TCPIP là một họ giao thức để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng và nó được cấu trúc theo kiểu phân cấp.Khác với mô hình OSIISO tầng liên mạng sử dụng giao thức kết nối mạng không liên kết (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động của Internet. Cùng với các thuật toán định tuyến RIP, OSPF, BGP, tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại mạng vật lý khác nhau như: Ethernet, Token Ring
Mục lục Lời nói đầu Chơng I Họ giao thức TCP/IP I.1.1 Họ giao thức TCP/IP TCP/IP họ giao thức để cung cấp phơng tiện truyền thông liên mạng đợc cấu trúc theo kiểu phân cấp Khác với mô hình OSI/ISO tầng liên mạng sử dụng giao thức kết nối mạng "không liên kết" (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động Internet Cùng với thuật toán định tuyến RIP, OSPF, BGP, tầng liên mạng IP cho phép kết nối cách mềm dẻo linh hoạt loại mạng "vật lý" khác nh: Ethernet, Token Ring , X.25 Giao thức trao đổi liệu "có liên kết" (connection - oriented) TCP đợc sử dụng tầng vận chuyển để đảm bảo tính xác tin cậy việc trao đổi liệu dựa kiến trúc kết nối "không liên kết" tầng liên mạng IP Các giao thức hỗ trợ ứng dụng phổ biến nh truy nhập từ xa (telnet), chuyển tệp (FTP), dịch vụ World Wide Web (HTTP), th điện tử (SMTP), dịch vụ tên miền (DNS) ngày đợc cài đặt phổ biến nh phận cấu thành hệ điều hành thông dụng nh UNIX (và hệ điều hành chuyên dụng họ nhà cung cấp thiết bị tính toán nh AIX IBM, SINIX Siemens, Digital UNIX DEC), Windows9x/NT, Novell Netware, OSI TCP/IP Application Application Presentation Presentation Application SMTP TELNET FTP DNS Session Session Transprort Transprort Network Network TCP ICMP UDP IGMP IP Data Datalink link Physical Physical ARP RARP Protocols defined1by the underlying networks Hình 2.1 Mô hình OSI mô hình kiến trúc TCP/IP Hình 13 Mô hình thanm chiếu TCP/IP với chuẩn OSI lớp Trong cấu trúc bốn lớp TCP/IP, liệu truyền từ lớp ứng dụng lớp vật lý, lớp cộng thêm vào phần điều khiển để đảm bảo cho việc truyền liệu đợc xác Mỗi thông tin điều khiển đợc gọi header đợc đặt trớc phần liệu đợc truyền Mỗi lớp xem tất thông tin mà nhận đợc từ lớp liệu, đặt phần thông tin điều khiển header vào trớc phần thông tin Việc cộng thêm vào header lớp trình truyền tin đợc gọi encapsulation Quá trình nhận liệu diễn theo chiều ngợc lại: lớp tách phần header trớc truyền liệu lên lớp Mỗi lớp có cấu trúc liệu riêng, độc lập với cấu trúc liệu đợc dùng lớp hay lớp dới Sau giải thích số khái niệm thờng gặp Stream dòng số liệu đợc truyền sở đơn vị số liệu Byte Số liệu đợc trao đổi ứng dụng dùng TCP đợc gọi stream, dùng UDP, chúng đợc gọi message Mỗi gói số liệu TCP đợc gọi segment UDP định nghĩa cấu trúc liệu packet Lớp Internet xem tất liệu nh khối gọi datagram Bộ giao thức TCP/IP dùng nhiều kiểu khác lớp mạng dới cùng, loại có thuật ngữ khác để truyền liệu Phần lớn mạng kết cấu phần liệu truyền dới dạng packets frames Application Stream Transport Segment/datagram Internet Datagram Network Access Frame Cấu trúc liệu lớp TCP/IP Lớp truy nhập mạng Network Access Layer lớp thấp cấu trúc phân bậc TCP/IP Những giao thức lớp cung cấp cho hệ thống phơng thức để truyền liệu tầng vật lý khác mạng Nó định nghĩa cách thức truyền khối liệu (datagram) IP Các giao thức lớp phải biết chi tiết phần cấu trúc vật lý mạng dới (bao gồm cấu trúc gói số liệu, cấu trúc địa ) để định dạng đợc xác gói liệu đợc truyền loại mạng cụ thể So sánh với cấu trúc OSI/OSI, lớp TCP/IP tơng đơng với hai lớp Datalink, Physical Chức định dạng liệu đợc truyền lớp bao gồm việc nhúng gói liệu IP vào frame đợc truyền mạng việc ánh xạ địa IP vào địa vật lý đợc dùng cho mạng Lớp liên mạng Internet Layer lớp lớp Network Access cấu trúc phân lớp TCP/IP Internet Protocol giao thức trung tâm TCP/IP phần quan trọng lớp Internet IP cung cấp gói lu chuyển mà thông qua mạng dùng TCP/IP đợc xây dựng Chức - Giao thức liên mạng IP(v4) Trong phần trình bày giao thức IPv4 (để cho thuận tiện ta viết IP có nghĩa đề cập đến IPv4) Mục đích IP cung cấp khả kết nối mạng thành liên mạng để truyền liệu IP cung cấp chức sau: Định nghĩa cấu trúc gói liệu đơn vị sở cho việc truyền liệu Internet Định nghĩa phơng thức đánh địa IP Truyền liệu tầng vận chuyển tầng mạng Định tuyến để chuyển gói liệu mạng Thực việc phân mảnh hợp (fragmentation -reassembly) gói liệu nhúng / tách chúng gói liệu tầng liên kết Định tuyến IP Có hai loại định tuyến: Định tuyến trực tiếp: Định tuyến trực tiếp việc xác định đờng nối hai trạm làm việc mạng vật lý Định tuyến không trực tiếp Định tuyến không trực tiếp việc xác định đờng nối hai trạm làm việc không nằm mạng vật lý vậy, việc truyền tin chúng phải đợc thực thông qua trạm trung gian gateway Để kiểm tra xem trạm đích có nằm mạng vật lý với trạm nguồn hay không, ngời gửi phải tách lấy phần địa mạng phần địa IP Nếu hai địa có địa mạng giống datagram đợc truyền trực tiếp; ngợc lại phải xác định gateway, thông qua gateway chuyển tiếp datagram Khi trạm muốn gửi gói liệu đến trạm khác phải đóng gói datagram vào khung (frame) gửi frame đến gateway gần Khi frame đến gateway, phần datagram đợc đóng gói đợc tách IP routing chọn gateway tiếp dọc theo đờng dẫn đến đích Datagram sau lại đợc đóng gói vào frame khác gửi đến mạng vật lý để gửi đến gateway đờng truyền tiếp tục nh datagram đợc truyền đến trạm đích Chiến lợc định tuyến: Trong thuật ngữ truyền thống TCP/IP có hai kiểu thiết bị, cổng truyền (gateway) trạm (host) Các cổng truyền có vai trò gửi gói liệu, trạm không Tuy nhiên trạm đợc nối với nhiều mạng định hớng cho việc lu chuyển gói liệu mạng lúc đóng vai trò hoàn toàn nh gateway Các trạm làm việc lu chuyển gói liệu xuyên suốt qua bốn lớp, cổng truyền chuyển gói đến lớp Internet nơi định tuyến đờng để chuyển tiếp gói liệu Các máy truyền liệu đến máy khác nằm mạng vật lý Các gói từ A1 cần chuyển cho C1 đợc hớng đến gateway G1 G2 Trạm A1 truyền gói đến gateway G1 thông qua mạng A Sau G1 truyền tiếp đến G2 thông qua mạng B cuối G2 truyền gói trực tiếp đến trạm C1, chúng đợc nối trực tiếp với thông qua mạng C Trạm A1 đến gateway nằm sau G1 A1 gửi gói số liệu cho mạng B C đến gateway cục G1 dựa vào gateway để định hớng tiếp cho gói liệu đến đích Theo cách trạm C1 trớc tiên gửi gói đến cho G2 G2 gửi tiếp cho trạm mạng A nh mạng B Hình vẽ sau mô tả việc dùng gateway để gửi gói liệu: Host A1Host C1 Application Transport Internet Network Access Gateway Gateway Internet Network Internet Network Application Transport Internet Network Access HìnhBNetwork 17 Định tuyến hai hệ thống Network ANetwork C Việc phân mảnh gói liệu: Trong trình truyền liệu, gói liệu (datagram) đợc truyền thông qua nhiều mạng khác Một gói liệu (datagram) nhận đợc từ mạng lớn để truyền gói đơn mạng khác, loại cấu trúc mạng cho phép đơn vị truyền cực đại (Maximum Transmit Unit - MTU), khác Đây kích thớc lớn gói mà chúng truyền Nếu nh gói liệu nhận đợc từ mạng mà lớn MTU mạng khác cần đợc phân mảnh thành gói nhỏ hơn, gọi fragment Quá trình gọi trình phân mảnh Dạng fragment giống nh dạng gói liệu thông thờng Từ thứ hai phần header chứa thông tin để xác định fragment cung cấp thông tin để hợp fragment lại thành gói nh ban đầu Trờng identification dùng để xác định fragment thuộc gói liệu Giao thức ICMP ICMP ((Internet Control Message Protocol) giao thức điều khiển mức IP, đợc dùng để trao đổi thông tin điều khiển dòng số liệu, thông báo lỗi thông tin trạng thái khác giao thức TCP/IP Ví dụ: - Điều khiển lu lợng liệu (Flow control): gói liệu đến nhanh, thiết bị đích thiết bị định tuyến gửi thông điệp ICMP trở lại thiết bị gửi, yêu cầu thiết bị gửi tạm thời ngừng việc gửi liệu - Thông báo lỗi: trờng hợp địa đích không tới đợc hệ thống gửi thông báo lỗi "Destination Unreachable" - Định hớng lại tuyến đờng: thiết bị định tuyến gửi thông điệp ICMP "định tuyến lại" (Redirect Router) để thông báo với trạm nên dùng thiết bị định tuyến khác để tới thiết bị đích Thông điệp đợc dùng trạm nguồn mạng với hai thiết bị định tuyến - Kiểm tra trạm xa: trạm gửi thông điệp ICMP "Echo" để kiểm tra xem trạm có hoạt động hay không Sau mô tả ứng dụng giao thức ICMP thực việc định tuyến lại (Redirect): Ví dụ: giả sử host gửi gói liệu IP tới Router R1 Router R1 thực việc định tuyến R1 router mặc định host R1 nhận gói liệu tìm bảng định tuyến tìm thấy tuyến tới R2 Khi R1 gửi gói liệu tới R2 R1 phát gửi gói liệu giao diện mà gói liệu đến (là giao diện mạng LAN mà host hai Router nối đến) Lúc R1 gửi thông báo ICMP Redirect Error tới host, thông báo cho host nên gửi gói liệu đến R2 tốt Host (1) IP datagram (3) ICMP Redirect (2) IP datagram R2 R1 Host Final destination Tác dụng ICMP Redirect mọt host với nhận biết tối thiểu định tuyến xây dựng lên bảng định tuyến tốt theo thời gian Host bắt đầu với tuyến mặc định (có thể R1 R2 nh ví dụ trên) lần tuyến mặc định đợc dùng với host đến R2 đợc Router mặc định gửi thông báo Redirect phép host cập nhật bảng định tuyến cách phù hợp I.6.2 Giao thức ARP giao thức RARP Địa IP đợc dùng để định danh host mạng tầng mạng mô hình OSI, chúng địa vật lý (hay địa MAC) trạm mạng cục (Ethernet, Token Ring, ) Trên mạng cục hai trạm liên lạc với chúng biết địa vật lý Nh vấn đề đặt phải thực ánh xạ địa IP (32 bits) địa vật lý (48 bits) trạm Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) đợc xây dựng để chuyển đổi từ địa IP sang địa vật lý cần thiết Ngợc lại, giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol) đợc dùng để chuyển đổi địa vật lý sang địa IP Các giao thức ARP RARP phận IP mà IP dùng đến chúng cần Giao thức ARP Giao thức TCP/IP sử dụng ARP để tìm địa vật lý trạm đích Ví dụ cần gửi gói liệu IP cho hệ thống khác mạng vật lý Ethernet, hệ thông gửi cần biết địa Ethernet hệ thống đích để tầng liên kết liệu xây dựng khung gói liệu Thông thờng, hệ thống lu giữ cập nhật bảng thích ứng địa IPMAC chỗ (còn đợc gọi bảng ARP cache) Bảng thích ứng địa đợc cập nhật ngời quản trị hệ thống tự động giao thức ARP sau lần ánh xạ đợc địa thích ứng Mỗi cần tìm thích ứng địa IP - MAC, tìm địa MAC tơng ứng với địa IP trớc tiên bảng địa IP - MAC hệ thống Nếu không tìm thấy, sử dụng giao thức ARP để làm việc Trạm làm việc gửi yêu cầu ARP (ARP_Request) tìm thích ứng địa IP -MAC đến máy phục vụ ARP - server Máy phục vụ ARP tìm bảng thích ứng địa IP - MAC trả lời ARP_Response cho trạm làm việc Nếu không, máy phục vụ chuyển tiếp yêu cầu nhận đợc dới dạng quảng bá có trùng địa IP đợc cho tất trạm làm việc mạng Trạm yêu cầu trả lời với địa MAC IP Tóm lại tiến trình ARP đợc mô tả nh sau ARP request IP ARP request 2,5 IP ARP request 129.1.1.1 Tiến trình ARP IP yêu cầu địa MAC Tìm kiếm bảng ARP Nếu tìm thấy trả lại địa MAC Nếu không tìm thấy, tạo gói ARP yêu cầu gửi tới tất trạm Tuỳ theo gói liệu trả lời, ARP cập nhật vào bảng ARP gửi địa MAC cho IP Giao thức RARP Reverse ARP (Reverse Address Resolution Protocol) giao thức giải thích ứng địa AMC - IP Quá trình ngợc lại với trình giải thích ứng địa IP - MAC mô tả trên, nghĩa cho trớc địa mức liên kết, tìm địa IP tơng ứng Giao thức lớp chuyển tải (Transport Layer) - Giao thức TCP ? TCP (Transmission Control Protocol) giao thức có liên kết (connection - oriented), nghĩa cần thiết lập liên kết (logic), cặp thực thể TCP trớc chúng trao đổi liệu với TCP cung cấp khả truyền liệu cách an toàn máy trạm hệ thống mạng Nó cung cấp thêm chức nhằm kiểm tra tính xác liệu đến bao gồm việc gửi lại liệu có lỗi xảy TCP cung cấp chức sau: Thiết lập, trì, kết thúc liên kết hai trình Phân phát gói tin cách tin cậy Đánh số thứ tự (sequencing) gói liệu nhằm truyền liệu cách tin cậy Cho phép điều khiển lỗi Cung cấp khả đa kết nối với trình khác trạm nguồn trạm đích định thông qua việc sử dụng cổng Truyền liệu sử dụng chế song công (full-duplex) Một tiến trình ứng dụng host truy nhập vào dịch vụ TCP cung cấp thông qua cổng (port) nh sau: Một cổng kết hợp với địa IP tạo thành socket liên mạng TCP đợc cung cấp nhờ liên kết logic cặp socket Một socket tham gia nhiều liên kết với socket xa khác Trớc truyền liệu hai trạm cần phải thiết lập liên kết TCP chúng kết thúc phiên truyền liệu liên kết đợc giải phóng Cũng giống nh giao thức khác, thực thể tầng sử dụng TCP thông qua hàm dịch vụ nguyên thuỷ (service primitives), hay gọi lời gọi hàm (function call) Userprocess Userprocess TCP IP NAP TCP IP NAP Host Host Internet NAP: Network Access Protocol Cổng truy nhập dịch vụ TCP - Thiết lập kết thúc kết nối TCP Thiết lập kết nối Thiết lập kết nối TCP đợc thực sở phơng thức bắt tay ba bớc (Tree - way Handsake) hình 2.11 Yêu cầu kết nối đợc tiến trình trạm khởi tạo, cách gửi gói TCP với cờ SYN=1 chứa giá trị khởi tạo số ISN client Giá trị ISN số byte không dấu đợc tăng kết nối đợc yêu cầu (giá trị quay tới giá trị 32) Trong thông điệp SYN chứa số hiệu cổng TCP phần mềm dịch vụ mà tiến trình trạm muốn kết nối (bớc 1) Mỗi thực thể kết nối TCP có giá trị ISN số đợc tăng theo thời gian Vì kết nối TCP có số hiệu cổng địa IP đợc dùng lại nhiều lần, việc thay đổi giá trị INS ngăn không cho kết nối dùng lại liệu cũ (stale) đợc truyền từ kết nối cũ có địa kết nối Khi thực thể TCP phần mềm dịch vụ nhận đợc thông điệp SYN, gửi lại gói SYN giá trị ISN đặt cờ ACK=1 trờng hợp sẵn sàng nhận kết nối Thông điệp chứa giá trị ISN tiến trình trạm trờng hợp số thu để báo thực thể dịch vụ nhận đợc giá trị ISN tiến trình trạm (bớc 2) Tiến trình trạm trả lời lại gói SYN thực thể dịch vụ thông báo trả lời ACK cuối Bằng cách này, thực thể TCP trao đổi cách tin cậy giá trị ISN bắt đầu trao đổi liệu Không có thông điệp ba bớc chứa liệu gì; tất thông tin trao đổi nằm phần tiêu đề thông điệp TCP (bớc 3) TCP_A TCP_B TCP_A TCP_B Fin, Seq=x Syn, Seq=x Ack(x+1) Syn, Seq=y Ack(x+1) Fin, Seq=y, Ack(x+1) Ack(y+1) 10 Ack(y+1) Các thuộc tính, phơng pháp, kiện CWDataSocket Đối tợng CWData giữ giá trị thuộc tính gắn với giá trị liệu thông qua thuộc tính Data CWData Properties Methods Events Value CopyFrom DeleteAttribute GetAttribute GetAttributeName s HasAttributeReset SetAttribute Các thuộc tính, phơng pháp kiện CWData Giao thức DSTP - Giao thức DSTP giao thức quan trọng việc phát tán liệu tốc độ cao qua mạng Internet Các đặc điểm giao thức DSTP - DSTP giao thức lớp ứng dụng để truyền liệu tới nơi đọc liệu từ Server DSTP goi DataSocket Server DSTP đợc thực TCP/IP cung cấp truyền thông hớng kết nối Server Client Trong phía Client trì phiên truyền thông với phía Server Trong phiên truyền thông phía Server giữ thông tin kết nối phía Client Máy Client cung cấp liệu đo tới phía Server đợc coi nh xuất liệu (Publisher) nơi viết liệu Còn phía nhân liệu đợc coi nhng nơi đọc hay thành viên nhận liệu(Subscribes => Thành viên thuê liệu) - Các thành phần Trong hệ thống DSTP gồm thành phần: - DataSocket Server - Nơi xuất liệu - Nơi nhận liệu Nơi xuất liệu: Thu thập liệu từ thiết bị thu thập liệu cục từ xa gửi tới máy Server Máy Server đợc định máy cục hay máy từ xa qua mạng Internet Nơi nhận liệu: Nhận liệu từ máyServer Đối với ứng dụng phức tạp yêu cầu nhiều Publisher nhiều Server - Nhận biết liệu đo lờng Server 18 Sử dụng URL để nhận biết vị trí liệu đo đờng Server Một URL DSTP thị tên Server DataSocket đờng dẫn truy cập mục d liệu đo lờng cụ thể Các Publisher Subscriber cần tới mục liẹu URL Cách sử dụng - Thiết lập phiên làm việc Ngời sử dụng tơng tác với DSTP cách sử dụng giao diện lập trình úng dụng DataSocket API ứng dụng phần mềm National Instruments Để thiết lập kết nối tới DataSocket Server sử dụng API DataSocket ngời sử dụng cần viết tới URL, sau Client thông qua vài bớc để thiết lập kết nối DSTP Các bớc thc kết nối DSTP: Bớc 1: Để thiết lập phiên với Server: Client gửi thông điệp Request to log on tới Server Yêu cầu bao gồm số phiên DSTP phiên kết nối Bớc 2: Nếu Server chấp nhận kết nối gửi lại thông báo để xác nhận số phiên DSTP Bớc 3: Client gửi lại yêu cầu để kết nối tới URL cụ thể Server Các URL thể liệu đo lờng cụ thể DataSocket Server đợc quy chiếu nh mục DataSocket DataSocket Server sử dụng kết nối TCP tất mục tồn không gian xử lý Thiết lập phiên kết nố tới DataSocket Server 19 - Truyền nhận liệu Để truyền liệu tới Server , Client gửi toàn phần đầu thông điệp tới Server để viết liệu đợc đóng gói thông điệp nh giá trị liệu Thông điệp bao gồm URL nhậ dạng liệu Server, để yêu cầu liệu từ Server, Client gửi thông điệp yêu càu giá trị liệu gần Thông điệp gồm URL liệu yêu cầu từ Server Client nhân liệu tữ Server qua yêu cầu liệu rõ ràng hoạc qua kết nối cập nhật tự động, Server gửi liệu cập nhật tới Subssribes đợc lập trình để cập nhật tự động Server nhận giá trị từ Publisher - Kết thúc phiên Để kết thúc kết nối, Client gửi yêu cầu kết nối tới Server 20 Chơng III Thử nghiệm phát tán liệu qua mạng TCP/IP sử dụng DataSocket Mô hình hệ thử nghiệm 21 Hệ đo lờng thông số nhiệt độ (Sensor, Card đa AT-MIO-16EX-10) Server -Win 2000 -DataSocket Server -LabView, VB -Server.VI - CSDL Excel PSTN Mạng cục Client I -LabView -Client.VI -CSDL Excel Modem Client II -LabView -Client.VI -CSDL Excel Modem Hình Mô hình hệ thống thử nghiệm a) Mô tả phần cứng Phần cứng thử nghiệm bao gồm: *) Mạng LAN gồm máy tính với cấu hình: + CPU: P4-2GHz +RAM: 256MB +HDD: 20GB +Card mạng, cable mạng +Monitor, keyboard, mouse *) Card AT-MIO-16XE-10 Đây card đa năng, bao gồm: 16 kênh AI, kênh AO, kênh DIO mạch đếm, mạch phát xung Sơ đồ khối card thể nh hình vẽ 22 Hình Sơ đồ khối card AT-MIO-16XE-10 - Bộ ghép nối SCB-68 cable - Bộ thị tín hiệu số led Bộ thị Led dùng để thị tín hiệu điều khiển số gửi từ máy từ xa qua mạng, gồm kênh số DIO Bộ thị tín hiệu số Bộ thị tín hiệu số dùng chíp ICL7107 để thị số Bộ nhận tín hiệu Analog từ máy từ xa gửi đến máy cục đợc đa qua DAC tới thị tín hiệu điện áp Mạch đầu đo nhiệt độ PT100 - Sensor PT100 b) Mô tả phần mềm Chơng trình phần mềm gồm chơng trình: Chơng trình server cài đặt máy chủ chơng trình client cài đặt máy trạm Trong LabVIEW có lệnh cho phép lập trình ứng dụng làm việc với DataSocket cách thuận tiện, dễ dàng: - Lệnh Select: Chọn URL DataSocket nguồn để đọc liệu đích để viết liệu - Lệnh DataSocket Read: Đọc liệu từ kết nối đợc URL trả liệu -Lệnh DataSocket Write: Viết liệu tới kết nối DataSocket đợc URL 23 Các lệnh gộp liệu tách liệu để truyền qua mạng Dữ liệu qua mạng loại liệu không định kiểu Variant Lấy thuộc tính giá trị gẵn với liệu kiểu Variant Thay đổi tạo thuộc tính giá trị kiểu liệu Variant Chơng trình sử dụng giao thức DSTP để phát tán liệu qua mạng - Chơng trình cài máy chủ Datasocket: Chơng trình gồm có modul: +Modul nhận tín hiệu vào Analog +Modul nhận tín hiệu vào số +Modul đa tín hiệu Analog +Modul đa tín hiệu số +Modul truyền phát tán liệu đo lờng qua mạng Internet Phần mềm thực chức sau: + Khởi tạo cổng, card AT-MIO-16XE-10 + Khởi tạo DataSocket Server + Đặt server trạng thái nghe + Nhận tín hiệu tơng tự từ sensor, thuộc tính liệu đo chuyển qua mạng + Nhận tín hiệu số từ mạch logic đầu vào chuyển qua mạng + Nhận tín hiệu điều khiển tơng tự số từ client mạng đa thị điều khiển + Cho phép chuyển đổi chế độ Remote/Local + Tạo giao diện dẽ dàng sử dụng + Cho phép dễ dàng chọn kênh chọn thiết bị Hình giao diện ngời sử dụng để nhận liệu từ xa đa điều khiển thiết bị qua card AT- MIO-16XE-10 Nó có mode thực hiện: - Mode cục cho phép đa tín hiệu điều khiển từ máy cục - Mode từ xa cho phép nhận tín hiệu điều khiển từ client đa điều khiển thiết bị Trong giao diện có trờng: - Địa URL để đọc liệu - Hiển thị trạng thái kết nối - Hiển thị đồ hoạ tín hiệu truền đến từ xa với thuộc tính từ xa 24 - Trờng chọn kênh tín hiệu tơng tự, cho phép đến kênh đa tín hiệu - Trờng chọn thiết bị số - Trờng chọn kênh số - Các nút điều khiển số để đa tín hiệu số cục mode cục - Các led thị tín hiệu số từ xa gửi tới mode từ xa - Đồng hồ thị điện áp đa điều khiển mode cục từ xa Hình x, x+1 mã của2 modul chơng trình server client True Target 100 Timestamp Status Count A/D AT-MIO-16EX-10-Nhiet device (1) channels (0) input limits scan rate (3 scans/sec) Count %m/%d/%Y %H:%M:%S Timestamp Write the data to the server only when it is updated Hình x Source 0.00 Count Timestamp Count chơng trình nhận liệu điều 50 Hình sơ đồ phân cấp khiển từ xa đa điều khiển thiết bị Hình 10, 11 giao diện sơ đồ 0.00 phân cấp của0 phần chơng trình nhận liệu đầu vào từ thiết công nghệ 1000 bị chuyển phát tán qua mạng Internet nhờ Status truyền tốc độ cao DataSocket Giao diện phần chơng trình có tr%m/%d/%Y %H:%M:%S Timestamp ờng sau: Trờng chọn thiết bị - Trờng chọn kênh - Trờng đặt dải tín hiệu đợc phép nhận - Trờng chuyển đổi mode nhận tín hiệu từ thiết bị đa vào mô phỏng(AI/Sample) Trờng Target để nhập địa URL đích viết liệu phát tán - Trờng Timestam để thị thuộc tính thời gian dự liệu 25 Trờng phát sinh tín hiệu số để phát tán qua mạng -Chơng trình cài máy chủ Datasocket: Chơng trình gồm có modul: + Modul nhận tín hiệu vào Analog + Modul nhận tín hiệu vào số + Modul đa tín hiệu Analog + Modul đa tín hiệu số + Modul truyền phát tán liệu đo lờng qua mạng Internet Hình Giao diện phần điều khiển Local/Remote 26 Hình Lợc đồ phân cấp phần điều khiển Local/Remote Hình 10 Giao diện phần phát tán liệu đo lờng qua Internet 27 Hình 11 Sơ đồ phân cấp phần phát tán liệu đo lờng qua mạng Internet - Chơng trình client: Chơng trình client cài đặt máy mạng, gồm modul sau: + Modul nhận tín hiệu điều khiển + Modul gỉ tín hiệu điều khiển đến server + Modul nhận liệu đo lờng gửi đến từ server + Modul nhận tín hiệu điều khiển từ ngời dùng chuyển qua mạng tới server để điều khiển thiết bị máy từ xa + Hiển thị liệu đồ hoạ Giao diện chơng trình phần nhận tín hiệu phát tán phần điều khiển từ xa thể nh hình 10, 11 28 Hình 12 Giao diện chơng trình máy client Cả phần mềm đợc viết ngôn ngữ LABVIEW Thử nghiệm kết Trên sơ đồ thử nghiệm, máy chủ server có cài đặt modul phần mềm DataSocket Server, trình quản trị DataSocket Server, trình ứng dụng đợc xây dựng môi trờng LabVIEW Hệ thống thử nghiệm gồm: Máy server cài Datasocket Server, Client nối mạng cục NT với máy Server Phần mềm LabVIEW đợc cài máy tính - Trình ứng dụng Server.VI Client.VI đợc phát triển môi trờng LabVIEW a) Cài đặt hệ thống Cài đặt LabView hệ máy tính - Dùng trình Measurement & Automation để khái báo thiết bị card ATMIO-16XE-10 loại card vào/ra đa chức với độ phân giải cao 29 Hình 13 Trình Measurement & Automation Sử dụng trình DataSocket Server manager để khai báo nhóm làm việc định nghĩa mục liệu, tên kết nối viết, đọc liệu, số kết nối cực đại Trình quản trị DataSocket Server cho phép tới hàng nghìn kết nối thực đồng thời Hình 13 Trình quản trị DataSocket Server - Khởi tạo DataSocket Server, hình có dạng sau: 30 Hình 14 Màn hình kiểm thị DataSocket Server Khởi tạo chơng trình ứng dụng phát triển môi trờng LabVIEW Server.VI client.VI để thu thập liệu qua card ADC/DAC, đồng thời đợc viết qua kết nối DataSocket Server Thực nghiệm thực công việc sau: Phát tán liệu đọc đầu vào liệu mẫu loại tơng tự với thợc tính liệu số qua mạng Internet thị kết máy tính từ xa Thực gửi tín hiệu điều khiển từ xa tới máy để đa điều khiển thiết bị loại số tơng tự Thử nghiệm vấn đề quản trị hệ thống phát tán liệu qua mạng với trình quản trị DataSocket Server b) Kết Hệ thống thử nghiệm phần cứng phần mềm làm việc tốt, tin cậy đáp ứng đựôc yêu cầu đặt toán Qua thử nghiệm hệ thống hoàn toàn triể khai diện rộng thực tế, lĩnh vực giáo dục đào tạo sản xuất Chơng IV Một số kết luận việc khai thác công nghệ DataSocket Trong đồ án này, tiến hành thử nghiệm việc thu thập phát tán liệu đo lờng điều khiển qua mạng Internet với tốc độ cao sử dụng hệ thống thiết bị đo lờng ảo Đây hệ thống kết hợp không chặt chẽ, cho phép thực phép đo cấu hình hệ thống đo lờng phân tan cách mềm dẻo Đồ án xây dựng hệ thử nghiệm, xây dựng phần mềm làm việc môi trờng LabVIEW cho kết thử nghiệm tốt triển khai đợc thực tế Đồ án đợc tiếp tục phát triển thử nghiệm với loại liệu hình ảnh, âm thử nghiệm với môi trờng WEB Hệ thống đo lờng cho 31 phép ngời sử dụng thao tác mạng truy cập lấy liệu đo lờng quan sát không khác truy cập trang WEB bình thờng với tích hợp dịch vụ khác đa phơng tiện Kết thử nghiệm thu đợc cho phép đánh giá việc sử dụng công nghệ DataSocket hãng National Instruments, hãng tiêng giới thiết bị hệ thống đo lờng điều khiển, cho phép phát triển phần mềm hoàn chỉnh để ứng dụng dạy học, ứng dụng liên kết trung tâm thí nghiệm, phòng thí nghiệm nói riêng cho ứng dụng truyền liệu qua mạng Internet với tốc độ cao nói chung, nhằm tăng cờng hợp tác nghiên cứu khoa học, chia sẻ liệu, chia sẻ thiết bị thí nghiệm, mở dịch vụ tiến hành cho thuê thiết bị thí nghiệm từ xa khả tiến hành thí nghiêm từ xa Trên sở giảm đợc chi phí thiết bị, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị Nhất điều kiện Việt nam chúng ta, kinh phí đầu t thiết bị khoa học cho nghiên cứu khoa học, cho trờng Đại học , trung tâm dạy nghề hạn chế mà trung tâm lại cách xa địa lý Không vậy, công nghệ DataSocket cho phép phát triển hệ thống đo lờng điều khiển từ xa công nghiệp qua mạng với giao thức TCP/IP cách dễ dàng, thuận tiện với đa dạng kiểu liệu, kể dạng liệu ảnh âm Điều cho phép nhiều ngời, nhiều lĩnh vực không chuyên nghiệp tin học dẽ dàng phát triển đợc ứng dụng riêng qua mạng Với công nghệ này, tơng lai gần tiến hành thử nghiệm chuyên sâu hoàn chỉnh hệ thống liên kết số phòng thí nghiệm thuộc trung tâm khoa học, trung tâm thí nghiệm Trờng Đại học nh ứng dụng rộng rãi giảng dạy với hệ thống trợ giúp công nghệ đa phơng tiện(MultiMedia) 32 [...]... truyền DataSocket( DSTP) là giao thức riêng của DataSocket, cho phép trao đổi dữ liệu với mọi kiểu dữ liệu thông qua các DataSocket Server, thậm trí cho phép truyền cả các Frame ảnh Online(Chuyển ảnh về dạng mảng và truyền) và tiến nói Mô hình phát tán dữ liệu dùng DataSocket 13 2 Các thành phần của công nghệ DataSocket Công nghệ DataSocket gồm 2 phần - DataSocket API - DataSocket Server 2.1 DataSocket. .. và điều khiển qua mạng TCP/IP với sự tích hợp mạnh mẽ của công nghệ WEB, nó cho phép ngời sử dụng truy cập dữ liệu đo lờng không khác gì truy cập các trang Web thông thờng, đồng thời điều đó cũng cho cơ hội dễ dàng tích hợp dữ liệu đo lờng với các công nghệ khác 1 DataSocket là gì ? DataSocket là một công nghệ lập trình mới dựa trên cơ sở chuẩn công nghiệp TCP/IP, để làm đơn giản hóa việc trao đổi dữ... khác nhau 15 DataSocket Server: +Khả năng chạy DataSocket Server trên các máy khác nhau cải tạo đáng kể hoạt động và khả năng an toàn của các hệ thống đo lờng vì nó đợc cách li qua mạng máy tính + DataSocket Server là một giải pháp dễ sử dụng 16 Publisher DataSocket Server Publisher1 Publisher2 Publisher3 Hạt nhân cơ bản để phát triển ứng dụng trong các môi trờng khác nhau của công nghệ DataSocket là... Files, DSTP Servers 2.2 DataSocket Server - DataSocket là một Modul phần mềm độc lập với DataSocket API dùng để quảng bá dữ liệu đo Online qua mạng Internet tới các Client từ xa với tốc độ cao DataSocket Server đơn giản hóa truyền thông qua Internet với giao thức lập trìnhTCP/IP, nó tự động quản lí các kết nối của Client - Hệ thống thực hiện phát tán dữ liệu qua mạng sử dụng DataSocket gồm 3 thành phần:... máy trạm Trong LabVIEW có các lệnh cho phép lập trình ứng dụng làm việc với DataSocket một cách thuận tiện, dễ dàng: - Lệnh Select: Chọn URL DataSocket nguồn để đọc dữ liệu hoặc đích để viết dữ liệu - Lệnh DataSocket Read: Đọc dữ liệu từ kết nối đợc chỉ bởi URL và trả về dữ liệu -Lệnh DataSocket Write: Viết dữ liệu tới kết nối DataSocket đợc chỉ bởi URL 23 Các lệnh gộp dữ liệu và tách dữ liệu để truyền... & Automation Sử dụng trình DataSocket Server manager để khai báo các nhóm làm việc và định nghĩa các mục dữ liệu, tên các kết nối viết, đọc dữ liệu, số kết nối cực đại Trình quản trị DataSocket Server cho phép tới hàng nghìn kết nối thực hiện đồng thời Hình 13 Trình quản trị DataSocket Server - Khởi tạo DataSocket Server, màn hình có dạng sau: 30 Hình 14 Màn hình kiểm thị DataSocket Server Khởi tạo... nghệ DataSocket là các đối tợng ActiveX CWDataSocket và CWData Đối tợng CWDataSocket là thành phần cho phép kết nối các nguồn dữ liệu khác nhau để đọc dữ liệu từ nguồn và viết dữ liệu tới đích CWDataSocket lu giữ dữ liệu trong các đối tợng CWData Properties AccessMode ActualURL AutoConnect Data DataUpdated LastError LastMessage Status StatusUpdated URL CWDataSocket Methods AboutBox Connect ConnectTo... Server DataSocket và đờng dẫn truy cập đối với một mục d liệu đo lờng cụ thể Các Publisher và Subscriber cần chỉ tới mục dữ liẹu bởi cùng một URL Cách sử dụng - Thiết lập một phiên làm việc Ngời sử dụng tơng tác với DSTP bằng cách sử dụng giao diện lập trình úng dụng DataSocket API trong một ứng dụng phần mềm National Instruments Để thiết lập một kết nối tới một DataSocket Server sử dụng API DataSocket. .. gửi lại một yêu cầu để kết nối tới một URL cụ thể trên Server Các URL thể hiện dữ liệu đo lờng cụ thể trên DataSocket Server đợc quy chiếu nh là các mục DataSocket DataSocket Server sử dụng cùng kết nối TCP đối với tất cả các mục tồn tại trong cùng không gian xử lý đó Thiết lập một phiên kết nố tới DataSocket Server 19 - Truyền và nhận dữ liệu Để truyền dữ liệu tới Server , Client gửi toàn bộ phần đầu... liệu(Publisher) + DataSocket Server + Bộ phận nhận dữ liệu(Subscriber) Bộ phận xuất dữ liệu(Publisher): Sử dụng DataSocket API để viết dữ liệu thu đợc từ các ứng dụng thu nhập dữ liệu(Các thiết bị đo, các hệ thu thập dữ liệu ) tới Server Các ứng dụng nhận dữ liệu(Subscriber): Sử dụng DataSocket API để đọc dữ liệu từ phía Server, cả ứng dụng xuất và ứng dụng nhận đều là các Client của DataSocket Server ... Mô hình phát tán liệu dùng DataSocket 13 Các thành phần công nghệ DataSocket Công nghệ DataSocket gồm phần - DataSocket API - DataSocket Server 2.1 DataSocket API - DataSocket API giao diện để... với công nghệ khác DataSocket ? DataSocket công nghệ lập trình dựa sở chuẩn công nghiệp TCP/IP, để làm đơn giản hóa việc trao đổi liệu ứng dụng khác máy tính máy tính đợc kết nối với qua mạng DataSocket. .. thí nghiệm đắt tiền Khi áp dụng công nghệ DataSocket khai thác đợc hết tính nh công suất hệ thống thí nghiệm đa nhng lại đặt trung tâm có vị trí xa Các đặc trng DataSocket: - Đọc viết liệu nhiều