Chương 1: Giới thiệu kỹ thuật truyền số liệu (KTTSL)

Chương 1: Giới thiệu kỹ thuật truyền số liệu (KTTSL) Bùi Văn Hiếu bvhieu@dit.hcmut.edu.vn Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trường đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Nội dung Ứng dụng mơ hình hệ thống truyền liệu Truyền số liệu Mạng truyền số liệu Nghi thức Giới thiệu số nghi thức Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Nội dung Ứng dụng mơ hình hệ thống truyền liệu Truyền số liệu Mạng truyền số liệu Nghi thức Giới thiệu sô nghi thức Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Ứng dụng truyền số liệu Ứng dụng liệu Ứng dụng âm Ứng dụng hình ảnh Ứng dụng thời gian thực Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Mơ hình hệ thống truyền số liệu Destination System Source System Source Transmitter Transmission System Receiver Destination Sơ đồ khối tổng qt (mơ hình Shannon) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Tác vụ hệ thống truyền số liệu Sử dụng hệ thống truyền dẫn hiệu Giao tiếp thiết bị môi trường truyền Tạo tín hiệu ðồng Quản lý việc trao đổi liệu Phát sửa lỗi ðiều khiển dòng liệu ðịnh vị địa tìm đường Khơi phục liệu ðịnh dạng thông báo Bảo mật Quản trị mạng Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Hệ thống truyền liệu gì? Tập hợp thiết bị kết nối thông qua môi trường truyền dẫn truyền thông tin từ nguồn phát đến đích Thơng tin vs Dữ liệu Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Nội dung Ứng dụng mơ hình hệ thống truyền liệu Truyền số liệu Mạng truyền số liệu Nghi thức Giới thiệu số nghi thức Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang Truyền số liệu Các vấn ñề truyền số liệu dạng thơ Truyền dẫn liệu (data transmission) Mã hóa liệu (data encoding) Kỹ thuật truyền liệu số (digital data communication) ðiều khiển liên kết liệu (data link control) Phân hợp kênh (multiplexing) Destination System Source System Source Transmitter Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Transmission System Receiver Destination Trang Mạng truyền số liệu Giao tiếp ñiểm ñiểm Thực tế gặp nhiều vấn ñề Các thiết bị xa Số kết nối O(n2) số phần tử kết nối Cần mơ hình kết nối khác: Mạng Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 10 Nghi thức TCP/IP Computer X Computer Y Application Application TCP TCP IP IP Network access Network access Physical Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Network Physical Trang 24 Nghi thức TCP/IP (tt) Lớp vật lý (physical): giao tiếp vật lý Application thiết bị truyền, môi trường truyền Lớp network: trao đổi thơng tin máy tính TCP với mạng IP Lớp IP: giao tiếp mạng khác Network Lớp TCP: ñảm bảo liệu truyền tin cậy access hai máy tính Physical Lớp ứng dụng: ứng dụng Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 25 Dòng liệu TCP/IP User Data Application Application User Data Header TCP TCP Header Application Data IP TCP segment IP Header TCP Header Application Data Ethernet Driver IP datagram Ethernet Header 14 IP Header TCP Header 20 Application Data 20 Ethernet Trailer Ethernet Ethernet Frame 46 – 1500 bytes Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 26 Mơ hình giao tiếp dùng TCP/IP FTP Client FTP Protocol FTP Server TCP TCP Protocol TCP IP IP Protocol Ethernet Driver Ethernet Protocol IP Ethernet Driver Token Ring Driver IP Protocol IP Token Ring Protocol Token Ring Driver Router Ethernet Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Token Ring Trang 27 Mơ hình mạng ISO/OSI Network environment OSI environment Hệ thống lý thuyết ñời trễ TCP/IP ñang tiêu chuẩn thực tiễn (de facto standard) Real system environment lớp Ứng dụng (application) Application Layer Trình bày (presentation) Giao dịch (session) Presentation Layer Vận chuyển (transport) Mạng (network) Session Layer Liên kết liệu (data link) Vật lý (physical) Transport Layer Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Network Layer Datalink Layer Physical Layer Trang 28 Mơ hình mạng ISO/OSI Application Presentation Presentation Virtual session Session Virtual link for end-to-end messages Transport Virtual link for end-to-end packages Network Network Virtual link Data Link Physical Application Virtual network service Virtual bit pipe Network for reliable packages Session Transport Network Data Link Data Link Data Link Data Link Data Link Physical Physical Physical Physical Physical Physical link External site Subnet node Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Subnet node External site Trang 29 Lớp hướng tới ứng dụng Lớp ứng dụng (application) Cung cấp cho ứng dụng dịch vụ để truy cập mạng Lớp trình bày (presentation) Cung cấp cho ứng dung dịch vụ ñộc lập với cách thức biểu diến liệu (chuyển ñổi mã ký tự, mã hóa liệu, nén liệu, …) Lớp giao dịch (session) Cung cấp cấu trúc ñiều khiển cho giao tiếp ứng dụng thiết bị Cho phép tạo, quản lý xóa kết nối Lớp vận chuyển (transport) Cung cấp dịch vụ truyền liệu tin cậy, suốt hai ñiểm ñầu cuối Ba lớp tích hợp hệ điều hành khơng cần thiết phải chuẩn hóa Chỉ cần quan tâm đến lớp Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 30 Lớp phụ thuộc môi trường truyền Lớp mạng (network) Cung cấp cho lớp cao dịch vụ ñộc lập truyền liệu, ký thuật chuyển mạch Tạo, trì, ngắt kêt nối Lớp liên kết liệu (data link) Chịu trách nhiệm truyền dẫn cách tin cậy (error-free) thông qua liên kết vật lý Lớp vật lý (physical) Lan truyền dịng liệu thơng qua mơi trường vật lý Giải vấn đề khí, điện, chức phương thức để truy xuất mơi trường vật lý Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 31 So sánh mơ hình OSI TCP/IP OSI TCP/IP Application Presentation Application User space Session Transport Network Software Transport (host-to-host) Firmware Internet Data link Network Access Physical Physical Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Hardware Operating system Trang 32 So sánh mơ hình OSI TCP/IP OSI Reference Model Layer Function Application TCP/IP Protocol Suite Protocol DNS Telnet Presentation Session FTP TFTP SMTP Others TCP Transport Network Datalink IP Ethernet UDP ICMP ARP TokenRing RARP Other Physical Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 33 Tiêu chuẩn (standard) Cần thiết ñể giao tiếp thiết bị khác nhau, nhà sản xuất khác Ưu ñiểm Bảo ñảm thị trường lớn cho thiết bị phần mềm Cho phép sản phẩm nhà cung cấp giao tiếp với Nhược điểm Hạn chế phát triển cơng nghệ Có thể có nhiều chuẩn cho công nghệ Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 34 Các tổ chức chuẩn hóa Internet Society (ISOC): cộng ñồng tổ chức cá nhân liên quan ñến việc ñánh ñịa internet (bao gồm IETF, IAB) Electronics Industries Association EIA: hiệp hội nhà sản xuất Mỹ, ñưa chuẩn RS232 chuẩn tương tự Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE tổ chức nhà nghề kỹ sư ñiện-ñiện tử (IEEE-754: chuẩn cho số chấm ñộng) International Telecommunications Union ITU: ñiều phối chuẩn tầm quốc tế, cấp phát tần số viễn thông vệ tinh American National Standards Institute ANSI: đại diện cho số tổ chức chuẩn hóa Mỹ (chuẩn cho ký tự ASCII) International Organization for Standardization ISO: có nhiều chuẩn liên quan đến máy tính, ñại diện Mỹ ANSI (ISO9000 chuẩn liên quan bảo đảm chất lượng) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 35 Tổng kết Hệ thống truyền liệu gồm năm thành phần ðể kết nối nhiều thiết bị cần mô hình mạng ðể giao tiếp cần định nghi thức Nghi thức phức tạp nên ñược chia làm nhiều lớp Các nghi thức tiêu biểu TCP/IP, OSI Có nhiều nghi thức, dẫn tới nhu cầu cần chuẩn hóa Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 36 Hỏi ðáp Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 37 Câu hỏi ơn tập Chức lớp truy cập mạng (netword access layer) gì? Chức lớp vận chuyển (transport layer) gì? Nghi thức gì? Kiến trúc nghi thức gì? Các ưu điểm việc phân lớp nghi thức? Các ưu ñiểm, nhược ñiểm việc chuẩn hóa? Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính Trang 38 ... tiêu biểu TCP/IP, OSI Có nhiều nghi thức, dẫn tới nhu cầu cần chuẩn hóa B? ?? mơn K? ?? thuật máy tính Khoa Khoa học K? ?? thuật máy tính Trang 36 Hỏi ðáp B? ?? mơn K? ?? thuật máy tính Khoa Khoa học K? ?? thuật... Presentation Virtual session Session Virtual link for end-to-end messages Transport Virtual link for end-to-end packages Network Network Virtual link Data Link Physical Application Virtual network service... tác v? ?? nhỏ, vai trò chúng, cách k? ??t nối tác v? ?? gọi kiến trúc nghi thức File transfer application Communication service module Network access module B? ?? môn K? ?? thuật máy tính Khoa Khoa học K? ?? thuật