intTypePromotion=1

Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 3: Cơ sở giao thức (Protocol basics)

Chia sẻ: Lão Lão | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

0
15
lượt xem
0
download

Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 3: Cơ sở giao thức (Protocol basics)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3 - Cơ sở giao thức (Protocol basics). Nội dung chương này sẽ đề cập đến những nghi thức cơ sở làm nền tảng truyền dữ liệu, và một phần giao thức điều khiển tuyến dữ liệu (data link control protocol) truyền dữ liệu được phân thành 2 kiểu: truyền thông không định hướng và truyền thông có định hướng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thông tin dữ liệu và mạng máy tính - Chương 3: Cơ sở giao thức (Protocol basics)

  1. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Chöông 3: CÔ SÔÛ GIAO THÖÙC (PROTOCOL BASICS) 3.1. Toång quan: Ở nội dung caùc chương trước ñaõ ñeà cập ñến caùc vấn đñề truyeàn khung thoâng tin từ phía phaùt ñến phía thu vaø caùc kyõ thuaät ñeå phía thu xaùc ñònh xem coù loãi xaûy ra trong quaù trình truyeàn döõ lieäu hay khoâng. Noäi dung chöông naøy seõ ñeà caäp ñeán nhöõng nghi thöùc cô sôû laøm neàn taûng truyeàn döõ lieäu, vaø moät phaàn giao thöùc ñieàu khieån tuyeán döõ lieäu (data link control protocol) Truyeàn döõ lieäu ñöôïc phaân thaønh 2 kieåu: truyeàn thoâng khoâng ñònh höôùng vaø truyeàn thoâng coù ñònh höôùng. • Truyeàn thoâng khoâng ñònh höôùng (connectionless mode transmission hay coøn goïi laø best - try transmission). Vôùi kieåu truyeàn naøy, neáu trong quaù trình thu döõ lieäu maø phaùt hieän ra loãi thì noäi dung cuûa caû khoái döõ lieäu seõ bò boû qua. • Truyeàn thoâng ñịnh hướng: coøn goïi laø truyeàn thoâng tin caäy (connection – oriented hay reliable transmission). Vôùi kieåu truyeàn naøy, sau khi phaùt hieän ra loãi thì caû hai phía thu vaø phaùt seõ thöïc thi theo moät qui luaät thöïc hieän vieäc truyeàn laïi ñaûm baûo thoâng tin ñöôïc thu moät caùch tin caäy. Ñeå thöïc hieän ñieàu naøy, thieát bò ñieàu khieån taïi ñích phaûi thoâng baùo vôùi maùy phaùt khi phaùt hieän moät loãi truyeàn vaø yeâu caàu maùy phaùt gôûi laïi moät baûn copy khaùc cuûa khung bò loãi. Chu kyø phoái hôïp phaùt hieän vaø söûa loãi ñöôïc goïi laø kieåm soaùt loãi. 3.2. Kieåm soaùt loãi: • Kieåm soaùt loãi baèng tay: Khi nhaäp döõ lieäu vaøo maùy tính töø baøn phím, neáu kyù töï hieän leân maøn hình khaùc vôùi kyù töï ñaõ ngoõ. Khi ñoù, ngöôøi duøng chæ caàn goõ vaøo moät kyù töï ñieàu khieån xoaù thích hôïp thì chöông trình ñieàu khieån seõ loaïi boû kyù töï nhaäp vaøo vaø xoaù khoûi maøn hình. Cheá ñoä kieåm soaùt loãi naøy ñöôïc goïi laø kieåm soaùt loãi baèng tay. • Kieåm tra doäi laïi ( echo checking): Khi moät thieát bò ñaàu cuoái keát noái ñeán maùy tính ôû xa thoâng qua maïng PSTN vaø moät modem. Thay vì, moãi kyù töï ñöôïc hieån thò moät caùch tröïc tieáp leân maøn hình cuûa thieát bò ñaàu cuoái, tröôùc tieân noù laïi truyeàn ñeán maùy tính ñaàu xa. Sau ñoù kyù töï laïi ñöôïc maùy tính ñaàu xa ñoïc, löu giöõ vaø truyeàn trôû laïi ñaàu cuoái ñeå hieån thò ra maøn hình. Neáu kyù töï hieän leân maøn hình khaùc khaùc vôùi kyù töï ñaõ goõ thì ngöôøi duøng khôûi ñoäng truyeàn moät kyù töï xoùa thích hôïp. Cheá ñoä kieåm soaùt loãi naøy ñöôïc goïi laø kieåm tra doäi laïi. • Kieåm soaùt loãi töï ñoäng Ñoái vôùi vieäc truyeàn döõ lieäu, khi moät thieát bò ñaàu cuoái truyeàn caùc khoái kyù töï hay caùc khung döõ lieäu qua moät lieân keát soá lieäu noái tieáp ñeán moät thieát bò ñaàu cuoái khaùc. Neáu thieát bò ñaàu cuoái ñích thöïc hieän vieäc kieåm soaùt loãi moät caùch töï ñoäng maø khoâng coù söï can thieäp cuûa ngöôøi duøng thì ñöôïc goïi laø ARQ (Automatic Repeat Request). ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 60
  2. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc ARQ ñöôïc phaân laøm 2 loaïi chính nhö sau: Hình 3.1: phaân loaïi caùc kieåu RQ + Primary – P (phía sô caáp): laø phía phaùt caùc khung döõ lieäu. + Secondary – S (phía thöù caáp): phía thu nhaän caùc khung döõ lieäu töø P. + I – frame (Information frame): khung thoâng tin laø caùc khung chöùa döõ lieäu phía phaùt truyeàn cho phía thu. Trong moãi khung thoâng tin chöùa soá thöù töï cuûa khung thoâng tin ñoù – I(N). + ACK – frame (Acknowledge frame): laø nhöõng khung ñöôïc S truyeàn ñeán P ñeå baùo laø ñaõ nhaän ñöôïc döõ lieäu toát (khoâng bò loãi) + NAK – frame (Negative Acknowledge frame): laø nhöõng khung ñöôïc S truyeàn ñeán P ñeå baùo laø nhaän ñöôïc khung döõ lieäu bò loãi Hình 3.2: chieàu truyeàn tin cuûa P vaø S 3.3. Idle RQ: 3.3.1 Ñaëc ñieåm: - Söû duïng trong kieåu truyeàn döõ lieäu ñònh höôùng kyù töï - Hoaït ñoäng theo cheá ñoä baùn song coâng, vì sau khi P gôûi moät I – frame, noù phaûi ñôïi cho ñeán khi nhaän moät thoâng baùo töø phía S cho bieát I - frame ñoù nhaän ñöôïc thaønh coâng hay khoâng. Sau ñoù, P gôûi I - frame keá tieáp neáu khung tröôùc ñoù ñöôïc nhaän ñuùng hoaëc truyeàn laïi khung cuõ neáu I - frame khoâng ñöôïc nhaän thaønh coâng. Coù 2 loaïi Idle RQ: + Truyeàn laïi ngaàm ñònh (khoâng töôøng minh – Implicit retransmission): S baùoACK - frame neáu nhaän ñöôïc I - frame ñuùng vaø seõ khoâng baùo ACK - frame neáu nhaän sai. Do ñoù, neáu P khoâng nhaän ñöôïc ACK - frame thì hieåu laø I - frame ñaõ bò loãi vaø phaûi ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 61
  3. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc truyeàn laïi. Thôøi gian chôø ACK - frame cuûa P ñöôïc xaùc ñònh tröôùc vaø khoâng ñöôïc laâu hôn thôøi gian quaù haïn (time expires) + Truyeàn laïi töôøng minh (yeâu caàu roõ – Implicit retransmission) : S baùoACK - frame neáu nhaän I - frame ñuùng vaø baùo NAK neáu nhaän I - frame bò loãi. 3.3.2 Idle ngaàm ñònh: a./ b./ c./ Hình 3.3: Idle RQ khoâng töôøng minh a./ Truyeàn ñuùng ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 62
  4. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc b./ I – frame bò loãi c./ ACK – frame bò loãi - P chæ coù moät I - frame ñang chôø ACK - frame taïi moät thôøi ñieåm. - Khi nhaän moät I - frame khoâng bò loãi. S truyeàn veà P moät ACK - frame. Khi P nhaän ñöôïc ACK - frame cuûa khung I(N), P seõ tieáp tuïc truyeàn ñi khung keá tieáp I(N+1). - Khi S nhaän ñöôïc moät I – frame bò loãi, S seõ boû qua vaø khoâng gôûi laïiACK - frame. - Khi P baét ñaàu truyeàn I- frame, noù seõ khôûi ñoäng boä ñònh thôøi, neáu quaù khoaûng thôøi gian giôùi haïn thì P seõ truyeàn laïi I – frame ñoù. - Neáu P khoâng nhaän ñöôïc moät ACK - frame trong khoaûng thôøi gian ñònh tröôùc thì P seõ truyeàn laïi I – frame ñoù nhöng S seõ loaïi boû baûng sao naøy do bò truøng laëp. Ñieàu naøy thöïc hieän ñöôïc laø do trong moãi I – frame P ñeàu truyeàn keøm theo chæ soá tuaàn töï cuûa khung. 3.3.3 Idle töôøng minh: - S seõ traû veà ACK – frame neáu nhaän I – frame ñuùng. - Neáu P nhaän ñöôïc ACK – frame thì P seõ döøng boä ñònh thôøi vaø khôûi ñoäng laïi ñöôøng truyeàn ñeå truyeàn I – frame khaùc. - Neáu S nhaän ñöôïc moät I – frame bò loãi thì I – frame ñoù seõ bò loaïi vaø S seõ traû lôøi baèng moät NAK – frame. - Neáu P khoâng nhaän ñöôïc moät ACK - frame (hoaëc NAK - frame) trong khoaûng thôøi gian ñònh tröôùc thì P seõ truyeàn laïi I – frame ñoù nhöng S seõ loaïi boû baûng sao naøy do bò truøng laëp. a./ ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 63
  5. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc b./ c./ Hình 3.4: Idle RQ töôøng minh a./ Truyeàn ñuùng b./ I – frame bò loãi c./ ACK – frame bò loãi Nhaän xeùt: Vôùi kieåu truyeàn töôøng minh thì taêng hieäu quaû veà thôøi gian hôn so vôùi kyõ thuaät truyeàn khoâng töôøng minh vì thôøi gian S truyeàn NAK – frame veà P ngaén hôn nhieàu so vôùi thôøi gian quaù haïn trong kieåu truyeàn khoâng töôøng minh. Ñaëc ñieåm chung cuûa Idle RQ laø sau khi P gôûi moät I – frame, P phaûi chôø cho ñeán khi nhaän ñöôïc ACK – frame töông öùng töø S. Do ñoù, kieåu truyeàn naøy coøn ñöôïc goïi laø döøng vaø chôø (stop and wait). 3.3.4 Caáu truùc khung cuûa Idle RQ: Trong caû hai nguyeân lyù truyeàn treân (truyeàn laïi ngaàm ñònh vaø yeâu caàu roõ) ñeàu coù tröôøng hôïp S nhaän ñöôïc I – frame vaø baûn sao ñeàu toát vaø S phaûi loaïi boû bôùt moät. Nhö vaäy, ñeå S coù theå phaân bieät hai I – frame nhaän ñöôïc laø khaùc nhau thì caàn coù cô cheá ñaùnh soá. Chæ soá tuaàn töï trong moãi I – frame ñöôïc goïi laø chæ soá tuaàn töï gôûi N(S) (send sequence number) vaø chæ soá tuaàn töï trong moãi ACK – frame hay NAK – frame ñöôïc goïi laø chæ soá tuaàn töï nhaän N(R) (receive sequence number). Töông töï nhö caáu truùc khung truyeàn baát ñoàng boä, caùc kyù töï ñieàu khieån vaãn ñöôïc söû duïng laø: SOH, STX, ETX. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 64
  6. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Moãi I – frame phaûi chöùa moät chæ soá tuaàn töï taïi sau SOH. Kyù töï SOH ñöôïc cheøn vaøo ñaàu moät khoái hoaøn chænh ñeå baùo hieäu baét ñaàu moät I – frame môùi. Tieáp theo laø caáu truùc thoâng thöôøng nhö truyeàn baát ñoàng boä vôùi BCC duøng kieåm tra toång khoái ñeå phía thu bieát laø nhaän ñöôïc khung ñuùng hay bò loãi. Caùc khung ACK vaø NAK ñöôïc duøng cho muïc ñích baùo nhaän, theo sau laø chæ soá tuaàn töï thu. Caùc khung naøy cuõng duøng phöông phaùp kieåm tra toång khoái BCC. Caû 3 loaïi khung: I – frame, ACK – frame, NAK – frame ñeàu ñöôïc goïi laø ñôn vò döõ lieäu giao thöùc PDU (protocol data unit) cuûa giao thöùc Idle RQ. Hình 3.5: Caùc caáu truùc khung cuûa Idle RQ 3.3.5 Hieäu suaát söû duïng lieân keát: ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 65
  7. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Hình 3.6: Caùc khoaûng thôøi gian xöû lyù trong vieäc truyeàn daãn Xeùt moät khung thöù N ñöôïc truyeàn töø P ñeán S vaø khoâng bò loãi. S sau khi xöû lyù vaø truyeàn ACK – frame veà P. Caùc khoaûng thôøi gian caàn quan taâm nhö sau: + Tp (Propagation delay): thôøi gian soùng ñieän töø lan truyeàn töø P Æ S hoaëc ngöôïc laïi + Tix(Transmission time): thôøi gian ñeå truyeàn moät khung töø P Æ S. + Tip: thôøi gian ñeå xöû lyù khung taïi S + Tax: thôøi gian truyeàn ACK – frame töø SÆ P + Tap: thôøi gian xöû lyù ACK – frame taïi P a./ Tröôøng hôïp truyeàn daãn laø lyù töôûng (töùc khoâng coù loãi xaûy ra): Goïi Tt laø thôøi gian toång ñeå hoaøn thaønh vieäc truyeàn moät I – frame vaø xöû lyù xong ACK – frame. Khi ñoù: Tt = Tix + 2.Tp + Tap + Tip + Tax Thoâng thöôøng, Tap, Tip vaø Tax raát nhoû so vôùi Tp vaø Tix. Do ñoù: Tt = Tix + 2.Tp Löu yù: Tix laø thôøi gian truyeàn khung döõ lieäu, phuï thuoäc vaøo toác ñoä truyeàn (bps) Tp laø thôøi gian treã do soùng ñieän töø lan truyeàn töø PÆS hoaëc ngöôïc laïi, phuï thuoäc vaøo toác ñoä lan truyeàn soùng (m/s) vaø khoaûng caùch (m) giöõa P vaø S. Khi ñoù, hieäu suaát söû duïng ñöôøng truyeàn ñöôïc ñònh nghóa laø: T Tix Tix U = ix = = Tt Tix + 2.Tp T Tix (1 + 2. p ) Tix T 1 Ñaët: a = p ⇒U = Tix 1 + 2.a ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 66
  8. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Nhaän xeùt: - Vôùi tuyeán thoâng tin coù toác ñoä truyeàn tin thaáp thì Tix raát lôùn Æ a raát nhoû Æ hieäu suaát lieân keát cao (≈ 100%). - Ngöôïc laïi, vôùi tuyeán thoâng tin coù toác ñoä truyeàn tin cao vaø khoaûng caùch xa thì Tix raát nhoû, Tp raát lôùn Æ a raát lôùn Æ hieäu suaát lieân keát thaáp. Vì vaäy, giao thöùc Idle RQ phuø hôïp trong tröôøng hôïp tuyeán lieân keát coù khoaûng caùch ngaén vaø toác ñoä truyeàn thaáp. b./ Tröôøng hôïp truyeàn daãn laø khoâng lyù töôûng (töùc laø coù loãi xaûy ra), thì caùc khung bò loãi phaûi thöïc hieän vieäc truyeàn laïi. Giaû söû, moãi khung ñöôïc truyeàn laïi trung bình laø Nr laàn. Khi ñoù: Tt = (Tix + 2.Tp ).N r = N rTix + 2.Tp .N r Hieäu suaát söû duïng lieân keát: T Tix 1 1 U = ix = = = Tt N r .Tix + 2.N r .Tp T N r .(1 + 2.a) N r .(1 + 2. p ) Tix Giaù trò Nr coù theå ñöôïc tính töø tæ leä bit loãi P cuûa ñöôøng truyeàn. Goïi P laø xaùc suaát 1 bit bò loãi. Khi ñoù, xaùc suaát 1 bit ñuùng laø 1 – P Æ Xaùc suaát moät khung ñuùng laø (1 – P)Ni, vôùi Ni laø chieàu daøi khung. Neáu goïi Pf laø xaùc suaát moät khung thu ñöôïc bò loãi thì: Pf = 1 - (1 – P)Ni ≈ Ni.P (neáu Ni.P
  9. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc 3./ Một khung data dài 1000 bit được truyền đi sử dụng giao thức stop & wait. Biết rằng vận tốc truyền là 2 x108 m/s với đường truyền là cáp xoắn có chiều dài 5Km, tốc độ lỗi bit BER = 10-4, tốc độ truyền dữ liệu là 20Kbps và thời gian cần thiết để xử lý ACK là 0.5ms. a. Hoûi thôøi gian timeout baèng 50.2ms hay 55ms laø hôïp lyù? b. Tính hieäu suất sử dụng liên kết 3.4. Continuous RQ (RQ lieân tuïc) : 3.4.1 Ñaëc ñieåm : - P truyeàn caùc I- frame tôùi S moät caùch lieân tuïc maø khoâng döøng laïi ñeå chôø ACK – frame truyeàn veà töø S. - Vì coù nhieàu hôn moät I – frame ñang chôø xaùc nhaän ACK neân P giöõ laïi moät baûn sao cuûa moãi I- frame trong danh saùch truyeàn laïi (hoaït ñoäng theo nguyeân taéc FIFO) cho tôùi khi P nhaän ñöôïc ACK – frame töông öùng cuûa khung ñoù truyeàn veà töø S. Luùc ñoù, P seõ loaïi boû I – frame töông öùng ra khoûi danh saùch. - S traû veà ACK – frame cho moãi I – frame nhaän ñuùng. - S thu giöõ moät danh saùch thu, chöùa ñöïng ñònh danh cuûa I – frame cuoái cuøng nhaän ñuùng. Trong tröôøng hôïp coù loãi xaûy ra trong quaù trình truyeàn daãn, coù 2 caùch truyeàn laïi ñöôïc aùp duïng nhö sau: + S phaùt hieän vaø yeâu caàu P truyeàn laïi chæ nhöõng khung bò loãi. Kieåu truyeàn naøy ñöôïc goïi laø truyeàn laïi coù löïa choïn (Selective – Repeat) + S phaùt hieän vaø yeâu caàu P truyeàn laïi nhöõng khung chöa ñöôïc traû lôøi ACK, nghóa laø taát caû caùc khung keå töø khung cuoái cuøng nhaän ñuùng. Kieåu truyeàn naøy ñöôïc goïi laø truyeàn laëp laïi N (Go – back - N) ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 68
  10. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Hình 3.7: Tuaàn töï khung cuûa Continuous RQ 3.4.2 Truyeàn laïi coù löïa choïn: Gioáng nhö nguyeân lyù kieåm soaùt loãi Idle RQ, truyeàn laïi coù löïa choïn coù theå ñöôïc thöïc hieän theo moät trong 2 caùch: + Truyeàn laïi coù löïa choïn khoâng töôøng minh (S chæ gôûi veà caùc ACK - frame) + Truyeàn laïi coù löïa choïn töôøng minh (S gôûi veà hoaëc laø ACK hoaëc laø NAK - frame) a./ Truyeàn laïi coù löïa choïn khoâng töôøng minh: ¾ Neáu khung I bò loãi: - Giaû söû I – frame thöù N + 1 bò loãi - S traû veà ACK – frame cho caùc I – frame N, N + 2, N + 3,… Khi P nhaän ñöôïc ACK(N+2), P phaùt hieän ACK cuûa I – frame N + 1 chöa nhaän ñöôïc Æ nghóa laø bò loãi Æ P vaøo traïng thaùi truyeàn laïi. ÔÛ traïng thaùi naøy, vieäc truyeàn laïi moät khung môùi bò hoaõn laïi cho ñeán khi taát caû caùc khung khoâng ñöôïc baùo nhaän ñeàu ñaõ ñöôïc truyeàn laïi. - P xoùa I – frame N + 2 ra khoûi boä ñeäm vaø truyeàn laïi I – frame N+1 tröôùc khi truyeàn khung N + 5. - Khi nhaän ñöôïc I – frame N + 1, noäi dung cuûa caùc I – frame ñöôïc xeáp haøng trong danh saùch lieân keát nhaän ñöôïc S phaân phoái ñeán LS – user theo ñuùng tuaàn töï. (LS: link Service). ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 69
  11. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Hình 3.8: truyeàn laïi coù löïa choïn – khoâng töôøng minh – I – frame bò loãi ¾ Neáu ACK – frame bò loãi: ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 70
  12. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Hình 3.9: truyeàn laïi coù löïa choïn – khoâng töôøng minh – ACK – frame bò loãi - Giaû söû ACK – frame N thöù N bò loãi - Khi nhaän ñöôïc ACK – frame thöù N + 1, P phaùt hieän ACK(N) chöa nhaän ñöôïc Æ nghóa laø I – frame thöù N bò loãi. Do ñoù, P truyeàn laïi I – frame thöù N. - Khi P nhaän ñöôïc I(N) laàn thöù 2, S xaùc ñònh ñöôïc söï truøng laëp vaø do ñoù seõ boû qua. Tuy nhieân, S vaãn truyeàn trôû veà ACK – frame thöù N ñeå ñaûm baûo P xoùa I – frame thöù N ra khoûi boä ñeäm. b./ Truyeàn laïi coù löïa choïn töôøng minh: S baùo ACK – frame cho taát caû caùc khung nhaän ñuùng ¾ Neáu khung I bò loãi: - Giaû söû I – frame thöù N + 1 bò loãi - S traû veà ACK veà cho frame N. - Khi S nhaän ñöôïc I – frame thöù N+2, S seõ hieåu raèng I – frame N + 1 bò loãi Æ S seõ gôûi NAK – frame N + 1 veà P (P xem nhö S vaãn coøn ñang ñôïi I – frame N + 1, do ñoù seõ truyeàn laïi khung naøy). Ñoàng thôøi S vaøo traïng thaùi truyeàn laïi. ÔÛ traïng thaùi naøy, S khoâng gôûi veà ACK cho caùc khung nhaän ñuùng. - Khi P nhaän ñöôïc NAK(N+1), P seõ gôûi laïi I – frame thöù N + 1. - Khi S nhaän ñöôïc I – frame N + 1, S seõ giaûi phoùng traïng thaùi truyeàn laïi vaø khi nhaän ñöôïc caùc khung ñuùng tieáp theo, S seõ tieáp tuïc gôûi veà caùc ACK – frame. - ACK – frame thöù N + 1 seõ baùo ñuùng cho taát caû caùc khung coù chæ soá tôùi N + 1. - Khi truyeàn veà NAK(N+1) thì S seõ khôûi ñoäng timer, neáu quaù moät khoûang thôøi gian xaùc ñònh thì S seõ truyeàn laïi. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 71
  13. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Hình 3.10: truyeàn laïi coù löïa choïn –töôøng minh – I – frame bò loãi ¾ Neáu giaû söû I – frame N + 1 laïi bò loãi moät laàn nöõa vaø NAK(N+1) truyeàn veà cuõng bò loãi - S gôûi NAK – frame N + 1 veà P nhöng laàn naøy noù laïi bò loãi. - Khi nhaän ñöôïc ACK – frame thöù N + 3, ñieàu naøy baùo nhaän toát cho taát caû caùc khung töø N + 3 trôû xuoáng, nghóa laø bao goàm caû khung N + 1. vì vaäy, I – frame thöù N + 1 khoâng ñöôïc truyeàn laïi Æ do ñoù, I(N+1) seõ bò maát. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 72
  14. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc Hình 3.11: truyeàn laïi coù löïa choïn –töôøng minh – NAK – frame bò loãi Toùm laïi: - Maëc duø S nhaän moät baûn sao toát cuûa moãi I – frame do P gôûi nhöng thöù töï nhaän coù theå khoâng ñöôïc duy trì. Ví duï, S nhaän I – frame thöù N + 2, N +3, N + 4 tröôùc N + 1. Vì vaäy, giao thöùc truyeàn laïi coù löïa choïn ñöôïc duøng chuû yeáu trong caùc tröôøng hôïp caùc I – frame ñang ñöôïc truyeàn laø caùc thöïc theå ñoäc laäp, töùc laø thöù töï nhaän khoâng quan troïng hoaëc ñöôïc duøng khi taát caû caùc I – frame lieân quan ñeán cuøng moät baûn tin hay caùc baûn tin ñöôïc khoâi phuïc laïi hình daùng ban ñaàu bôûi phía thu. - Trong nhieàu öùng duïng, I – frame phaûi ñöôïc phaân phoái theo tuaàn töï gioáng nhö khi ñöôïc taïo ra. Do ñoù, I - frame naøo ñöôïc nhaän khoâng theo ñuùng tuaàn töï phaûi ñöôïc giöõ bôûi S cho ñeán khi nhaän ñöôïc caùc I – frame bò maát. Thoâng thöôøng, caùc khung naøy coù kích thöôùc lôùn vaø soá löông I – frame caàn löu giöõ cuõng coù theå lôùn Æ ñoøi hoûi heä thoáng phaàn cöùng phaûi coù dung löôïng löu tröõ lôùn ñeán möùc khoâng theå chaáp nhaän ñöôïc. Vì vaäy, haàu heát caùc öùng duïng vaø trong haàu heát caùc maïng ñeàu söû duïng giao thöùc truyeàn laïi moät nhoùm (Go – Back - N). 3.4.3 Truyeàn laïi moät nhoùm (Go – Back - N): - Vôùi kieåu truyeàn naøy, khi S phaùt hieän moät I – frame ñöôïc nhaän khoâng ñuùng tuaàn töï (töùc laø bò loãi), noù seõ baùo cho P bieát ñeå thöïc hieän vieäc truyeàn laïi töø moät khung xaùc ñònh. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 73
  15. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc ¾ Tröôøng hôïp khung I bò loãi: Neáu trong quaù trình truyeàn giaû söû I – frame thöù N + 1 bò loãi. Khi ñoù: - S nhaän I – frame N + 2 khoâng ñuùng tuaàn töï. - Khi S nhaän I – frame N + 2, S gôûi NAK – frame N + 1 ñeå baùo cho P quay trôû laïi vaø baét ñaàu truyeàn laïi I – frame N + 1. - Khi nhaän ñöôïc NAK - frame N + 1, P vaøo traïng thaùi truyeàn laïi - Khi ôû trong traïng thaùi naøy, P taïm thôøi döøng truyeàn I – frame môùi vaø baét ñaàu truyeàn laïi caùc I – frame ñang ñôïi baùo nhaän trong danh saùch truyeàn laïi - S loïai boû caùc I – frame cho ñeán khi nhaän ñöôïc I – frame N + 1 - Khi nhaän ñöôïc I – frame N + 1, S trôû laïi traïng thaùi saün saøng nhaän I – frame môùi vaø gôûi baùo nhaän cho P. - Khi gôûi NAK - frame N + 1, S baét ñaàu khôûi ñoäng boä ñònh thôøi ñeå chôø nhaän I – frame N + 1, neáu quaù moät khoûang thôøi gian xaùc ñònh thì S truyeàn laïi NAK - frame N + 1 (ñeà phoøng NAK - frame N + 1 bò loãi) Hình 3.12: Go - back – N: I – frame bò loãi ¾ Tröôøng hôïp ACK – frame bò loãi: - S nhaän taát caû caùc I – frame ñeàu ñuùng - Giaû söû ACK(N) vaø ACK(N+1) ñeàu bò loãi ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 74
  16. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc - Khi nhaän ñöôïc ACK(N+2), P phaùt hieän raèng ACK(N) vaø ACK(N+1) chöa nhaän ñöôïc - Tuy nhieân, do nhaän ACK(N+2) chöù khoâng phaûi nhaän NAK(N+2) neân P hieåu raèng caû ACK(N) vaø ACK(N+1) ñeàu bò loãi. Do ñoù, ACK(N+2) xaùc nhaän ñuùng cho I – frame N vaø N + 1. Hình 3.13: Go - back – N: ACK – frame bò loãi o Vôùi kieåu truyeàn naøy coù öu ñieåm laø: caùc I – frame nhaän ñuùng thöù töï neân phía thu khoâng phaûi toán nhieàu boä nhôù ñeå löu giöõ caùc I – frame. o Tuy nhieân, kieåu truyeàn naøy cuõng coù nhöôïc ñieåm laø hieäu suaát thaáp vì coù nhöõng tröôøng hôïp P phaûi truyeàn laïi caû nhöõng I – frame ñaõ ñöôïc truyeàn ñuùng. 3.5. Ñieàu khieån luoàng (follow control): Ñieàu khieån luoàng laø moät thaønh phaàn trong giao thöùc lieân keát döõ lieäu (data link protocol). Nhieäm vuï cuûa ñieàu khieån luoàng laø ñieàu khieån toác ñoä truyeàn caùc kyù töï hay caùc khung treân tuyeán döõ lieäu, ñaûm baûo phía thu coøn ñuû dung löôïng boä ñeäm ñeå nhaän döõ lieäu truyeàn tôùi ñeå xöû lyù. Trong ñieàu khieån luoàng, coù 2 giaûi thuaät ñieàu khieån thoâng duïng laø: X – ON/ X – OFF vaø Sliding Window (cöûa soå tröôït) 3.5.1 Kieåu ñieàu khieån X – ON/ X – OFF: - Trong kieåu ñieàu khieån naøy söû duïng 2 kyù töï ñieàu khieån ñaëc bieät laø X – ON vaø X – OFF ñeå ñieàu khieån vieäc ngöøng hay tieáp tuïc truyeàn kyù töï môùi. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 75
  17. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc - Khi xaûy ra hieän töôïng quaù taûi, maùy tính gôûi kyù töï X – OFF ñeán thieát bò ñieàu khieån beân trong thieát bò ñaàu cuoái chæ thò döøng vieäc truyeàn kyù töï môùi. Thieát bò ñaàu cuoái khi nhaän ñöôïc kyù töï X – OFF thì seõ boû qua taát caû caùc kyù töï ñöôïc nhaäp vaøo töø baøn phím hoaëc chuyeån chuùng vaøo boä ñeäm vaø chôø ñeán khi tình traïng quaù taûi keát thuùc. - Khi hieän töôïng quaù taûi ñaõ keát thuùc, maùy tính seõ truyeàn kyù töï X – ON ñeán thieát bò ñieàu khieån tieáp tuïc truyeàn caùc kyù töï tieáp theo. 3.5.2 Phöông phaùp cöûa soå tröôït (Sliding window): - Trong kieåu truyeàn continuous RQ, P truyeàn lieân tieáp caùc khung thoâng tin maø khoâng döøng laïi chôø nhaän ACK gioáng nhö Idle RQ. - Neáu toác ñoä xöû lyù taïi S chaäm, S seõ chaäm hoaëc ngöøng truyeàn veà caùc ACK – frame Æ danh saùch chôø truyeàn laïi taïi P taêng lieân tuïc Æ ñeán luùc naøo ñoù thì coù theå taêng ñeán giôùi haïn, ñöôïc xem laø daáu hieäu ñeå P ngöøng göûi I –frame cho ñeán khi caùc baùo nhaän khôûi ñoäng luoàng trôû laïi. - Phöông phaùp cöûa soá tröôït ñöôïc thöïc hieän baèng caùch thieát laäp moät giôùi haïn toái ña cöûa soå I – frame chôø truyeàn laïi taïi P. Giôùi haïn naøy ñöôïc xem laø cöûa soå truyeàn cuûa tuyeán döõ lieäu, thöôøng ñöôïc kyù hieäu laø K - Giôùi haïn K ñöôïc choïn löïa phuï thuoäc vaøo: kích thöùôc cuûa khung, dung löôïng boä nhôù ñeäm, thôøi gian treã do lan truyeàn soùng, toác ñoä phaùt (bps). ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 76
  18. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc - ÔÛ phía phaùt duøng 2 bieán soá LWE (Low Window Edge – bieân döôùi cuûa cöûa soå) vaø UWE (Upper Window Edge – bieân treân cuûa cöûa soå) ñeå thieát laäp neân lieân keát cöûa soå. Cöûa soå seõ thay ñoåi theo nguyeân taéc nhö sau: + Khi P truyeàn ñi moät I – frame thì UWE seõ taêng leân moät ñôn vò + Khi P nhaän veà moät lôøi hoài ñaùp ACK xaùc nhaän I – frame ñaõ nhaän ñuùng thì LWE seõ taêng leân moät ñôn vò. Hieäu soá giöõa UWE vaø LWE ñöôïc goïi laø ñoä roäng cuûa cöûa soå. + Maùy phaùt söû duïng ñoä roäng cuûa cöûa soå ñeå döï ñoùan khaû naêng tieáp nhaän caùc khung tin ôû phía maùy thu. Neáu cöûa soå heïp thì maùy phaùt hieåu maùy thu coù theå ñaùp öùng kòp vôùi toác ñoä truyeàn. Neáu cöûa soå roäng thì maùy phaùt hieåu maùy thu coù toác ñoä tieáp nhaän caùc khung tin chaäm. Khi ñoä roäng cuûa cöûa soå tröôït ñaït tôùi giaù trò K thì maùy phaùt hieåu maùy thu khoâng coøn khaû naêng tieáp nhaän caùc khung tin Æ maùy phaùt ngöøng phaùt. Trong thôøi gian naøy, maùy thu coù ñuû thôøi gian ñeå giaûi quyeát caùc khung tin ñaõ nhaän vaø göûi caùc khung ACK xaùc nhaän veà phía maùy phaùt. Khi maùy phaùt nhaän caùc khung ACK thì LWE seõ taêng Æ ñoä roäng cuûa cöûa soå < K Æ maùy phaùt coù theå tieáp tuïc phaùt laïi caùc khung tin. 3.5.3 Hieäu suaát söû duïng lieân keát: - Moät lieân keát coù kích thöôùc cöûa soå K. Khi ñoù, neáu trong quaù trình truyeàn khoâng xaûy ra loãi thì hieäu suaát lieân keát laø: ⎧1 neáu K ≥ 1 + 2.a ⎪ U=⎨ 1 ⎪⎩1 + 2.a neáu K < 1 + 2.a - Neáu coù loãi xaûy ra trong quaù trình truyeàn daãn: Goïi Pf laø xaùc suaát moät khung thu ñöôïc bò loãi. Khi ñoù soá laàn truyeàn laïi trung bình cuûa moãi khung laø: 1 Nr = 1- Pf + Vôùi kieåu truyeàn laïi coù löïa choïn thì: ⎧1 ⎪N neáu K ≥ 1+ 2.a ⎪ r U=⎨ ⎪ 1 neáu K < 1+ 2.a ⎪⎩ (1 + 2.a).N r + Vôùi kieåu truyeàn Go – back – N, hieäu suaát lieân keát seõ giaûm vì khi coù moät khung bò loãi thì seõ coù nhöõng khung khoâng bò loãi phaûi truyeàn laïi. ⎧ 1- Pf ⎪1+ P (K -1) neáu K ≥ 1+ 2.a ⎪ f U=⎨ ⎪ K.(1- Pf ) neáu K < 1+ 2.a ⎪⎩ (1 + 2.a)[1 + Pf (K -1)] Baøi taäp ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 77
  19. Baøi giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chöông 3: Cô sôû giao thöùc 1./ Moät chuoãi khung döõ lieäu lieân tieáp vôùi chieàu daøi trung bình laø 1000 bit truyeàn qua keânh truyeàn coù chieàu daøi 100km, toác ñoä truyeàn döõ lieäu laø 20Mbps. Cho vaän toác truyeàn soùng laø 2.108 m/s, toác ñoä loãi bit laø 10-4. Haõy xaùc ñònh hieäu suaát trong caùc tröôøng hôïp sau: a. Idle RQ b. Selective repeat vôùi k = 10 c. Go – back – N vôùi k =10 2./ Vẽ sơ đồ truyền data dùng giao thức Continuous RQ Selective Repeat, tường minh, với các yêu cầu sau: khung dữ liệu thứ N+1 bị lỗi, NAK(N+1) trả về cũng bị lỗi. Giải thích. 3./ Máy phát cần truyền 6 khung data đến máy thu, số thứ tự bắt đầu từ 0, sử dụng nghi thức điều khiển lỗi là hỏi đáp liên tục, Go – Back – N, tường minh. Điều khiển luồng sử dụng cửa sổ trượt với kích thước K= 4. Hãy vẽ sơ đồ truyền data khi khung dữ liệu thứ 1 và ACK của khung thứ 3 bị lỗi. 4./ Một kênh thông tin có chiều dài 4500 Km, tốc độ truyền data 1.5Mbps, sử dụng khung dữ liệu có chiều dài 1200 bits được truyền đi theo giao thức Continuous RQ Selective Repeat. Cho biết vận tốc truyền sóng là 3x108m/s, kích thước cửa sổ K=15, xác suất lỗi bit BER là 10-4. a. Tính hiệu suất sử dụng liên kết. b. Tính thời gian mà timer cần phải đếm khi truyền một khung dữ liệu 5./ Máy phát cần truyền 6 khung data đến máy thu, số thứ tự bắt đầu từ 0, sử dụng nghi thức điều khiển lỗi là hỏi đáp liên tục, Go – Back – N, tường minh. Điều khiển luồng sử dụng cửa sổ trượt với kích thước K= 4. Hãy vẽ sơ đồ truyền data khi khung dữ liệu thứ 1, 3 và ACK của khung thứ 3, 5 bị lỗi. ÑH Kyõ thuaät Coâng ngheä Trang 78
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2