bài giảng môn học kỹ thuật truyền tin, chương 18 potx

CHƯƠNG 18: ĐIỀU KHIỂN LIÊN KẾT DỮ LIỆU VI.1 Kiểm sốt lỗi Khi truyền tin hệ thống máy tính, khả xảy lỗi hỏng hóc phần nhiễu gây lớn
Các biện pháp để kiểm soát lỗi là: - So sánh từ tổng kiểm tra tin (FCS) phát thu Nếu FCS phát  FCS thu tin bị sai, yêu cầu phát lại - Nếu thời gian không nhận trả lời (time out) có vấn đề truyền tin yêu cầu phát lại - Đánh số thứ tự gói tin gửi để đảm bảo trật tự gói tin phịng ngừa tin
Cách tính FCS: - Phương pháp bit chẵn lẻ: (parity) Kiểm tra ngang (Vertical Redundancy Checking – VRC): Thêm “bit pariy” vào byte (kí tự) để phát lỗi Từng byte /kí tự Kiểm tra dọc (Longitudinal Redundancy Checking –LRC): Lỗi phát cho khối tin thay tìm lỗi byte /kí tự Trong phương pháp ta thêm vào khối tin byte tổng kiểm tra cuối (Characteristic Redundancy Checking) Byte tính phép lơgic XOR tất byte khối tin - Tính theo đa thức chuẩn G(x): Cho tin M(x) đa thức chuN G(x) có bậc r CRC n số dư T(x) phép chia M(x).xr theo modulo cho G(x) Trong mạng diện rộng ta thường dùng: CRC_16 : x16 + x15 + x2 + hay CRC_CCITT : x16 + 12 + x5 + x Trong mạng cục hay mạng diện rộng tốc độ cao ta dùng: CRC_32: x32 + x26 + x23 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4+x2+x+1
Mã sửa sai: Byte tổng kiểm tra tin (CRC/FCS) trình bày cho phép ta phát tin bị lỗi yêu cầu phát lại Để biết vị trí sai ta phải dùng mã sửa sai Để sửa sai bit, ta dùng tập mã Hamming dựa “bit chẵn lẻ” rải vào bít tin theo nguyên lý cân Parity để bit lỗi Trong trường hợp mã Hamming sửa sai bit, tin có k bit số bit parity r số bit tin parity phát n = k+r r bit kiểm tra đặt vị trí: 1, 2, , , 2i tạo cộng modulo giá trị nhị phân vị trí có bit tin “1” Vì bit kiểm tra chiếm vị trí 2i với i=1,2,4,…,2(r-1) độ dài cực đại từ mã Hamming n  2r-1 số cực đại bit tin bảo vệ k  (2r-1r) Số bit dư thừa mã sửa sai lớn, nên chủ yếu dùng truyền “đơn công” hệ thu thập số liệu từ xa (Vệ tinh) đa số dùng phát lỗi VI.2 Điều chỉnh thông lượng Điều chỉnh thông lượng để tốc độ phát số liệu phù hợp, không nhanh gây tắc nghẽn đường truyền, chậm làm cho hiệu suất đường truyền thấp Một biện pháp điều chỉnh thông lượng chế trượt cửa sổ (sliding windows) VI.2.1 Cơ chế cửa sổ Các thơng số cửa sổ: kích thước cửa sổ n bit, có 2n khoang, độ mở cửa sổ số khoang cho phép phát/Thu Ví dụ cửa sổ phát thu với n=3 độ mở =3 Cửa sổ phát Cửa sổ thu - Giới hạn gói tin biên nhận - Vùng số liệu phát chưa biên nhận -Giới hạn gói tin phát Hoạt động cửa sổ Phát /Thu với n = 3bit độ mở =1 Phát Vùng để nhận SL Thu a/ Bắt đầu b/ A-Phát c/ B- Thu d/ A- Nhận ACK Khi B- Thu: B chuyển tin lên tầng 3, trả lời ACK, chuN bị n vùng SL VI.2.2 Quá trình trao đổi số liệu hai máy A B Bản tin (Số liệu) phải đóng gói (bổ sung header), ví dụ: Seg ACK Số thứ tự gói TI Seg: Thứ tự cửa sổ phát, ACK: Thứ tự cửa sổ thu Seg ACK tương ứng với thứ tự gói tin phát gói tin thu Bên phát ta có: s.seg s ack Bên thu ta có: r seg r ack Bên phát tin sau phát, chờ trả lời phát tiếp Bên thu tin sau thu nhận phải xử lí để nhận tin phát tin Nhận tin r.seq phù hợp với s.ack trả lời biên nhận Phát tin s.seq phải phù hợp với r.ack phía Q trình phát tin chờ trả lời phát tiếp (stop and wait) tương ứng với giao thức “dừng chờ” Để độ mở cửa sổ (w = 1) phát gói số liệu phải chờ biên nhận (ACK) tiếp gói sau Nếu để w = phát gói liệu liên tiếp phải “dừng chờ” thơng báo trả lời kết nhận gói số liệu Do w = lưu lượng số liệu đường truyền lớn hơn, nghĩa hiệu suất đườngtruyền cao VI.2.3 Vận chuyển liên tục (pipelining) Ngược lại với trường hợp trên, phát đến thu xa (qua vệ tinh) , thời gian đợi trả lời ACK lâu hiệu suất đường truyền thấp, ta liên tục phát khơng chờ ACK Ví dụ, kênh vệ tinh có tốc độ 50kbps để lan truyền 500 msec gửi gói tin 20  4% 1000 bit 20ms Hiệu suất 520 đường truyền Khi phát liên tục gói tin khơng có vấn đề gì, gói tin bị lỗi ta phải phát lại Có cách phát lại:
 Phát lại từ n (go back n)
 Phát lại gói n ( selective repeat) Go back n: Time out ACK4 D D D D D D Error Discarded ( Huỷ bỏ) Phương pháp lãng phí đường truyền, số gói phát lại nhiều quản lý đơn giản, không cần nhớ đệm tầng để giữ tạm gói tin khơng số thứ tự sau gói tin bị lỗi Selective Repeat: E Time out ACK2 ACK3 ACK0 ACK1 ACK0 ACK1 E ACK8 D D cất tạm tầng chuyển 2-8 lên tầng Phương pháp đòi hỏi nhớ lớn để lưu giữ tạm gói tin sau gói hỏng việc quản lý phức tạp Nhưng số gói tin quản lý lại Bên phát sau nhận ACK8 phát liên tiếp gói 9,10,…; khơng phải phát lại gói 7,8 VI.3 Giao thức BSC HDLC Dựa sở giao thức người ta xây dựng giao thức truyền số để đảm bảo truyền tin tin cậy hiệu suất giao thức Hai giao thức đặc trưng cho tầng là: BSC HDLC VI.3.1.Giao thức BSC (Binary Synchonous Communication) Đây giao thức hướng kí tự (COP – Character Oriented Protocol) 1.1 Tập kí tự điều khiển ( cột bảng mã ASCII) SOH(01): Start of header ACK (06): Acknowledge STX(02): - Text DLE (10): Data Link escape ETX(03): End of Text NAK (15): Negative ACK EOT(04): End of Tranmission SYN (16): Synchonous ENQ(05): Enquiry ETB (17): End of Block 1.2.Dạng tin - Số liệu: - Để thông suốt tin: Khi phát số liệu gặp Byte chùng với DLE ta chèn thêm DLE thu khử bỏ DLE chen thêm N(S): thứ tự số phát, ADR: địa nơi - Điều nhận khiển: SYN SYN EOT ADR P/S ENQ 1
 Kết thúc trao đổi SL 1 polling: hỏi Selecting: chọn EOT có hai chức năng:
 Khởi tạo lại kết nối SYN SYN ACK ( NAK,EOT) 1.3 Trao đổi tin P Prima ry Chế độ hỏi (Polling M d ) Poll S Second EO T I(1 ar ) Chế độ chọn (selecting Mode) P Sele ct S N A EO T AC ACK(1) I(1 ACK(1) I(n) ACK( I(n) ACK(n ) EO T n) EOT Ở chế độ hỏi (Polling) - P gửi lệnh hỏi tất trạm, yêu cầu trạm gửi cho P - Nếu trạm Si có số liệu cần trao đổi với P, Si gửi số liệu khơng cịn số liệu để trao đổi - Si khơng có số liệu để trao đổi với P, Si gửi thông báo kết thúc EOT Ở chế độ chọn (Selecting) - P gửi lệnh chọn trạm Si - Nếu Si không sẵn sàng trao đổi với P, Si gửi thông báo NAK P kết thúc phiên giao dịch với Si việc gửi thông báo EOT Trong trường hợp ngược lại Si gửi ACK P gửi số liệu cho Si P chủ động kết thúc kết nối việc gửi thơng báo EOT khơng cịn số liệu gửi cho Si - 80 - VI.3.2 Giao thức HDLC (High level data link control) Đây giao thức hướng bit (BOP - Bit Oriented Protocol) 2.1.Dạng tin G(x): x16 + x12 + x5 + flag (Header) (128.1024 byte) byte 011111 Addre Contr Tin (số FCS 011111 flag Để thông suốt tin (transparent): phát số liệu bit “1” liên tiếp ta chèn thêm bit “0” để không nhầm lẫn với Flag (báo hiệu kết thúc tin) Khi thu bit “ 0” chèn thêm khử bỏ 2.2.Từ điều khiển Cho ta biết dạng tin: dạng I, dạng S, dạng U - Dạng I (Information): N(S) P/F N(R) - 81 - Bit 0= “0”: dạng I; N(S): thứ tự cửa sổ phát ; N (R): thứ tự cửa sổ chờ thu P =1: yêu cầu phải trả lời; F =1: bên thu trả lời - Dạng S (SuperVisor): điều khiển trao đổi số liệu Bit 0,1= “01”: dạng S 10 S P/F N(R) S = 00:RR, Receive Ready; nhận tới N(R)-1, chờ thu N(R) = 10: RNR, Not ; -, chưa thể thu N(R) = 10: REJ, Reject ; -, yêu cầu phát lại từ N(R) = 11: SREJ, Select Rej ; -, yêu cầu phát lại N(R) - Dạng U(Unnumbered): điều khiển trình nối, tách, thông báo… Bit 0,1=”11”: dạng U 11 M P/F M M M U = 1111p100: SABM: yêu cầu kết nối máy ngang = 1111p000: SARM: - - - - - - - - - - có phụ = 1100p001: SNRM:- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -,phụ thực = 1100p010: DISC: yêu cầu tách (kết thúc) = 1100F110: UA(Unnumbered Acknowlegde): đồng ý, chấp nhận Ngồi có lệnh reset RESET: khởi tạo lại kết nối Frame Reject FRMR: khước từ nhận gói liệu Command Reject CMDR: thơng báo khước từ thực lệnh 2.3 Trao đổi tin - Quá trình nối tách: - 82 - - Quá trình thu - phát: - 83 - Nhận xét HDLC: - Sơ đồ điều khiển tương đối đơn giản (khơng cần tập kí tự điều khiển) - Nhận bit by bit nên mềm dẻo, dễ tương thích với hệ khác - Overhead ngắn, tín hiệu điều khiển nên tốc độ cao - Thông suốt tin đơn giản, bổ sung bit HDLC coi chuN quốc tế thích ứng với hệ thống n phức tạp VI.4 Đặc tả giao thức(Protocol Specification) Để mô tả xác đầy đủ hoạt động giao thức ta sử dụng công cụ: đồ thị trạng thái, bảng trạng thái, chương trình cấu trúc mức cao; sơ đồ khung tin (frame sequence diagram) sơ đồ trao đổi gói tin Ví dụ đặc tả giao thức HDLC: - 84 - - 85 - ... hiệu suất đường truyền thấp, ta liên tục phát khơng chờ ACK Ví dụ, kênh vệ tinh có tốc độ 50kbps để lan truyền 500 msec gửi gói tin 20  4% 1000 bit 20ms Hiệu suất 520 đường truyền Khi phát... “dừng chờ” thông báo trả lời kết nhận gói số liệu Do w = lưu lượng số liệu đường truyền lớn hơn, nghĩa hiệu suất đườngtruyền cao VI.2.3 Vận chuyển liên tục (pipelining) Ngược lại với trường hợp trên,... dùng truyền “đơn công” hệ thu thập số liệu từ xa (Vệ tinh) đa số dùng phát lỗi VI.2 Điều chỉnh thông lượng Điều chỉnh thông lượng để tốc độ phát số liệu phù hợp, không nhanh gây tắc nghẽn đường truyền,