zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Quản trị mạng

Truyền dẫn thông tin - Chương 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Báo xấu

87
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

MẠNG SỐ LIỆU 1. Mô hình OSI 1.1. Nguyên nhân sự ra đời mô hình OSI Để giảm được độ phức tạp của thiết kế và cài đạt mạng máy tính, hầu hết các mạng máy tính đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng - Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như một cấu trúc đa tầng .

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Truyền dẫn thông tin - Chương 3

Bμi so¹n TruyÒn dÉn II CHƯƠNG III MẠNG SỐ LIỆU 1. Mô hình OSI 1.1. Nguyên nhân sự ra đời mô hình OSI Để giảm được độ phức tạp của thiết kế và cài đạt mạng máy tính, hầu hết các mạng máy tính đều được phân tích thiết kế theo quan điểm - phân tầng - Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như một cấu trúc đa tầng . Trong đó mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước đó (Số lượng các tầng cũng như tên và chức năng của mỗi tầng phụ thuộc vào nhà thiết kế ) 1.2. Nguyên tắc xây dựng Nguyên tắc kiến trúc mạng phân tầng: - Mỗi hhệ thống trong một mạng đều có số lượng và chức năng của mỗi tầng là như nhau. Phải có định nghĩa mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức ở hai hệ thống kết nối với nhau. - - Trong thực tế, thì dữ liệu không thể gửi từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống khác mà dữ liệu ở bên hệ thống gửi được truyền sang thống nhận bằng đường truyền vật lý và cứ thế đi ngược lên các tầng trên. Để xây dụng mô hình OSI, ISO ngoài việc xuất phát từ hệ thống phân tầng còn căn cứ vào hệ thống chủ yếu sau: Để đơn giản cần hạn chế số lượng các tầng. - Tạo ranh giới các tầng sao cho tương tác và mô tả các dịch vụ là tối thiểu. - Tạo ranh giới các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt nhau, công nghệ khác nhau được tách biệt nhau. - Các chức năng giống nhau được cài đặt vào một tầng. - Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại một tâng mà ảnh hưởng ít nhất đến các tầng kề nó. - Tạo ranh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tương ứng. - Cho phép thay đổi các chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh hưởng đến các tầng khác. - Mỗi tầng chỉ có các ranh giới (giao diện) với các tầng kề trên và dưới nó. - Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết . - Tao các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kề cận - Cho phép huỷ bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết. - 1.3. Chức năng của các lớp trong mô hình OSI PHYSICAL: Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bit không có các cấu trúc qua đường truyền vạt lý, truy cập đường truyền vạt lý nhờ vào các phương tiện cơ, điện, hàm, thủ tục. DATA LINK: Cung cấp phương tiện để truyền tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy; gửi các khối dữ liệu (frame) với các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết. NETWORK: Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện kiểm sáot luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần. TRANSPORT: Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu mút (end_to_end) thực hiện cả việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu mút.Cũng có thể thực hiện ghép kênh cắt/hợp dữ liệu nếu cần. SESION: Cung cấp phương tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng : thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng. PRESENTATION: Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI. APPLICATION: Cung câps các phương tiện để người sử dụng có thể truy cập được vào môi trường OSI, đồng thời cung cấp các dich vụ thông tin phân tán. 1.4. Mối quan hệ dữ liệu giữa hai tầng kề nhau Hình 3.1: Quá trình Encapsulation Một thực thể tầng N không thể truyền dữ liệu trực tiếp tới thực thể tầng N của hệ thống khác mà phải chuyển xuống dưới và qua đường - truyền vật lý. - Khi xuống đến tầng N -1 , dữ liệu chuyển từ tầng N được xem như một đơn vị dữ liệu cho dịch vụ SDU (Service data Unit) của tầng N - 1. Phần thông tin điều khiển của tầng N -1 gọi là N -1 PCI (Protocol control Information) được thêm vào đầu của N -1 SDU tạo thành N -1 PDU (Protocol Data Link). Trường hợp SDU quá dài thì có thể chia nhỏ thành nhiều đoạn, mỗi đoạn được bổ xung phần PCI để tạo thành nhiều PDU. - Bé m«n HTTT & M¹ng 1
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II 2. Mô hình TCP/IP 2.1. Sự khác nhau giữa mô hình OSI và TCP/IP Hình 3.2: Sự khác nhau giữa 2 mô hình 2.2. Giao thức IP 2.2.1. Chức năng của giao thức IP Mục đích của IP là cung cấp các khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. Vai trò của IP tương tự như vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. IP là giao thức kiểu không liên kết, có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu. Đơn vị dữ liệu dùng trong IP được gọi là Datagram 2.2.2. Khuôn dạng của giao tức IP Trong đó: • Version (4 bit): IPv4 hoặc IPv6 • IHL (IP packet Header Length) (4 bit): đơn vị word 32 bit. – Min = 5 (không có thêm trường tuỳ chọn) – Max = 15 (trường tuỳ chọn là 40 byte) – Đối với một số tuỳ chọn, thí dụ để ghi con đường mà packet đã đi qua, 40 byte là quá nhỏ, không thể dùng được. • Type of service (8 bits): Dịch vụ và mức ưu tiên. – Ý nghĩa của nó được người ta thay đổi chút ít trong các năm qua. – Có thể có nhiều cách kết hợp khác nhau giữa độ tin cậy và tốc độ. Đối với tiếng nói được số hoá, việc phân phát nhanh quan trọng hơn phân phát chính xác. Đối với FTP, việc truyền không có lỗi quan trọng hơn việc truyền nhanh. – Bản thân chính trường này lại bao gồm một số trường, tính từ trái qua phải như sau: Precedence (3 bit đầu tiên): quyền ưu tiên; 0 = normal, ... , 7 = network control packet. Cờ D, T và R (3 bit tiếp theo): cho phép host chỉ ra là nó quan tâm (cần) đến gì nhất trong tập hợp {Delay, Throughput và Reliability}. Trong thực tế, các router hiện nay lờ toàn bộ trường Type of service. 2 bit còn lại hiện nay chưa dùng đến. • Total Length (16 bits): Tổng chiều dài packet, kể cả header lẫn data, đơn vị = byte. – Max = 65535 byte – Hiện nay giới hạn trên là có thể chấp nhận được – Với các mạng Gigabit trong tương lai sẽ cần đến các datagram lớn hơn. • Trường Identification (16 bit): từ định danh của datagram (IP packet) – Dùng cho host đích xác định được mảnh (fragment) thuộc về datagram nào. – Tất cả các mảnh của một datagram có cùng một giá trị của trường Identification. • Trường Flags (2 bits): dùng cho quá trình Fragmentation/ Reassembly Bé m«n HTTT & M¹ng 2
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II – Sau trường Identification là một bit không dùng đến. Flags gồm 2 trường 1 bit là DF và MF. – DF (Don't Fragment): lệnh cho các router đừng có phân mảnh datagram. ◊ Datagram phải tránh mạng có kích thước packet nhỏ. • • Tất cả các máy được yêu cầu chấp nhận việc phân mảnh đến 576 byte hoặc nhỏ hơn. MF (More Fragments): Tất cả các mảnh của datagram, trừ mảnh cuối cùng phải có bit MF=1 ◊ để biết được khi nào tất cả – các mảnh của một datagram đã đến đích. • Fragment offset (13 bits): cho biết khoảng cách tương đối của gói tin IP trong gói tin bị phân mảnh. – Tất cả các mảnh của một datagram, trừ mảnh cuối cùng phải có chiều dài là bội số của 8 bytes - đơn vị cơ sở của mảnh. 13 bit ◊ nên số mảnh lớn nhất của một datagram là 8192 – • Time to live – TTL (8 bits): Bộ đếm thời gian sống của một packet – Khi = 0, packet bị loại bỏ và một packet cảnh báo được gửi cho bên nguồn ◊ Ngăn chặn các datagram đi lang thang mãi (nếu bảng chọn đường có lúc bị hỏng) – Giả thiết đơn vị là giây ◊ max = 255s; thường được đặt = 30s – – Phải được giảm đi một tại mỗi chặng (hop) và được giảm nhiều lần khi đứng xếp hàng một thời gian dài trong mỗi router. – Thực tế, nó chỉ đếm các chặng. • Trường Protocol (8 bits): Chỉ loại số liệu giao thức mức trên nằm trong trường Data. – Cho biết cần trao datagram cho quá trình nào của tầng transport. • Một khả năng là TCP • Nhưng cũng có thể là UDP và các quá trình khác. – Việc đánh số các giao thức là trên phạm vi toàn cầu, trên toàn bộ Internet, được định nghĩa trong chuẩn RFC 1700. • Trường Header checksum (16 bits): – Tính riêng cho header, giúp phát hiện các lỗi phát sinh trong bộ nhớ của router. – Được tính lại tại mỗi chặng (hop), bởi vì sau mỗi chặng có ít nhất là một trường bị thay đổi (trường TTL). Cách tính: cộng tất cả các 16-bit halfwords sử dụng số dạng bù 1; sau đó lấy bù 1 của kết quả (phép toán XOR ◊ tốc độ – cao). • Trường Source address, Destination address (32 bit): – Địa chỉ IP của bên gửi và nhận – Mỗi địa chỉ bao gồm: địa chỉ mạng và địa chỉ host trong mạng • Trường Options: Tạo ra lối thoát cho các version sau: – Bổ sung thêm các thông tin không có trong version đầu tiên – Thí nghiệm thử các ý tưởng mới và để tránh việc phải dành (allocate) các bit của header cho các thông tin hiếm khi cần đến. – Chiều dài có thể thay đổi: 0..(15 – 5) x 32 bits – Mỗi Option bắt đầu bằng một mã 1 byte chỉ ra tuỳ chọn • Trường Options: – Hiện thời có 5 tuỳ chọn (option) đã được định nghĩa • Security (an ning) Chỉ ra mức độ bí mật của datagram • Strict source routing Chỉ ra con đường đầy đủ để đi theo • Loose source routing Chỉ ra danh sách các router không được bỏ qua • Record route Buộc mỗi router gắn địa chỉ IP của nó vào • Timestamp Buộc mỗi router gắn địa chỉ IP và timestamp của nó vào – Tuy nhiên không phải mọi router đều hỗ trợ tất cả các tuỳ chọn này. – Padding: Được chèn thêm sao cho chiều dài Header = bội của 32 bits • Trường Data (32 bits): Số liệu của giao thức tầng trên. • 32 bit, gồm Class + Netid + Hostid, duy nhất trên Internet 2.2.3. Địa chỉ IP • Cấu trúc địa chỉ IP Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bít được tách thành 4 vùng (mỗi vùng một byte), có thể được biểu diễn dưới dạng thập phân (hoặc nhị phân, thập lục phân) có dấu chấm để tách vùng. Mục đích của IP là để định đanhuy nhất một host bất kỳ trên liên mạng. Địa chỉ IP được chia thành 5 lớp: A, B, C, D và E (dự trữ) Bé m«n HTTT & M¹ng 3
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Trong đó, các bít đầu tiên của byte đầu tiên được dung để định danh lớp địa chỉ - Lớp A: 0 - Lớp B: 10 - Lớp C: 110 - Lớp D: 1110 - Lớp E: 11110 Lớp A: Cho phép định danh tới 126 mạng, với tối đa 16 triệu host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có số trạm lớn Lớp B: Cho phép định danh tới 16384 mạng, tối đa là 65534 host trên mỗi mạng. Lớp C: Cho phép định danh tới 12 triệu mạng, tối đa 254 host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có ít trạm. Lớp D: Dùng để gửi các Datagram tới một nhóm các host trên một mạng Lớp E: Dự phòng để dùng trong tương lai • Địa chỉ mạng con 2.2.4. Hoạt động của IP Khi giao thức IP được khởi động nó trở thành một thực thể tồn tại trong máy tính và bắt đầu thực hiện những chức năng của mình, lúc đó thực thể IP là cấu thành của tầng mạng, nhận yêu cầu từ các tầng trên nó và gửi yêu cầu xuống các tầng dưới nó. Đối với thực thể IP ở máy nguồn, khi nhận được một yêu cầu gửi từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây: Tạo một IP datagram dựa trên tham số nhận được. Tính checksum và ghép vào header của gói tin. Ra quyết định chọn đường: hoặc là trạm đích nằm trên cùng mạng hoặc một gateway sẽ được chọn cho chặng tiếp theo. Chuyển gói tin xuống tầng dưới để truyền qua mạng. Đối với router, khi nhận được một gói tin đi qua, nó thực hiện các động tác sau: 1. Tính chesksum, nếu sai thì loại bỏ gói tin. 2. Giảm giá trị tham số Time - to Live. nếu thời gian đã hết thì loại bỏ gói tin. 3. Ra quyết định chọn đường. 4. Phân đoạn gói tin, nếu cần. 5. Kiến tạo lại IP header, bao gồm giá trị mới của các vùng Time - to -Live, Fragmentation và Checksum. 6. Chuyển datagram xuống tầng dưới để chuyển qua mạng. Cuối cùng khi một datagram nhận bởi một thực thể IP ở trạm đích, nó sẽ thực hiện bởi các công việc sau: 1. Tính checksum. Nếu sai thì loại bỏ gói tin. 2. Tập hợp các đoạn của gói tin (nếu có phân đoạn) 3. Chuyển dữ liệu và các tham số điều khiển lên tầng trên. 2.3. Giao thức TCP 2.3.1. Chức năng của giao thức TCP TCP là một giao thức kiểu có liên kết nghĩa là cần phải thiết lập liên kết logic giữa các cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. Bé m«n HTTT & M¹ng 4
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi segment. 2.3.2. Khuôn dạng của giao thức TCP Gồm 2 phần: • Tiêu đề giả (Pseudo Header TCP), cần thiết để xây dựng IP packet. Bao gồm: – IP Source (32 bit) – IP Destination (32 bit) – Protocol = 0x06 = thuộc giao thức TCP – Length: độ dài của TCP segment. • Gói số liệu TCP thực (TCP Segment) Source/Destination port number: 2 điểm cuối của kết nối TCP. Port number + IP add ◊ socket (48 bit) • • Seq. # = stt byte đầu tiên của data so với byte đầu của dòng dữ liệu của thực thể gửi. Giá trị ban đầu = ISN+1 (Initial Sequence Number) • ACK: Byte tiếp theo có thể nhận (stt byte cuối cùng đã nhận đúng + 1) • TCP header length: đơn vị 32 bit; đó cũng chính là data offset. • Resered = 0 : để dùng trong tương lai. • Flags (6): – URG =1: có sử dụng trường Urgent pointer. – ACK =1: trường Ack đúng. – PSH =1: thực thể nhận được y/c chuyển ngay segment này – RST =1: Reset kết nối; từ chối kết nối v.v. – SYN =1: đồng bộ trường Seq. , dùng để thiết lập kết nối TCP – FIN =1: thông báo thực thể gửi đã kết thúc việc gửi số liệu. • Window size: Độ lớn cửa sổ nhận, cho bên sender biết có thể gửi tiếp bao nhiêu byte, tính từ byte được biên nhận (ack). • Checksum: checksum của cả TCP segment + Pseudo header. Trước khi tính, trường này = 0. (Tổng các word 16 bit kiểu bù 1, kết quả thu được lại tính bù 1 - XOR). • Urgent pointer: byte trong trường data của TCP segment cần được xử lý đầu tiên. • Options: Các tuỳ chọn. Hiện nay tuỳ chọn duy nhất được dùng là MSS (Maximum Segment Size). Giá trị default = 536 byte payload + 20 byte header = 556 byte. • Pad (ở hình trên slide trước không vẽ): chèn thêm để chiều dài trường Options là bội của 32 bit. • Data: số liệu của ứng dụng TCP 2.3.3. Đặc điểm của giao thức TCP • ACK message • Điều khiển luồng trong TCP Trong việc điều khiển luồng, phương pháp hay sử dụng là phương pháp cửa sổ trượt. TCP cung cấp dịch vụ chuyển luồng đáng tin cậy. TCP xem luồng dữ liệu như một thứ tự của các byte dữ liệu được tách thành các Segment. Thường mỗi segment truyền trong liên mạng sẽ được lồng vào một Datagram Kỹ thuật của sổ trượt của TCP được tiến hành ở mức byte. Các byte của luồng dữ liệu được đánh số một cách tuần tự và có một cửa sổ - được định nghĩa bởi 3 con trỏ. Tại mỗi thời điểm, con trỏ đầu tiên trỏ vào mép trái cửa sổ, con trỏ thứ 2 trỏ vào mép phải cửa sổ, con trỏ thứ 3 xác định vị trí byte cần truyền. Con trỏ bên trái và bên phải cửa sổ xác định kích thước của cửa sổ. Bé m«n HTTT & M¹ng 5
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II - Cửa sổ trượt TCP có thể thay đổi kích thước theo thời gian. Trong đó, mỗi báo nhận đều có thông tin về trạng thái bộ đệm tại bên nhận và cho biết bên nhận có thể nhận thêm bao nhiêu byte nữa. Nếu bên nhận thông báo kích thước của bộ nhận còn ít thì bên gửi sẽ giảm kích cỡ của cửa sổ và nó không gửi số byte dữ liệu quá khích thước của bộ đệm. Còn nếu thông báo kích thước của bộ đệm còn nhiều thì bên gửi sẽ tăng kích thước của cửa sổ . 3. Công nghệ Ethernet 3.1. Sự ra đời của Ethernet Ngày nay, Ethernet đã trở thành công nghệ mạng cục bộ được sử dụng rộng rãi. Ngày 22-5-1973, Robert Metcalfe thuộc trung tâm nghiên cứu Palto Alto của hãng Xerox – PARC, bang California, đã đư ra ý tưởng hệ thống kết nối mạng máy tínhcho phép các máy tính có thể truyền dữ liệu với nhau và với máy in lazer. Lúc này, các hệ thống tính toán lớn đều được thiết kế dựa trên các máy tính trung tâm đắt tiền. Điểm khác biệt lớn mà Ethernet mang lại là các máy tính có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau mà không cần qua máy tính trung tâm. Chuẩn Ethernet 10Mbps đầu tiên được xuất bản 1980 bởi sự phối hợp phát triển của 3 hãng : DEC, Intel và Xerox. Chuẩn này có tên là DIX Ethernet Uỷ ban 802.3 của IEEE đã lấy DIX Ethernet làm nền tảng sự phát triển. Năm 1985, chuẩn 802.3 đầu tiên ra đời với tên IEEE 802.3 CSMA/CD. Mặc dù 3.2. Cấu trúc địa chỉ Ethernet Mỗi giao tiếp mạng Ethernet được định danh duy nhất bởi 48 bít địa chỉ (6 octet). Đây là địa chỉ được ấn định khi sản xuất thiết bị, gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) Địa chỉ MAC được biểu diễn bởi các chữ số hexa (hệ cơ số 16). Ví dụ: 00: 60:97:8F:4F:86 hoặc 00-60-97-8F-4F-86 Khuôn dạng địa chỉ MAC được chia làm 2 phần: - 3 octet đầu xác định nhà sản xuất, chịu sự quản lý của IEEE. - 3 octet sau do nhà sản xuất ấn định. Kết hợp sẽ cho ta một địa chỉ MAC duy nhất cho giao tiếp mạng Ethernet. Địa chỉ MAC được sử dụng làm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong khung Ethernet. 3.3. Các khung Ethernet Khung Unicast: Giả sử trạm 1 cần truyền khung đến trạm 2. Khung này được truyền tới một trạm xác định: Tất cả các trạm trong phân đoạn mạng trên đều nhận được khung này , nhưng - - Chỉ có trạm 2 thấy địa chỉ MAC đích của khung trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nên tiếp tục xử lý các thông tin khác trong khung. Các trạm khác sau khi so sánh địa chỉ sẽ bỏ qua không tiếp tục xử lý khung nữa. - Khung Broadcast: Khi nhận được khung này, mặc dù không trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nhưng các trạm đều phải nhận khung này - và tiếp tục xử lý Bé m«n HTTT & M¹ng 6
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Khung Multicast: Trạm nguồn gửi khung tới một số trạm nhất định chứ không phải là tất cả. Địa chỉ MAC đích của khung là địa chỉ đặc biệt mà chỉ có các - trạm trong cùng nhóm mới chấp nhận các khung gửi tới địa chỉ này 3.4. Hoạt động của Ethernet Phương thức điều khiển truy nhập CSMA/CD qui định hoạt động của hệ thống Ethernet - 4. Một số thiết bị nối mạng 4.1. Repeater Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng. Hình 3.4: Mô hình liên kết mạng của Repeater. Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng. Bé m«n HTTT & M¹ng 7
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Hình 3.5: Hoạt động của bộ tiếp sức trong mô hình OSI Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang. Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu. Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater. Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng. Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) nhưng không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau (như một mạng Ethernet và một mạng Token ring). Thêm nữa Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lưa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng. 4.2. Hub Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao. Người ta phân biệt các Hub thành 3 loại như sau sau : Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng là 200m thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub là 100m). Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động. Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của Hub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động. Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động. Hub thông minh (Intelligent Hub): cũng là Hub chủ động nhưng có thêm các chức năng mới so với loại trước, nó có thể có bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chương trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động như bộ tìm đường hay một cầu nối. Nó có thể cho phép tìm đường cho gói tin rất nhanh trên các cổng của nó, thay vì phát lại gói tin trên mọi cổng thì nó có thể chuyển mạch để phát trên một cổng có thể nối tới trạm đích. Bé m«n HTTT & M¹ng 8
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II 4.3. Bridge Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không. Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo. Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ xung bảng địa chỉ. Hình 3.6:: Hoạt động của Bridge Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì Bridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối). Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia. Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi. Hình 3.7:: Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI Bé m«n HTTT & M¹ng 9
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Để đánh giá một Bridge người ta đưa ra hai khái niệm : Lọc và chuyển vận. Quá trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge. Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác. Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi. Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua Ví dụ : Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring. Khi đó Cầu nối thực hiện như một nút token ring trên mạng Token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring. Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phải hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Ví dụ như kích thước tối đa của gói tin trên mạng Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng token ring gửi một gói tin cho trạm trên mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng byte dư sẽ bị chặt bỏ. Hình 3.8: Ví dụ về Bridge biên dịch Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau : Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi sử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức. Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge, khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác. Để nối các mạng có giao thức khác nhau. Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển. Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của nhửng địa chỉ xác định. Ví dụ : cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2. Bé m«n HTTT & M¹ng 10
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Hình 3.9 : Liên kết mạng với 2 Bridge Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần nối dây và bật. Các Bridge khác chế tạo như card chuyên dùng cắïm vào máy tính, khi đó trên máy tính sẽ sử dụng phần mềm Bridge. Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hơn trong hoạt động của Bridge. 4.4. Router Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích. Bé m«n HTTT & M¹ng 11
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Hình 3.10: Hoạt động của Router. Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi. Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp. Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng. Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table). Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước. Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào giao thức (The protocol independent router) dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router. Router có phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông. Router không phụ thuộc vào giao thức: có thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đôiø gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng ù chấp nhận kích thức các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng). Hình 3.11: Hoạt động của Router trong mô hình OSI Để ngăn chặn việc mất mát số liệu Router còn nhận biết được đường nào có thể chuyển vận và ngừng chuyển vận khi đường bị tắc. Các lý do sử dụng Router : Router có các phần mềm lọc ưu việt hơn là Bridge do các gói tin muốn đi qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nó nên giảm được số lượng gói tin qua nó. Router thường được sử dụng trong khi nối các mạng thông qua các đường dây thuê bao đắt tiền do nó không truyền dư lên đường truyền. Router có thể dùng trong một liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt. Router có thể xác định được đường đi an toàn và tốt nhất trong mạng nên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn. Trong một mạng phức hợp khi các gói tin luân chuyển các đường có thể gây nên tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router có thể được cài đặt các phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn. Bé m«n HTTT & M¹ng 12
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Hình 3.12: Ví dụ về bảng chỉ đường (Routing table) của Router. Các phương thức hoạt động của Router Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện co. Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác. Phương thức véc tơ khoảng cách : mỗi Router luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình. Phương thức trạng thái tĩnh : Router chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng vàchỉ khi đó các Routerkhác ù cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó thường là thông tin về đường truyền. 4.5. Switch Tương tự như Bridge, nhưng có nhiều port và có hiệu suất cao Khác căn bản giữa Switch và Bridge: − Bridge có ít cổng (2-4), còn Switch có nhiều cổng, các cổng có thể hoạt động ở tốc độ khác nhau. − Bridge không có khả năng cho các kết nối đi qua đồng thời (simultaneous cross-segment connections), còn Switch thì có thể − Switch thường dùng để kết nối các máy tính trong 1 mạng LANs. Bridge thường dùng để kết nối các LANs. − Cut-through switch được thực hiện bằng hardware, bridge (cũ) thường dùng software (CPU) để thực hiện chức năng store- and-forward. Tuy nhiên ngày nay cả bridge và switch đều thực hiện bằng hardware. 5. Lớp mạng trong mô hình OSI 5.1. Giới thiệu chung về lớp mạng Lớp mạng đáp ứng việc chuyển giao dữ liệu một cách trong suốt giữa các người sử dụng dịch vụ mạng. Một cách lý tưởng, người sử dụng không biết và không cần biết về các dịch vụ dưới mạng. Các dịch vụ này có nhiều loại. Bổn phận của chúng là phát dữ liệu từ đầu cuối tới đầu cuối một cách đáng tin cậy, không lỗi, với giá hợp lý và không có thêm một sự giữ chậm không cần thiết nào cả. Lớp mạng và các lớp dưới nó không quan tâm tới dạng, cú pháp, ý nghĩa hay nội dung của dữ liệu được chuyển qua. Các dịch vụ mạng bao gồm: - Phúc đáp dữ liệu. - Giải phóng các cuộc nối mạng. - Các giao thức đồng bộ. Bé m«n HTTT & M¹ng 13
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II 5.2. Phân loại theo kỹ thuật mạng 5.2.1. Mạng chuyển mạch • Mạng chuyển mạch kênh - Khi hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì một kênh liên lạc sẽ được thiết lập và duy trì trong suốt thời gian chúng trao đổi thông tin cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định đó. - Nhược điểm: Tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh cố định . - - Hiệu suất đường truyền không cao vì có lúc kênh bỏ trống do cả hai bên đều hết thông tin trong khi các thực thể khác không được phép sử dụng kênh này • Mạng chuyển mạch thông báo - Thông báo là một đơn vị thông tin có khuôn dạng định trước, có chứa vùng điều khiển thông tin. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đường dẫn tới đích của nó Mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo sau đó chuyển tiếp thông tin đi. - Ưu điểm : Chuyển mạch thông báo so với chuyển mạch kênh: Hiệu suất đường truyền cao vì thông tin không bị chiếm dụng mà chia thánh nhiều thực thể - Giảm được tình trạng tắc nghẽn vì ở mỗi nút mạng có thể lưu giữ thông báo tạm thời để rồi mới chuyển đi khi kênh rỗi. - Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo. - Tăng hiệu suất sử dụng cho dải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá - Nhược điểm: Chuyển mạch thông báo không hạn chế được kích thước của các thông báo dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời các, ảnh hưởng đến thời gian - trễ VD: gửi thư điện tử • Mạng chuyển mạch gói Mỗi thông báo được chia thành nhiều các gói nhỏ có khuôn dạng định trước, chứa các thông tin điều khiển. - Các gói tin được gửi tới đích bằng nhiều con đường khác nhau để hợp thành thông báo - Ưu điểm: Hiệu quả hơn so với chuyển mạch thông báo vì các gói tin được hạn chế kích thước tối đa sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ gói - tin trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trữ trên đĩa. Nhược điểm: Tập hợp lại các gói tin ban đầu cần phải có cơ chế đánh dấu gói tin. - Bé m«n HTTT & M¹ng 14
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II 5.2.2. Mạng quảng bá a. Mạng truyền gói vô tuyến và mạng vệ tinh Mạng gói vô tuyến và mạng vệ tinh có những nét tương tự giống nhau. Các trạm phát và trạm thu đều qua angten, và mọi trạm đều dùng chung các kênh hay dải tần vô tuyến. Trong mạng vô tuyến gói, các trạm đều nằm trong tầm hoạt động của nhau và liên lạc quảng bá trực tiếp (từ một trạm đến toàn bộ các trạm). Còn trong mạng vệ tinh, dữ liệu không được phát trực tiếp từ trạm phát tới trạm thu mà thông qua vệ tinh. Mỗi trạm phát lên vệ tinh, vệ tinh thu và phát chuyển tiếp lặp lại cho nhiều trạm. b. Mạng nội bộ (LAN) Phân loại theo cấu hình • Mạng dạng hình sao (Star topology) Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức "điểm - điểm". Thiết bị trung tâm có thể là một bộ : switch, router, hub Ưu điểm: Lắp đạt đơn giản. - Dễ dàng cấu hình lại. - Dễ kiểm soát và khắc phục sự cố. - Tận dụng được tối đa đường truyền do sử dụng liên kết “Điểm - Điểm”. - Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một tram đến thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100m). - • Mạng hình tuyến (Bus Topology) Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver). Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được quảng bá trên hai chiều của Bus, tức là mọi trạm còn lại đều có thể nhận tín hiệu trực tiếp. Đối với các BUS một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó Terminater phải được thiết kế sao cho tín hiệu dội lại trên BUS để có thể đến được các trạm còn lại bên kia. Bé m«n HTTT & M¹ng 15
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Ưu điểm: Các thiết bị của nút thông tin có thao tác độc lập, sai hỏng của một máy không ảnh hưởng đến hoạt động của mạng. - Mở rộng và thu hẹp mạng đơn giản. - Kinh tế hơn mạng hình sao. - Nhược điểm: Nếu dữ liệu ở đường cáp chính tăng lên thì khả năng ùn tắc sẽ xảy ra. - Cần phải có giao thức để quản lý truy nhập đường truyền để tránh đụng độ thông tin do nhiều trạm cùng phát dữ liệu gây ra. - • Mạng dạng vòng (Ring Topology) Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức "điểm - điểm". Tín hiệu được lưu chuyển trên đường tròn theo một chiều duy nhất. Mỗi trạm của mạng được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (Repeater) cos nhiêm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp của vòng. Để tăng độ tin cậy của mạng, khi thiết kế có thể lắp thêm đường truyền dự phòng (Có chiều tín hiệu ngược với chiều tín hiệu trên vòng chính) Ưu điểm: Giảm tối đa khả năng đựng độ thông tin do tín hiệu chỉ chạy trên một chiều. - Tiết kiệm được dây hơn mạng hình sao. - Khoảng cách của mỗi nút có thể tăng vì khi qua mỗi nút thông tin thì tín hệu được hồi phục và khuyếch đại. - Nhược điểm: Nếu một nút thông tin nào đó bị hỏng thì sẽ làm ảnh hưởng đến mạng. - Việc nối dây sẽ phức tap hơn để đảm bảo các nút thông tin hoạt động tin cậy. - • Mạng dạng kết hợp Trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng. Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyền • Điều khiển truy nhập ngẫu nhiên: CSMA/CD Sau đây sẽ nghiên cứu một phương pháp truy nhập ngâu nhiên. Phương pháp đa truy nhp sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột. Phương pháp truy nhập ngẫu nhiên này được sử dụng cho topo dạng bú, trong đó tất cả các trạm của mạng được nối trực tiếp vào bú. Mội trạm dều có thể truy nhập vào bus chung (đa truy nhập) một cách ngẫu nhiên và do vậy rất có thể dẫn đến xung đột (hai hoặc nhiều trạm đồng thời truyền dữ liệu). Dữ liệu được truyền đi theo khuon dạng chuẩn trong đó có vùng thông tin điều khiển chứa địa chỉ của dữ liệu. Bé m«n HTTT & M¹ng 16
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II CSMA/CD là phương pháp cải tiến từ phương pháp CSMA, hay còn gọi là LBT (Listten before Talk- nghe trước khi nói). Tư tưởng của nó là: một trạm truyền dữ liệu trước hết phải “nghe” xem đừng truyền đang rỗi hay bận. Nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi (theo khuôn dạng chuẩn). Ngươc lại, nếu đường truyền đang bận (đã có dữ liệu khác) thì trạm phải thưc hiện theo một trong 3 giải thuật sau (thường gọi là các giải thuật “kien nhẫn”): (1) Trạm tạm “rút lui” chờ đợi trong một thời gian đoạn ngẫu nhiên nào đó ròi lại bắt đầu “nghe” đường truyền. - (2) Trạm tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền rỗi thì chuyền dữ liệu đi với xác xuất bằng 1 - (3) Trạm tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền rỗi thì truyền đi với xác suát p xác định trước (1
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II - Bổ xung một trạm vào vòng logíc: các trạm nằm ngoài vòng logíc cầc được xem xét định kỳ để nếu có nhu cầu truyền dữ liệu thì bổ xung vào vòng logíc. Loại bỏ một trạm khỏi vòng logíc: khi một trạm không còn nhu cầu truyền dữ liệu cần loại nó ra khỏi vòng logíc để tối ưu hoá việc điều - khiển truy nhập bằng thẻ bài. - Quản lý lỗi: một số lỗi có thể xẩy ra, chẳng hạn trùng địa chỉ (hai trạm đều nghĩ rằng đến lượt mình) hoặc “đứt vòng” (không trạm nào nghĩ tới lượt mình). - Khởi tạo vòng logíc: khi cài đặt mạng hoặc sau khi “đứt vòng”, cần phải khởi tạo lại vòng. Các giải thuật cho các chức năng trên được khuyến nghị như sau: - Để thực hiện việc bỏ xung trạm vào vòng logíc, mỗi trạm trong vòng có trác nhiệm định kỳ tạo cơ hội cho các trạm mới nhập vào vòng. Khi chuyển thẻ bài đi, trạm sẽ gởi theo một thông báo “tìm trạm đứng sau” để mời các trạm (có địa chỉ ở giữa nó và trạm kế tiếp nếu có) gửi yêu cầu nhập vòng. Nếu sau một thời đoạn xác định trước mà không có yêu cầu nào thì trạm sẽ chuyển thẻ bài tới trạm kế sau nó như thường lệ. Nừu có yêu cầu thì trạm gửi thẻ bài sẽ ghi nhận trạm yêu cầu trở thành trạm đứng kề sau nó và chuyển thẻ bài tới trạm mới này. Nếu có hơn một trạm yêu cầu nhập vòng thì trạm giữ thẻ bài sẽ phải lựa chọn theo một giải thuật nào đó. - Việc loại bỏ trạm ra khỏi vòng logíc đơn giản hơn nhiều. Một trạm muốn ra khỏi vòng sẽ đợi đến khi nhận được thẻ bài sẽ gửi thông báo “nối trạm đứng sau” tới trạm kề trước nó yêu cầu trạm này nối trức tiếp với trạm kề sau nó. - Việc quản lý lỗi ở một trạm gửi thẻ bài phải giải giải quyết nhiều tình huống bất ngờ. Chẳng hạn, trạm đó nhận được tín hiệu cho thấy đã có trạm khác có thẻ bài. Lập tức nó phải chuyển sang trạng thái “nghe” (bị động, chờ dữ liệu hoặc thẻ bài). Hoặc sau khi kết thúc truyền dữ liệu, trạm phải truyền thẻ bài tới trạm kề sau nó và tiếp tục “nghe” xem trạm kề sau đó có đã bị hư hỏng thì phải tìm cách (gửi các thông báo) để qua nút hỏng đó, cố gắng tìm được trạm hoạt động để gửi thẻ bài tới. - Việc khởi tạo vòng logíc được thực hiện khi một hoặc nhiều trạm phát hiện rằng bus không hoạt động trong một khoẳng thời gian vượt quá một giá trị ngưỡng cho trước – thẻ bài đã bị mất. Có nhiều nguyên nhân, chẳng hạn mạng bị mất nguồn hoặc hoặc trạm giữ thẻ bài bị hỏng. Lúc đó trạm phát hiện sẽ gửi đi thông báo “yêu cầu thẻ bài” tới một trạm được chỉ định trước có trác nhiệm sinh thẻ bài mới và chuyền đi theo vòng logíc. • Điều khiển truy nhập xác định:Token RING Phương pháp này cũng dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập đường truyền. Nhưng ở đây thẻ bài lưu chuyển theo vòng tròn vật lý trứ không cần thiết lập vòng tròn logic. Thẻ bài là môt 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 dược một thẻ bài “rỗi. Khi đó trạm sẽ đổi bít trạng thái của thẻ bài thành “bận” và truyền một dơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng. Giờ đây không còn thẻ bài “rỗi” trên vòng nữa, do đó các trạm có dữ liệu cần truyền cũng phải đợi. Dữ liệu đến trạm đích sẽ 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 bít trạng thái trở về “rỗi” va cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận được quyền truyền dữ liệu. Quá trình mô tả ở trên được minh hoạ như sau: D Free A Token C nguồn đích B A có dữ liệu cần chuyền đến C. Nhận được thẻ bài “rỗi” nó D đổi bít trạng thái thành “bận” và chuyền dữ liệu đi cùng với thẻ bài. busy Token A C Data Nguồn đích B D Trạm đích C sao dữ liệu dành cho nó và chuyển tiếp dữ liệu cùng thẻ Bé m«n HTTT & ài đi về hướng trạm nguồn A sau khi đã gửi thông tin báo nhận vào b M¹ng 18 đơn vị dữ liệu. Data A C
Bμi so¹n TruyÒn dÉn II D busy Token A C Data Nguồn đích B Hình 3-15. Hoạt động của phương pháp Token Ring Trạm đích C sao dữ liệu dành cho nó và chuyển tiếp dữ liệu cùng thẻ Sự quay lại về trạm nguồn của dữ liệu và thẻ bài nhằm tạo một cơ chế báo nhận tự nhiên, trạm đích có thê gửi vào đơn vị dữ liệu các thông tin về bài đi về hướng trạm nguồn A sau khi đã gửi thông tin báo nhận vào kết quả tiếp nhận dữ liệu của mình. Chẳng hạn các thông tin đó có thể là: đơn vị dữ liệu. 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 phải giải quyết hai vấn đề. Một là việc mất thẻ bài là cho trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa. Hai là một thẻ bài “bận” lưu chuyển không ngừng trên vòng. Có thể có nhiều giải pháp khác nhau cho hai vấn đề này. Sau đây là giải pháp được khuyến nghị: - Đối với vấn đề mất thẻ bài, có thể qui định trước một trạm điều khiển chủ động. Trạm này sẽ phát tín hiệu tình trạng mất thẻ bài bằng cách dùng cơ ché thời gian tới hạn (time out) và phục hồi bằng cách phát đi một thẻ bài “rỗi” mới. - Đối với vấn đề thẻ bài bận lưu chuyển không ngừng, trạm giám sát sử dụng một bít trên thẻ bài để đánh dấu (đặt giá trị 1) khi gặp một thẻ bà bận đi qua nó. Nừu nó gặp lại một thẻ bài bận với bít đã đánh dâu đó thì có nghĩa là trạm nguồn đã không nhận lại được đơn vị dữ liệu của mình và thẻ bài bận cứ quay vòng mãi. Lúc đó trạm giám sát sẽ đổi bít trạng thái của thẻ bài thành rỗi và chuyển tiếp trên vòng. Các trạm còn lại trên vòng sẽ có vai chò bị động: chúng theo dõi phát tín hiệu tình trạng sự cố của trạm giám sát chủ động và thay thế vai trò đó. Cần có một giải thuật để chọn trạm thay thế cho trạm giám sát hỏng. Bé m«n HTTT & M¹ng 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.