KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI

BI 2: KIN TRC PHN TNG V Mễ HèNH OSI I Gii thiu chung II Kin trỳc phõn tng Nguyờn tc phõn tng Truyn thụng gia cỏc tng III Mụ hỡnh OSI Gii thiu Cỏc giao thc chun mụ hỡnh OSI Vai trũ v chc nng cỏc tng mụ hỡnh OSI BI 2: KIN TRC PHN TNG V Mễ HèNH OSI Thi lng: 6,0,0,6 (GV ging, tho lun, thc hnh, t hc) Mc ớch, yờu cu: Mc ớch: Sinh viờn nm c ý ngha ca vic chun húa mng v phõn tng Nm c mụ hỡnh chun OSI, vai trũ v chc nng ca cỏc tng ca mụ hỡnh Yờu cu: Hc viờn tham gia hc y Nghiờn cu trc cỏc ni dung cú liờn quan n bi ging (ó cú trờn http://http:/fit.mta.edu.vn/~thiennd/) ễn theo cỏc cõu hi Chng II KIN TRC PHN TNG V Mễ HèNH OSI Ti phi chun húa mng? 1- Giao thc l mt phn rt quan trng ca kin trỳc mng mỏy tớnh Trong h thng mng cú rt nhiu giao thc, s giao thc v chc nng ca nú phu thuc vo mc ớch xõy dng mng - S khỏc v cỏc qui nh truyn thụng cỏc h thng mng ca cỏc t chc khỏc - Cỏc sn phm mng cỏc cụng ty sn xut khụng theo mt chun truyn thụng chung T chc tiờu chun ISO (International Standards Organization): a mụ hỡnh chun OSI - Open Systems Interconnection NGUYấN TC PHN TNG H thng giao thc l mt cỏc thnh phn ct lừi thit k nờn MMT, vy cn c xõy dng theo mt mụ hỡnh thng nht Mi h thng MMT hin u c coi nh cu trỳc a tng giao thc Trong ú mi tng cung cp mt s dch v nht nh Mụ hỡnh ú c gi l kin trỳc phõn tng a Nguyờn tc ca kin trỳc phõn tng l: 1- Mi h thng mng u cú cu trỳc tng (s lng tng v chc nng ca mi tng l nh nhau) 2- Gia tng lin k mt h thng giao tip vi qua giao din qua ú xỏc nh cỏc hm nguyờn thy v cỏc dch v tng di cung cp NGUYấN TC PHN TNG 3-Gia hai tng ng mc hai h thng giao tip vi thụng qua cỏc lut l, qui tc c gi l giao thc 4-Trong thc t, d liu khụng c truyn trc tip t tng th i ca h thng ny sang tng th i ca h thng khỏc (tr tng thp nht) M vic kt ni gia hai h thng c thc hin thụng qua hai loi liờn kt: liờn kt vt lý tng thp nht v liờn kt lụgic (o) cỏc tng cao hn im truy cp dch v: N_Entity truyn thụng vi cỏc Entity trờn v di nú thụng qua cỏc SAP (Service Access Point) cỏc giao din Entity phi bit nú cung cp nhng dch v gỡ tng k trờn v c s dng dch v gỡ t tng k di thụng cỏc hm dch v ti cỏc SAP trờn giao din cỏc tng Nh vy kin trỳc phõn tng tn ti hai dng liờn kt: liờn kt gia hai tng ng mc - liờn kt ngang v liờn k gia hai tng lin k - liờn kt dc Cỏc liờn kt hai chiu hoc l xy ng thi hoc c lp Tng N Tng i+1 Tng i Tng i-1 Giao thc tng N Giao thc tng i+1 Giao thc tng i Giao thc tng i-1 Tng Tng N Tng i+1 Tng i Tng i-1 Giao thc tng Tng Tng Tng ng truyn vt lý b Truyn thụng ng tng v quan h tng lin k Truyn ng tng H thng A truyn tin cho h thng B trờn tng N: A: thc hin quỏ trỡnh Encapsulation cỏc gúi tin chỳng i qua cỏc tng B: quỏ trỡnh bờn nhn s din theo chiu ngc li - PCI (Protocol Control Information): c thờm vo u cỏc gúi tin N_PCI l thụng tin iu khin tng N - SDU (Service Data Unit): L n v d liu truyn thụng gia cỏc tng k Ký hiu N_SDU l n v d liu truyn t tng (N+1) xung tng N cha thờm thụng tin iu khin - PDU (Protocol Data Unit) : PDU = PCI + SDU Mụ hỡnh truyn thụng ng tng v quan h tng 10 c Cỏc hm dch v nguyờn thy Vic liờn kt gia cỏc tng lin k mụ hỡnh OSI c xõy dng theo nguyờn tc ỏp ng cỏc dch v thụng qua cỏc hm nguyờn thu, cú bn kiu hm nguyờn thu: Request : Hm yờu cu Indication : Hm ch bỏo Response : Hm tr li Confirm : Hm xỏc nhn 11 H thng A Tng N+1 Request H thng B Giao thc tng N+1 Service user Tng N+1 Reponse Confirm Indication Giao th tng N SAP Tng N SAP Tng N Service provider Qui trỡnh thc hin mt giao tỏc gia hai h thng A v B nh sau: - Tng (N+1) ca A gi xung tng (N) k di nú mt hm Request - Tng (N) ca A cu to mt n v d liu gi yờu cu sang tng (N) ca B theo giao thc tng N ó xỏc nh - Nhn c yờu cu, tng (N) ca B ch bỏo lờn tng (N+1) ca B hm Indication - Tng (N+1) ca B tr li bng hm Response gi tng (N) k nú - Tng (N) ca B cu to mt n v d liu gi tr li sang tng (N) ca A theo giao thc tng N ó xỏc nh - Nhn c tr li, tng (N) ca A xỏc nhn vi tng (N+1) ca A hm Confirm 12 S nguyờn lý hot ng ca cỏc hm nguyờn thy 13 Mụ hỡnh OSI Kin trỳc phõn tng c cp nh l mt quan im ch o vic xõy dng h thng giao thc Vỡ lý ú t chc tiờu chun hoỏ quc t ISO (International Organization for Standardization) nm 1984 ó xõy dng xong Mụ hỡnh tham chiu cho vic kt ni cỏc h thng m OSI (Open Systems Interconnection) Mụ hỡnh OSI gm tng giao thc v cỏc nguyờn tc sau: Cỏc tng cú tớnh c lp tng i vi thc hin cỏc chc nng riờng bit Cho phộp thay i chc nng hoc giao thc mt tng khụng lm nh hng n cỏc tng khỏc Cú th chia mt tng thnh cỏc tng cn thit Cho phộp hu b cỏc tng nu thy khụng cn thit Bo m liờn kt cho nhiu h thng mng khỏc 14 Thớch ng vi nhu cu phỏt trin cỏc cụng ngh mi tng lai Mụ hỡnh OSI 15 C ch lm vic ca mụ hỡnh osi tng H thng m A A P S T N D Ph H thng m B Data A P S T N D Hp Hs Ht Hn T Hd 0101110010001011010110 Ph T Data Hp Hs Ht Hn Hd ng truyn vt lý 16 2.1 chc nng tng vt lý (Physical layer) Truyn dũng bit qua mụi trng vt lớ Nú gii quyt cỏc c t k thut ca giao din cng nh mụi trng truyn 17 Chc nng ca tng vt lý: - c tớnh vt lý ca giao din v mụi trng - Biu din ca cỏc bit - Tc d liu - S ng b hoỏ ca cỏc bit - Cu hỡnh ng - Topo vt lý - Ch truyn: simple, half-duplex, full duplex 18 A H thng A B E F H thng B H thng A v B c ni mt on cap ng trc v mt on cap quang Modem A: tớn hiu s tớn hiu tong t; Modem B: tớn tng t thnh tớn hiu s v qua Transduce E dng xung in xung ỏnh sỏng truyn qua cap quang Cui cựng, Transduce F xung ỏnh sỏnh dng tớn hiu s h thng B Cỏc thc th tham gia mng õy ngoi hai h thng A & B, cũn cú cỏc thit b bin i v chuyn tip trờn mụi trng vt lý khỏc Do vy giao thc tng Vt lý tn ti gia cỏc thc th ú qui nh v phng thc (ng b, phi ng b) v tc truyn, Cỏc chun cho tng Vt lý s phi bao gm khụng ch cỏc phn t giao thc gia cỏc19 thc th m cũn c t giao din vi ng truyn 2.2 Chc nng ca liờn kt d liu (Data Link layer) m bo vic truyn dũng bit ca tng vt lý c tin cy v chiu trỏch nhim truyn phỏt point to - point X lớ cỏc li ca d liu nhn c t tng vt lý m bo d liu khụng cú li lờn cỏc tng trờn 20 10 2.5 Chc nng ca tng phiờn (Session layer) Cỏc dch v c cung cp bi tng u tiờn l khụng i vi mt s tin trỡnh Tng phiờn l b iu khin hi thoi ca mng Nú thit lp trỡ v ng b hoỏ gia cỏc h thng 27 Cỏc chc nng c th ca tng phiờn: iu khin hi thoi S ng b hoỏ Vớ d: file gm 2000 packets, c sau 100 packet thỡ chốn im checkpoint 28 14 2.5 Chc nng ca tng trỡnh din (Presentation layer) Tng trỡnh din liờn quan n cỳ phỏp v ng ngha ca d liu gia hai h thng 29 Cỏc chc nng ca tng trỡnh din l: - Chuyn i thụng tin di dng cỏc xõu, cỏc s thnh dũng bit Tng trỡnh din trm gi chuyn thụng tin v mt khuụn dng chung Tng trỡnh din trm nhn chuyn thụng tin t khuụn dng chung v khuụn dng ca trm - Mó hoỏ - Nộn 30 15 2.7 Chc nng ca tng ng dng (Application layer) Tng ng dng cho phộp ngi s dng, phn mm truy cp vo mng Cung cp giao din NSD v h tr cho cỏc dch v nh mail, truy cp/truyn file, chia s CSDL v cỏc dch phõn tỏn khỏc 31 Cỏc chc nng ca tng ng dng l: - Network virtual terminal - File transfer, access, and management (FTAM) - Directory services (X.500) - Mail services (X.400) 32 16 b-chc nng ca cỏc tng mụ hỡnh osi Tầng Chức 1.Physical Thực nhiệm vụ truyền dòng bít phi cấu trúc qua đ-ờng truyền vật lý, truy nhập đ-ờng truyền vật lý nhờ ph-ơng tiện ,điện, quang, 2.Data link Cung cấp ph-ơng tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy; gửi khối liệu, kiểm soát lỗi kiểm soát luồng liệu cần thiết, 3.Network Thực việc chọn đ-ờng chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực kiểm soát luồng liệu liệu cắt/hợp liệu cần 4.Transport Thực truyền liệu đầu mút ,kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng liệu đầu mút, việc ghép kênh cắt/hợp lệu cần 5.Phiên Cung cấp ph-ơng tiện quản lý truyền thông ứng dụng, thiết lập,duy trì,đồng hoá huỷ bỏ phiên truyền thông ứng dụng 6.Trình diễn Chuyển đổi cú pháp liệu để đáp ứng yêu cầu truyền liệu ứng dụng qua môi tr-ờng OSI 7.ứng dụng Cung cấp ph-ơng tiện để ng-ời sử dụng truy cập đ-ợc vào môi tr-ờng OSI, đồng thời cung cấp dịch vụ thông tin phân tán 33 S khỏc tng trờn v tng di Physical, Data link, Network, Transport : Cỏc tng ny m nhim vic truyn d liu, thc hin quỏ trỡnh úng gúi, kim duyt v truyn tng nhúm d liu Nỳ khụng quan tõm n loi d liu nhn c t, gi cho tng ng dng m ch n thun l gia chỳng i Chc nng tng trờn Session , Presention , Application liờn quan ch yu n vic p ng cỏc yờu cu ca ngi s dng phỏt trin cỏc ng dng ca h trờn mng thụng qua cỏc phng tin truyn thụng cung cp bi nhúm tng thp 34 17 Cỏc giao thc chun ISO Trong mụ hỡnh OSI cú loi giao thc c ỏp dng: giao thc cú liờn kt (connection - oriented) v giao thc khụng liờn kt (connectionless) Giao thc cỳ lin kt: trc truyn d liu hai tng ng mc cn thit lp mt lin kt logic v cc gỳi tin c trao i thng qua lin kt ny, vic cỳ lin kt logic s nừng cao an ton truyn d liu Giao thc khng lin kt: trc truyn d liu khng thit lp lin kt logic v mi gỳi tin c truyn c lp vi cc gỳi tin trc hoc sau nỳ 35 Cỏc tham kho thờm 36 18 - DLP d b (Asynchronuos DLP) Cỏc DLP d b thng s dng phng thc truyn d b, ú cỏc bit c bit START v STOP c dựng tỏch cỏc xõu bit biu din cỏc ký t dũng bit cn truyn i L d b vỡ khụng cn s ng b liờn tc gia ngi gi v ngi nhn tin, cho phộp mt ký t d liu c truyn i bt k lỳc no m khụng cn quan tõm n cỏc tớn hiu ng b trc ú Stop 1010 1100 0010 1110 0001 0101 0101 1111 Start Gỳi tin giao thc d b 37 - DLP ng b (Synchronuos DLP) Giao thc ny xõy dng vic trao i d liu ng b hai mc: - mc vt lý: gi ng b gia cỏc ng h ca ngi gi v ngi nhn - mc liờn kt d liu: phõn bit d liu ca ngi s dng vi cỏc c v cỏc vựng thụng tin iu khin khỏc Trong ỳ: - DLP Character-Oriented: c xừy dng da trn cc b mú ký t chun no ỳ (nh ASCII) - DLP Bit-Oriented: da vo cu trc nh phừn xừy dng cc phn t ca giao thc v nhn d liu s c tip nhn ln lt tng bit mt 38 19 2.1 Giao thc hng ký t Cỏc giao thc loi ny xut hin t nhng nm 60 v gi õy cũn c s dng Nú c xõy dng da trờn cỏc ký t c bit ca mt b mó chun no ú (ASCII hoc EBCDIC) hot ng theo phng thc half - duplex Tp hp cỏc ký t c bit gm cú: SOH (Start of Header): ch bt u ca phn header ca mt n v thụng tin chun STX (Start of Text): ch s kt thỳc ca header v bt u ca phn d liu ETX (End of Text): ch s kt thỳc ca phn d liu ETB (End of Transmission Block): ch s kt thỳc ca mt d liu, trng hp d liu c chia lm nhiu EOT (End of Transmission): ch s kt thỳc vic truyn ca mt hoc nhiu n v d liu v gii phúng liờn kt 39 ENQ (Enquiry): yờu cu phỳc ỏp t mt trm xa DLE (Data Link Escape): Dựng thay i ý ngha ca cỏc ký t iu khin truyn tin khỏc ACK (Acknowledge): bỏo cho ngi gi bit ó nhn tt thụng tin NAK (Negative Acknowledge): bỏo cho ngi gi bit tip nhn thụng tin khụng tt SYN (Synchronous Idle): Ký t ng b, dựng trỡ s ng b gia ngi gi v ngi nhn BCC (Block Check Character): L bits kim tra li theo kiu bits chn l (theo chiu dc) cho cỏc ký t thuc vựng Text Dng tng quỏt ca n v d liu giao thc ny SOH Header STX Text ETX BCC 40 20 Trong trng hp d liu (vựng Text) quỏ di cú th tỏch thnh nhiu (block) vớ d tỏch thnh khung truyn cha d liu l Text1, Text2, Text3 nh sau: SOH Id Header STX Text ETB BCC SOH Id Header STX Text ETB BCC SOH Id Header STX Text ETX BCC Frame iu khin vic thit lp, gii phúng liờn kt, kim soat li, bỏo nhn, trao i thụng tin iu khin gia cỏc trm Frame mi nhn tin Trm A truyn hoc EOT Address Des ENQ 41 Trm B enq Ack text1 Ack text2 Ack eot enq ACk Text b ACk eot Dng thụng thng 42 21 Trm A Trm B ENQ ACK TEXT1 ACK TEXT2 ACK EOT ENQ ACK TEXT B ACK EOT Dng thụng thng Trm A 43 Trm B ENQ ACK TEXT1 TEXT B TEXT2 ACK EOT Dng hi thoi 44 22 Trm A Trm B enq Ack text1 Text b text2 ACK eOT Dng hi thoi 45 2.2 Giao thc hng bit (High Level Data Link Control) HDLC L giao thc chun cho tng liờn kt d liu s dng c hai trng hp: im - im v im - nhiu im Nú cho phộp truyn full-duplex, cỏc phn t ca nú c xõy dng theo cu trỳc nh phõn v nhn d liu s c tip nhn tng bit mt, õy cỏc n v d liu c gi l Frame - khung truyn Frame tng quỏt ca HDLC cú dng nh sau Flag Address Control Information FCS Flag 8/16 8/16 16/32 01111110 10110110 10010111 101000110111010 1001101 01111110 46 23 FLAG: L VNG M ểNG KHUNG CHO FRAME, NH DU S BT U V KT THC CA FRAMEL TRNH S XUT HIN CA FLAG TRONG NI DUNG CA FRAME NGI GI C CH (CNG) Cể CHC NNG NH SAU KHI TRUYN I, C PHT HIN MT ON Cể BIT I LIN NHAU THè T NG CHẩN THấM MT BIT KHI NHN,NU PHT HIN Cể BIT SAU BIT LIấN TIP THè T NG LOI B BIT ể ADDRESS: L VNG GHI A CH TRM CH CA FRAME CONTROL: L VNG NH DANH CC LOI FRAME KHC NHAU INFORMATION: L VNG GHI THễNG CN TRUYN I FCS (FRAME CHECK SEQUENCE): L VNG GHI M KIM SOT LI CHO NI DUNG NM GIA HAI FLAG THEO 47 PHNG PHP CRC LU í: HDLC Cể DNG, MT DNG CHUN V DNG M HDLC cú loi Fremes chớnh: Loi U (Unnumbered frame) dựng thit lp liờn kt theo cỏc phng thc hot ng khỏc v gia phúng liờn kt cn thit õy l loi Frame iu khin Loi I (Information frame) dựng cha thụng tin cn truyn i ca ngi s dng v c ỏnh s th t kim soỏt Loi S (Supervisory) õy cng l frame iu khin c s dng kim soỏt li v kim soỏt lung d liu quỏ trỡnh truyn tin Cỏc frames thuc loi khỏc c nh danh vựng Control chim 8/16 bits Sau õy ta s ch mt s loi frames chớnh, phõn tớch cu trỳc v chc nng chớnh ca chỳng: 48 24 Phõn loi frames HDLC Loại Frames Các bits vùng Control Loại U 1 M M P/F M M M Loại I Loại S N(S) S S P/F N(R) P/F N(R) Loi U: Cú bits nh danh M nờn cú 32 loi khỏc Loi I : Ch cú mt kiu Frame Loi S: Cú bit nh danh nờn cú loi khỏc 49 Trong ú: N(S) l s th t ca Frame Information c gi i N(R) l s th t ca Frame Information m trm gi ang ch nhn, ng thi ỏm ch rng ó nhn tt tt c Frames Information cho ti s th t N(R)-1 Bit P/F (Poll/Final) cú ngha P nu ú l frame yờu cu v F nu ú l Frame tr li c dựng tr quyn truyn tin cho trm ớch Riờng i vi phng thc tr li chun thỡ F=1 cũn ch õy Frame cui cựng dóy Frame ca trm t Sau ú trm t s ngng vic truyn tin cho n c s cho phộp ca trm ch 50 25 BI Bi 1: Cho mt Frame ca HDLC dng thụng thng nh sau (mụ t bits mt d phõn bit) : 01111110 00111001 01110100 00111110 10011111 01000111 01001011 11 01111110 Hóy cho bit v gii thớch : - ý ngha ca cỏc phn Frame ú - õy l loi Frame gỡ ? - D liu (data Frame ú) l dóy nh phõn no ? - Tớnh giỏ tr N(S), N(R) v gii thớch ý ngha ca nú 51 Phỏt hin v hiu chnh li 3.1 Phng phỏp bớt chn l (Parity) õy l phng phỏp thng dựng nht phỏt hin li Bng cỏch a thờm bit (bit ny c gi l bit chn l) vo t nh phõn, ph thuc vo tng sụ cỏc bit mt t l chn hay l ma ta s thờm bit chn(bit 0) hay bit l (bit 1) nh phộp loỏn logic XOR Khi kim tra s xỏc nh so cỏc bit t nh phõn cú ỳng tớnh chn l hay khụng Phng phỏp ny cú cỏch nh sau: a Kim tra ngang (VRC - Vertical Redundancy Checking ) b Kim tra dc (LRC - Longitudinal Redundancy Checking) b Kt hp c hai phng phỏp VRC -LRC kim tra parity bit ngi t dng phộp toỏn XOR logic 11 = 00=0 = 01=1 52 26 a Kim tra ngang (VRC - Vertical Redundancy Checking ) Kim tra ngang - VRC : Mi xõu bit biu din mt ký t cn truyn i c thờm vo bit gi l bit chn l Bit ny cú giỏ tr (tu qui c ) l nu s lng cỏc bit xõu l chn v ngc li Bờn nhn s cn c vo ú phỏp hin li Vớ d: Khi ký t truyn i l ASCII tng ng dóy nh phõn sau ASCII 1000001 10000010 1010011 1000011 10100110 10000111 1001001 1001001 10010011 10010011 Nhc im ca VRC l khụng nh v c bit li nờn khụng th t sa Mt khỏc phng phỏp ny cng khụng phỏt hin c cỏc kộp chn 53 b Kim tra dc (LRC - Longitudinal Redundancy Checking) Kim tra dc LRC: Trong phng phỏp ny ngi ta thờm vo cui mi byte kim tra, bng cỏch tớnh tng so bit ca cỏc bit tng ng tng byte ca nh phõn Vớ d: nh phõn nh sau: 11100111 11011101 00111001 10101001 11100111 11011101 00111001 10101001 LRC = 10101010 11100111 11011101 00111001 10101001 10101010 54 27 c Kt hp kim tra chiu VRC LRC khc phc tỡnh trng li kộp chn ngi ta dựng thờm phng phỏp LRC (Longitudinal Redundancy Ckeck) kt hp vi phng phỏp VRC, tc l thờm cỏc bit kim tra chn l c hai chiu 55 5.2 Kim tra vũng (CRC Cyclic Redundance Check) 5.3 Mó hamming 56 28