Cấu trúc mạng – topology

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ-ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CƠ HỌC KĨ THUẬT VÀ TỰ ĐỘNG HÓA BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN Mơn kiến trúc máy tính mạng truyền thông công nghiệp Giảng viên : Đặng Anh Việt MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN Các khái niệm Giới thiệu .2 1.1 Mạng truyền thơng cơng nghiệp 1.2 Vai trò mạng truyền thông công nghiệp 1.3 Phân loại Các khái niệm 2.1 Thơng tin, liệu tín hiệu 2.2 Truyền thơng, truyền liệu truyền tín hiệu PHẦN Cấu trúc mạng – Topology Cấu trúc bus Cấu trúc mạch vịng (tích cực) Cấu trúc hình Cấu trúc 12 PHẦN Kiến trúc giao thức .14 Dịch vụ truyền thông 15 Giao thức 15 PHẦN Truy nhập bus 19 Đặt vấn đề 24 Các phương pháp truy nhập bus 24 2.1 Chủ/tớ (Master/Slave) 24 2.2 TDMA 25 2.3 Token Passing 26 2.4 CSMA/CD 28 2.5 CSMA/CA 31 PHẦN I, Các khái niệm Giới thiệu 1.1 Mạng truyền thơng cơng nghiệp gì? • Truyền thông khái niệm dùng để trao đổi thông tin đối tác (communications partner) với • Mạng truyền thơng cơng nghiệp (TTCN) khái niệm chung hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, sử dụng để ghép nối thiết bị công nghiệp Các hệ thống truyền thông công nghiệp phổ biến cho phép liên kết mạng nhiều mức khác nhau, từ cảm biến, cấu chấp hành cấp trường máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lý cơng ty 1.2 Vai trị mạng truyền thơng cơng nghiệp Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp, đặc biệt bus trường để thay cách nối điểm-điểm cổ điển thiết bị cơng nghiệp mang lại hàng loạt lợi ích sau: • Đơn giản hóa cấu trúc liên kết thiết bị công nghiệp: Một số lượng lớn thiết bị thuộc chủng loại khác ghép nối với thông qua đường truyền • Tiết kiệm dây nối cơng thiết kế, lắp đặt hệ thống: Nhờ cấu trúc đơn giản, việc thiết kế hệ thống trở nên dễ dàng nhiều • Nâng cao độ tin cậy độ xác thơng tin: Khi dùng phương pháp truyền tín hiệu tương tự cổ điển, tác động nhiễu dễ làm thay đổi nội dung thông tin mà thiết bị khơng có cách nhận biết Nhờ kỹ thuật truyền thơng số, khơng thơng tin truyền khó bị sai lệch hơn, mà thiết bị nối mạng có thêm khả tự phát lỗi chẩn đốn lỗi có • Nâng cao độ linh hoạt, tính mở hệ thống: Một hệ thống mạng chuẩn hóa quốc tế tạo điều kiện cho việc sử dụng thiết bị nhiều hãng khác 1.3 phân loại Để xếp, phân loại phân tích đặc trưng hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, ta dựa vào mơ hình phân cấp quen thuộc cho cơng ty, xí nghiệp sản xuất Các khái niệm 2.1 Thông tin, liệu tín hiệu Thơng tin khái niệm sở quan trọng khoa học kỹ thuật, giống vật chất lượng Các đầu vào đầu hệ thống kỹ thuật vật chất, lượng thông tin Dữ liệu : thông tin đại lượng trừu tượng, cần biểu diễn hình thức khác Khả biểu diễn thơng tin đa dạng, ví dụ qua chữ viết, hình ảnh, cử chỉ, v.v Dạng biểu diễn thơng tin phụ thuộc vào mục đích, tính chất ứng dụng Đặc biệt, thơng tin mơ tả, hay nói cách khác “số lượng hố” liệu để lưu trữ xử lý máy tính Trong trường hợp đó, ta nói thơng tin số hố sử dụng hệ đếm nhị phân, hay mã hóa nhị phân Tín hiệu : việc trao đổi thông tin (giữa người người, người máy) hay liệu (giữa máy máy) thực nhờ tín hiệu Có thể định nghĩa, tín hiệu diễn biến đại lượng vật lý chứa đựng tham số thông tin/dữ liệu truyền dẫn Theo quan điểm tốn học tín hiệu coi hàm thời gian Trong lĩnh vực kỹ thuật, loại tín hiệu thường dùng điện, quang, khí nén, thủy lực âm 2 Truyền thông, truyền liệu truyền tín hiệu Mã hóa/Giải mã Hình minh họa ngun tắc truyền thơng Thông tin cần trao đổi đối tác mã hóa trước hệ thống truyền dẫn tín hiệu chuyển tới phía bên Q trình ngược lại với mã hóa giải mã, tức chuyển đổi tín hiệu nhận thành dãy bit tương ứng sau xử lý, loại bỏ thơng tin bổ sung để tái tạo thơng tin nguồn • Tốc độ truyền tốc độ bit  Baud: số lần tín hiệu thay đổi thơng tin/giây  Bps: số bit liệu truyền đi/giây • Tính thời gian thực  Độ nhanh nhạy: tốc độ truyền thông tin hữu ích đủ nhanh  Tính tiền định: Dự đốn thời gian phản ứng tiêu biểu thời gian phản ứng chậm  Độ tin cậy, kịp thời: đảm bảo tổng thời gian vận chuyển liệu tin cậy trạm khoảng cho phép  Tính bền vững: khả xử lý cố thích hợp Chế độ truyền tải • Truyền bit song song truyền bit nối tiếp Phương pháp truyền bit song song dùng phổ biến bus nội máy tính bus địa chỉ, bus liệu bus điều khiển Tốc độ truyền tải phụ thuộc vào số kênh dẫn, độ rộng bus song song, ví dụ bit, 16 bit, 32 bit hay 64 bit Với phương pháp truyền bi nối tiếp, bit chuyển cách qua đường truyền (Hình 2.5b) Tuy tốc độ bit bị hạn chế, cách thực lại đơn giản, độ tin cậy liệu cao Tất mạng truyền thông công nghiệp sử dụng phương pháp truyền • Truyền đồng không đồng Trong chế độ truyền đồng bộ, đối tác truyền thông làm việc theo nhịp, tức với tần số độ lệch pha cố định Có thể qui định trạm có vai trị tạo nhịp dùng đường dây riêng mang nhịp đồng cho trạm khác Với chế độ truyền không đồng bộ, bên gửi bên nhận không làm việc theo nhịp chung Dữ liệu trao đổi thường chia thành nhóm bit, gọi ký tự Các ký tự chuyển vào thời điểm khơng đồng đều, cần thêm hai bit để đánh dấu khởi đầu kết thúc cho ký tự • Truyền chiều truyền hai chiều PHẦN II, Cấu trúc mạng – Topology Cấu trúc bus Trong cấu trúc đơn giản này, tất thành viên mạng nối trực tiếp với đường dẫn chung Đặc điểm cấu trúc bus việc sử dụng chung đường dẫn cho tất trạm, tiết kiệm cáp dẫn cơng lắp đặt Có thể phân biệt ba kiểu cấu hình cấu trúc bus: daisy-chain trunk-line/dropline mạch vịng khơng tích cực Hai cấu hình đầu xếp vào kiểu cấu trúc đường thẳng, hai đầu đường truyền khơng khép kín 2 Cấu trúc mạch vịng (tích cực) Cấu trúc mạch vịng thiết kế cho thành viên mạng nối từ điểm đến điểm cách mạch vịng khép kín Mỗi thành viên tham gia tích cực vào việc kiểm sốt dịng tín hiệu Khác với cấu trúc đường thẳng, tín hiệu truyền theo chiều qui định Mỗi trạm nhận liệu từ trạm đứng trước chuyển tiếp sang trạm lân cận đứng sau Quá trình lặp lại tới liệu quay trở trạm gửi, hủy bỏ Một kỹ thuật khác áp dụng xử lý cố trạm dùng chuyển mạch by-pass tự động, minh họa Hình 2.10 Mỗi trạm thiết bị đấu với mạch vòng nhờ chuyển mạch Trong trường hợp cố xảy ra, chuyển mạch tự động phát ngắn mạch, bỏ qua thiết bị nối mạng qua Cấu trúc mạch vòng sử dụng số hệ thống có độ tin cậy cao INTERBUS, Token-Ring (IBM) đặc biệt FDDI 3 Cấu trúc hình Cấu trúc hình cấu trúc mạng có trạm trung tâm quan trọng tất nút khác, nút điều khiển hoạt động truyền thơng tồn mạng Các thành viên khác kết nối gián tiếp với qua trạm trung tâm Tương tự cấu trúc mạch vịng, nhận thấy kiểu liên kết mặt vật lý điểmđiểm Tuy nhiên, liên kết mặt logic nhiều điểm Nếu trạm trung tâm đóng vai trị tích cực, đảm đương nhiệm vụ kiểm sốt tồn việc truyền thơng mạng, cịn không chuyển mạch Cấu trúc thực chất cấu trúc Một mạng có cấu trúc liên kết nhiều mạng có cấu trúc đường thẳng, mạch vịng hình Hình 2.12 minh họa Đặc trưng cấu trúc phân cấp đường dẫn Để chia từ đường trục đường nhánh, dùng nối tích cực (active coupler), muốn tăng số trạm phạm vi mạng đồng dùng lặp (repeater) PHẦN III Kiến trúc giao thức Dịch vụ truyền thông Một hệ thống truyền thông cung cấp dịch vụ truyền thông cho thành viên tham gia nối mạng Các dịch vụ dùng cho việc thực nhiệm vụ khác trao đổi liệu, báo cáo trạng thái, tạo lập cấu hình tham số hóa thiết bị trường, giám sát thiết bị cài đặt chương trình Các dịch vụ truyền thông nhà cung cấp hệ thống truyền thông thực phần cứng phần mềm Giao thức Bất giao tiếp cần ngôn ngữ chung cho đối tác Trong kỹ thuật truyền thông, bên cung cấp dịch vụ bên sử dụng dịch vụ phải tuân thủ theo qui tắc, thủ tục cho việc giao tiếp, gọi giao thức Giao thức sở cho việc thực sử dụng dịch vụ truyền thông Giao thức UART UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) mạch vi điện tử sử dụng rộng rãi cho việc truyền bit nối tiếp chuyển đổi song song/nối tiếp đường truyền bus máy tính (xem mục Chế độ truyền tải) UART cho phép lựa chọn chế độ truyền chiều, hai chiều đồng hai chiều không đồng Việc truyền tải thực theo ký tự bit, bổ sung bit đánh dấu đầu cuối bit kiểm tra lỗi chẵn lẽ (parity bit) Ví dụ với ký tự bit minh họa Bit khởi đầu (Start bit) bit kết thúc (Stop bit) Các bit ký tự truyền theo thứ tự từ bit thấp (LSB) tới bit cao (MSB) Giá trị bit chẵn lẻ P phụ thuộc vào cách chọn: • Nếu chọn parity chẵn, P tổng số bit chẵn • Nếu chọn parity lẻ, P tổng số bit lẻ Kiến trúc giao thức OSI Trên thực tế, khó xây dựng mơ hình chi tiết thống chuẩn giao thức dịch vụ cho tất hệ thống truyền thông, hệ thống đa dạng tồn độc lập Chính vậy, năm 1983 tổ chức chuẩn hoá quốc tế ISO đưa chuẩn ISO 7498 với mơ hình qui chiếu OSI (Open System Interconnection - Reference Model), nhằm hỗ trợ xây dựng hệ thống truyền thơng có khả tương tác Cần phải nhấn mạnh rằng, thân mơi trường truyền thơng chương trình ứng dụng không thuộc phạm vi đề cập chuẩn OSI Như vậy, lớp lớp chức thành phần giao diện mạng trạm thiết bị, bao gồm phần cứng ghép nối phần mềm sở Các mũi tên nét gạch chấm biểu thị quan hệ logic đối tác thuộc lớp tương ứng, mũi tên nét liền đường thực liệu • Lớp ứng dụng • Lớp biểu diễn liệu • Lớp kiểm sốt nối • Lớp vận chuyển • Lớp mạng • Lớp liên kết liệu • Lớp vật lý PHẦN IV, Truy nhập bus Đặt vấn đề Trong hệ thống mạng truyền thơng cơng nghiệp hệ thống có cấu trúc dạng bus, hay hệ thống bus đóng vai trị quan trọng lý sau: • Chi phí cho dây dẫn • Dễ thực lắp đặt • Linh hoạt • Thích hợp cho việc truyền dẫn phạm vi khoảng cách vừa nhỏ Trong mạng có cấu trúc bus, thành viên phải chia thời gian sử dụng đường dẫn Để tránh xung đột tín hiệu gây sai lệnh thơng tin, thời điểm đường dẫn điện tín phép truyền Chính mạng phải điều khiển cho thời điểm định thành viên mạng gửi thơng tin Cịn số lượng thành viên mạng muốn nhận thơng tin khơng hạn chế Một vấn đề quan trọng hàng đầu ảnh hưởng tới chất lượng hệ thống bus phương pháp phân chia thời gian gửi thông tin đường dẫn hay phương pháp truy nhập bus Các phương pháp truy nhập bus 2.1 Chủ/tớ (Master/Slave) Trong phương pháp chủ/tớ, trạm chủ (master) có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập bus cho trạm tớ (slave) Các trạm tớ đóng vai trị bị động, có quyền truy nhập bus gửi tín hiệu có u cầu Trạm chủ dùng phương pháp hỏi (polling) theo chu kỳ để kiểm sốt tồn hoạt động giao tiếp hệ thống Nhờ vậy, trạm tớ gửi liệu thu thập từ trình kỹ thuật tới trạm chủ (có thể PLC, PC, v.v ) nhận thông tin điều khiển từ trạm chủ Trong số hệ thống, chí trạm tớ khơng có quyền giao tiếp trực tiếp với nhau, mà liệu cần trao đổi phải qua trạm chủ Nếu hoạt động giao tiếp diễn theo chu kỳ, trạm chủ có trách nhiệm chủ động yêu cầu liệu từ trạm tớ cần gửi sau chuyển tới trạm tớ cần nhận Trong trường hợp trạm tớ cần trao đổi liệu bất thường với trạm khác phải thơng báo u cầu trạm chủ hỏi đến sau chờ phục vụ Trình tự tham gia giao tiếp, hay trình tự hỏi trạm tớ người sử dụng qui định trước (tiền định) cơng cụ tạo lập cấu hình Trong trường hợp có trạm chủ nhất, thời gian cần cho trạm chủ hoàn thành việc hỏi vịng thời gian tối thiểu chu kỳ bus Do vậy, chu kỳ bus tính tốn trước cách tương đối chắn Đây yếu tố thể tính thời gian thực hệ thống Phương pháp chủ/tớ có ưu điểm việc kết nối mạng trạm tớ đơn giản, đỡ tốn gần tồn “trí tuệ” tập trung trạm chủ Một trạm chủ thường lại thiết bị điều khiển, việc tích hợp thêm chức xử lý truyền thơng điều khơng khó khăn Một nhược điểm phương pháp kiểm soát tập trung chủ/tớ hiệu suất trao đổi thông tin trạm tớ bị giảm phải liệu phải qua khâu trung gian trạm chủ, dẫn đến giảm hiệu suất sử dụng đường truyền Nếu hai trạm tớ cần trao đổi biến liệu đơn giản với (một PLC trạm tớ), trường hợp xấu thời gian đáp ứng kéo dài tới chu kỳ bus Một biện pháp để cải thiện tình cho phép trạm tớ trao đổi liệu trực tiếp chừng mực kiểm sốt, Hình 2.15 minh họa Tình trạm tớ muốn gửi liệu cho trạm tớ 1, trạm tớ lại trạm chủ hỏi tới sau trạm tớ Sau trạm chủ yêu cầu trạm tớ nhận liệu (receive_request) trạm tớ gửi liệu (send_request), trạm tớ gửi trực tiếp tới trạm tớ (send_data) Nhận lệnh kết thúc từ trạm tớ (send_completed), trạm tớ có trách nhiệm thông báo ngược trở lại trạm chủ (receive_completed) Như vậy, việc truy nhập đường truyền không bị chồng chéo lên nhau, mà hai trạm tớ trao đổi liệu nội chu kỳ bus Một hạn chế phương pháp độ tin cậy hệ thống truyền thơng phụ thuộc hồn toàn vào trạm chủ Trong trường hợp có xảy cố trạm chủ tồn hệ thống truyền thông ngừng làm việc Một cách khắc phục sử dụng trạm tớ đóng vai trị giám sát trạm chủ có khả thay trạm chủ cần thiết Chính hai lý nêu trên, phương pháp chủ/tớ dùng phổ biến hệ thống bus cấp thấp, tức bus trường hay bus thiết bị, việc trao đổi thông tin diễn trạm chủ thiết bị điều khiển trạm tớ thiết bị trường module vào/ra phân tán Trong trường hợp thiết bị tớ có nhu cầu trao đổi liệu trực tiếp, trạm chủ có vai trị phân chia quyền truy nhập bus khơng kiểm sốt hồn tồn hoạt động giao tiếp hệ thống 2.2 TDMA Trong phương pháp kiểm soát truy nhập phân chia thời gian TDMA (Time Division Multiple Access), trạm phân thời gian truy nhập bus định Các trạm thay gửi thơng tin khoảng thời gian cho phép - gọi khe thời gian hay lát thời gian (time slot, time slice ) - theo qui định sẵn Việc phân chia thực trước hệ thống vào hoạt động (tiền định) Khác với phương pháp chủ/tớ, có khơng có trạm chủ Trong trường hợp có trạm chủ vai trị hạn chế mức độ kiểm soát việc tuân thủ đảm bảo giữ lát thời gian trạm khác Mỗi trạm có khả đảm nhiệm vai trị chủ động giao tiếp trực tiếp với trạm khác Hình 2.16 minh họa cách phân chia thời gian cho trạm chu kỳ bus Ngoài lát thời gian phân chia cố định cho trạm dùng để trao đổi liệu định kỳ (đánh số từ tới N), thường cịn có khoảng dự trữ dành cho việc trao đổi liệu bất thường theo yêu cầu, ví dụ gửi thơng tin cảnh báo, mệnh lệnh đặt cấu hình, liệu tham số, setpoint, Về nguyên tắc, TDMA thực theo nhiều cách khác Có thể phân chia thứ tự truy nhập bus theo vị trí xếp trạm mạng, theo thứ tự địa chỉ, theo tính chất hoạt động truyền thơng Cũng kết hợp TDMA với phương pháp chủ/tớ cho phép trạm tớ giao tiếp trực tiếp Có hệ thống lại sử dụng điện tổng hợp có cấu trúc giống sơ đồ phân chia thời gian Hình 2.16 để trạm đọc ghi liệu vào phần tương ứng 2.3 Token passing Token điện ngắn khơng mang liệu, có cấu trúc đặc biệt để phân biệt với điện mang thơng tin nguồn, dùng tương tự chìa khóa Một trạm quyền truy nhập bus gửi thơng tin thời gian giữ token Sau khơng có nhu cầu gửi thơng tin, trạm có token phải gửi tiếp tới trạm khác theo trình tự định Nếu trình tự với trình tự xếp vật lý mạch vịng (tích cực khơng tích cực), ta dùng khái niệm Token Ring (chuẩn IEEE 802.4) Còn trình tự qui định có tính chất logic cấu trúc bus (ví dụ theo thứ tự địa chỉ), ta nói tới Token Bus (chuẩn IEEE 802.5) Trong trường hợp hình thành mạch vịng logic Một trạm giữ token khơng quyền gửi thơng tin đi, mà cịn có vai trị kiểm sốt hoạt động số trạm khác, ví dụ kiểm tra xem có trạm xảy cố hay khơng Các trạm khơng có token có khả tham gia kiểm sốt, ví dụ sau thời gian định mà token không đưa tiếp, trạm giữ token có vấn đề Trong trường hợp đó, trạm có chức tạo token Chính vậy, Token Passing xếp vào phương pháp kiểm soát phân tán Trình tự thời gian quyền giữ token, thời gian phản ứng chu kỳ bus tối đa tính tốn trước, phương pháp truy nhập coi có tính tiền định Token Passing sử dụng kết hợp với phương pháp chủ/tớ, trạm có quyền giữ token trạm chủ, hay gọi trạm tích cực Phương pháp kết hợp cịn gọi nhiều chủ (Multi-Master), tiêu biểu hệ PROFIBUS Các trạm chủ điều khiển máy tính lập trình, cịn trạm tớ (trạm khơng tích cực) thiết bị vào/ra phân tán, thiết bị trường thông minh Mỗi trạm chủ quản lý quyền truy nhập số trạm tớ trực thuộc, trạm chủ quyền truy nhập bus phân chia theo cách chuyển token Tuy nhiên, trạm đóng vai trị chủ khơng bắt buộc phải có trạm tớ trực thuộc 2.4 CSMA/CD Nguyên tắc làm việc Theo phương pháp CSMA/CD, trạm có quyền truy nhập bus mà khơng cần kiểm sốt Phương pháp tiến hành sau: • Mỗi trạm phải tự nghe đường dẫn (carrier sense), đường dẫn rỗi (khơng có tín hiệu) phát • Do việc lan truyền tín hiệu cần thời gian đó, nên có khả hai trạm phát tín hiệu lên đường dẫn Chính vậy, phát trạm phải nghe đường dẫn để so sánh tín hiệu phát với tín hiệu nhận xem có xảy xung đột hay khơng (collision detection) • Trong trường hợp xảy xung đột, trạm phải huỷ bỏ điện mình, chờ thời gian ngẫu nhiên thử gửi lại Một tình xảy xung đột tiêu biểu cách khắc phục minh họa Hình 2.19 Trạm A C nghe đường dẫn Đường dẫn rỗi nên A gửi trước Trong tín hiệu từ trạm A gửi chưa kịp tới nên trạm C không hay biết gửi, gây xung đột điểm gần C A C nhận tín hiệu phản hồi, so sánh với tín hiệu gửi phát xung đột Cả hai trạm phải hủy điện gửi cách không phát tiếp, trạm muốn nhận không nhận cờ hiệu kết thúc điện coi điện không hợp lệ A C gửi tín hiệu “jam” đặc biệt để báo cho trạm cần nhận biết Sau trạm chờ thời gian chờ ngẫu nhiên, trước thử phát lại Thời gian chờ ngẫu nhiên nhiên phải tính theo thuật tốn để cho thời gian chờ ngắn cách hợp lý không giống trạm chờ Thông thường thời gian chờ bội số hai lần thời gian lan truyền tín hiệu TS Ưu điểm CSMA/CD tính chất đơn giản, linh hoạt Khác với phương pháp tiền định, việc ghép thêm hay bỏ trạm mạng khơng ảnh hưởng tới hoạt động hệ thống Chính vậy, phương pháp áp dụng rộng rãi mạng Ethernet Nhược điểm CSMA/CD tính bất định thời gian phản ứng Các trạm bình đẳng nên q trình chờ trạm lặp lặp lại, khơng xác định tương đối xác thời gian Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp Rõ ràng, không kết hợp thêm với kỹ thuật khác phương pháp khơng thích hợp với cấp thấp, địi hỏi trao đổi liệu định kỳ, thời gian thực Điều kiện ràng buộc Khả thực phương pháp CSMA/CD bị hạn chế điều kiện ràng buộc chiều dài dây dẫn, tốc độ truyền thông chiều dài điện Chỉ trạm phát xung đột xảy điện chưa gửi xong có khả hủy bỏ điện (có thể đơn giản cách không gửi tiếp cờ hiệu kết thúc) Còn điện gửi xong phát xảy xung đột muộn, trạm khác nhận xử lý điện với nội dung sai lệch Trong trường hợp xấu hai trạm gửi thơng tin hai đầu dây dẫn, trạm thứ hai gửi điện trước tín hiệu từ trạm thứ tới chút Tín hiệu bị xung đột xảy phải thêm khoảng thời gian thời gian lan truyền tín hiệu TS quay trở lại tới trạm thứ Như điều kiện thực phương pháp CSMA/CD thời gian gửi điện phải lớn hai lần thời gian lan truyền tín hiệu, tức: (Chiều dài điện n / Tốc độ truyền v) > 2TS n/v > 2l/(0,66*300.000.000), với l chiều dài dây dẫn hệ số k = 0,67 lv < 100.000.000n Đây điều kiện ràng buộc việc nâng cao tốc độ tăng chiều dài dây dẫn Ví dụ mạng Fast Ethernet (100Mbit/s) có chiều dài 100m điện khơng thể ngắn 100 bit Hệ điều kiện ràng buộc hiệu suất truyền thông thấp liệu cần trao đổi không lớn Một lần nữa, ta thấy phương pháp khơng thích hợp cho hệ thống mạng cấp thấp 2.5 CSMA/CA Nguyên tắc làm việc CSMA/CA thuật ngữ viết tắt từ Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Tương tự CSMA/CD, trạm phải nghe đường dẫn trước gửi sau gửi thông tin Tuy nhiên, phương pháp mã hóa bit thích hợp sử dụng để trường hợp xảy xung đột, tín hiệu lấn át tín hiệu Ví dụ tương ứng với bit mức điện áp cao lấn át mức điện áp thấp bit Một tình tiêu biểu minh họa Hình 2.20 T1 thơng tin trạm gửi R1 thông tin trạm nghe phản hồi từ đường dẫn, T2 thông tin trạm phát R2 thông tin trạm nghe Khi hai điện khác bit đó, trạm thứ hai phát xung đột ngừng phát, trạm thứ có mức tín hiệu lấn át nên coi khơng có chuyện xảy tiếp tục phát Trạm thứ hai chờ thời gian ngẫu nhiên, chờ đường dẫn rỗi trở lại gửi Điều kiện ràng buộc Điều kiện để thực theo chế trạm phải nhận tín hiệu phản hồi tương ứng với bit vừa gửi, trước gửi bit tiếp theo, có khả dừng lại kịp thời xảy xung đột để bit không bị ảnh hưởng Như vậy, thời gian bit TB phải lớn hai lần thời gian lan truyền tín hiệu TS, hay là: 1/v > 2TS, với v tốc độ truyền 1/v > 2l/(0,67*300.000.000) lv < 100.000.000 với l chiều dài dây dẫn hệ số k = 0,67 Ví dụ, với tốc độ truyền 1Mbit/s chiều dài dây dẫn phải nhỏ 100m Rõ ràng, điều kiện ràng buộc ngặt nghèo so với phương pháp CSMA/CD, không liên quan tới chiều dài tối thiểu điện  ... truyền tín hiệu PHẦN Cấu trúc mạng – Topology Cấu trúc bus Cấu trúc mạch vịng (tích cực) Cấu trúc hình Cấu trúc 12 PHẦN Kiến trúc giao thức ... truyền thơng mạng, cịn không chuyển mạch Cấu trúc thực chất cấu trúc Một mạng có cấu trúc liên kết nhiều mạng có cấu trúc đường thẳng, mạch vịng hình Hình 2.12 minh họa Đặc trưng cấu trúc phân cấp... chiều truyền hai chiều PHẦN II, Cấu trúc mạng – Topology Cấu trúc bus Trong cấu trúc đơn giản này, tất thành viên mạng nối trực tiếp với đường dẫn chung Đặc điểm cấu trúc bus việc sử dụng chung đường