Bài giảng chuẩn Mạng truyền thông Chuong3

Truyền thông công nghiệp là một lĩnh vực quan trọng trong xã hội hiện đại, nơi mà thông tin và hình ảnh được sản xuất và truyền đi để tác động đến ý kiến và hành vi của công chúng. Môn học này không chỉ tập trung vào việc hiểu và áp dụng các phương pháp truyền thông trong môi trường kinh doanh, mà còn đề cập đến các vấn đề liên quan đến việc xây dựng hình ảnh thương hiệu, quảng cáo, truyền thông truyền hình, và các nền tảng truyền thông kỹ thuật số.

CHƯƠNG 3 NG 3 NG 3

KIẾN TRÚC MẠNG

VÀ MÔ HÌNH OSI

3.1 Dịch vụ truyền thông

Định nghĩa

Đặc điểm

Phân loại

Định nghĩa

Dịch vụ truyền thông mô tả những gì mà một mạng truyền thông cung cấp cho các thành phần muốn giao tiếp với nó: trao đổi dữ liệu, báo cáo trạng thái, tạo lập cấu hình, tham số hóa thiết bị, giám sát

thiết bị và cài đặt chương trình.

Đặc điểm

Dịch vụ truyền thông do các nhà cung cấp hệ thống truyền thông thực hiện bằng phần cứng hoặc bằng phần mềm.

Việc khai thác các dịch vụ đó từ phía người sử dụng phải thông qua phần mềm giao diện mạng.

Đặc điểm

Mỗi hệ thống truyền thông khác nhau

có thể quy định một chuẩn riêng về tậphợp các dịch vụ truyền thông của mình

Việc thực hiện các dịch vụ dựa trên cácnguyên hàm dịch vụ, gồm có:

Yêu cầu dịch vụ

Chỉ thị

Đáp ứng

Xác nhận

Dựa trên quan hệ giữa bên cung cấp dịch vụ, và bên yêu cầu dịch vụ cũng có thể phân biệt 2 loại dịch vụ sau:

3.2 Giao Thức

Định nghĩa

Các thành phần chính của giao thức Chức năng giao thức

Phân loại giao thức

Cú pháp: định dạng dữ liệu, phươngthức mã hóa và các mức tín hiệu.

Ngữ nghĩa: Thông tin điều khiển, điều

khiển lưu lượng và xử lý lỗi

Định nghĩa cấu trúc khung một cáchchính xác cho từng byte, các ký tự và bảntin.

Phát hiện và xử lý các lỗi

Chức năng giao thức

Phát hiện và xử lý các lỗi

Quản lý thứ tự các lệnh để đếm các bứcđiện, nhận dạng, tránh mất hoặc thu thừabản tin

Đảm bảo không nhầm lẫn giữa bứcđiện và lệnh.

Chỉ ra các thuộc tính khi lập các đườngnối đa điểm hoặc bán sông công

Chức năng giao thức

nối đa điểm hoặc bán sông công

Giải quyết các vấn đề xung đột thâmnhập, gửi khi chưa có số liệu, mất liên lạc,khởi động

Giao thức cấp cao

Phân loại giao thức

Giao thức cấp thấp

FTP (File Transfer Protocol) dùng trong

trao đổi file từ xa.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) dùng

để trao đổi các trang HTML trong các ứng

Giao thức cấp cao

để trao đổi các trang HTML trong các ứng dụng web.

MMS (Manufacturing Message Specification) dùng trong tự động hóa công nghiệp.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet

Protocol) được dùng phổ biến trong internet.

HART (Highway Adressable Remote Transducer) dùng trong điều khiển quá trình.

Giao thức cấp thấp

Transducer) dùng trong điều khiển quá trình.

HDLC (High Level Data-link Control) làm cơ sở

cho nhiều giao thức khác.

UART dùng trong đa số các giao diện vật lý của

các hệ thống bus trường.

3.3 Mô hình kiến trúc đa tầng

• Cơ sở xuất hiện kiến trúc đa tầng

• Các quy tắc phân tầng

• Mô hình kiến trúc đa tầng

• Nguyên tắc truyền thông đồng tầng

• Đơn vị dữ liệu được sử dụng trong

các tầng.

Sự khác biệt về kiến trúc mạng đã gây trở ngại cho người sử dụng khi kết nối liên mạng, ảnh hưởng đến sức sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm về mạng.

Cơ sở xuất hiện kiến trúc đa tầng

thụ các sản phẩm về mạng.

Cần xây dựng mô hình chuẩn làm cơ sở cho các nhà nghiên cứu và thiết kế mạng tạo ra các sản phẩm mở về mạng và tạo điều kiện cho việc phát triển và sử dụng mạng.

Vì vậy các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

đã ra đời Các nhà sản xuất đã có tiếng nói chung cho các sản phẩm

Cơ sở xuất hiện kiến trúc đa tầng

tiếng nói chung cho các sản phẩm của họ, đó là các chuẩn, các khuyến nghị quy định thiết kế và sản xuất các sản phẩm mạng.

Không định nghĩa quá nhiều tầng, số lượng tầng, vai trò và chức năng của các tầng trong mỗi hệ thống của mạng là như nhau, không quá phức tạp khi xác định và ghép nối các tầng Chức năng các tầng độc lập với nhau và có tính mở.

Các quy tắc phân tầng

Trong mỗi hệ thống, cần xác định rõ mối quan hệ giữa các tầng kề nhau, mối quan hệ này gọi là giao diện tầng (Interface) Mối quan hệ này quy định những thao tác và dịch vụ cơ bản mà tầng kề dưới cung cấp cho tầng kề trên và số các tương tác qua lại giữa hai tầng kề nhau là nhỏ nhất.

Các quy tắc phân tầng

Xác định mối quan hệ giữa các đồngtầng để thống nhất về các phương thứchoạt động trong quá trình truyền thông,mối quan hệ đó là tập các quy tắc và cácthoả thuận trong hội thoại giữa các hệthống, gọi là giao thức tầng

• Truyền dữ liệu:

– Dữ liệu không được truyền trực tiếp từ tầng thứ i của hệ thống phát sang tầng thứ i của hệ thống nhận (trừ tầng thấp

Các quy tắc phân tầng

thứ i của hệ thống nhận (trừ tầng thấp nhất- tầng vật lý).

– Dữ liệu được chuyển từ tầng cao xuống

tầng thấp nhất bên hệ thống phát và qua đường truyền vật lý.

• Truyền dữ liệu:

– Dữ liệu là chuỗi bit không cấu trúc

được truyền sang tầng thấp nhất của

Các quy tắc phân tầng

được truyền sang tầng thấp nhất của

hệ thống nhận và từ đó dữ liệu được chuyển ngược lên các tầng trên.

Kết luận

• Như vậy mỗi một tầng có hai quan hệ:

– Quan hệ theo chiều ngang: phản ánh sự hoạt động của các đồng tầng Các đồng tầng trước khi trao đổi thông tin với nhau phải bắt tay, hội thoại và thỏa thuận với nhau bằng các tham số của các giao thức, được gọi là giao thức tầng.

Kết luận

• Như vậy mỗi một tầng có hai quan hệ:

– Quan hệ theo chiều dọc: là quan hệ giữa các tầng kề nhau trong cùng một hệ thống Giữa chúng tồn tại giao diện xác định các thao tác nguyên thủy và các dịch

vụ tầng dưới cung cấp cho tầng trên Được gọi là giao diện tầng.

Mô hình kiến trúc đa tầng

Gói tin khi chuyển xuống qua các tầng sẽđược bổ sung thêm vào phần đầu bằngthông tin điều khiển của tầng.

Nguyên tắc truyền thông đồng tần

Việc thêm Header vào đầu các gói tin khi

đi qua mỗi tầng trong quá trình truyền

Encapsulation

Quá trình bên nhận sẽ diễn ra theo chiều ngược lại, khi đi qua các tầng, gói tin sẽ tách thông tin điều khiển

Nguyên tắc truyền thông đồng tần

gói tin sẽ tách thông tin điều khiển thuộc nó trước khi chuyển dữ liệu lên tầng trên.

Thông tin điều khiển giao thức PCI (Protocol Control Information):

Thông tin được thêm vào đầu các gói tin

Đơn vị dữ liệu

Thông tin được thêm vào đầu các gói tintrong quá trình hoạt động truyền thôngcủa các thực thể Ký hiệu N_PCI làthông tin điều khiển tầng N

Đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU (Service

dữ liệu truyền từ tầng (N+1) xuống tầng

N chưa thêm thông tin điều khiển

Đơ n vị dữ liệu giao thưc PDU (Protocol

Data Unit):

Đơn vị dữ liệu

Đơn vị dữ liệu giao thức tầng Ký hiệu PDU

= PCI + SDU, nghĩa là đơn vị dữ liệu giaothức bao gồm thông tin điều khiển PCI đượcthêm vào đầu đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU

3.4 Mô hình tham chiếu OSI

• Giới thiệu

• Nguyên tắc định nghĩa các tầng

mô hình OSI

• Các giao thức trong mô hình OSI

• Truyền dữ liệu trong mô hình OSI

• Vai trò và chức năng chủ yếu của

các tầng trong mô hình OSI

Mô hình OSI - Open Systems Interconnection

Reference Model – hoặc là OSI Model hoặc OSI Reference Model.

Thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải

kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy vi

Giới Thiệu

Lớp ứng dụng Lớp trình diễn Lớp phiên

Lớp giao vận Lớp mạng

Lớp liên kết dữ liệu

Lớp vật lý

Ưu điểm của quá trình phân lớp chức

năng khi xây dựng mô hình OSI:

‒ Tách hoạt động thông tin mạng thành các

phần nhỏ hơn, đơn giản hơn.

Giới Thiệu

phần nhỏ hơn, đơn giản hơn.

‒ Chuẩn hoá các thực thể chức năng của mạng.

‒ Cho phép các lớp chức năng phát triển một cách

độc lập mà không ảnh hưởng tới toàn cục.

‒ Tạo ra sự dễ hiểu trong quá trình xây dựng,

nghiên cứu giao thức.

Nguyên tắc định nghĩa các tầng

OSI xây dựng thành các lớp chức năng dựa trên nguyên tắc sau:

‒ Các chức năng gần tương đương nhau

Nguyên tắc định nghĩa các tầng

SAP

PCI (N) SDU (N+1) SAP: ĐiÓm cung cÊp dÞch vô

SDU: Ьn vÞ dữ liÖu dÞch vô Líp N+1

PDU (N)

SAP

SDU: Ьn vÞ dữ liÖu dÞch vô

PDU: Ьn vÞ dữ liÖu giao thøc

PCI: th«ng tin quản lý giao thøc

Líp N

Líp N-1

Giao thức hướng liên kết Giao thức trong mô hình OSI

Giao thức không liên kết

Trước khi truyền dữ liệu, các thực thể đồng tầng trong hai hệ thống cần phải thiết lập một liên kết logic.

Giao thức hướng liên kết

Chúng thương lượng với nhau về tập các tham

số sẽ sử dụng trong giai đoạn truyền dữ liệu.

Thiết lập liên kết logic sẽ nâng cao độ tin cậy và

an toàn trong quá trình trao đổi dữ liệu.

Dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp

dữ liệu, nhằm nâng cao độ tin cậy và hiệu quả của quá trình truyền dữ liệu.

Giao thức hướng liên kết

hiệu quả của quá trình truyền dữ liệu.

Sau khi trao đổi dữ liệu, liên kết sẽ

đượ c hủy bỏ.

Dữ liệu được truyền độc lập trên các tuyến khác nhau.

Giao thức không liên kết

Với các giao thức không liên kết chỉ có giai đoạn duy nhất truyền dữ liệu.

HS HP HA Data

HP HA Data

HA Data Data

HS HP HA Data

HP HA Data

HA Data Data

Truyền dữ liệu trong OSI

Là lớp dưới cùng mô hình phân lớp chức năng truyền thông của một

trạm thiết bị

Lớp vật lý

Nhiệm vụ chính là đảm nhiệm toàn

bộ công việc truyền dẫn dữ liệu

bằng phương tiện vật lý.

Lớp vật lý chỉ đề cập đến giao diện vật lý chứ hoàn toàn không đề cập

đến môi trường truyền thông.

• Giao diện vật lý giữa một trạm thiết

bị và môi trường truyền thông:

–Các chi tiết về cấu trúc mạng

Lớp liên kết dữ liệu

Chức năng chính của lớp liên kết dữ liệu

là cung cấp khả năng truyền dữ liệu tin

cậy qua môi trường truyền dẫn.

Ngoài ra, lớp liên kết dữ liệu còn thực hiện chức năng kiểm soát lưu thông và đồng bộ hóa việc chuyển

giao các khung dữ liệu.

– Đ iÒu khiÓn truy nhËp m«i tr−êng.

– Đ iÒu khiÓn lçi

– Đ iÒu khiÓn luång

• Cung cấp một kết nối và khả năng chọn đường giữa các host trong môi trường liên mạng

• Các thuật ngữ liên quan bao gồm:

Chức năng chính là cung cấp các dịch vụ cho việc thực hiện vận chuyển dữ liệu giữa các chương trình ứng dụng một

cách tin cậy bao gồm cả khắc phục lỗi và

điều khiển lưu thông

Lớp vận chuyển

điều khiển lưu thông

Để thực hiện việc vận chuyển hiệu quả, tin cậy thì một dữ liệu cần chuyển đi

được chia thành nhiều đơn vị vận

chuyển

• Các nhiệm vụ của lớp vận chuyển:

–Định vị các đối tác truyền thông.

–Xử lý lỗi và kiểm soát thông tin.

Lớp vận chuyển

–Xử lý lỗi và kiểm soát thông tin.

–Dồn kênh các nguồn dữ liệu.

– Đồng bộ hóa giữa các trạm đối tác.

• Các thuật ngữ liên quan:

–Địa chỉ cổng ứng dụng

– Phân mảnh và tái hợp luồng dữ liệu

Lớp vận chuyển

– Phân mảnh và tái hợp luồng dữ liệu

–Điều khiển kết nối: hướng kết nối vàkhông kết nối

–Giám sát lỗi và khắc phục lỗi

Lớp phiên

Thực hiện chức năng thiết lập, quản lý, giải phóng kiểm soát thông tin giữa hai host.

Đồng bộ hoá việc hội thoại của quá trình trình diễn và quản lý việc trao đổi thông tin.

Các thuật ngữ liên quan:

Điều khiển hội thoại

Đồng bộ

Cung cấp khả năng mã hoá

thông tin của lớp ứng dụng để sao cho thông tin này hoàn

Lớp trình diễn

sao cho thông tin này hoàn toàn có thể đọc được tại đầu

còn lại.

• Các thuật ngữ liên quan

Cung cấp ứng dụng trực tiếp cho người sử dụng các dịch

Lớp ứng dụng

cho người sử dụng các dịch

vụ mạng.

• Các thuật ngữ liên quan

–Truyền file

–Thư điện tử

Lớp ứng dụng

–Thư điện tử

– HTTP (giao thức truyền tải siêu văn bản)

–FTP giao thức truyền file

–DNS (domain name system)

3.5 Kiến trúc giao thức TCP/IP

• Giới thiệu

• Nguyên tắc định nghĩa các tầng

mô hình OSI

• Các giao thức trong mô hình OSI

• Truyền dữ liệu trong mô hình OSI

• Vai trò và chức năng chủ yếu của

các tầng trong mô hình OSI

TCP/IP – Tranmissmion Control Protocol/ Internet Protocol là kết quả nghiên cứu và phát triển giao thức trong mạng chuyển mạch gói thử nghiệm mang tên Arpanet.

TCP/IP dùng để chỉ cho cả một tập giao thức

Giới Thiệu

TCP/IP dùng để chỉ cho cả một tập giao thức

và dịch vụ truyền thông được công nhận thành chuẩn cho Internet.

Nếu tách riêng TCP và IP thì đó là những chuẩn riêng về giao thức truyền thông.

Giới Thiệu

3.6 Kiến trúc giao thức MMS

• Giới thiệu

Mỗi nhóm gồm 2 sinh viên thực

hiện nhiệm vụ sau:

Đặt 2 câu hỏi trắc nghiệm có 4 lựa chọn Nội dung câu hỏi nằm

trong chương 3.