CHƯƠNG 3 Triển khai hệ thống
3.6 Mạng truyền thông trong hệ thống BMS
3.6.1 Giao thức mạng Ethernet
Ethernet định nghĩa một loạt các định nghĩa nối dây và phát tín hiệu cho tầng vật lý. Hai phương tiện để truy nhập tại phần MAC (điều khiển truy nhập môi trường truyền dẫn) của tầng liên kết dữ liệu và một định dạng chung cho việc định địa chỉ. Vì vậy khi nhắc đến Ethernet ta sẽ liên hệ đến lớp 1 và lớp 2 trong mơ hình OSI. Hai lớp này thuộc về phần cứng Ethernet, trong khi các lớp còn lại thuộc về việc xử lý của phần mềm.
Ethernet đã được chuẩn hóa thành IEEE 802.3. cấu trúc mạng hình sao, hình thức nối dây cáp xoắn (twisted pair) đã trở thành công nghệ mạng LAN được sử dụng rộng rãi nhất từ thập niên 1990 cho tới nay. Trong những năm gần đây, mạng wi-fi, dạng LAN khơng dây đã được chuẩn hóa bởi IEEE 802.11, đã được sử dụng bên cạnh hoặc thay thế Ethernet trong nhiều cấu hình mạng.
Mơ hình OSI và giao thức Ethernet TCP/IP
- Mơ hình OSI cung cấp một phương thức chuẩn hay mơ hình tham khảo mà dựa vào đó ta có thể xây dựng một phương thức truyền giữa 2 mạng bất kỳ trong mạng. trong mơ hình này, mạng được chia thành lớp
- Giao thức Ethernet TCP/IP cũng được xây dựng dựa vào mơ hình này, nó được rút gọn lại cịn 4 lớp tham khảo hình vẽ dưới.
Hình 3-23 Mơ hình so sánh giữa OSI và TCP/IP
Tóm tắt các lớp trong mơ hình TCP/IP Network Access layer (lớp truy cập mạng)
Là sự cộng gộp của lớp Data Link và Physical nó quản lý dạng tín hiệu điện, cáp xoắn, thiết bị kết nối vật lý và Ethernet Media Access Control (MAC)
Một số giao thức tiêu biểu trong tầng này gồm: - ATM (Asynchronous Transfer Mode)
47 - Token Ring
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - Fram delay
Internet layer (lớp mạng)
Nằm bên trên lớp truy cập mạng. tầng này có chức năng gán địa chỉ, đóng gói và định tuyến (Route) dữ liệu.
Bốn giao thức quan trọng nhất của tầng này như sau
- IP (internet Protocol): có chức năng gán địa chỉ cho dữ liệu trước khi truyền và định tuyến chúng tới đích
- 0 ARP (Address Resolution Protocol): có chức năng biên dịch địa chỉ IP của máy đích thành địa chỉ MAC (khi nhận dữ liệu) và chuyển địa chỉ MAC thành địa chỉ IP khi truyền dữ liệu đi
- ICMP (Internet Control Message Protocol): có chức năng thơng báo lỗi trong trường hợp truyền bị hỏng
- IGMP (Internet Group Management Protocol): có chức năng điều khiển truyền đa hướng (Muticast)
Transport Layer (lớp giao vận)
Có trách nhiệm thiết lập phiên truyền thơng giữa các máy tính và quy định cách truyền dữ liệu.
Hai giao thức chính trong lớp này gồm
- UDP (User Datagram Protocol): còn gọi là giao thức gói người dùng. UDP cung cấp các kênh truyền thơng phi kết nối nên nó khơng đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy. các ứng dụng dùng UDP thường chỉ truyền các gói tin có kích thước nhỏ, u cầu tốc độ nhanh (yêu cầu độ trễ nhỏ), độ tin cậy dữ liệu phụ thuộc từng ứng dụng.
- TCP (Transmission Control Protocol): ngược lại với UDP, TCP cung cấp các kênh truyền thông hướng kết nối và đảm bảo truyền dữ liệu một cách đáng tin cậy. TCP thường truyền các gói tin có kích thước lớn và u cầu phía nhận xác nhận các gói tin đã nhận.
Application Layer (lớp ứng dụng)
Gồm nhiều giao thức cung cấp ứng dụng cho người dùng. Được sử dụng để định dạng và trao đổi thông tin người dùng Một số giao thức thông dụng cho tầng này là:
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): giao thức cấu hình trạm động (tự động lấy địa chỉ IP)
- DNS (Domain Name System): Hệ thống tên miền
- SNMP (Simple Network Management Protocol): giao thức quản lý mạng đơn giản
- TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Giao thức truyền tập tin bình thường TELNET
48
Hình 3-24 Cấu trúc Protocol
Có thể thấy rằng, tất cả những gì ở lớp trền đưa xuống lớp dưới thì lớp dưới xem tồn bộ đó là data, sau đó nó gắn thêm header của riêng nó và đưa xuống lớp dưới xử lý
Hoạt động của giao thức TCP/IP như sau: - Ở phía phát: (q trình phát)
+ Dữ liệu truyền từ ứng dụng đến một trong 2 giao thức vận chuyển (TCP or UDP). Một gói tin hay một đơn vị dữ liệu (PDU) của TCP/UDP thường được gọi là các segment (đoạn dữ liệu)
+ Đoạn dữ liệu xuống lớp internet, ở đó giao thức IP cung cấp thông tin đánh địa chỉ luận lý (địa chỉ IP) và đóng gói dữ liệu vào một datagram, thường được gọi là IP packet.
+ Datagram IP xuống lớp truy cập mạng, và được đóng gói 1 hay nhiều khung dữ liệu (Frame Ethernet), sau đó đưa xuống tầng vật lý để gửi đi. Khung dữ liệu được chuyển thành một luồng các bit để truyền đi trên mơi trường mạng - Ở phía thu (q trình thu)
+ Tầng vật lý sẽ nhận luồng bit , khơi phục khung dữ liệu
+ Tách gói IP ra và đẩy lên lớp IP nếu đây là gói IP. Cịn trong trường hợp bên trong Frame Ethernet không phải là một gói IP mà là một gói tin của giao thức ARP thì nó đẩy sang cho giao thức ARP
+Tại tầng giao thức IP, xác định bên trong dữ liệu thuộc giao thức nào (TCP or UDP or ICPM) và chuyển đến giao thức tương ứng
+ Cuối cùng, giao thức tiếp theo (TCP, DCP, or ICPM) sẽ xử lý tiếp segment nhận được, xác định xem dữ liệu này là của ứng dụng nào và chuyển đến ứng dụng tương ứng
49 Lớp vật lý: