Bài giảng truyền dẫn số liệu mạng chương 3 các nghi thức lớp liên kết dữ liệu (đh bách khoa TP HCM)

Chương : Các Nghi Thức Lớp Liên Kết Dư Liệu Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-1 NỘI DUNG CHÍNH „ „ „ „ Kiểm sóat lỗi (Errror Control) Kiểm soát luồng ( Flow Control)ø Quản lý kết nối ( Connection management) Nghi thức Lớp liên kết dư liệu ( DATA LINK PROTOCOL) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-2 Một số ký hiệu P I -frame S ACK frame or NAK frame „ „ „ „ „ „ P : Primary (phía sơ cấp) phía gửi frame liệu S : Primary (phía thứ cấp) phía thu frame liệu từ P I : frame (infromation frame): khung thông tin chứa liệu phía phát truyền cho phía thu I(N) : Số khung thông tin ACK frame (Acknowledge frame) : S truyền tới P để báo nhận liệu tốt (không bò lỗi) NAK frame (Negative Acknowledge frame: S truyền tới P để báo nhận liệu sai (bò lỗi) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-3 Kiểm sóat lỗi (Errror Control) „ Phía nhận nhận frame kiểm tra có lỗi hay không, sau có khả „ Gởi lại phía phát tin điều khiển để xác nhận khung tin không lỗi „ Gởi lại phía phát tin điều khiển để yêu cầu phát lại khung tin khung tin lỗi ¾ Quá trình diễn tự động nên gọi Automatic Repeat Request (ARQ) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-4 Kiểm sóat lỗi „ Các phương pháp kiểm soát lỗi: „ Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Implicit ( Hiểu ngầm ) „ Explicit ( Từơng minh ) „ Continuous RQ „ Selective Repeat „ Implicit ( Hiểu ngầm ) „ Explicit ( Từơng minh ) „ Go back N Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-5 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ „ Ứng dụng: „ Sử dụng kiểu truyền số liệu đònh hướng ký tự (character-oriented) „ Hoạt động theo chế độ bán song công Đònh dạng frame Idle RQ sau: „ Có loạl frame : I-frame, ACK-frame, NAK-frame „ Các frame gọi PDU (Protocol Data Unit) Idle RQ Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-6 Idle RQ ( Stop and Wait ) PDUs – Protocol Data Units SOH NAK ACK N(S) N(R) N(R) STX BCC BCC … ETX BCC NAK- frame format ACK- frame format N(S) – Send Sequence Number N(R) – Receive Sequence Number SOH – Start of Header STX – Start of Text ETX – End of Text BCC – Block (sum) Check Character ACK – Acknowledge NAK – Negative Acknowledge Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-7 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Đặc điểm : „ „ „ „ ¾ ¾ P có I – frame chờ ACK thời điểm Khi nhận I – frame không bò lỗi, S truyền lại P ACK frame, P nhận đựơc ACK frame N, P tiếp tục truyền I – frame (N+1) Khi P bắt đầu truyền I – frame, khởi động đònh thời (Timer start), khoảng thời gian giới hạn (time expires/restarts ) mà không nhận frame trả lời từ S P truyền lại frame Nếu S nhận frame lần loại bỏ copy Điều thực I-frame P truyền kèm theo số frame Không tốn nhiều nhớ đệm Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-8 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Idle RQ - Implicit ( Hiểu ngầm ) „ Ví dụ: Khi khung I(N) bò lỗi ACK (N) bò lỗi Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-9 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Idle RQ - Explicit ( Từơng minh ) „ Ví dụ: Khi khung I(N) bò lỗi ACK (N) bò lỗi Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-10 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Hiệu suất sử dụng đường truyền 3-11 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM Idle RQ ( Stop and Wait ) sender receiver Thời điểm gởi gói 0, t = Thời điểm gởi xong gói 0, t = L / R Gói đến RTT Gói đến xong ACK đến, gởi gói tiếp theo, t = RTT + L / R Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-12 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Trường hợp truyền lỗi, thời gian tổng để hoàn thành việc truyền xử lý I – frame: Tt = Tix + 2Tp + Tap + Tip + Tax „ Thông thường T , T T ap ip ax nhỏ so với Tp Tix đó: Tt ≈ Tix + 2Tp „ Hiệu suất liên kết đònh nghóa tỷ số thời gian P phát frame Tix thời gian tổng để hoàn thành việc truyền frame Tt Với Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-13 Idle RQ ( Stop and Wait ) „ Trường hợp có lỗi, frame bò lỗi phải thực việc truyền lại Giả sử để truyền thành công frame trung bình có Nr frame truyền lại, xác suất frame không lỗi 1/Nr thời gian truyền tổng cộng : „ „ „ Hiệu suất: Gọi P xác suất bit bò lỗi, xác suất frame (chiều dài Ni) bò lỗi là: Pf = – (1 – P)Ni ≈ NiP , NiP yêu cầu trạm thứ cấp xem có liệu để gởi không ? ¾F - RR : đáp ứng cho Poll ->Trạm thứ cấp trả lời cho sơ cấp dư liệu gởi (xác nhận âm) Nếu có đáp ứng I-frame ¾F –RR : đáp ứng cho Select -> Trạm thứ cấp trả lời cho sơ cấp có khả nhận dư liệu (xác nhận dương) 01 REJ : Reject -> xác nhận âm (NAK) trả hệ thống Go-back –n thu liệu gởi (tức truyền theo piggyback) 10 RNR : Receive not Ready Dùng cách ¾ ACK – RNR : Yêu cầu trạm gởi ngưng không gởi thêm RR phát ¾ P – RNR : Select -> Khi trạm sơ cấp muốn truyền liệu cho trạm thứ cấp ¾F – RNR : đáp ứng cho Select -> Khi thứ cấp chọn mà nhận liệu (xác nhận âm) 11 SREJ : Selective Reject -> xác nhận âm (NAK) trả hệ thống Selective Repeat thu liệu gởi (tức truyền theo piggyback) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-68 HDLC „ Trường điều khiển „ M gồm bit xác đònh loại U-frame khác M Lệnh 00 001 SNRM 11 011 SNRME 11 000 SARM 11 010 SARME 11 100 SABM 11 110 SABME 00 000 UI 00 110 Đáp ứng DM UI 00 101 DISC RD 10 000 SIM RIM 00 100 UP 11 001 RSET 11 101 XID 10 001 Set Initilization Mode (SIM) UA Unnumbered Poll (UP) Unnumbered Information (UI) Exchange ID (XID) Request Disconnect (RD) XID FRMR Request Mode (RIM) Khoa Điện –Information Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-69 HDLC „ Trường thông tin „ Chỉ có khung thông tin vài khung không đánh số „ Phải có số nguyên lần octets „ Chiều dài thay đổi Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-70 HDLC „ Trường kiểm tra „ Phát sai „ 16 bit CRC „ Tuỳ chọn 32 bit CRC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-71 HDLC „ Hoạt động HDLC „ „ Điều khiển kết nối : Thiết lập giải phóng kết nối logical bên phát nhận Trao đổi liệu : Trao đổi liệu bên Trong qúa trình điều khiển lỗi điều khiển luồng ứng dụng Ví du:ï Về hoạt động HDLC sau : o o o V(S) số truyền N(S) V(R) số I-frame mà phía thu mong đợi nhận Tại phía thu N(S) = V( R) xem thu thứ tự, ngược lại N(S) ≠ V( R) xem thu sai không thứ tự Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-72 HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-73 HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-74 HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-75 HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-76 HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-77 HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-78 HDLC Quá trình đóng khung HDLC Bên phát Bê n thu PACKET Lớp mạ ng C PACKET Tạo C giải C A C PACKET Tạo A giải A A C PACKET FCS A' C' PACKET' FCS' F A' C' PACKET' FCS' F PACKET C PACKET A C PACKET Tạo FCS giải FCS A C PACKET FCS Nhồi bit tá ch bit A' C' PACKET' FCS' F A' C' PACKET' FCS' F Gắn cờ Lớ p vật lý Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-79 HDLC „ „ „ LAPB – Link Access Procedure, Balanced „ Là phần mạng X.25 (ITU-T) „ Là tập HDLC – ABM „ Sử dụng cho đường điểm – điểm hệ thống nút mạng chuyển mạch gói LAPD – Link Access Procedure, D-Channel „ ISDN (ITU-D) „ ABM „ Luôn chuỗi số bit „ Trường đòa 16bit chứa đòa „ cho thiết bò cho người sử dụng LLC – Logical Link Control „ IEEE 802 „ Dạng khung khác „ Điều khiển kết nối tách biệt MAC (Medium Access Layer) LLC (lớp MAC) „ Không có trạm sơ cấp thứ cấp „ cần đòa chỉ: người gởi người nhận „ Phát sai lớp MAC: 32 bit CRC „ Các điểm truy xuất nguồn đích (DSAP, SSAP) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-80 Thảo luận Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-81 Chương 3_Bài tập : Các Nghi Thức Lớp Liên Kết Dư Liệu Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-82 Bài „ Vẽ tiến trình trao đổi khung (có ghi thông tin cần thiết) nghi thức Idle- RQ loại tường minh DTE A DTE B thoả mãn giả sử sau: bắt đầu truyền khung thứ N khung liệu bò sai lần, khung liệu thứ N+1 truyền lần không bò lỗi hai khung xác nhận liên tiếp bò lỗi khung xác nhận lần ba tốt Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-83 Bài „ DTE A truyền cho DTE B khung dư liệu theo nghi thức Idle- RQ loại không tường minh , thoả mãn giả sử sau: khung liệu thứ bò sai lần, khung liệu thứ truyền lần bò lỗi hai khung xác nhận liên tiếp bò lỗi khung xác nhận lần ba tốt Vẽ tiến trình trao đổi khung (có ghi thông tin cần thiết) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-84 Bài „ DTE A truyền DTE B khung dư liệu dùng nghi thức điều khiển lỗi Go back N, kích thước cửa sổ k = Vẽ tiến trình trao đổi khung với giả sử sau: „ Khung dư liệu thứ bò lỗi lần „ Khung trả lời khung thứ bò lỗi lần „ Khung thứ khung trả lời khung bò lỗi lần 3-85 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM Bài „ DTE A truyền DTE B khung dư liệu dùng nghi thức điều khiển lỗi Selective Repeat dạng tường minh, kích thước cửa sổ k = Vẽ tiến trình trao đổi khung với giả sử sau: „ Khung dư liệu thứ bò lỗi lần „ Khung trả lời khung thứ bò lỗi lần „ Khung thứ khung trả lời khung bò lỗi lần Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-86 Bài „ DTE A truyền DTE B khung dư liệu dùng nghi thức điều khiển lỗi Selective Repeat dạng không tường minh, kích thước cửa sổ k = Vẽ tiến trình trao đổi khung với giả sử sau: „ Khung dư liệu thứ bò lỗi lần „ Khung trả lời khung thứ bò lỗi lần „ Khung thứ khung trả lời khung bò lỗi lần Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-87 Bài „ Một chuỗi khung liệu có chiều dài L = 1000 bits phát đýờng truyền có chiều dài S = 4000Km, tốc độ bit R = 2Mbps, tỉ lệ lỗi bit BER = 10-4 Tính hiệu suất liên kết sử dụng giao thức sau (bỏ qua thời gian gói ACK/NAK thời gian xử lý, Tốc độ truyền sóng C = x 108 m/s): „ Stop & Wait „ Selective Repeat với kích thước cửa sổ N=7 „ Go-back-N với kích thước cửa sổ N=12 „ Go-back-N với kích thước cửa sổ N=127 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-88 Bài Cho mô hình truyền số liệu sau Biết Slave A truyền cho Slave C khung dư liệu nghi thức BSC, sử dụng nghi thức điều khiển lỗi Idle RQ (hỏi đáp có nghỉ) dạng tường minh Vẽ tiến trình trao đổi khung liệu, với giả sử sau : ¾ Khi Slave A truyền Master khung dư liệu thứ bò lỗi lần ¾ Khi Master truyền dư liệu cho Slave C khung dư liệu thứ bò lỗi lần 3-89 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM Bài Xác đònh frame HDLC để phát từ sơ cấp với giả sử sau: Data : phát chữ “vo” theo mã ASCII bits, kiểm tra chẵn Số thứ tự frame phát 7, sử dụng Stop and Wait ARQ Dữ liệu gửi đến terminal mạng Bỏ qua FCS Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-90 Bài 10 „ Vẽ trình trao đổi frames Biết sử dụng giao thức HDLC mode NRM với giả sử sau: „ Primary gởi frame đến secondary I-frame thứ bò lỗi „ Kích thước cửa sổ k =2, dùng giao thức Go-Back N Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM 3-91 [...]... Modem DLP 3- 41 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM Nghi thức Lớp liên kết dư liệu DTE Master DLP DTE DTE DTE DTE DTE DTE DTE Share bus DTE DLP DTE DTE DTE Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 42 Nghi thức Lớp liên kết dư liệu Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 43 Nghi thức Lớp liên kết dư liệu „ „ Đònh hướng ký tự :Dùng các ký tự điều khiển để thực hiện các các chức năng điều khiển việc truyền dữ liệu (error... frame Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM L_Data indication L_Disconnec t indication 3- 38 Nghi thức Lớp liên kết dư liệu ( DATA LINK PROTOCOL) „ Chức năng lớp liên kết dư liệu: „ Lớp điều khiển liên kết dữ liệu (data link control layer) liên quan đến việc truyền dữ liệu qua một tuyến dữ liệu nối tiếp „ Gồm các nghi thức truyền trong cấu hình điểm – điểm, hoặc đa điểm với các thành phần quan trọng như đònh... thông qua mạng PSTN, viba mặt đất hay vệ tinh với khoảng cách xa „ Đa điểm: Sử dụng một đường bus để liên kết tất cả các DTE Giao thức liên kết dữ liệu phải đảm bảo việc truyền dữ liệu giữa các DTE hoạt động có sự điều kiển và việc truyền dữ liệu giữa các DTE không xảy ra đồng thời Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 40 Nghi thức Lớp liên kết dư liệu DTE DTE DTE: Data Terminal Equipment DLP: Data Link... cửa số và nghi thức Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 34 KIỂM SOÁT LUỒNG „ „ „ Với Idle RQ số frame cần đánh số là 2 Với Go-Back-N, số frame cần đánh số là K+1 „ VD: k=7 Đánh số 0,1,2 ,3, 4,5,6,7,0,1… Với Selective Repeat, số frame cần đánh số là 2K+1 „ VD: k=7 Đánh số 0,1,2 ,3, 4,5,6,7,8,9,10,11,12, 13, 14,0,1… Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 35 KIỂM SOÁT LUỒNG Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 36... khung dữ liệu lẻ bò lỗi - EOT : Kết thúc truyền dữ liệu Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 53 BSC Ví dụ: Poll - X có dữ liệu thì gởi, nếu không thì trả về EOT - ACK(0) : Xác nhận khung dữ liệu chẵn nhận tốt - ACK(1) : Xác nhận khung dữ liệu lẻ nhận tốt - NAK(0) : Xác nhận khung dữ liệu chẵn bò lỗi - NAK(1) : Xác nhận khung dữ liệu lẻ bò lỗi - EOT : Kết thúc truyền dữ liệu Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM... bit được truyền theo nghi thức RQ rảnh Biết tốc độ lan truyền sóng trên liên kết là V=2.108m/s Hãy xác đònh hiệu suất liên kết với các tuyến liên kết sau: „ Tuyến liên kết có chiều dài S=10km, tỷ lệ lỗi bit là BER=10-4 và tốc độ truyền dữ liệu là R=9600bps „ Tuyến liên kết có chiều dài S=100km, tỷ lệ lỗi bit là BER=10-4 và tốc độ truyền dữ liệu là R=10Mbps Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 28 Continuous... Block Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 49 BSC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 50 BSC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 51 BSC „ Hoạt động của nghi thức Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 52 BSC Ví dụ: Select - NAK : Y không sẵn sàng nhận - ACK : Y sẵn sàng nhận - ACK(0) : Xác nhận khung dữ liệu chẵn nhận tốt - ACK(1) : Xác nhận khung dữ liệu lẻ nhận tốt - NAK(0) : Xác nhận khung dữ liệu chẵn... lý kết nối „ Tùy thuộc vào ứng dụng mà cung cấp 2 loại hình dòch vụ chính connectionless (kết nối không đònh hướng ) và connection-oriented (kết nối có đònh hướng) Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 39 Nghi thức Lớp liên kết dư liệu „ Các kiểu liên kết : „ Điểm – điểm: Sử dụng kết nối vật lý trực tiếp giữa 2 DTE (cáp xoắn, cáp đồng trục hay cáp quang) với khoảng cách gần Hay sử dụng thông qua mạng. .. dụng trong các cấu hình điểm điểm hoặc đa điểm „ Truyền bất đồng bộ „ XMODEM „ YMODEM „ KERMIT „ Truyền đồng bộ „ BSC (Binary Synchronous Communication) Định hướng bit: Dùng các bit để thực hiện chức năng điều khiển việc truyền dữ liệu „ HDLC Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 44 BSC (Binary Synchronous Communication) „ „ „ „ „ „ Định hướng kí tự Nghi thức điều khiển lỗi là Idle RQ Thuộc nghi thức đồng... 2 4 3 max window size can’t transmit max window size can’t transmit Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP. HCM 3- 33 KIỂM SOÁT LUỒNG „ Nguyên tắc đánh số : „ Để nhận dạng các frame với nhau mỗi frame được gán một số thứ tự (Sequence number), theo nguyên tắc thì có thể gán đến vô cùng „ Tuy nhiên để hạn chế, kết hợp với cửa sổ trượt, số tuần tự được giới hạn theo nguyên tắc đánh xoay vòng „ Số lượng các số nhận