Khảo sát giao thức mạng máy tính tại Công ty cổ phần thương mại hoàng MAI

n và đảm bảo chất lượng dịch vụ cao. Việc truyền tin là một trong các vấn đề phức tạp của mạng máy tính nên nghiên cứu các giao thức truyền tin trong mạng trở thành yêu cầu bức thiết không thể thiếu được trong mạng máy tính hiện nay. Vì vậy sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu tài liệu cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Tiến Hùng em đã hoàn thành tốt báo cáo thực tập tốt nghiệp của mình với đề tài: “ Khảo sát giao thức mạng máy tính “ nhằm mục đích hệ thống các giao thức và phân tích các phương thức truyền tin để lựa chọn ra một phương thức truyền tin để lựa chọn ra một phương thức truyền tin tối ưu nhất cho mạng truyền thông. Hiện nay mạng máy tính đã phổ cập trong mọi miền mà bây giờ chúng tôi nghiên cứu và thấy rằng ở nhiều nơi còn làm việc rất thủ công. Nhân viên phải đi lại rất nhiều trong việc mang tài liệu đến các phòng làm việc như: Nhân viên từ tầng một đi lên tầng bốn nhiều lần như vậy rất vất vả, nói chung là mọi việc khi chưa áp dụng khoa học công nghệ, do đó hạn chế năng suất trong công việc mà chưa hẳn công việc đạt độ chính xác cao. Với hy vọng có thể đóng góp một phần nào vào công tác này, sau khi học xong chương trình của khoá học (2003-2005) đào tạo nghành công nghệ thông tin ứng dụng (th2b) của trường Công Nghệ Kinh Tế & Đối Ngoại và dưới giảng dạy và chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong nhà trường và nhất là thầy Nguyễn Tiến Hùng, bộ môn mạng máy tính đã giúp em có được nghiên cứu này và hình thành nên chương trình khảo sát giao thức mạng máy tính, tuy chưa thành công nhưng cũng phần nào nói lên việc học tập và ứng dụng của chúng em vào thực tế. Bản báo cáo được trình bày với 2 phần: Phần I: Tìm hiểu thực trạng công ty. Phần II: Khảo sát giao thức mạng máy tính. Hà Nội 5/2005 Sinh viên Nguyễn Hải Yến Lời cảm ơn Sau một thời gian đi thực tập và làm báo cáo tốt nghiệp, và đã được sự hướng dẫn nhiệt tình của thây giáo Nguyễn Tiến Hùng, cùng các thầy cô trong khoa công nghệ thông tin trường THDL Công Nghệ & KTĐN cựng cỏc anh chị làm việc tại Công Ty cổ phần thương mại Hoàng MAI đã giúp em hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp của mình. Trong quỏ trỡnh thực hiện báo cáo tại Công Ty cổ phần thương mại Hoàng MAI em đó tiếp thu được rất nhiều kinh nghiờm quý bỏu: tỏc phong làm việc, cỏch tiếp cận và học được cỏc cụng nghệ mới. Kết quả là giúp em hoàn thành tốt bài báo cáo về đề tài khảo sát giao thức mạng máy tính. Chúng em xin trân trọng gửi tới tới thầy Nguyễn Tiến Hùng cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ Thông Tin lời cảm ơn sâu sắc nhất . Cũng xin được cảm ơn các bạn đồng hành đã giúp chúng tôi. Hà Nội 5/2005 Sinh viên Nguyễn Hải Yến Phần i: tìm hiểu Thực trạng vấn đề nghiên cứu tại công ty 1. Giới thiệu chung về công ty cổ phần thương mại Hoàng Mai I.1. Giới thiệu năng lực công ty và qua trình hình thành Công ty cổ phần thương mại Hoàng Mai được thành lập theo quyết định số 0103005187 GP/ĐKKD của UBNN thành phố Hà Nội cấp ngày 30/8/2004 (trước đây là trung tâm dịch vụ tin học Tín Cường TICC) Trụ sở công ty Số 10 Lê Thanh Nghị, Hai Bà Trưng, Hà Nội Tel:04.6273600 Fax :04.6272565 Email: Tincuong@fpt.vn Quá trình hình thành công ty: +Trong những năm gần đây ngành công nghệ thông tin phát triển mạnh, nhu cầu về sử dụng mạng, internet, games, phần cứng, phần mềm ở các công ty ngày càng phát triển theo thị trường. Ngày trước, thỉnh thoảng mới có công ty sử dụng máy tính, thường là phòng nào thì có máy tính ở phòng đó, muốn lấy một tài liệu ở phòng nào đó thì phải đi lấy hoặc là nhân viên đưa tới. Điều đó làm rất mất nhiều thời gian của nhân viên, cũng như trong ban quản lý của công ty. Cho nên ngày nay các công ty đã lắp đặt mạng để nối các phòng ban với nhau, thời gian làm việc hiệu quả hơn và không mất nhiều thời gian đi lại của nhân viên. Nhu cầu về công nghệ thông tin ngày càng cao dẫn tới công ty cổ phần thương mại HOANG MAI được thành lập. + Do nhu cầu xã hội về công nghệ thông tin ngày càng cao để đáp ứng được nhu cầu đó nên công ty đã thành lập vào năm 2000. + Công ty ra đời mong muốn sẽ đáp ứng được phần nào cho xã hội Chiến lược kinh doanh và đội ngũ cán bộ kỹ thuật Chiến lược kinh doanh của công ty cổ phần thương mại Hoàng Mai là nhanh chóng làm chủ công nghệ mới để thực hiện chuyển giao công nghệ, kinh doanh phân phối bán buôn, bán lẻ máy tính và linh kiện, tư vấn đầu tư, thiết kế và triển khai dự án với các doanh nghiệp nhà nước và tư nhân, cung cấp lắp đặt máy tính thương hiệu Việt Nam, máy game, Internet, văn phòng, gia đình. Nhận bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật cho các cơ sở tư nhân và các doanh nghiệp nhà nước. Với đội ngũ nhân viên kỹ thuật trẻ nhiệt tình và kinh nghiệm luôn cố gắng trong mọi tình huống. Đối tác kinh doanh Công ty cổ phần thương mại Hoàng Mai quan hệ kinh doanh vững chắc với các đối tác lớn, có tên tuổi trên toàn cầu trên cơ sở những hợp đồng hợp tác lâu dài, các công ty tư nhân, các doanh nghiệp nhà nước, các văn phòng, các gia đình … Sản phẩm và dịch vụ Cung cấp máy tính và các linh kiện máy tính Cung cấp các sản phẩm phần cứng Kinh doanh phân phối bán buôn, bán lẻ máy tính và linh kiện Cung cấp lắp đặt máy tính thương hiệu Việt Nam, máy game, internet, văn phòng, gia đình . Nhận bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật cho các cơ sở tư nhân và các doanh nghiệp nhà nước Tư vấn đầu tư, thiết kế và triển khai dự án với các doanh nghiệp nhà nước Hồ sơ kinh nghiệm Chỉ riêng năm 2003 và sáu tháng đầu năm 2004 công ty đã kí kết và hoàn tất hơn một trăm hợp đồng lắp ráp, nhiều hợp đồng bảo trì bảo dưỡng máy tính, mạng máy tính cho các cơ quan, doanh nghiệp và các phòng game, internet.. 2. Cơ cấu tổ chức và mô hình quản lý điều hành của công ty Sơ đồ cơ cấu tổ chức của công ty cổ phần thương mại Hoàng Mai Giám đốc P. kinh doanh P. lưu trữ P.kĩ thuật P. kế toán 2.1. Ban giám đốc Ban giám đốc gồm 01 giám đốc .Giám đốc trực tiếp điều hành mọi hoạt động của công ty với đầy đủ tư cách pháp nhân. Giám đốc có quyền ký, ban hành các quyết định liên quan đến công ty và phải chịu trách nhiệm về quyết định của mình trước pháp luật . 2.2. Các phòng ban Công ty gồm có 4 phòng ban 01.Phòng tài chính –kế toán 02.Phòng kinh doanh 03.Phòng kỹ thuật 04.Phòng lưu trữ 2.2.1. Phòng tài chính –kế toán : Có nhiệm vụ hạch toán kế toán, hạch toán thống kê về các chi tiêu về tài sản, nguồn vốn của công ty. Lưu trữ các hồ sơ, văn bản liên quan đến hoạt động hạch toán, kiểm toán, quyết toán, báo cáo theo quy định. 2.2.2. Phòng kinh doanh : Xây dựng các chiến lược ngắn, trung và dài hạn cho công ty 2.2.3. Phòng kỹ thuật : Có nhiệm vụ cài đặt lắp ráp, bảo hành máy tính của khách hàng và của công ty . 2.2.4. Phòng lưu trữ :Quản lý và cung cấp các linh kiện phần cứng máy tính Thực trạng ứng dụng tin trong công ty Trước tình hình ngày càng phát triển của tin học và những thành tựu mà CNTT đem lại cho các tổ chức công ty. Công ty cổ phần thương mại Hoàng Mai đã tin học hoá trong các công tác của công ty. Hiện nay, công ty được trang bị đầy đủ trang thiết bị và 8 máy tính ,4 máy in . Số máy tính và máy in được phân bố cho các phòng như sau : Phòng giám đốc : 02 máy tính + 01 máy in Phòng tài chính –kế toán : 02 máy tính + 01 máy in Phòng kinh doanh : 01 máy tính + 01 máy in Phòng kỹ thuật : 02 máy tính + 01 máy in Phòng lưu trữ : 01 máy tính + 01 máy in Các phần cứng và linh kiện máy tính được sử dụng trong công ty được cung cấp bởi phòng lữu trữ của công ty. Về cơ bản các máy tính trong công ty đã được nối mạng với nhau. Các máy giữa các phòng ban đã được nối mạng với nhau và được kết nối với internet để nhân viên của công ty có thể lên mạng nghiên cứu và cập nhật những thông tin cần thiết cho công việc. Chính vì thế mà giữa các phòng ban đã có sự chia sẻ, dùng chung dữ liệu .. Phần II: khảo sát giao thức mạng máy tính chương I tổng quan về mạng I.1> Khái niệm mạng: I.1.1 Mạng là gì? Mạng máy tính là một hệ thống bao gồm các hệ thống máy tính, thông tin, phần tử kết nối mạng: Hub, switch, router, DNS: internet…và các công nghệ truyền dẫn (frame delay,ISDN). Nó nhằm mục đích chia sẻ, trao đổi, truyền tin, và tài liệu qua mạng. I.1.2 Mô hình mạng: a, Mạng ngang hàng(Peer to Peer): -Mạng ngang hàng đóng vai trò cả client lẫn server -Bất kỳ máy tính nào trong mạng cũng có quyền chia sẻ tài nguyên cho máy khác trong mạng và ngược lại. Thông thường mạng này được ứng dụng trong hệ điều hành Microsoft. Trong trường hợp nếu như số lượng mạng LAN quá 10 máy thì khi chia sẻ tài nguyên phải hạn chế số người sử dụng không vượt quá 10 người sử dụng b, Mạng khách / chủ(client / server) - Mô hình client/server được ứng dụng cho một số lượng lớn người sử dụng và tài nguyên của mạng được quyết định cho máy chủ server. Ví dụ: Mạng kế toán. Các client khi đăng nhập vào mạng(logon) thành công thi các phần mền ứng dụng và cơ sở dữ liệu bởi server mới được hoạt hoá. Kiểu mạng này được sử dụng nhiều trong các hệ điều hành: Window NT /2000, Novell, netware, unix c, Mạng trung tâm hoá (centralized): - Mô hình này giống như mô hình client / server nhưng khác ở chỗ tại các máy trạm (workstation). Đóng vai trò là terminal (nơi gửi lệnh đến máy chủ) và đón nhận kết qủa đã được xử lý từ máy chủ tớ về -Trên thực tế tại những trạm làm việc này có thể là các PC -Đối với mô hình này thì tính bảo mật và an toàn thông tin đảm bảo hơn so với hai mô hình trên. I.1.3 Phân loại mạng: Tuỳ theo yếu tố chính được chọn để làm chỉ tiêu phân loại kỹ thuật như: Kỹ thuật chuyển mạch gói hay qui mô khoảng cách. Dựa vào qui mô mạng để phân loại mạng truyền tin thành các mạng sau: + Mạng cục bộ (LAN là từ viết tắt: Local Area Network): là một nhóm máy tính và thiết bị truyền thông được kết nối với nhau trong khu vực với địa hình địa lý hạn chế (khoảng vài km) + Mạng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN): Giới hạn trong khu vực cấp thành phố. MAN có thể kết nối các LAN thông qua kiểu phần cứng và vận tải truyền thông khác nhau. Nó được cung cấp bởi công ty truyền thông. Mạng này không chỉ dùng cho riêng từng công ty mà được sử dụng cho nhiều công ty khác nhau. + Mạng diện rộng (Wide Area Network – WAN): Được áp dụng cho mạng có qui mô lớn có phạm vi diện rộng trên toàn quốc gia hoặc khắp thế giới. Mạng WAN là mạng được tập hợp sự quan hệ và kết nối của các mạng LAN với nhau thông qua một thiết bị mạng là Router, cùng với các công nghệ đường truyền dẫn. * Dựa vào kỹ thuật chuyển mạch có các loại sau: - Chuyển mạch kênh (circuit switched) : Ví dụ mạng điện thoại, khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau giữa chúng thiết lập một kênh cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định. w Nhược điểm: Tốn thời gian thiết lập và hiệu xuất sử dụng không cao. Chuyển mạch thông báo (Message): Thông báo là một đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng được qui định trước. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển chỉ rõ đích của thông báo. Như vậy, mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo để rồi sau đó chuyển tiếp đi, các thông báo khác nhau có thể gửi đi các con đường khác nhau. Không hạn chế các kích thước của cácthông báo nên phí tổn lưu trữ tạm thời cao, ảnh hưởng đến thời gian trả lời và chất lượng truyền tin, đồng thời khi bản tin bị sai thì thời gian xử lý lớn nên thích hợp với truyền thư điện tử hơn là đối với các ứng dụng có tính thời gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút. Để khắc phục ta dùng mạng chuyển mạch gói. Ưu điểm: Hiệu quả sử dụng đương truyền cao, mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi để giảm tình trạng tắc nghẽn (Cogestion). Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá để gửi thông báo đồ hồ nhiều đích. - Chuyển mạch gói (Packet): Mỗi thông báo được chia thành nhiều gói tin (Packet) có khuôn dạng qui định trước, chứa các thông tin điều khiển. Các gói thông tin thuộc về một bản tin nào đó có thể gửi qua mạng tới đích bằng nhiều con đường khác nhau. Việc tập hợp các gói tin để tạo lại bản tin ban đầu vì các gói tin truyền theo nhiều đường khác nhau, cần phải cài đặt các cơ chế “đánh dấu” gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng. Do có ưu điểm mềm dẻo và hiệu suất cao nên hiện nay mạng chuyển mạch gói được dùng phổ biến hơn các mạng chuyển mạch thông báo. Việc tổng hợp hai kỹ thuật chuyển mạch (kênh –gói) trong cùng một mạng thống nhất gọi là mạng số liên kết đa dịch vụ (Intergrated Services Digital Nerworks) I.1.4 Phân loại cấu trúc mạng: Trong mạng cục bộ chỉ có 3 topology thường dùng là: sao, bus, dạng vòng. a>Topology hình sao (star Topology) Tất cả các nút mạng của LAN được kết nối với thiết bị trung tâm bằng đường kết nối riêng biệt, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích của tín hiệu. Tuỳ theo yêu cầu truyền thông trong mạng thiết bị trung tâm có thể là bộ chuyển mạch, một bộ chọn đường hoặc đơn giản hơn là một sự phân kênh. Hình 1.1. Cấu hình hình sao * ưu điểm: + Các nút LAN độc lập với nhau nên một nút vận hành sai thì các nút khác không bị ảnh hưởng, + Lắp đặt đơn giản, dễ dàng kiểm soát và khắc phục + Dễ cấu hình lại +Cấu hình sao sử dụng chủ yếu là cáp xoắn đôi không màng chắn hoặc cáp xoắn đôi có màng chắn với đoạn mạng tối đa là 100m. Sử dụng cáp UTP có thể đạt tốc độ 100Mb/s. * Nhược điểm: + Trục trung tâm vận hành sai thì ảnh hưởng tới toàn bộ cây mạng, thông tin chạy sai dẫn đến toàn bộ thông bị dừng lại. b>Bus topology: Các nút mạng đặt dọc theo một đường kết nối đơn dung chung. Khi một nút phát tín hiệu truyền ra ngoài theo chiều dọc bus Hình 1.2. Cấu hình hình bus Dạng bus sử dụng phương tiện truyền tin dạng phát tán (Broad- Cast) đa truy nhập địa chỉ (Multi- Access). Dữ liệu được gói trong một gói tin có chứa địa chỉ nguồn và đích. Mỗi trạm kiểm soát phương tiện truyền tin và nhận tin. * Ưu điểm: Tổng độ dài cáp ngắn, cơ cấu đi dây đơn giản * Nhược điểm: + Cách ly sự cố khó khăn, một nút vận hành thì thông tin đường kết nối bị ảnh hưởng. + Khó cấu hình lại. c> Cấu trúc vòng: Tất cả các nút mạng được kết nối với nhau thành một vòng tròn qua đường kết nối đơn, thông qua bộ chuyển tiếp, có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tới trạm kế bên. Mỗi nút được nối với hai nút liền kề. Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trên vùng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết điểm-điểm giữa các Repeater (bộ lặp) Hình 1.3. Cấu trúc dạng vòng * Ưu điểm: Cấu trúc vòng cho tốc độ cao và cho các giao thức sử dụng hiệu quả đường kết nối. Dễ phát triển thành mạng lớn * Nhược điểm: Hỏng một chỗ là hỏng cả mạng và khó cách ly lỗi Khó thay đổi cấu hình mạng Đòi hỏi giao thức truy nhập đường truyền khá phức tạp. I.1.5 Môi trường truyền dẫn Cáp đồng trục (Coaxial): Cáp đồng trục là cáp đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN. Cáp đồng trục có hai loại: 50 ohm và 75 ohm. Các thành phần của cáp gồm: + Một dây dẫn trung tâm (lõi dây đồng). + Một dây dẫn phía ngoài tạo thành ống bao quanh dây dẫn trung tâm. + Một tầng cách điện (lưới chống nhiễu) để giữ dây dẫn phía ngoài cách đều với dây dẫn phía trong. + Một vỏ bao bọc ở bên ngoài bằng nhựa để bảo vệ cáp không bị dập * Ưu điểm: Độ chống nhiễu tương đối cao, tốc độ đường có thể đạt tới 20 Mb/s đến 50 Mb/s trong khoảng cách ngắn. Dễ xây lắp và sửa chữa. * Nhược điểm: Khó cấu hình lại. Chi phí đắt so với đôi dây xoắn, cũng bị ảnh hưởng bởi môi trường. Cáp xoắn đôi: Cáp xoắn đôi bao gồm hai sợi dây đồng cách ly với nhau, xoắn vào với nhau. Loại này dùng cả cho truyên hình số và tương tự trong khoảng cách giới hạn (5 đến 6 km: Tín hiệu tương tự; 2 đến 3 km: Tín hiệu số) với tốc độ đường thấp. Có hai kiểu cáp xoắn được dùng trong mạng LAN: + Cáp xoắn đôi có màng chắn (Shieded Twisted Pair – STP): Cáp STP có công suất 500Mb/s, song ít trường hợp vượt quá 155Mb/s với đoạn cáp chạy 100m. Tốc độ thông dụng nhất của cáp STP là 16 Mb/s, đây là tốc độ hàng đầu của Token Ring. Ưu điểm: Màng chắn cáp STP tạo được đặc tính tránh nhiễm điện từ tốt Nhược điểm: Hạn chế trong vài km Nhạy cảm với sự cố nhiễu và dễ bị nghe nén điện tử. + Cáp xoắn đôi trần (Unshielded Twisded Pair – UTP): Cáp UTP không có màng chắn, có tốc độ dữ liệu từ 1Mb/s đến 100Mb/s. * Ưu điểm: Tốc độ đường truyền cao. Chi phí thấp, dễ cài đặt và dễ cấu hình lại * Nhược điểm: Dễ nhạy cảm với nhiễu điện tử hơn là cáp đồng trục hay cáp STP. Độ suy dần cũng bị hạn chế như cáp STP. Độ chống nhiễu thấp, dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh (độ ẩm, thấm nước, nhiệt độ, va chạm cơ khí). + Cáp quang (Fiber – Optic Cabble): - Là cáp lý tưởng để truyền dữ liệu trong hầu hết mọi tình huống. Cáp quang gồm có các sợi thuỷ tinh mảnh (được gọi là lõi) truyền ánh sáng từ Diod phát quang (LED) hay Diod Lazer (LD). Sợi quang được tráng một lớp lót phản chiếu các tín hiệu, bên ngoài cáp có vỏ nhựa bao bọc. - Cáp quang không truyền các tín hiệu điện, do đó các tín hiệu dữ liệu phải được được chuyển đổi thành tín hiệu ánh sáng. -Cáp quang có hai loại: + Cáp quang đa chế độ (Multi Mode Fiber Optic Cable): Loại này thường dùng để kết nối mạng LAN hoặc nối liên kết mạng trong khoảng cách gần. Với loại sợi cáp đường kính 8,3/125 micron, 100/140 mcr thì tốc độ của cáp là 2km, bước songd 850 mm cũng cho tốc độ từ 4Mb/s đến 16 Mb/s trong LAN- Token Ring. + Cáp quang đơn chế độ (Single Mode Fiber Optic Cable): Loại này thường dùng để kết nối mạng diện rộng hoặc tạo các đường trục truyền thông tốc độ cao, đạt tới vài trăm Mb/s hoặc Gb/s. Bước sóng lan truyền trong khoảng 800 mm đến 170 mm (thường là 850 đến 1300 mm). * Ưu điểm: Băng thông của cáp quang có thể đạt tới 2 Gb/s nên cáp quang có thể hỗ trợ các tốc độ dữ liệu cao kể cả với đoạn chạy cáp dại. Hiện tượng suy dần trong cáp thấp hơn so với cáp đông, có thể tải tín hiệu trên vài km. Do cáp quang không dùng cáctín hiệu điện để truyền dữ liệu nên hoàn toàn không nhiễu điện từ nên hệ số tin cậy cao. * Nhược điểm: Giá thành đắt, chi phí xây lắp tốn kém, khó cài đặt. I.1.6 Phương thức truyền theo đường kết nối : Truyền theo đường kết nối LAN có thể là băng gốc hay băng rộng. Truyền băng gốc chỉ là truyền số theo đường cáp xoắn đôi hay cáp đồng trục riêng. Nó dùng hai bit 1 và 0 để hiển thị trong tin báo và tín hiệu mã hoá điện áp được đặt vào phương tiện truyền dẫn nhưng tín hiệu lại bị suy giảm khi đi qua phương tiện truyền dẫn làm cho thông tin băng gốc qua quãng đường dài trở nên yếu, nếu không dùng bộ khuếch đại hay bộ lặp. Hơn nữa, truyền băng gốc lại dùng toàn bộ dung lượng của đương kết nối chỉ để truyền tín hiệu số liệu Thông tin băng rộng trên LAN là tương tự (Analog). Phương tiện truyền băng rộng thường dùng chung với các mạng khác qua ghép kênh theo tần số. Trong thông tin băng rộng thì các xung số trong bản tin báo được dùng để thay đổi một tín hiệu Analog được truyền đi theo đường kết nối. Băng rộng là một phương án được chọn khi dùng cáp đồng trục nối các nút mạng. Bảng 1: Đặc tính phương tiện truyền dẫn LAN. Môi trường truyền dẫn Phương thức truyền dẫn Tốc độ sốliệu tối đa Giới hạn cự ly Dung lương nút LAN Cáp đồng trục Băng gốc 50 Mb/s < 2 km < 100 Băng rộng 20 Mb/s < 100 km < 10.000 Cáp xoắn đôi Băng gốc 16 Mb/s < 10 km < 100 Cáp quang Băng gốc 100 Mb/s < 200 km < 100 I.2> Mô hình tham chiếu OSI: I.2.1 Mô hình tham chiếu OSI: Khi thiết kế các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích mạng: Phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau.vv. Sự không tương thích đó làm trở ngại cho sự tương tác của người sử dụng các mạng khác nhau. Do đó các nhà sản xuất và các nhà nghiên cứu, thông qua các tổ chức chuẩn hoá quốc gia và quốc tế tích cực tìm kiếm sự hội tụ cho các sản phẩm mạng trên thị trường. Để làm được điều đó trước hết cần phải xây dựng một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế các sản phẩm về mạng Vì lý do đó các tổ chức tiêu chuản hoá quốc tế (International Organization For Standard –OSI) xây dựng mô hình tham chiếu OSI. Mô hình này được chia ra làm 7 tầng như hình vẽ sau: Hệ thốn mở A Hệ thống mở B Application Presentation Session Transport Network Datalink Physical ứng dụng Trình bầy Luân phiên Vận chuyển Mạng Liên kết Vật lý Hình 1.4. Mô hình tham chiếu OSI I.2.1.1.Lớp vật lý (Physical): Lớp vật lý có hai chức năng đảm bảo kết nối vật lý để truyền dữ liệu giữa hệ thống máy tính và mạng đường dây nối. Đơn vị dữ liệu là bus. Lớp này có bốn đặc tính cơ bản: Cơ, điện, chức năng và thủ tục để kích hoạt. Trong giao thức của tầng vật lý có RS.232, RS.449 và X21. I.2.1.2Lớp liên kết dữ liệu (Datalink): Lớp liên kết dữ liệu đóng gói và gỡ dữ liệu để đồng bộ và kiểm soát lỗi dữ liệu và điều khiển luồng. Lớp này kiểm tra độ tin cậy của đường kết nối thực, phát hiện và có thể sửa bất kỳ lỗi truyền dẫn và cung cấp phương tiện để kích hoạt. thử kích hoạt và bảo trì đường kết nối I.2.1.3 Lớp mạng (Network): Lớp mạng thực hiện kết nối hai hệ thống qua mạng truyền thông bằng tuyến các gói dữ liệu. Lớp này thiết lập bảo trì và kết cuối nối qua phương tiện xen giữa. Lớp này đảm bảo sự định tuyến các mạch bằng các mạch kết nối ảo và có sự kiểm soát nghẽn lưu lượng. I.2.1.4 Lớp giao vận (Transport): Đây là lớp quan trọng đối với mạng cục bộ. Nó điều khiển luồng dữ lịêu lên và xuống các tầng và qua mạng, đảm bảo chuyển giao dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận an toàn và hiệu suất theo trình tự không bị trùng lặp. Nó thực hiện việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu. Nó cũng có thể thực hiện việc ghép kênh, cắt hợp dữ liệu nếu cần. I.2.1.5 Lớp phiên (Session): Lớp phiên cơ chế điều khiển sự đối thoại giữa các ứng dụng. Nó thiết lập điều hành và kết cuối các kết nối giữa các ứng dụng phối hợp. I.2.1.6 Liên kết dữ liệu (Presentation): Lớp này tạo ra sự độc lập của các quá trình ứng dụng do khác nhau về cú pháp. Lớp này xác định lựa chọn về cú pháp dùng để truyền thông và sửa lỗi tiếp theo cú pháp được sử dụng. I.2.1.7 Lớp ứng dụng (Application): Lớp này cung cấp các dịch vụ cho chương trình người sử dụng như là truy tìm các tệp, đọc bàn phím và hiển thị các mục trên màn hình. I.2.2.Kiến trúc phân tầng: Để giảm tốc độ phức tạp thiết kế, các mạng được tổ chức thành một cấu trúc đa tầng, mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó và sẽ cung cấp một số dịch vụ cho tầng cao hơn. Hình 1.5: Kién trúc phân tâng Nguyên tắc của kiến trúc mạng phân tầng là: Mỗi hệ thống trong mạng đều có cấu trúc phân tầng ( số lượng tầng, chức năng của mỗi tầng là như nhau). ở mỗi tầng có hai quan hệ: Quan hệ theo chiều ngang và quan hệ theo chiều dọc Quan hệ theo chiều ngang nói lên sự hoạt động của các máy đồng tầng. Các máy đồng tầng phải hội thoại được với nhau. Muốn vậy cần có các qui tắc, quy ước để hội thoại mà ta gọi là giao thức hay thủ tục (Protocol). Ví dụ: Tầng i máy A với tầng i máy B cần có giao thức tầng i. Quan hệ theo chiều dọc: Là quan hệ giữa các tầng kề nhau trong cùng một máy. Giữa hai tầng kề nhau tồn tại một giao diện ghép nối, nó xác định các thao tác nguyên thuỷ và các dịch vụ mà tầng dưới cung cấp cho tầng trên. Trong thực tế dữ liệu không truyền trực tiếp từ tầng i máy này sang tầng i máy kia (trừ tầng thấp nhất – lớp vật lý). I.2.3. Truyền tin đóng gói trong mô hình OSI: Một thực thể ở tầng N không thể truyền dữ liệu trực tiếp tới một thực thể ở tầng N ở một hệ thống khác mà phải truyền chuyển xuống dưới để truyền qua tầng thấp nhất (vật lý) như trong một kiến trúc phân tầng bất kỳ. Khi xuống đến tầng N-1 dữ liệu được chuyển từ tầng N được xem như là một đơn vị dữ liệu cho dịch vụ của tầng (N-1). Phần thông tin điều khiển của tầng (N-1) được thêm vào đầu của tầng (N-1). Trong trường hợp đơn vị dữ liệu dịch vụ của tầng (N-1) qua dài thì nó được cắt nhỏ thành nhiều đoạn, mỗi đoạn được bổ sung phần thông tin điều khiển ở tầng (N-1) ở đầu vào tạo thành nhiều đơn vị dữ liệu giao thức. Trình tự như thế sẽ được tiếp diễn cho đến tầng vật lý, ở đó dữ liệu được truyền qua đường vật lý sang hệ thống nhận. Bên hệ thống nhận trình tự sẽ diễn ra ngược lại. Nghĩa là ở mỗi lớp các gói sẽ được mở và xử lý cho đến khi chúng đến được đích của mình. Hệ điều hành gửi Hệ điều hành nhận Hình 1.6: Bổ dung các phần đầu vào thông điệp Hp: Phần mào đầu tầng trình diện Ht: Phần mào đầu giao vận Hs: Phần mào đầu phiên Hn: Phần mào đầu tầng mạng Hd: Phần mào đầu tầng liên kết dữ liệu I.2.4. Các giao thức chuẩn ISO. Việc trao đổi thông tin cho dù là đơn giản nhất cũng đều phải tuân theo qui tắc nhất định. Do vậy việc truyền tin trên mạng cần phải có những qui tắc, quy ước về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu cho tới các thủ tục gửi, nhận dữ liệu kiểm soát hiệu quả và chất lượng truyền tin, xử lý các lỗi và sự cố. Tập hợp tất cả những qui tắc, qui ước đó gọi là giao thức (Protocol) của mạng. Các giao thức chuẩn ISO đưa tới cách xây dựng cho giao thức từng tầng. Trong mạng chuyển mạch gói có thể truyền theo phương pháp: Có liên kết (Connection) hoặc không có liên kết (Connection less). Với các mạng có liên kết: Các dịch vụ và giao thức ở mỗi tầng trong mô hình OSI phải được thực hiện ba giai đoạn theo thứ tự thời gian: Thiết lập liên kết Truyền dữ liệu - Huỷ bỏ liên kết Với các mạng không liên kết: Thì chỉ có một giai đoạn truyền dữ liệu, các gói dữ liệu được truyền độc lập và theo một con đường xác định dần bằng địa chỉ đích được đặt trong mỗi Datagram . Trong giai đoạn thiết lập liên kết hai thực thể cùng tầng ở hai đầu của liên kết sẽ thương lượng về tập các tham số sử dụng trong giai đoạn truyền dữ liệu và trong giai đoạn này các cơ chế kiểm soát bởi luồng dữ liệu, ghép kênh, cắt hợp dữ liệu được thực hiện để tăng cường độ tin cậy và hiệu suất Các giao thức chuẩn hoá của ISO được xây dựng trên cơ sở 4 hàm nguyên thuỷ sau: + Tín hiệu yêu cầu (Request). + Hàm chỉ báo (Indication). +Tín hiệu trả lời(Respone). + Hàm xác nhận (Confirm). Hệ thống A Hệ thống B Tầng… N + 1……… N……………..N……………. N+1 Request Indication Thời gian Confirm Response Hình 1.7: Mối liên hệ giữa các tầng liền mức Tín hiệu yêu cầu (Request) được gửi bởi người sử dụng dịch vụ tần N +1 trong hệ thống A để gọi thủ tục giao thức ở tầng N. Yêu cầu này được cấu tạo dưới dạng một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu của giao thức (Protocol Data Unit –PDU) để gửi tới B. Khi nhận được đơn vị dữ liệu của giao thức, một thủ tục giao thức ở tầng N của B sẽ thông báo yêu cầu đó lên tầng N +1 bằng hàm “chỉ báo”. Sau đó tín hiệu trả lời được gửi từ N +1 của B xuống N để gọi thủ tục giao thức tầng N để gọi thủ tục giao thức tầng N để trả lời A. Khi nhận được trả lời một thủ tục giao thức tầng N sẽ gửi hàm xác nhận lên N +1 để hoàn tất chu trình yêu cầu thiết lập liên kết của người sử dụng ở tầng N +1 của A. Các chu trình của người sử dụng khác nhau được phân biệt nhờ khái niệm điểm thâm nhập dịch vụ (Service Access Point –SAP) ở ranh giới của hai tầng N và N +1. Chương II Các cơ sở của giao thức truyền tin Giao thức (protocol) là ngôn ngữ để các hệ thống máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau, nó rất quan trọng trong các việc xác lập cấu hình, gỡ rối trong mạng và nâng cao chất lượng mạng. Giao thức cũng có ích trong việc tìm ra những nguyên nhân tại sao các phần mềm viết cho mạng và phần cứng của những nhà cung cấp khác nhau lại không chạy chung được. Từ đó việc xây dựng giao thức mạng chuẩn để so sánh đối chiếu các giao thức của các mạng khác nhau được thiết lập. Trên cơ sở của giao thức truyền tin chúng ta nắm được cách thức nhận biết gói tin, kiểm soát thông lượng để giải quyết vấn đề tắc nghẽn thông tin trên mạng II.1 Cơ sở nhận biết gói tin: II.1.1, Khung tin: Lớp liên kết dữ liệu dựa vào khả năng truyền tải của lớp vật lý. Các bít thông tin truyền đi hoặc nhận về đều được nhóm lại thành những đơn vị logic là khung (frame). Khung tin gồm hai phần chính là: header và thông tin. - Phần header gồm các bít được phân chia thành trường địa chỉ, trường kiểm soát, trường kiểm soát lỗi. - Phần thông tin tách dòng bít thành frame và kiểm tra lỗi (check sum) cho mỗi frame, nếu mỗi check sum chứa trong khung, khi đó có lỗi và nó thông báo nơi gửi là có lỗi. II.1.2,Nhận biết gói tin: Để tách frame có thể xem khoảng thời gian trống giữa các khung. Thường người ta đưa ra các phương pháp sau: Đếm số kí tự: Phương pháp này ít dùng vì từ đếm cũng bị lỗi khi truyền, phương pháp này đơn giản được dùng lúc đầu. Dùng kí tự bắt đầu (start of text –STX ) và kết thúc (End ò text –ETX ) với kí tự stuffing (DLE). STX, ETX được dùng trong giao thức BSC. Dùng cờ (flags) bắt đầu và kết thúc với bít stuffing (01111110) được dùng trong giao thức HDLC và X25.2. II.2 Kiểm soát lỗi: Khi truyền đi một byte trong hệ thống máy tính thì khả năng lỗi xẩy ra do hỏng hóc ở phần nào đó hoặc do nhiễu gây nên là luôn có thể. Các kênh và ra thường xảy ra lỗi, đặc biệt là ở truyền số liệu. Để kiểm tra lỗi ta có thể: Dùng Timer: Nếu quá thời gian quy định không có trả lời là tin chưa nhận được, báo lỗi để phát lại gói tin hỏng. Đánh số frame gửi đi, nếu không nhận đúng thứ tự khung là lỗi, yêu cầu phát lại. Để kiểm tra thu đúng gói tin gửi đi thì thường khi phát tin có kèm theo trường kiểm tra lỗi (FCS) bằng cách sử dụng các phương pháp sau: II.2.1 Phương pháp bít chẵn lẻ: Đây là phương pháp thường dùng nhất để phát hiện lỗi. Đơn giản nhất là phương pháp kiểm tra ngang (vertical Redundancy Check –VRC ). Mỗi xâu bít biểu diễn một kí tự cần truyền đi được thêm vào một bít gọi là bít chẵn lẻ. Bít nà có giá trị 0 nếu số lượng bít trong một xâu là chẵn và ngược lại. Bên nhận sẽ căn cứ vào đó để phát hiện lỗi, như vây làm mất đi khoảng 12,0% dung lượng tin. Để tăng dung lượng tin ta có thể dùng phép kiểm tra tổng các byte hay kiểm tra theo chiều dọc (Longitudinal Redundancy Check –LRC). LRC ngư._.ời ta thêm mỗi khối một byte, byte này được tính bằng phép logic của tất cả các byte trong khối hoặc tính theo đa thức chuẩn để được FCS. II.2.2 Phương pháp kiểm tra vòng: Tìm tập bit kiểm tra thích hợp để ghép vào xâu bit cần truyền đi sao cho bên nhận có thể kiểm soát được lỗi. Chon trước một đa thức sinh G(X). Check sum được tìm thoả mãn điều kiện: Đa thức tương ứng với xâu ghép phải chia hết cho G(X). Khi nhận tin, để kiểm soát lỗi, lấy đa thức tương ứng với xâu bit nhận được chia cho G(X). Nếu không chia hết tức là có lỗi II.3. Điều khiển luồng: Trong mạng chuyển mạch gói PSN (Packet Suiching Network) thương xảy ra trường hợp lượng tải đưa ra từ bên ngoài vào vượt quá khả năng phục vụ của mạng. Thậm chí đôi khi điều này vẫn xảy ra khi đã sử dụng thuật toán tạo tuyến tối ưu. Khi đó, nếu không sử dụng phương pháp nào để hạn chế lượng tin đưa vào thì kích thước các hàng trên các đường dây dữ liệu sẽ không ngừng tăng lên dần đến tràn dung lượng bộ đệm ở các nút mạng tương ứng. Các gói không có chỗ xếp hàng sẽ bị loại bỏ, và bên thu yêu cầu truyền lại dần đến việc lãng phí hiệu quả sử dụng mạng. Bên cạnh đó, khi lượng tải áp đặt quá mức sẽ làm giảm tính khả thông của mạng và trễ của gói trở nên quá lớn. Do đó ta cần phải hạn chế bớt một phần tin truy nhập vào mạng để tránh sự quá tải này. Và thuật toán điều khiển luồng là phép điều chỉnh phù hợp số lượng các gói đang được truyền lên mạng giữa nguồn và đích, và là sự phối hợp tốc độ truyền của thiết bị phát với dung lượng bộ đệm của thiết bị thu và của các nút chung chuyển. II.3.1 Chức năng: + Cơ chế điều khiển luồng được thiét lập nhằm mục đích: Thiết lập sự cân đối giữa việc hạn chế người sử dụng và giữa truyền tin trung bình ở mức hợp lý. Đảm bảo sự công bằng giữa người sử dụng khi hạn chế một phần thông tin truy nhập vào mạng. Duy trì khả năng lưu thông của mạng ở mức cần thiết và không để xẩy ra tình huống “khoá cứng” (dead clock) do tràn bộ nhớ đệm (Buffer –flow). + Rõ ràng đối với người sử dụng thì trễ mạng trung bình càng nhỏ càng tốt, song ta cũng cần phải hiểu rõ ràng điều khiển luồng không phải làm trễ trung bình cho người sử dụng mạng, nó chỉ chuyên trễ của lớp mạng lên lớp cao hơn. Nghĩa là điều khiển luồng bắt các gói đợi ở ngoài mạng chứ không phải bên trong mạng bằng cách hạn chế đầu vào. Do vậy, đôi khi điều khiển luồng còn làm tăng trễ của mạng lên. Để giải quyết vấn đề này người sử dụng có thể dùng các phương pháp sau: Tăng khả năng thông tin của mạng. Cải tạo thuật toán tạo tuyến. Hoặc ngăn người sử dụng muốn truy nhập vào mạng khi tình huống tắc nghẽn xảy ra. + Một nguyên nhân làm ảnh hưởng đế trễ trung bình của gói gửi trong mạng là việc sử dụng kỹ thuật truyền lặp lại gói Khi kích thước của hàng trở nên quá dài làm tràn bộ đệm phải huỷ một số gói không có. Khi phúc đáp một số gói trở về quá chậm nên nút nguồn cho rằng các gói này mất và lặp lại các gói này. + Truyền lặp lãng phí hiệu quả sử dụng mạng và làm giảm khả thông của nó, dù đó là kỹ thuật không thể thiếu được để đảm bảo quá trình thông tin chính xác. II.3.2 Phân loại: Dựa trên các yêu cầu đối với cơ chế điều khiển luồng, người ta đã nghĩ ra hàng loạt các thuật toán giải quyết, tuy nhiên ta có thể phân chúng thành hai nhóm sau: II.3.2.1 Điều khiển luồng bằng cửa sổ trượt (Sliđing Window) * Cửa sổ bên phát: Giả sử cửa sổ bên phát luôn có khung để truyền. Chiến lược truyền lặp lại (Automatic Repeatre Quest –ARQ) được kết hợp với cửa sổ điều khiển số lượng không lưu thông trên đường truyền giữa A và B. Mô hình ARQ đơn giản nhất là ARQ dừng và đợi nghĩa là sau khi bên phát đã truyền đi một khung dữ liệu nó dừng lại và đợi phúc đáp của bên thu. Nhận được phúc đáp nó mới gửi khung tiếp theo. + Trao đổi bản tin với cửa sổ một bit: Phần điều khiển gồm: Số gói tin (Packet number), số thứ tự phát (Seg), số thứ tự nhận ACK. Giả sử máy A ở tầng 2 nhận gói tin từ tầng 3, tạo bản tin và gửi đi. Khi bản tin này đến tầng 2 máy B, nó sẽ tự kiểm tra xem có bị lặp hay không. Nếu đúng là bản tin đang đợi thì nó được chuyển lên tầng 3 và cửa sổ dịch đi một nấc, vùng ACK chứa số bản tin cuối đã được nhận không lỗi. Nếu số này trung với số bản tin vừa gửi đi, bên phát sẽ lấy gói tin tiếp theo từng tầng mạng. Nếu số không đúng nó phải gửi lại bản tin cũ. Trường hợp máy A gửi trước Trường hợp cả A và B cùng gửi A gửi (0,1,Ao) A gửi (0,1,Ao) B gửi (0,1,Bo) B nhận (0,1,Ao)* B nhận (0,1,Ao)* B gửi (0,0,Bo) B gửi (0,0,Bo) A nhận (0,0,Bo)* A nhận (0,1,Bo)* A gửi (1,0,A1) A gửi (0,0,Ao) B nhận (1,0,A1)* B nhận (0,0,Ao)* B gửi (1,1,B1) B gửi (1,0,B1) A nhận (1,1,B1)* A nhận (0,0,Bo)* A gửi (0,1,A2) A gửi (1,0,Ao) B nhận (0,1,A2)* B nhận (1,0,A1)* B gửi (0,0,B2) B gửi (1,1,B1) A nhận (0,0,B2)* A nhận (1,0,B1)* Agửi (1,0,A3) A gửi (1,1,A1) B nhận (1,0,A3) B nhận (1,1, A1)* B gửi (1,1,B3) B gửi (0,1, B2) Hình 2.1: Hai trường hợp có thể xảy ra khi sử dụng thuật toán với cửa sổ bằng 1 Với thuật toán dùng cửa sổ có kích thước bằng 1, một phần lớn thời gian sau khi đã truyền xong một khung A và B phải đợi phản hồi ngược lại mới có thể truyền tiếp tục được khung khác, nên khi truyền xa thì hiệu quả phép truyền không thể cao được. Để sử dụng kênh hiệu quả hơn cần có các thuật toán khác với kích thước cửa sổ lớn hơn. II.3.2.2 Thủ tục kỹ thuật tạo đường ống Khi thiết lập thủ tục truyền tin ta quan tâm đến trễ truyền lan của các gói tin trên đương truyền để sử dụng kênh một cách có hiệu quả. Có hai cách giải quyết sau: Phát lại tất cả cácgói tin kể từ gói tin hỏng: Bên thu huỷ bỏ các gói tin tiếp theo gói tin bị hỏng. Sau khoảng thời gian, bên phát sẽ gửi lại tất cả những gói tin chưa được biên nhận bắt đầu từ gói tin bị hỏng. Phát lại riêng gói tin hỏng (phát lại có chọn lọc): Cho phép bên thu lưu toàn bộ các khung đến nguyên vẹn đến sau khung hỏng trong bộ đệm của mình. Khi bên phát nhận thấy có sự cố, nó chỉ truyền lặp lại khung bị hỏng. Còn bên thu nếu nhận được khung này lần thứ hai không có lỗi thì lớp liên kết dữ liệu của nó chỉ việc xếp đặt lại các khung theo thứ tự và gửi các khung tương ứng lên cho lớp mạng. II.3.2.3 Đánh giá: ARQ Phát lại có chọn lọc và phát lại từ gói hỏng Hai phương pháp này cho thấy tương phản giữa hiệu dụng của băng dải và dung lượng của bộ đệm lớp liên kết dữ liệu. Tuỳ theo khả năng và mức độ yêu cầu để sử dụng cách này hay cách khác. Ngoài ra, phương pháp kể trên cho phép gửi nhiều gói trong phạm vi cửa sổ nên cũng cần nhiều bộ đếm thời gian để xác định cho từng gói. Thông số này thường được mô phỏng chương trình phần mềm có sử dụng đồng hồ phần cứng để tạo các ngắt theo chu kỳ. Phương pháp ARQ phát lại gói tin đã bị hỏng thứ N tỏ ra rất hữu hiệu khi tốc độ lỗi là nhỏ, còn khi đường truyền có chất lượng xấu thì nó làm lãng phí rất nhiều băng dải vì các khung đến sau khung hỏng bị huỷ và truyền lại, khi đó người ta dùng đến phương pháp có sử dụng ARQ phát lại có chọn lọc. Phương pháp này tương ứng với tương hợp cửa sổ thu lớn hơn 1. Tuy nhiên nó cungx đòi hỏi bộ đệm của lớp liên kết dữ liệu lớn trong trường hợp cửa sổ thu có kích thước lớn. Khi một khung mới đến, số thứ tự của nó được kiểm tra xem nó có nằm trong phạm vi cửa sổ hay không, nếu đúng là khung này không trùng với kung nào khác đến trước thì nó được chấp nhận và lưu vào bộ đệm. Sau khi đã nhận hết tất cả các khung trong phạm vi cửa sổ của mình, lớp liên kết dữ liệu sé gửi các gói cho lớp mạng theo đúng thứ tự truyền đi của chúng. Một cải tiến nữa trong thuật toán này là việc sử dụng phúc đáp NAK khi bên thu nhận được khung lỗi, giúp cho bên phát có thể truyền lặp nhanh hơn so với việc đợi Timeout. Để tránh không gửi nhiều NAK cho cùng một khung có lỗi ta sử dụng cờ NoNak Tóm lại: Trong quá trình truyền tin trong mạng máy tính việc xẩy ra lỗi là không thể tránh khỏi, nó làm giảm tốc độ truyền tin đồng thời nhiều lúc gây tắc nghẽn đường truyền làm mất dữ liệu do đó việc điều khiển luồng phù hợp và kiểm soát lỗi là rất cần thiết. Trong bất kỳ hệ mạng điều hành nào đều không nằm ngoài những phương pháp điều khiển lỗ và luồng đã khảo sát, việc đánh giá cụ thể ở phần trên tạo cơ sở truyền tin ngày một nhanh hơn và đáng tin cậy hơn. Để hiểu rõ cụ thể hơn ta sẽ khảo sát ở chương sau. Chương III Các giao thức tầng hai, ba, bốn Các giao thức tầng hai, ba, bốn đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình truyền tin, vì vậy việc đánh giá một cách có hệ thống các giao thức là cần thiết. III.1 Các giao thức điều khiển luồng liên kết dữ liệu: Lớp điều khiển luồng liên kết dữ liệu (data link layer) nghiên cứu các thuật toán thực hiện thông tin hiệu suất, tin cậy giữa hai máy cạnh nhau ở tầng hai. Cung cấp các phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy thông qua cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi có thể xảy ra do nhiễu đường dây, sự trễ do lan truyền và kiểm soát luồng dữ liệu. Cũng giống như tầng vật lý có nhiều giao thức xây dựng cho tầng liên kết dữ liệu DLP (Data Link Protocol). Các DLP được phân chia thành dị bộ và đồng bộ, trong đồng bộ lại chia thành hai nhóm là hai hướng ký tự và hướng bit. Các DLP hướng kí tự được xây dựng trên các kí tự đặc biệt của một bộ chuẩn nào đó như ASCII, Kermit, BSC(Binary Synchronuos Communication) trong khi các DLP hướng bit tự lại dùng cấu trúc nhị phân để xây dựng các phần tử của giao thức và khi nhận, dữ liệu được tiếp nhận lần lượt từng bit một như giao thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao(High Level Data Link Control –HDLC), giao thức điều khiển truy nhập cân bằng (Link Access Procedure –LAP –B ), giao thức điều khiển truy nhập kênh D (Link Access Procedure, D chanel –LAP –D ), giao thức liên kết đường dữ liệu (Serial Line Internet Procedure –SLIP), giao thức liên kết điểm - điểm (Point-to-Point Protocol –PPP). Trong phần này chúng ta khảo sát giao thức dữ liệu của tầng hai. III.1.1 Giao thức Kermit: Đây là giao thức đơn giản nhất do nó chỉ được phép truyền số liệu một chiều từ một máy tính (DTE) này đến một máy tính khác thông qua liên kết số liệu Point- To –Point(đồng đẳng) được sử dụng một cách rộng rãi để truyền file. Sự liên kết hay thiết lập kênh thông qua chuyển mạch điện thoại dùng qua Modem. a>Khuôn dạng bản tin: SOH LEN SEQ TYPE DATA BCC CR Trong đó: SOH: Đánh dấu bắt đầu một khung. LEN: Số kí tự /bytes trong khung. SEQ: Số kí tự gửi của khung. TYPE: kiểu khung được mã hoá dùng cho kí tự đơn. Tập kí tự điều khiển: S: Gửi khung mới B: Kết thúc truyền. F: Tên file. Y: Báo đã nhận D: File số liệu. N: Không báo nhận. Z: Kết thúc file. E: Lỗi. BCC: Kí tự kiểm tra lỗi CR: Đánh dấu kết thúc khối DATA: Nội dung khung. b> Phương thức hoạt động. Máy tính nguồn Máy tính đích User Kermit Kermit Connect Send{filename} Data lock [1] send Data lock [2] send … Data lock [n] send End of file exit Kermit User Kermit Connect Receive Data lock [1] receive Data lock [2] receive … Data lock [n] receive End of file End of transmission exit Hình 3.1: Trao đổi dữ liệu theo Kermit Nếu dùng thì một Modem phải được dùng ở chế độ chủ gọi (Mode Original) và Modem khác dùng chế độ bị gọi (Mode Answer). Dĩ nhiên cả hai Modem hoạt động cùng tốc độ baud. Mỗi người sử dụng chạy chương trình Kermit và sau đó vào lệnh CONNECT, kết quả là thiết lập một liên kết vật lý giữa hai hệ thống. Một Server trong hệ thống muốn nhận một file (hoặc nhiều file) thì lệnh RECEIVE và người sử dụng trong hệ thống gửi lệnh SEND theo tên file được truyền, tất cả người sử dụng thoát khỏi Kermit và trở lại hoạt động hệ thống cục bộ bằng lệnh EXIT. Nội dung của file text được gửi tuần tự mỗi khối 80 kí tự, còn file nhị phân được gửi theo từng chuỗi byte 8 bit. Bất kì kí tự điều khiển định dạng nào trong nội dung file text hoặc nhị phân đều được mã hoá trứơc khi truyền để đảm bảo chúng không ảnh hưởng đến trạng thái thông tin thiết bị trong quá trình truyền. Giao thức Kermit khi truyền file máy phát gửi khung thông tin đầu tiên là khung mời (Invitation). Nó gồm một bảng thống số giao thức như chiều dài lớn nhất của khung và khoảng thời gian cho phép để truyền lại. Máy thu báo đã nhận (Y) khung với thông số điều khiển cho phép truyền. Bên gửi tiến hành truyền nội dung file. Trước tiên là những khung đầu file chứa tên file được gửi đi, bộ phận nhận được báo cho biết bằng việc gửi một khung kết thúc file (Z). Cơ chế lỗi: Trong quá trình truyền từng khối máy phát chờ cho đến khi nhận được khung ACK –BCC đúng thì truyền tiếp hoặc khung ACK –BCC sai thì truyền lại. Số thứ tự trong mỗi khung ACK(Y) và NAK(N) mạng cùng số thứ tự với khung thông tin được báo đã nhận hoặc không. Cuối cùng khi tất cả các file đều được truyền hết, máy phát (nguồn) gửi một khung kết thúc hoạt động truyền. III.1.2 Giao thức truyền tin đồng bộ nhị phân (Binary Synchronous Communication –BSC). BSC: Là giao thức định hướng kí tự (Character Oriented Protocol –COP) hoạt động ở chế độ bán song công (half –duplex) và điều khiên việc truyền đồng bộ là giao thức nổi tiếng nhất được IBM phát triển. Tập kí tự điều khiển: Kí tự chức năng SOH: Start Of Header Bắt đầu nội dung khung STX: Start Of Text Bắt đầu tin EXT: End Of Text Kết thúc tin EOT: End Of Tranmission Kết thúc truyền tin ENQ: Enquiry Yêu cầu nối ACK: Acknowledgmet Kí tự báo cho biết đã nhận số liệu NAK: Noacknowledgmet Kí tự báo cho biết chưa nhận số liệu DLE: Data Link Escape Byte chèn trong suốt tin (stuffing) SYN: Synchronous Kí tự đông bộ bản tin ETB: End Of Block Kí tự kết thúc bản tin Một đơn vị dữ liệu (Frame) dùng trong khung này có khuôn dạng tổng quát như sau: a> Dạng khung số liệu: SYN SYN SOH HEADER STX Tin ETX/ETB BCC Hình 3.2:Các định dạng khung/khối của BSC Trong đó: Header: bao gồm địa chỉ nơi nhận, số gói tin, trường điều khiển, biên nhận ACK. BCC: Kiểm tra khối đơn là 8bit để kiểm tra parity theo chiều dọc cho các kí tự thuộc vùng text, hoặc 16 bit kiểm tra lỗi theo phương pháp CRC –16. Để trong suót bản tin (Data Transparency) dùng kí tự DLE nghĩa là khi phát nếu kí tự trùng với DLE thì ta chèn thêm và khi thu thì kí tự DLE được bỏ. b> Hoạt động của giao thức: đ Cách thức trao đổi bản tin: Giả sử ta có hai máy A va B cần trao đổi thông tin với cách trao đổi bản tin dựa vào tập kí tự điều khiển như: A B SYN ENQ --> Yêu cầu nối <-- SYN ACK Trả lời DLE STX…DLEETX --> Chuyển số liệu <-- SYN ACK Trả lời đã nhận SYN EOT --> Yêu cầu tách <-- SYN ACK Trả lời kết thúc Đầu tiên A gửi một thông báo điều khiển yêu cầu liên kết. Khi B được chọn sẵn sàng nhận bản tin, nó trả lời với một thông báo điều khiển ACK. Sau đó A gửi bản tin, B tính toán lại thứ tự, kiểm tra pairty và chắc chắn truyền không có lỗi thì trả lời là ACK cho mỗi khối. Quá trình truyền xẩy ra có thể theo dạng thông thường hoặc dạng hội thoại. Cuối cùng sau khi gửi toàn bộ bản tin, A gửi một thông báo điều khiển kết thúc văn bản (EOT) để kết thúc việc truyền bản tin và xoá đường kết nối logic. đ Nhận xét: BSC là giao thức rất phổ cập của những năm trước. Tuy nhiên trong những năm gần đây có sự thay đổi theo hướng phức tạp hơn là giao thức định hướng bit. Trong trường hợp mạng máy tính yêu cầu là việc thông suốt thì giao thức định hướng bit đáp ứng tốt. III.1.3 Giao thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao (Hight-level Data Link Control –HDLC). Giao thức hướng bit là giao thức được dung phổ biến hiện nay, tất cả các loại dữ liệu có thể được dùng dưới dạng bit. Tất cả những giao thức định hướng bit đều bắt nguồn từ giao thức HDLC. Giao thức HDLC là chuẩn quốc tế được ISO đề nghị, dùng cho tất cả liên kết số liệu điểm - điểm và liên kết số liệu đa điểm. Nó hỗ trợ cho đường truyền song công, tiền thân của HDLC là giao thức điều khiển liên kết số liệu đồng bộ (Synchronous Data Link Control –SDLC) của IBM, và giao thức điều khiển truyền số liệu cấp cao ADCCP (Advanced Data Communication Control Procedure) a> Khuôn dạng bản tin: Flag 01111110 HEADER TIN Số các bit FCS (16 bit) Flag 01111110 Address Control Hình 3.3: Khuôn dạng bản tin HDLC Flag: Để nhậ biết gói tin dùng cờ bắt đầu và kết thúc. Address: là địa chỉ người nhận. Control: là phần điều khiển. Không như BSC, HDLC được dùng cho cả số liệu và thông báo điều khiển được thực hiện theo khuông dạng khung chuẩn. Có ba loại khung được dùng trong HDLC. Khung giám sát S (Supervision): Được dùng để điều khiển luồng và điều khiển lỗi và do đó chứa số thứ tự gửi và nhận, có hiệu lực điều hanhg sự nối. Khung thông tin I (Information): Mang thông tin thật hoặc số liệu. Các khung I trong hướng ngược lại khi liên kết đang được hoạt động trong chế độ cân bằng dị bộ (Asynchronous Balanced Mode –ABM) và chế độ trả lời đồng bộ (Asynchronous Response Mode –ARM). Khung không đánh số U (Unumered): Được dùng cho những chức năng như thiết lập liên kết và xoá kế nối. đ Các định nghĩa trong trường điều khiển: Bảng 2: Nội dung vùng điều khiển của các loại frameb HDLC (Khuôn dạng chuẩn) 1 2 3 4 5 6 7 8 Information 0 N(S) P/F N(R) Supervision 1 0 S P/F N(R) Unummered 1 1 M P/F M đCác định nghĩa bit trong trường điều khiển mở rộng Bảng 3: Các kiểu và định dạng khung của HDLC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 N(S) P/F N(R) 1 0 S - P/F N(R) 1 1 M P/F S P/F I S U Iformation: Là vùng ghi thông tin cần truyền đi. Để không bị dừng khi gặp bit số liệu bằng cờ ta phải dùng thông suốt bản tin bằng cách: Khi phát tin: Cứ sau 5 số 1 liên tiếp thì thêm một số 0. Khi thu tin: Bit 0 được chèn thêm được huỷ bỏ. - FCS (Frame Check Sum): Chuỗi kiểm tra dư vòng 16 bit cho toàn bộ nội dung của khung bao quanh giữa hai cờ giới hạn. HDLC có ba chế độ hoạt động: Chế độ dị bộ cân bằng SABM (Set Asynchronous Balanced Mode): Được dùng chủ yếu trong những liên kết điểm - điểm, hai chiều (duplex), trong đó các trạm có vai trò tương đương, giao thức tầng hai của thủ tục X.25 được xây dựng theo phương thức này của HDLC. Chế độ trả lời chuẩn SNRM (Set Normal Response Mode): Được dùng trong cấu hình không cân bằng. Chế độ trả lời dị bộ SARM (Set Asynchonous Response Mode): Được dùng trong cấu hình không cân bằng nhưng có nới rộng của trạm tớ nghĩa là cho phép một trạm tớ thiết lập đường truyền mà không cần trạm chủ cho phép. Chế độ này thương dùng cho cấu hình điểm - điểm với liên kết hai chiều và cho phép trạm tớ gửi khung không đồng bộ đối với trạm chủ. Trường S: Trong khung giám sát được định nghĩa như sau: RR (Ready Receive): Sẵn sàng nhận tin, đã nhận tới N (R)-1 REJ (Reject): Yêu cầu phát hay phát lại từ N (R). RNR (Receive Not Ready): Chưa sắn sàng nhận, đã nhận tới N (R)-1. SREJ (Selective Reject): Yêu cầu truyền một frame I duy nhất có số hiệu N(R). Trường N: Trong khung không đánh số dùng để định nghĩa các kiểu khung không đặc biệt. 1100P010 DíC (Disconnect) : Yêu cầu tách. 1110P110 UA (Unnumbered Acknowledgment): Đã nhận được lệnh và tiếp nhận sự điều khiển. 1110F001 CMDR/FRMR (Command Reject/Frame Reject): Không tiếp nhận sự điều khiển. Đối với Frame loại I, có hai tham số N(S) và N(R) được dùng trong sự liên kết thủ tục điều khiển luồng và lỗi có ý nghĩa như sau: N(S): Là số thứ tự của frame gửi đi. N(R): Là chỉ số thứ tự của frame I mà trạm gửi đang chờ để nhận. Sử dụng 3 bit cho N(S) và N(R) nghĩa là số thứ tự có thể trong khoảng 0-7. Tức là cửa sổ gửi lớn nhất có thể chọn là 7. Khuôn dạng mở rộng dùng 7 bit, vì thế làm tăng cửa sổ gửi lớn nhất đến 127. Bit P/F (Poll/Final): Bit này có ý nghĩa P nếu đó là frame yêu cầu, và F nếu đó là frame trả lời. Nghĩa là khi P=1 thì dứt khoát phải có frame trả lời. đNhận xét: Nội dung của trường địa chỉ phụ thuộc vào chế độ hoạt động của SNRM. Mỗi trạm tớ được ấn định một địa chỉ duy nhất, nên bất kỳ lúc nào trạm chủ thông tin với một trạm tớ, trường địa chỉ cũng chứa địa chỉ của trạm tớ. Ngoài ra, một địa chỉ quản bá (Broadcast) cũng có thể được dùng để truyền một khung đến tất cả các trạm ở trong mạng liên kết. Trường địa chỉ không được dùng theo cách này trong ABM bởi vì chỉ liên quan đến liên kết điểm - điểm trức tiếp. Thay vào đó, nó được dùng để chỉ hướng của những yêu cầu phù hợp với sự trả lời. Mặc dù có bốn loại khung giám sát, chỉ có RR và RNR được dùng cho cả SNRM và SABM. Hai khung REJ và SREJ được dùng trong ABM mà cho phép đồng thời hai đường thông tin qua liên kết điểm - điểm. Hai loại này không được dùng để chỉ đến một trạm khác có một lỗi xảy ra, khung I chứa thứ tự N(S) nhận được. Khung SREJ được dùng với thủ tục truyền lại từ khung N. b> Hoạt động của giao thức: Cơ chế vận hành của HDLC xoay quanh hai chức năng cơ bản quản lý liên kết dữ liệu và chuyển số liệu (bao gồm điều khiển luồng và lỗi). đ Quản lý liên kết: Trước khi truyền một thông tin bất kỳ giữa hai trạm kết nối bằng liên kết điểm - điểm, một kết nối logic được thiết lập giữa hai bộ phận truyền thông tin. Điều này được thực hiện bằng sự trao đổi hai khung không đánh số, được trình bày ở trên. Thủ tục có tácdụng khởi động biến thứ tự ban đầu có trong mỗi trạm. Những biến này được dùng thủ tục điều khiển luồng và điều khiển lỗi. Cuối cùng sau khi truyền tất cả số liệu, gửi khung DISC để xoá liên kết và trả lời với một khung UA. Trong quá trình thiết lập nói tách, nếu quá thời gian qui định thì phát lại hoặc thoát khỏi liên kết. Để thực hiện quá trình liên kết dữ liệu ta có thể minh hoạ bằng hình sau: Tách Phát SABM Đợi UA Đợi UA T< Tmax Nhận UA Phát DISC T<Tmax T=T+1 Nối Hình 3.4: Qua trình liên kết đ Truyền số liệu: Hai khía cạnh quan trọng nhất trong giai đoạn chuyển số liệu là điều khiển lỗi và điều khiển luồng. Điều khiển lỗi dùng thủ tục vận chuyển liên tục sử dụng phương pháp truyền lại từ khung thứ N (go back) hoặc truyền lại chon lọc (selective repeat), điều khiển luồng dựa trên cơ chế cửa sổ trượt đã đượ trình bày trong chương 2. Quá trình thu phát số liệu được minh hoạ bằng sơ đồ sau: Hình 3.5: Sơ đồ điều khiển trao đổi số liệu HDLC Khi mỗi khung I được nhận, cả N(S) và N(R) đều được đọc. Đầu tiên so sánh N(S) với N(R). Nếu chúng bằng nhau tức là khung đúng thứ tự và được chấp nhận. Nếu chúng không bằng nhau khung sẽ bị huỷ bỏ và trở lại khung REJ hoặc khung SREJ. Sau đó N(R) được kiểm tra trong danh sách truyền lại. c> Nhận xét: Giao thức HDLC là giao thức định chuẩn hướng bit có kết nối, được đặc trưng bởi tính hiệu suất và độ tin cậy cao, chặt chẽ và mềm dẻo. Tính hiệu suất được thể hiện ở chỗ là chỉ bổ sung thêm một bit trong bản tin, phần điều khiển không dài dòng chỉ một byte nên giảm độ dư thừa và việc kiểm soát của byte điều khiển rất chặt chẽ, quản lý đơn giản, còn tính mềm dẻo thể hiện là bản tin bit nên không quan tâm đến ký tự truyền. HDLC được ứng dụng trong rất nhiều mạng hiện nay và tỏ ra là giao thức hoạt động có hiệu quả trên mạng diện rộng và mạng cục bộ. III.1.4 Giao thức truy cập đường truyền cân bằng (Link Acess Procedures Balanaced –LAP –B). LAP –B là một bộ phận của HDLC được dùng để điều khiển việc truyền các khung thông tin qua liên kết số liệu hai chiều, điểm - điểm để nối một máy tính đến mạng chuyển mạch gói công cộng. LAP –B nghĩa là phương thức này truy cập tuyến cân bằng, có hai thủ tục đơn tuyến và đa tuyến giữa DTE và DCE. ở thủ tục đa tuyến có sự cố thì các tuyến khác được sử dụng mà không bị mất số liệu. LAP –B được mở rộng của mạng con đầu tiên là thủ tục truy nhập liên kết (Link Access Procedure –LAP). Máy tính là DTE và tổng đài chuyển mạch gói là DCE. LAP –B được dùng để điều khiển việc truyền của những khung thông tin qua giao diện cục bộ DTE –DCE và vì thế nó có ý nghĩa cục bộ. Khuôn dạng của giao thức LAP –B giống như thủ tục HDLC. Thủ tục điều khiển, LAP –B sử dụng chế độ cân bằng không đồng bộ SABM với DTE và DCE và tất cả các khung thông tin được xử lý như những khung lệnh. Bảng 4: Tóm tắt những khung xử dụng LAP –B LAP –B Khung Lệnh Đáp ứng S RR RR RNR RNR U REJ REJ SABM UA I DISC FRMR I Trong đó: RR: Sẵn sàng nhận. RNR: Chưa sẵn sàng thu. REJ: Yêu cầu truyền một frame I duy nhất có số hiệu N(R). SABM: Phương thức trả lời cân bằng. DISC: Giải phóng liên kết. UA: Báo nhận. SAP: Điểm truy cập dịch vụ. FRMR: Không tiếp nhận sự điều khiển. LAP –B chủ yếu có hai khung:Khung lệnh và khung đáp ứng. Khung đáp ứng được phát để xác nhận công việc thu một lệnh. Khung S có thể là khung lệnh hoặc là khung đáp ứng. Các khung S có 3 kiểu RR, RNR, REJ liên quan tới việc điều khiển luồng cho khung I và khắc phục lỗi truyền thông tin do lỗi bị hỏng khung. Để phân biệt giữa hai trạm, địa chỉ của DTE và DCE được dùng như trên nghĩa là nếu DCE phát lệnh thì dùng địa chỉ A và DTE phát lệnh thì dùng địa chỉ B Bảng 5: Phương thức truyền giữa hai trạm. Địa chỉ Hướng DTE-> DCE DCE-> DTE Lệnh Trả lời 01 hex (B) 03 hex (A) 03 hex (A) 01 hex (B) LAP –B hoạt động ở chế độ dị bộ cân bằng với số thứ tự gửi và nhận mỗi lần là 3 bit hay cho phép gửi tối đa cửa sổ bằng 7. Tuy nhiên, nếu chọn chế độ mở rộng, 2 bytes cho trường điều khiển thì số thứ tự gửi và nhận được mở rộng thành 7 bit cho phép cửa sổ lớn hơn nhiều. Khi trường điều khiển có độ dài thay đổi thì nhiều thủ tục của X.25 không trợ giúp cho phương thức làm việc này. Những mạch tích hợp có thể thực hiện LAP –B được lập trình trong bộ nhớ. Chúng thường được gọi ;à mạng X.25 mặc dù chúng chỉ thi hành giao thức LAP –B ở tầng hai của giao thức X.25 đầy đủ. Tuy nhiên ứng dụng truyền thông từ máy tính đến máy tính. Do nhu cầu ứng dụng tăng, trong một vài trường hợp đặc biệt, số liệu truyền qua với chỉ một liên kết đơn không có khả năng để đáp ứng những yêu cầu nên phải sử dụng đa liên kết. Vì thế, để cho phép thực hiện điều này việc mở rộng LAP –B gọi là thủ tục đa liên kết (Multi Link Protocol). đ Các vị trí liên quan đến lớp liên kết số liệu: Hình 3.6a): Các vị trí liên quan đến lớp liên kết số liệu DLL(Data Link Layer): Lớp liên kết dữ liệu. DLP(Data Link Protocol): Giao thức liên kết số liệu. MLP(Multi Link Procedure): Thủ tục đa liên kết. Như đã trình bày ở hình 3.6(a), việc chuyển những khung qua mỗi liên kết vật lý được điều khiển bởi thủ tục liên kết đơn riêng biệt theo cách mô tả. Một MLP đơn giản hoạt động và xử lý đơn giản, tập trung của những biến đổi liên kết để truyền thông tin sử dụng. Điều này có nghĩa là phần mềm ứng dụng không nhận ra đa liên kết vật lý đang sr dụng. MLP đơn giản xử lý một tập hợp những thủ tục lien kết đơn như một liên kết chung, qua đó để chuyển các khung người sử dụng. Vì vậy nó hoạt động với tập số thứ tự và các thủ tục điều khiển luồng độc lập với mỗi thủ tục liên kết đơn (Simple Link Protocol –SLP). Do đó nếu một SLP không hoạt động thì MLP sẽ đánh dấu và truyền lại những khung nhưng có thể giảm các biến liên kết. F A C MLC DATA FCS F Flag Address Control I –Field SLP/LAP –B Hình 3.6b): Định dạng khung MLC(Multi Link Control): Điều khiển đa liên kết. Để thực hiện sơ đồ này, MPL thêm vào một trường điều khiển ở đầu mỗi khung một trường điều khiển đa liên kết MLC, thủ tục liên kết đơn SLP xử lý MLC như một trường thông tin và cộng thêm trường địa chỉ (A) và trường điều khiển (C) riêng của nó như ở phần 3.6(b) của hình. Cấu trúc điều khiển luồng và cấu trúc điều khiển lỗi trong MLP có tính chất như những cấu trúc đã dùng với LAP –B. Trường điều khiển đa liên kết gồm hai octetcs và mỗi một chứa chuỗi 12 bit. Điều này cung cấp 4096 số thứ tự(0-4095) và do đó khích thước của cửa sổ lớn nhất là 4095, cho phép nhiều liên kết được sử dụng, hoạt động ở tốc độ số liệu cao. Ví dụ khi hai mạng chuyển mạch gói X.25 đang được kết nối với nhau. III.1.5 Giao thức truy cập liên kết kênh D (LAP –D) –Link Access Protocol. LAP –D là một phần của HDLC dùng cho mạng số đa dịch vụ ISDN (Intergrated Service Digital Network). Nó cũng được dùng trong dạng mở rộng để điều khiển luông thông tin qua một kênh người sử dụng gắn với một dịch vụ gọi là khung trễ. ISDN giống như PSTN là mạng chuyển mạch trong như tế là một đường dẫn ảo phải được thiết lập trước khi bất kì thông tin nào được truyền bằng cách dùng sự phân chia kênh báo hiệu có giao thức khởi tạo riêng mà LAP –D là một bộ phận tạo thành. Dịch vụ kết nối định hướng được dùng để truyền cuộc gọi thiết lập giữa một bộ phận của thiết bị sử dụng điện thoại hoặc DTE và một tổng đài địa phương (chuyển mạch cục bộ). a> Khuôn dạng bản tin: Bảng 6: Khuôn dạng bản tin 1 Cờ 2 3 Địa chỉ (1) Địa chỉ (2) 4 5 Trường điều khiển (1) Trường điều khiển (2) Dữ liệu N –2 N –1 Khung kiểm tra (1) Khung kiểm tra (2) N Cờ (01111110) +> Trường địa chỉ có dạng như sau: EA bit SAPI C/R 0 TEI 1 Một trong những điểm chính của LAP –D là cấu trúc trường địa chỉ và khả năng ghép một vài tuyến logic trên cùng một kênh vật lý. Địa chỉ được gọi là nhận dạng điều khiển truyền số liệu DLCL dài 13 bit, gồm hai dải con: TEI (Terminal Identifier): Bộ nhận dạng điểm cuối của thiết bị đầu cuối. SAPI (Service Access Point Identifier): Bộ nhận dạng điểm nhận vào của dịch vụ. EA (Extanded Address): Bit mở rộng địa chỉ. C/R (Command/Response): Bit trả lời để phân biệt khung lệnh và khung trả lời. +> Trường FCS: Sử dụng phương pháp chia đa thức +> Trường điều khiển: Xác định loại khung phát đi, giống như HDLC có 3 loại I, S, U. Bảng 7a): Khung thông tin Bảng 7b): Khung đánh số 0 1 1 P 1 1 1 1 0 0 0 F 1 1 1 1 0 0 0 P 0 0 1 1 0 1 0 P 0 0 1 1 0 1 1 F 0 0 1 1 1 0 0 F 0 1 1 1 SABME C DM R UI C DISC C UA R FRMR R C(Command): Bit lệnh. R(Response): Bit trả lời Có các thiết bị đầu cuối khác nhau - điện thoại, DTE hoặc hợp nhất cả hai loại – có thể chia kênh truy cập cơ bản (cũng là kênh D) giữa những phần mềm liên quan của khách hàn và tổng đài ISDN cục bộ. Tuy nhiên tất cả các thông báo thiết lập cuộc gọi được gửi đến thiết bị đầu cuối bằng cách dùng trường địa chỉ LAPD. Cơ chế của nguyên lý tương tự như cơ chế sử dụng trong Mode NRM ngoại trừ rằng với LAP-D không có cấu trúc bus vật lý và Master đi kèm theo với thiết bị đầu cuối truy cập các bus trong luồng, cấu trúcchính của mỗi khung LAP –D trìn._.m một hoặc nhiều chuyển mạch có thể liên kết với nhau tạo thành một cơ cấu chuyển mạch. ATM là một kỹ thuật định hướng kết nối, hai máy tính phải thiết lập một mạch ảo thông qua mạng trước khi chúng có thể truyền dữ liệu, một máy chủ có thể chọn giữa hai kiểu cố định hoặc kiểu chuyển mạch ảo. IV.3. Phương thức truy nhập đường truyền Chức năng của phương thức truy nhập đường truyền: Gửi dữ liệu lên cáp cùng một lúc thì gói dữ liệu của máy tính này sẽ va chạm với + Nhằm định rõ cách thức máy tính đưa dữ liệu lên cáp mạng và lấy dữ liệu ra khỏi cáp. + Điều khiển lượng lưu thông trên cáp: Nhiều máy tính phải truy nhập chung cáp, nếu hai máy tính gói dữ liệu của máy tính kia đến hai gói dữ liệu sẽ bị phá huỷ. Phương pháp truy nhập ngăn không cho truy nhập cáp cùng một lúc, nhằm đảm bảo mỗi lần chỉ có máy tính truyền dữ liệu lên cáp mạng. Phương pháp truy nhập gữi cho tiến trình truyền nhận dữ liệu mang đi theo một trình tự w Có hai phương pháp truy nhập chính: IV.3.1 Phương pháp đa truy nhập cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột (Carrier Sence Access with Collision –CSMA/CD) : w Phương pháp đa truy nhập cảm nhận sóng mang (Carrier Sense Multiple Access –CSMA) : Phương pháp này còn gọi là “nghe trước khi nói” (Listen Before Talk –LBT), một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải “nghe” xem phương tiện truyền rỗi hay bận. Nếu rỗi thì trạm bắt đầu truyền tin, nếu bận thì trạm thực hiện một trong ba giải thuật sau: Giải thuật “Non –persistent”: Trạm tạm rút lui chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu “nghe” đường truyền. Giải thuật “1 –persistent”: Trạm tiếp tục “nghe” đến khi phương tiện rỗi thì dữ liệu đi với xác suất là 1. Giải thuật “p –persistent”: Trạm tiếp tục “nghe” đến khi phương tiện rỗi thì dữ liệu đi với xác suất nào đó. Ngược lại trạm tạm rút lui trong một thời gian cố định rồi truyền với xác suất p hoặc tiếp tục chờ đợi với xác suất (1-p). w Phương pháp đa truy nhập cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột (Carrier Sence Access with Collision –CSMA/CD) Đây là dạng phổ biến nhất trong mạng cục bộ. Nếu như CSMA chỉ “nghe trước khi nói ” nên có thể có xung đột xảy ra mà trạm không hay biết thì CSMA/CD là phương pháp “nghe trong khi nói” (Listen While Talk –LWT). a. > Sơ đồ cạnh tranh: Sơ đồ cạnh tranh của một LAN là bộ qui tắc theo đó các nút LAN cạnh tranh vơi nhau giành quyền truyền thông. Mỗi loại LAN đều có sơ đồ cạnh tranh riêng của mình. CSMA/CD có sơ đồ cạnh tranh rất đơn giản. Theo CSMA/CD, đối với mỗi nút truyền dẫn có bốn qui tắc sau: Qui tắc 1: Lắng nghe đường kết nối. Qui tắc 2: Khi đường kết nối rỗi thì truyền đi một gói dữ liệu. Qui tắc 3: Khi phát nghe xem có va chạm hay không. Va chạm xảy ra khi 2 hay nhiều trạm phát đồng thời. Các trạm phát hiện ra va chạm bằng cách so sánh tín hiệu phát đến các trạm khác nghe được sau khi truyền. Nếu các tín hiệu khác nhau thì có va chạm. Qui tắc 4: Khi có một va chạm thì phát một âm cảnh báo để cho tất cả các nút biết có va chạm đó. Sau đó chờ một thời khoảng ngẫu nhiên xác định bằng một thuật toán chờ (backoff) luỹ thừa nhị phân. Sau khi hết thời khoảng chờ đợi thì truyền lại. Theo qui tắc này, rõ ràng mạng CSMA/CD ở 1 trong 3 trạng thái rỗi khi mạng yên tĩnh và không có nút nào đang phát, trạng thái truyền dẫn khi có một gói ở trên đường truyền; và trạng thái cạnh tranh khi có 2 hay nhiều gói va chạm nhau trên đường truyền. Khe cạnh tranh khung khung khung khung Thời khoảng Thời gian Rỗi cạnh tranh Hình 4.6: Các trạng thái của CSMA/CD b> Gói CSMA/CD: Hình 4.6 trình bày một gói CSMA/CD điển hình. Trong gói các byte (đôi khi gọi là octet) truyền từ mức cao xuống mức thấp, và các bit trong mỗi byte truyền từ trái qua phải. Nội dung của mỗi trường trong gói như sau: Phần đầu dài 7 byte và chứa các bit đồng bộ tổng tin báo. Nội dung phần đầu luôn là 101010… Phần mào đầu = 101010… SFD = 10101011 Địa chỉ đích (nơi đến) Địa chỉ nguồn(nơi xuất phát) Độ dài (của số liệu LLC) Số liệu LLC PAD FSC khiểm tra khung Khởi đầu qui định của phạm vi khung (SFD) chỉ dài 1 byte. SFD luôn luôn là 10101011. 7 1 2/6 2/6 2 46-1500 4 Hình 4.4: Gói CSMA/CD Các trường nơi đến và xuất phát dài 2 hay 6 byte. Mỗi loại địa chỉ phụ thuộc vào độ dài của trường địa chỉ. Chuỗi kiểm tra khung kiểm tra độ dư chu kỳ 32 bit tính trên tất cả các trường trừ phần mào đầu và SFD. Mạng LAN băng gốc dùng mã hoá Manchester trong truyền số liệu. Mã hoá Manchester có sơ đồ tự định thời đồng bộ, trong đó mỗi bit được đảm bảo chuyển điện áp ở giữa bit. Tương tự 1 bắt đầu khi điện áp thấp, sau đó chuyển sang điện áp thấp ở giữa bit. Tiêu chuẩn CSMA/CD băng rộng là 10BROAD36 dùng khoá dịch pha vi sai để điều chế sóng mang Analog trên cáp. IV.3.2> Phương pháp điều khiển truy cập bằng thẻ bài (Token) * Token bus (bus dùng thẻ bài): Các trạm trên bus tạo lên một vùng logic. Các trạm được xác định theo một dãy thứ tự mà trạm cuối dãy sẽ liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạm được biết địa chỉ của các trạm kề trước nó. |----- Vòng logic Đường truyền vật lý. Hình 4.7: Ví dụ vòng logic trong mạng bus Thẻ bài dùng cấp phát quyền truy nhập được lưu truyền trong vòng logic. khi trạm nhận được thẻ bài thì được trao quyền sử dụng phương tiện trong một thời gian đã hết thời hạn trạm sẽ truyền thẻ bài đến trạm kế tiếp trong vòng logic. Các trạm không sử dụng thẻ bài vẫn có mặt trên bus nhưng chúng chỉ có thể trả lời cho yêu cầu xác nhận (nếu chúng là đích của gói tin nào đó). Thứ tự vật lý của trạm trên bus không quan trọng, độc lập với thứ tự của logic. Khi dang giữ thẻ bài mà nhận được gói tin thì chứng tỏ nút khác đã có thẻ, lúc đó nó sẽ bỏ thẻ bài bằng cách chuyển sang trạng thái “nghe”. Khi nút hoàn thành công việc nó gửi thẻ tới nút dứng sau nó. Nếu nút tiếp sau hoạt động thì nút gửi thẻ chuyển sang trạng thái bị động. Nếu ngược lại nó gửi thẻ cho nút kế tiếp lần nữa. Nếu hai lần không được thì coi như nút kế tiếp hỏng và gửi đi gói tin “ai đứng sau” để hỏi tên của nút kế tiếp sau nút đó. Nếu không thành thì nút đó coi là đã có sự cố nút ngừng hoạt động và nghe trên bus. * Token ring(vòng thẻ bài) Phương pháp này dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập đường truyền, nhưng ở đây thẻ bài lưu chuyển theo vòng vật lý. Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bít biểu diễn trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi. Khi đó trạm sẽ đổi bit của trạng thái thẻ bài thành bận và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng, các trạm có dữ liệu cần truyền thì phải đợi. Dữ liệu đến trạm đích được sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay về trạm nguồn. Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dữ liệu đổi bit trạng thái thành rỗi và cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể được truyền dữ liệu. B D A C Free Token Nguồn Đích D B A C BusyToken Nguồn Đích D B A C Nguồn Đích Data Data Hình: Hoạt động của phương pháp Token Ring A có dữ liệu cần truyền đến C. Nhận được thẻ bài rỗi nó đổi bit trạng thái thành bận và truyền dữ liệu đi cùng với thẻ bài. Trạm đích C sao dữ liệu dành cho nó và chuyển dữ liệu cùng thẻ bài đi về hướng trạm nguồn A sau khi gửi thông tin báo nhận vào đơn vị dữ liệu. A nhận được dữ liệu cùng thẻ bài quay về, đổi bit của thẻ bài thành rỗi và chuyển tiếp trên vòng, xoá dữ liệu đã truyền. Sự quay về nguồn của dữ liệu với thẻ bài nhằm tạo một cơ chế báo nhận tự nhiên: Trạm đích có thể gửi vào đơn vị dữ liệu của mình. Chẳng hạn các thông tin có thể là: trạm đích không tồn tại hoặc không hoạt động, trạm đích tồn tại nhưng dữ liệu không được sao chép, dữ liệu đã được tiếp nhận, có lỗi. Trong phương pháp này cần giải quyết hai vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống: một là việc mất thẻ bài; hai là một thẻ bài bận lưu chuyển tên vòng không dừng. Có thể có nhiều giải pháp khác nhau cho hai vấn đề này. Đối với vấn đề mất thẻ bài: có thể quy định trước một trạm điều khiển chủ động. Trạm này sẽ phát hiện tình trạng mất thẻ bài bằng cơ chế ngưỡng thời gian và phục hồi bằng cách phát đi một thẻ bài rỗi mới. a> Gói Một gói vòng thẻ bài có hai phần : Thẻ bài và gói số liệu. Thẻ bài có 3 trường: Giới hạn đầu, điều khiển truy nhập và giới hạn cuối. Thẻ bài Gói số liệu Giới hạn đầu điều khiển truy nhập Điều khiển khung Địa chỉ đến Địa chỉ nguồn xuất phát Thông tin điều khiển kết nối logic hay điều khiển truy nhập phương tiện truyền Dãy kiểm tra khung Giới hạn cuối Trạng thái khung 1byte 1byte 1byte 2/6byte 2/6byte 0-4099 byte 4byte 1byte 1byte Hình 4.9: Thẻ bài và gói số liệu + Giới hạn đầu khung là trường 1 byte dùng để chỉ phần đầu của thẻ bài. + Điều khiển truy nhập là trường một byte dùng để truy nhập vào đường kết nối. Các trạm muốn giữ chỗ trước thẻ bài hay theo dõi đường kết nối sẽ thay một trong các tập bit điều khiển truy nhập sau đây: - Trường ưu tiên là một bộ ba bit ưu tiên cho các tin báo để truyền đi. Chỉ khi nào một trạm có các tin báo có mức ưu tiên này hay cao hơn nó mới có thể chiếm được thẻ bài và truyền tin. - Bit trạng thái của thẻ bài chỉ thị trạng thái thẻ bài (0: Thẻ bài tự do; 1: Thẻ bài bận, số liệu theo sau) Bit giám sát được trạm theo dõi tích cực sử dụng để xác định trạng thái của đường kết nối. - Trường đặt chỗ trước là một bộ ba bit mà các trạm có thể sử dụng để dành cho đường kết nối. Qua trường này, các trạm đang chờ để truyền tin sẽ nêu ra mức ưu tiên (từ 0 đến 7) tin báo của mình. Khi một thẻ bài tự do được tạo ra thì nội dung của các bit này sẽ được sao lại váo các bit ưu tiên. - Giới hạn cuối khung là trương cuối cùng trong thẻ bài tự do. Trong thẻ bài bận thì trường này được chuyển vào cuối gói số liệu. Một tin báo vòng thẻ bài gồm một thẻ bài bận và theo sau là gói số liệu. Gói số liệu gồm có các trường sau: Điều khiển khung, địa chỉ số liệu, ký tự kiểm tra khung, giới hạn cuối và trạng thái khung. - Điều khiển khung là trường một byte đánh dấu sự chuyển tiếp giữa các trường thẻ bài và gói số liệu. Trường này chỉ ra loại gói được lưu chuyển. Các loại gói khả dĩ là khung số liệu, khung điều khiển thẻ bài, các khung số liệu quản lý MAC và khung có số liệu có mục đích riêng. - Địa chỉ đích là một trường 2 hay 6 byte dùng để qui định các trạm mà gói được gửi đến. Nó có thể là địa chỉ duy nhất (một trạm), địa chỉ nhóm nhiều đích (một nhóm trạm), địa chỉ quảng bá (tất cả các trạm trên vòng) - Địa chỉ nguồn là một trường 2 hay 6 byte dùng để xác nhận trạm gửi gói đi. Địa chỉ này phải sử dụng cùng một khuôn dạng (2 hay 6 byte) với địa chỉ đích. - Trường số liệu chứa số liệu cộng với tất cả các tiêu đề và mã kết thúc gắn vào số liệu ở các lớp OSI cao hơn xuống tận lớp LLC. - Trường kí tự kiểm tra khung chứa một giá trị kiểm tra độ dư tuần hoàn 4 byte. Giá trị này tính trên cơ sở điều khiển khung, địa chỉ đích, địa chỉ nguồn và các trường số liệu LLC. Trạm thu thực hiện cùng một kiểu tính toán và so sánh giá trị tính toán của mình với giá trị lưu trữ. Nếu hai giá trị đó không như nhau thì gói được coi là sai lỗi. - Giới hạn cuối là trường một byte chứa các kí hiệu phi số liệu đặc biệt dùng để chỉ phần cuối của gói. Nó còn chứa các bit E và I. - Bit I (trung gian) chỉ báo gói này có phải là gói cuối cùng trong tin báo hay không (0 = không còn gói nào nữa trong tin báo: 1 =vẫn còn gói đang đến). - Bit E (sai lỗi) được thiết lập bởi bất kỳ trạm nào đang dò tìm sai lỗi trong gói (1 =có sai lỗi trong gói : 0 =không có sai lỗi trong gói). - Trạng thái khung là trường một byte chứa các bit A và C. - Bit A (lấy chữ cái đầu của Address recognized: Địa chỉ được nhận ra) được trạm đích đặt là 1. Nếu nội dung là số 0 khi gói trở lại nguồn của nó thì phải được gửi lại. - Bit C (lấy chữ cái đầu của Copied : Được coi lại) được trạm đích đặt là 1 nếu không có sai lỗi khi truyền và trạm đích có đủ không gian đệm để chứa gói. b> Giữ chỗ trước thẻ bài: Trong mạng vòng thẻ bài thì sơ đồ ưu tiên là tuỳ chọn. Khi sơ đồ ưu tiên không được sử dụng thì trạm có thể gửi đi các đơn vị số liệu, bất kỳ khi nào nó nhận một thẻ bài tự do. Nhưng khi sơ đồ ưu tiên được sử dụng thì mỗi trạm đều phải chú ý đến 3 bit ưu tiên trong byte điều khiển truy nhập của một thẻ bài tự do. Các bit này biểu thị mức ưu tiên của thẻ bài hiện có. Khi một trạm nhận được một thẻ bài tự do thì trạm so sánh giá trị ưu tiên của số liệu mà trạm phải gửi đi. Nếu mức ưu tiên này bằng hay cao hơn giá trị bit ưu tiên của thẻ bài thì trạm có thể chiếm thẻ bài và truyền. Nếu khác thì trạm phải cho qua thẻ bài tự do này và chờ cho đến khi một thẻ bài có mức ưu tiên thấp hơn xuất hiện. Mức ưu tiên nêu ra trong thẻ bài tự do được thiết lập bằng trường đặt chỗ trước trong thẻ bài bận cuối cùng. Thẻ bài bận luôn gắn vào phần đầu của gói số liệu. Khi một trạm nhận được một thẻ bài bận và một gói số liệu thì trạm có thể thì trạm có thể đặt chỗ trước thẻ bài tự do tiếp theo. Nếu mức ưu tiên các thông báo của các trạm cao hơn giá trị ghi trong trường dự bị thì trạm có thể đặt chỗ trước thẻ bài tự do tiếp theo bằng cách ghi mức ưu tiên của các thông báo của mình vào bit đặt tại chỗ trước của trường điều khiển truy nhập. Khi thẻ bài bận và gói số liệu trở lại nguồn của mình thì trạm nguồn sẽ tách thẻ bài và gói ra khỏi đường kết nối nhưng giữ lại các bit đặt chỗ trước. Ngoài ra trạm kiểm tra mức ưu tiên của bất kỳ thông báo phụ thêm nào mà trạm phải gửi đi. Sau đó trạm sẽ tạo ra một thẻ bài tự do mới và lưu vào các vị trí bit ưu tiên của thẻ bài mới mức ưu tiên của các tin báo đang chở riêng của mình hay mức ưu tiên biểu thị bằng các bit đặt chỗ trước của thẻ bài bận cuối cùng (lấy mức ưu tiên nào cao hơn). Để cho mức ưu tiên thẻ bài không tiếp tục tăng lên thì khi nâng cao mức ưu tiên của thẻ bài tự do trạm sẽ có trách nhiệm hạ thấp mức ưu tiên của thẻ bài tự do tiếp theo. Cho nên một trạm sẽ có trách nhiệm nâng cao mức ưu tiên phải nhớ được cả mức ưu tiên cũ và mới và hạ mức ưu tiên của thẻ bài vào thời gian thích hợp. d> Kiểm tra lỗi Sai lỗi trong khi truyền tin có thể được phát hiện và báo cáo bằng bất kỳ trạm nào trên vòng. Trong vòng thẻ bài thì điều này là khả thi vì các bộ lặp ở mọi trạm phải đọc và tái tạo mọi bit trong mọi tin báo. Các trạm nhận ra sai lỗi bằng cách tính lại sự kiểm tra độ dư chu trình hoặc bằng cách tìm ra “phi số liệu” trong luồng chuyền. Các trạm chỉ báo sai một lỗi truyền dẫn bằng cách đặt bit E (sai lỗi) trong trường giới hạn cuối khung là 1. Các cách kiểm tra được thưc hiện bởi các bit A ( địa chỉ được nhận ra) và bit C ( sao lai) trong trạng thái khung. Nếu một trạm phát hiện ra địa chỉ riêng của mình là địa chỉ trạm thì trạm đó đặt bit A là 1. Nếu trạm đủ không gian đệm thì nó sao lại khung và đặt bit C là 1. Điều này cho phép trạm nguồn phân biệt được 3 điều kiện : Không có trạm / trạm không hoạt động ; Có trạm nhưng khung không được sao lại; Hay khung được sao lại. Khi một gói trở lại nguồn của mình thì trạm nguồn có thể xem bit E trong trương giới hạn cuối khung và bit A, C trong trạng thái khung để xác định kết quả truyền dẫn. Nếu nội dung của một trường bất kỳ trong số các trường này chỉ ra một lỗi gói thì lớp MAC sẽ không tự động truyền lại mà để cho lớp LLC hay một lớp cao hơn quyết định e>Bảo trì thẻ bài. Trong giao thức vòng thẻ bài có hai loại để bảo trì tính toàn vẹn của giao thức chuyển thẻ bài: Trạm giám sát tích cực và trạm giám sát dự phòng. Chỉ có một nút là trạm giám sát tích cực tại bất kì thời gian qui định. Tất cả các trạm khác đều ở chế độ dự phòng, sẵn sàng thay thế nếu trạm giám sát tích cực bị hỏng. Trạm giám sát tích cực giải quyết các trường hợp sai lỗi chung. Các trường hợp này bao gồm: Mất thẻ bài, luân chuyển tiếp tục và nhiều thẻ bài trên vòng. w Thẻ bài bị mất: Thẻ bài bị mất khi nguồn điện được đặt đầu tiên vào các trạm trên vòng. Mất thẻ bài còn do tạp âm điện là hỏng byte điều khiển truy nhập của thẻ bài tích cực. Để phát hiện ra điều khiển này, bộ giám sát tích cực sẽ được trang bị một bộ phận định giờ đặt một thời gian dài hơn mà gói có độ dài tối đa cần phải đi quanh vòng. Nếu bộ định giờ đã chỉ hết thời gian và không có thẻ bài nào xuất hiện trên đường thì trạm giám sát sẽ đẩy tất cả các tín hiệu dư ra khỏi vòng và tạo ra một thẻ bài tự do. w Thẻ bài luân chuyển tiếp tục Nếu một trạm truyền đi gói và sau đó trạm ngừng làm việc, gói sẽ tiếp tục đi quanh vòng. Khi gói đi qua thì trạm giám sát tích cực sẽ đặt bit giám sát vào byte điều khiển truy nhập. Nếu bộ giám sát tích cực nhận được một thẻ bài với tập bit giám sát thì nó sẽ bỏ thẻ bài (và bất kì gói số liệu kết nối nào) ra khỏi vòng tạo ra một thẻ bài tự do. w Luân chuyển nhiều thẻ bài: Nhiều thẻ bài sẽ luân chuyển khi tạp âm tạo ra một thẻ bài ngoài thẻ bài đang chạy trên vòng. Trong trường hợp này hai trạm có thể bắt đầu truyền đồng thời. Các trạm đang truyền coi thẻ bài thứ hai như các gói của miònh quay lại với địa chỉ nguồn sai. Khi điều khiển này xảy ra thì các trạm này sẽ không phát lại thẻ bài và trạm giám sát tích cực sẽ xử lý điều kiện này như trong trương hợp thẻ bài bị mất. l So sánh kích CSMA/CD với các phương pháp Token. Độ phức tạp của phương pháp thẻ bài lớn hơn so với CSMA/CD. Mặt khác, hiệu quả phương pháp thẻ bài không cao đối với tải nhẹ, nghĩa là một trạm phải đợi khá lâu mới đến lượt. Tuy nhiên các phương pháp dùng thẻ bài cũng có những ưu điểm là: Khả năng điều hoà thông lượng trong mạng, không qui định độ dài tối thiểu của gói tin, không cần nghe trong khi nói và hiệu quả cao ở tải nặng. IV.4. Khuôn dạng Frame và tốc độ của các LAN IV.4.1.Khuôn dạng khung Khuôn dạng khung của mạng LAN ứng với các chế độ truyền dẫn khác nhau được sử dụng với ba kiểu LAN cơ bản theo chuẩn IEEE là: Header Frame Contents Trailer Preamble SD DA SA Length Data Pad FCS Header Frame Contents Trailer Preamble SD FC DA SA Data FCS ED SD AC FC DA SA Data FCS ED PS Hình 4.11: So sánh các khuôn dạng frame của LAN Preamble: Tạo khung bắt đầu. SD (Start Delimiter): Giới hạn đầu SA (Source Address): Điều khiển khung FC (Frame Control): Kiểm tra địa chỉ. FCS (Frame Check Sequence): Kiểm tra khung AC (Access Control): Điều khiển truy nhập ED (End Delimiter) :Kết thúc khung DA (Destination Address): Địa chỉ đích FS (Frame Status): Định vị khung Mạng LAN quảng bá với tiêu chuẩn 802.3 tương ứng phương thức CSMA/CD, tiêu chuẩn 802.4 tương ứng với phương thức Token bus và 802.5 ứng với Token Ring. Việc sử dụng chế độ quảng bá bởi chuẩn 802.3 và 802.4 chúng đã tận dụng một vị trí đồng bộ bit trước lúc bắt đầu nhận nội dung của khung. Điều này không cần thiết với mạng Token Ring, vì các đồng bộ mạng cục bộ trong tất cả các trạm này được duy trì sự đồng bộ bởi một bit LAN truyền trong mạng. Việc sử dụng một Token cho việc điều khiển truy nhập phương tiện cho thấy 802.4 và 802.5 đều có trường điều khiển (FC) trước các trường địa chỉ và trường kết thúc khung (ED) nằm sau FCS. Tuy nhiên, một LAN 802.3 không sử dụng vùng này mà nó sử dụng một byte cho vùng địa chỉ độ dài vùng dữ liệu và vài byte đệm bổ sung cho các khung cỡ nhỏ. Một Token Ring có thêm vùng điều khiển truy cập để quản lý thứ tự ưu tiên và FS dành riêng để mô tả những nét đặc trưng của khung. IV.4.2. So sánh kích thước gói tin và tốc độ truyền lan giữa các LAN IV.4.2.1 Kích thước gói tin (Paket Size): Các topo cấu hình mạng khác nhau với các cỡ gói tin cực đại khác nhau. Có ba kiểu mạng LAN : Ethernet (802.3) dùng kích thước khung cực đại là 1518 byte (trong đó 1024 byte dữ liệu) Token bus (802.4) dùng kích thước khung tin cực đại là 8191 byte. Token Ring (802.5) mang dữ liệu cực đại là 16 KB ở chế độ truyền 16 Mbps và 4 KB ở chế độ 4 Mbps. Vấn đề là nếu kích thước khung của một đoạn LAN 802.4 được chuyển tiếp một đoạn 802.3 thì xảy ra việc không tương thích kích thước cũng như khuôn dạng mỗi kiểu. Mặc dù có thể thực hiện được điều này bằng cách phân đoạn nhưng sự phân đoạn không phải là chức năng của tiêu chuẩn 802.1 nên các cầu nối sẽ không đưa vào chức năng này. Hơn nữa nó sẽ thêm những Overhead trong cầu nối. Như vậy, nếu các cầu nối chuẩn được thực hiện để thực hịên chức năng liên kết, thì chỉ một giải pháp là mỗi trạm nguồn phải bíêt giới hạn của các kích thước khung cực đại được sử dụng trong các LAN được bắc cầu. Rõ ràng giải pháp này không đáp ứng đặc tính trong suốt của các LAN cầu nối 802.1 và do đó thường sử dụng các cầu nối có khả năng phân đoạn bổ sung. Một giải pháp khác là sử dụng một thiết bị gọi là Bridge –Router để thực hiện chức năng liên kết các Segment có kiểu khác nhau. Như vậy một Brouter có thể thực hiện cả hai chức năng chuyển tiếp như thường lệ của các cầu nối hoặc như là một chức năng của bộ định tuyến trong việc liên kết các kiểu Segment khác nhau. IV.4.2.2: Thời gian truy cập đường truyền và tốc độ truyền. Đây là tham số quan trọng bị tác động nhiều yếu tố sau: Token Ring sử dụng sơ đồ “chuyển thẻ” (Token Passing) để kiểm soát và cấp quyền truy nhập đối với đường truyền. Ethernet sử dụng phương pháp CSMA/CD nhanh hơn phương pháp “chuyển thẻ” từ 5 đến 10 lần. Thời gian truy cập đường truyền tác động bởi lượng tranh chấp xuất hiện trên một đoạn cụ thể của đường truyền. Số tranh chấp càng nhiều thì thời gian truy cập trung bình càng dài. Tốc độ truyền bit của các loại LAN như sau: Ethernet (802.3) là 1,2,10 Mbps. Token bus (802.4) là 1,5,10 Mbps. Token Ring (802.5) là 1,4,16 Mbps. Rõ ràng các khung nhận được trên một segment chậm và được chuyển tiếp trên một đoạn Segment nhanh hơn thì không có vấn đề gì và nếu ngược lại LAN nạp nhiều tải nảy sinh các khung phải đợi tại cổng ra của LAN chậm hơn. Điều này vẫn đúng với hai LAN cùng kiểu. Tóm lại: Với lưu tốc độ 16 Mbps, mạng Token Ring đáp ứng được cỡ gói tin sẵn dung to nhất nên cho ta hiệu năng lớn nhất trong môi trường luôn có các lượng dữ liệu to lớn cần chuyển tải. Song ở những nơi kích cỡ gói tin không mấy quan trọng như truy cập về máy chủ hay ứng dụng mô hình “Client/ Server” thì mạng Ethernet lại đưa ra được giải pháp đạt hiệu năng cao nhất và chi phí thấp nhất. Do đó giải pháp chúng ta chọn còn tuỳ thuộc vào môi trường và ứng dụng. IV.4.3: Phương thức hoạt động giao tiếp giữa cácLAN: Tập hợp những nét đặc trưng đó nên khi một khung đi qua từ một kiểu của đoạn LAN này đến đoạn LAN khác nó cần phải được định dạng lại trước khi chuyển tiếp trên một kiểu LAN mới. Các vùng trong mỗi khung nhận dạng là tự động cộng bởi MAC tại giao diện LAN trước khi các nội dung khung hiện thời được truyền đi. Thông thường khung này không đúng về chiều dài và vùng đệm được dùng trong các LAN 802.3 nên các MAC định dạng lại trong cầu nối trước khi khung chuyển tiếp. Chính vì vậy làm tăng thời gian xử lý gây trễ trong phạm vi cầu nối. Thêm vào nữa là trường FSC mới cần được tính lại trong MAC khi khung lưu trữ được chuyển tiếp. Vì vậy nguồn gốc lỗi của các LAN là do bit lỗi được tạo ra trong các khung khi chúng được lưu trữ và phục hồi trong bộ nhớ giới hạn và lỗi được phát hiện bởi trường FSC mới. Người ta đưa ra một giải pháp để cho tất cả LAN Segment cùng một kiểu, sử sụng cùng một vùng FSC từ nguồn đến đích. Nhưng rõ ràng điều này không thể thực hiện được nếu một khung định dạng lại bởi một cầu nối và các lỗi được tạo ra (trong thời gian xử lý và tích luỹ ) sẽ bị phát hiện lại thì cần phải dùng bộ nhớ sửa lỗi. Khi giao tiếp giữa các LAN hay giữa các máy chủ và máy trạm thì đọc dữ liệu chiếm tỉ lệ cao hơn ghi rất nhiều nên các chu trình đọc của LAN là chu trình đọc ở đó thông tin được chuyển từ File Server đến Workstation, tại LAN phổ biến được dùng cho các trình ứng dụng dùng chung Server, ngay cả khi trình ứng dụng đó là một ứng dụng cơ sở dữ liệu lớn thì đọc dữ liệu ra cũng nhiều hơn là ghi khoảng 75-90%. Chu trình khởi đầu từ lúc trạm làm việc tạo ra một “gói yêu cầu” rồi chuyển nó tới trạm chủ. Máy chủ Máy trạm Gói tin yêu cầu Máy chủ cần thời gian để làm các nhiệm vụ sau: Giải mã các gói tin. Nhận thông tin yêu cầu đọc. Chuyển thông tin đó bên trong Server. Tạo ra gói tin trả lời. Chờ được truy cập kênh truyền. Trạm chủ truyền gói tin trả lời. Trạm làm việc phải thực hiện những xử lý nội bộ giống như máy chủ, chu trình ấy lặp lại cho đến khi cả hay một phần tập tin yêu cầu được truyền song. Kỹ thuật nối mạng giải quyết vấn đề đường truyền vật lý và những sự điều khiển thâm nhập đường truyền, những giao thức tầng liên kết dữ liệu và những vấn đề lưu thông trong mạng, đều được gán phần đầu MAC và bộ qui tắc điều khiển truy nhập đường truyền. Đánh giá về chất lượng mạng: Để đánh gía đúng về mặt chất lượng của các mạng LAN thông qua truyền thông tin một cách đáng tin cậy, mạng phải đảm bảo hai chỉ tiêu: * Trong suốt về mặt nội dung: Đảm bảo cho mạng khả năng truyền thông tin một cách chính xác từ nguồn tới đích với số lỗi cho phép. Trong thực tế có 3 loại lỗi: Lỗi đơn vị số liệu dù là lỗi không thể khắc phuc được và ít xảy ra. Lỗi số liệu bị phân phối là lỗi truyền tới đích sai. Lỗi số liệu không được truyền đi tức là số liệu không được truyền tới địa chỉ cho trước. * Trong suốt về mặt thời gian: Khi truyền một thông tin nào đó ta cần phải xác định được thời gian truyền tới đích là bao lâu để đưa ra những phương pháp xử lý kịp thời, làm ảnh hưởng tới quá trình truyền hay cần phải đảm bảo độ trễ đủ nhỏ cho các dịch vụ thông tin trên mạng. Đặc biệt là dịch vụ thời gian thực. Kết luận: Như vậy trong chương này ta đã trình bày ứng dụng và phương thức truy nhập đường truyền trong mạng cục bộ, để có cách nhìn đúng với đầy đủ các hệ thống mạng hiện nay là một vấn đề khá phức tạp, mỗi mạng có ưu khuyết điểm riêng, tuỳ từng trường hợp cụ thể áp dụng có hiệu quả nhất. Kết luận Trên đây em đã trình bày bao quát hình ảnh chung về mạng máy tính, chi tiết một số các kỹ thuật trên mạng. Bản báo cáo thực tập cũng đã hệ thống được các giao thức tầng hai, ba, bốn của mạng máy tính và cơ chế kiểm soát luồng và lỗi trên mạng. Từ hệ mạng cục bộ với giao thức X25, TCP/IP, Frame Relay cho đến ATM là cả một quá trình rất dài trải qua nhiều ứng dụng, do đó việc khảo sát một cách hệ thống nhất thuận lợi cho việc truyền tin hiệu quả. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức của em còn hạn chế cho nên báo cáo thực tập của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được ý kiến nhận xét và bổ sung của các thầy cô giáo để bản báo cáo thực tập của em được hoàn thiện hơn. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo đã nhiệt tình giúp đỡ em trong những năm học vừa qua và trong quá trình thực tập, thiết kế báo cáo tốt nghiệp. Hà Nội ngày: 22 tháng 05 năm 2005 Sinh viên: Nguyễn HảI Yến. Tài liệu tham khảo 1 Tác giả : Nguyễn Gia Hiểu Tên sách: Mạng máy tính Nhà xuất bản giáo dục (1999) 2 Tác giả : Nguyễn Văn Thưởng Tên sách: Cơ sở kỹ thuật truyền số liệu Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật (1998) 3 Tác giả : Phạm Hoàng Dũng Nguyễn Đình Lê Hoàng Đức Hải Tên sách: Giáo trình mạng Nhà xuất bản giáo dục (1996) 4 Tác giả : Nguyễn Tiến Đặng Xuân Hường Nguyễn Văn Hoài Tên sách: Giáo trình căn bản về mạng Nhà xuất bản giáo dục (1998) 5 Tác giả : Nguyễn Thúc Hải Tên sách: Mạng máy tính và các hệ thống mở Nhà xuất bản giáo dục (1999) 6 Tác giả biên dịch : Nguyễn Cường Thịnh Tên sách: Cơ sở mạng LAN Nhà xuất bản bưu điện (1998) 7 Ban biên dịch VN-Guide Hiệu đính :Thạc sĩ Lê Phụng Long MCSE Nguyễn Tam Trung Tên sách: Căn bản mạng Nhà xuất bản thống kê (2000) 8 Chủ biên : Nguyễn Hồng Sơn Tên sách: Giáo trình hệ thống mạng máy tính. Nhà xuất bản lao động-xã hội(2003) Mục lục Phần I: Tìm hiểu thực trạng công ty……………….. 3 1. Giới thiệu năng lực và hình thành công ty……… 3 2. Cơ cấu tổ chức & mô hình quản lý điều hành công ty………….. 5 3. Thực trạng ứng dụng………………. 5 Phần II: Khảo sát giao thức mạngmáy tính…. 7 Chương I: Tổng quan về mạng……….. 7 I.1 Khái niệm mạng………. 7 I.1.1. mạng là gì?………………. 7 I.1.2. Mô hình mạng……. 7 I.1.3. Phân loại mạng……….. 7 I.1.4. Phân loại cấu trúc mạng……………. 11 I.1.5. Môi trường truyền dẫn…… 11 I.1.6. Phương thức truyền theo đường kết nối……………. 12 I.2. Mô hình tham chiếu OSI……. 13 I.2.1. Mô hình tham chiếu OSI…………. 13 I.2.1.1. Lớp vật lý……………. 13 I.2.1.2. Liên kết dữ liệu (Data Link)……………. 13 I.2.1.3. Lớp mạng……………. 14 I.2.1.4. Lớp giao vận……………. 14 I.2.1.5. Lớp phiên……………. 14 I.2.1.6. Liên kết dữ liệu……………. 14 I.2.1.7. ứng dụng……………. 14 I.2.2. Kiến trúc phân tầng……………. 15 I.2.3. Truyền tin đóng gói trong mô hình OSI ………….. 15 I.2.4. Các giao thức chuẩn IOS……………… 16 Chương II: Các cơ sở của giao thức truyền tin……… 18 II.1. Cơ sở nhận biết của gói tin 18 II.1.1. Khung tin 18 II.1.2. Nhận biết gói tin 18 II.2. Kiểm soát lỗi 18 II.2.1. Phương pháp bít chẵn lẻ 19 II.2.2. Phương pháp kiểm tra vòng 19 II.3. Điều khiển luồng 19 II.3.1. Chức năng 19 II.3.2. Phân loại 20 Chương III: Các giao thức tầng hai - ba - bốn 23 III.1. Các giao thức điều khiển luồng liên kết dữ liệu 23 III.1.1. Giao thức Kermit 23 III.1.2. Giao thức truyền tin đồng bộ nhị phân 25 III.1.3. Giao thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao 26 III.1.4. Giao thức truy cập đường truyền cân bằng 30 III.1.5. Giao thức truy cập liên kết kênh 33 III.1.6. Giao thức liên kết dữ liệu 35 III.2. Các giao thức tầng mạng 37 III.2.1. Giao thức X-25 37 III.2.2. Giao thức liên mạng 38 III.2.3. Frame Relay 40 III.3. Các giao thức tầng giao vận 42 III.3.1. Giao thức đường truyền TCP 42 III.3.2. Giao thức dữ liệu người dùng UDP 44 Chương IV: Phương thức truy nhập đường truyền 45 IV.1. Mạng cục bộ 45 IV.1.1. Khái niệm mạng cục bộ 45 IV.1.2. Các giao thức của mạng cục bộ 45 IV.1.3. Khảo sát các giao thức cơ bản mạng Novell Netware 46 IV.2. Công nghệ truyền mạch nhanh trong mạng LAN 47 IV.3. Phương thức truy nhập đường truyền 49 IV.4. Khuôn dạng Frame và tốc độ của mạng LAN 57 IV.4.1. Khuôn dạng khung 57 IV.4.2. So sánh kích thước gói tin và tốc độ đường truyền giữa các LAN 58 IV.4.3. Phương thức hoạt động giao tiếp giữa các LAN 59 Đánh giá về chất lượng mạng 60 Kết luận 62 Tài liệu tham khảo 63 ._.