Bài giảng Mạng máy tính - Chương 11: Internet thế hệ mới - Nguyễn Linh Giang
Mobile: Hình trạng mạng có thể thay ñổi
Các nút có thể di chuyển
Ad-hoc: Hình trạng của mạng ñược thiết lập tùy ý
Không có hạ tầng
Không server, Không Access Point, etc
NETwork: Tất cả các nút ñều có chức năng router
Các nút trung gian hoạt ñộng như router
47 trang |
Chia sẻ: huongthu9 | Lượt xem: 502 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Mạng máy tính - Chương 11: Internet thế hệ mới - Nguyễn Linh Giang, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1Chương 11:
Internet thê hê mới
Dự án HEDSPI
Khoa CNTT- ðHBK Hà Nội
Giảng viên: Ngô Hồng Sơn
Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính
2Tổng quan
Tuần trước :
Security
Multimedia communication
Tuần này: Next Generation Internet
IPv6
Mobile Internet Communication, Ad-hoc network
Optical network
3IPv6
4Vấn ñê
của IPv4
Cạn kiệt ñịa chỉ IP
Hạn chê của việc sư dụng NAT?
Ngày càng nhiều ứng dụng thời gian thực
Internet live
Online game
Image/sound communication
5Sư khác nhau giữa IPv6 va
IPv4
Mơ rộng không gian ñịa chỉ
32 bits -> 128 bits
32 bits : bao nhiêu ñịa chỉ????
128bit : ????
340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456
Cấu trúc ñịa chỉ
Sư$ phân cấp
Khái niệm phạm vi (scope)
Phân lớp ñịa chỉ
6Sư khác nhau giữa IPv6 va
IPv4
(cont.)
Tăng tốc ñô $
Khuôn dạng header ñơn giản hơn
Ít trường hơn
ðô $ dài cô ñịnh
Bỏ checksum
Không phân mảnh gói tin
Tính năng thời gian thực va2 QoS
Flow label
Traffic class
Vê 2 an toàn an ninh
Sư dụng IPsec như một chuẩn
71mm 84,000 lần ñường kính của thiên hà
IPv4 – 32 bit IPv6 – 128 bit
Không gian ñịa chỉ
8Tăng tốc xư ly
Không phân mảnh gói tin tại router trung gian
Giảm tải tại router
Minimum packet size (MTU)
Path MTU Discovery
Khuôn dạng header ñơn giản hơn
Bỏ bớt các trường ít sư dụng
ðô $ dài cô ñịnh
Không checksum
9Path MTU Discovery
Tìm hiểu gia trị nho nhất của MTU trước khi truyền
MTU?
Ethernet 1500
IP over ATM 9180
PPPoE 1492
1500 1492 9180
Packet size based on the smallest MTU through the route
1492 bytes
The intermediate routers transmit data regardless MTU.
Lower processing load
10
IPv6 – Hướng tới một Internet
hoàn hảo hơn?
Không thiếu ñịa chỉ
Sư dụng liên kết End-to-End
Một sô tính năng cho các ứng dụng mới
Multicast
IPsec
Mobile IP
Tư$ ñộng cấu hình
Chuẩn hóa cơ chê tư$ ñộng cấu hình
ðánh sô lại sô hiệu các mạng
11
IPv4 header format
Version
(4bit)
Header length
(4bit)
Type of service (TOS)
(8bit)
Total length (byte unit)
(16bit)
Identification
(16bit)
Flags
(3bit)
Fragment offset
(13bit)
Time To Live
(8bit)
Protocol
(8bit)
Header checksum
(16bit)
Source address
(32bit)
Destination address
(32bit)
(options)
(not specify size) (padding)
Data
0 31
Các trường này không có trong IPv6
12
IPv6 header format: ðơn giản hơn
Version
(3bit)
Traffic Class
(9bit)
Flow Label
(20bit)
Payload Length
(16bit)
Next Header
(8bit)
Hop Limit
(8bit)
Data
0 31
Source address
(128bit)
Destination address
(128bit)
Extension Header
(not specify size)
Các trường ñổi tên tư2 IPv4
13
IPv4 header vs. IPv6 header
Option field with variable length in IPv4 header
Trong IPv6, option headers ñặt trong phần body
Option
field
Extension
Header
IPv4 header
・・・
Fixed length (40byte)
Các thông tin chính
Variable length. (0byte or more)
Optional information.
Information used by all nodes is in front.
Information only used at the destination point
is back
Extension
Header
Extension
Header
14
Một sô header mơ rộng
•Hop-by-Hop Option Header
•Destination option header
•Routing header
•Fragment header
•Authentication header
•Encryption header
•Destination option header (final)
15
Cấu trúc ñịa chỉ IPv6
Cấu trúc ñịa chỉ
Cách biểu diễn
Kiểu ñịa chỉ
Phạm vi
16
Ky’ hiệu IPv6
128 bit, biểu diễn bởi sô hê$ 16
Phân cách “:” giữa các nhóm gồm 4 sô
hexa
3ffe:501:100c:e320:2e0:18ff:fe98:936d
Bỏ qua chuỗi liên tiếp các sô 0
3ffe:501:100c:e320:0:0:0:1 →
3ffe:501:100c:e320::1
17
Cấu trúc ñịa chỉ IPv6
2 phần: Network prefix va2 Interface ID
Network prefix (upper n bit) (64)
Host ID (lower “128-n” bit) (64)
Chuẩn EUI-64 (extended unique identifier )
Trong trường hợp mạng Ethernet, Host ID ñược
suy ra tư2 ñịa chỉ MAC
18
Cấu trúc ñịa chỉ IPv6 (RFC3587)
Subnet 1 Subnet 2 Subnet 3
User Network
Entire IPv6 Network
Global routing
prefix
Subnet
ID
Interface
ID
64bit64bit
19
Ki hiệu ñịa chỉ IPv6
2001 : 0200 : 0000 : 8002 : 0202 : 4755 : 5ea5 : 3085
2001 : 200 : 0000 : 8002 : 202 : 4755 : 5ea5 : 3085
2001 : 200 : : 8002 : 202 : 4755 : 5ea5 : 3085
ðô dài phần mạng chỉ ra sau ky tư “/”
2001 : 200 : : 8002 : 202 : 4755 : 5ea5 : 3085/64
2001:0200:0000:8002 0202:4755:5ea5:3085
64-bit Network prefix 64-bit Interface ID
20
Các dạng ñịa chỉ
Unicast Address
Một ñịa chỉ duy nhất
Anycast Address
ðịa chỉ bất ky2 trong một nhóm ñịa chỉ
Multicast Address
Một nhóm các ñịa chỉ
21
Khái niệm phạm vi (scope)
ðịa chỉ toàn cục (global)
ðịa chỉ liên kết nội bô$ (link-Local)
Effective only in the same link
fe80::1
ðịa chỉ vùng nội bô$ (site-local)
Unique Local Address
fc00::1000:0:0:0:1
22
Các bước chuyển sang IPv6
Bước 1
Bước khởi ñầu
Dùng IPv6 trong 1 sô mạng
Bước 2
Mơ rộng
Sư dụng ñồng thời IPv4 va2 IPv6
Bước 3
Kết thúc
IPv4 sẽ không ñược sử dụng nữa
23
Bước 1
Bước ñầu sử dụng IPv6
Trong 1 số thiết bị
Bởi 1 số ISP
Một số ứng dụng cơ bản (http, mail etc)
IPv6: Giai ñoạn hiện nay
Giải pháp
IPv6 over IPv4 tunneling
IPv4 network
IPv6 network
IPv6 network
IPv6 network
24
Bước 2
Mở rộng
Triển khai các dịch vụ chỉ sử dụng IPv6
Trong tất cả các mạng máy tính
Cân bằng giữa tình trạng của IPv4 và IPv6
Cần có công nghệ chuyển ñổi
Gateway giữa IPv4 và IPv6
IPv6 networkIPv4 network
25
Bước 3
Kết thúc
Chỉ 1 số ít mạng sử dụng IPv4
Cần có “IPv4 over IPv6 tunneling”
IPv6 network
IPv4 network
IPv4 network
IPv4 network
26
Tunneling
Công nghệ cho phép ñóng gói và truyền các
gói tin trong các gói tin khuôn dạng khác
Ví dụ:
IPv6 over IPv4 tunneling
IPv4 over IPv6 tunneling
ðóng gói
Thêm phần ñầu của giao thức ñược sử dụng ñể
truyền tin và ñặt toàn bộ gói tin ñược ñóng gói
vào phần dữ liệu
27
IPv6 over IPv4 tunnel
IPv4 network
IPv6 header
IPv6 header
IPv6 headerIPv4 header
Router A
Router B
IPv6 packet is handled as a payload of IPv4
packet which was sent from router B to router A
In router A, IPv4 header will be deleted
and sent to the address of IPv6 packet
28
IPv6 networkIPv4 network
Chuyển ñổi - Translator
Chuyển dữ liệu giữa mạng IPv4 và IPv6
Kỹ thuật NAT (NAT-PT)
Gateway ứng dụng
TCP Relay
Nút trung gian cài ñặt cả hai giao thức IPv4 và IPv6
ñể tạo liên kết TCP
Convert and forward IPv4 traffic to IPv6
Translator
29
IPv6: Hiện trạng
Hỗ trợ bởi hầu hết các HðH
Windows XP, BSD system OS, Linux (Usagi-patch)
Các ứng dụng
HTTP server (Apache)
Browser (IE, Mozilla)
MTA (sendmail)
MUA (Edmax, Sylpheed)
SSH
FTP
Multimedia player (Video Lan Client)
30
Sản phẩm phần cứng
YAMAHA RTX1000
Entry router
Price: about 76,000 JPY
Fujitsu FMWBR-102
Wireless broadband router
Price: about 20,000 JPY
Allied Telesis AR410 V2
ISDN & broadband router
Price: about 45,000 JPY
31
Hiện trạng quá trình chuyển sang
IPv6
32
Tóm tắt về IPv6
IPv6 là giao thức tầng mạng nhằm khắc phục
các hạn chế của IPv4
Larger address space
Auto-configuration of hosts
Security
Quá trình chuyển ñổi
Tunneling
Translator
33
Truyền thông di dộng
trên Internet
34
Tiến tới một thế giới “Không
dây”
ðặc ñiểm của mạng Internet thế hệ mới
Mobility support
MobileIP, MANET
Wireless access
IEEE802.11, 802.16e, 802.20
Scalability
IPv6
Sự thay ñổi của Internet
Automobile : 800 million
Mobile phone: 1.5 billion
Mobile/ Wireless là xu hướng hiện nay.
35
Internet
backbone
IPv6! Wired Broadband Network: FTTH,ADSL
Wired Broadband
Network: FTTH,ADSL
Celluler
W-CDMA, CDMA 2000,
Celluler
W-CDMA, CDMA 2000,
Wireless LAN
IEEE 802.11a,b,g
Wireless LAN
IEEE 802.11a,b,g
Wireless MAN
IEEE 802.16e,802.20
Wireless MAN
IEEE 802.16e,802.20
BroadcastingBroadcasting
Mobile Adhoc Network (MANET)
Personal Area Network, Vehicle-to-Vehicle
MANET
FTTH (fiber to the home)
36
Wireless PAN 802.15.1(Bluetooth), 802.15.3a(UWB), 802.15.4(Zigbee)
Wireless LAN 802.11 a/b/g/n
Wireless MAN 802.16e, 802.20, iburst
Wireless WAN / Satellite HSDPA, CDMA2000 1x EvDo
High Speed
Small Cell size
Low Speed
Big Cell size
37
Sự phổ biến của các thiết bị di
ñộng
Mobile phone sẽ trở nên phổ biên:70% hỗ trợ Internet
1/10 số xe có trang bị thiết bị dẫn ñường
Navigation Internet
Các dịch vụ: G-BOOK, CARWINGS, InterNAVI, etc.
Tương lai: “Internet while moving”
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
18,000
20,000
Numbers (thousand)
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Year
Change of car numbers support navigation and VICS
VICS
Navigation
5.6
6.6
6.9
7.0
7.9
7.9
9.4
13.8
16.5
59.1
72.3
0 20 40 60 80
Japan
Korea
Finland
Canada
Singapore
USA
Germany
Italy
UK
Taiwan
France
Proportion of mobile phone support internet in
countries and area
%
Vehicle Information and Communication System
38
Mạng Ad-hoc
39
Ứng dụng tương lai của mạng
máy tính?
Thiết lập một mạng là một công việc không dễ dàng
Ví dụ?
Có thể thiết lập một mạng máy tính ngay lập tức?
Trong trường hợp khẩn cấp
Các robot cứu trợ cho vùng thảm họa
Phòng họp/một nhóm sinh viên có laptop
40
Mobile Ad-hoc Network
(MANET)?
Mobile: Hình trạng mạng có thể thay ñổi
Các nút có thể di chuyển
Ad-hoc: Hình trạng của mạng ñược thiết lập tùy ý
Không có hạ tầng
Không server, Không Access Point, etc
NETwork: Tất cả các nút ñều có chức năng router
Các nút trung gian hoạt ñộng như router
Source
Destination
Source
Destination
AP/AR
Internet
Existing Internet MANET
41
Thay ñổi của Internet
Trong mạng thế hệ mới, tất cả ñều nối trực tiếp vào
Internet
Mobile phone, vehicle (Automobile, airplane, bus,
bicycle), sensor, robot, clock, etc...
Các chính sách routing hiện thời sẽ không còn thích
hợp
Hình trạng mạng thường xuyên thay ñổi
Cấp phát ñịa chỉ IP từ một ISP cơ sở sẽ có vấn
ñề
42
Khái niệm mới về phân cấp
Internet
Kết nối là giữa các nút lá ()
Cây kết nối có thể thay ñổi
Leaf
Addition of tree
+
43
Sự cần thiết của mạng Ad
hoc
Do sự phát triển của các thiết bị
PC, PDA, Sensor
Sự hỗ trợ của hạ tầng truyền thông di ñộng
Các công nghệ không dây
Mạng Ad hoc ñược sử dụng:
Sensor network, Cars network, road-to-vehicle
network, Military network, Robot network
44
Các ứng dụng
Ở các vùng thảm họa
Mạng robot
AIBO, SDR3X, ASIMO
Personal area network (PAN)
Giao thông
Mạng Car-to-car
Mạng Road-to-car
Trong quân ñội
Liên lạc giữa các thành
viên, thiết bị, khí tài
Mạng cảm biến
Thu thập thông tin về môi
trường
45
Tóm tắt về mạng ad hoc
Hỗ trợ nhiều thiết bị
Có khả năng tính toán và truyền thông
PDA, laptop, mobile phone, sensor, automobile, etc.
Hình trạng mạng thay ñổi
Không có router tĩnh, các nút ñều tham gia vào quá trình
chọn ñường
Là một dạng của khái niệm “Mạng tự trị” -
autonomous
Tự ñộng thiết lập chọn ñường
Tự ñộng cấu hình ñịa chỉ, etc.
46
Mạng cáp quang thế hệ mới
Là mạng trục của Internet tương lai
SONET, SDH
WDM, DWDM
IP over WDM
47
Acknowledgement
This course materials contains charts and texts
provided by Keio University, Japan
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_mang_may_tinh_chuong_11_internet_the_he_moi_nguyen.pdf