Chương 3.1 của bài giảng Mạng máy tính và hệ thống thông tin công nghiệp sẽ giới thiệu một số phương pháp truyền dữ liệu như: Truyền song song, truyền nối tiếp, truyền không đồng bộ, truyền đồng bộ, truyền đồng bộ - hướng bit, truyền 1 chiều (simplex),...và các nội dung khác.
Mạng máy tính & Hệ thống thông tin công nghiệ Đào Đức Thịnh BM Kỹ thuật đo & THCN Truyền song song z z z z z z M¸y tÝnh l−u vµ xư lý sè liƯu theo tõng tõ ( có độ dài -8,-16,-32,-64 bit) Dữ liệu đợc cấp theo dạng song song lần từ, bit có đờng dẫn riêng Ta có (16,32,64) dây dẫn song song nối điểm truyền đồng thời (16,32,64) mức điện áp (0/1) Nh truyền song song truyền byte ( từ có độ dài 8,16,32,64 bit) Phơng pháp truyền song song có tốc ®é trun cao, nã th−êng ®−ỵc sư dơng trun bên thiết bị hay linh kiện cùg mạch in, Tuy nhiên truyền khảng cách xa phơng pháp có nhợc điểm tốn dây dẫn có sai khác mặt thời gian tín hiệu Truyền song song Trun nèi tiÕp z z z Sư dơng hai dây dẫn nối hai điểm Các mức điện áp ON/OFF đợc truyền với chuẩn thời gian theo hai d©y dÉn Nh− vËy trun nèi tiÕp truyền bit Phơng pháp có tốc độ thấp phơng pháp song song nhng khắc phục đợc hạn chế phơng pháp song song truyền khoảng cách xa Truyền nối tiếp Truyền nối tiếp z Máy tính dù tồn dạng có VXL bus song song xử lý số liệu song song Vì vậy, để dùng phơng pháp truyền nối tiếp, ta cần có chuyển đổi song song nối tiếp Truyền nối tiếp Truyền không đồng z z z z z Cã thêi gian nghØ gi÷a khung không cố định Việc truyền đợc bắt đầu Start bit, bit đợc truyền với thông số định trớc Một đặc điểm quan trọng thông số cổng truyền phải giống bên phát bên thu để đảm bảo độ dài chuỗi bit liệu nh Trong truyền bất đồng bộ, đồng hồ thu chạy cách bất đồng với tín hiệu thu Đê xử lý thu hiệu quả, cần phải có kế hoạch dùng đồng hồ thu để lấy mẫu tín hiệu đến, điểm thời bit liệu Đề đạt đợc điều này, tín hiệu đồng hồ thu nhanh gấp N lần đồng hồ phát bit đợc dịch vào SIPO sau N chu kỳ xung đồng hồ Truyền không đồng Truyền không đồng Nguyên tắc đồng ký tự Mạch điều khiển truyền nhận đợc lập trình để hoạt ®éng víi sè bit b»ng mét ký tù kể số stop bit, start bit bit kiểm tra thu phát Sau phát nhận start bit, việc đồng ký tự đạt đợc đầu thu đơn giản, việc đếm số bit đà đợc lập trình Sau chuyển ký tự nhận đợc vào ghi đệm thu nội phát tín hiệu thông báo với thiết bị ®iỊu khiĨn (CPU) r»ng ®· nhËn ®−ỵc mét ký tù Và đợi phát start bit kÕ tiÕp Master/Slave - Sư dơng cho cấu trúc mạng dạng Bus Trong phơng 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 trò bị động, có quyền truy nhập bus gửi tín hiệu có yêu cầu Trạm chủ dùng phơng pháp hỏi (polling) theo chu kỳ để kiểm soát toàn hoạt động giao tiếp hệ thống Master/Slave Master/Slave - Trong mét sè hÖ thèng, thËm chí trạm tớ quyền giao tiếp trực tiếp với nhau, mà liệu cần trao đổi phải qua trạm chủ Nếu hoạt động giao tiÕp diƠn theo chu kú, tr¹m chđ sÏ có trách nhiệm chủ động yêu cầu liệu từ trạm tớ cần gửi sau chuyển tới trạm tớ cần nhận Trong trờng hợp trạm tớ cần trao đổi liệu bất thờng với trạm khác phải thông báo yêu cầu đợc trạm chủ hỏi đến sau chờ đợc phục vơ Tr×nh tù tham gia giao tiÕp, hay tr×nh tù hỏi/đáp trạm tớ ngời dùng qui định trớc (tiền định) công cụ đặt cấu hình Master/Slave - Phơng pháp chủ/tớ có u điểm việc kết nối mạng trạm tớ đơn giản, đỡ tốn gần nh toàn "trÝ t" tËp trung t¹i tr¹m chđ Mét tr¹m chđ thờng thiết bị điều khiển, việc tích hợp thêm chức xử lý truyền thông điều không khó khăn - Một nhợc điểm phơng 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 đờng truyền Master/Slave - Một hạn chế phơng pháp độ tin cậy hệ thống truyền thông phụ thuộc hoàn toàn vào trạm chủ Trong trờng hợp có xảy cố trạm chủ toàn hệ thống truyền thông ngừng làm việc Một cách khắc phục sử dụng trạm tớ đóng vai trò giám sát trạm chủ có khả thay trạm chủ cằn thiết Token Bus - Phơng pháp sử dụng cho topo mạng dạng Bus - Nguyên lý phơng pháp : để cấp phát quyền truy nhập đờng truyền cho trạm có nhu cầu truyền liệu, thẻ đợc lu chuyến vòng lôgic thiết lập trạm - Khi trạm nhận đợc thẻ có quyền sử dụng đờng truyền thời gian xác định trớc Trong thêi gian ®ã nã cã thĨ trun mét hay nhiều đơn vị liệu Khi đà hết liệu hết thời gian cho phép, trạm phải chuyển thẻ đến trạm vòng lôgic Token Bus - Nh vậy, công việc phải làm thiết lập vòng lôgic (hay gọi vòng ảo) bao gồm trạm có nhu cầu truyền liệu đợc xác định vị trí theo chuỗi thứ tự mà trạm cuối chuỗi tiếp liều sau trạm đấu tiên Mỗi trạm đợc biết địa trạm kề trớc sau - Thứ tự trạm vòng lôgic độc lập với thứ tự vật lý Các trạm không cha có nhu cầu truyền liệu không đợc đa vào vòng lôgic chúng chi tiếp nhân liệu Token Bus Token Bus Việc thiết lập vòng lôgic chơng trình không khó, nhng việc trì theo trạng thái thực tế mạng khó Cụ thể phải thực đợc chức sau : - Bổ sung trạm vào vòng lôgic : trạm nằm vòng lôgic cần đợc xem xét định kỳ để có nhu cầu truyền liệu bổ sung vào vòng lôgic - Loại bỏ trạm khỏi vòng lôgic : trạm không nhu cầu truyền liệu cần loại khỏi vòng lôgic để tối u hóa việc điều khiển truy nhập thẻ - Quản lý lỗi : số lỗi xảv ra, chẳng hạn trùng địa (hai trạm nghĩ đến lợt mình) "đứt vòng" không trạm nghĩ tới lợt - Khởi tạo vòng lôgic : cài đặt mạng sau "đứt vòng", cần phải khởi tạo lại vòng Token Ring - Phơng pháp áp dụng cho Topo dạng vòng - Phơng pháp dựa nguyên lý dùng thẻ để cấp phát quyền truy nhập đờng truyền Nhng thẻ lu chuyển theo vòng vật lý không cần thiết lập vòng lôgic nh phơng pháp Token Bus Token Ring - Thẻ đơn vị liệu đặc biệt có bit biểu diễn trạng thái sử dụng (bận rỗi) Một trạm muốn truyền liệu phải đợi đến nhận đợc thẻ "rỗi" (free) Khi trạm đổi bít trạng thái thẻ thành "bận" (busy) truyền đơn vị liệu với thẻ theo chiều vòng Giờ không thẻ "rỗi" vòng nữa, trạm có liệu cần truyền phải đợi Dữ liệu đến trạm đích đợc lại, sau với thẻ ®i tiÕp cho ®Õn quay vỊ tr¹m ngn Tr¹m nguồn xóa bỏ liệu đổi bít trạng thái trở "rỗi" cho lu chuyển tiếp vòng để trạm khác nhận đợc quyền trun d÷ liƯu Token Ring Token Ring - Sù quay lại trạm nguồn liệu thẻ nhằm tạo chế báo nhận (acknowledgment) tự nhiên : trạm đích gửi vào đơn vị liệu phần header thông tin kết tiếp nhận liệu Chẳng hạn, thông tin : (1)trạm đích không tồn không hoạt động ; (2) trạm đích tồn nhng liệu không đợc chép; (3) liệu đà đợc tiếp nhận; (4) có lỗi Token Ring - Trong phơng pháp cần giải hai vấn đề dẫn đến phá vỡ hệ thống Một việc thẻ làm cho vòng lu chuyển Hai thẻ "bận" lu chuyển không dừng vòng Có thể có nhiều giải pháp khác cho hai vấn đề Sau giải pháp đợc khuyến nghị : - Đối với vấn đề thê bài, qui định trớc trạm điều khiển chủ động (active monitor) Trạm phát tình trạng thẻ cách dùng chế ngỡng thời gian (time-out) phục hồi cách phát thẻ "rỗi" Token Ring - Đối với vấn đề thẻ "bận" lu chuyển không dừng, trạm monitor sử dụng bit thẻ (gọi monitor bit) để "đánh dấu" (đặt giá trị 1) gặp thẻ "bận" qua Nếu gÃp lại thẻ "bận" với bit đà đánh dấu có nghĩa trạm nguồn đà không nhận lại đợc đơn vị liệu thẻ "bận" quay vòng măi Lúc đó, trạm monitor đổi bit trạng thái thẻ thành "rỗi" chuyển tiếp vòng Các trạm lại vòng có vai trò bị động : chúng theo dõi phát tình trạng cố trạm monitor chủ động thay vai trò ... lệnh thông tin, thời điểm đờng dẫn điện tín đợc phép truyền Chính mạng phải đợc điều khiển cho thời điểm định thành viên mạng đợc gửi thông tin Còn số lợng thành viên mạng muốn nhận thông tin. .. xếp logic nút mạng, cách định nghĩa tổ chức logic mối liên kết nút mạng Cấu trúc mạng dạng Cấu trúc mạng dạng - Cấu trúc hình cấu trúc mạng tất trạm đợc nối vào trạm trung tâm - Trạm trung tâm... làm tăng tải hệ thống Cấu trúc mạng dạng Bus - Trờng hợp đờng dẫn bị đứt, ngắn mạch phần kết nối bus trạm bị hỏng dẫn đến ngừng hoạt động hệ thống Việc định vị lỗi gặp nhiều khó khăn - Cấu trúc