ĐIỆN tử VIỄN THÔNG CHƯƠNG IV các GIAO THỨC LIÊN kết dữ LIỆU khotailieu

Phần lớn các máy PC sử dụng phương thức truyền dị bộ vì tính đơn giản của nó...  Các DLP dị bộ sử dụng phương thức truyền dị bộ, tức là không cần có sự đồng bộ liên tục giữa người gửi

Chương 4

Data Link Protocol

Các bít đặc biệt START và STOP được dùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự

Phần lớn các máy PC sử dụng phương thức truyền dị bộ

vì tính đơn giản của nó

Chiều dài ký tự phụ thuộc vào phương pháp mã hóa

4.2 Truyền bất đồng bộ

 Quy ước truyền dẫn

- Không có dữ liệu -> truyền các bít Idle

- Có dữ liệu truyền:

- Phát đi bít khởi đầu - bít “start” - bit “0”

- Gửi ký tự cần truyền (1 ký tự dài 5-8 bit)

- Phát thêm bit kiểm tra (chẵn lẻ) nếu cần

- Phát đi bít “Stop” cho đến khi bắt đầu ký tự tiếp theo (ít nhất 1 bit)

4.2 Truyền bất đồng bộ

 Đặc điểm

- Hiệu suất truyền dẫn không cao

(ví dụ với mã ASCII: 1+7+1+1)

- Xuất hiện lỗi trong quá trình truyền dẫn:

do sự không đồng bộ thời gian giữa bên thu và bên phát

4.2 Truyền bất đồng bộ

 Ví dụ: mã ASCII: 1+7+1+1, Rb= 10.000 bps

Thời gian truyền 1 bít:

Tb = 1/10.000 = 0,1.10 -3 s = 100s Thời gian nhận 1 bít (T’b)> thời gian truyền: 7%

 Các DLP dị bộ sử dụng phương thức truyền dị bộ, tức là

không cần có sự đồng bộ liên tục giữa người gửi và

người nhận.

 Cho phép một đơn vị dữ liệu được truyền đi bất kỳ lúc

nào mà không cần quan tâm đến các tín hiệu đồng bộ trước đó

 Các bít đặc biệt START và STOP được dùng để tách các

xâu bit biểu diễn các ký tự

 Phần lớn các máy PC sử dụng phương thức truyền dị bộ

vì tính đơn giản của nó

4.2 Truyền bất đồng bộ

Frame trong truyền đồng bộ thiên hướng ký tự

Nội dung dữ liệu cần truyền

Sau khi đóng khung

DLE B ETX DLE STX

Sau khi đóng khung và chèn

DLE DLE B ETX DLE DLE STX

Gửi đi

DLE DLE B ETX DLE DLE STX

SYN SYN

SYN - Đồng bộ ký tự

Các giao thức hướng ký tự



Được dùng cho cả hai phương thức truyền dựa trên cách kết nối các máy tính: " điểm - điểm " và "điểm - nhiều điểm"



Các giao thức loại này có thể đáp ứng cho các

phương thức khai thác đường truyền khác nhau:

simplex, half-duplex và full-duplex

Full-duplex: Có rất ít giao thức hướng ký tự cho

phương thức, Ví dụ giao thức giữa các nút

ARPANET

lỗi ARQ dừng và đợi



Không hỗ trợ chế độ song công và giao thức cửa sổ trượt



Là giao thức cơ sở để xây dựng giao thức hướng ký



Sử dụng các ký tự đặc biệt của bộ mã EBCDIC (đối với BSC) và ASCII (đối với Basic Mode).

Nguyên tắc hoạt động của BSC

Các ký tự đặc biệt của BSC

ACK 0 DLE and 0 (Acknowledge): để báo cho người gửi biết đã nhận tốt

dữ liệu

ACK 1 DLE and 1 (Acknowledge): để báo cho người gửi biết đã nhận tốt

dữ liệu

DLE DLE (Data Link Escape): để thay đổi ý nghĩa của các ký tự

điều khiển truyền khác

ENQ ENQ (Enquiry): để yêu cầu phúc đáp từ một trạm ở xa.

EOT EOT (End Of Transmission): chỉ sự kết thúc của một hoặc

nhiều đơn vị dữ liệu và giải phóng liên kết

Các ký tự đặc biệt của BSC

ETB ETB (End Of Transmission Block): chỉ sự kết thúc của một khối dữ liệu nếu dữ liệu được chia thành nhiều khối

ETX ETX (End Of Text): chỉ phẩn kết thúc của phần dữ liệu

NAK NAK (Negative Acknowledge): để báo lỗi

SOH SOH (Start Of Header): chỉ bắt đầu của phần header

STX STX (Start Of Text): chỉ phần bắt đầu của phần dữ liệu (văn bản)

SYN SYN (Synchronous Idle): ký tự đồng bộ, dùng để duy trì sự đồng bộ

Giao thức BSC – Cấu trúc khung

8 bit kiểm tra lỗi theo kiểu bit chẵn lẻ theo khối hoặc 16 bit theo CRC-16

Giao thức BSC – Cấu trúc khung dữ liệu

Ví dụ:

i-frame, data chứa trong một khung

I-frame data chứa trong nhiều khung

Station address SYN SYN EOT ENQ Poll/Select-frame

SYN SYN ACK SYN SYN NAK Đáp ứng Poll/Select

SYN SYN EOT Kết thúc phiên truyền

SYN SYN ACK 0/1 Báo nhận tốt I-frame

SYN SYN NAK 0/1 Báo hỏng I-frame

Giao thức BSC – Cấu trúc khung điều khiển

Giao thức BSC



Giả sử trạm A muốn mời trạm B truyền tin, A sẽ gửi khung như sau tới B

EOT để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển

Khi B nhận được lệnh này, có thể xảy ra hai trường hợp:

- Nếu có tin để truyền thì trạm B sẽ cấu tạo một đơn vị dữ liệu và

gửi cho A

- Nếu không có tin để gửi, B sẽ gửi EOT để trả lời

- Ở phía A, nếu quá một thời gian xác định trước mà không nhận được trả lời hoặc là nhận được trả lời sai thì chuyển sang trạng thái “phục hồi”.

Giao thức BSC – Các thủ tục

ENQ

Address B SYN SYN EOT BCC

Giao thức BSC – Các thủ tục

ENQ

Address B SYN SYN EOT BCC

SYN SYN ACK

SYN SYN NAK

Trạng thái phục hồi: Khi một trạm nào đó đi vào

trạm thái phục hồ nó sẽ thực hiện một trong các

hành động sau:

trước)

− Gửi “yêu cầu trả lời” n lần (ENQ)

− Kết thúc truyền bằng cách gửi lệnh EOT

Giao thức BSC – Các thủ tục

Đánh giá giao thức BSC

Đánh giá chung

- Chỉ truyền half duplex

- Không kiểm soát lỗi cho các trường điều khiển

Đánh giá giao thức BSC

Hiệu suất

- Tmin: thời gian tối thiểu để hỏi tất cả các trạm 

- Mr: tốc độ trung bình để tạo ra các gói số liệu 

- Tix: thời gian trung bình để phát một gói số liệu

Ví dụ:

- Cho một mạng gồm 1 trạm chính P và 10 trạm làm việc S

- Tốc độ truyền v = 10 kbps

- Độ dài gói số liệu Ldata= 1000 bit; độ dài gói ACK Lack= 30 bit 

- Thời gian xử lý tại 1 trạm Tp= 1 ms; tốc độ sinh message của trạm

= 6message/s 

- Giả sử việc truyền không có lỗi + thời gian trễ lan truyền = 0

- Thời gian trung bình mỗi trạm được quét?

4­4   Truy n đ ng b  thiên h ng bit ­ HDLC ề ồ ộ ướ

4­4   Truy n đ ng b  thiên h ng bit ­ HDLC ề ồ ộ ướ

High-level Data Link Control (HDLC) is a bit-oriented is a bit-oriented

protocol for communication over point-to-point and multipoint links It implements the ARQ mechanisms.

Cấu hình và chế độ truyền

Frames

Trường điều khiển

Nội dung chính:

Bit stuffing is the process of adding one extra 0 whenever five consecutive 1s

follow a 0 in the data, so that the

receiver does not mistake the pattern 0111110 for a flag.

Note

Bit stuffing and unstuffing

Cờ (Flag): 01111110

Secondary Secondary Secondary

Unbalanced Multipoint link

NRM: Normal Response Mode

Normal Response Mode (NRM)

Normal Response Mode (NRM)

Asynchronous Balanced Mode (ABM)

Asynchronous balanced mode

HDLC frames

Control field format for the different frame types

U-frame control command and response

The above figure shows how U-frames can be used for connection establishment and connection release Node A asks for a connection with a set asynchronous balanced mode (SABM) frame; node B gives a positive response with an unnumbered acknowledgment (UA) frame After these two exchanges, data can be transferred between the two nodes (not shown in the figure) After data transfer, node A sends a DISC (disconnect) frame to release the connection; it is confirmed by node B responding with a

UA (unnumbered acknowledgment).

Example

Example of connection and disconnection

in its N(R) field, acknowledging the receipt of A’s frames

1 and 0 and indicating that it expects frame 2 to arrive next Node B transmits its second and third I-frames (numbered 1 and 2) before accepting further frames from node A

Example

Its N(R) information, therefore, has not changed: B frames 1 and 2 indicate that node B is still expecting A’s frame 2 to arrive next Node A has sent all its data Therefore, it cannot piggyback an acknowledgment onto

an I-frame and sends an S-frame instead The RR code indicates that A is still ready to receive The number 3 in the N(R) field tells B that frames 0, 1, and 2 have all been accepted and that A is now expecting frame number 3.

Example (continued)

Example of piggybacking without error

Figure shows an exchange in which a frame is lost Node

B sends three data frames (0, 1, and 2), but frame 1 is lost When node A receives frame 2, it discards it and sends a REJ frame for frame 1 Note that the protocol being used is Go-Back-N with the special use of an REJ frame as a NAK frame The NAK frame does two things here: It confirms the receipt of frame 0 and declares that frame 1 and any following frames must be resent Node

B, after receiving the REJ frame, resends frames 1 and 2 Node A acknowledges the receipt by sending an RR frame (ACK) with acknowledgment number 3.

Example

Figure Example of piggybacking with error

11­7   POINT­TO­POINT PROTOCOL

Although HDLC is a general protocol that can be used for both point-to-point and multipoint configurations, one of the most common protocols for point-to-point access is the

access is the Point-to-Point Protocol (PPP) Point-to-Point Protocol (PPP) PPP is a

Figure 11.32 PPP frame format

Figure 11.33 Transition phases

Figure 11.34 Multiplexing in PPP

Figure 11.35 LCP packet encapsulated in a frame

Table 11.2 LCP packets

Table 11.3 Common options

Figure 11.36 PAP packets encapsulated in a PPP frame

Figure 11.37 CHAP packets encapsulated in a PPP frame

Figure 11.38 IPCP packet encapsulated in PPP frame

Table 11.4 Code value for IPCP packets

Figure 11.39 IP datagram encapsulated in a PPP frame

Figure 11.40 Multilink PPP

Let us go through the phases followed by a network layer packet as it is transmitted through a PPP connection Figure 11.41 shows the steps For simplicity, we assume unidirectional movement of data from the user site to the system site (such as sending an e-mail through an ISP)

The first two frames show link establishment We have chosen two options (not shown in the figure): using PAP for authentication and suppressing the address control fields Frames 3 and 4 are for authentication Frames 5 and 6 establish the network layer connection using IPCP.

Example 11.12

The next several frames show that some IP packets are encapsulated in the PPP frame The system (receiver) may have been running several network layer protocols, but it knows that the incoming data must be delivered to the IP protocol because the NCP protocol used before the data transfer was IPCP.

After data transfer, the user then terminates the data link connection, which is acknowledged by the system Of course the user or the system could have chosen to terminate the network layer IPCP and keep the data link layer running if it wanted to run another NCP protocol.

Example 11.12 (continued)

Figure 11.41 An example

Figure 11.41 An example (continued)