).
Dung löôïng ñöôøng truyeàn giöõa caùc node (router).
Taäp ñöôøng ñi ñang söû duïng.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 11/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 21
9
BA
4
CBA
1
DFBA
7
EA
4FEA
9AB
8
CB
3
DFB
2
EFB
4FB
4ABC
8
BC
3
DC
3
EC
2FEC
1ABFD
3
BFD
3
CD
3
ECD
4FD
7AE
2
BFE
3
CE
3
DCE
5FE
4AEF
4
BF
2
CEF
4
DF
5
EF
(b) The traffic in packets/sec and the routing matrix
A B C D E F
A
B
C
D
E
F
B C
E F
A D2020
20
50
20 10
1020
S o u r c e
Destination
(a) A subnet with linecapacibilities shown in kbps
LÔÙP NETWORK
Giaûi thuaät Flow-Based Routing :
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 22
LÔÙP NETWORK
Caùc coâng thöùc tính toaùn
– Ti= 1/(µCi - λi)– Wi= λI / Σ λi
– Taver = Ti x Wi
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 12/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 23
LÔÙP NETWORK
Ví duï: (giaû söû 1/ µ = 800 bits/packet)
Line λ (pkts/sec) C(kbps) µC(pkts/sec) T(msec) Weight
AB 14 20 25 91 0.171
BC 12 20 25 77 0.146
CD 6 10 12.5 154 0.073
AE 11 20 25 71 0.134
EF 13 50 62.5 20 0.159
FD 8 10 12.5 222 0.098
BF 10 20 25 67 0.122
EC 8 20 25 59 0.098
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 24
LÔÙP NETWORK
Distance Vector Routing– Laø giaûi thuaät ñoäng (RIP,
RIPv2, IGRP)
– Coøn goïi laø Bellman-Ford,Ford-Fulkerson routing.
– Töøng router coù moät baûng chobieát con ñöôøng toát nhaát tôùiñích.
– Ñònh kyø trao ñoåi caùc baûngñöôøng ñi vôùi caùc router laùnggieàng.
– Tính toaùn laïi khi caùc lieân keát
coù loãi.
(a) Subnet
A B C D
E
I J K L
F GH
Router
0122540142318172192429
2436182772031200112233
2031198301960147229
2128362422403119221009
820282017301812100615
To A I H K
Newestimateddelay fromJ
JA JI JH JKdelay delaydelaydelayis is is is8 10 12 6
Newroutingtablefor J
Vectors received from
J's four neighbors(b) routing table
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 13/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 25
LÔÙP NETWORK
Distance Vector Routing : (Tieáp theo)– Vaán ñeà Count-to-Infinity :
A B C D E
∞ ∞ ∞ ∞
∞ ∞ ∞
∞ ∞
∞
4
1
1
1
1
2
2
2
3
3
Initially
After 1 exchange
After 2 exchanges
After 3 exchanges
After 4 exchanges
A B C D E
1 2 3 4
∞ ∞ ∞ ∞
2 3 4
3 4
4
6
3
3
5
5
4
4
6
5
5
67 6 7
87 8 7
Initially
After 1 exchang
After 2 exchang
After 3 exchang
After 4 exchang
After 5 exchang
After 6 exchang...
(a)
(b)
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 26
LÔÙP NETWORK
Distance Vector Routing : (Tieáp theo)– Giaûi quyeát vaán ñeà Count-to-Infinity :
Hold down :– Chôø moät thôøi gian tröôùc khi thay ñoåi ñöôøng ñi. Baùo giaù trò voâ
cuøng cuûa moät router. Caên baûn döïa vaøo timer.
Report the entire path :– Baûo ñaûm khoâng bò laêp nhöng traû giaù khaù ñaét.
Split horizon :– Khoâng baùo caùc ñöôøng ñi ñeán caùc router laùng gieàng neáu höôùng ñi
ñoù khoâng nhaän ñöôïc töø caùc router laùng gieàng khaùc.
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 14/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 27
LÔÙP NETWORK
Link State Routing :– OSPF
– Caùc router trao ñoåi thoâng tin traïng thaùi lieân keát.
– Caùch thöïc hieän : Tìm caùc neighbors & hoïc ñòa chæ cuûa noù :
– Duøng packet HELLO
Tính toaùn delay & chi phí cho töøng neighbors cuûa noù :– Duøng packet ECHO.
Xaây döïng packet duøng baùo taát caû ñaõ ñöôïc hoïc.
Gôûi packet naøy ñeán taát caû router : duøng flooding
Tính toaùn con ñöôøng ngaén nhaát tôùi moïi router khaùc.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn u eàn ®2004- Khoa Coân N he Thoân Tin Tran 28
LÔÙP NETWORK
Link State Routing : (Tieáp theo)– Xaây döïng Link State packet :
Packet bao goàm :– Sender
– Sequence number & age
– Danh saùch caùc neighbors
B C
E F
A D61
2
8
5 7
4 3
(a) A subnet
A
Seq.
Age
B C D E F
B 4
E 5
Seq.
Age
A 4
C 2
Seq.
Age
B 2
D 3
Seq.
Age
C 3
F 7
Seq.
Age
A 5
C 1
Seq.
Age
B 6
D 7
F 6 E 1 F 8 E 8
Link State Packets
(b) The link state packets for this subnet
7/27/2019 chuong4-1
http://slidepdf.com/reader/full/chuong4-1 15/15
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
Baûn quyeàn ®2004- Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin Trang 29
LÔÙP NETWORK
Hierarchical Routing :– Heä thoáng maïng lôùn -> baûng routing lôùn :
Hao toán nhieàu taøi nguyeân khi xöû lyù
Hao toán nhieàu bandwitdth ñeå truyeàn nhaän caùc report
– Router chia thaønh caùc vuøng (regions)
– Router bieát roõ veà vuøng cuûa mình & khoâng bieát caáu truùc caùc vuøng khaùc
Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Tp.HCM
LÔÙP NETWORK
Hierarchical Routing : (Tieáp theo)
Region 1 Region 2
Region 3 Region 5Region 4
1B
1A
1C
2A 2B
2C
5B 5C5A
5E5D
2D
4A
4B 4C
3A
3B
1B 1
1C 1
1B 2
1B 3
1B 3
1B 4
1C 3
1C 2
1C 3
1C 4
1C 4
1C 4
1C 5
1B 51C 6
Ð Ð1A
1C
2A
2B
2C
2D
3A
3B
4A
4B
4C
5A
5B
5C5D
1B
Line HopsDest.
Full table for 1A
1A
1C
2
3
4
5
1B
Line HopsDest.
Hierarchical table for 1A
1B 1
1C 1
1B 2
1C 2
1C 3
1C 4
Ð Ð