Mạng máy tính

Chương MÔ HĨNH OSI Trong chưcmg trước, trình bày cách sơ lược m ỡ hình OSI lớp Đây khung chuẩn để ISO tổ chức chuẩn hóa khác tiếp tục phát triển xây dựng chuẩn liên quan đến lớp T rong cỉnương này, khảo sát lớp mơ hình thơng qua sản phẩm chuẩn hóa liên quan đến lớp 2.1 LỚP VẬT LÝ Lớp vật lý cung cấp phương tiện điện, cơ, chức thủ tục để kích hoạt, trì, giải phóng liên kết vật lý tầng, v ề phương diện điện: liên quan đến biểu diễn bít qua mức v ề phương diện cơ: liên quan đến chuẩn giao diện với m ồi trường truyền, v ề thủ tục liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền xâu bít qua mơi trường vật lý Lớp vật lý lớp thấp nhất, PDU cho tầng vật lý , khơEig có phần header chứa thông tin điều khiển, liệu truyền theo dòn g bít 2.1.1 M Ơ I T R Ư Ờ N G T R U Y Ề N D ữ L IỆ U Truyền liệu số, giao diện modem M uốn truyền liệu số qua đường liên kết, phải điếu chế tẩn số sóng mang trước gửi qua đường điện thoại, việc thực bởỉ giao diện (Ịnter/ace) V ì giao diện khơng sản xuấl sẵn nên cần quy định chặt chẽ thành t£U chuẩn: - Cơ khí: sợi dây để truyển - Đ iện: tần số, biên độ pha - Chức năng: vai trò lừng sợi dây đẫn Những quy định đưa vào làm việc lớp - lớp vật lý Truyền liệu số Hai phương thức truyền song song truyền nối tiếp - Triiyền song song: sử dụng n sợi dàv để truyền n bit lần u điểm tốc độ cao, nhược điểm giá thành cao dùng n sợi dây, áp dụng vói khoảng cách nhỏ - Truyền tiếp dồng hộ không đồng bộ: truyền nối tiếp bit đến bít khác sợi dây u điểm giảm giá thành với kênh truyền, nhược điểm phải có ihiết bị biến đổi thiết bị gửi với đường truyền, đường truyềra với thiết bị nhận + Đồng Chuỗi b tập hợp thành khung dài gồm nhiều byte, khơng có khe M uốn gửi thành bó riêng biệt, rhì khe hở phải lấp đầy bít "ớ" theo đặc biệt {kênh im lặng) Thiết bị nhận tính số bit truyển tới nhóm ỉại thành đơn vị bii Phối hợp th i gian nơi truyền nhận: k h i truyền, nơi gửi truyền số ký tự đồng trước kh i truyền N hờ Ihông báo này, nơi nhân biết sau có liệ u thực thao tác đồng để chuẩn bị nhận đữ liệ u + Khổng đồng Nhóm + bit liệu, đóng thành khung SDƯ {Serial Data Unity Dữ liệu bìt Start: ln mức thấp nhiều bù stop; mức cao Giữa khung có khe h thờ i gian, độ kéo dài khe không xác địrử, suy thể truyền không đồng byte, thân nội byte có đồng T hiết bị nhận đồng lúc bắt đầu nhận byte K h i tìm nhận b it slart, lập thời gian bắt đầu tính số b it truyền tớ i Sau n bit, lạ i tìm nhận bit stop K h i đó, liền bỏ qua xuEg đ i tớ i kh i nhận bit stari Để tăng cường độ tin cậy, thường bổ sung b it gọi b it chẩn lẻ ip c rity b it) vào cuối đữ liệu trước bit stop, để kiểm tra liệu nhin có xác hay khơng Truyền khơng đóng chậm, giá thành hạ hiệu Giao dỉên DTE DCE Các chuẩn DTE - DCE quy định đạc điếm vể khí, điộsn chức nàng kết nối DTE DCE DTE (Data Terminal Equiment - Thiết bị cuối liệu) Là nơi sản sinh, xử lý, gửi/nhận tín hiệu số, V í dụ máy tính DTE DTE khơng thể truyền tín hiệu dạng tương tự mà phải thơng qua DCE ĐCE (Data Circatí Terminatỉng Equimetứ - Thiết bị mạch cuiơi liệu) Là thiếf bị trung gian truyền/nhận tín hiệu tương tự/số, biến đổi A D , D A V í dụ truyền thơng, phổ biến modem mạng, DTE phát liệu số chuyển vào DCE D C E biến đổi liệu thành dạng thích hợp cho m trường truyền gửi tới D C E khác mạng DCE thứ nhận tín hiệu từ đường truyển, biến đổi trở lạ i dạng có [hể dùng cho DTE Giao diện DTE DCE * Có nhiều chuẩn phát triển quy định việc kết n ố i D T E DCE Chuẩn đời sử dụng rộng rãi RS-232C RS-232C: Quy định sau: - Về khí: Dùng ổ cắm 25 tiếp điểm DB-25 - Về điện; Mã hoá dùng N R Z -L Quy định mức điện áp: từ ‘ 15V đến + I 5V Logic "0"; từ + 3V đ ế n +15、 ’ Logic " r : t -3 、 ' đến - I 5V Vùng không xác định: từ - 3V đến + 3V Hình 2.2 Quy định điện chuẩn RS-232C - Quy địnhi chức năng: Có số 25 sợi dày RS-232C dùng cho chức liệu 21 sợi dây lại dự trữ cho chức nãng định thời, điều khiển, nối đấi kiểnn tra Tốc độ bÌTt RS-232 quy định cực đại 20 Kbps, thực tế thường vượt Kết nối tuiyén hai chiểu đồng thời (Full Duplex) Bước C h u ẩn bị Bước S an sả n g Bước T h iế t lộp Bước T ru y ền d ữ ìiệ u Bước Xóa Các chân : Che chắn 3: D,ữlỉệu nhận 5: Điủ điểu kiện để nhận dừ liệu 7: Niối đất 8: p*hát tín hiệu đường dây nhận 2: Dữ liệu gửí 4: Yẽu cẩu gửi 6: DCE sẩn sàng 20: DTE nhận Hỉnh 2,3 Kết nốì hai chiều đồng thời DCEs modem, DTEs máy tính Hoại động gồm 55 giai đoạn Truyền hai chiều đồng thời nên hệ thống có tín li cạnhtranhi, nhiên bên quy ước khởi động, bên trả lời Bước 1: Sự chuẩn bị giao diện cho truyền thông, chân ỉ (che c:hắn), chân (nối đất) máy tính DTE với DCE tương ứng Bước 2: Bảo đảm cho cà thiết bị sẵn sàng D TE gửi tín hiệu DTR (Data Term ỉnal Ready) lố i 20 báo cho D C E ÍIĨ sẵn sàng truyền tin DCE nhận DTR trả lờ i tín hiệu DSR {Data Send Readỳ) chiân báo sẵn sàng nhận liệu Bước 3: Thiết lập kết nối vật lý modem nhận m odem gửi Bên gửi: DTE gửi KTS {Request To Send) chân tới DCE củia thơng báo u cầu gửi DCE truyền sóng mang đến m odem nhận dang im lặng Bên nhận: K h i modem nhận phát sóng mang này, kích hoạt chân báo tín hiệu đường dây nhận cho DTE nhận phiên truyền thông bắt đầu Bên gửi: DCE sau gửi sóng mang đi, liền kích hoạt chân gửi CTS {C lear To Send) thông báo cho DTE làm sạch, sẵn sàng để nhận liệu truyền Bên nhận: DCE bên nhận thực bước tương lự Bước 4: Truyển liệu M áy tính gửi bắt đẩu truyền liệu tới modem qua chân hỗ trợ xung thời gian chân 24 Modem biến đổi tín hiệu số thành tương tự gửi Modem xa khơi phục ỉạỉ tín hiếu thành liệu số chuyển vào máy tính thơng qua chân với hỗ trợ xung thời gian chân 17 Cũng thời điểm này’ máy tính nhận thực hiên việc gửi liệu qua chân với xung thời gian hỗ trợ chân 24 Quá trình tiế n hành lương tự máy tính gửi Như thế, thực khả truyển hai chiều đồng thời F ulì Duplex Bước 5: K h i hai phía hồn tất truyền thơng, hai máy tính ngừng kích hoạt RTS, modem ngừng phát tín hiệu sóng mang phát đường tín hiệu CTS chúng Nu II Mo dem Không cần dùng modem kếi nối hai thiết bị số tương thích khoảng cách nhỏ K h i đó, cần nôi chéo sợi dây (chân cùa DTE vớii chân DTE ngược lại) Hinh 2.4 - Đầu nối cáp kiểu Null Modem Ngoài RS-232C, nhiều chuẩn khác nhằm kết nối DTE với DCE: RS-232, RS-449, RS-422’ RS-423’ RS-530 cải tiến RS-232C Ngồi ra, X -2 ’ X-25 khơng dùng để kết nối DTE DCE mà để kết nối hỗ trợ truyền thông tốc độ cao liệu số Modem Modem kết hợp M odulator (số —> tương tự) Demodulator (tương lự số), dùng kết nối mạng qua đường điện thoại M odulator sử dụng phương pháp mã hoá ASK, FSK’ PSK, Q A M để điều chế Tốc độ truyền: Tốc độ liệu liên kết phụ thuộc vào loại mã, khoảng Ihời gian tín hiệu, giá trị điện áp sứ dụng tính chất vật lý m trường truyền 争• Tăng tốc độ sóng mang tăng lốc độ truyền liệu Tuy nhiên, m trường có ảnh hưởng lớn tính chất điện nhận giới hạn định thay đổi tín hiệu giây Tín hiệu q chậm khơng thể vượt qua điện dung đường truyền, q nhanh bị cản trở độ cảm ứng đường truyền Khoảng giới hạn tần số đường truyền gọi độ rộng băng kênh Các đường dây điện thoại mang tần số 600Hz - 000Hz, (độ rộng băng 2400Hz, sử dụng để iruyền tiếng nói Hiện nay, mộ't số đưcrng điện thoại có độ rộng bâng lớn N ói chung độ rộng băng tín hiệu modem phải nhỏ 2400Hz Bảng 2.1 - Tóm tắt tốc độ bit cực đại với đường điện thoiại hai sợi xoắn í r.A.i" :.y ■ i ■! - _ ĩ l ỉ ， 、 , , ỉ ^ ^ ： i ■•!*'：í ■ ^ ír> » • * »" ■ 、' r 1" .:l/ 2400 1200 4'PSK' 4-QAM 4800 2400 8-PSK, 8-QAM 7200 3600 16-QAM 9600 4800 32-QAM 12000 6000 64-QAM 14400 7200 128-QAM 16800 8400 256-QAM 19200 9600 ASK, FSK, 2-PSK ^ ■••； ■' • Các chuẩn modem: chuẩn tiêu biểu Bell modems d o công ty Bell đưa năm 1970, sau hội truyền thông quốc tế tạo ĨT U -T modeins B ell modems Modems loại 103-113: sản phẩm thương mại sớm nlhất, iruyềr hai chiểu đồng thời qua sợi dây điện thoại xoắn, dùng mã FSK Tần số nơi gọi: 1070Hz - logic "0 " Tần sô trả lờ i 2 Iiz - lo g ic '0" 1270Hz - logic " 1" 2225H z - lo gíc ' 1" Ngồi ra, modcms loại 202, 212, 201’ 208, 209 phát triển lù sản phẩm Bell ỈT U niữdems: Gồm hai loại: loại tương đương mođems Bell loại khơng tương dưg Bảng 2.2 Loại ITU modems tương đương Bell mođems — ( i ỉ' ' '1 ' ^ ■í - V21 103 V22 212 600 1200 V23 202 1200 1200 FSK V26 201 1200 2400 4-PSK V27 208 1600 4800 8-PSK V29 209 2400 9600 16-QAM * ■ ) ■ 300 » »1 >■ ĩ- FSK 300 ỉ 4-PSỈK - Loại không tương đương: 十 V22 bis: modem tốc độ ỉ200bps dùng mã 4-DPSK {D ijfỉre n tia ỉ PSK - khoá dịch pha vị pỉiàn) 2400bps dùng mã 16-Q A M ; baud raie ỉà 600 + V32 bis, V32 Terbo, V33, V34 có lốc độ tương ứng 14000bps, 19200bp.s, 28800bps Các modem kết hợp với việc nén liệu làm lốc độ bit tăng lên từ đến lần Ngồi ra, ngày có modem thơng m inh, modem làm nhiều việc hơn, chứa phần mềm hỗ trợ nhiều chức năng, chẳng hạn trả ỉời q uay số tự động Mòi trường truyền M ột mạng máy tính hoạt động tốt phải xây dựng sở móng vững chắc, mơ hình OSI đường truyền vật lý Tốc độ truyền, độ chímh xác, tin cậy an toàn mạng cQng quy định chủ yếu lớp vật lý Hai loại đường truyền: - Dường tru y én hữu tuvểiv cáp đồng trục, đôi xoắn cáp sợi quang Đường trutyền vô tuyến: radio, sống cực ngắn tia hồng ngoại Môi trường truyển hữu tuyến Chia làm loại gổm cáp sợi xoắn, cáp đồng trục, cáp quang Cáp sợi xoắn cáp đồng trục kim loại, nhận/truyền tín hiệu dạng dòng điện Cáp sợi quang thủy tinh chất dẻo, nhận/truyền tín hiệu dạng sóng ánh sáng Cáp sợi xo^ắn (Twisted Pair Cable) Có hai dạng: - Cáp xoắn không bọc kim Ợ Jnshielded) ƯTP - Cáp xoắn có bọc kim (Shieided) STP UTP - Là loại phổ biến truyền thông, khoảng tần số 100Hz -ỉ- 5MHz, thích hợp cho truyền liệu giọng nói - Cáp U TP có đơi dây, m ỏi đôi dây xoắn lạ i’ m ỗi dây có lớp vỏ cách điện với màu sắc riêng Nếu sợi dây khơng xoắn, nhiễu điện lừ gây IBỖÌ sợi dây khác nhau, dẫn đến làm hỏng tín hiệu Còn hai sợi dây xoắn lạ i (từ đến 12 xoắn / 0.3m = foot), m ỏi dây chịu tạp nhiễu nhi* nên có khả triệt tiêu tạp nhiễu Càng nhiều vòng xoắn m& đơn vị độ dài, tạp nhiễu giảm Nơi gửi -í Nguồn tạ Ị Anìh hưởng tiạ p ârn tổ n g cộng 二 14'1^4 二 N gửi Nơi uhiận Hình 2.5 Ảnh hưởng tạp âm lên càp không xoắn cáp xoắn - Để giảm xuyên âm đôi dây, số lần xoắn đôi dlây khác Các đôi dây cỡ 22 hay 24, trở kháng lOOQ - ƯTP có đường kính xấp xỉ 0.43cm, kích thước nhỏ rấi tiện cho việc lấp đặt ƯTP sử dụng ngày nhiều, dùng với hầiU hết kiến trúc mạng p ã ir ĩ cặp dây màu sắc khác RJ-45 Connector Hình 2.6 UTP, tốc độ thơng lượng 10-100Mbps, chiều ơàr tối đa 100m - ƯTP có nhiều ưu điểm: giá rẻ, mềm dẻo, dễ cài đặt’ đặc biệt đường kính nhỏ nên khơng chiếm nhiẻu khơng gian ống dẫn K h i cáp UTP lắp đặt dùng đầu nối RJ-45, nguồn tạp âm găảm đáng kể, kết nối chắn dễ thực UTP loại tốt dùng mạng L A N (Ethernet, Token R ing ’) - Nhược điểm: dẻ bị ảnh hưởng lạp âm điện môi trường lập mạng khác Khoảng cách điểm cần khuếch đại tín hiệu ngán so với cáp đồng trục cáp quang - f-hân loại ƯTP: chia loại theo chất lượng: + Loại 1: Dùng cho điện thoại, tốt cho tiếng nói + Loại 2: Cao cấp hơn, truyền tiếng nói dư liệu lốc độ Mbps + Loại 3: Yêu cầu xoắn lần/0,3m, tốc độ truyền 10 Mbps, ỉà cáp chuẩn cho hệ thống điện thoại ngày + Loại 4: Yêu cầu xoắn lần/0,3m, tốc độ truyền 16 Mbps + Loại 5: Tốc độ 100 Mbps STP - M ỗ i đôi phía ngồi bao bọc kim loại mỏng kim loại tết thành lưới để cách iy Phần bọc kim nối đất, nhằm ngăn chặn thâm nhập tạp âm điện từ, tiêu diệt tiếng vọng từ đường dây sang đường dây Bốn đôi dây lại bọc bện lưới kim loại STP loại cáp 150Q - Theo đặc tả cho lắp đặt mạng Ethernet, STP giảm tạp âm từ bên bên cáp STP cố gắng bảo vệ chống lại tất tạp âm từ bên tốt đắt tiền khó lắp đặt UTP cặp dây màu sắc khác Hình 2.7 STP, tốc độ thõng lượng 10-100Mbps, chiều dài tối đa 100m Cáp đồng trục - Có thể truyền tần số cao cáp xoắn đôi, từ 100KHz + 500MHz - Cáp gồm sợi lõ i kim lo i rắn trung lâm, lớp vỏ cách điện, lớp vỏ dẫn k im loại hay sợi k im loại đan lại Lớp chấn tạp âm, vừa làm dây dẫn thứ hai để hoàn chỉnh mạch, bao mốt vỏ cách điện Toàn cable bảo vệ vỏ nhựa - Trong mạng L A N , cáp đồng trục có vài ưu điểm N ó chạy đư?c khoảng cách xa mà khơng cần bơm tín hiệu nhờ repeater (thiế t bị tái sinh tín hiệu) Nó rẻ tiền cáp quang kỹ thuật phổ biến Q A M hiệu nhất, sử dụng modeiĩì dại mã só lương tự Baud rate Bit rate: - B it rate: số bit truyền thời gian giây bỉt Baud raie: số đơn vị tín hiệu giây đòi hỏi để đại diện cho sô' Tốc độ bit = Tốc độ baud X số bit thể qua đơn v ị tín hiệu Sóng mang (Carrier Signal): K h i truyền tương tự, thiết bị gửi tạo tín hiệu cao íần (sóng mang) làm cho thơng tin Thiết bị nhận phải điều chỉnh hoà hợp với tần số sóng mang gửi tới A S K (AmpUtude S h ift Keying) B it te 二 số bít /1 giây = Baud rate : sồ' đơn vị tín hiệu ỉ giây = Biên độ tín hiệu biến đổi để thể "0" "1 ", tần số pha khòng đổi - Tốc độ truyền ASK bị g iớ i hạn tính chất vậí lý mơi trưòig Nhược điểm ASK ỉà nhạy với nhiều tạp âm (ảnh hưởng đến biên độ điều chế) - A S K gọi O O K (On O ff K eying), dùng o v đổ thể ì giá trị b it nên ưu điểm giảm lượng truyền Đ ộ rộng băng ASK: fc tần số sóng mang, N h u ii tốc độ baud đơn vị tín hiệu giây đòi hỏi để đại diện cho số bii) T riển khai tín hiệu mã ASK thu phổ tần số đơn giản: fc - fc + fc - 3Nb,ud/2 vàfc + 3Nj,,,d/2 Thực ĩ ế có lần số sóng rnang tần số lân cận cần thiết Do đó, độ rộng băng ASK tính: Trường hợp lối ihiểu: đ 二 BW =： ( l+d)xNh«ud BW == Nhaud FSK (Prequency S h ift K e ying ) Hừ te = Baud rate 二 Hình 2.22 Điều chế FSK - Tần số thay đổi để thể "ớ" "7", biên độ pha không đổi Tần sô khoảng b it không đổi phụ thuộc vào ỉogic "ớ" hay - FSK tránh tạp âm N nhận tìm thay đổi vế lần số mà không ỷ đến điện Hạn chế FSK khả nồng m ôi trường Đô rớn hăne FSK: fC(ị m tẩn số sóng mang cho bit "0 "’ fc / cho bit "7" Phổ FSK tổ hợp phổ ASK quanh fc „ v /c ； ; BW = (fco + fCi) + Nhaud PSK ịPhase S h ift K eying) mm Baud rate = Bit rate = Biên đ) ▲ ì hìĩ Ị hit baud l baud , ỉ bit Hình 2.23 Điều chế 2-PSK ỉ bit Giản đồ PSK: Bit Pha 0() 180。 Phương pháp gọi 2-PSK PSK nhị phân có pha khác - Sự thay đổi pha thể "ỡ" biên độ tần số không đổi V í dụ pha 0®là "0" pha 180。là "7" Pha tín hiệu khoảng bit khơng đổi ' - PSK không nhạy với tạp âm ảnh hưởng đến ASK không giới hạn độ rông bầng FSK Như vậy, thay đổi tín hiệu dù nhỏ, thiết bị có khả phát Baud raie = Bitrate= 10 Biên độ Hình 2.24 Điều chế 4-PSK Giản đồ PSK: Cặp bit 01 Pha 00 0。 01 90 。 10 180' 11 270' 10 00 11 K ỹ thuật gọi ỉà 4-PSK, truyền liệu nhanh lần 2-PSK 8-PSK, tín hiệu dịch pha 450, m ỗi lần dịch thể bit, nhanh 'lơn lần 2-PSK 58 Trỉ bit Pha 000 0^' 001 450 010 90。 011 135' 100 180' 101 225' 110 270' 111 315' 010 - Độ rộng băng PSK: Nhauj- Tốc độ cực đại PSK lớn ASK Như kh i Bauđ rate PSK ASK chiếm độ rộng băng, b il rate irong PSK nhiều lần lớn QAM (Quadrature Amplỉtude Modulatỉon) PSK bị giới hạn b il rate phân biệt khác pha bé thường gặp khó khăn Do thay đổi đặc trưng sóng sin, FSK có độ rộng băng giới hạn nên kết hợp ASK với PSK biên độ cầu phương Q A M : thực điều chế 00 4QAM biên độ, pha 8QAM b iên độ, pha 16QAM biên độ, 12 pha Hình 2.25 Điều chế QAM Độ rộng băng PSK: BW có yêu cầu ASK PSK Bảng 2.3 So sánh bit rate baud rate Mã Đơn vị BU rmte B aud rate B it/Baud ASK, FSK, 2-PSK Bit l N N 4+PSK, 4.QAM Dibit N 2N 8-PSK, 8-QAM Tribil N 3N 16-QAM Quadbit N 4N 32-QAM Penlabit N 5N 64-QAM Hexabii N 6N 128-QAM Septabit N 7N 256-QAM Octabil N 8N M ã tương tự - tương tự: AM , FM, PM - A M : Biên độ sóng mang thay đổi theo biên độ tín hiệu điều chế Độ rộng B W ：bằng lẩn BW tín hiệu điều chế Thông thường, hiẹu audu = K H z -> BW am 二 10 K H z - FM : Tần số sóng mang thay đổi theo mức tín hiệu điều chế Tín hiệu audio truyền thông quảng bá theo stereo hầu hết 15 KHz M ỗ i trạm FM có độ rộng băng tố i thiểu 150 KH z Sóng mang FM nằm v ị trí giải 88-108M Hz (có Ihể làm việc 100 độ rộng băng FM ) - PM: Điểu chế pha dùng xen kẽ với điều chế F M để phán cứng đỡ phức tạp Pha sóng mang điều chế theo mức tín hiệu điéu chế 2.2 LĨP LIÊN KẾT DỮ LIỆU Lớp liên kết liệu lớp thứ mơ hình OSL V a i trò chức lớp cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liê n kết vật lý với chế đồng hóa, đồng luồng liệu kiểm soát lỗ i Nhiệm vụ cung cấp khung lin để chứa đựng gói tin lớp 3, rồ i truyền qua liên kết vật lý Giao thức xây dựng cho lớp liên kết liệu chia thành hai loại: d ị Loại đồng chia thành hai nhóm: định hướng ký tự định hướng bít Giao thức dị Giao thức d ị sử dụng phương thức truyền dị bộ, truyền m ỗi ký tự chuỗi bít độc lập, chúng đóng khung bít "start" jtO )p'\ Khi truyền khơng cần có liên tục nơi gửi nơỊ nhậm Nó chc phép ký tự liệu truyền bâì lúc Nơi nhậm khống cần biết xác đơn vị ỉĩêu gửi, cần biết chồ bắt đầu chỏ kết thúc đơn vị dừ liệu qua bít "start" "sto)p" nói Phương pháp có tốc độ thấp, sử dụng modem: X M ÍO D E M Y M O D E M , Z M O D E M để truyền liệu máy tính PC qua mạmg điện thoại Giao thức đồng Phương thức truyền đồng khòng dùng bit "start" "stop" để đóng khuing ký tự mà chèn ký tự đặc biệt SYN (Synchronization), EOT (End o f Transmission), hay cờ flag liệu để báo liệu đến hoặic đến Đồng với hệ thống truyẻn thông hai mức: - Mức vật lý ；giữ đồng đồng hồ người gửi người nhận - Mức liên kết liêu: để phân biệt liệu với flag vùng thông tin điểu khiển 2.2.1 G IA O T H Ứ C Đ ỊN H H Ư Ớ N G K Ý T ự Giao thức định hướng ký tự xây dựng dựa ký tự đặc biệt củai mã chuẩn A S C II EBCDIC Bộ giao thức sử dụng cho cấiB hình điểm - điểm nhiều điểm Nó chủ yếu sử dụng phương thức hai chiều luân phiên Trong phương thức này, sử dụng giao thức BSC IB M G iao thức xây đựng dựa mã chuẩn EBCDIC Giao thức BSC ISO iấy ilàm sở xây dựng giao thức Basic mode dựa mã chuẩn ASCII M ột đơn vị iiệu (fram e) dừng giao thức có khuồn dạng sau: SOH H eader Text STX EXT BCC T h ô n g t in đ iể u k h iể n , D ữ liệ u ' Phần Header: chứa đựng thông tin điều khiển, bao gồm thứ t^ự frame địa đích - BCC (B lock Check Character) vùng bít kiểm tra lỗ i theo bít chẵn lẻ (theo chiều dọc) cho ký tự vùng text, Basic mode, 16 b il kiểm tra lỗ i theo phương pháp CRC - 16 cho vùng te xi (trường hợp BSC) Trường hợp liệu dài, cần tách thành nhiều khối, m ỗi khối DỈ frame cấu trúc theo khuôn dạng trên, phần header đánh íhứ tự khối V ì giao thức sử dụng tốt cho phương thức bán song cơng, nên sử dụng, giới thiệu tóm lược để bạn đọc tham khảo, mang tính hệ thống 2.2.2 G IA O T H Ứ C Đ ỊN H H U Ớ N G B IT Trong phần này, giới thiệu giao thức H D LC ( H igh-Level Data L in k Control), giao thức chuẩn cho lớp liên kết liệu, có vị trí quan trọng nhất, phát triển ISO (ISO 3309, IS0433) Nó ứng dụng cho cấu hình điểm - điểm, nhiểu điểm, cho phép khai thác hai chiểu đồng thời, hai chiều luân phiên H D LC giao thức điều khiển mức cao, ISO phát triể n vào năm 1979 sở SDLC Năm 1981, IT V -T phát triển hàng loạt giao thức sỏ H D LC gọi thủ tục thâm nhập liên kết (CAPs, LAPB, LA P D , L A P X ) Các thủ tục khác chuyển mạch khung IT V -T A N S I phát triển từ H D LC để làm thủ tục thâm nhập L A N Có thể nói m ọi giao thức định hướng bít lách từ H D LC có nguồn gốc từ H D LC Như vậy, qua H D LC , ta hiểu giao thức khác Hệ thống sử đụng H D LC đặc trưng loại trạm, cấu hình, dạng trả lời - Loại trạm: H D LC khác loại trạm: chủ (sơ cấp), tớ (thứ cấp) tổ hợp - Cấu hình: cấu hình liên quan đến phần cứng đường liên kết Các thiết bị tổ chức thành sơ cấp, thứ cấp, ngang hàng Các thiết bị ngang hàng hoại động vừa sơ cấp, vừa thứ cấp, tùy theo dạng trao đổi chọn Cấu trú c đơn vị dừ liệu H D L C : Kích thước vùng bit Dạng chuẩn mỏ rộng Flag Address 8/16 Control 8/16 Flame header Inĩormation FCS 16/32 FlaẬ M íỗi khung H D LC có trường: cờ (Flag), địa (Address), điẻu khiển (Contiroỉ), thơng tin (Iníorm ation), trường ghi mã kiểm sốt lồ i (FCS) - 'Flag ỉà vùng mã đóng khung cho ÍVame’ đánh dấu bắi đầu kết thúc fr ame Trường cờ có bít "0111 n 10"’ đồng bắt đầu kết thúc c-ủa frame dùng làm mầu đồng cho thiết bị nhận Đ'ể tránh lẩn mã cờ nội dung frame, người ta dùng thủ thuật nhồi b " " sau bit " " liên tiếp K hi Iruyền đi, sau bít " " liên liếp tự động chèn vào bít "0 " T h í dụ; "011111110" phải chuyển thành " o n 1110110" với bít "0 " ‘chèn vào vị Irí thứ để tránh nhầm lẫn với mã cờ - Address: trường địa Trường địa ỉà byte byte (trường hợp mở rộng) Đây đia đích frame - Inform ation: vùng để ghi thông tin cần truyền đ i (gói lớp 3) Vùng c ó kích thước không xác định - Fcs {Frame Check Sequence): vùng ghi mã kiểm soát lỗ i cho nội dung frame, sử dụng phương pháp CRC với đa thức sinh: X + x '- + X*' + l V ùng byte trường hợp chuẩn byie trường hợp m rộng H D L C sử đụng loại ữame chính: frame frame định dạng vùng Control ư, ữame s, frame I, Ba Ta xét nội đung vùng C onirol loại frame H D LC trường hợp chuẩn bảng 2.4 đây: Bảng 2.4: Đ ịnh dạng frame H D LC vùng Control Các bít vùng C ontrol L oại fram e Frame u 1 M M P/F M M M Frame s Prame ỉ N(S) s s P/F N(R) P/F N(R) Các bít đầu vùng Control dùng để định danh loại frame Frame u (ưnnum bered fram e): Được định danh hai bít thứ thứ vùng Conlr; "1 1" Đây frame điều khiển, dùng để khởi động, trì giải phóng liên kết dừ liệu Có bít để định danh loại frame u Như vậy, có tất 2^ = 32 frame Nhưng có frame sử dụng phổ biến Trong đó, írame dùng để khởi động liên kết quy định phương thức trao đ ổ i ; SNRM, SARM , SABM - Phương thức trả lờ i chuẩn SNRM (Set Norm al Response M ode): phương thức đùng trường hợp cấu hình khơng can bằng, nghĩa có trạm điều khiển chung gọi trạm chủ (hay sơ cấp) Các trạm lạ i gọi trạm tớ (thứ cấp) bị điều khiển trạm chủ Các ưạm thứ cấp ưuyền tin trạm sơ cấp cho phép vêu cầu - Phương thức irả lờ i d ị SARM (Set Asynchronous Response M ode): phương thức sử dụng cho cấu hình đối xứng M ỏ i trạm vật lý có hai trạm logic, trạm sơ cấp, thứ cấp Những đường riêng rẽ kết nối sơ cấp trạm vật lý vói thứ cấp trạm vật lỷ khác Cấu hình giống cấu hình khơng cân bằng, trừ trường hợp điều khiển khơng liên tiếp N ó i cách khác, tồn trạm chủ trạm tớ, trạm tớ mở rông quyền Các trạm tớ có quyền truyền tin, khơng cần trạm chủ cho phép - Phương thức ciị cân SARM (Set Asynchronous Balance M ode): phương thức dùng cấu hình cân bàng, ỉà cấu hình hai trạm kết nối điểm - điểm loại tổ hợp không tồn lại írạm chủ, trạm nối với đường dây đường điều khiển hai trạm, trạm ngang hàng Hai frame lại ỉà DISC ƯA , Frame giải phóng liên kết DISC (DlSConnect): frame nàv sử dụng đế giải phổng liên kết liệu, từ chối liên kết - Frame U A (Unnumbered Acknowledgm ent): ià chê báo nhận, chấp nhận, dùng để trả iờ i ữame khác Frame u ỉà frame không đánh số, frame trao đổi với nhau, không trao đổi với fmme khác Frame Ị (In/ormatỉon fram e): Dùng để truyền liệu thơng tin điểu khiển Đây ià frame đơn giản Frame có hai trường N(S) N (R ) Trong đó, trường N(S) sơ" thứ tự frame truyền Còn frame N (R ) sô thứ tự frame ỉ mà trạm chờ nhận, đòng thời,ám nhận tốt frame I Ihứ N(R)-1 ■' Frame s (Supervisor fram e): Đây ỉà frame điều khiển, đùng để kiểm sốt luồng liệu q trình truyển tin điểu khiển lỗi Vậy frame s để giám sát truyển tin, liên quan đến điều khiển hổng cho frame I, dùng để chuyển giao số liệu qua đường truyền Có íiame s irong bảng 2.5 Bíảng 2.5 Các loại frame s C ác bít s Loại fram e 00 RR (Receiver Ready) 01 REJ (Reject 》 10 RNR (Receiver Nol Ready) n SREJ s - Frame RR; dùng để thông báo sẵn sàng nhận frame I thứ N (R ) báo nhận tốt frame đến N(R)-1 - Frame RNR: dùng để thông báo trạm khơng thể nhận ữame I thứ N(R>), frame N(R)-1 nhận tối Trường hợp xẩy trạm thu không thu thêm nữa, gặp cố - Frame REJ: dùng để yêu cầu truyền (hoặc truyền lại) frame I thứ N (R 》trở báo nhận tốt frame I đến N (R ).l - Frame SREI: dùng frame này, yêu cầu truyền lại frame I thứ N (R ) đó, bị nghi ngờ có lỗi, đồng thời xác nhận thu tốt frame I khác Trường P/F (P oll/Final) đơn bít: có ý nghĩa có giá ir ị "1 " có ý nghĩa thăm dò (P oll) kết thúc (Final) Mang ý nghĩa thảin dò fram e gửi từ thiết bị sơ cấp tói thứ cấp (địa trường địa thiết bị nhận) Mang ý nghĩa kết thúc khung gửi tờ thứ cấp tới sơ cấp (trường địa ỉà địa thiết bị gửi) p Thứ cấp Sơ cấp F 2.3 LỚP MẠNG Lớp mạng (Netvvork layer) xem phức tạp lớp mơ hình OSI Lớp mạng cung cấp phương tiện để truyền đơn vị liệu qua mạng, liên mạng V ì vậy, lớp phải thỏa mãn yêu cầu nhiều kiểu mạng dịch vụ mạng H chức chủ yếu lớp mạng là: Chọn đường (routing) chuyển mạch (relaying) Ngoài ra, lớp mạng thực số chức khác ỏ lớp khác: thiết lập, trì giải phóng liên kết logic, kiểm soát lỗ i, kiểm soát luồng liệu, dồn kênh/phân kênh… 5- MMT 65 2.3.1 K Ỹ T H U Ậ T C H Ọ N Đ Ư Ờ N G (R O Ư T IN G ) Chọn đường lựa chọn tuyến đường đê truyền đơn V/Ị liệu từ trạm nguồn đến trạm đích Các nhiệm vụ cần thực hiện: - Quyết định chọn đường với tiêu chuẩn tối ưu, - Cập nhật thông tin chọn đường M ộ t số yếu tố cần quan tâm đến hai nhiệm vụ trên: - Sự phân tán chức chọn đường nút mạng, - Sự thích nghi với trạng thái hành mạng, - Các tiêu chuẩn tối ưu để chọn đường Dựa yếu tố đầu tiên, có kỹ thuật chọn đường tập trung (central]ized routing) phân ĩán (distributed routing) Dựa yếu tố thứ hai, c ố kỹ thuật chọn đ ^ g tĩnh (static routing) thích nghi (adaptative rouũng) V i yếu mạng: lố thứ xác định người quản lý người thiến：kế + Độ trễ trung bình việc truyền gói tin, + Số lượng nút trung gian nguồn đích gói tin, + Đ ộ an toàn việc truyền tin, + Cước phí truyền tin Việc chọn tiêu chuẩn tối ưu phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng (topo, thông lượng, mục đích sử dụng ) Các tiêu chuẩn thay đổi cấu trúc mạng thay đổi K ỹ thuật chọn đường tập trung kỹ thuật chọn đường phán tán M ộ t vài trung tâm điều khiển mạng thực việc chọn đường, sau gửi bảng chọn đường (routing table) tớ i tất nút mạng dọc theo đường chọn Thông tin tổng thể mạng cán dùng cho việc chọn đường cất giữ trung tâm điểu khiển mạng Các nút mạng khơng gửi thơng tin trạng thái, gửi định kỳ gửi m ội kiện xảy trung tâm Trung tâm cập nhật lại bảng chọn đường theo thông tin ỉ K ỹ thuật chọn đường phân tán khơng tòn trung tâm điều khiển Quyết định chọn đường thực m ỗi nút mạng Điều đòi hỏi việc trao đổi thông tin nút K ỹ Ihuậi chọn đườrg khơng thích nghi (tĩnh) thực mà khơng Ịcó trao đổi thơng tin, khơng cập nhật thông tin Tiêu chuẩn để chọn dường thân tuyến đường chọn lẩn cho loàn truyển, khơng có thay đổi chừng Kỹ thuật đơn giản nên sử dụng rộng rãi, đặc biệt mạng ổn định K ỹ Ihuật chọn đường thích nghi (động) quan tâm khả đáp ứng đ ô i với trạng thái khác mạng V i kỹ thuật này, mạng có khả cung cấp đường khác để đề phòng cố thích nghi nhanh chóng với thay đổi mạng Để thực kỹ thuật này, thơng íin đo lường trao đổi: + Các trạng thái đường truyền, + Các độ trễ truyền dẫn, + Mức độ lưu thông, + Các tài nguyên khả dụng 2.3.2 G IA O T H Ứ C X PLP Nàm 1976, C Ơ T T công bố khuyến nghị họ giao thức X25 sử dụng cho lớp 1, 2, mạng chuyển mạch gói cơng cộng Trong đó: X25.1 tương ứng với X21 X25.2 tương ứng với LA P -B Đ ố i với X25.3, đến năm 1984, CC ITT ISO phối hợp ban hành chuẩn X25PLP (X 25 Packet Level Protocol) cho lớp đặc tả giao diện D TE /D TE DTE/DCE, DCE đóng vai trò nút mạng chuyển mạch gói X25 X25 PLP định nghĩa ỉoại liên kết logic - v c (Virtual Circuit): liên kết ảo có tính tạm thời thiết lập xóa bỏ thủ tục X25 PLP - PVC (Permanent V irtu a l C ircu it): liên kết ảo thiết lập vĩnh viễn trôn mạng không cần thủ tục X25 PLP Các thứ tục X25 PLP X25 PLP có thủ tục là: - C all Setup : thiết lập liên kết - Clearing ; xóa bỏ liên kết - Data : truyền liệu thường - Interrupt : truyền dừ liêu khẩn - Reseí : khởi động lạ i liên kết - Restart : khởi động ỉại giao diện ! Ngồi ra, X25 PLP cung cấp 40 thủ tục phụ (fa c iỉity ) cho người sử dụng Các thủ tục có số cung cấp mạng, số khác lại dùng người sử dụng cụ thể theo yêu cầu M ột số thủ tục phụ chọn để dùng giao đoạn thỏa thuận trước, số khác lạ i yêu cầu liên kết, lúc chúng có hiệu lực với liên kết 2.4 LỚP GIAO VẬN Lớp giao vận nằm lớp thấp (lớp vật lý, lớp liên kết liệu, lớp mạng, lớp giao vận) để so sánh với lớp cao (lớp phiên, lớp trình diễn, lớp ứng dụng) Các lớp thấp quan tâm đến việc truyền liệu hệ thống cuối (end systems) qua phương tiện truyền thơng Còn lớp cao tập trung đáp ứng yêu cầu ứng dụng người sử dụng Lớp giao vận thực vận chụyển liệu từ đầu cuối đến đầu cuối cách tin cậy xác Điều diễn giải sau: Dữ liệu thông điệp hệ thống nguồn, sau qua ba lớp đến lớp giao vận xem iiệu gốc Bằng cách đó, lớp giao vận phải thực để liệu sau k h i qua mạng tớ i đích qua lớp giao vận củá hệ thống đích, liệu hồn iại đầy đủ xác liệu gốc Để thực nhiệm vụ đó, lớp giao vận phải chia liêu thành khối nhỏ, gói lạ i thành đơn vị liệu giao vận gọi segment Trong trình gói liệu, thêm vào phần header tra ile r chế kiểm soát luồng liệu, kiểm soát lỗi Tất chế phải bảo đảm liệu đến đích, lớp giao vận đích tập hơp đầy đủ segment sửa lố i, tạo liệu gốc xác Nhiệm vụ lớp giao vận phức tạp, phải tính đến khả nãng thích ứng với phạm vi rộng đặc trưng mạng Chẳng hạn mạng có liên kết, khơng liên kết, tin cậy hay khơng tin cậy Với loại mạng khác nhau, vai trò lớp giao vận khác CCITT ISO đinh nghĩa loại mạng loại A , loại B, loại c V i loại mạng này, với chất lượng gói tin truyền khác Để đảm bảo chát lượng mạng, lớp giao vận đưa thêm vào dịch vụ thích hợp cần thiết để đảm bảo việc phục hồi (recovery) gói tin bị hay có lỏi truyền Giao thức chuẩn ìởp giao vận Lớp giao vận có giao thức: - Giao thức ỉớp 0:Lớp đơn giản (simple class) - Giao thức lớp 1:Lớp hồi phục lỗ i (basic error recovery cỉass) - Giao thức lớp 2:Lớp dồn kênh (m ultiplexing cỉass) - Giao thức lớp 3; Lớp hồi phục lỗi dồn kênh (error recovery and m ultiplexing class) - Giao thức lớp 4: Phát phục hổi lỗ i (error detection and recovery class) Với lên đặt cho giao thức, ta thấy phần chức giao thức sử dụng, từ đó, tuỳ theo loại mạng, sử dụng cụ thể loại giao thức cho phù hợp 2.5 LỚP PHIÊN, LỚP TRÌNH DIÊN, LỚP ỨNG DỤNG 2.5.1 LỚ P P H IÊ N Lớp phiên lớp thấp nhóm lớp cao M ục liêu lớp ỉà cung cấp cho người sử dụng chức cần thiết để quản trị phiêẼ ứng dụng Các cơng việc cụ thể là: - Thiết lập, trì giải phóng phiên giao dịch việc trao đổi liệu ứng dụng Cung cấp điểm đồng hóa để kiểm sốt việc trao đổi đữ liệu - Đạt quy định cho tương tác ứng dụng người sử dụng • Cơ chế lấy lượt cho q trình trao đổi liệu Vì việc trao đổi liệu hai chiều thời, hai chiều luân phiên, hay chiẻu V i phương thức hai chiều luân phiên hai bên sử dụng phải lấy lượt cho ỉẩn truyền liệu Các dịch vụ mà tầng phiên cung cấp cho người sử dụng tầng phiên để nhằn đạt được: - Thiết lập liên kết với người sử dụng tầng phiên khác, thực tracđ ổi liệu đồng bộ’ hủy bỏ liên kết không dùng đến - Thương lượng vể việc dùng thẻ (token) để trao đổi liệ u , đổn' hóa, hủy bỏ liên kết, quy định phương thức truyền liệu ỉà đơm côn| hay song công - T hiết lập điểm đồng K h i xảy cố, hồi phực giac dịch từ điểm đồng xác lập' - Có ； d iả ngắt hội thoại khôi phục lại từ điểm xác định ưưóc 2.5.2 LĨP TRÌNH DIỄN Lớp trình diễn đảm bảo cho hệ thống cuối truyền íhơng có kêì kh i chúng sử dụng biểu diễn liệu khác Lớp cung cấp biểu diễn chung để dừng truyền thông cho phép chuyển đổi từ biểu diễn cục sang biểu diễn chung Tương ứng với biểu diễn có cú pháp thơng tin dừng thực thể ứng đụng nguồn, cú pháp thông tin dùng thực thể ứng dụng đích cú pháp thơng tin dùng cho thực thể lớp trình diễn Cú pháp thơng tin cho lớp trình điện gọi cú pháp truyền (transíer syntax) Cú pháp truyền khổng cố định cho m ọi hoạt động trao đổi liệu V iệc thương lượng cú pháp tiến hành giai đoạn thiết lập liên kết cú pháp phải thay đổi giao dịch liên kết Dịch vụ OSI cho tầng trình diễn có hai loại: - M ộ t ỉoại bao gồm dịch vụ liên quan đến biểu diễn dừ liệu người sử dụng để đảm bảo cho hai thực thể ứng dụng trao đổi liệu thành cơng kh i chúng sử dụng biểu diễn cục khác (thương lượng cú pháp truyền chuyển đổi liệu) - Loại thứ hai bao gồm dịch vụ cho phép thực thể ứng dụng sử dụng dịch vụ lớp phiên để quản lý hội thoại 2.5.3 LỚP ÚNG DỤNG Lớp ranh giớ i môi trường nối kết hệ thống m với tiến trình ứng dụng (A pplication process) V ì lớp cao nên lớp ứng dụng không cung cấp địch vụ cho lớp cao M ộ t ứng dựng hệ thống mở muốn trao đổi thông tin phải thông qua lớp ứng dụng Lớp ứng dụng với thực thể ứng iụ n g (A pplication E n tity) cung cấp phương tiện cần thiết để ứng iụng truy nhập vào m ôi trường OSL ... thời gian chân 17 Cũng thời điểm này’ máy tính nhận thực hiên việc gửi liệu qua chân với xung thời gian hỗ trợ chân 24 Quá trình tiế n hành lương tự máy tính gửi Như thế, thực khả truyển hai... động Mòi trường truyền M ột mạng máy tính hoạt động tốt phải xây dựng sở móng vững chắc, mơ hình OSI đường truyền vật lý Tốc độ truyền, độ chímh xác, tin cậy an toàn mạng cQng quy định chủ yếu... áy tính gửi bắt đẩu truyền liệu tới modem qua chân hỗ trợ xung thời gian chân 24 Modem biến đổi tín hiệu số thành tương tự gửi Modem xa khơi phục ỉạỉ tín hiếu thành liệu số chuyển vào máy tính