Bài giảng Mạng máy tính: Bài 11(Chương V) - ThS. Nguyễn Cao Đạt

Chia sẻ: Dang Trang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

99
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Bài giảng Mạng máy tính: Bài 11(Chương V)" do ThS. Nguyễn Cao Đạt biên soạn cung cấp những kiến thức về tầng liên kết dữ liệu. Bài giảng giúp các bạn hiểu hơn về các nguyên tắc đằng sau các dịch vụ tầng liên kết dữ liệu và hiện thực của công nghệ phổ biến ở tầng liên kết dữ liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạng máy tính: Bài 11(Chương V) - ThS. Nguyễn Cao Đạt

Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng Mạng máy tính ThS. NGUYỄN CAO ĐẠT E-mail:dat@cse.hcmut.edu.vn
Bài giảng 11: Tầng liên kết dữ liệu Tham khảo: Chương 5: “Computer Networking – A top-down approach” Kurose & Ross, 5th ed., Addison Wesley, 2010. Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 2
Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu Mục tiêu:  Hiểu rõ các nguyên tắc đằng sau các dịch vụ tầng liên kết dữ liệu:  phát hiện và sửa lỗi  chia sẻ một kênh truyền quảng bá: đa truy cập  đánh địa chỉ tầng liên kết  truyền tải dữ liệu tin cậy, kiểm soát lưu lượng  Hiện thực của công nghệ phổ biến ở tầng liên kết dữ liệu Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 3
Tầng liên kết dữ liệu  5.1 Giới thiệu và dịch vụ  5.2 Sự phát hiện và sửa lỗi  5.3 Các giao thức đa truy cập  5.4 Đánh địa chỉ tầng-Liên kết  5.5 Ethernet Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 4
Giới thiệu Vài thuật ngữ:  MT và BĐT là các node  các kênh liên lạc mà kết nối các node liền kề dọc theo đường liên lạc đó gọi là các liên kết  liên kết có dây  liên kết không dây  LANs  gói tin tầng-2 là một khung, đóng gói gói tin tầng-3 tầng liên kết-dữ liệu có trách nhiệm truyền tải gói tin từ một node sang node liền kề trên một liên kết Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 5
Ngữ cảnh  gói tin được chuyển đi bởi vd tương đồng: vận tải nhiều giao thức khác nhau  chuyến đi từ Sa Pa tới Tháp qua các liên kết khác nhau: Mười  vd, Ethernet trên liên kết  ngựa: từ bản tới Sa Pa đầu, tiếp sóng khung trên  ô tô: SaPa tới Hà Nội liên kết trung gian, 802.11  tàu: Hà Nội tới HCM liên kết cuối  ô tô: HCM tới Đồng Tháp  mỗi giao thức liên kết cung  ghe: Đồng Tháp tới T. Mười cấp những dịch vụ khác  người, hàng = gói tin nhau  đoạn đường đi = liên kết  vd: có thể hoặc không cung  loại vận tải = gt tầng lk cấp truyền tải dữ liệu tin cậy qua liên kết  c.ty du lịch = giải thuật định tuyến Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 6
Dịch vụ tầng liên kết dữ liệu  chia khung, truy cập liên kết:  đóng gói gói tin vào các khung, thêm mào đầu, đuôi  truy cập kênh truyền nếu môi trường chia sẻ  địa chỉ “MAC” dùng trong mào đầu của khung để xác định nguồn, đích • khác với địa chỉ IP!  truyền tải tin cậy giữa các node cận kề  chúng ta đã biết về vấn đề này ở tầng truyền tải!  hiếm khi dùng trên một liên kết ít xảy ra lỗi (sợi quang, vài loại cáp xoắn)  các liên kết không dây: tần số lỗi cao • Hỏi: tại sao cần có tính tin cậy ở cả tầng-liên kết và đầu cuối- đầu cuối? Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 7
Dịch vụ tầng liên kết dữ liệu(tt)  kiểm soát lưu lượng:  đi từng bước giữa các node gửi và nhận kề nhau  phát hiện lỗi:  lỗi gây ra bởi sự suy giảm của tín hiệu, nhiễu.  bên nhận phát hiện ra sự tồn tại của lỗi: • thông báo bên gửi để gửi lại hoặc là bỏ khung  sửa lỗi:  bên nhận xác định và sửa các lỗi bit mà không yêu cầu sự gửi lại  cơ chế một-chiều và hai-chiều (half-, full-duplex)  với một-chiều các node tại hai đầu không thể truyền tải cùng một lúc Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 8
Tầng liên kết dữ liệu được hiện thực ở đâu?  trong mỗi máy tính  tầng liên kết được h/thực ở card mạng (hay network interface card NIC) lược đồ máy tính  card Ethernet, card PCMCI, ứng dụng tr.tải card 802.11 mạng cpu bộ nhớ liên kết  gắn vào đường bus của hệ thống bộ buýt máy điều khiển (vd, PCI)  tổ hợp bao gồm phần cứng, liên kết vật lý sự tr. tải phần mềm và firmware vật lý card mạng Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 9
Giao tiếp giữa card mạng gói tin gói tin bộ đ.khiển bộ đ.khiển máy gửi máy nhận gói tin khung  bên gửi:  bên nhận  đóng gói gói tin trong  kiểm tra lỗi, tr.tải tin cậy, khung dữ liệu kiểm soát l.lượng, v.v..  thêm vào các bit kiểm tra  tháo gói tin ra, đẩy lên tầng lỗi, truyền tải tin cậy, kiểm trên của bên nhận soát l.lượng, v.v.. Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 10
Tầng liên kết dữ liệu  5.1 Giới thiệu và dịch vụ  5.2 Sự phát hiện và sửa lỗi  5.3 Các giao thức đa truy cập  5.4 Đánh địa chỉ tầng-Liên kết  5.5 Ethernet Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 11
Cơ chế phát hiện lỗi EDC= các bit dùng cho phát hiện và sửa lỗi (phần thừa) D = Dữ liệu được bảo vệ bằng cách kiểm tra lỗi, có thể bao gồm các trường mào đầu • Cơ chế phát hiện lỗi không đáng tin cậy 100%! • giao thức có thể bỏ sót vài lỗi, nhưng rất hiếm khi • trường EDC càng lớn thì khả năng phát hiện và sửa lỗi càng cao Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 12
Kiểm tra tính chẵn lẻ Một bit chẵn lẻ: bit chẵn lẻ hai chiều: Phát hiện các lỗi 1 bit Phát hiện và sửa các lỗi 1 bit 0 0 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 13
Tổng kiểm tra Internet Mục đích: phát hiện “các lỗi” (vd: đảo bit) trong gói tin được truyền tải(chú ý: chỉ sử dụng ở tầng tr.tải) Ng. gửi: Ng. nhận:  xem một khúc dữ liệu (segment)  tính toàn tổng k/tra của khúc như là một chuỗi các số nguyên nhận được 16-bit  kiểm tra xem tkt tính được có  tổng k/tra: tổng bù 1 (1’s bằng giá trị trong trường tkt complement sum) của khúc dữ không: liệu  KHÔNG – có lỗi  ng/gửi đặt giá trị tổng k/tra vào  CÓ – không phát hiện ra lỗi. trường “tổng k/tra” của mào đầu Nhưng vẫn có khả năng có UDP lỗi? Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 14
Tính tổng kiểm tra: CRC (Cyclic Redundancy Check)  xem các bit dữ liệu, D, như là số nhị phân  chọn r+1 bit mẫu (máy phát), G  mục đích: chọn r bit CRC , R, sao cho  chính xác chia hết cho G (mô-đun 2)  ng/nhận biết G, chia cho G. nếu số dư khác 0: có lỗi!  có thể phát hiện tất cả các lỗi chùm ngắn hơn r+1 bit  được sử dụng rộng rãi trong thực tế (Ethernet, 802.11 WiFi, ATM) Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 15
Ví dụ CRC Cần: D.2r XOR R = nG tương đương: D.2r = nG XOR R tương đương: nếu chúng ta chia D.2r cho G, cần có số dư là R D.2r R= số dư [ ] G Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 16
Tầng liên kết dữ liệu  5.1 Giới thiệu và dịch vụ  5.2 Sự phát hiện và sửa lỗi  5.3 Các giao thức đa truy cập  5.4 Đánh địa chỉ tầng-Liên kết  5.5 Ethernet Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 17
Các giao thức và liên kết đa truy cập Hai loại “liên kết”:  điểm-điểm (PPP)  PPP dùng cho truy cập quay số  liên kết PPP giữa bộ chuyển mạch Ethernet và máy  quảng bá (đường dây/môi trường truyền chia sẻ)  Ethernet cổ điển  đường tải lên HFC  LAN không dây 802.11 mọi người tại một đường đây chia sẻ(vd: tần số radio chia sẻ tần số radio chia sẻ buổi tiệc đứng Ethernet đi cáp) (vd: 802.11 WiFi) (vệ tinh) (âm thanh chia sẻ) Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 18
Các giao thức Đa Truy Cập  một kênh quảng bá chia sẻ chung  có nhiều sự truyền tải đồng tời tại các node: giao thoa, nhiễu  đụng độ nếu node nhận được hơn 1 tín hiệu tại môt thời điểm giao thức đa truy cập  là giải thuật phân tán mà xác định cách thức các node chia sẻ kênh, như là, xác định khi nào node có thể truyền tải  sự liên lạc về chia sẻ phải sử dụng chính kênh đó!  không có kênh riêng dành cho sự điều phối Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 19
Giao thức Đa Truy Cập Lý Tưởng Kênh quảng bá với tốc độ R bps 1. khi một node muốn truyền, nó có thể truyền với vận tốc R. 2. khi M node muốn truyền, mỗi node có thể truyền với vận tốc trung bình là R/M 3. phân tán một cách hoàn toàn:  không có node riêng dành cho việc điều phối truyền tải  không có sự đồng bộ hóa đồng hồ, ô thời gian 4. đơn giản !!! Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 1 - Chương 5: Tầng liên kết dữ liệu © 2011 20