Tài liệu MẠNG MÁY TÍNH - Chương 03 Tầng liên kết dữ liệu pot

Trang 2

Mục tiêu ý cdio:

SSS óc

L]Ì Điều khiển truy cập đường truyền

Trang 3

Noi dung ý cdio:

—————

_Ì Giới thiệu

LlKỹ thuật phát hiện và sửa lỗi

Trang 4

Giới thiệu - 1 ý cdio Q Link: "kết nối/liên aco

ket “giữa cac nodes kê |_ data link hvsical network data link network data link nhau E2 — » Wired g L physical— =» Wireless e

LJ Data link layer:

chuyển gói tin (frame) tu mot node dén node

Trang 5

Gioi thiéu - 2 £ cdio:

-Ì Tại nơi gởi:

= Nhan cac packet tu tang network =» đóng gói thành các

frame

= Truy cap duodng truyen (néu dung đường truyền chung)

L] Tại nơi nhận:

= Nhan cac frame du liéu tu tang physical

= Kiểm tra lỗi

" Chuyén cho tang network

Trang 6

<qRnvOng $ % ‘a : z xz “ z + Vim A> hy ều - 3 £ cdio: M: ay

LILLC (Logical Link Control) » Điều khiển luồng

= Kiểm tra lỗi

= Bao nhan

LJ MAC (Media Access Control)

Trang 7

Noi dung ý cdio:

SSS óc

L]Kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi

Trang 9

At, Kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi - 2 ý cdio LÌ Các phương pháp: "= Parity Check (bit chan lẻ) =» Checksum

= Cylic Redundancy Check (CRC)

Trang 10

Parity Check Ệ cdio

Dùng thêm một số bit để đánh dấu tính

chan le

= Dua trén so bit 1 trong dt liéu

= Phan loai:

- Even Parity: số bit 1 phải là một s6 chan

Trang 11

ey =" be rA Parity 1 chiéu - 1 7, cdio >

OS6 bit parity: 1 bit

L1 Chiêu dài của dữ liệu cân gởi đi: d bit >> DL gởi đi sẽ có (d+1) bit

L Bên gởi:

= Them 1 bit parity vào dữ liệu cần gởi đi

¢ M6 hinh chan (Even parity)

— số bit 1 trong d+1 bit là một số chẵn

Trang 12

nA Parity 1 chiéu - 2 7, cdio qu L Bên nhận: = Nhan D’ cé (d+1) bits

= Dem so bit 1 trong (d+1) bits = x

= M6 hinh chan: nếu x lẻ » error “ Mô hình lẻ: nếu x chẵn > error

L1 Ví dụ: nhận 0111000110101011

= Parity chan: sai

= Parity le: dung

¢ Du liéu that: 011100011010101

¬ Đặc điểm:

"Phát hiện được lỗi khi số bit lỗi trong dữ liệu là số lẻ „ Không sửa được lỗi

Trang 13

ntA Parity 2 chieu - 1 Pe SN cdio -_ — Ms 44,, Ee NxM Đặc điểm:

OD liệu gởi đi được biểu diễn thành ma trận

L1 SỐ bit parity: (N +M + 1)bit

" Phát biện và sửa được 1 bit lỗi

LÌBên gởi

= Biéu diễn dữ liệu cần gởi đi hành ma tran NxM

Trang 15

Parity 2 chiéu - 1 £ cdio

SSS óc

_Ì Bên nhận:

“ Biêu diễn dữ liệu nhận thành ma trận (N+1)x(M+1)

= Kiểm tra tinh dung dan của từng dòng/cột

« Đánh dấu các dòng/cột dữ liệu bị lỗi

Trang 16

Parity 2 chiéu - 2 © cdio SSS óc Vi du:

« Dung parity chan

Trang 17

Hamming code - 1 7, cdio

—

LI Mdi hamming code

= cO M bit, danh so tu 1 dén M

= Bit parity: log,M bits, tai cac vi tri luy thua cua 2 = DU lieu that duoc dat tai cac vi tri khong là lũy

thừa của 2

® VD: M =/7

¢ log,7 = 3: dung 3 bits lam bit parity (1, 2, 4)

¢ CO 4 vi tri co thé dat di liéu (3, 5, 6, 7)

Đặc điểm:

= sta Idi 1 bit

# nhan dang duscc 2 bit |6i

as, Sửa lỗi nhanh hon Parity code 2 chiều

3 , : Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh

Trang 18

xxx

Hamming code - 2 cdio: 4a,

=

L Bên gởi:

„ Chia dữ liệu cần gởi đi thành các khối dữ liệu (với

số bit là số vị trí có thể đặt vào Hamming Code)

“ Với mỗi khối dữ liệu => tạo 1 Hamming Code

¢ Đặt các bit dữ liệu vào các vị trí không phải là lũy thừa của 2 trong Hamming Code

— lưu ý: vị trí được đánh số từ 1 đến M ¢ Tinh check bits

¢ Tinh gia tri cua cac bit parity

Trang 20

qNG 4 o, § 7 lại Way z E =z = Vim A> Hamming code - 4 £ cdio: Thông tin cần gửi: 101 1 1 ? Vị trí 5) 66 Vi tri 2°:

¢ Xét cdot 2° trong check bit >

Check bits: các vị trí cé bit 1

3 = 21+20 = 0 1 4) ¢ Lay cac bit DL tai cac vi tri

Trang 24

xxx

Hamming code - 8 cdio: 4a,

SSS óc

OIBén nhận: với mỗi Hamming Code

= Điên các bit Hamming Code nhận vào các vị trí từ

1 đến M

= Tinh check bit

= Kiém tra cac bit parity

° Nếu tại bit 2! phát hiện sai 3 đánh dấu Error, hệ số k, =

1

° Ngược lại, đánh dấu No Error = 0, hệ số kị= 0

« Vi trí bit Idi: pos =X 2*k

Trang 27

Hamming code — 11 © cdio’ Thong tin nhan: 1011001 1 Vi tri 1 Y 90 d1 Tinh check bits: 3 = +2 = 0 5 = 22 2 = 1 0 6 = 2+ = 1/0 7 = 2+Q1/+22 = 1CD1

Odd parity: LOI

Trang 28

Hamming code — 12 cKHO _% “4 qUÔNG 4 tự 3 7 lại Way z E z = YJ S

Thong tin nhan: 1011001

Trang 30

Check sum - 1 ý cdio: SSS óc L] Bên gởi = d bits trong DL goi di duoc xem như gôm N số k bits: X,, X5, « , Xn = Tinh tong X = x, +X + + Xq

= Tinh bu 1 cua X >3 gia tri checksum

Trang 31

Check sum - 1 £ cdio:

Lì Bên nhận:

= tinh tong cho tất cả giá trị nhận được (kể cả giá

tri checksum)

= Neu tat ca cac bit la 1, thi du liu nhan dugc la

Trang 34

Điều khiển truy cập ng truyờ6edđ ơ >> _đ LU Trong mỗi trường chia sẻ = Hạn chế xảy ra collision >> Giao thức tâng Data link: Quyết định cơ chế để các node sử dụng môi trường chia sẻ

khi nào được phép gởi DL

Trang 35

Điều khiển truy cập đường truyềơcd8›:

SSS óc

LÌ Các phương pháp:

= Phan chia kénh truyén (Channel partition

protocols)

= Tranh chap (Random access protocols)

= Luan phién (Taking-turns protocols)

Trang 36

hy

Phan chia kénh truyén = cdio 4s

SSS óc

LI TDM (Time Division Multiplexing)

Trang 37

TDM A cdio

L]Y tưởng:

„ Chia kênh truyền thành các khe thời gian

Trang 38

FDM cdio:

Ý tưởng:

„ Chia kênh truyền thành N kênh truyền nhỏ

“ Mỗi kênh truyền dành cho 1 node

Trang 39

CDMA - 1 ý cdio:

Le Ồ

LÌ Y tương:

“ Mỗi node có 1 code riêng

“ Bên gởi: mã hoá dữ liệu trước khi gởi bằng code

của minh và bên nhận phải biết code của người gởi

= 1 bit DL được mã hoá thành M bits

Trang 40

qUÔNG 4 tự CDMA - 2 £ cdio: _ channel output Z, ,, data do=1 | 3 bits == ! ! I ! al đhịnhhhìh| fa hala] HỊ I I I IIRHME hl fj ¡ìhlh slot ; slo 114/14 i code hị aa: hị 1H channel channel HỊ 111 | 1 output output slot 1 ! slot O | —N M D; — 2.ZimCn | oo! M ! ! received me lrlrllllr|h| — ! [a2 I

input Ay Ey © 4 Eee “Pio d=-1 |

AE] lof - ' slott | slotO :

code | 4] JAH 4| lalala channel = channel

Trang 42

ey

Tranh chap cdio 4a,

SSS óc

_Ì Các node chiếm tron bang thong khi truyén

ULang nghe dung do sau khi truyền

LYMot so phudng phap:

= ALOHA (Slotted, Pure)

Trang 43

xxx

Pure ALOHA £ cdio: 4a,

—

¬Mỗi node có thé bat đầu truyền dữ liệu bất

cứ khi nào node có nhu cau

L Nếu phát hiện xung đột 3 chờ 1 khoảng

Trang 44

ý Slotted ALOHA ý cdio SSS óc Gia thiết:

= Cac frame có kịch thước tối đa là L bits

LìÌ Kênh truyền: chia thành các khe thời gian có kích thước L/R (s)

L] Khi 1 node có nhu cầu truyền dữ liệu: phải chờ đến thời điểm bắt đầu của 1 khe mới

được truyền

= can đồng bộ thời gian giữa các node

LÌ Nếu đụng độ xảy ra: truyền lại với xác suất lap

Q0 n4

Trang 45

CSMA - 1 A cdio

L]Lằng nghe đường truyền trước khi truyền:

= Đường truyền ranh: truyền dữ liệu = Đường truyên bận: chờ

LÌLằng nghe đường truyền sau khi truyền

Trang 46

CSMA - 2 : cdio

—————CCc

LJ Danh gia:

¢ Cac node co quyén ngang nhau

¢ Chi phi cao

Trang 47

CSMA/CD ý cdio:

—Ÿ————————————————— 5o

ÌY tưởng:

Thiết bị lắng nghe đường truyền

Nếu đường truyên rảnh, thiết bị truyền DL của

minh lên đường truyền

Sau khi truyền, lang nghe dung do?

Nếu có, thiết bị gởi tín hiệu cảnh báo các thiết bị khác

Tạm dừng 1 khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi gởi

DL

Nếu tiếp tục xảy ra đụng độ, tạm dừng khoảng

thời gian gấp đôi

Trang 48

Luần phiên ý cdio:

Trang 49

Token Passing 7, cdio

=

L]Y tưởng:

= Dung 1 thé bai (token) di chuyển qua các node

= Thiét bi mudn truyén DL thi phai chiém được

the bai

L Đánh giá:

= Thich hop cho cac mang có tải nặng

= Thiet lap dudc do uu tién cho thiét bi dac biệt

= Cham hon CSMA trong mang co tai nhe = Thiét bi mang dat tién

L Dùng trong mạng Token Ring

Trang 50

Polling : cdio:

—Ÿ————————————————— 5o

LÌ Y tương:

“ Có 1 node đóng vai trò điêu phối

» Node điều phối kiểm tra nhu cầu gởi DL của các

node thứ cấp và xếp vào hàng đợi theo thứ tự

và độ ưu tiên

“" Thiết bị truyền DL khi đến lượt

-Ì Đảnh giả:

» Có thể thiết lập độ ưu tiên

= TOn chi phi

Trang 53

ARP - 2 £ cdio:

LJARP (Address Resolution Protocol)

= Phan giai tu dia chi IP thanh dia chi MAC

= Chỉ phân giải trong cùng đường mạng = Su dung ARP table:

- IP

¢ MAC

¢ TTL :thdi gian song cua record

Trang 54

ARP — cơ chế hoạt động ý cdio: Goi DL

Tim MAC cua Gởi

Trang 59

¬ ARP — Request €cdio: MAC MAC IP IP A.B.C.1.3.3 | FEERRRIER || 197.15.22.23 ]197.15.22.126 What's your MAC Addr? Ss 9 | i |197.15.22.33] [197.15.22.34| 1197.15.22.126] | A.B.C.1.3.3 | | A.B.C.4.3.4 | | A.B.C.7.3.5 |

errr eee memes

poe RMOa, A B C

3 é : Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh 4

Trang 64

¬

Ethernet - 1 cdio

SS

_ì Là i ky thuat (technology) mang LAN có dây

= La i ky thuat mang LAN đầu tiên = Chuan 802.3 = Hoat dong tang Data Link va Physical = TOc do: 10 Mbps — 10 Gbps Đồ hinh mạng: ¢ Bus ¢ Star

Giao thức tầng MAC: CSMA/CD

= Don gian va re hon mang Token Ring LAN, ATM

Trang 65

ey CSMA/CD — qua trinh truyén dif fédio im 1 Host wants to transmit 2 Is carrier sensed? 3 Assemble frame 4 Start transmitting 5 Is a collision detected? 6 Keep transmitting 7 ls the transmission done? 8 Transmission completed 9 Broadcast jam signal 10 Attempts = Attempts + 1 11 Attempts > Too many? 12 Too many collisions; abort transmission

Trang 66

» ) 7 ^^ wT ˆ e - Ethernet — cầu trúc frame ¿ cdio mmm Bytes 8 6 6 2 0-1500 0-46 4 — (CC @) | Preemie Pesiraion] me [| nam | pạ | he cc S S (b) |Preamble : ace * ise Length Data Pad nhạc (( 32 a) earlier Ethernet frames - b) 802.3 frames LJ Preamble (8 bytes)

= Đồng bộ đồng hồ bên gởi và bên nhận (10101010)

= Start of Frame (SOF): bao hiéu bat dau frame (10101011)

LJ Dest Addr (6 bytes)

= địa chỉ MAC của card mạng nhận gói tin tiếp theo LJ Src Addr (6 bytes)

= dia chi MAC cua card mang g@i gói tin

LJ Type (2 bytes)

= Giao thuc su dung ở tầng trên

oO CRC: ding dé kiém tra Idi

é : Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh

7

2

xRUÔNG

Trang 67

Ethernet — trường type ý cdio: SSS EtherType | Protocol

0x0800 Internet Protocol, Version 4 (IPv4)

0x0806 Address Hesolution Protocol (ARP)

0x8035 Reverse Address Resolution Protocol (RARP)

0x809b AppleTalk (Ethertalk)

Ox80f3 AppleTalk Address Resolution Protocol (AARP)

0x8100 IEEE 802.1Q-tagged frame

Trang 69

Ethernet — các công nghệ mạng ƒ cdio L} 10Base2 LJ 10Base5 LJ 10BaseT CÌ 100BaseTX CÌ 100BaseFX mm ee Tốc độ mạng | Loal cap

Kiểu truyền dữ liệu

: é( : Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh

Trang 71

hy Ethernet — chuan 100Mbps = cdio’ 4a, SSS óc Standard Medium Maximum cable length

100BASE-TX CAT5 UTP 100m

Trang 72

Ethernet — chuan gigabit 4 "—ỄỂỄỂỲ—_ ——°®======== Standard Medium Maximum cable length 1000BASE-SX Fiber optics 550m

Trang 73

hy

Tài liệu tham khảo £ cdio: 4a,

SSS óc

O) Slide cua J.F Kurose and K.W Ross vé Computer

Networking: A Top Down Approach

LISlide CCNA, version 3.0, Cisco