Tìm hiểu tổng quan về họ chuẩn IEEE 802

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đời sống ngày càng cao, con người cần có nhiều phương tiện để thỏa mãn những nhu cầu về công việc và sinh hoạt

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đời sống ngày càng cao, con người cần có nhiều phươngtiện để thỏa mãn những nhu cầu về công việc và sinh hoạt Việc kết nối và truyền tải giữa các thiết

bị công nghệ ngày càng được yêu cầu cao về công nghệ cũng như tốc độ truyền tải Đáp ứng nhucầu ngày càng cao đó, Viện IEEE đã phát triển tiêu chuẩn 802 dành cho các mạng LAN và mạngMAN Trải qua thời gian phát triển, các kỹ sư của viện IEEE đã phát triển rất nhiều các chuẩnkhác nhau thuộc họ chuẩn IEEE 802 Các chuẩn được dùng rộng rãi nhất là dành cho họ Ethernet,Token Ring, mạng LAN không dây, các mạng LAN dùng bridge và bridge ảo

Tài liệu này tập chung tìm hiểu tổng quan về họ chuẩn IEEE 802 Tài liệu được chia làm 3chương gồm:

1 Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802

2 Chương II: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802

3 Chương III: Kết luận và phương hướng tiếp cận tiếp theo

Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và tạo điều kiện của cô … trongquá trình chúng em hoàn thành đồ án này

MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

Mục lục 2

Danh mục hình vẽ 3

Thuật ngữ viết tắt 4

1 Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802 6

1.1. Tổng quan về tổ chức IEEE 6

1.2. Các tiêu chuẩn IEEE 6

1.2.1 Giới thiệu 6

1.1.1. Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802 7

1.1.2. Quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mô hình OSI 8

2. Chương 2: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802 9

2.1. Sơ lược về một số bộ tiêu chuẩn trong họ IEEE 802 9

2.1.1. Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến 10

2.1.1.1. IEEE 802.1 - các giao thức LAN tầng cao 10

2.1.1.2. IEEE 802.2 – điều khiển liên kết logic (LLC) 10

2.1.1.3. IEEE 802.3 – tiêu chuẩn cho công nghệ Ethernet 11

2.1.1.4. IEEE 802.4, 5, 6, 9, 12, 14 11

2.1.1.5. IEEE 802.17 13

2.1.2. Chuẩn hóa mạng LAN/MAN không dây 14

2.1.2.1. IEEE 802.11 – công nghệ WiFi 14

2.1.2.2. IEEE 802.15 – Công nghệ Bluetooth, ZigBee 14

2.1.2.3. IEEE 802.16 14

2.1.2.4. IEEE 802.20 15

2.1.2.5. IEEE 802.21 15

2.1.2.6. IEEE 802.22 15

2.1.3. Chuẩn hóa các thành phần khác 16

2.1.3.1. IEEE 802.10 16

2.1.3.2. IEEE 802.19 16

2.2. Các bộ tiêu chuẩn quan trọng 17

2.2.1. IEEE 802.3 và chuẩn hóa mạng Ethernet 17

2.2.2. IEEE 802.11 và chuẩn hóa mạng mạng LAN không dây (WLAN) 19

2.2.2.1. Giới thiệu bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11 19

2.2.2.2. Một số chuẩn trong bộ chuẩn IEEE 802.11 20

2.2.3. Một số chuẩn mạng không dây khác: 27

2.2.3.1. IEEE 802.15 – Mạng WPAN 27

2.2.3.2. IEEE 802.16 – Công nghệ WiMAX (Mạng WMAN) 29

3. Kết luận và phương hướng tiếp cận tiếp theo 33

Tài liệu tham khảo 34

DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802 8

Bảng 1.2: Các thí vụ về cách tiếp cận đối với mô hình OSI 9

Bảng 2.1: Các đặc tả kỹ thuật chủ yếu của 802.11n dự thảo 23

Bảng 2.2: Các đặc điểm kỹ thuật của IEEE 802.11 25

Bảng 2.3: So sánh ZigBee – Wifi – Bluetooth 28

HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình phân tầng của mạng LAN 8

Hình 1.2: Quan hệ giữa một số chuẩn IEEE và mô hình OSI 9

Hình 2.1: Vòng RPR 13

Hình 2.2: Một số loại mạng Ethernet với đường truyền vật lý 18

Hình 2.3: Ví dụ về một mạng Ethernet 18

Hình 2.4: Công nghệ MIMO 22

Hình 2.5: Các chuỗi dữ liệu của 802.11n 22

Hình 2.6: Sự tập hợp cải thiện hiệu quả trong chế độ Mixed 26

Hình 2.7: Các lĩnh vực ứng dụng ZigBee 28

Hình 2.8: Wimax Relay 30

Hình 2.9: minh họa 1 số ứng dụng last-mile của WiMAX 31

Hình 2.10: minh họa ứng dụng của WiMAX Mobile 32

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

0-9

100VG-AnyLAN 100VG (Voice Grade) AnyLan Một loại công nghệ mạng

4G Fourth-Generation Công nghệ truyền thông thế hệ thứ 4

A

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao bất đối xứng

AMC Adaptive Modulation and Coding

ANSI American National Standards Institute Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ

ARCNET Attached Rersource Computer Network Một loại mạng cục bộ Token-passingATM Asynchronous Transfer Mode Giao thức truyền thông ATM

CCK Complementary Code Keying Kỹ thuật điều chế khóa mã bù

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/ Collision

Avoidance Đa truy nhập cảm nhận sóng mạng nhắm tránh xung đội

D

DOCSIS Data Over Cable Service Interface

DQDB Distributed-queue dual-bus Cáp quang hình trạng dạng bus kép

DSSS Directed Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp

GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu

H

HARQ Hybrid Automatic Repeat Request Kỹ thuật sửa lỗi bằng dò – lặ

I

IEEE Institute of Electrical and Electronics

ISL Inter-Switch Link Các giao thức Cisco Inter-Switch LinkISO International Organization for Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

L

M

MAC Media Access Control Điều khiển truy cập môi trường truyền

MBWA Mobile Broadband Wireless Access Mạng di động băng rộng

MIH Media Independent Handover

MIMO Multi Input Multi Output Kỹ thuật phân chia đa đường

MPLS Multi Protocol Label Switching Một loại công nghệ truyền thông

O

OSI Open Systems Interconnection Reference Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống

mở

Q

QPDS Queued-Packet, Distributed-Switch Giải thuật sắp xếp hàng phân tán

R

RIFS Reduced Inter-Frame Spacing Giảm không gian giảm các frame

PRP Resilient Packet Ring Tiêu chuẩn thiết kế để vận chuyển tối ưu

Một chuẩn mạng truyền thông

WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave

Access Là một công nghệ viễn thông cho phép kết nối Internet băng rộng ở khoảng cách

lớn

WMAN Wireless Metropolitan Area Network Mạng không dây định vị đô thị hay đơn

giản là mạng MAN không dây

WPAN Wireless Personnal Area Network Mạng không dây cá nhân

WRAN Wireless Regional Area Network Mạng không dây vùng địa lý

1. Chương I : Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802:

Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về tổ chức IEEE và các họ chuẩn IEEE 802 cũng như cácthông tin liên quan đến họ chuẩn này

Mục đích thấy được:

Sơ lược về tổ chức IEEE và họ tiêu chuẩn IEEE 802

Các bộ tiêu chuẩn đã và đang được chuẩn hóa

Phạm vi: Không đi sâu vào chi tiết về tổ chức IEEE và các tiêu chuẩn cụ thể, mà chỉ nêu lên kháiniệm sơ lược, cách tiếp cận cũng như hiện trạng của các tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802

1.1 Tổng quan về tổ chức IEEE (tổ chức phát triển các họ chuẩn IEEE 802):

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers nghĩa là "Học Viện kỹ nghệ Điện

và Điện Tử") (phát âm trong tiếng Anh như i triple e), là tổ chức chuyên môn kỹ thuật lớn nhất trên

thế giới với mục tiêu thúc đẩy sự sáng tạo và chuyên ngành công nghệ vì lợi ích con người, đượcthành lập vào năm 1884 bởi một số các chuyên gia điện như Thomas Edison, Alexander GrahamBell…ở New York, Mỹ Tổ chức này chính thức hoạt động đầu năm 1963 IEEE là tổ chức hàng đầutrong các lĩnh vực từ các hệ thống không gian vũ trụ, máy tính và viễn thông đến kỹ thuật hóa sinh,năng lượng điện, điện tử tiêu dùng… với 39 hội chuyên ngành IEEE đang ngày càng lớn mạnh, hiệnnay đã có 380.000 hội viên là các nhà khoa học, các nhà giáo dục, các chuyên gia đầu ngành, các kỹ

sư trong nhiều ngành nghề từ hơn 150 nước, hoạt động trong 325 chi hội ở 10 vùng lãnh thổ trêntoàn thế giới Với 1300 tiêu chuẩn đã ban hành và hơn 400 tiêu chuẩn đang được soạn thảo IEEEcòn là cơ quan phát triển các tiêu chuẩn quốc tế hàng đầu trong các lĩnh vực Viễn thông, Công nghệthông tin, Thiết bị sản xuất năng lượng và dịch vụ,…

Tổ chức IEEE đã thành lập một ủy ban chuẩn hóa riêng cho mạng LAN/MAN được gọi làIEEE 802 Ủy ban này đã tiến hành chuẩn hóa các thành phần cũng như từng chi tiết trong cấu trúcmạng LAN/MAN và các quá trình kết nối giữa chúng Các tiêu chuẩn do ủy ban này chuẩn hóa đượcchia thành các nhóm nhỏ, tương ứng với từng lĩnh vực của các chuẩn đó Ủy ban chuẩn hóa mạngLAN/MAN IEEE 802 có một nguyên tắc cơ bản là duy trì và khuyến khích sử dụng các chuẩn hóaIEEE/ANSI và các chuẩn tương ứng IEC/ISO JTC trong lớp 1 và lớp 2 của mô hình tham chiếu OSI

Ủy ban này gặp nhau ít nhất 3 lần một năm từ khi được thành lập năm 1980 Theo yêu cầu của một

số nước thành viên, tập các chuẩn IEEE 802 được quốc tế hóa trong chuẩn JTC1 Tập các chuẩn nàyđược biết đến với ký hiệu là 802.xxx và các chuẩn tương ứng của JTC1 được kí hiệu là 8802-nm.IEEE 802 quan niệm khái niệm “local” (trong LAN) nghĩa là các khu trường học, cơ quan,… cònkhái niệm “metropolitan” (trong MAN) nghĩa là trong một thành phố, đô thị

Trong họ chuẩn IEEE 802, IEEE đã đưa ra các chuẩn về công nghệ Ethernet đầu tiên, các công nghệ về mạng LAN không dây (Wireless LAN, WPAN, WiMAX),…

1.2 Các tiêu chuẩn IEEE

1.2.1 Giới thiệu

IEEE 802 là các họ chuẩn IEEE dành cho các mạng LAN và mạng MAN Cụ thể hơn, cácchuẩn IEEE 802 được giới hạn cho các mạng mang gói tin có kích thước đa dạng (Khác với cácmạng này, dữ liệu trong các mạng cell-based được truyền theo các đơn vị nhỏ có cùng kích thướcđược gọi là cell Các mạng Isochronous, nơi dữ liệu được truyền theo một dòng liên tục các octet,hoặc các nhóm octet, tại các khoảng thời gian đều đặn, cũng nằm ngoài phạm vi của chuẩn này).

Các dịch vụ và giao thức đặc tả trong IEEE 802 ánh xạ tới hai tầng thấp (tầng liên kết dữ liệu

và tầng vật lý của mô hình 7 tầng OSI) Thực tế, IEEE 802 chia tầng liên kết dữ liệu OSI thành haitầng con LLC (điều khiển logic liên kết) và MAC (điều khiển truy cập môi trường truyền) Cụ thể, ta

có thể liệt kê như sau:

có một Working Group độc lập tập trung nghiên cứu

Họ chuẩn IEEE 802 hiện có 3 tiêu chuẩn được chuẩn hóa:

- Tiêu chuẩn 802-2001 IEEE cho các mạng LAN và MAN: tổng quan và kiến trúc chung,tiêu chuẩn này là một phần của họ tiêu chuẩn 802 LAN/MAN và nêu tổng quan về họ giaothức này Đồng thời định nghĩa sự tuân thủ với họ tiêu chuẩn IEEE 802, mô tả mối quan

hệ của các tiêu chuẩn IEEE 802 với mô hình tham chiếu OSI và mối quan hệ của nhữngtiêu chuẩn này với các giao thức lớp cao hơn Tiêu chuẩn này cũng đưa ra một kiến trúcchuẩn về địa chỉ LAN MAC và sự nhận dạng các giao thức chung, riêng và chuẩn

- Tiêu chuẩn IEEE 802a-2003 cho mạng LAN và MAN nói về các loại Ethernet cho cácloại giao thức khác nhau và triển khai đặc thù của từng nhà cung cấp thiết bị

- Tiêu chuẩn IEEE 802b-2004 cho mạng LAN và MAN nói về quá trình đăng ký và nhậndạng các mục tiêu

- P802/D29 (C/LM) nói về tổng quan và kiến trúc của mạng LAN và MAN Trong dự ánnày nhằm điểm lại các chuẩn có liên quan đã xuất bản trước đó cũng như thảo luận về cácchuẩn này

1.2.2 Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802

IEEE là tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục bộ với dự án IEEE 802 bấtđầu được triển khai và kết quả là hàng loạt chuẩn họ IEEE 802 ra đời, tạo nền tảng quan trọng choviệc thiết kế và cài đặt mạng cục bộ trong thời gian qua Vị trí của họ chuẩn này càng cao hơn khiISO đã xem xét và tiếp nhận chúng thành chuẩn quốc tế mang tên ISO 8802.x Đến nay họ IEEE 802bao gồm các bộ tiêu chuẩn sau:

Tiêu chuẩn Lĩnh vực nghiên cứu Trạng thái hoạt động

IEEE 802.1 Các giao thức LAN tầng cao

IEEE 802.2 Điều khiển liên kết logic Đã ngừng phát triển

IEEE 802.3 Ethernet

IEEE 802.5 Token Ring

IEEE 802.6 Metropolitan Area Network Đã giải tán

IEEE 802.7 Broadband LAN using Coaxial Cable Đã giải tán

IEEE 802.10 Interoperable LAN Security Đã giải tán

IEEE 802.11 Wireless LAN (Wi-Fi certification)

IEEE 802.12 Công nghệ 100 Mbits/s plus

IEEE 802.16

IEEE 802.16e

Broadband Wireless Access (WiMAX certification)

(Mobile) Broadband Wireless Access

IEEE 802.17 Resilient packet ring

IEEE 802.18 Radio Regulatory TAG

IEEE 802.19 Coexistence TAG

IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access

IEEE 802.21 Media Independent Handoff

IEEE 802.22 Wireless Regional Area Network

Bảng 1.1: Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802

1.2.3 Quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mô hình OSI

Ngoài mô hình OSI dùng cho việc chuẩn hóa các mạng nói chung, việc chuẩn hóa mạngLAN/MAN cũng đã được thực hiện trong một khoảng thời gian dài Do đặc trưng riêng, việc chuẩnhóa mạng LAN/MAN chỉ được thực hiện trên hai tầng thấp nhấp, tương ứng với tầng vật lý và tầngliên kết dữ liệu trong mô hình OSI

Hình 1.1: Mô hình phân tầng của mạng LAN

Trong LAN, tầng liên kết dữ liệu được chia làm hai tầng con: LLC và MAC LLC đảm bảotính độc lập của việc quản lý các liên kết dữ liệu với đường truyền vật lý và phương pháp truy cậpđường truyền MAC Tầng con LLC trùng với nhiều môi trường truyền vật lý khác nhau (chẳng hạnEthernet, token ring, WLAN) Trong khi đó, MAC quản lý truy cập đường truyền, hoạt động với vaitrò một giao diện giữa tầng con LLC và tầng vật lý của mạng.

Hình 1.2 sau sẽ mô tả sẽ so sánh vị trí tương đối của một số chuẩn IEEE 802.x trên khi sosánh với mô hình OSI:

Hình 1.2: Quan hệ giữa một số chuẩn IEEE và mô hình OSIHình 1.4 sẽ mô tả các thí dụ khác nhau về cách tiếp cận của tổ chức IEEE đối với mô hình OSI

Bảng 1.2: Các thí vụ về cách tiếp cận đối với mô hình OSI

2 Chương 2: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802

Trong chương này sẽ trình bày chung về các bộ tiêu chuẩn trong họ chuẩn IEEE 802 và nhấn mạnh một số chuẩn quan trọng, được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống

Mục đích thấy được:

Sơ lược về các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802

Đặc điểm, tính chất của các bộ tiêu chuẩn quan trọng

Phạm vi: Không đi sâu vào chi tiết các chuẩn thông thường, không quan trọng Trong khi đó, đào sâu vào các chuẩn quan trọng, có ứng dụng rộng rãi

2.1 Sơ lược về một số bộ tiêu chuẩn trong họ IEEE 802

2.1.1 Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến

Bao gồm các bộ chuẩn IEEE 802.1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 14, 17 Những bộ chuẩn nàychủ yếu chuẩn hóa về mạng LAN/MAN hữu tuyến, về công nghệ Ethernet cũng như cácphương thức truy nhập và báo hiệu vật lý cho các cho các công nghệ mạng LAN/MAN hữutuyến gồm: Token Bus, Token Ring, DQDB, các dịch vụ tích hợp, ưu tiên theo yêu cầu.

Cụ thể như sau:

2.1.1.1 IEEE 802.1 - các giao thức LAN tầng cao

IEEE 802.1 là chuẩn đặc tả kiến trúc mạng, kết nối giữa các mạng và việc quản trị mạng đốivới các mạng cục bộ Tiêu chuẩn IEEE 802.1 được phát triển cho các lĩnh vực sau: kiến trúc mạngLAN/WAN, kết nối giữa các mạng LAN, mạng MAN và các mạng lưới rộng khu vực khác, bảo mật,tổng thể mạng lưới quản lý và giao thức các lớp phía trên MAC và LLC

Trong họ tiêu chuẩn này hiện đã có nhiều chuẩn cụ thể cho từng vấn đề như:

o chuẩn IEEE P802.1AB/D10 là phiên bản nháp hiện chưa được thông qua nói về cáctrạm và quá trình khám phá điều khiển truy nhập môi trường

o Chuẩn IEEE 802.1F-1993 (R2004) nói về các định nghĩa và các thủ tục chung chothông tin quản lý IEEE 802

o chuẩn IEEE 802.1D-2004 về cầu nối điều khiển truy nhập môi trường (MAC)

o Chuẩn IEEE 802.1G, 1998 nói về kỹ thuật thông tin, viễn thông và quá trình trao đổithông tin giữa các hệ thống

o Chuẩn IEEE 802.1X-2001 nói về điều khiển truy nhập mạng dựa vào cổng

o Chuẩn IEEE P802.1X/D11 là phiên bản nháp hiện vẫn chưa được thông qua cũng nói

về điều khiển truy nhập mạng dựa trên cổng

o P802.1t/D10 (C/LM) là chuẩn về kỹ thuật thông tin, viễn thông và trao đổi thông tingiữa các hệ thống – mạng LAN và mạng MAN-các đặc tính chung - phần 3: các cầunối điều khiển truy nhập môi trường (MAC)- các hiệu chỉnh về kỹ thuật và nội dung

o P802.1w/D10 (C/LM) chuẩn này cũng như chuẩn P802.1t/D10 ở trên, tuy nhiên phầnnày nói về quá trình cấu hình lại nhanh

o P802.1X/D11(C/LM) nói về điều khiển truy nhập mạng dựa trên cổng

o P802.1y (C/LM) nói về cầu nối điều khiển truy nhập môi trường trong mạngLAN/MAN - bản sửa đổi thứ 3: Các hiệu chỉnh về nội dung và kỹ thuật và được thôngqua vào tháng 12 năm 2005

o P802.1aa (C/LM) nói về điều khiển truy nhập mạng dựa trên cổng trong mạng LAN vàmạng MAN

2.1.1.2 IEEE 802.2 – điều khiển liên kết logic (LLC)

IEEE 802.2 là chuẩn đặc tả tầng LLC (dịch vụ, giao thức) của mạng LAN

Có 3 kiểu giao thức LLC chính được định nghĩa:

o LLC type 1: Là giao thức kiểu không liên kết, không báo nhận

o LLC type 2: Là giao thức kiểu có liên kết

o LLC type 3: Là giao thức dạng không liên kết, có báo nhận

Các giao thức này được xây dựng dựa theo phương thức cân bằng của giao thức HDLC và cócác khuôn dạng dữ liệu và các chức năng tương tự, đặc biệt là trong trường hợp LLC – type 2

Hiện tại, bộ tiêu chuẩn này không còn hoạt động nữa.

2.1.1.3 IEEE 802.3 – tiêu chuẩn cho công nghệ Ethernet:

IEEE 802.3 là tập hợp các chuẩn IEEE định nghĩa lớp vật lý và lớp con MAC dùng trongmạng Ethernet có dây Nhóm làm việc IEEE 802.3 chính là nhóm đã chuẩn hóa giao thứcCSMA/CD (Ethernet), nên IEEE 802.3 còn được dùng để chỉ chuẩn Ethernet

Bộ tiêu chuẩn này sẽ được trình bày chi tiết ở phần 2.2 chương này

2.1.1.4 IEEE 802.4, 5, 6, 9, 12, 14:

Các phương thức truy nhập và báo hiệu vật lý cho các cho các công nghệ mạng MAN/LANhữu tuyến gồm: Token Bus, Token Ring, DQDB, các dịch vụ tích hợp, ưu tiên theo yêu cầu Nhữngchuẩn như 802.4, 802.5, 802.6, 802.9 và 802.12 hiện đang bị lãng quên và không hoạt động còn802.14 vừa bị giải tán

Một số thông tin về các chuẩn này:

tiên khác nhau cho toàn mạng và cho mỗi trạm, việc quy định này vừa do người thiết kế vừa dongười sử dụng tự quy định.

IEEE 802.6

IEEE 802.6 là chuẩn đặc tả một mạng tốc độ cao nối kết nhiều LAN thuộc các khu vực khácnhau của một đô thị Mạng này sử dụng cáp quang với hình trạng dạng bus kép (dual-bus), vì thế cònđược gọi là DQDB Lưu thông trên mỗi bus là một chiều và khi cả cặp bus cùng hoạt động sẽ tạothành một cấu hình chịu lỗi Phương pháp điều khiển truy cập dựa theo một giải thuật xếp hàng phântán có tên là QPDS (Queued-Packet, Distributed-Switch)

Đây là một cải tiến của một tiêu chuẩn cũ hơn (được tạo bởi ANSI) mà nó sử dụng cấu trúcmạng FDDI Các tiêu chuẩn dựa trên FDDI bị thất bại do thực hiện tốn kém và thiếu tính tương thíchvới các chuẩn LAN hiện hành Các tiêu chuẩn IEEE 802.6 sử dụng DQDB nên nó hổ trợ lên tới 150Mbit/s tốc độ truyền tải Tiêu chuẩn này không thành công, chủ yếu là do tiêu chuẩn FDDI mà nódựa theo cũng không thành công

IEEE 802.9

IEEE 802.9 là chuẩn đặc tả một mạng tích hợp dữ liệu và tiếng nói bao gồm 1 kênh dị bộ 10Mbps cùng với 95 kênh 64 Kbps Giải thông tổng cộng 16 Mpbs Chuẩn này được thiết kế cho cácmôi trường có lưu lượng lưu thông lớn và cấp bách Tiêu chuẩn này thường được gọi là isoEthernet

Có một số nhà cung cấp hổ trợ cho isoEthernet, nhưng nó bị mất thị trường do việc phát triển nhanhchóng của Fast Ethernet và các nhóm làm việc phát triển bộ tiêu chuẩn này đã giải tán

IEEE 802.12

IEEE 802.12 là chuẩn đặc tả mạng cục bộ dựa trên công nghệ được đề xuất bởi AT&T, IBM

và HP, gọi là 100 VG – AnyLAN Mạng này sử dụng hình trạng mạng hình sao và một phương pháptruy cập đường truyền có điều khiển tranh chấp Khi có nhu cầu truyền dữ liệu, trạm sẽ gởi yêu cầuđến hub và trạm chỉ có thể truyền dữ liệu khi được hub cho phép

Chuẩn này nhằm cung cấp một mạng tốc độ cao (100 Mbps và có thể lớn hơn) có thể hoạtđộng trong các môi trường hỗn hợp Ethernet và Token Ring, bởi thế nó chấp nhận của hai dạngkhung 100VG – AnyLAN là đối thủ cạnh tranh đáng gờm của 100BASE-T (Fast Ethernet) nhờ một

số tính năng nổi trội hơn, chẳng hạn về khoảng cách đi cáp tối đa cho phép

IEEE 802.14

Vào những năm 1990, Ủy ban IEEE 802 thành lập một tiểu ban (802.14) để phát triển mộttiêu chuẩn cho các hệ thống modem cáp Trong khi tiến bộ đáng kể, nhóm này bị giải tán khi các nhàđiều hành hệ thống Bắc Mỹ đã ủng hộ các đặc điểm kỹ thuật mới mẻ, non trẻ hơn là DOCSIS

2.1.1.5 IEEE 802.17

IEEE 802.17 hay là RPR (Resilient Packet Ring), giao thức lớp MAC đang được IEEE chuẩnhóa, là giải pháp cho vấn đề bùng nổ nhu cầu kết nối tốc độ cao và chi phí thấp trong khu vực thànhphố Bằng cách ghép thống kê gói IP truyền trên hạ tầng vòng sợi quang, có thể khai thác hiệu quảdạng vòng quang và tận dụng ưu điểm truyền gói như Ethernet Khi có lỗi node hay liên kết xảy ratrên vòng sợi quang, RPR thực hiện chuyển mạch bảo vệ thông minh để đổi hướng lưu lượng đi xakhỏi nơi bị lỗi với độ tin cậy đạt tới thời gian nhỏ hơn 50 ms.

RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả hai vòng đồngthời được sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển RPR cho phép nhà cung cấp dịch vụ giảm chiphí thiết bị phần cứng cũng như thời gian và chi phí của việc giám sát mạng Trong RPR không cókhái niệm khe thời gian, toàn bộ băng thông được ấn định cho lưu lượng Bằng cách tính toán khảnăng mạng và dự báo yêu cầu lưu lượng, RPR ghép thống kê và phân phối công bằng băng thông(fairness) cho các node trên vòng để tránh tắc nghẽn có thể mang lại lợi ích hơn nhiều so với vòngSDH/SONET dựa trên ghép kênh phân chia theo thời gian

RPR là giao thức lớp MAC vận hành ở lớp 2 của mô hình OSI, nó không nhận biết lớp 1 nênđộc lập với truyền dẫn nên có thể làm việc với WDM, SDH hay truyền dẫn dựa trên Ethernet (sửdụng GBIC - Gigabit Interface Converter) Ngoài ra, RPR đi từ thiết bị đa lớp đến dịch vụ mạngthông minh lớp 3 như MPLS MPLS kết hợp thiết bị rìa mạng IP lớp 3 với thiết bị lớp 2 như ATM,Frame Relay Sự kết hợp độ tin cậy và khả năng phục hồi của RPR với ưu điểm quản lý lưu lượng vàkhả năng mở rộng của MPLS VPN và MPLS TE được xem là giải pháp xây dựng MAN trên thế giớihiện nay

Một nhược điểm của các phiên bản đầu tiên RPR là nó đã không cung cấp tái sử dụng khônggian để truyền frame đến từ địa chỉ MAC không có mặt trên vòng Vấn đề này được giải quyết bởiIEEE 802.17b, trong đó xác định một không gian tầng con tùy chọn (SAS) Điều này cho phép tái sửdụng không gian để truyền frame đến từ địa chỉ MAC không có mặt trong vòng

Hiện nay RPR là vấn đề khá phức tạp và chưa được chuẩn hoá đầy đủ, nhiều nhà sản xuất cósản phẩm RPR 802.17 nhưng khả năng tương thích giữa sản phẩm của các hãng khác nhau là khôngchắc chắn

Hình 2.1: Vòng RPR

2.1.2 Chuẩn hóa mạng LAN/MAN không dây

Bao gồm các bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11, 15, 16, 17, 20, 21, 22 Những bộ chuẩn nàychủ yếu tập trung vào các mạng LAN không dây như các mạng WLAN, WPAN, WRAN, …cũng như quy định và các chuẩn công nghệ như công nghệ WiFi (802.11), Bluetooth, ZigBee(802.15), WiMax (802.16),… Cụ thể như sau:

2.1.2.1 IEEE 802.11 – công nghệ WiFi

IEEE 802.11 là một tập các chuẩn bao gồm các đặc điểm kỹ thuật liên quan đến hệ thốngmạng không dây Chuẩn IEEE 802.11 mô tả một giao tiếp “truyền qua không khí” (tiếng Anh:

“over-the-air”), sử dụng sóng vô tuyến để truyền nhận tín hiệu giữa một thiết bị không dây và tổngđài hoặc điểm truy cập (access point), hoặc giữa hai hay nhiều thiết bị không dây với nhau(mô hìnhad-hoc)

Bộ chuẩn này bao gồm các tiêu chuẩn con như IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, …Bộ chuẩn này là một bộ chuẩn quan trọng, sẽ được đề cập chi tiết trong phần 2.2 chương này

2.1.2.2 IEEE 802.15 – Công nghệ Bluetooth, ZigBee

IEEE 802.15 là bộ tiêu chuẩn thứ 15 thuộc họ IEEE 802 Bộ tiêu chuẩn này chuyên về WirelessPAN (Personal Area Network) Nhóm làm việc IEEE 802.15 bao gồm 7 nhóm làm việc con như sau:

o Nhóm 1: WPAN/ Bluetooth – nhóm làm việc chuyên về tiêu chuẩn Bluetooth

o Nhóm 2:

o Nhóm 3: High Rate WPAN

o Nhóm 4: Low Rate WPAN

và đề xuất Nhóm này là một đơn vị của hội đồng tiêu chuẩn LAN/MAN IEEE 802 Họ tiêu chuẩnIEEE 802.16 chính thức được gọi là WirelessMAN (WMAN)

Đây là một bộ chuẩn quan trọng của họ chuẩn IEEE 802, sẽ được nghiên cứu chi tiết ở phần 2.2, chương này

2.1.2.4 IEEE 802.20

IEEE 802.20 hay là MBWA (Mobile Broadband Wireless Access) Chuẩn này bắt nguồn từmạng Wi-Fi, chuyển qua các tiêu chuẩn cũ như IEEE 802.16e, IEEE 802.16m Tiêu chuẩn này cóthể hỗ trợ ngay cả khi đang di chuyển với tốc độ lên đến 250km/h Trong khi chuyển vùng (roaming)của WiMAX nhìn chung bị giới hạn trong một phạm vi nhất định, thì chuẩn IEEE 802.20 giống như3G có khả năng hổ trợ chuyển vùng toàn cầu Ngoài ra, cũng giống như WiMAX, IEEE 802.20 cũng

hổ trợ các kỹ thuật QoS nhằm cung cấp những dịch vụ có yêu cầu cao về độ trễ, … Trong mạngIEEE 802.20, việc đồng bộ đường lên và đường xuống đều được thực hiện hiệu quả Dự kiến, chuẩnIEEE 802.20 tương lai sẽ kết hợp với một số tính năng của IEEE 802.16e và các mạng dữ liệu 3G,nhằm cung cấp và tạo ra một mạng truyền thông đa dạng (rich communication) IEEE 802.20 cùngvới IEEE 802.16m, IEEE 802.22 được xem là những công nghệ tiền 4G

2.1.2.5 IEEE 802.21

IEEE 802.21 là một tiêu chuẩn IEEE mới còn đang trong quá trình phát triển Tiêu chuẩn này

hỗ trợ các thuật toán cho phép chuyển giao liền mạng giữa các mạng cùng loại cũng như bàn giaogiữa các loại mạng khác nhau, cũng hay được gọi là MIH (Media Independent Handover) Tiêuchuẩn này cung cấp thông tin cho phép bàn giao đến và đi từ các mạng GSM, GPRS, WiFi,Bluetooth, IEEE 802.11, IEEE 802.16 thông qua các cơ chế chuyển giao khác nhau

Các nhóm làm viêc IEEE 802.21 bắt đầu làm việc vào tháng 3 năm 2004 Nhiều hơn 30 công

ty đã gia nhập nhóm làm việc Các nhóm đã sản xuất một dự thảo đầu tiên cho tiêu chuẩn gồm cácđịnh nghĩa giao thức Quá trình bỏ phiếu cũng đã được thực hiện và bản sửa đổi tiếp theo của dựthảo cũng đang được tiến hành phát triển Trong tương lai sẽ có những tiêu chuẩn thuộc bộ IEEE802.21 ra đời

2.1.2.6 IEEE 802.22

IEEE 802.22 là một tiêu chuẩn cho WRAN (Wireless Regional Area Network) sử dụngkhoảng trắng trong phổ tần truyền hình – phổ tần mà TV analog không sử dụng được Sự phát triểncủa tiêu chuẩn IEEE 802.22 WRAN là nhằm mục đích sử dụng kỹ thuật vô tuyến để cho phép sửdụng những phổ tần không sử dụng cho dịch vụ phát sóng truyền hình, trên cơ sở không can thiệpvào các phổ tần TV analog Vùng phủ của công nghệ này có thể lên tầm 40 – 100km, do đó nó manglại khả năng truy cập băng rộng đến những vùng địa lý khó khăn, khó tiếp cận, những khu vực cómật độ dân số thấp, xa xôi Điều đó làm cho chuẩn IEEE 802.20 có tiềm năng cho một ứng dụngrộng toàn cầu

IEEE 802.22 WRAN được thiết kế để hoạt động trong băng tần phát sóng truyền hình trongkhi đảm bảo rằng không có nhiễu có hại cho các hoạt động truyền thông hiện tại Tiêu chuẩn này dựkiến sẽ được áp dụng rộng rãi trên toàn cầu

2.1.3 Chuẩn hóa các thành phần khác

Bao gồm các bộ chuẩn còn lại Nhiệm vụ chủ yếu tập trung vào các vấn đề về bảo mật mạng cũng như điều phối các mạng với nhau, tránh can thiệp lẫn nhau.

Cụ thể như sau:

2.1.3.1 IEEE 802.10

IEEE 802.10 là một tiêu chuẩn cho các chức năng bảo mật có thể được sử dụng trong cả haimạng LAN và MAN IEEE 802.10 quy định cụ thể việc quản lý an ninh và quản lý chủ chốt, cũngnhư kiểm soát truy cập, bảo mật dữ liệu và tính toàn vẹn dữ liệu

Các tiêu chuẩn IEEE 802.10 tạm dừng hoạt động vào tháng 1 năm 2004 và nhóm phát triểntiêu chuẩn này của IEEE 802 bị giải tán Các giao thức Cisco Inter-Switch Link (ISL) hổ trợ VLANtrên mạng LAN Ethernet và các công nghệ tương tự dựa trên chuẩn IEEE 802.10 phần lớn đã đượcthay thế bởi IEEE 802.1q Bảo mật cho mạng không dây thì đang được phát triển sang cho IEEE802.1i

2.1.3.2 IEEE 802.19

IEEE 802.19 hay còn gọi là Coexistence TAG ( Technical AdviSory Group) là một nhóm làmviệc trong Ủy ban IEEE 802, nhằm giải quyết các vấn đề “chung sống” giữa các mạng không dâykhông có giấy phép (tức là các mạng không dây tự phát của người sử dụng) Nhiều chuẩn không dâyIEEE 802 sử dụng những phổ tần không có giấy phép và do đó cần giải quyết vấn đề cùng tồn tại.Những thiết bị không dây không có giấy phép có thể hoạt động trong cùng một băng tần không cógiấy phép ở cùng một vị trí Điều này có thể dẫn đến sự can thiệp lẫn nhau giữa hai mạng không dây.(Hai mạng không dây không có giấy phép được cho là cùng tồn tại nếu chúng có thể hoạt động trongcùng một vị trí địa lý mà không gây nhiễu với nhau đáng kể)

Ví dụ như các chuẩn không dây có thể cùng tồn tại:

- IEEE 802.11 WLAN

- IEEE 802.15 WPAN

- IEEE 802.16 WMAN

- IEEE 802.22 WRAN

2.2 Các bộ tiêu chuẩn quan trọng

Phần này chủ yếu đề cập chi tiết đến những bộ tiêu chuẩn quan trọng như IEEE 802.3,IEEE 802.11, …Mục đích thấy được tính chất và ứng dụng của các bộ tiêu chuẩn này

2.2.1 IEEE 802.3 và chuẩn hóa mạng Ethernet

Với đòi hỏi nối mạng các máy tính với nhau, mạng LAN đã ra đời Cùng với đó là các bộgiao thức cho phép kết nối LAN (FDDI, TokenRing,…) tuy nhiên phát triển nhất vẫn là Ethernet

Ethernet là một họ lớn và đa dạng gồm các công nghệ mạng dựa khung dữ liệu (frame-based)dành cho mạng LAN Ethernet định nghĩa một loạt các chuẩn nối dây và phát tín hiệu cho tầng vật