Đáp án đề cương ôn thi môn truyền thông mạng máy tính

Tầng liên kết dữ liệu là tầng mạng có nhiệm vụ đóng khung, đánh địa chỉ vật lý và truyền dữ liệu giữa các nút mạng kề nhau trong một mạng diện rộng hoặc giữa cácnút trong cùng một segmen

Câu hỏi 1: Phân tích vai trò và chức năng của tầng Data link trong mô hình OSI? Hãy giới thiệu một vài giao thức có chức năng điều khiển truy nhập đường truyền (Vũ tiến Bắc)

Tầng liên kết dữ liệu là tầng thứ hai của mô hình bảy tầng OSI Nó đáp ứng

các yêu cầu phục vụ của tầng mạng và phát sinh các yêu cầu phục vụ gửi tới tầng vậtlý

Tầng liên kết dữ liệu là tầng mạng có nhiệm vụ đóng khung, đánh địa chỉ vật lý

và truyền dữ liệu giữa các nút mạng kề nhau trong một mạng diện rộng hoặc giữa cácnút trong cùng một segment mạng cục bộ

Tầng liên kết dữ liệu có thể cung cấp phương tiện để phát hiện và có thể sữacác lỗi có thể nảy sinh tại tầng vật lý

Nhiệm vụ của liên kết dữ liệu là gửi thông tin từ nơi này đến một số nơi khác.Tại tầng này, một nút mạng không cần phải có khả năng gửi tới mọi nút khác, mà chỉcần gửi được tới một số nút khác Tầng liên kết dữ liệu cung cấp dịch vụ chuyển dữliệu qua các liên kết vật lý Việc chuyển đó có thể đáng tin cậy hoặc không đáng tincậy; nhiều giao thức liên kết dữ liệu không có acknowledgement (các thông điệp báorằng đã nhận được một frame và đã chấp nhận frame đó), một số giao thức liên kết dữliệu thậm chí còn không có bất cứ dạng checksum nào để kiểm tra lỗi truyền Trongcác trường hợp đó, các giao thức ở các tầng cao hơn phải cung cấp các chức năngđiều khiển lưu lượng (flow control), kiểm lỗi, và xác nhận và truyền lại (acknowledgments and retransmission).

Tầng này đôi khi được chia thành hai tầng con Tầng con thứ nhất có tên Điều

khiển Liên kết Lôgic (Logical Link Control, viết tắt là LLC) Tầng con này multiplex

các giao thức hoạt động phía trên tầng liên kết dữ liệu, và theo tùy chọn có thể cungcấp chức năng điều khiển lưu lượng, acknowledgment, và khôi phục lỗi

Tầng con thứ hai có tên Điều khiển Truy nhập Môi trường (Media Access Control, viết tắt là MAC) Tầng con này quyết định tại mỗi thời điểm ai sẽ được phép

truy nhập môi trường truyền dẫn Có hai dạng điều khiển truy nhập môi trường: điềukhiển phân tán và điều khiển tập trung

Tầng con Điều khiển Truy nhập Môi trường còn quyết định một frame dữ liệukết thúc tại đâu và frame tiếp theo bắt đầu từ đâu Trong các mạng cục bộ theo chuẩnIEEE 802, tầng liên kết dữ liệu được chia thành hai tầng con MAC và LLC; điều đó

có nghĩa là có thể dùng giao thức LLC IEEE 802.2 cùng với mọi tầng MAC IEEE

802, chẳng hạn Ethernet, Token Ring, IEEE 802.11, v.v , cũng như các tầng MACkhông theo chuẩn IEEE 802 chẳng hạn FDDI Các giao thức liên kết dữ liệu khác,chẳng hạn HDLC, được đặc tả để bao gồm cả hai tầng con, mặc dù một số giao thứckhác, chẳng hạn Cisco HDLC, sử dụng HDLC's low-level framing như là một tầngMAC khi kết hợp với các tầng LLC khác nhau

• Cơ chế họat động

– “Nguôn” phát dữ liệu (các frame)

– “Đích” nhận dữ liệu và trả lời bằng ACK (acknowledgement)

– “Nguồn” phải đợi ACK trước khi phát tiếp dữ liệu

- “Đích” có thể dừng quá trình bằng cách không gửi ACK

Go back N và Selective Repeat dùng cửa sổ trượt (Sliding windows)

• Cho phép nhiều frame có thể truyền đồng thời

• Bên thu có bộ đệm với kích thước W frame (có thể nhận W frame)

• Bên phát có thể truyền tối đa W frame mà không cần đợi ACK

• Các frame được đánh số thứ tự

• ACK có chứa số thứ tự của frame kế tiếp có thể truyền

• Sô thứ tự thường được giới hạn bởi k bit trong frame

Câu 2: Phân tích vai trò và chức năng của tầng Physical trong mô hình OSI ? Hãy giới thiệu 3 phương pháp mã hóa các bít thành tín hiệu trên đường dây, lấy ví dụ minh họa (Vũ tiến Bắc).

Tầng vật lý, tầng thấp nhất của mô hình OSI, là tầng truyền và nhận dòng dữliệu bit không có cấu trúc trong môi trường vật lý Tầng này mô tả giao diệnđiện/quang, cơ học và chức năng tới môi trường vật lý và mang tín hiệu cho tất cả cáctầng cao hơn Tầng này cung cấp:

• Mã hóa dữ liệu: sửa đổi mẫu tín hiệu số đơn giản (1 và 0) được máy tính sửdụng để đáp ứng tốt hơn các đặc điểm của môi trường vật lý và hỗ trợ đồng bộhóa bit và khung Tầng này xác định:

o Trạng thái tín hiệu nào đại diện cho nhị phân 1

o Cách thức trạm nhận biết được thời điểm "thời gian bit" bắt đầu

• Kỹ thuật truyền: xác định xem bit đã mã hóa sẽ được truyền bằng cách phát tínhiệu dải tần cơ sở (kỹ thuật số) hoặc băng thông rộng (tương tự)

• Truyền trong môi trường vật lý: truyền bit dưới dạng tín hiệu điện hoặc quangphù hợp cho môi trường vật lý và xác định:

o Những tùy chọn môi trường vật lý nào có thể được sử dụng

o Nên sử dụng bao nhiêu volt/db cho một trạng thái tín hiệu nhất định,bằng cách sử dụng một phương tiện vật lý nhất định

Tầng vật lý chịu trách nhiệm đáp ứng đối với các yêu cầu về dịch vụ từ tầngliên kết dữ liệu

Tầng vật lý là hạ tầng cơ sở của truyền thông mạng, cung cấp phương tiệntruyền tín hiệu thô sơ ở dạng bit

Đặc điểm:

Khác với các tầng khác, tầng vật lý không có gói tin riêng và do vậy không cóphần đầu (header) chứa thông tin điều khiển các thiết bị nằm trong lớp vật lý: để mộtthiết bị mạng hoạt động trong lớp vật lý, nó sẽ không có bất kỳ một kiến thức nào về

dữ liệu mà nó truyền tải: các dây mạng, bộ lặp repeaters, card mạng…thuộc lớp này

Ví dụ ba phương pháp mã hóa bit thành tín hiệu đường truyền:

Unipolar:

- Là dạng mã hóa đơn giản nhất (nguyên thủy-ra đời đầu tiên)

- Một mức điện áp biểu thị cho bit ‘0’ và một mức điện áp khác biểu thị cho bit

‘1’

+ Ưu điểm : đơn giản và chi phí thấp

+ Khuyết điểm: Tồn tại điện áp một chiều (DC) và bài toán đồng bộ

- Thành phần DC: Trị trung bình của mã đơn cực khác không, tạo ra thành phầnđiện áp DC trên đường truyền Khi tín hiệu tồn tại thành phần DC, không thể đixuyên qua môi trường truyền

- Khả năng đồng bộ: Khi tín hiệu truyền có giá trị không thay đổi, máy thu khôngthể xác định được thời gian tồn tại của một bit (Chu kỳ bit) Hướng giải quyết có

thể dùng thêm một dây dẫn để truyền tín hiệu đồng bộ giúp máy thu biết về chu kỳbit.

Polar:

+ Khái niệm: mã hóa polar dùng hai mức điện áp: một mức có giá trị dương vàmột mức có giá trị âm, nhằm giảm thành phần DC

+ Phân loại: NRZ, RZ và Biphase

- NRZ: NRZ-L (nonreturn to zero–level: Cổng COM RS232) và NRZ–I(nonreturn to zero – invert)

- RZ (return to zero)

- Biphase: Manchester (dùng trong mạng ethernet LAN), Manchester vi sai (

thường được dùng trong Token Ring LAN)

Hai dạng mã hóa Biphase dùng trong mạng là Manchester và Manchester vi sai.+ Manchester:

Bit ‘0’Nửa chu kỳ đầu của bit là điện áp +V và nửa chu kỳ còn lại là điện áp-V

Bit ‘1’Nửa chu kỳ đầu của bit là điện áp –V và nửa chu kỳ còn lại là điện áp +V+ Manchester vi sai:

Gặp bit ‘0’ sẽ đảo cực điện áp trước đó

Gặp bit ‘1’ sẽ giữ nguyên cực điện áp trước đó

Luôn luôn có sự thay đổi điện áp tại giữa chu kỳ bit

Bipolar:

+ Đặc điểm: Dùng ba mức điện áp: dương, âm, và zêrô (0 volt)

+ Phân loại: AMI, B8ZS và HDB3

*AMI (Alternate Mark Inversion)

+ Đặc điểm: Bit ‘0’ => 0 Volt

Bit ‘1’ => điện áp -V hoặc + V luân phiên (Tồn tại 1 chu kỳ bit)

+ Ưu điểm :

- AMI làm triệt tiêu thành phần DC của tín hiệu

- Đồng bộ đối với chuỗi các giá trị bit “1” liên tiếp

+ Khuyết điểm :

- Dễ mất đồng bộ đối với chuỗi các giá trị bit “0” liên tiếp

* B8ZS (Bipolar 8- Zero Substitution):

+ Đặc điểm:

Bit ‘1’ => điện áp -V hoặc + V luân phiên (Tồn tại 1 chu kỳ bit), đảo cực điện áptrước đó.

Bit ‘0’ => đếm số bit ‘0’ liên tiếp:

Nếu không phải là nhóm 8 bit ‘0’ liên tiếp sẽ mã hoá là 0 Volt

Nếu là 8 bit 0 liên tiếp sẽ mã hoá như sau:

Nếu không phải là 4 bit ‘0’ liên tiếp sẽ mã hoá là 0 Volt

Nếu là 4 bit ‘0’ liên tiếp thì sẽ tính tổng số xung (+ hoặc -)

• Mã hóa dữ liệu: sửa đổi mẫu tín hiệu số đơn giản (1 và 0) được máy tính sửdụng để đáp ứng tốt hơn các đặc điểm của môi trường vật lý và hỗ trợ đồng bộhóa bit và khung Tầng này xác định:

o Trạng thái tín hiệu nào đại diện cho nhị phân 1

o Cách thức trạm nhận biết được thời điểm "thời gian bit" bắt đầu

o Cách trạm nhận định giới hạn khung

• Gắn với môi trường vật lý, phù hợp với nhiều khả năng khác nhau trong môitrường:

o Máy thu phát ngoài (MAU) có được sử dụng để kết nối với môi trườngkhông?

o Bộ kết nối của bao nhiêu chấu và mỗi chấu được sử dụng cho mục đíchgì?

• Kỹ thuật truyền: xác định xem bit đã mã hóa sẽ được truyền bằng cách phát tínhiệu dải tần cơ sở (kỹ thuật số) hoặc băng thông rộng (tương tự)

• Truyền trong môi trường vật lý: truyền bit dưới dạng tín hiệu điện hoặc quangphù hợp cho môi trường vật lý và xác định:

o Những tùy chọn môi trường vật lý nào có thể được sử dụng

o Nên sử dụng bao nhiêu volt/db cho một trạng thái tín hiệu nhất định,bằng cách sử dụng một phương tiện vật lý nhất định

Tầng vật chịu trách nhiệm đáp ứng đối với các yêu cầu về dịch vụ từ tầng liênkết dữ liệu

Tầng vật lý là hạ tầng cơ sở của truyền thông mạng, cung cấp phương tiệntruyền tín hiệu thô sơ ở dạng bit

Đặc điểm:

Khác với các tầng khác, tầng vật lý không có gói tin riêng và do vậy không cóphần đầu (header) chứa thông tin điều khiển các thiết bị nằm trong lớp vật lý: để mộtthiết bị mạng hoạt động trong lớp vật lý, nó sẽ không có bất kỳ một kiến thức nào về

dữ liệu mà nó truyền tải: các dây mạng, bộ lặp repeaters, card mạng…thuộc lớp này

Ví dụ:

• Manchester

– Thay đổi ở giữa thời khoảng bit

– Thay đổi được dùng như t/h đồng bộ (clock) và dữ liệu

– L >H biểu diễn 1

– H >L biểu diễn 0

– Dùng trong IEEE 802.3 (ethernet), RFID

• Differential Manchester

– Thay đổi giữa thời khoảng bit chỉ dùng cho đồng bộ

– Thay đổi đầu thời khoảng biểu diễn 0

– Không có thay đổi ở đầu thời khoảng biểu diễn 1

– Dùng trong IEEE 802.5 (token ring)

Câu hỏi 4: Trong mô hình OSI đề cập đến mấy loại địa chỉ, trình bày chi tiết về các

loại địa chỉ đó, chúng đảm nhiệm chức năng gì ? ((Phạm Xuân Bảo)

Trả lời:

Trong mô hình OSI đề cập đến 4 loại địa chỉ:

- Địa chỉ vật lý (Physical Address)

- Địa chỉ Logic (Logical Address)

- Địa chỉ cổng (Port Address)

- Địa chỉ đặc biệt (Specific Address)

a Địa chỉ vật lý

Địa chỉ vật lý của một nút định nghĩa bởi mạng (LAN hoặc WAN), được gộp vàoFrame sử dụng bởi tầng liên kết dữ liệu nó là địa chỉ mức thấp nhất Kích thước

và định dạng của địa chỉ vật lý rất đa dạng, phụ thuộc vào mạng

Ví dụ: 07:01:02:01:2C:4B là địa chỉ vật lý của một nút trong mạng sử dụng 6

byte (48 bit) mỗi cặp gồm 2 số Hexa phân cách bởi dấu :

b Địa chỉ Logic

Địa chỉ Logic là rất cần thiết trong truyền thông mạng Địa chỉ vật lý là không đủtrong môi trường liên kết mạng vì mỗi mạng khác nhau có thể có các định dạngđịa chỉ khác nhau Một hệ thống địa chỉ phổ biến là rất cần thiết trong đó mỗi Host

sẽ là một định danh duy nhất bất kể các mạng vật lý bên dưới là khác nhau Địachỉ Logic được thiết kế cho mục đích này Địa chỉ Logic trên Internet hiện nay là

32 bit (8 byte) Địa chỉ IP là địa chỉ Logic

c Địa chỉ cổng

Địa chỉ vật lý và địa chỉ Logic là rất cần thiết để truyền dữ liệu từ một nguồn tớimột đích, tuy nhiên truyền dữ liệu đến đích không phải là mục tiêu cuối cùng củakết nối dữ liệu trên mạng, dữ liệu phải được truyền từ tiến trình này đến tiến trìnhkhác của các Host trên mạng, các tiến trình này giao tiếp với nhau thông qua mộtđịa chỉ gọi là cổng (Port)

D Địa chỉ đặc biệt

Một số ứng dụng có địa chỉ sử dụng thân thiện mà được gán cho địa chỉ đặc biệt ví

dụ địa chỉ email, địa chỉ website vv

Câu hỏi 5: Trình bày chức năng của tầng Network trong mô hình OSI Lấy ví dụ về

một số giao thực thuộc tầng Network để làm rõ câu trả lời trên (Lê Tiến Dũng)

liệu có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều mạng,trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao vận yêucầu Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến,.Các thiết bị định tuyến (router) hoạtđộng tại tầng này — gửi dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trở nênkhả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, còn gọi là chuyển mạch IP).Đây là một hệ thống định vị địa chỉ lôgic (logical addressing scheme)

A, chức năng của tầng mạng

- Chịu trách nhiệm truyền các gói tin từ nguồn tới đích

- Đánh địa chỉ logic cho gói tin

- Chọn đường đi cho gói tin

B, Các giao thức thuộc tầng mạng:

Ví dụ điển hình của giao thức tầng 3 là giao thức IP

• IP/IPv6, Internet Protocol

o DVMRP, Distance Vector Multicast Routing Protocol

o ICMP, Internet Control Message Protocol

o IGMP, Internet Group Multicast Protocol

o PIM-SM, Protocol Independent Multicast Sparse Mode

o SLIP, Serial Line IP

• IPSec, Internet Protocol Security

• IPX, Internetwork Packet Exchange

o RIP, Routing Information Protocol

o NLSP, NetWare Link State Protocol

• X.25, Packet Level Protocol

o X.75, Packet Switched Signaling Between Public Networks

• DDP, Datagram Delivery Protocol

Câu hỏi 6: Trình bày chức năng của tầng Transport trong mô hình OSI Lấy ví dụ về

một số giao thực thuộc tầng Transport để làm rõ câu trả lời trên (Lê Tiến Dũng).Tầng transport có chức năng:

- Định hướng kết nối (Connection-Oriented)

- Phân phát theo trật tự đã gửi (Same Order Delivery)

Tầng mạng thường không đảm bảo các gói dữ liệu đến theo trật tự mà nó đượcgửi, vì vậy cho nên tầng giao vận phải đảm bảo việc này Cách đơn giản nhất làgắn cho mỗi gói dữ liệu một con số, để cho thiết bị nhận sắp xếp lại trật tự củacác gói dữ liệu

- Điều khiển lỗi

Mạng truyền thông nền tảng có thể có độ nhiễu cao, và dữ liệu nhận đượckhông phải bao giờ cũng giống như dữ liệu đã được gửi Tầng giao vận có thểsửa lỗi này: thường là bằng cách cung cấp một giá trị tổng kiểm của dữ liệu,giá trị đó phát hiện một số dạng sai sót nhỏ Đương nhiên, truyền thông tín hiệuhoàn toàn không có lỗi là một việc không khả thi, song giảm đáng kể số lỗikhông được phát hiện là một việc có thể thực hiện được Tầng giao vận còn cóthể truyền lại những gói dữ liệu bị thất lạc trên đường truyền

Lượng bộ nhớ trong máy tính chỉ có hạn Nếu không điều khiển lưu lượng dữliệu, thì một máy tính lớn có thể làm ngập một máy khác với lượng thông tinquá lớn làm máy tính đó không kịp xử lý dữ liệu Hiện tại, vấn đề này khôngphải là một vấn đề lớn, vì giá của bộ nhớ rẻ, trong khi giá của băng thông

(bandwidth) lại đắt, song trước đây, vấn đề này đã là một vấn đề quan trọng

Việc điều khiển lưu lượng cho phép thiết bị nhận dữ liệu nói "Khoan nào!"trước khi nó bị tràn Đôi khi chức năng này đã được mạng nền tảng cung cấp,song tầng giao vận có thể gắn thêm chức năng này nếu chưa có.

- Định hướng byte (Byte Orientation)

Thay vì giải quyết các vấn đề theo từng gói dữ liệu, tầng giao vận có thể bổsung khả năng nhìn dữ liệu truyền thông như là một dòng các byte (ký tự).Cách này dễ giải quyết hơn là khi các gói dữ liệu có kích thước ngẫu nhiên,song nó ít khi khớp với mô hình truyền thông mà thông thường sẽ là một dãycác thông điệp có kích thước do người dùng xác định

Một ví dụ điển hình của giao thức tầng 4 là TCP Tầng này là nơi các thôngđiệp được chuyển sang thành các gói tin TCP hoặc UDP Ở tầng 4 địa chỉ được đánh

là address ports, thông qua address ports để phân biệt được ứng dụng trao đổi

Các giao thức hoạt động ở tầng giao vận:

• AEP, AppleTalk Echo Protocol

• ATP, AppleTalk Transaction Protocol

• CUDP, Cyclic UDP

• DCCP, Datagram Congestion Control Protocol

• FCP, Fiber Channel Protocol

• FCIP, Fiber Channel over TCP/IP

• iSCSI, Internet Small Computer System Interface

• NBP, Name Binding Protocol

• NetBEUI, NetBIOS Extended User Interface

• SPX, Sequenced Packet Exchange

• RTMP, Routing Table Maintenance Protocol

• SCTP, Stream Control Transmission Protocol

• SCSI, Small Computer System Interface

• SSL, Secure Socket Layer

• TCP, Transmission Control Protocol

• TLS, Transport Layer Security

• UDP, User Datagram Protocol

Chú ý giao thức TCP và UDP

Câu hỏi 7: Giả sử rằng một máy tính truyên đi một frame dữ liệu đến một máy tính

khác trong một mạng LAN hình BUS Địa chỉ vật lý của máy đích trong gói tin đó bịlỗi trong quá trình truyền Điều gì sẽ xảy ra với frame đó? Làm thế nào để máy gửibiết được về tình huống đó? Giao thức được sử dụng để xử lý tính huống đó là gì

(Nguyễn Văn Hải)

- Frame lỗi này sẽ bị hủy trên mạng (sau khi qua ? các nút trung gian theo quyđịnh)

- Các khung được đánh số, khi bên thu nhận được khung có số khác với sốkhung cần nhận thì gói tin đến sẽ bị loại bỏ và bên thu gửi một thông báo tói bên gửiyêu cầu truyền lại gói tin bị mất

- Giao thức HDLC (High-level Datalink control)

Câu hỏi 8: Trình bày chức năng của tầng Datalink và tầng Transport trong mô hinh

OSI Giải thích tại sao việc phát hiện và sửa lỗi đã được thực hiện ở tầng Datalink rồi

mà vẫn vần kiểm tra lại ở tầng Transport? (Nguyễn Văn Hải)

1 Chức năng lớp liên kết dữ liệu

Lớp liên kết dữ liệu đảm nhiệm truyền các khung từ một hop (node) tới mộthop kế tiếp

- Đóng khung: Lớp liên kết dữ liệu chia luồng bit nhận được từ lớp mạng thànhcác khối dữ liệu quản lý được gọi là các khung

- Đánh địa chỉ vật lý: Nếu các khung là được phân phát tới các hệ thống khácnhau trên mạng, thì lớp liên kết dữ liệu sẽ thêm một tiêu đề cho khung đó để xác địnhmột khung của người gửi và nhận Nếu khung đó có ý định gửi cho một hệ thống bênngoài mạng của người gửi, thì một địa chỉ thu là địa chỉ của thiết bị mà kết nối mạngnày với một mạng kế tiếp khác.

- Điều khiển luồng: Nếu tỉ lệ nhận dữ liệu của bên thu ít hơn tỉ lệ tạo dữ liệubên gửi thì lớp liên kết dữ liệu sẽ sử dụng một kỹ thuật điều khiển luồng để tránh tràn

dữ liệu phía thu

- Kiểm soát lỗi: Lớp liên kết dữ liệu làm tăng thêm độ tin cậy của tầng vật lýbằng việc bổ sung các kỹ thuật để phát hiện và truyền lại các khung bị mất và hỏng

Nó cũng sử dụng một kỹ thuật để nhận ra các khung giống nhau Kiểm soát lỗithường được thực hiện nhờ thêm vào một mã kết thúc (trailer) ở phần cuối khung

- Điều khiển truy nhập: Khi hai hay nhiều thiết bị được kết nối tới cùng mộtliên kết, thì các giao thức liên kết dữ liệu là cần thiết để xác định thiết bị nào cóquyền điều khiển liên kết này tại bất kỳ thời gian nào được đưa ra

giao vận phải gồm một loại địa chỉ gọi là một địa chỉ điểm dịch vụ (hoặc địa chỉcổng) Lớp mạng truyền mỗi gói tin đến một máy tính đúng, còn lớp giao vận thìtruyền toàn bộ thông tin đến một tiến trình đúng trên máy tính đó.

- Phân đoạn và ghép đoạn: Một tin được chia thành các phân đoạn để truyền đi,với mỗi phân đoạn chứa một số dãy (sequence number) Các số này cho phép lớpgiao vận ghép lại một tin đúng dựa trên các dữ liệu đến đích và để nhận ra và thay thếcác gói tin bị mất trong khi truyền

- Điều khiển kết nối: Lớp giao vận có thể là phi kết nối hoặc hướng kết nối.Một lớp giao vận phi kết nối xử lý mỗi phân đoạn như là một gói tin độc lập vàtruyền nó tới lớp giao vận tại máy đích Một lớp giao vận hướng kết nối sẽ thiết lậpmột kết nối với lớp giao vận tại máy đích đầu tiên trước khi truyền các gói tin Saukhi tất cả dữ liệu đã được truyền, kết nối này sẽ được loại bỏ

- Điều khiển luồng: Giống như lớp liên kết dữ liệu, lớp giao vận đảm nhiệmnhiệm việc điều khiển luồng Tuy nhiên, điều khiển luồng tại lớp này được thực hiện

từ đầu cuối này đến đầu cuối khác hơn là qua một liên kết đơn

- Điều khiển lỗi: Giống như lớp liên kết dữ liệu, lớp giao vận đảm nhiệmnhiệm việc điều khiển lỗi Tuy nhiên, điều khiển lỗi tại lớp này được thực hiện từ tiếntrình này đến tiến trình khác hơn là qua một liên kết đơn Lớp giao vận bên gửi đảmbảo rằng toàn bộ thông tin đến lớp giao vận phía thu sẽ không bị lỗi (hỏng, mất, hoặctrùng lặp) Sửa lỗi thường được thực hiện bằng việc truyền lại

3 Giải thích: Vì

- Lớp liên kết dữ liệu chỉ kiểm soát lỗi từ lớp Datalink của hop đến lớpDatalink của hop khác (2 nút liền kề), mà truyền tin là từ tiến trình đến tiến trình

- Lớp Network không có kiểm soát lỗi (không tin cậy)

- Lớp liên kết dữ liệu làm thay đổi chức năng truyền dẫn của lớp vật lý từ chưatin cậy thành đáng tin cậy Quá trình này khiến lớp vật lý tạo ra các lỗi phát sinh ở lớpmạng

Do vậy, độ tin cậy tại lớp mạng là không tin cậy (best-effort delivery), chúng tacần thực hiện độ tin cậy tại lớp vận chuyển vì việc kiểm soát lỗi tại lớp liên kết dữliệu không đảm bảo việc kiểm soát lỗi tại lớp vận chuyển, vì thế mà kiểm soát đượclỗi tại lớp mạng của các nút chuyển tiếp trong quá trình truyền tin từ tiến trình nguồnđến tiến trình đích

Câu 8 2 : So sánh mô hình TCP với mô hình OSI Biết rằng việc chuyển đổi cú pháp

dữ liệu, mã hóa dữ liệu (encryption) và nén dữ liệu được thực hiện ở tầngPresentation trong mô hình OSI Tầng nào sẽ đảm nhiệm thực hiện các chức năng này

trên mạng Internet? Giải thích tại sao? (Nguyễn Đăng Trịnh)

Mô hình OSI

Để dễ hình dung hơn về cơ chế truyền tin giữa các máy tính với nhau thì tổchức ISO và IUT-T đề ra một “Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở” OSI(Open Systems Interconnection) hay còn được gọi là “Mô hình tham chiếu 7 tầngOSI” Mô hình OSI mô tả cách thức truyền tin từ các chương trình ứng dụng của một

hệ thống máy tính đến các chương trình ứng dụng của một hệ thống khác thông quacác phương tiện truyền thông vật lý

Mô hình OSI

Mô hình OSI bao gồm 7 tầng Mỗi một tầng đều có đặc tính là nó chỉ sử dụngchức năng của tầng dưới nó, đồng thời chỉ cho phép tầng trên sử dụng các chức năngcủa mình Mô hình OSI cho phép chia nhỏ hoạt động phức tạp của mạng thành cácphần công việc đơn giản, trừu tượng, dễ hình dung hơn Dựa vào mô hình OSI cácnhà thiết kế có khả năng phát triển trên từng module chức năng, cùng với các chuẩngiao tiếp chung cung cấp khả năng “plug and play” và tích hợp nhiều nhà cung cấpsản phẩm.

Trong 7 tầng của OSI có 3 tầng dưới được thực hiện trên kênh truyền, địnhnghĩa cách thức thiết lập đầu cuối trên thiết bị phần cứng cho kết nối, 4 tầng trênđược thực hiện trên host, phục vụ cho việc định nghĩa các chuẩn chung phát triển trênứng dụng, giao tiếp người dùng

Tầng 1 : Physical Layer (tầng vật lý) Điều khiển việc truyền tải các bit trênđường truyền vật lý Tầng vật lý định nghĩa các tín hiệu điện, trạng thái đường truyền,phương pháp mã hóa dữ liệu, các loại đầu nối được sử dụng …

Tầng 2 : Data-link Layer (tầng liên kết dữ liệu) Đảm bảo việc truyền cácframe(Khung dữ liệu) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp vớinhau Tầng liên kết dữ liệu hỗ trợ cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu

Tầng 3 : Network Layer (tầng mạng ) Đảm bảo cho việc truyền packet (gói dữliệu) giữa hai máy tính bất kỳ trong mạng máy tính (có thể có hoặc không có kết nốiđường truyền vật lý trực tiếp) Hay nói cách khác, tầng mạng có nhiệm vụ tìm đường

đi cho dữ liệu truyền thông giữa hai máy bất kỳ

Tầng 4 : Transport Layer (tầng vận chuyển) Tầng vận chuyển làm nhiệm vụphân nhỏ các gói tin có kích thước lớn khi gửi và tập hợp lại khi nhận, đảm bảo tínhtoàn vẹn cho dữ liệu (không lỗi,không mất, không lặp, đúng thứ tự)

Tầng 5 : Session Layer (tầng phiên) Quản lý các phiên làm việc giữa các người

sử dụng Tầng phiên cung cấp cơ chế nhận biết tên và chức năng về bảo mật thông tinkhi truyền qua mạng máy tính

Tầng 6 : Presentation Layer (tầng trình bày) Cung cấp định dạng dữ liệu choứng dụng Trong quá trình truyền dữ liệu, trên tầng trình bày bên máy gửi có nhiệm

vụ dịch dữ liệu từ định dạng riêng sang định dạng chung và quá trình ngược lại trêntâng trình bày bên máy nhận Tầng trình bày đảm bảo cho các máy tính có định dạng

dữ liệu khác nhau vẫn có thể truyền thông tin với nhau bình thường

Tầng 7 : Application Layer (tầng ứng dụng) Cung cấp các ứng dụng truy xuấtđến các dịch vụ mạng như Web Browser, Mail User Agent … hoặc các chương trìnhlàm server cung cấp các dịch vụ mạng như Web Server, FTP Server, Mail server …

Mô hình TCP/IP

Mô hình TCP/IP là mô hình có trước so với mô hình OSI, mục đích mô hình OSI đểtham chiếu làm rõ ràng cách thức trao đổi thông tin giữa các máy tính với nhau, haynói cách khác là mô hình OSI mang tính chất dùng cho học tập nghiên cứu nhiều hơn

là đưa vào triển khai thực tế Các bạn gặp rất trường hợp dùng mô hình TCP/IP, ngaytrên mạng máy tính của bạn cũng đang dùng TCP/IPv4 hoặc TCP/IPv6 Mô hìnhTCP/IP còn được gọi với tên khác là : mô hình DoD ( mô hình của bộ quốc phòngMỹ) Mô hình TCP/IP

Tầng 1 : Network Access Layer (tầng truy cập) có thể coi tầng truy cập là mộttầng riêng biệt hoặc cũng có thể tách thành 2 tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu nhưtrong mô hình OSI, tầng truy cập được sử dụng để truyền gói tin từ tầng mạng đếncác host trong mạng Thành phần tầng truy cập bao gồm cả các thiết bị vật lý ( hun,switch, cáp mạng, card mạng HBA-Host Bus Adapter và các đặc tả mức thấp như tínhiệu điện

Tầng 2 : Internet Layer (tầng mạng) Nhiệm vụ của tầng mạng trên mô hìnhTCP/IP là giải quyết vấn đề dẫn các gói tin đi qua các mạng để đến đúng đích mongmuốn

Tầng 3 : Transport Layer (tầng vận chuyển) cũng giống với tầng vận chuyểncủa mô hình OSI, tầng vận chuyển làm nhiệm vụ phân nhỏ các gói tin có kích thướclớn khi gửi và tập hợp lại khi nhận, đảm bảo tính toàn vẹn cho dữ liệu (khônglỗi,không mất, không lặp, đúng thứ tự)

Tầng 4 : Application Layer (tầng ứng dụng) là nơi các chương trình mạngnhư Web Browser, Mail User Agent làm việc để liên lạc giữa các node mạng Do môhình TCP/IP không có tầng nào nằm giữa tầng ứng dụng và tầng vận chuyển , nêntầng ứng dụng của mô hình TCP/IP bao gồm cả các giao thức hoạt động như tầngtrình diễn và phiên trong mô hình OSI Việc này thường do người lập trình viên thựchiện

So sánh OSI và TCP/IP

Các điểm giống nhau:

Cả hai đều có kiến trúc phân lớp

Đều có lớp Application, mặc dù các dịch vụ ở mỗi lớp khác nhau

Đều có các lớp Transport và Network

Sử dụng kĩ thuật chuyển packet (packet-switched)

Các nhà quản trị mạng chuyên nghiệp cần phải biết rõ hai mô hình trên

Các điểm khác nhau:

Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Presentation và lớp Session vào trong lớp Application

Mô hình TCP/IP kết hợp lớp DataLink và lớp Physical vào trong một lớp

Mô hình TCP/IP đơn giản hơn bởi vì có ít lớp hơn

Nghi thức TCP/IP được chuẩn hóa và được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới

Trong mô hình OSI, việc chuyển đổi cú pháp dữ liệu, mã hóa dữ liệu(encryption) và nén dữ liệu được thực hiện ở tầng Presentation Tầng Application sẽđảm nhiệm thực hiện các chức năng này trên mạng Internet Vì trong mô hình TCP/IPkết hợp lớp Presentation và lớp Session vào trong lớp Application

Câu hỏi 9: Trả lời một số câu hỏi sau: (Bùi Văn Hải)

- Khái niện tần số và chu kỳ của tín hiệu, mối quan hệ giữa tấn số và chu kỳ?

- Các đặc trưng của một tín hiệu hình sin là gì?

- Làm thể nào để phân tích một tín hiệu phức thành tổng các tín hiệu hình sin đơn

Chu kì dao động T(s): Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật thực hiện được một dao

động toàn phần, hay là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động được lặp lạinhư cũ Nếu trong khoảng thời gian Δt vật thực hiện được N dao động thì ta có: Δt =N.T

Một tín hiệu sin liên tục theo thời gian là tuần hoàn, vì x(t + Tp) = x(t), tất nhiên với

số âm, (chỉ) để thuận tiện về mặt toán học:

Với hàm mũ phức:

chúng ta có thể biểu diễn thành phần ảo theo thành phần thực thành và có được mộtvectơ quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ ωc rad/s Các hàm mũ có tần số âm làcác vectơ tương tự nhưng quay cùng chiều kim đồng hồ Do đó tổng của một hàm mữtần số dương và một hàm mũ tần số âm (với cùng biên độ và tần số) sẽ tạo ra mộtvectơ nằm trên trục hoành, tức là có thể tạo thành các tín hiệu hình sin thực từ tổngcác hàm mũ phức

Câu hỏi 10: Hãy trả lời các câu hỏi sau (Bùi Văn Hải)

- Một số yếu tố làm hỏng tín hiệu là gì?

- Phân biệt giữa truyền baseband và truyền broadband?

- Phân biệt kênh truyền băng thông thấp (low-pass channel) và kênh truyền băng thông cao (high-pass channel)

Khi tín hiệu truyền qua môi trường (vô tuyến hay hữu tuyến) thì ít nhiều sẽ bị các tác động làm sai lạc Các yếu tố ảnh hưởng đến truyền tin có thể kể tới là :

1 Gây méo tín hiệu (distortion)

2 Nhiễu (Interference)

3 Suy hao

Baseband truyền tín hiệu được số hoá ở tần số cố định

+ Tín hiệu là các xung điện rời rạc

+ Sử dụng toàn bộ băng thông cáp để truyền tín hiệu

+ Tại một thời điểm, tín hiệu chỉ được truyền theo một hướng

+ Dùng bộ lặp repeater để tái tạo tín hiệu trước khi truyền sang đoạn cáp khác

Broadband truyền tín hiệu tương tự

+ Trong cáp là tín hiệu điện từ liên tục hoặc sóng quang

+ Chỉ truyền theo một chiều (simplex), không có chiều ngược

+ Cần ít nhất 2 kênh để truyền nhận dữ liệu (full-duplex)

+ Có thể hoạt động trên nhiều kênh truyền hay dùng một cáp đơn

+ Khuyếch đại tín hiệu khi qua các đoạn cáp trước khi truyền tiếp

băng tần cơ sở (Baseband) và băng tần rộng (Broadband) Sự khác nhau chủ yếu giữahai phương thức truyền tín hiệu này là băng tầng cơ sở chỉ chấp nhận một kênh dữliệu duy nhất trong khi băng rộng có thể chấp nhận đồng thời hai hoặc nhiều kênhtruyền thông cùng phân chia giải thông của đường truyền.

low-pass channel với băng thông mà bắt đầu từ số không

Băng qua kênh có băng thông mà không bắt đầu từ số không

Câu hỏi 11: Hãy trả lời các câu hỏi sau (Nguyễn Thị Hậu)

- Ý nghĩa của đinh lý Nyquist cho kênh truyền

- Ý nghĩa của định lý Shannon cho kênh truyền

- Biểu diễn tín hiệu trong miền tần số có ưu điểm gì so với biểu diễn trong miền thời gian

- Định lý Nyquist cho biết tốc độ truyền bit lớn nhất theo lý thuyết trên kênhtruyền không nhiễu:

BitRate = 2 x bandwidth x 10g2 L, trong đó L là số mức của tín hiệu

Tuy nhiên nếu ta tăng L lên, tức là tăng số mức của tín hiệu thì tốc độtruyền sẽ tăng lên, nhưng nó sẽ làm giảm độ tin cậy của hệ thống

- Định lý Shannon: cho biết tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất theo lý thuyết trênkênh truyền có nhiễu:

Capacity =bandwidth X log2 (1 +SNR), SNR là tỉ lệ tín hiệu nhiễu

- Biểu diễn tín hiệu trong miền tần số dễ dàng cho ta thấy phổ biên độ, phổnăng lượng của tín hiệu, để xác định tín hiệu truyền đi xa được bao nhiêu vànăng lượng tập trung ở miền tần số nào, điều ma ta không thấy được khibiểu diễn tín hiệu trong miền thời gian Hơn nữa với biến đổi Fourier giúp

ta biểu diễn và xử lý tín hiệu dễ hơn

Câu hỏi 12: Hãy trả lời các câu hỏi sau: (Nguyễn Thị Hậu)

- Biểu diễn tin hiệu trong miền tần số là gì?

- Nếu nhìn vào biểu diễn miền tần số của một tín hiệu có biết được đó là tín hiệu tuầnhoàn hay không? Tại sao?

- Biểu diễn miền tần số của tín hiệu âm thanh là liên tục hay rời rạc?

- Biểu diễn tín hiệu trong miền tần số là một trong các cách biểu diễn tín hiệu,

nó cho biết mối quan hệ giữa biên độ và tần số Với cách biểu diễn này giúp tabiết được Băng Thông và Phổ của tín hiệu Băng Thông của tín hiệu là khoảng

hiệu là sự biểu diễn biên độ theo tần số Nhìn vào Phổ của tín hiệu ta biết đượcnăng lượng của tín hiệu tập trung vào miền tần số nào (âm tần, trung tần haycao tần), từ đó biết được tín hiệu có thể truyền đi xa bao nhiêu, do đó chọnđược phương tiện truyền tín hiệu Sử dụng công cụ toán học là biến đổi Fourier

để phân tích tín hiệu

- Nhìn vào biểu diễn miền tần số của một tín hiệu ta không biết được tín hiệu làtuần hoàn hay không

- Biểu diễn miền tấn số của tín hiệu âm thanh có thể là liên tục hoặc rời rạc

Câu hỏi 13: Hãy trả lời các câu hỏi sau: (Trần Xuân Hiến)

- Phân biệt dữ liệu và tín hiệu

- Phân biệt tốc độ bit và tốc độ baud

- Thế nào là thành phần DC trong tín hiệu?

- Dữ liệu là Thông tin cần truyền Tín hiệu là vật mang thông tin

- Tốc độ Bít là số bít truyền được trong một đơn vị thời gian, là tốc độ truyền dữliệu Tốc bộ Baud là tốc độ truyền tín hiệu: là số thành phần tín hiệu đượctruyền trong một đơn vị thời gian

- Thành phần DC(direct-current) : Khi điện áp của tín hiệu là hằng số trong môtkhoảng thời gian, phổ của tín hiệu ở tần số rất thấp Khi biến đổi qua Fourier

nó sẽ bằng 0

Câu hỏi 14: Hãy trả lời các câu hỏi sau: (Trần Xuân Hiến)

- Trình bày các đặc tính của một tín hiệu tự đồng bộ

- Mã dòng (line coding) là gì? Lấy ví dụ?

- Mã khối là gì? Mục đích của mã khối là gì?

- Đặc tính của một tín hiệu tự đồng bộ là ở đầu , giữa, cuối xung tín hiệu có sựthay đổi

- Mã dòng (line coding) là quá trình chuyển từ dữ liệu số sang dữ liệu tương tự.Kiểu mã hóa thực hiện trên đường truyền Ví dụ: mã hóa NRZ

- Mã khối (block coding): mB/nB là cách mã hóa bằng cách thay thế khối m bítbằng khối n bít Mục đích của mã khối là tăng hiệu suất mã hóa và kiểm soátlỗi

Câu 15: Cho xâu bit dữ liệu I = 10000000001011000011 hãy thể hiện dữ liệu này dưới dạng mã đường dây B8ZS và HDB3 (Hoàng Trung Hiếu)

B8ZS : là mã AMI có thêm tính chất: chuỗi 8 bít liên tục được thay bởi mộtchuỗi với 2 mã vi phạm luật đảo bít 1

- Nếu trước chuỗi 8 bit 0 là xung dương, các bit 0 này được thay thế bởi 000 +

HDB3

10000000001011000011

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1

+ 0 0 0 + - 0 0 - 0 - 0 + - 0 0 0 - + -

Câu 16 : Trình bày về phương pháp mã hóa NRZ-L Phân tích ưu nhược điểm Sử

dụng phương pháp mã hõa NRZ-L, hãy vẽ đồ thị chuyển đổi các dữ liệu sau thành tín

hiệu giả sử rằng bit cuối cùng trước đó có mức điện áp dương (Hoàng Trung Hiếu)

Câu hỏi 17: Trình bày về phương pháp mã hóa NRZ-I Phân tích ưu nhược điểm Sử

dụng phương pháp mã hõa NRZ-I, hãy vẽ đồ thị chuyển đổi các dữ liệu sau thành tín

hiệu giả sử rằng bit cuối cùng trước đó có mức điện áp dương (Vũ Văn Học).

a 01010101

b 00110011

NRZ-I

- Xung điện áp chỉ thay đổi khi có sự thay đổi của bít 1

o Chuyển mức điện áp nếu gặp bít 1

o Không chuyển mức điện áp nếu gặp bít 0

- Ít được sử dụng cho việc truyền tín hiệu

- Chỉ được sử dụng cho việc truyền ở khoảng cách ngắn

Bài tập :

Câu hỏi 18: Trình bày về phương pháp mã hóa Manchester Phân tích ưu nhược

điểm Sử dụng phương pháp mã hõa Manchester, hãy vẽ đồ thị chuyển đổi các dữ liệu

sau thành tín hiệu giả sử rằng bit cuối cùng trước đó có mức điện áp dương (Vũ Văn Học)

a 01010101

b 00110011

- Bít 1 : tín hiệu chuyển từ thấp tới cao

- Tín hiệu chuyển từ cao xuống thấp

Ưu điểm :

- Đồng bộ hóa tốt hơn : trong 1 khoản bít tín hiệu chuyển mức 1-2 lần

- Có thể phát hiện lỗi nhờ vào việc thiếu sự dịch chyển tín hiệu

Nhược điểm :

- tốc độ tín hiệu lớn nhất gấp 2 lần NRZ -> yêu cầu độ rộng dải tần lớn gấp 2 ->

ít sử dụng trong các ứng dụng truyền thông cự ly lớn ( thường sử dụng trongmạng LAN <= 10 Mbps)

Bài tập :

Câu hỏi 19: Trình bày về phương pháp mã hóa Differential Manchester Phân tích ưu

nhược điểm Sử dụng phương pháp mã hõa Differential Manchester, hãy vẽ đồ thị chuyển đổi các dữ liệu sau thành tín hiệu giả sử rằng bit cuối cùng trước đó có mức

điện áp dương (Nguyễn Việt Hùng)

a 01010101

b 00110011

 Phương pháp mã hóa Differential Manchester:

- Tín hiệu đồng hồ: sự chuyển mức tín hiệu ở giữa khoảng bit (dùng để đồng bộ)

- Biểu diễn:

o Bit 0: có chuyển mức tín hiệu ở đầu khoảng bit

o Bit 1: không có chuyển mức tín hiệu ở đầu khoảng bit

- Được sử dụng cho chuẩn IEEE 802.5 token ring LAN

 Ưu, nhược điểm:

o Tốc độ tín hiệu lớn gấp 2 lần NRZ => yêu cầu băng thông lớn gấp 2 =>

ít được sử dụng trong các ứng dụng truyền thông cự ly lớn (thường được

sử dụng trong mạng LAN <=10Mbps)

 Vẽ đồ thị tín hiệu:

a 01010101

b 00110011

Câu hỏi 20: Trình bày về phương pháp mã hóa AMI Phân tích ưu nhược điểm Sử

dụng phương pháp mã hõa AMI, hãy vẽ đồ thị chuyển đổi các dữ liệu sau thành tín

hiệu giả sử rằng bit cuối cùng trước đó có mức điện áp dương (Nguyễn Việt Hùng).

a 01010101

b 00110011

Trả lời:

 Phương pháp mã hóa AMI (Alternate Mark Inversion):

- Sử dụng 3 mức điện áp để mã hóa tín hiệu: dương, 0, âm

- Bit 0: mức điện áp 0

- Bit 1: Xung dương hoặc âm Các giá trị 1 liên tiếp: các xung thay đổi cực tính luân phiên nhau

Câu hỏi 21: Trình bày về phương pháp mã hóa Psedoternary Phân tích ưu nhược

điểm Sử dụng phương pháp mã hõa Psedoternary, hãy vẽ đồ thị chuyển đổi các dữliệu sau thành tín hiệu giả sử rằng bit cuối cùng trước đó có mức điện áp dương (ĐỗMạnh Hùng)

a 01010101

b 00110011

Trả lời

Mã hóa Psedoternary:

- Bit 1 luôn có biên độ =0

- Bit 0 luân phiên từ cao xuống thấp, từ thấp lên cao

A, 01010101