Đang tải... (xem toàn văn)
CƠ SỞ GIAO THỨC (PROTOCOL BASICS) 3.1. Tổng quan: O+? no^.i dung các chu+o+ng tru+o+''c đã đề ca^.p đe^''n các va^''n ?đe^` truyền khung thông tin tu+` phía phát đe^''n phía thu và các kỹ thuật để phía thu xác định xem có lỗi xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu hay không. Nội dung chương này sẽ đề cập đến những nghi thức cơ sở làm nền tảng truyền dữ liệu, và một phần giao thức điều khiển tuyến dữ liệu (data link control protocol) Truyền dữ liệu được phân thành 2 kiểu: truyền thông không định hướng...
Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức Chương 3: CƠ SỞ GIAO THỨC (PROTOCOL BASICS) 3.1 Tổng quan: Ở nội dung chương trước đề cập đến vấn đđề truyền khung thông tin từ phía phát đến phía thu kỹ thuật để phía thu xác định xem có lỗi xảy trình truyền liệu hay không Nội dung chương đề cập đến nghi thức sở làm tảng truyền liệu, phần giao thức điều khiển tuyến liệu (data link control protocol) Truyền liệu phân thành kiểu: truyền thông không định hướng truyền thông có định hướng • Truyền thông không định hướng (connectionless mode transmission hay gọi best - try transmission) Với kiểu truyền này, trình thu liệu mà phát lỗi nội dung khối liệu bị bỏ qua • Truyền thông định hướng: gọi truyền thông tin cậy (connection – oriented hay reliable transmission) Với kiểu truyền này, sau phát lỗi hai phía thu phát thực thi theo qui luật thực việc truyền lại đảm bảo thông tin thu cách tin cậy Để thực điều này, thiết bị điều khiển đích phải thông báo với máy phát phát lỗi truyền yêu cầu máy phát gởi lại copy khác khung bị lỗi Chu kỳ phối hợp phát sửa lỗi gọi kiểm soát lỗi 3.2 Kiểm soát lỗi: • Kiểm soát lỗi tay: Khi nhập liệu vào máy tính từ bàn phím, ký tự lên hình khác với ký tự ngõ Khi đó, người dùng cần gõ vào ký tự điều khiển xoá thích hợp chương trình điều khiển loại bỏ ký tự nhập vào xoá khỏi hình Chế độ kiểm soát lỗi gọi kiểm soát lỗi tay • Kiểm tra dội lại ( echo checking): Khi thiết bị đầu cuối kết nối đến máy tính xa thông qua mạng PSTN modem Thay vì, ký tự hiển thị cách trực tiếp lên hình thiết bị đầu cuối, trước tiên lại truyền đến máy tính đầu xa Sau ký tự lại máy tính đầu xa đọc, lưu giữ truyền trở lại đầu cuối để hiển thị hình Nếu ký tự lên hình khác khác với ký tự gõ người dùng khởi động truyền ký tự xóa thích hợp Chế độ kiểm soát lỗi gọi kiểm tra dội lại • Kiểm soát lỗi tự động Đối với việc truyền liệu, thiết bị đầu cuối truyền khối ký tự hay khung liệu qua liên kết số liệu nối tiếp đến thiết bị đầu cuối khác Nếu thiết bị đầu cuối đích thực việc kiểm soát lỗi cách tự động mà can thiệp người dùng gọi ARQ (Automatic Repeat Request) ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 60 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính ARQ phân làm loại sau: Chương 3: Cơ sở giao thức Hình 3.1: phân loại kiểu RQ + Primary – P (phía sơ cấp): phía phát khung liệu + Secondary – S (phía thứ cấp): phía thu nhận khung liệu từ P + I – frame (Information frame): khung thông tin khung chứa liệu phía phát truyền cho phía thu Trong khung thông tin chứa số thứ tự khung thông tin – I(N) + ACK – frame (Acknowledge frame): khung S truyền đến P để báo nhận liệu tốt (không bị lỗi) + NAK – frame (Negative Acknowledge frame): khung S truyền đến P để báo nhận khung liệu bị lỗi Hình 3.2: chiều truyền tin P S 3.3 Idle RQ: 3.3.1 Đặc điểm: - Sử dụng kiểu truyền liệu định hướng ký tự Hoạt động theo chế độ bán song công, sau P gởi I – frame, phải đợi nhận thông báo từ phía S cho biết I - frame nhận thành công hay không Sau đó, P gởi I - frame khung trước nhận truyền lại khung cũ I - frame không nhận thành công Có loại Idle RQ: + Truyền lại ngầm định (không tường minh – Implicit retransmission): S báoACK frame nhận I - frame không báo ACK - frame nhận sai Do đó, P không nhận ACK - frame hiểu I - frame bị lỗi phải ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 61 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức truyền lại Thời gian chờ ACK - frame P xác định trước không lâu thời gian hạn (time expires) + Truyền lại tường minh (yêu cầu rõ – Implicit retransmission) : S báoACK - frame nhận I - frame báo NAK nhận I - frame bị lỗi 3.3.2 Idle ngầm định: a./ b./ c./ Hình 3.3: Idle RQ không tường minh a./ Truyền ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 62 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức b./ I – frame bị lỗi c./ ACK – frame bị lỗi - P có I - frame chờ ACK - frame thời điểm - Khi nhận I - frame không bị lỗi S truyền P ACK - frame Khi P nhận ACK - frame khung I(N), P tiếp tục truyền khung I(N+1) - Khi S nhận I – frame bị lỗi, S bỏ qua không gởi lạiACK - frame - Khi P bắt đầu truyền I- frame, khởi động định thời, khoảng thời gian giới hạn P truyền lại I – frame - Nếu P không nhận ACK - frame khoảng thời gian định trước P truyền lại I – frame S loại bỏ bảng bị trùng lặp Điều thực I – frame P truyền kèm theo số khung 3.3.3 Idle tường minh: - S trả ACK – frame nhận I – frame Nếu P nhận ACK – frame P dừng định thời khởi động lại đường truyền để truyền I – frame khác - Nếu S nhận I – frame bị lỗi I – frame bị loại S trả lời NAK – frame - Nếu P không nhận ACK - frame (hoặc NAK - frame) khoảng thời gian định trước P truyền lại I – frame S loại bỏ bảng bị trùng lặp a./ ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 63 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức b./ c./ Hình 3.4: Idle RQ tường minh a./ Truyền b./ I – frame bị lỗi c./ ACK – frame bị lỗi Nhận xét: Với kiểu truyền tường minh tăng hiệu thời gian so với kỹ thuật truyền không tường minh thời gian S truyền NAK – frame P ngắn nhiều so với thời gian hạn kiểu truyền không tường minh Đặc điểm chung Idle RQ sau P gởi I – frame, P phải chờ nhận ACK – frame tương ứng từ S Do đó, kiểu truyền gọi dừng chờ (stop and wait) 3.3.4 Cấu trúc khung Idle RQ: Trong hai nguyên lý truyền (truyền lại ngầm định yêu cầu rõ) có trường hợp S nhận I – frame tốt S phải loại bỏ bớt Như vậy, để S phân biệt hai I – frame nhận khác cần có chế đánh số Chỉ số I – frame gọi số gởi N(S) (send sequence number) số ACK – frame hay NAK – frame gọi số nhận N(R) (receive sequence number) Tương tự cấu trúc khung truyền bất đồng bộ, ký tự điều khiển sử dụng là: SOH, STX, ETX ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 64 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức Mỗi I – frame phải chứa số sau SOH Ký tự SOH chèn vào đầu khối hoàn chỉnh để báo hiệu bắt đầu I – frame Tiếp theo cấu trúc thông thường truyền bất đồng với BCC dùng kiểm tra tổng khối để phía thu biết nhận khung hay bị lỗi Các khung ACK NAK dùng cho mục đích báo nhận, theo sau số thu Các khung dùng phương pháp kiểm tra tổng khối BCC Cả loại khung: I – frame, ACK – frame, NAK – frame gọi đơn vị liệu giao thức PDU (protocol data unit) giao thức Idle RQ Hình 3.5: Các cấu trúc khung Idle RQ 3.3.5 Hiệu suất sử dụng liên kết: ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 65 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức Hình 3.6: Các khoảng thời gian xử lý việc truyền dẫn Xét khung thứ N truyền từ P đến S không bị lỗi S sau xử lý truyền ACK – frame P Các khoảng thời gian cần quan tâm sau: + Tp (Propagation delay): thời gian sóng điện từ lan truyền từ P Ỉ S ngược lại + Tix(Transmission time): thời gian để truyền khung từ P Ỉ S + Tip: thời gian để xử lý khung S + Tax: thời gian truyền ACK – frame từ SỈ P + Tap: thời gian xử lý ACK – frame P a./ Trường hợp truyền dẫn lý tưởng (tức lỗi xảy ra): Gọi Tt thời gian tổng để hoàn thành việc truyền I – frame xử lý xong ACK – frame Khi đó: Tt = Tix + 2.Tp + Tap + Tip + Tax Thông thường, Tap, Tip Tax nhỏ so với Tp Tix Do đó: Tt = Tix + 2.Tp Lưu ý: Tix thời gian truyền khung liệu, phụ thuộc vào tốc độ truyền (bps) Tp thời gian trễ sóng điện từ lan truyền từ PỈS ngược lại, phụ thuộc vào tốc độ lan truyền sóng (m/s) khoảng cách (m) P S Khi đó, hiệu suất sử dụng đường truyền định nghóa là: T Tix Tix = U = ix = T Tt Tix + 2.Tp Tix (1 + p ) Tix T Đặt: a = p ⇒U = + 2.a Tix ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 66 Bài giảng thơng tin liệu mạng máy tính Chương 3: Cơ sở giao thức Nhận xét: - Với tuyến thông tin có tốc độ truyền tin thấp Tix lớn Ỉ a nhỏ Ỉ hiệu suất liên kết cao (≈ 100%) - Ngược lại, với tuyến thông tin có tốc độ truyền tin cao khoảng cách xa Tix nhỏ, Tp lớn Ỉ a lớn Ỉ hiệu suất liên kết thấp Vì vậy, giao thức Idle RQ phù hợp trường hợp tuyến liên kết có khoảng cách ngắn tốc độ truyền thấp b./ Trường hợp truyền dẫn không lý tưởng (tức có lỗi xảy ra), khung bị lỗi phải thực việc truyền lại Giả sử, khung truyền lại trung bình Nr lần Khi đó: Tt = (Tix + 2.Tp ).N r = N rTix + 2.Tp N r Hiệu suất sử dụng liên kết: T Tix 1 U = ix = = = T Tt N r Tix + 2.N r Tp N r (1 + 2.a) N r (1 + p ) Tix Giá trị Nr tính từ tỉ lệ bit lỗi P đường truyền Gọi P xác suất bit bị lỗi Khi đó, xác suất bit – P Ỉ Xác suất khung (1 – P)Ni, với Ni chiều dài khung Nếu gọi Pf xác suất khung thu bị lỗi thì: Pf = - (1 – P)Ni ≈ Ni.P (nếu Ni.P