Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 5 - Trịnh Huy Hoàng

Mời các bạn cùng nắm bắt những kiến thức về một số nghi thức liên kết dữ liệu (quản lý liên kết dữ liệu, môi trường áp dụng, nghi thức hướng đến ký tự, nghi thức hướng đến bit) thông qua bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 5 của Trịnh Huy Hoàng sau đây.

CHƯƠNG 5  MỘT SỐ NGHI THỨC LIÊN KẾT DỮ LIỆU  Giảng viên: Trịnh Huy Hoàng     Email:hoangth@hcmup.edu.vn  Nội dung     Quản lý liên kết dữ liệu Mơi trường áp dụng Nghi thức hướng đến ký tự Nghi thức hướng đến bit CSE 501035 – Data Communication Quản lý liên kết dữ liệu  Điều khiển dòng và điều khiển lỗi      Khoảng cách gần    Giả sử kết nối đã được thiết lập để trao đổi thông tin Giai đoạn thiết lập kết nối – khởi tạo các biến tuần tự, cấp phát bộ  đệm, … Giai đoạn ngắt kết nối – thu hồi bộ đệm, … Quản lý liên kết (link management) Đường điều khiển riêng biệt Handshaking control Khoảng cách xa   Các gói/khung đặc biệt dùng để điều khiển (supervisory packet/frame) Supervisory frame được dùng để hiện thực nghi thức ARQ, do đó sẽ ảnh  hưởng đến cách hiện thực của nó CSE 501035 – Data Communication Quản lý liên kết dữ liệu  Lớp liên kết dữ liệu liên quan đến việc truyền dữ liệu trên một  liên kết tuần tự  Liên kết Điểm­điểm  Liên kết vật lý hoặc luận lý thông qua mạng chuyển mạch   Chế độ truyền dẫn Đồng bộ  Bất đồng bộ   Nghi thức Hướng đến ký tự  Hướng đến bit   Chế độ dịch vụ người dùng Best­try/datagram (connectionless mode)  Reliable/virtual­circuit (connection­oriented mode)  CSE 501035 – Data Communication Môi trường ứng dụng  Point­to­point DTE DTE DLP DTE DTE PSTN DCE DCE DLP  Point­to­multipoint S u p e r v is o r y (M a s te r) D T E DTE DLP CSE 501035 – Data Communication DTE DTE DTE S la v e D T E S la v e D T E S la v e D T E Môi trường ứng dụng  Wide Area Network (WAN) DTE DTE IS D N EXCH EXCH DLP DLP P S E : P a c k e t S w itc h in g E x c h a n g e E X C H : S w it c h in g E x c h a n g e DTE PSE X P S n e tw o rk DLP  DTE DTE S h a re d B u s DTE CSE 501035 – Data Communication DTE PSE DLP Local Area Network (LAN) DTE DTE DLP DTE Nghi thức hướng ký tự  Nghi thức điều khiển đồng bộ nhị phân (Binary Synchronous Communication  – BSC)  Đặc điểm  IBM        ISO 1745 ANSI X3.28 Half­duplex Multipoint Truyền dẫn đồng bộ hoặc bất đồng bộ Điều khiển lỗi “Idle RQ” Hạn chế         Khơng đánh số thứ tự (idle ARQ) Chỉ truyền half­duplex Phụ thuộc mã điều khiển (code­dependent) Khơng điều khiển lỗi cho các trường điều khiển Khơng có khả năng mở rộng Tình trạng độc chiếm đường truyền của máy phát Khơng hỗ trợ cơ chế “hub polling” hoặc “fast select” Thủ tục khó sử dụng đối với văn bản CSE 501035 – Data Communication Nghi thức BSC  Định dạng khung BSC  Khung dữ liệu SYN SYN SOH Id Station Add STX Text ETX BCC Text ETB BCC Single Block Message SYN SYN SOH Id Station Add STX First Block of Multiblock message SYN SYN SOH Id STX Text ETB BCC ETX BCC Intermediate block (s)  Khung giám sát SYN SYN EOT SYN SYN SOH SYN ACK S ta tio n A d d P /S SYN NAK /1 /1 N e g a tiv e a c k fo r e v e n /o d d -n u m b e r e d fr a m e CSE 501035 – Data Communication Text ENQ SYN SYN ACK P o s it iv e s e le c t r e s p o n s e P o s itiv e a c k fo r e v e n /o d d -n u m b e r e d fr a m e SYN STX Last block P o ll/S e le c t s e q u e n c e SYN Id SYN SYN NAK N e g a t iv e s e le c t r e s p o n s e SYN SYN EOT E n d o f T r a n s m is s io n / n o m e s s a g e s to s e n d Nghi thức BSC  Sơ đồ Poll­Select MASTER (1) (4) Message (2) Poll X Message SLAVE X CSE 501035 – Data Communication (3) Select Y SLAVE Y Nghi thức BSC  Chuỗi khung trong chế độ Select S e le c t Y s e q u e n c e S e le c t s e q u e n c e E ith e r : s la v e n o t r e a d y o r : s la v e r e a d y NAK EO T ACK F ir s t d a t a b lo c k ( ) A C K (0 ) N e x t d a t a b lo c k ( ) A C K (1 ) X N e x t d a t a b lo c k ( ) N o rm a l N A K (0 ) N e x t d a t a b lo c k ( ) D a ta tra n s fe r A C K (0 ) L a s t d a ta b lo c k ( n ) A C K (0 /1 ) E n d o f tr a n s m is s io n EO T S e le c t Y s e q u e n c e F a s t s e le c t F ir s t d a t a b lo c k ( ) D a ta tra n s fe r M ASTER CSE 501035 – Data Communication F a s t s e le c t A C K (0 ) SLAVE 10 Nghi thức HDLC – chế độ truyền  Normal Response Mode (NRM)       Asynchronous Balanced Mode (ABM)      Cấu hình khơng cân bằng Trạm chính khởi động việc truyền đến trạm phụ Trạm phụ chỉ có thể truyền dữ liệu để đáp ứng lại lệnh từ trạm chính Dùng đường truyền dạng multi­drop Thường máy chủ sẽ là trạm chính và các terminal là trạm phụ Cấu hình cân bằng Trạm nào cũng có thể bắt đầu truyền mà khơng cần sự cho phép Được dùng rộng rãi Khơng tốn chi phí cho việc polling Asynchronous Response Mode (ARM)     Cấu hình khơng cân bằng Trạm phụ có thể bắt đầu truyền mà khơng cần sự cho phép của trạm chính Trạm chính chịu trách nhiệm cho đường truyền Ít dùng CSE 501035 – Data Communication 14 Nghi thức HDLC – chế độ truyền P r im a r y A S e c o n d a ry B V (S )= V (R )= S N R M (B ,P = ) U A (B ,F = ) V (R = ) V (S = ) D a ta tra n s fe r P r im a r y d is c o n n e c te d D IS C (B ,P = ) S e c o n d a r y d is c o n n e c te d U A (B ,F = ) N o r m a l R e s p o n s e M o d e (N R M ) - m u ltid r o p lin k C o m b in e d P /S (A ) C o m b in e d P /S (B ) V (S )= V (R )= S A B M (B ,P = ) U A (B ,F = ) V (R = ) V (S = ) D a ta tra n s fe r D IS C (A ,P = ) P rim a r y a n d S e c o n d a r y d is c o n n e c te d U A (A ,F = ) P r im a r y d is c o n n e c te d S e c o n d a r y d is c o n n e c te d A s y n c h r o n o u s B a la n c e d M o d e (A B M ) - p o in t-to -p o in t lin k CSE 501035 – Data Communication 15 Nghi thức HDLC – cấu trúc khung    Truyền dẫn đồng bộ Truyền dẫn theo khung Định dạng khung chung cho việc trao đổi dữ liệu và điều khiển CSE 501035 – Data Communication 16 Nghi thức HDLC – cờ điều khiển     Dùng để phân cách khung cả ở 2 đầu Có thể dùng để kết thúc khung này và bắt đầu khung khác Bên thu qt tìm cờ để đồng bộ Kỹ thuật chèn thêm bit (bit stuffing) được dùng để tránh lẫn lộn dữ liệu  (chứa 01111110) và cờ   0 được chèn thêm vào mỗi khi chuỗi 5 số 1 liên tiếp xuất hiện Nếu bộ thu phát hiện 5 số 1, nó kiểm tra bit kế tiếp    Nếu bit đó là 0, nó xóa bit 0 đó Nếu bit là 1 và bit thứ 7 là 0, nó biết đây là cờ Nếu bit thứ 6 và 7 đều là 1, bộ phát ra lệnh hủy bỏ CSE 501035 – Data Communication 17 Nghi thức HDLC – KT chèn bit  Ví dụ các lỗi có thể CSE 501035 – Data Communication 18 Nghi thức HDLC – trường địa chỉ    Dùng để nhận diện trạm phụ đã gởi hoặc sẽ nhận khung Thường dài 8 bit Có thể mở rộng thành bội số của 7 bit   LSB của mỗi octet chỉ thị đây là octet cuối cùng (1) hay chưa (0) Địa chỉ tồn 1 (11111111) là địa chỉ broadcast CSE 501035 – Data Communication 19 Nghi thức HDLC – trường điều khiển  Khác nhau tùy thuộc vào loại khung  Thông tin – dữ liệu cần truyền đến người dùng (lớp trên)      Điều khiển dòng và điều khiển lỗi được gởi kèm (piggybacked) trong các khung thơng tin Giám sát – dùng ARQ khi piggyback khơng được dùng Khơng số – hỗ trợ cho việc điều khiển liên kết  1 hoặc 2 bit đầu tiên của truờng điều khiển dùng để nhận dạng loại khung Bit Poll/Final   Dùng tùy theo ngữ cảnh Khung lệnh    Bit P 1 để mời gọi (poll) đáp ứng của các trạm ngang hàng Khung đáp ứng   Bit F 1 để chỉ thị đáp ứng đối với lệnh mời gọi CSE 501035 – Data Communication 20 Nghi thức HDLC  Trường thông tin     Chỉ có trong các khung thơng tin và một số khung khơng số Chứa một số ngun các octet Chiều dài thay đổi Trường FCS    Dùng để phát hiện lỗi CRC 16 bit Có thể dùng CRC 32 bit CSE 501035 – Data Communication 21 Nghi thức HDLC – hoạt động   Trao đổi khung thông tin, khung giám sát và khung không số 3 giai đoạn    Khởi tạo Trao đổi dữ liệu Ngắt kết nối CSE 501035 – Data Communication 22 BSC vs. HDLC Feature BSC HDLC Transmission technique Async/Sync Sync Transmission mode Half­duplex Half/Full duplex Start SYN SYN Flag Stop Characters  Flag  Frame formats Numerous 1 (3 types) Control information Header, control frames Header (1­2 bytes) Addressing Contention or polling Header Error detection LRC, CRC­16, CRC­12 CRC­CCITT Error checking Transmission block only Entire frame Error control Stop­and­wait Go­back­N or selective repeat Flow control WACK Sliding window Window size 7 or 127 Transparency DLE Bit stuffing Framing CSE 501035 – Data Communication 23 Các nghi thức DLC khác  Link Access Procedure, Balanced (LAPB) Một phần của chuẩn X.25 (ITU­T)  Tập con của HDLC – ABM  Dùng trong liên kết point­to­point giữa hệ thống và node  mạng chuyển mạch gói   Link Access Procedure, D­Channel Dùng trong mạng ISDN (ITU­D)  Dùng chế độ truyền ABM  Luôn dùng số thứ tự 7 bit (không dùng 3 bit)  Trường địa chỉ 16 bit chứa 2 địa chỉ phụ   Một cho thiết bị và một cho người dùng (lớp trên) CSE 501035 – Data Communication 24 Các nghi thức DLC khác  Logical Link Control (LLC) IEEE 802  Định dạng khung khác  Điều khiển liên kết tách thành lớp MAC (medium access  layer) và lớp LLC (phía trên lớp MAC)  Khơng có trạm chính và trạm phụ – tất cả các trạm ngang  hàng  Cần 2 địa chỉ (nơi gởi và nơi nhận)  Phát hiện lỗi ở lớp MAC  CRC 32 bit  Điểm truy cập nguồn và đích (Destination and source access  points – DSAP, SSAP)  CSE 501035 – Data Communication 25 Các nghi thức DLC khác  Frame relay             Khả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng chuyển mạch tốc độ cao Được dùng thay thế cho X.25 Dùng LAPF (Link Access Procedure for Frame­Mode Bearer Services) 2 nghi thức Điều khiển – tương tự như to HDLC Nhân – tập con của điều khiển Dùng chế độ truyền ABM Số thứ tự 7 bit CRC 16 bit Trường địa chỉ dài 2, 3 hay 4 octet Nhận diện kết nối dữ liệu (DLCI – Data Link Connection Identifier) Chi tiết xem các chương sau CSE 501035 – Data Communication 26 Các nghi thức DLC khác  ATM Asynchronous Transfer Mode  Khả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng tốc độ cao  Khơng dựa trên HDLC  Định dạng khung gọi là “cell”  Cell có kích thước cố định 53 octet (424 bit)  Chi tiết xem các chương sau  CSE 501035 – Data Communication 27 Đọc thêm   W. Stallings, Data and Computer Communications (7th  edition), Prentice Hall 2004, chapter 7 Websites on HDLC, frame relay, Ethernet and ATM CSE 501035 – Data Communication 28 ... s B a la n c e d M o d e (A B M ) - p o in t-to -p o in t lin k CSE 50 10 35 – Data Communication 15 Nghi thức HDLC – cấu trúc khung    Truyền dẫn đồng bộ Truyền dẫn theo khung Định dạng khung chung cho việc trao đổi dữ liệu và điều khiển...  CSE 50 10 35 – Data Communication 25 Các nghi thức DLC khác  Frame relay             Khả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng chuyển mạch tốc độ cao Được dùng thay thế cho X. 25 Dùng LAPF (Link Access Procedure for Frame­Mode Bearer Services)... Khả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng tốc độ cao  Khơng dựa trên HDLC  Định dạng khung gọi là “cell”  Cell có kích thước cố định 53  octet (424 bit)  Chi tiết xem các chương sau  CSE 50 10 35 – Data Communication