Mô hình truyền thông

Mơ hình truyền thơng Mơ hình truyền thơng Bởi: Nguyễn Bình Dương Mơ hình truyền thơng Sự cần thiết phải có mơ hình truyền thơng Để mạng máy tính trở mơi trường truyền liệu cần phải có yếu tố sau: Mỗi máy tính cần phải có địa phân biệt mạng Việc chuyển liệu từ máy tính đến máy tính khác mạng thực thông qua quy định thống gọi giao thức mạng Khi máy tính trao đổi liệu với trình truyền giao liệu thực hồn chỉnh Ví dụ để thực việc truyền file máy tính với máy tính khác gắn mạng công việc sau phải thực hiện: Máy tính cần truyền cần biết địa máy nhận Máy tính cần truyền phải xác định máy tính nhận sẵn sàng nhận thơng tin Chương trình gửi file máy truyền cần xác định chương trình nhận file máy nhận sẵn sàng tiếp nhận file Nếu cấu trúc file hai máy khơng giống máy phải làm nhiệm vụ chuyển đổi file từ dạng sang dạng Khi truyền file máy tính truyền cần thông báo cho mạng biết địa máy nhận để thông tin mạng đưa tới đích Điều cho thấy hai máy tính có phối hợp hoạt động mức độ cao Bây thay xét trình trình chung chia trình thành số công đoạn công đoạn hoạt động cách độc lập với Ở chương trình truyền nhận file máy tính chia 1/11 Mơ hình truyền thơng thành ba module là: Module truyền nhận File, Module truyền thông Module tiếp cận mạng Hai module tương ứng thực việc trao đổi với đó: Module truyền nhận file cần thực tất nhiệm vụ ứng dụng truyền nhận file Ví dụ: truyền nhận thông số file, truyền nhận mẫu tin file, thực chuyển đổi file sang dạng khác cần Module truyền nhận file không cần thiết phải trực tiếp quan tâm tới việc truyền liệu mạng mà nhiệm vụ giao cho Module truyền thông Module truyền thông quan tâm tới việc máy tính hoạt động sẵn sàng trao đổi thơng tin với Nó cịn kiểm soát liệu cho liệu trao đổi cách xác an tồn hai máy tính Điều có nghĩa phải truyền file nguyên tắc đảm bảo an tồn cho liệu, nhiên có vài mức độ an tồn khác dành cho ứng dụng Ở việc trao đổi liệu hai máy tính khơng phụ thuộc vào chất mạng liên kết chúng Những yêu cầu liên quan đến mạng thực module thứ ba module tiếp cận mạng mạng thay đổi có module tiếp cận mạng bị ảnh hưởng Module tiếp cận mạng xây dựng liên quan đến quy cách giao tiếp với mạng phụ thuộc vào chất mạng Nó đảm bảo việc truyền liệu từ máy tính đến máy tính khác mạng Như thay xét trình truyền file với nhiều yêu cầu khác tiến trình phức tạp xét q trình với nhiều tiến trình phân biệt dựa việc trao đổi Module tương ứng chương trình truyền file Cách cho phép phân tích kỹ q trình file dễ dàng việc viết chương trình Việc xét module cách độc lập với cho phép giảm độ phức tạp cho việc thiết kế cài đặt Phương pháp sử dụng rộng rãi việc xây dựng mạng chương trình truyền thông gọi phương pháp phân tầng (layer) Nguyên tắc phương pháp phân tầng là: Mỗi hệ thống thành phần mạng xây dựng cấu trúc nhiều tầng có cấu trúc giống như: số lượng tầng chức tầng Các tầng nằm chồng lên nhau, liệu trao đổi trực tiếp hai tầng kề từ tầng xuống tầng ngược lại Cùng với việc xác định chức tầng phải xác định mối quan hệ hai tầng kề Dữ liệu truyền từ tầng cao hệ thống truyền đến tầng thấp sau truyền qua đường nối vật lý dạng bit tới tầng thấp hệ thống nhận, sau liệu truyền ngược lên đến tầng cao hệ thống nhận 2/11 Mơ hình truyền thơng Chỉ có hai tầng thấp có liên kết vật lý với cịn tầng thứ tư có liên kết logic với Liên kết logic tầng thực thông qua tầng phải tuân theo quy định chặt chẽ, quy định gọi giao thức tầng Mơ hình phân tầng gồm N tầng Mơ hình truyền thơng đơn giản tầng Nói chung truyền thơng có tham gia thành phần: chương trình ứng dụng, chương trình truyền thơng, máy tính mạng Các chương trình ứng dụng chương trình người sử dụng thực máy tính tham gia vào q trình trao đổi thơng tin hai máy tính Trên máy tính với hệ điều hành đa nhiệm (như Windows, UNIX) thường thực đồng thời nhiều ứng dụng có ứng dụng liên quan đến mạng ứng dụng khác Các máy tính nối với mạng liệu trao đổi thông qua mạng từ máy tính đến máy tính khác Việc gửi liệu thực ứng dụng với ứng dụng khác hai máy tính khác thơng qua mạng thực sau: Ứng dụng gửi chuyển liệu cho chương trình truyền thơng máy tính nó, chương trình truyền thơng gửi chúng tới máy tính nhận Chương trình truyền thơng máy nhận tiếp nhận liệu, kiểm tra trước chuyển giao cho ứng dụng chờ liệu Với mơ hình truyền thơng đơn giản người ta chia chương trình truyền thơng thành ba tầng khơng phụ thuộc vào là: tầng ứng dụng, tầng chuyển vận tầng tiếp cận mạng Tầng tiếp cận mạng liên quan tới việc trao đổi liệu máy tính mạng mà nối vào Để liệu đến đích máy tính gửi cần phải chuyển địa máy tính nhận cho mạng qua mạng chuyển thơng tin tới đích Ngồi máy gửi sử dụng số phục vụ khác mà mạng cung cấp gửi ưu tiên, tốc độ 3/11 Mơ hình truyền thơng cao… Trong tầng có nhiều phần mềm khác sử dụng phụ thuộc vào loại mạng ví dụ mạng chuyển mạch, mạng chuyển mạch gói, mạng cục Tầng truyền liệu thực trình truyền thông không liên quan tới mạng nằm tầng tiếp cận mạng Tầng truyền liệu không quan tâm tới chất ứng dụng trao đổi liệu mà quan tâm tới cho liệu trao đổi cách an toàn Tầng truyền liệu đảm bảo liệu đến đích đến theo thứ tự mà chúng xử lý Trong tầng truyền liệu người ta phải có chế nhằm đảm bảo xác rõ ràng chế khơng phụ thuộc vào chất ứng dụng chúng phục vụ cho tất ứng dụng Tầng ứng dụng chứa module phục vụ cho tất ứng dụng người sử dụng Với loại ứng dụng khác (như truyền file, truyền thư mục) cần module khác Mơ hình truyền thơng tầng Trong mạng với nhiều máy tính, máy tính hay nhiều ứng dụng thực đồng thời (Tại ta xét máy tính thời điểm chạy nhiều ứng dụng ứng dụng thực đồng thời việc truyền liệu qua mạng) Một ứng dụng cần truyền liệu qua mạng cho ứng dụng khác cần phải gọi module tầng ứng dụng chương trình truyền thơng máy mình, đồng thời ứng dụng gọi module tầng ứng dụng máy Hai module ứng dụng liên kết với nhằm thực yêu cầu chương trình ứng dụng Các ứng dụng trao đổi với thơng qua mạng, nhiên thời điểm máy có nhiều ứng dụng hoạt động để việc truyền thơng xác ứng dụng máy cần phải có địa riêng biệt Rõ ràng cần có hai lớp địa chỉ: Mỗi máy tính mạng cần có địa mạng mình, hai máy tính mạng khơng thể có địa chỉ, điều cho phép mạng truyền thơng tin đến máy tính cách xác 4/11 Mơ hình truyền thơng Mỗi ứng dụng máy tính cần phải có địa phân biệt máy tính đo Nó cho phép tầng truyền liệu giao liệu cho ứng dụng cần Địa gọi điểm tiếp cận giao dịch Điều cho thấy ứng dụng tiếp cận phục vụ tầng truyền liệu cách độc lập Các module tầng hai máy tính khác trao đổi với cách chặt chẽ theo qui tắc xác định trước gọi giao thức Một giao thức thể cách chi tiết chức cần phải thực giá trị kiểm tra lỗi, việc định dạng liệu, quy trình cần phải thực để trao đổi thơng tin Ví dụ mơ hình truyền thơng đơn giản Chúng ta xét ví dụ (như hình vẽ trên): giả sử có ứng dụng có điểm tiếp cận giao dịch máy tính A muốn gửi thơng tin cho ứng dụng khác máy tính B có điểm tiếp cận giao dịch Úng dụng máy tính A chuyển thơng tin xuống tầng truyền liệu A với yêu cầu gửi chúng cho điểm tiếp cận giao dịch máy tính B Tầng truyền liệu máy A chuyển thông tin xuống tầng tiếp cận mạng máy A với yêu cầu chuyển chúng cho máy tính B (Chú ý mạng không cần biết địa điểm tiếp cận giao dịch mà cần biết địa máy tính B) Để thực q trình này, thơng tin kiểm soát truyền với liệu Đầu tiên ứng dụng máy A cần gửi khối liệu chuyển khối cho tầng vận chuyển Tầng vận chuyển chia khối thành nhiều khối nhỏ phụ 5/11 Mơ hình truyền thông thuộc vào yêu cầu giao thức tầng đóng gói chúng thành gói tin (packet) Mỗi gói tin bổ sung thêm thơng tin kiểm sốt giao thức gọi phần đầu (Header) gói tin Thơng thường phần đầu gói tin cần có: Địa điểm tiếp cận giao dịch nơi đến (Ở 3): tầng vận chuyển máy B nhận gói tin biết ứng dụng mà cần giao Số thứ tự gói tin, tầng vận chuyển chia khối liệu thành nhiều gói tin cần phải đánh số thứ tự gói tin Nếu chúng đến đích sai thứ tự tầng vận chuyển máy nhận phát chỉnh lại thứ tự Ngồi có lỗi đường truyền tầng vận chuyển máy nhận phát yêu cầu gửi lại cách xác Mã sửa lỗi: để đảm bảo liệu nhận cách xác sở liệu gói tin tầng vận chuyển tính giá trị theo cơng thức có sãn gửi phần đầu gói tin Tầng vận chuyển nơi nhận thơng qua giá trị xác định gói tin có bị lỗi đường truyền hay không Bước tầng vận chuyển máy A chuyển gói tin địa máy tính đích (ở B) xuống tầng tiếp cận mạng với yêu cầu chuyển chúng Để thực yêu cầu tầng tiếp cận mạng tạo gói tin trước truyền qua mạng Tại giao thức tầng tiếp cận mạng thêm thơng tin điều khiển vào phần đầu gói tin mạng Mơ hình thiết lập gói tin Trong phần đầu gói tin mạng bao gồm địa máy tính nhận, dựa địa mạng truyền gói tin tới đích Ngồi có thông số mức độ ưu tiên… 6/11 Mô hình truyền thơng Như thơng qua mơ hình truyền thơng đơn giản thấy phương thức hoạt động máy tính mạng, xây dựng thay đổi giao thức tầng Các nhu cầu chuẩn hóa mạng Trong phần xem xét mơ hình truyền thơng đơn giản, thực tế việc phân chia tầng mơ hình thực chưa đủ Trên giới có số quan định chuẩn, họ đưa hàng loạt chuẩn mạng chuẩn có tính chất khuyến nghị không bắt buộc chúng quan chuẩn quốc gia coi trọng Hai số quan chuẩn quốc tế là: ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động bảo trợ Liên hợp Quốc với thành viên quan chuẩn quốc gia với số lượng khoảng 100 thành viên với mục đích hỗ trợ phát triển chuẩn phạm vi toàn giới Một thành tựu ISO lãnh vực truyền thông mô hình hệ thống mở (Open Systems Interconnection – gọi tắt OSI) CCITT (Commité Consultatif International pour le Telegraphe et la Téléphone) - Tổ chức tư vấn quốc tế điện tín điện thoại làm việc bảo trợ Liên Hiệp Quốc có trụ sở Geneva - Thụy sỹ Các thành viên chủ yếu quan bưu viễn thơng quốc gia Tổ chức có vai trị phát triển khuyến nghị lãnh vực viễn thông IV Một số mơ hình chuẩn hóa Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection) Mơ hình OSI sở dành cho việc chuẩn hố hệ thống truyền thơng, nghiên cứu xây dựng ISO Việc nghiên cứu mơ hình OSI bắt đầu ISO vào năm 1971 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết sản phẩm hãng sản xuất khác phối hợp hoạt động chuẩn hoá lĩnh vực viễn thông hệ thống thông tin Theo mơ hình OSI chương trình truyền thơng chia thành tầng với chức phân biệt cho tầng Hai tầng đồng mức liên kết với phải sử dụng giao thức chung Trong mô hình OSI có hai loại giao thức áp dụng: giao thức có liên kết (connection - oriented) giao thức khơng liên kết (connectionless) Giao thức có liên kết: trước truyền liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập liên kết logic gói tin trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên kết logic nâng cao độ an tồn truyền liệu 7/11 Mơ hình truyền thơng Giao thức không liên kết: trước truyền liệu không thiết lập liên kết logic gói tin truyền độc lập với gói tin trước sau Nhiệm vụ tầng mơ hình OSI: Tầng ứng dụng (Application layer): tầng ứng dụng quy định giao diện người sử dụng môi trường OSI, cung cấp phương tiện cho người sử dụng truy cập vả sử dụng dịch vụ củ mô hình OSI Tầng trình bày (Presentation layer): tầng trình bày chuyển đổi thông tin từ cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền liệu, nén liệu truyền mã hóa chúng trước truyền đễ bảo mật Tầng giao dịch (Session layer): tầng giao dịch quy định giao diện ứng dụng cho tầng vận chuyển sử dụng Nó xác lập ánh xa tên đặt địa chỉ, tạo tiếp xúc ban đầu máy tính khác sở giao dịch truyền thông Nó đặt tên quán cho thành phần muốn đối thoại riêng với Tầng vận chuyển (Transport layer): tầng vận chuyển xác định địa mạng, cách thức chuyển giao gói tin sở trực tiếp hai đầu mút (end-to-end) Để bảo đảm việc truyền ổn định mạng tầng vận chuyển thường đánh số gói tin đảm bảo chúng chuyển theo thứ tự Mơ hình tầng OSI Tầng mạng (Network layer): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển hướng, vạch đường gói tin mạng, gói tin phải qua nhiều chặng trước đến đích cuối Tầng liên kết liệu (Data link layer): tầng liên kết liệu có nhiệm vụ xác định chế truy nhập thông tin mạng, dạng thức chung gói tin, đóng gói tin 8/11 Mơ hình truyền thơng Tầng vật lý (Phisical layer): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào đường truyền vật lý để truyền dịng Bit khơng cấu trúc, ngồi cung cấp chuẩn điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối kết mức nối kết… Mơ hình SNA (Systems Netword Architecture) Tháng 9/1973, Hãng IBM giới thiệu kiến trúc mạng máy tính SNA (System Network Architecture) Đến năm 1977 có 300 trạm SNA cài đặt Cuối năm 1978, số lượng tăng lên đến 1250, theo đà nayđã có 20.000 trạm SNA hoạt động Qua số hình dung mức độ quan trọng tầm ảnh hưởng SNA toàn giới Cần lưu ý SNA khơng chuẩn quốc tế thức OSI vai trò to lớn hãng IBM thị trường CNTT nên SNA trở thành loại chuẩn thực tế phổ biến SNA đặc tả gồm nhiều tài liệu mô tả kiến trúc mạng xử lý liệu phân tán Nó định nghĩa quy tắc giao thức cho tương tác thành phần (máy tính, trạm cuối, phần mềm) mạng SNA tổ chức xung quanh khái niệm miền (domain) Một SNA domain điểm điều khiển dịch vụ hệ thống (Systems Services control point - SSCP) điều khiển tất tài nguyên đó, Các tài nguyên đơn vị vật lý, đơn vị logic, liên kết liệu thiết bị Có thể ví SSCP "trái tim khối óc" SNA Nó điều khiển SNA domain cách gói lệnh tới đơn vị vật lý, đơn vị vật lý sau nhận lệnh quản lý tất tài nguyên trực tiếp với đơn vị vật lý thực "đối tác" SSCP chứa tập khả SSCP Các Đơn vị vật lý đảm nhiệm việc quản lý nút SNA SNA phân biệt nút miền (Subarea node) nút ngoại vi (peripheral node) Một nút miền dẫn đường cho liệu người sử dụng qua tồn mạng Nó dùng địa mạng số hiệu đường (router suember) để xác định đường truyền tới nút mạng Một nút ngoại vi có tính cục Nó khơng dẫn đường nút miền Các nút nối điều khiển theo giao thức SDLC (Synchronous Data Link Control) Mỗi nút ngoại vi liên lạc với nút miền mà nối vào Mạng SNA dựa chế phân tầng, trước hệ thống ngang hàng không trao đổi trực tiếp Sau phát triển thành SNA mở rộng: Lúc hai tầng ngang hàng trao đổi trực tiếp Với tầng có tên gọi chức tất sau: 9/11 Mơ hình truyền thơng Tầng quản trị chức SNA (SNA Function Manegement) Tầng thật chia tầng làm hai tầng sau: Tầng dịch vụ giao tác (Transaction) cung cấp dịch vụ ứng dụng đến người dùng mạng SNA Những dịch vụ : DIA cung cấp tài liệu phân bố giũa hệ thống văn phòng, SNA DS (văn phòng dịch vụ phân phối) cho việc truyền thông bất đồng ứng dụng phân tán hệ thống văn phòng Tầng dịch vụ giao tác cung cấp dịch vụ cấu hình, dịch vụ quản lý để điều khiển hoạt động mạng Tầng dịch vụ trình diễn (Presentation Services): tầng liên quan với hiển thị ứng dụng, người sử dụng đầu cuối liệu hệ thống Tầng định nghĩa giao thức cho việc truyền thơng chương trình điều khiển truyền thơng mức hội thoại Tầng kiểm sốt luồng liệu (Data flow control) tầng cung cấp dịch vụ điều khiểnluồng lưu thông cho phiên từ logic đến đơn vị logic khác (LU - LU) Nó thực điều cách gán số trình tự, yêu cầu đáp ứng, thực giao thức yêu cầu đáp ứng giao dịch hợp tác giao dịch gởi nhận Nói chung yểm trợ phương thức khai thác hai chiều đồng thời (Full duplex) Tầng kiểm soát truyền (Transmission control): Tầng cung cấp điều khiển phần tài nguyên truyền mạng, cách xác định số trình tự nhận được, quản lý việc theo dõi mức phiên Tầng hỗ trợ cho việc mã hóa liệu cung cấp hệ thống hỗ trợ cho nút ngoại vi Tầng kiểm soát đường dẫn (Path control): Tầng cung cấp giao thức để tìm đường cho gói tin qua mạng SNA để kết nối với mạng SNA khác, đồng thời kiểm sốt đường truyền Tầng kiểm soát liên kết liệu (Data Link Control): Tầng cung cấp giao thức cho việc truyền gói tin thơng qua đường truyền vật lý hai node cung cấp điều khiển lưu thông phục hồi lỗi, hỗ trợ cho tầng giao thức SDLC, System/370, X25, IEEE 802.2 802.5 Tầng kiểm soát vật lý (Physical control): Tầng cung cấp giao diện vật lý cho môi trường truyền thông mà gắn với Tầng định nghĩa đặc trưng tín hiệu cần để thiết lập, trì kết thúc đường nối vật lý cho việc hỗ trợ kết nối 10/11 Mơ hình truyền thơng Tương ứng tầng kiến trúc SNI OSI 11/11 ...Mơ hình truyền thơng thành ba module là: Module truyền nhận File, Module truyền thông Module tiếp cận mạng Hai module tương ứng thực việc trao đổi với đó: Module truyền nhận file... truyền nhận file Ví dụ: truyền nhận thông số file, truyền nhận mẫu tin file, thực chuyển đổi file sang dạng khác cần Module truyền nhận file không cần thiết phải trực tiếp quan tâm tới việc truyền. .. liệu truyền từ tầng cao hệ thống truyền đến tầng thấp sau truyền qua đường nối vật lý dạng bit tới tầng thấp hệ thống nhận, sau liệu truyền ngược lên đến tầng cao hệ thống nhận 2/11 Mơ hình truyền