Tìm hiểu ngôn ngữVRML .doc.DOC

Tìm hiểu ngôn ngữVRML

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

Chơng I : Mở BàI

Sự xuất hiện của mạng máy tính vào những năm đầu của thập kỉ 60 đánh dấu một bớc phát triển vợt bậc về Công Nghệ Thông Tin (CNTT) trong xã hội loài ngời Cùng với thời gian sự kết hợp giữa máy tính và các hệ thống truyền thông,mà cụ thể là viễn thông, một cách ngày càng hoàn hảo hơn đã đem lại một chuyển biến có tính chất cách mạng trong vấn đề khai thác và sử dụng hệ thống máy tính Chính vì thế mà giờ đây chúng ta có thể :

- Chia sẽ tài nguyên mạng

- Dùng chung các thiết bị mạng nh: các ổ đĩa, máy in, modem… - Sử dụng các dịch vụ mạng nh: các trình duyệt web, mail, chat… - Tham gia hội thảo trực tuyến

- Phát triển hệ thống thơng mại điện tử…

Tuy nhiên khi thiết kế, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình Từ đó dẫn đến tình trạng không tơng thích giữa các mạng: phơng pháp truy nhập đờng truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau sự không tơng thích đó làm trở ngại cho sự tơng tác của ngời sử dụng các mạng khác nhau Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể chấp nhận dợc đối với ngời sử dụng Sự thúc bách của khách hàng dã khiến cho các nhà sản xuất và các nhà nghiên cứu, thông qua các tổ chức chuẩn hoá quốc gia và quốc tế tích cực tìm kiếm một sự hội tụ cho các sản phẩm mạng trên thị trờng Để có đợc điều đó, trớc hết cần xây dựng đợc một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm về mạng.

Vì lý do đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International organization for standardization – viết tắt là ISO ) đã lập ra (1997) một tiểu ban nhằm phát triển một khung chuẩn nh thế Kết quả là năm 1984, ISO đã xây dựng xong mô hình tham chiếu cho việc nối kết hệ thống mở (Reference model for open systems interconnection hay gọn hơn là OSI reference model) Mô hình này đ-ợc dùng làm cơ sở để nối kết các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán Từ “mở” ở đây nói lên khả năng hai hệ thống có thể nối kết để trao đổi thông tin với nhau nếu chúng tuân thủ mô hình tham chiếu và các chuẩn liên quan.

Chính vì thế nhận đợc đề tài Nguyên cứu về kiến trúc phân tầng và mô“

hình OSI của mạng máy tính” là điều kiện rất tốt để em đI sâu tìm hiểu về

mạng máy tính Sau một thời gian tìm tòi, nghiên cứu tàI liệu em đã hoàn thành công việc tuy nhiên điều quan trọng hơn là em đã có đợc một cáI nhìn sâu sắc hơn, đúng đắn hơn về mạng máy tính.

Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Hồ Bích Hà đã giúp đỡ em tận tình trong quá trình làm bài.

Chơng II : thân bài

I : kiến trúc phân tầng cho mạng máy tính

Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng,hầu hết các mạng máy tính hiện nay đều đợc phân tích và thiết kế theo quan điểm phân tầng Mổi hệ thống thành phần của tầng mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng, trong đó mổi tầng đợc xây dựng trên các tầng trớc đó.

Mổi hệ thống trong một mạng đều có cấu trúc tầng với số lợng và chức năng của mổi tầng là nh nhau.Trớc tiên là phải xác định số lợng tầng và chức năng của mổi tầng Sau đó là định nghĩa mối quan hệ giữa hai tầng kề nhau và mối quan hệ giữa hai tầng cùng cấp giữa hai hệ thống kết nối với nhau Mối liên hệ này ngời ta gọi là giao diện của hai tầng.

Chỉ có tầng thấp nhất là tầng vật lý thì dữ liệu mới đợc truyền đi dới dạng bit 0 và 1 trên đờng truyền vật lý còn trong thực tế đối với các tầng khác thì dữ liệu không trực tiếp truyền từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống khác Muốn dữ liệu truyền từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống khác thì dữ liệu phải đi từ tầng này xuống tầng thấp nhất, truyền qua đờng truyền vật lý rồi sau đó sẽ di chuyển lên tầng cao hơn.

Liên kết giữa tầng vật lý của hai hệ thống là liên kết thực còn liên kết giữa các tầng khác là liên kết ảo hay liên kết logic.

Mô hình của kiến trúc này nh sau: II MÔ HìNH THAM CHIếU OSI

Từ sự phân tầng nói trên cho nên việc chuẩn hoá các mạng máy tính từ các hãng khác nhau để chúng có thể truyền thông đợc với nhau là điều tất yếu

Các tổ chức đI đầu trong việc chuẩn hoá nh :

• International organization for standization(ISO) là tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế hoạt động dới sự bảo trợ của liên hợp quốc bao gồm các thành viên của các cơ quan tiêu chuẩn hoá của nhiều quốc gia.ISO tổ chức thành các ban kĩ thuật phụ trách nhiều lĩnh vực khác nhau của xử lý thông tin Mổi tổ chức lại chia thành nhiều tiểu ban, mổi tiểu ban gồm nhiều nhóm đảm nhận các vấn đề chuyên sâu.

• Commité consultative international pour télégraphe ét téléphone(CCITT) là tổ chức t vấn quốc tế về điện tín và điện thoại tổ chức này cũng hoạt động dới sự bảo trợ của liên hợp quốc với các thành viên thuộc các cơ quan bu chính viễn thông của các quốc gia hay t nhân cách hoạt động giống ISO nhng sản phẩm của nó không gọi là chuẩn mà gọi là khuyến nghị Tổ chức này ban hành khuyến nghị loại –V liên quan đến các mạng truyền dữ liệu, khuyến nghị loại –X liên quan đến các mạng truyền dữ liệu công cộng và loại –I dành cho mạng CSDN CCITT chuẩn hoá mạng sớm hơn ISO và sản phẩm của nó đợc tổ chức ISO thừa nhận và ban hành nh chuẩn quốc tế

và ngợc lại các chuẩn của ISO cũng đợc CCITT thừa nhận và ban hành nh là một khuyến nghị Các khuyến nghị chuẩn của CCITT nh là X.200,X.211,X.212,X.213,X.214,X.215,X.216,X.217 các chuẩn của ISO nh 8649,8822,8326,8072,8886,8802/2,8802/3,8802/4,8802/5,…

NgoàI hai tổ chức trên còn có institute of electrical and electronics engineers(IEEE),european computer manufactures association(ECMA), american national standards institute(ANSI),…là những tổ chức tiên phong trong việc chuẩn hoá mạng cục bộ.

Bằng một nổ lực toàn diện nhằm nhận diện và chuẩn hóa tất cả các cấp độ của sự truyền thông cần thiết trong mạng máy tính, tổ chức ISO đã phát triển một mô hình mạng gọi là mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở OSI(open systems interconnection) Mô hình này chia sự truyền thông thành bảy cấp độ Mô hình này đợc dùng làm cơ sở để kết nối các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán.

Nguyên tắc xây dựng mô hình tham chiếu OSI :

•Số lợng các tầng càng ít càng tốt, nghĩa là các tầng không thiếu,không thừa •Tạo ranh giới giữa các tầng sao cho ranh giới giữa các tầng và mô tả các dịch vụ là tối thiểu, đồng thời ta có thể chuẩn hoá giao diện tơng ứng.

•Quá trình phân tầng phảI làm sao cho các tầng có chức năng và công nghệ khác nhau thì tách biệt nhau.

•Các tầng có chức năng giống nhau thì đợc đặt vào một tầng.

•Định vị các chức năng của các tầng để khi ta thiết kế lại các tầng này thì không ảnh hởng đến các tầng khác kế nó.

•Tạo một tầng khi dữ liệu đợc xử lý một cách khác biệt.

•Khi ta thay đổi chức năng và giao thức của các tầng thì không ảnh hởng đến các tầng khác.

•Mổi tầng có giao diện với các tầng trên và dới nó.

Khi cần thiết thì ta có thể chia các tầng thành các tầng con •Có thể huỷ bỏ các tầng con khi cần thiết.

•Tạo các tầng con cho phép giao diện với các tầng kề cận.

Trong thực tế khi nghiên cứu về mô hình OSI không phảI tất cả các mạng đều phân tầng tơng ứng với mổi tầng trong số bảy tầng của mô hình OSI Mô hình này phục vụ cho nền công nghiệp máy tính nh là một điểm tham chiếu khi chúng ta đề cập tới các cấp độ hay các tầng trong mạng.

Điều thú vị của mô hình OSI chính là nó hứa hẹn giảI pháp cho vấn đề truyền thông giữa các máy tính là không giống nhau Hai hệ thống dù khác nhau thì nó cũng có thể truyền thông một cách hiệu quả nếu chúng cùng thực hiện một số điều kiện chung nhất:

•Chúng càI đặt cùng một tầng các chức năng truyêng thông.

•Các chức năng này đợc tổ chức thành cùngmột tập các tầng Các tầng đồng mức phảI cung cấp các chức năng nh nhau nhng phơng thức cung cấp không nhất thiết phảI nh nhau.

•Những tầng đồng mức phảI sử dụng giao thức chung Sau đây là kiến trúc phân tầng theo mô hình OSI:

Tuy nhiên để các điều kiện trên đợc đảm bảo thì cần phảI có các chuẩn Các chuẩn này phảI xác định chức năng và dịch vụ đợc cung cấp bởi một tầng cũng nh giao thức giữa các tầng đồng mức.

Để hiểu đợc cề tầng cũng nh giao thức giữa các tầng trớc hết ta tìm hiểu kháI niệm về thực thể(entity) Thực thể chính là một tiến trình trong hệ đa xử lý hay có thể là một chơng trình con.Ta quy ớc: (N)entity là thực thể tầng n

Nh vậy, mổi tầng trong hệ thống có một hoặc nhiều thực thể, thực thể tầng N (N) entity càI đặt các chức năng tầng N và giao thức truyền thông với (N) entity trong các hệ thống khác mổi thực thể truyền thông với các thực thể ở các tầng kề cận nó thông qua một giao diện Giao diện bao gồm một hoặc nhiều điểm truy cập dịch vụ (server access point-SAP) (N-1)entity cung cấp

dịch vụ cho (N)entity thông qua việc gọi các hàm nguyên thuỷ Hàm nguyên thuỷ chỉ rỏ chức năng cần thực hiện và đợc dùng để chuyển dữ liệu và thông tin điều khiển.

Tầng N+1 Interface

Interface Tầng N-1

Hình 3 : Quan niệm tầng theo mô hình OSI.

Tơng tác giữa các tầng kề nhau bằng bốn kiểu hàm nguyên thuỷ nh sau:

•Request (yêu cầu): là hàm nguyên thuỷ ngời sử dụng dịch vụ dùng để gọi một chức năng.

•Indication (chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà nhà cung cấp dịch vụ dùng để gọi một chức năng hay chỉ báo một chức năng đã đợc gọi ở một điểm truy cập dịch vụ SAP.

•Response (trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà ngời sử dụng dịch vụ dùng để hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyên thuỷ indication.

•Confirm (Xác nhận): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ dùng để hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi hàm Request ngay tại điểm truy cập dịch vụ đó.

Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ:

Hệ thống A hệ thống B ngời sử dụng dịch vụ

Hinh 4 : Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ Nhìn vào sơ đồ trên ta thấy rằng quy trình thực hiện một giao thức tơng tác theo trình tự thời gian giữa hai hệ thống nh sau:

• Tầng N của hệ thống A gửi xuống tầng N-1 một hàm Request.

• Tầng N-1 của hệ thống A cấu tạo một đơn vị dữ liệu để gửi yêu cầu đó sang tầng N-1 của hệ thống B theo giao thức mà tầng N đã xác định.

• Khi nhận đợc yêu cầu, tầng N-1 của hệ thống B chỉ báo lên tầng N của nó bằng hàm Indication.

• Tầng N của hệ thống B trả lời bằng hàm response gửi trở lại tầng N-1 kề nó • Tầng N-1 của hệ thống B cấu tạo dữ liệu để gửi trả lời đó về tầng N-1 của hệ thống A theo giao thức tầng N-1 đã xác định.

• Nhận đợc trả lời tầng N-1 của hệ thống A xác nhận với tầng N kề trên nó bằng hàm Confirm, kêt thúc quá trình giữa hai hệ thống.

Các hàm nguyên thuỷ đợc gọi đến hay gửi đI từ một điểm truy cập dịch vụ Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ là một kiểu hội thoại có xác nhận do ngời sử dụng dịch vụ sẽ đợc xác nhận do ngời sử dụng dịch vụ sẽ đợc xác nhận từ ngời cung cấp dịch vụ rằng yêu cầu đã đợc chấp nhận.

Đơn vị dữ liệu trong giao thức tâng N ký hiệu là (N)PDU (protocol data unit) Một thực thể ở tầng N của hệ thống này không thể truyền trực tiếo tới một thực thể tầng N của hệ thống khác mà nó phảI chuyển xuống tầng thấp nhất chẳng hạn nh tầng vật lý mà ở đó dữ liệu đợc truyền qua đờng truyền vật lý.

Đơn vị dữ liệu tầng N gọi tắt là (N)PDU khi chuyển xuống tầng N-1 sẽ trở thành một đơn vị dữ liệu cho dịch vụ của tầng N gọi tắt là (N-1)SDU Phần thông tin điều khiển của tầng N-1 là 1)PCI sẽ bổ sung vào đầu của 1)SDU và trở thành 1)PDU 1)PDU chuyển xuống N-2 sẽ trở thành (N-2)SDU ta lại thêm (N-2)PCI sẽ trở thành (N-2)PDU.

Mối quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu của các tầng trong một hệ thống Hình 5 : Quan hệ hiữa các đơn vị dữ liệu

Bên hệ thống nhận quá trình sẽ diễn ra trình tự ngợc lại khi qua mổi tầng PCI tơng ứng của mổi tầng sẽ đợc tách ra khỏi PDU trớc khi dữ liệu đI lên tầng

Phơng thức hoạt động của các tầng trong mô hình OSI :

Có hai phơng thức hoạt động chính: phơng thức có liên kết và phơng thức không liên kết.

+ Phơng thức hoạt động có liên kết là phơng thức hoạt động mà trong đó các thực thể đòng mức đợc thiết lập một liên kết logic trớc khi truyền dữ liệu Đối với phơng thức hoạt động có liên kết thì quá trình truyền thông phảI thông qua ba giai đoạn, mổi giai đoạn thờng thể hiện bằng một hàm tơng ứng.

•Thiết lập liên kết logic: các thực thể đồng mức ở hai hệ thống thoả hiệp với nhau về các tham số dùng trong giai đoạn truyền dữ liệu Giai doạn này thể hiện bằng hàm CONNECT.

•Truyền dữ liệu: dữ liệu đợc truyền kèm theo các quá trình kiểm soát lổi, kiển soát luồng dữ liệu nhằm tăng cờng hiệu suất và chất lợng truyền tin Giai đoạn này thể hiện bằng hàm DATA.

•Huỷ bỏ liên kết: giảI phóng các tàI nguyên hệ thống đã đợc cấp phát trong liên kết để cho liên kêt khác giai đoạn này thể hiện bằng hàm DISCONNECT.

Phơng thức này cho phép ta truyền dữ liệu có độ tin cậy cao do quá trình kiểm soát và quản lý chặt chẽ theo từng liên kết logic Tuy nhiên việc càI đặt đó là phức tạp.

Bằng cách sử dụng 4 hàm nguyên thuỷ đã có Request, Confirm, Indication,Response) kết hợp với 3 hàm trên ta sẽ có 12 thủ tục chính để xây dựng các dịch vụ và giao thức chuẩn theo mô hình OSI.

+ Phơng thức hoạt động không liên kết chính là phơng thức trong đó chỉ có duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu

Phơng thức này cho phép các PDU truyền đI đến đích bằng nhiều con đờng khác nhau rất thích nghi với sự thay đổi trạng tháI của mạng nhng sẽ rất khó khăn trong vấn đề tập hợp lại các PDU lu chuyển tới ngời sử dụng

Hai phơng thức hoạt động trên đều có u và nhợc điểm Tuỳ thộc vào yêu cầu về chất lợng, hiêu quả, độ tin cậy của việc truyền tin mà lựa chọn phơng thức truyền tin thích hợp Hai tầng kề nhau có thể sử dụng hai phơng thức khác nhau hoặc cùng nhau.

Tầng vật lý

1.Vai trò và chức năng của tầng vật lý

Nh đã trình bày ở trên, tầng vật lý cung cấp các phơng tiện điện, cơ ,chức năng, thủ tục để thiết lập,duy trì và giải phóng liên kết vật lý giữa các hệ

-Thuộc tính chức năng cung cấp các chức năng đợc thực hiện bởi cácphần tứ của giao diện vật lý, giửa một hệ thống và đờng truyền.

-Thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiểnviệc truyền các xâu bit qua đờng truyền vật lý.

Tầng vật lý là tâng thấp nhất giao diện với đờng truyền vật lý, khi dữ liệu từ tầng liên kết dữ liệu truyền trực tiếp tới tầng vật lý thì sẽ không có PDU cho

tầng vật lý, nghĩa là không có PCI cho tầng vật lý mà dữ liệu đợc truyền đi theo dòng bit Đây là điển khác biệt giữa tầng vật lý với các tầng khác

2 Môi trờng thực và môi trờng logic của tầng vật lý

Giả sử hai hệ thống A và B là hai hệ thống mở đợc nối với nhau thông qua một đoạn cáp đòng trục và một đoạn cáp quang Modem có nhiện vụ chuyển tính hiệu số từ hệ thống A thành tính hiệu tơng tự dể truyền trên cáp đồng trục và lại chuyển đổi trở lại thành tính hiệu số.TRANDUCER chuyển đổi tính hiệu điện thành ánh sáng để truyền trên cáp quang và biến đổi ngợc lại thành xung điện để đi vào hệ thống B.

SAP Liên kết đờng truyền vật lý Hinh 8:Môi trờng logic

Một thực thể vật lý là mội cấu trúc logic giao diện với mội đờng truyền vật lý Các thực thể đó có trong hệ thống A và B nhng cũng có mội thực thể vật lý giao diện giữa Modem vaTRANDUCER Thực thể này gọi là bộ chuyển tiếp hoạt động ở tầng vật lý giao diện giữa hai đơng truyền vât lý khác nhau.

Sẽ có một giao thức tồn tai giữa các thực thể đó để quy định phơng thức hoạt động cũng nh tốc độ truyền Giao thức này sẽ độc lập tối đa với đờng truyền vật lý để một hệ thống có thể giao diện với nhiều đờng truyền vật lý khác nhau Nh vạy giao thức cho tầng vật lý bao gồm giao thức giữa các thực thể và giao thức với đờng truyền.

3 Phân biệt hai khái niệmDTEvà DCE

DTE(data terminal equipment) là thiết bị đầu cuối dữ liệu DTE là thuật ngữ chung dùng để chỉ các máy của ngời sử dụng cuối, có thể là một máy tính hoặc một trạm cuối(terminal) Tất cả các ứng dụng của ngời sử dụng nh chơng trình dữ liệu đều nằm ở DTE Các máy tính nối lại với nhau nhằm cho các DTE có thể trao đổi dữ liệu, chia sẽ tài nguyên.

DCE(data circuit terminating equipment) là thiết bị cuối kênh dữ liệu DCE là thuât ngữ chung để chỉ các thiết bị làm nhiệm vụ nối các DTE với các đờng truyền thông Nó có thể là một Modem,Transdecer, Hay nó có thể là một máy tính với nhiệm vụ nh một nút mạng DCE có thể đợc cài đặt ngay bên trong DTE hoặc đứng độc lập Nhiệm vụ chính của nó là chuyển đôỉ tính hiệu biểu diễn dữ liệu của ngời sử dụng thành dạng tín hiệu chấp nhận đợc của đ-ờng truyền và ngợc lại.

4 Các chuẩn quan trọng cho giao diện vật lý.

Hai chuẩn tơng ứng của CCITT và EIA nhằm định nghĩa giao diện tầng vật lý giữa DTE và DCE.

-Về phơng diện cơ thì chuẩn này sử dụng đầu nối 25 chân nên ta phải dùng cáp 25 sợi để nối DTE và DCE.

-Về phơng diện điện thì chuẩn này quy định các tín hiệu số nhị phân:

0 tơng ứng với mức điện thế nhỏ hơn -3V và 1 tơng ứng với mức điện thế lớn hơn +3V Tín hiệu qua giao diện này không vợt quá 20kb/s với khoảng cách d-ới 15 m.

Trong chuẩn này có các mạch,mổi chiều có một mạch dữ liệu nên có thể hoạt động phơng thức hoạt động hai chiêud đồng thời.Một dây đất đợc cách ly bảo vệ còn lại làm việc nh là mạch trả lời cho cả hai mạch dữ liệu.

Một số mạch chuẩn trong chuẩn này nh sau: -data set ready(CC)-data terminal ready(CD)

-transmitter signal element

Dữ liệu đợc tạo bởi DTE Dữ liệu nhận đợc bởi DTEDTE muốn truyền dữ liệu

DCE sẵn sàng để truyền trả lời cho

Với phơng thức truyền đồng bộ thì phải có tín hiệu đồng hồ để đồng bộ hoá các bit Nếu một Modem đồng bộ đựôc thì dùgn cả hai chức năng điều chế và giải pháp điều chế đều phải có môtỵ tín hiệu đồng hồ để thực hiện việc giải mã và mã hoá tín hiệu Vì vậy,Modem cần cc\ung cấp các đồng hồ gửi và nhận cho xcác mạch điều khiển giao diện các DTE Néu ta dùng Modem không đồng bộ thì sẽ không cần có đồng hồ trong Modem Nếu hai thiết bị quá gần thì hai DTE có thể truyền trực tiếp tín hiệu cho nhau Hiệ nay chuẩn này còn có tên là EIA-232-D

chuẩn này ra đời nhằm khắc phục sự hạn chế về tốc độ và khoảng cách EIA cho ra đời một tập chuẩn mới để thay thế cho các chuẩn trên nh:

RS-449,RS-422-A,RS-423-A RS-449 định nghĩa các đặc trng cơ,chức năng, thủ tục

Nhìn chung các chuẩn mới này tiên tiến hơn chuẩn cũ vì nó tiếp nhận các u việt của công nhgệ mạch tổ hợp Khắc phục đợc tốc độ và khoảng cách truyền dẩn.

các khuyến nghị loại X của CCITT

có rất nhiều hệ thống sử dụng khuyến nghị loại này của CCITT cho tầng vật lý khuyến nghị X21 đặc tả một đầu nối 15 chân sử dụng với các mạch nh sau: dụng lẫn thông tin điều khiển, phụ thuộc vào trạng thái của C và I

-Nh T cho hớng ngợc lại-cung cấp thông tin điều khiển tới DCE

-thực hiện đồng bộ byte DCE-DTEDCE-DTE

Giống nh RS-232-C và RS-449 có mạch truyền theo cả hai chiều Các mạch ở đây có thể cung cấp cả dữ liệu ngời sử dụng lẫn thông tin điều khiển Nhoài ra còn có hai mạch khác là C và I tơng ứng cho mỗi chiều dành chỉ thông tin điều khiển và trạng thái Chúng không mang các dòng dữ liệu số mà có thể là trạng thái ON hay OFF X21 đợc định nghĩa cho chế độ truyền đồng bộ nên có một mạch đồng bộ bít X21 chấp nhận chế độ truyền cân bằng và không cân bằng nên cũng có sự hạn chế về tốc độ và khoảng cách.

Trong một số trờng hợp thì chỉ có chế độ cân bằng đựơc sử dụng trên tất cả các mạch Tất cả các thủ tục định nghĩa cho các mạch X21 đợc thực hiện qua một dạng chuyển mạch kênh X21 sử dụng các chuổi ký tự điều khiển tạo ra một tập không giới hạn các khả năng tuy chọn dành cho các yêuànafu trong t-ơng lai.

X21 thể diện tính mềm dẻo và hiệu quả hơn so với chuẩn 232-C và RS-449.

Ngoài X21,CCITT còn định nghĩa khuyến nghị X21 bit để dung cho tầng vật lý của các mạch chuyển mạch gói X25 X21 bit sử dụng mạch V.24.

Ngoài các chuẩn nói trên thì CCITT còn đa ra một số khuyến nghị về các dịch vụ giữa các tầng vật lý, và tầng liên kết dữ liệu của mô hình OSI có tên là X.211.chuẩn này mô tả việc sử dụng 6 hàm nguyên thuỷ để thiết lập, duy trì và huỷ bỏ một liên kết vật lý.

tầng liên kết dữ liệu

1 Vai trò và chức năng của tần liên kết dữ liệu

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phơng tiện truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo độ tin cậy thông qua cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát luồng dữ liệu

Có nhiều giao thức đợc xây dựng cho tầng liên kết ở dữ liệu gọi chung là DLP (Data Link Protocol) Các DLP đợc chia thành hai loại: đồng bộ (synchronous DLP ) và dị bộ (asynchronous DLP ) Loại đồng bộ lại chia thành hai nhóm là hớng kí tự (character-oriented) và hớng bit (bit-oriented).

Hình sau minh hoạ giao thức cho tầng liên kết dữ liệu:

Hình 9: Các giao thức tầng liên kết dữ liệu

a) DLP không động bộ (dị bội)

Giao thức này sử dụng phơng thức truyền không đồng bộ Trong dòng dữ liệu cần truyền đi ngời ta sử dụng các bit đặc biệt START và STOP để đánh dấu bit đầu tiên và bit cuối của xâu bit biểu diễn ký tự Phơng thức này không cần có sự đồng bộ giữa ngời gửi và ngời nhận Nó cho phép kí tự dữ liệu đợc truyền đi bất kỳ lúc nào mà không càn chú ý đến các tín hiệu đã đồng bộ trớc đó Đây là phơng thức truyền đơn giản nên nó đợc sử dụng trong hầu hết các máy tính cá nhân có tốc độ thấp.

b) DLP đồng bộ

Phơng thức này không dùng các bit đặc biệt nh phơng thức trên mà nó chèn các kí tự đặc biệt nh SYN (Synchronization), EOT (end of transmission) hay đơn giản chỉ là mộ cờ giữa các dữ liệu của ngời sử dụng để báo hiệu cho ngời nhận biết dữ liệu

Hệ thống truyền thông đòi hỏi hai mức đồng bộ hoá:

-ở mức vật lý: để giữ đồng bộ giữa các đồng hồ của ngời gửi và ngời nhận -ở mức liên kết dữ liệu: để phân biệt dữ liệu với các cờ và các bit điều khiển khác.

2.Giao thức hớng kí tự.

Giao thức hớng kí tự đợc xây dựng dựa vào một ký tự đặc biệt trên một bộ mã chuẩn nào đó Giao thức này dùng cho các ứng dụng điểm nối điểm lẫn nhiều điểm Giao thức này áp dụng cho 3 phơng thức truyền khác nhau: Một chiều, hai chiều luân phiên, hai chiều đồng thời.

Phơng thức một chiều có các giao thức truyền tệp Kermit cho phép truyền file giữa hai máy PC hay giữa một máy PC và một máy chủ.

Data lind Protocols(DLPs)

Character-Oriented Bit-Oriented

Phơng thức hai chiều luân phiên có giao thức BSC (Binary Synchronous Control) Giao thức này đợc ISO lấy làm cơ sở để xây dựng giao thức hớng kí tự chuẩn quốc tế với tên gọi Basic Mode.

Phơng thức hai chiều đồng thời có rất ít giao thức

Giao thức BSC áp dụng cho trờng hợp điểm - điểm, hoặc nhiều điểm với ph-ơng thức truyền hai chiều luân phiên.

Các kí tự đặc biệt bao gồm:

SOH (start of header) để chỉ bắt đầu của phần header của một đơn vị thông tin chuẩn.

STX (start of text) chỉ sự kết thúc một header và bắt đầu của phần dữ liệu ETX (end of text) chỉ sự kết thúc của phần dữ liệu

EOT (end of transmission) để chỉ sự kết thúc việc truyền dữ liệu và giải phóng liên kết

ETB (end of transmission Block) để chỉ sự kết thúc của một khối dữ liệu khi dữ liệu đợc chia thành nhiều khối.

ENQ (enquiry) để yêu cầu phúc dáp từ một trạm xa.

DLE (Data link escape) dùng thay đổi ý nghĩa của các kí tự điều khiển truyền tin khác.

ACK (acknowledge) báo cho ngời gửi biết đã nhận tốt thông tin

NAK (Negateve Acknowledge) để báo cho ngời gửi biết đã nhận không tốt thông tin

SYN (Synchronous Idle) kí tự đồng bộ dùng để duy trì sự đồng bộ giữa ngời gửi và ngời nhận.

Trong giao thức này, khuôn dạng tổng quá của một khung dữ liệu nh sau:

Thông tin điều khiển dữ liệu

- Header chứa thông tin điều khiển, thông thờng nó bao gồm số thứ tự của khung và điạ chỉ của trạm đích.

- BCC (Block Check Character) là 8 bit kiểm tra lõi theo kiểu bit chẵn lẻ cho các kí tự thuộc vùng text đối với giao thức Basic Mode và 16 bit theo phơng pháp kiểm tra lỗi vòng CRC-16 đối với giao thức

Trong giao thức BSC/Basic mode có các thủ tục chính nh sau: + Mời truyền tin:

Trạm A muốn mời trạm B truyền tin thì A sẽ gửi lệnh sau đến B:

EOT : dùng để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển B: là địa chỉ của trạm đợc mời truyền tin

Khi nhận lệnh này nếu có tin để truỳên đi thì trạm B cấu trúc tin theo dàng chuẩn và gửi đi Nếu không có tin để truyền đi B gửi lệnh EOT để trả lời.

Trạm A sau khi gửi lệnh nếu quá một thời gian mà không nhận đợc trả lời của B hay nhận đợc trả lời sai thì nó sẽ chuyển sang trạng thái phục hồi.

Nếu trạm B sau mộ tthời gian mà không nhận đợc trả lời hay trả lời sai thì nó chuyển sang trạng thái phục hồi.

+ Yêu cầu trả lời:

•Một trạm cần trạm kia trả lời một yêu cầu nào đó đã gửi đi thì nó chỉ cần gửi lệnh ENQ.

•Ngừng truyền tin gửi lệnh EOT

•Muốn giải phóng liên kết gửi lệnh DLE và EOT + Trạng thái phục hồi nh sau:

Lặp lại lệnh đã gửi n lần hay gửi yêu cầu trả llơi n lần hay kết thcú truyền bằng cách gửi lệnh EOT

3.Giao thức hớng bit

- Giao thức HDLC (Hight- level Data link control)

HDLC là giao thức hớng bit nghĩa là các phần tử của nó đợc xây dựng từ cấu trúc nhị phân và khi nhận dữ liệu thì nó sẽ đợc tiếp nhận lần lợt từng bit một Giăo thức này sử dụng cho cả hai trờng hợp: điểm -điểm và nhiều điểm với phơng thức truyền hai chiều đồng thời.

Khung HDLC có hai khuôn dạng: chuẩn và mở rộng Khuôn dạng tổng quát của một khung của HDLC nh sau: Flag Address Control Informtion FSC Flag

Hình: Khuôn dạng tổng quát một khung HDLC

+Flag đánh dấu bắt đầu và kết thcú một khung Frame, vùng này có kích thứơc là 8 bit nh sau: 01111110 Để tránh sự xuất hiẹn mã này trong nội dung của khugn ngời ta có cơ chế nh sau: khi dữ liệu truyền đi, nếu có một xâu bit có 5 bit liên tiếp thì chèn vào một bit 0 Khi nhận nếu thấy xuất hiện một bit 0 sau 5 bit 1 thì tự động bỏ bit 0 này đi.

+Address: vùgn địa chỉ của trạm đích của khung nó có kích thớc 8 bit với dạng chuẩn và 16 bit với dạng mở rộng.

+Control: là vùng định danh các loại khung khác nhau của HDLC HDLC có 3 loại khung chuẩn :

• Khung loại U (unnumbered frame) dùng để thiết lập nên liên kết dữ liệu theo phơng thức hoạt động khác nhau và giải phóng liên kết khi cần thiết Đây là khung điều khiển Các bit của vùng control đối với khung loịa U nh sau:

Khung loại U có 5 bit M dùng để định danh nên sẽ có 32 khung loại U khác nhau.

P/F (poll/final bit) là bit thể hiện khung này là khung yêu cầu hay một khung trả lời Nếu là bit P thì ta có khung yêu cầu và nếu là bit F thì ta có khung trả lời, nếu p=1 thì trao quyền truyền tin cho trạm đích, trong phơng thức trả lời chuẩn nếu F=1 thì chỉ rằng đây là khung cuói cùng trong dãy khung đã truyền đi của trạm client Sau đó trạm client sẽ ngừng truyền tin cho đến khi nhậnhd dợc sự cho phép của trạm chủ.

Sau đây là 5 khung loại U thông dụngvới các bit của vùng điều khiển nh sau:

, SNRM (Set Normal Response Mode) : phơng thức trả lời chuẩn.

Phơng thức trả lời chuẩn đợc sử dụng trong trờng hợp cấu hình không cân bằng, tức có một trạm điều khiển và các trạm bị điều khiển

, SARM (Set Asynchronous Response Mode): phơng thức trả lời dị bội.

Phơng thức trả lời dị bội cũgn đợc sử dụng trong trờng hợp cấu hình không cân bằng nhng các trạm tớ đợc phép tiến hành việc truyền tin mà không cần sự cho phép của trạm chủ Phơng thức này dùng trong trờng hợp điểm -điểm với phơng thức truyền hai chiều.

, SABM (Set Asynchronous Balanced Mode): Phơng thức dị bội cân bằng.

Phơng thức này sử dụng trong trờng hợp điểm- điểm với phơng thức truyền hai chiều, hai trạm đều có vai trò nh nhau.

, DISC (Disconnect) đợc sử dụng để giải phóng liên kết khi cần thiết

, UA (Unnumbered Acknowledgement) dùng để trả lời cho các khung loại U khác.

• Khung loại I (Information Frames): dùng để chứa thông tin của ngời sử dụng và trong đó có đánh số thứ tự để kiểm soát Các bit của vùng control đối với khung loại I nh sau:

0 N(S) P/F N(R)

N(S) là chỉ số thứ tự của khung I mà trạm gửi đang chờ để nhận và cho biết rằng đã nhận tốt các khung có số thứ tự từ khung này trở về trớc.

• Khung loại S (Supervisory Frames) là khung điều khiển dùng để kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu trong quá trình truyền tin Các bit của vùng control đối với khung loại S nh sau:

Hai bit S để định danh nh vậy có 4 khung loại S:

, Nếu hai bit S có giá trị 0 0 thì ta có khung RR (Receive Ready), khung này dùng để thông báo rằng trạm này sẵn sàng nhận tin và cũng thông báo rằng đã nhận tốt các khung cho đến khung thứ N(R)-1.

, Nếu hai bit có giá trị 1 0 thì ta có khung RNR (Receive Not Ready), khung này dùng để thông báo rằng trạm này không sẵn sàng nhận tin đồng thời đã nhận tố các khung có thứ tự đến N(R)-1.

, Nếu hai bit S có giá trị 0 1 thì ta có khung REJ (Reject) khung này yêu cầu truyền hoặc truyền lại các khung từ N(R) trở đi và đồng thời ám chỉ rằng đã nhận tố các khung từ N(R)-1 về trớc.

, Nếu hai bit S có giá trị là 1 1 thì ta có khung SREJ (Selective Reject) khung này dùng để yêu cầu truyền hoặc truyền lại khung N(R) và đồng thời ám chỉ rằng đã nhận tốt các khung từ N(R)-1 về trớc.

+Information: là vùng chứa thông tin cần truyền đi

+FSC (Frame check Sequence) là vung ghi mã kiểm soát lỗi cho nội dung của khung với phơng pháp kiểm tra vòng CRC.

- Các giao thức cải biên từ HDLC:

LAP ( link Access Procedure) tơng ứng với phơng thức trả lời dị bội của HDLC trong trờng hợp không cân bằng.

LAP- B (link Access Procedure Balanced) tơng ứng với phơng thức dị bội cân bằng của HDLC trong trờng hợp cân bằng.

 tầng mạng

1 Vai trò và chức năng của tầng mạng.

Tầng mạng cung cấp các phơng tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng thậm chí qua một mạng của các mạng.

Hai chức năng quan trọng của mạng là chọn đờng và chuyển tiếp Tầng mạng đợc đánh giá là phức tạp nhất trong số các tầng của mô hình OSI bởi vì nó phải đáp ứng nhiều kiểu mạng và các dịch vụ cung cấp bởi nhiều mạng khác nhau Một mạng chuyển mạch bao gồm nhiều nút và nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu Mỗi gói dữ liệu đợc truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác phải đợc chọn đờng qua một chuỗi các nút Mỗi nút nhận gói dữ liệu

và chuyển tiếp tới một nút khác Nh vậy mỗi nút trung gian đều có chức năng chuyển tiếp và chọn đờng nằm ở tầng mạng.

Ngoài ra tầng mạng còn có một số chức năng nh thiết lập, duy trì và giải phóng các liên kết logic, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, phân kênh, dồn kênh, cắt hợp dữ liệu.

2 Kỹ thuật chọn đờng.

Chọn đờng là việc lựa chọn một con đờng để truyền một đơn vị dữ liệu từ trạm nguồn đến trạm đích Chính vì vậy kỹ thuật chọn đờng phỉa thực hiện hai yếu tố sau đây:

- Quyết định chọn đờng theo tiêu chuẩn tối u nào đó.

- Cập nhật thông tin chọn đờng theo chức năng đã nói ở trên Có nhiều kỹ thuật chọn đờng khác nhau:

- Nếu dựa vào sự phân tán của các chức năng chọn đờng trên các nút của mạng thì ta có hai kỹ thuật chọn đờng là tập trung và phân tán.

- Nếu dựa vào sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng thì ta có kỹ thuật chọn đờng tĩnh hay thích nghi.

Ngoài ra, kỹ thuật chọn đờng còn phụ thuộc vào một số tiêu chuẩn tối u nào đó nh topo mạng, thông lợng, mục đích sử dụng v.v Tiêu chuẩn tối u này phụ thuộc vào ngời thiết kế hay quản lý mạng.

Kỹ thuật chọn đờng tập trung:

Kỹ thuật này đợc đặc trng bởi sự tồn tại của một vài trung tâm điều khiển mạng thực hiện việc chọn đờng, sau đó gửu các bảng chọn đờng (routing table) tới tất cả các nút dọc theo con đờng đã đợc chọn đó Tất cả thông tin cần dùng cho viẹc chọn đờng đợc cất giữ tại trung tâm điều khiển mạng Các nút mạng có thể không gửi bất kỹ thông tin vào về trạng thái của chúng tới trung tâm, có thể gửi theo định kỳ, hoặc có thể gửi khi xảy ra một sự kiện nào đó Trung tâm điều khiển sẽ cập nhật các bảng chọn đờng dựa vào các thông tin nhận đợc đó.

Kỹ thuật chọn đờng phân tán.

Kỹ thuật này không tồn tại các trung tâm điều khiển, các quyết định đợc thực hiện tại mỗi nút của mạng Tuỳ theo độ thích nghi của giải thuật mà có sự trao đổi thông tin giữa các nút mạng.

Kỹ thuật chọn đờng không thích nghi

Còn gọi là kỹ thuật chọn đờng tĩnh có thể là tập trung hay phân tán nhng nó không đáp ứng với mọi sự thay đổi trên mạng Việc chọn đờng này đợc thực hiện mà không có sự trao đổi thông tin, không đo lờng và không câpọ nhật thông tin Tiêu chuẩn chọn đờng và con đờng đợc chọn không thay đổi giữa chừng mà đợc chọn cho toàn cuộc Kỹ thuật chọn đờng này rất đơn giản nên đợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạng ổn định.

Kỹ thuật chọn đờng thích nghi

Kỹ thuật chọn đờng này có khả năng đáp ứng đối với các trạng thái khác nhau của mạng Đây là yếu tố quan trọng đặc biệt đối với các ứng dụng thời gian thực, yêu cầu đầu tiên của ngời sử dụng là mạng phải có khả năng cung cấp các con đờng khác nhau để dự phòng sự cố và thích nghi với các thay đổi trên mạng Mức độ thích nghi của một kỹ thuật chọn đờng đợc đặc trng bởi sự trao đổi thông tin chọn đờng trong mạng Trờng hợp không trao đổi gì cả là trờng hợp đơn giản nhất Mỗi nút hoạt động một cách độc lập với thông tin riêng của mình để thích nghi với sự thay đổi của mạng theo một phơng thức nào đó Trờng hợp coa hơn thì thông tin về trạng thái của mạng có thể đợc cung cấp từ các nút láng giềng hoặc từ tất cả các nút khác Thông tin chọn đờng bao gồm:

-Trạng thái của đờng truềyn -Các độ trễ truyền dẫn -Mức độ lu thông

-Các tài nguyên khả dụng -v.v

Khi có sự thay đổi trên mạng nh thêm bớt một nút hay thay đổi tình trạng mạng thì các thông tin cần phải cập nhật Phần lớn các kỹ thuật chọn đờng thích nghi và phân tán đáp ứng nhanh với các biến cố tốt mà lại đáp ứng chậm với các biến cố xấu Chẳng hạn nh một đờng truyền trên một con đờng đã chọn bị sự cố thì thông tin này không đợc truyền đi với tốc độ cần thiết nên các gói tin vẫn truyền đi trên đờng truyền gây ra hiện tợng tắt nghẽn Bên cạnh đó, các gói tin hay có hiện tợng lẩn quẩn trong mạng mà không bao giờ đến đích Chính vì thế mà phải có những giải pháp cho các vấn đề trên.

Giải thuật tìm đờng tối u:

Giải thuật chọn đờng tập trung (Dijkstra)

Vấn đề đặt ra là tìm con đờng có độ dài ngắn nhất từ một nút cho trớc tới mỗi nút còn lại của mạng Giải thuật này sẽ từng bớc thiết kế một con đờng ngắn nhất có gốc tại nút nguồn cho tới khi nút xa nhất của mạng đã đợc đa vào.

Giả sử có một mạng có liên kết hia chiều đồng thời và độ dài (hay còn gọilà giá) cho cả hai chiều đợc ghi bên mỗi liên kết Gọi l(i,j) là độ dài đờng nối trực tiếp hai nút i và j.

L(i, j) = ∞ nếu tồn tại đờng nối giữa hai nút.

Nk là tập hợp tạo thành bởi k+1 phần tử: nguồn và k nút gần nguồn nhất sau k bớc thực hiện giải thuật.

Dk(n) là độ dài từ nguồn tới nút n theo con đờng ngắn nhất bao hàm trong Nk Với sơ đồ mạng sau, giả sử nút 1 là nút nguồn:

Thuật toán này sẽ dừng lại khi tập N chứa tất cả các nút.

Với mạng ở trên thì có 6 nút mạng, áp dụng giải thuật trên thì sau 6 bớc ta xẽ có một con đờng tối u từ 1 đến các nút khác với bảng chọn đờng nh sau:

<Giải thuật chọn đờng phân tán (Ford và Fulkerson)

Giải thuật này cho phép tìm con đờng ngắn nhất từ tất cả các nút tới một đích chung Giải thuật này thực hiện các bớc lặp sau k bớc thì mỗi nút đợc đánh dấu bởi cặp giá trị (nk(v), Dk(v)), trong đó:

Dk(v) là độ dài cực tiểu hiện tại từ một nút v bất kỳ tới đích;

nk(v) là nút tiếp theo hiện tại trên con đờng tối u từ nút v tới đích đợc tính

Với mọi v≠1 (nút đích), cập nhật Dk(v) nh sau:

Dk(v)=min [Dk-1(w)+l(v,w)] w,Nv (Nv là các nút láng giềng của v) Cập nhật nk(v) nh sau:

Nk(v)=w1, với w1 thoả mãn biểu thức :

Dk-1(w1)+l(v,w1)=min [Dk-1(w)+l(v,w)] w, Nv

Quá trình này sẽ dừng lại khi cặp giá trị đánh dấu của mỗi nút giữ nguyên không thay đổi nữa Việc tính toán và cập nhật ở mỗi bớc đợc thực hiện theo thứ tự số nhng không ảnh hởng đến sự hội tụ của giải thuật áp dụng giải thuật này đối với sơ đồ mạng trên thì ta cũng có cây chọn đờng nh thuật toán chọn đờng tập trung.

3 Giao thứ X25 PLP (Packet Level Protocol)

CCITT công bố khuyến nghị về họ giao thức X25 sử dụng cho cả 3 tầng 1,2,3 trong các mạng chuyển mạch gói công cộng PPSN (public packet swiched networks), trong đó:

Giao thức X25.1 tơng ứng với giao thức X21 Giao thức X25.2 tơng ứng với giao thức LAP-B

Mãi đến năm 1984, CCITT và ISO phối hợp nhau và ban hành chuẩn X25 PLP cho tầng 3 đằc tả các giao diện DTE/DCE và DTE/DTE với DCE đóng vau trò là nút mạng chuyển mạch gói X25

Giao thức X25 PLP định nghĩe 2 loại liên kết logic:

-VC(VIRTUAL CIRCUIT) là liên kết ảo có tính tạm thời đợc thiết lập và giải phống bởi các thủ tục của X25 PLP

-PVC(PERMANENT VIRTUAL CIRCUIT) là liên kết ảo thiết lập vĩnh viễn trên mạng mà không cần các thủ tục của X25 PL

các thủ tục của giao thức X25 PLP X25 có 6 thủ tục chính nh sau:

- Call setup: Thiết lập liên kết Thủ tục này sử dụng hai gói tin là:

+Call request: yêu cầu thiết lập liên kết với liên kết sử dụng là VC +Call accepted: yêu cầu thiết lập liên kết, sử dụng liên kết VC -Data: Truyền dữ liệu thờng.

Thủ tục này sử dụng bốn gói tin là:

+Data: Dữ liệu, sử dụng cả hai liên kết VC và PVC

+RR; Sẵn sàng nhận dữ liệu, sử dụng cả hai liên kết VC và PVC.