Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 3

Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 3Trong phần hai của loạt bài này chúng ta đã thảo luận về mô hình tham chiếu Open System Interconnect (OSI) và hai lớp đầu tiên của nó. Phần ba này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về lớp thứ ba; lớp mạng. Lớp mạng là lớp có liên quan đến việc truyền tải dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác. Đây chính là sự khác biệt với lớp 2 (lớp liên kết dữ liệu) vì lớp 2 chỉ liên quan đến việc truyền tải dữ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 3Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 3Trong phần hai của loạt bài này chúng ta đã thảo luận về mô hình thamchiếu Open System Interconnect (OSI) và hai lớp đầu tiên của nó. Phầnba này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về lớp thứ ba; lớp mạng. Lớpmạng là lớp có liên quan đến việc truyền tải dữ liệu từ máy tính này sangmáy tính khác. Đây chính là sự khác biệt với lớp 2 (lớp liên kết dữ liệu) vìlớp 2 chỉ liên quan đến việc truyền tải dữ liệu từ một thiết bị này sang mộtthiết bị được kết nối trực tiếp khác. Ví dụ, lớp liên kết dữ liệu chịu tránhnhiệm cho việc truyền tải dữ liệu từ một máy tính đến một hub mà nó kết nốitới, trong khi đó lớp mạng lại liên quan đến việc truyền tải tất cả dữ liệu đóđến máy tính khác.Lớp mạng chuyển dữ liệu từ một đầu cuối này đến một đầu cuối khác bằngcách thực hiện các nhiệm vụ dưới đây:  Địa chỉ hóa  Định tuyến  Đóng gói  Chia đoạn  Quản lý lỗi  Điều khiển tắc nghẽnĐịa chỉ hóaNếu bạn là những người đã đọc các phần trước của loạt bài này thì có thể sẽtò mò muốn tìm hiểu tại sao lớp 3 lại thi hành địa chỉ hóa khi chúng tôi đãnói rằng nó diễn ra trong lớp 2. Để giải đáp cho sự tò mò này, bạn hãy nhớchúng tôi đã viết rằng, địa chỉ hóa của lớp 2 (địa chỉ MAC) tương ứng vớiđiểm truy cập mạng cụ thể, trái với việc địa chỉ hóa cho toàn bộ thiết bị nhưmột máy tính. Một số thứ cần xem xét ở đây là lớp 3 chỉ địa chỉ hóa logicđộc lập hoàn toàn với phần cứng; còn địa chỉ MAC được kết hợp với phầncứng cụ thể và các nhà máy sản xuất phần cứng.Một ví dụ về việc định địa chỉ của lớp 3 là địa chỉ IP. Dưới đây là minhchứng về địa chỉ IP trong hình 1.Hình 1: Minh chứng về địa chỉ IPĐịnh tuyếnĐây là công việc của lớp mạng nhằm chuyển dữ liệu từ một điểm này tớiđược đích của nó. Để thực hiện công việc này, lớp mạng phải lập kế hoạchcho một tuyến để dữ liệu truyền tải trên đó. Sự kết hợp của phần cứng vàphần mềm để thực hiện nhiệm vụ này được biết đến với tên gọi bộ đinhtuyến. Khi bộ định tuyến nhận một gói dữ liệu từ một nguồn, nó cần xácđịnh địa chỉ đích và thực hiện công việc này bằng cách remove các headerđã được thêm vào trước đó bởi lớp liên kết dữ liệu và đọc địa chỉ từ một vịtrí đã được xác định trước bên trong các gói như đã được định nghĩa theochuẩn (cho ví dụ chuẩn IP).Khi địa chỉ đích đã được xác định, router sẽ kiểm tra xem địa chỉ có nằmtrong mạng mà nó quản lý hay không. Nếu địa chỉ này nằm bên trong mạngcủa chính nó quản lý thì router sẽ gửi gói này xuống lớp liên kết dữ liệu, lớpnày sẽ thêm phần header như chúng tôi đã giới thiệu trong phần trước và sẽgửi gói này đến đích của nó. Nếu địa chỉ không nằm bên trong mạng của nóthì router sẽ tra cứu địa chỉ trong bảng định tuyến. Nếu địa chỉ có bên trongbảng định tuyến này thì router sẽ đọc mạng đích tương ứng từ bảng và gửigói dữ liệu này xuống lớp liên kết dữ liệu và đến mạng đích đó. Nếu địa chỉnày không có trong bảng định tuyến thì gói dữ liệu sẽ được gửi cho phầnquản lý lỗi. Đây là lỗi có thể thấy trong truyền dẫn trên các mạng, và là mộtví dụ tuyệt vời về tại sao việc kiểm tra lỗi và quản lý lỗi cần thiết đến vậy.Đóng góiKhi router gửi một gói dữ liệu xuống lớp liên kết dữ liệu, lớp sẽ thêm cácheader trước khi truyền tải gói dữ liệu đến điểm tiếp theo, đây là một ví dụvề việc đóng gói cho lớp liên kết dữ liệu.Giống như lớp liên kết dữ liệu, lớp mạng cũng có trách nhiệm đóng gói dữliệu mà nó nhận được từ lớp trên nó. Trong trường hợp này, nó sẽ nhận dữliệu từ lớp 4, lớp truyền tải. Thực sự mỗi lớp đều có trách nhiệm đóng gói dữliệu mà nó nhận được từ lớp bên trên. Thậm chí cả lớp cuối cùng, lớp ứngdụng, vì lớp ứng dụng cũng đóng gói dữ liệu mà nó nhận được từ ngườidùng.Chia đoạnKhi lớp mạng gửi dữ liệu xuống lớp liên kết dữ liệu có thể xảy ra một số vấnđề. Những vấn đề có thể xảy ra ở đây là, phụ thuộc vào kiểu dữ liệu củacông nghệ lớp liên kết dữ liệu đang được sử dụng mà dữ liệu có thể quá lớn.Điều này yêu cầu lớp mạng phải có khả năng phân chia dữ liệu này ra thànhcác gói nhỏ hơn. Quá trình này được biết đến với tên gọi chia đoạn.Quản lý lỗiQuản lý lỗi là một khía cạnh quan trọng của lớp mạng. Như chúng tôi đã đềcập ở trên, một lỗi có thể xuất hiện khi các router không tìm thấy địa chỉđích trong bảng định tuyến của chúng. Trong trường hợp đó, router cần phảitạo một lỗi thông báo không có đích đến. Một lỗi khác cũng có thể xuất hiệnở đây là giá trị TTL (thời gian tồn tại) của gói. Nếu lớp mạng quyết địnhrằng TTL đã đạt đến một giá trị zero thì một lỗi quá hạn thời gian sẽ đượctạo. Cả hai thông báo lỗi không có đích đến và lỗi vượt quá thời gian đềutuân theo các chuẩn cụ thể đã được định nghĩa trong Internet ControlMessage Protocol (ICMP).Việc chia đoạn cũng có thể gây ra lỗi. Nếu quá trình chia đoạn diễn ra quádài thì thiết bị có thể đưa ra một lỗi quá thời gian theo ICMP.Điều khiển tắc nghẽnMột t ...