Nghiên cứu chi tiết về hệ thống mạng máy tính

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ THÔNG TIN ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài tính Giáng viên hiróng dẫn TS LÊ MINH mill Sinh viên thực hiện NGUYÊN VIỆT ANH Láp K16A Khoá 2013 2017 HỄ ĐẠI H.

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

ĐÒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Giáng viên hiróng dẫn :TS LÊ MINH mi'll

Sinh viên thực hiện : NGUYÊN VIỆT ANH

Hà Nội, tháng 5 năm 2017

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐÀU

Chúng tađã và đang sống trong thời kì phát triển nhanh chóng và sôi động củacông nghệ tin học, cũng như tất cả các sản phâm trí tuệ của con người, máy tínhcàng trớ nên mạnh mẽ hơn, dề sử dụng hơn, hiệu quá cao hơn

Dần dần các máy tính đơn lẻ được kết nối với nhau thành mạng máy tính vàngày nay đó trở thành không thê thiếu của hau như bất kì tổ chức nào Mạngnệuyên, cộng tác và kết hợp sức mạnh Quy mô mạng máy tính không cần tínhbằng đường biên giới, nó đó vượt qua khuôn khô một quốc gia riêng lẻ, cùng vớihàng loạt dịch vụ, đổ đáp ứng được hầu hết các nhu cầu thông tin của con người

ở mọi lúc mọi phương diện

Chính vì vậy những vấn đề tin học viền thông nói chung và mạng máy tính nóiriêng sẽ trở thành kiến thức pho thông, em cũng như các bạn khác ham hiểu biết

vê mạng máv tính Vì vâv trnno nhân bán cáo nàv eiỊỊ YĨn trình bày chi tiêt vê

mạng, internet và TCP/L

Do giới hạn của đồ án và trình độ của em cũng hạn chế nên không tránh khỏithiểu sót, em mong được sự thông cảm và chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo vàcác bạn cho em được hoàn thiện hơn nữa

PHÀNI TÓNG QUAN VÈ MẠNG MÁY TÍNH

L/ KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH

1 / Khái niệm

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nổi với nhau bởi các đườngtruyền vật lý theo một kiến trúc nào đó.ở đây đường truyền vật lý để chuyển cáctín hiệu điện từ giữa các máy tính ,các tín hiệu điện từ là các xung điện dướidạng các bit 0 và 1 với mục đích sử dụng chung tài nguyên

2 / Đặc điỂm

Nhiều máy tính riêng rẽ độc lập với nhau khi kết nối lại thành mạng máy tính thì

nó có đặc điểm sau nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện íchngười sừ dụng trao đổi thư tín với nhau (email) dề dàng và có thể sứ dụng mạngmáy tính như một công cụ đê phố biến tin tửc

3 / Phân loại mạng máy tính

hẹp (Khu vực kklìouiìg Viữ uãiii met) mạng LAN được kct nối hông qua cácmôi trường tmyền thông tốc độ cao (cáp đồng trục, cáp quang) mạng LANthường được sử dụng trong bộ phận cơ quan tổ chức Các mạng LAN có thề kếtnổi với nhau thành mạng WAN

Mạng WAN (mạng diện rộng WAN) kểt nối máy tính trong nội bộ các quốc giahay giữa các quốc gia trong châu lục Thông thường kết nổi này được thực hiệnthông qua mạng viễn thồng các mạng WAN có thê kết nối vơí nhau thành mạngGAN hoặc cũng có the hình thành mạng GAN

Mạng GAN kết nổimáy tính từ các châu lục khác nhau Thường kểt nối nàyđược thực hiện thông qua mạng viễn thông hoặc vệ tính

Mạng MAN : Mạng này kết nối trong phạm vi một thành pho kết nối này đượcthực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (từ 50 đến 100Mbps)

4J Cấu hình mạng

4.1 / Mạng BUS

Mạng BUS được thiết kế theo một đường trục chính tạo thành một hành langtrao đối dừ liệu giừa hai đầu của trục chính được kết nối với một thiết bị có trờkháng là 50 ôm (hình 1) Tất cả các máy tính đều được kết nổi vào trục chính

Có ưu diem là cẩu hình đơn gián, thiết bị rè tiền, có thề mờ rộng hoặc thu hẹp

dẽ dàng các trạm có thể làm việc độc lập với nhau khi không muốn kết nổimạng

Nhược diem' Vì kết cấu theo một đường trục chính nên dễ dàng gây ra tắc

nghẽn Neu trên trục chính có sự co thì sẽ gây ra loàn mạng

Hình 1: Sơ đồ mạng BUS

4.2 / Mạng hình sao:

Mạng hình sao được kết nối thông qua bộ lập trung (HUB) máy chu cũng nhưmáy trạm đều được kết nổi vào HUB như (hình 2)

Với cách kết nôi này có ưu diêm là kết nối theo nguyên lý song song nên một

máy có sự cổ thì không ánh hưởng đến các máy kia khi có sự cổ thì pháthiện dềdàng , cóthê mớ rộng mạng, cẩu trúc mạng đơn giản hoạt động ổn định trongquá trình truyền dừ liệu lĩ gây ra tấc nghẽn

Nhược diêm: tất cả các trạm và máy chù đều phải kết nối vào HUB nên độ dài

các đường dây là rất lớn việc mở rộng mạng phụ thuộc vào HUB

1/ Sự hình thành

Sự phát triển cửa kỳ thuật điện từ và sự ra đời của vi sử lý trong việc chế tạomáy tính cá nhân cho chúng ta có được môi trường hoạt động thông tin trênnhiều lình vực ngân hàng tài chính trong công tác quản lý việc tố chửc các máytính thành mạng để sử lý thông tin ngày càng trơ nên cần thiết, mạng sử lý thôngtin là một hệ thống nhằm trao đồi thông tin giừa các máy tính với nhau trongphạm vi cúa một phòng ban một khu vực hay cùa một lãnh thổ Trong quá trìnhthiết kê các nhà thiết kể tự do lựa chọn cẩu trúc mạng riêng của mình từ đó dẫnđen tình trạng không tương thích giữa các mạng Như phương thức truy nhậpdường truyền khác nhau, sử dụng giao thức khác nhau Sự không tương thích

đó làm trở ngại cho sự tương tác cùa người sử dụng tại các mạng khác nhau Nhucầu trao đôi thông tin càng lớn thì ngày càng trở ngại không thê chấp nhận đượccho người sử dựng với tất cả các lý do đó đã khiến cho tất cả các nhà sản xuất vàcác nhà nghiên cửu, thông qua các tố chức chuẩn hoá quốc gia và quốc tế tíchcực tìm kiếm một sự hội tụ cho các sản phấm mạng trên thị trưởng Đê có đượcđiều đó trước hết cần xây dựng một khung chuẩn về kiển trúc mạng để làm càn

cứ cho các nhà thiết kê và che tạo các sán phẩm về mạng

Vì nhùng lv do đó tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International organization for

chuẩn như me Diam ty»4 1ÒM aa xay oựng xong 1V1O nmn tham chiểucho việckết nối cho các hệ thống mở” (Reference Model for open SystemsInterconnection -ISO Referen Model) Mô hình này được dùng làm cơ sở đê kểtnối các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán

2/ Kiến trúc phân tầng OS1

Đê xây dựng mô hình OSI cũng xuất phát tìr kiến trúc phân tầng dựa trên cácnguyên tẳc chù yếu sau:

4- Để đơn giản cẩn hạn chế sốlượng các tầng

+ Tạo danh giới các tầng sao cho các tương tác và mô tả các dịch vụ là tối thiêu+ Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau vàcác tầng sử dụng các loai công nghệ khác nhau cùng được tách biệt

+ Các chức nâng giong nhau cùng được đặt vào một tầng

+ Chọn danh giới các tầng theo kinh nghiệm đã được chứng tỏ là thành công+ Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ít ảnh hưởngnhất đến các tầng kề nó

+ Tạo danh giới các tầng sao cho nó có thể chuẩn hoágiao diện tương ứng.+ Tạo một tâng kill dừ liệu được xứ lý một cách khác biệt

+ Cho phép các thay đôi chức năng hoặc giao thức trong một tâng không làmánh hưởng đến tầng khác

+ Mỗi tầng chi có các danh giới (giao diện) với các tầng kề trên nó và dưới nó.4- Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cẩn thiết

+ Tạo các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kế cận

+ Cho phép huỷ bỏ các tầng con khi thấy không cần thiết

Với các nguyên tắc trên mô hình OS1 đã chia ra làm 7 tầng (hình 4)

2.1.2 / Tầng liên kểt dữ liệu (Data Link)

Tầng này cung cấp một số chức năng quan trọng Quy định dạng khung (Frame)kiểu thiết bị truy nhập , phương thức điều khiến luồng Kiểm tra tín hiệu truyềntầng dưới đảm bảo thông tin truyền lên mạng không có lồi Ncu phát hiện lỗi sẽyêu cầu tầng một gửi lại

2.1.3 / Tầng mạng (NetWork)

Đây là tầng liên lạc của mạng( Communication Subnet Layer) theo dõi toàn bộhoạt động cúa Subnet, các thông tin số liệu của tầng này được tổ chức thành gói

số liệu (Packets) chứa đầy đủ các địa chỉ nguồn (Source) và đích (Destination)

Sổ lượng các gói sổ liệu truyền trên cấc kênh khác nhau của mạng phụ thuộc lưulượng các gói trên đường truyền Tang mạng đảm bảo việc chọn đường tối ưucho các gói so liệu (Router)

2.1.4 / Tầng vận chuyến (Transport layer)

Tầng vận chuyển là tầng cao nhất cúa nhóm tầng thấp nhất ,mục đích của nó làcung cấp dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thê cùa phưong tiệntruyền thông được sử dụng ở bên dưới trở nên trong suốt đối với tầng cao Tầngnày có nhiệm vụ nhận thông tin từ tầng phiên (session layer) và chia thành cácphần nhỏ hơn đồng thời chuyến xuống tâng dưới hoặc nhận thông tin từ tầngdưới chuyển lên.Tất cả các khối dừ liệu đều được kiếm tra và được tru yen lại.Nếu có yêu cầu cuộc nối xuất phát từ tầng mạng ,hệ thống yêu cầu chuyển tinnhanh, tầng này sẽ thiết lập cuộc nối đổ tăng lưu lượng thông tin trên mạng hoặc

là hệ thống có thể sử dụng chung cuộc no? cho các thông õ" khác nhau Ngoài racòn có co

2.1.5 / Tầng phiên(session layer)

Thiẻt lập cuôi nôi giữa hai trạm hay cung cấp giao diện giữa mạng và người sửdụng Người sử dụng có thể thiết lập , quản lý đối thoại ,kết thúc cuộc nối.Ngoài ra còn có thể cho phép người sử dụng truy nhập từ xa trong việc vậnchuyển các tộp.Tầng này đảm bảo chuyển giao các thông tin lên tầng trên khithực sự nó nhận đủ các thông tin đó Đồng thời nó cũng có trách nhiệm trongviệc đông bộ hoá giữa hai tiến trình trong tầng phiên

2.1.6 / Tầng trình diễn (Presentation layer)

Tầng này đảm bảo dữ liệu nhận được đúng khuôn dạng Điều đó có nghĩa làtầng trình diền đảm bảo cho các cách biếu dien dữ liệu khác nhau Sự chuyênđồi dừ liệu ,các phương thức hay thủ tục chuyển đổi đều nằm ở tầng này

2.1.7 / Tầng áp dụng (Application layer)

Tầng này cho phép người sừ dụng khai thác các tài nguyên trong mạng là các tàinguyên tại máy chủ(server),host hay các máy tính có kết nối vào mạng giốngnhư các lài nguyên tại chỗ Như vậy hệ thong được coi là trong suốt đoi vớíngười dùng

* Điều hấp dẫn của mô hình 0S1 chính là ở chỗ nó hứa hẹn giải pháp cho vẩn đềtruyền thông giữa các máy tính không giống nhau Hai hệ thổng dù khác nhauthể nào đi nữa thì đều có thề truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúngđàm bảo những điều kiện chung sau:

+ Chúng cài đặt cùng một tệp chức nãng truyền thông

+ Các chức năng đó được tổ chức cùng một tệp các tầng Các tầng đồng mứcphải cung cấp các chức năng như nhau (nhưng phương thức cung cấp khôngnhất thiết phải giống nhau )

4- Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung

3 Các phương pháp kết nối máy tính

Có nhiều phương pháp kết nổi máy tính nhằm mục đích truyền thông dừliệu

- Cáp xoắn đôi trần (UTP)

Cáp xoan đôì trần gồm hai dây đồng cách điện , tuỳ theo mục đích cụ thê màcáp xoan đôi trần sẽ khổng chế ở bao nhiêu mắt xoắn cho phép trên mỗi mắtsợi cáp xoăn đôi trần được chia làm 5 loại:

+ Loạil, 2: Sừ dụng đê truyền tín hiệu thoại

+ Loại 3: Thích hợp với việc truyền dữ liệu với tốc độ 10 Mbps

+ Loại 4: Thích hợp với việc truyền dĩr liệu với tốc độ 16 Mbps

+ Loại 5: Thích hợp với việc truyền dữ liệu với tốc độ 100 Mbps

- Cáp xoắn đôi có vỏ bọc (STP)

Cáp xoẳn đôi có vỏ bọc dùng vỏ đồng bện là loại vỏ bọc bào vệ có chất lượngcao hơn cáp xoắn đôi trần Cáp xoắn đôi có vỏ bọc cũng dùng lớp cách lygiừa và xung quanh các cặp dây và lớp xoan bên trong của cặp dây Lớp cách

ly này tạo cho cáp xoan đôi có đặc tính cách ly tuyệt hảo nhằm bào vệ khôngcho tác động bên ngoài ảnh hưởng tới dừ liệu

3.1.2 / Cáp đồng trục

ở dạng đơn giản nhất cáp đồng trục gồm một lõi đồng nguyên chất được bọccách ly một lớp bảo vệ bằng kim loại và một lóp bọc ngoài, lớp cách ĩy vàlớp kim loại được xem là lớp bọc đôi Tuy nhiên còn có loại cáp bọc bổn lớpdành cho môi trường hay bị nhiều Cáp bọc bốn lớp bao gồm hai lớp chấtcách điện và hai lớp lưới kim loại

Cãn cứ vào sự thay đôi chiết suất giìra lõi và vỏ người ta phân chia thành cácloại cáp sau

+ Sợi SI - MM có n = const

+Sợi GI - MM có n không bằng const

+ Sợi SI - SM

3.1.4 / Đuòìig truyền vô tuyến

Trên đường truyền vô tuyến người ta sử dụng các loại sóng:

+ Sóng Radio VHF

+ Sóng Radio UHF

+ Hồng ngoại

+ Laser

3.2 / KẾt nối máy tính qua cống thông tin

Máy tính có 2 loại cổng thông tin -noi tiếp và song song

- Cổng nối tiếp COM : Gồm có 4 cồng là COM 1, COM2, COM3,COM4

- Cồng song song LPT: Gồm có 4 cổng là LPT1, LPT2, LPT3, LPT4Khi kết nối chỉ đơn giàn dùng một sợi cáp (cáp link) nối từ một cổng củamáy nàytới một công của máy khác Chú ý là hai công này không nhấtthiết phải giong nhau Ví dụ ta có thể nổi chéo giừa cong COM và LPTĐặc diem cùa phương pháp này là đơn giản Với tốc độ truyền dẫnkhoảng vài chục đến vài trãm Kbit/s Nhưng chi thực hiện kết nối giừahai máy với khoáng cách không lớn hơn độ dài cáp Với các cáp link độdài tối đ" không quđ 5 m

3.3 / KẾl I1UI iuaj 111111 uaug

Trong khi phương pháp trên giới hạn khoảng cách kết nối là 5m thì ởphương pháp này khoảng cách giừa các máy tính là không hạn chế- chiyêu cầu có máy điện thoại và Modem Việc kết nổi thực hiện như hình

vẽ bên dưới

Hỉnh-: Kết nối máy tính bang Modem

Đặc điểm phương pháp này là không giới hạn về khoảng cách nhưng cũngcbỉ kết nối trực tiếp giừa hai máy tính Tốc độ truyền thấp khoảng vài chụcKbit/s và còn phụ thuộc vào chất lượng truyền dần tín hiệu thoại.

IIL/ CÁC CHƯÁN LAN

1 / LLC - Điều khiên kết nối Logic

1.1 / Các dịch vụ LLC

Hoạt động ở lớp 2, LLC có chức nâng điều khiến trao đổi dữ liệu giừa hai điếmcủa mạng thông qua đường truyền vật lý peer to peer (Chú ý đây là trao đôigiừa hai điếm trên đường truyền vật lý chứ không phải là giừa hai đầu cuốimạng)

Với chức năng của mình LLC cung câp 3 dịch vụ cho các lớp bên trên được tiêuchuấn hoá thông qua điếm truy nhập dịch vụ của nó là LSAP

- Dịch vụ kết nối không liên kết và không có báo nhận (UCS:

1.1.1/ Các đon vị thủ tục LLC

Các đơn vị thủ tục LLC cùng có một dạng PDƯ như hình sau:

Ý nghĩa các trưòìig trong LLC-PDU như sau (Có 4 trường )

DSAP và SSAP có 7bít địa chi Bít thứ 8 cùa DSAP chí ra đó là địa chì riênghay địa chi nhóm Bít thử 8 của SSAP chỉ ra đó là lệnh hay trả lời từ mộtlệnh

(a) Khuôn dạng LLC-PDU

1/G=O Individual DSAP

I/G=l Group DSAP

P/F: Poll/Final Bit

C/R=u CommandC/R=l Response

ịc) Trường địa chỉ LLC

Trường điều khiên khai báo các loại PDU khác nhau thông qua các bit đầu vàcác bit M Nó có độ dài là 8 hay 16 bit tuỳ thuộc vào kiểu PDƯ (Chú ý rangPDƯ được gọi là lệnh khi nó được phát đi để đưa ra các yêu cầu và đợi câutrả lời còn PDƯ được phát đi để trả lời lại yêu cầu thì đó là PDU trá lời).Việc nhận biểt đó là lệnh hay trả lời có thể thông qua nhận biết bit P/F KhiPDƯ là lệnh, ta coi đó là bit p Nẻu P=1 thì bat buộc bên nhận phải trả lời.Đối với PDƯ trả lời thì coi đó là bit F Neu F=1 thì đó chính là trà lờí từ yêucầucùa một lệnh có p=l Có 3 kiểu PDU ứng với các trường điều khiển khácnhau

- PDU-Thông tin (Khung I: information): Dùng đê mang dừ liệu Trườngđiều khiến loại PDU này được bat đầu bang bit 0 Có 7 bit N(S) và 7 bitN(R) dùng để đánh số thứ tự các PDU gửi và nhận

- PDU- Giám sát (Khung S: Supervisory) dùng cho điều khiên luồng và lồi

2 bit đầu của trường này là 10 Tiếp đó là 2 bit ss dùng đế chỉ ra 3 dạngkhung điêu khiên khác nhau Xem bảng 3-2

- Khung không đánh số (Khung U: Unnumbered): Có 5 bit M để chỉ ra 32dạng khung điều khiển khác nhau

00011

RR : sằn sàng nhậnRNR :Không sẵn sàng nhậnREJ : Từ chối

ý nghĩa(a) Dịch vụ ucsKhung u

UI: Thông tin không đánh số c Trao đổi dừ liệu người sử dụng

RKiêu thông tin và thông tin về

kích thước cứa soLoopback “Test

- Các khung không đánh số (U)

nhận

Từ chối

Yêu cầu kết nốiKết thúc kết nốiLệnh nhận biết không đánh so

Từ chối kết nốiBáo cáo không chấp nhận khung

(c)Dịch vụ ACSKhông đánh số

AC: Thông tin nhận biết kết noi

Sử dụng tất cà 3 dạng PDU để thực hiện 3 quá trình trong một kểt noi thông tin

đó là: Quá trình thiết lập kết nối - Trao đổi dừ liệu - Kểt thúc cuộc nổi

1.1.4 1.3 // Thiết lợp kết nối

ở giai đoạn này một kết nối liên kết dữ liệu được thiết lập giữa hai điểm

LLC-SAP dùng cho việc trao đổi dữ liệu LLC-thực hiện việc này mỗi khí có yêu cầuDL-Connect request từ lớp bên trên Khi đó LLC gửi đi khung SABME -PDUtới một LLC khác đê yêu cầu một kểt nổi Nểu kêt nối được chấp nhận thì LLCđích (địa chi DSAP) sẽ trả lời lại bang khung UA-PDU và kết nối này là mộtkhai báo duy nhất giừa hai điểm LLC-SAP Neu LLC đích từ chối nó sẽ trả lờilại bằng DM-PDƯ Xem hình 3-3 (a)

Ị 1.3.2/ Giai đoạn trao đổi dừ liệu

Khi yêu cẩu kết nổi được chấp nhận và xác nhận thì kết nổi được thiết lập Cảhai bên đều có thể gửi thông tin cho nhau qua PDU thông tin (Khung I) Bắt đầuquá trình gửi N(S) và N(R) có giá trị bằng 0 Vì chỉ có 7 bit nên số gói gửi lối đa

mà chưa có trá lời đã nhận được (bằng kích thước cửa sổ) là 128 Các gói gửi điđược đánh số theo thử tự từ 0-127 nằm trong trưởng N(S) và cử quay vòng nhưvậy Các gói trả lời sẽ là số thứ tự cùa gói mà bên nhận chưa nhận được vàđang đợi nhận - trường N(R) - Giá trị của trường N(R) trong gói mà bên nhậnnhận được nói cho bên nhận biết rằng bên kia đà nhận được của nó N(R)-Ỉ gói

và đang đợi gói N(R)

Các S-PDU được dùng cho cơ chế điều khiển luồng và lồi

RR-PDU nhận được thông báo cho LLC gửi biết rang LLC đích dã nhậnđược N(R)-1 gói và đang đợi gói thứ N(R)

RNR-PDU nhận được thông báo cho LLC gửi biết rằng LLC đích đã nhậnđược N(R)-i gói nhưng nó chưa sằn sàng nhận tiểp Khi nào sẵn sàng thì bênnhận sè phát cho bên gửi RR-PDU

ĩ ỉ 3.3/ Kết thúc kết nồi

LLC kết thúc kểt nổi lừ yêu cầu DL-DISCONNECT Lúc đó nó phát dí PDU tới LLC ở xa LLC ở xa chấp nhận kết thúc kết nổi bằng cách gửi trả lạikhung ƯA và phát ra chi thị DL-DISCONNECT Indication tới lớp trên nó(a) Thiêt lập kết nối và (b) Trao đổi dữ liệu 2 (c) Xảy ra bận

Trong hình 3-4 minh hoạ sự trao đối các LLC-PDU với các giá trí N(S) và N(R).Nếu có bit P và F thì coi như P/F được gắn giá trị bằng 1 còn không có thì coinhư bang 0.

LLC ở một phía sẽ phát lệnh SABME Nêu LLC bên kia trá lời bằng UA vàkhởi tạo biến đếm thì kết nối được thiết lập và hai bên có thế trao đổi PDƯ Neu

sau khi gửi SABME một khoảng thời gian bằng timeout mà vẫn chưa nhận được

trá lời thì LLC gứí lại tiếp tục gừí lại SABME lần thứ 2 nhưng với tham so bitP=1 để bẳt buộc bên nhận phải trả lời bang UA hay DM Neu sau một vài lầnnhư vậy nừa mà van không nhận được trả lời (Ví dụ trong X.25 là 20 lân) thì nó

sẽ thôi không kết nổi và báo cáo với phần quản lý mạng {lớp cao hon) Khimuốn kết thúc kết nổi LLC phát lệnh DISC và LLC nhận cũng sẽ trá lời bằngƯA

+Trên hình (b) mô tả quá trình trao đỗi dừ liệu hai chiều giữa hai thực thể LLC.Các Ĩ-PDU được đánh số theo thứ tự và trao đôi với nhau N(S) là số thử tự cácgói bên gửi gửi đi còn N(R) là so thử tự các gói mà bên nhận dã nhận được

+Trên hình (c) minh hoạ hoạt động LLC trong trường họp bận Ví dụ như khi nókhông xử lý kịp các thông tin nhận được- Các I-PDU đen quá nhanh - lúc này

bộ đệm sẽ bị đây và phải dừng luồng dữ liệu vào Lúc đó LLC phát lệnh RNRđêdừng việc phát dừ liệu của bên phát Bên phát sau khi nhận được RNR sẽ dừngviệc phát thông tin và phát ĩặp lại theo chu kỳ lệnh RR với p=l đổ sằn sàng pháttiểp khi trạng thái bận được giái toả

+ Hình (d) Minh hoạ quá trình xừ lý lồi thông tin trong trường hợp truyền bị lồi.Trường hợp này khí bên A đã phát tới goi thứ 5 nhưng gói 4 bị lỗi, bên nhậnnhận được gói thứ 5 mà không nhận được gói 4 liền trả lời lại bang lệnh REJ.4

có nghĩa là nó không nhận được 4 và yếu cầu bên gửi gừi lại tất cả các gói từ 4trớ đì

+Hình (e) Minh hoạ lồi truyền về mặt thời gian Bên A phát đi một gói tin

nhưng sau một thời gian timeoutnó vẫn chưa nhận được trả lời của bên nhận

hoặc nhận được yêu cầu truyền gói của bên nhận thì nó sẽ phải truyền lại

1.1.4 / Hoạt động ACS

Che độ này không có ở HDLC Mồi PDU phát đi phài có báo nhận từ bên nhận

để đảm b kĩ/ ;i TữliỌ

1.1.5 / Hoạt động điều khiển luồng và điều khiển lỗi ở LLC

/ 1.5 Ị/ Điêu khiên lôi (error control)

Điều khiên lồi là cách thức phát hiện lồi và xữ lý khi dữ liệu bị lồi Có cáctrường hợp

- Lồi nhẹ có thể tự sửa được

- Lồi không thê tự sửa được -Yêu cầu truyền lại

ỉ.ỉ.5.2/Điều khiến luồng (Flow control)

Điều khiến luồng là điều khiền lưu lượng thông tin trao đổi giừa các máy saocho tối ưu hoá tốc độ trao đối mà thông tin không bị mất LLC có một sốphưong pháp điều khiển luồng là Dừng và đợi - Phương pháp cửa sổ cố định -Phương pháp cứa so trượt Xem thêm trong điều khiên luồng cúa TCP

1.1.5.3/ Phương pháp dừng và đợi

Theo phương pháp này, bên gửi gửi đi một gói thông tin rồi dừng lại và đợi bênnhận trả lời đã nhận được và yêu cẩu truyền tiếp thì nó mới truyền tiếp gói thử2 cú như vậy Đặc đicm là phương pháp này đơn giản

I, ỉ 5.4/ Phương pháp cửa sô cổ định (Fixed Window)

Theo phương pháp này, bên gửi gửi đi n gói tin bằng kích thước cửa sổ Sau đóđợi bên nhận trà lời là đã nhận hểt n gói tin thì sau đó nó mới tiếp tục truyền đi ngói tín khác Đối với phương pháp này khi bên nhận trá lời cho một gói thứ m(<l<=m<=n) thì có nghĩa là nó đã nhận đúng được tất cả các gói từ 1 đến m vàđang đợi nhận gói m+1 Như vậy trong trường hợp này bên nhận có thê trả lờicho cá n gói hoặc chỉ cần trả lời cho gói thứ n

/ 1.5.5/ Phương pháp cửa sổ trượt

Đậc điểm của các phương pháp trên là thời gian dừng đợi trả lời có thế lâu gâylãng phí đường truyền, nên trong thông tin - người ta hay dùng phương phápcửa sổ trượt Nộí dung như sau Kích thước cửa so là n tương đương với việcbên gửi được phép gứi đi n gói mà chưa can nhận trả lời Giả sử sau khi bên gửi

đã gửi đrợc m J-5Ĩ ím ' n chưn có trả lời) cổ nghĩa là nổ chi còn có thể gửi tiếp

gói thử p (l<=p<=m) thì lúc này cửa sổ sè tự động được trượt lên lên p góinghĩa là bên gửi sè có quyền gửi n-m+p gói Xem hình vẽ dưới

(a) Phương pháp dừng (b) Phương pháp cửa (c) Phương pháp cửa

Hình-2: Diều khiển luồng

và đợi một thời gian tuỳ ý và khác nhau đối với mỗi trạm Thời gian này thông

SFD: Start frame delimitter

DA: Destination Address

SA: Source Address

FCS: Frame Check Sequence

Hình-3: Khung 8023

Ý nghĩa các trường như sau:

- Preamble: (7 byte) dãy các sả 0 và 1 dùng cho bên nhặn đề thiết lập sự đồng

bộ hoá bít

- SFD: (Ibyte) mang giá trị 10101011 chỉ ra điểm bắt đầu của một khung giúp

bên nhận định vị được bít đầu tiên cua phần thông tin

- DA (từ 2 đển 6 byte) Địa chi vật lý của trạm nhận (đích) khung Đây chính

là địa chi của card giao tiếp mạng (NIC) Địa chỉ này phải ià duy nhất trong

một mạng Việc lựa chọn 16 hay 48 bit là do sự thiết lập mạng ban đầu và

phải giong nhau với tất cả các trạm rtên LAN

- SA (2 đen 6 byte) Tương tự như địa chỉ DA - đây là địa chỉ vật lý của trạm

phát (nguồn) khung

- Length (2 byte) chi thị đồ dài phần LLC-Data mà khung mang

- Pad: Phần dừ liệu thêm vào đế đảm bảo cho kích thước tổng48byte=<LLC-Data +Pad =<1500 byte

nham đế khung có đu độ dài đú đe có the phát hiện va chạm

- FCS (4 byte): Mã kiếm tra lỗi cho toàn bộ khung trừ phần Preamble và SFD

Bảng dưới đây mô tả đặc diêm các thiết bị phần cứng

Các loại cáp hiện nay là

10 Base 5- Thich Cable - Cáp đồng trục 50 Q

BasebandManchester

BroadbandDPSK

Mancheste

r On/off

EE

Star

l.í.6.2/ Token BUS - 802.4

ỉ Ị.6.2 ì/ Hoạt động của token BUS

Chuẩn 802.4 ứng dụng không chỉ cho mạng thông thường mà còn áp dụng chocác mạng trong nhà máy công nghiệp, quân sự áp dụng được cho cả dạng BUS

và TREE

Cơ cấu hoạt động như sau:

Các trạm trên mạng BUS được đánh số thứ tư logic giống như một vòng tròn(thứ tự logic không giong như thứ tự vật lý- Xem hình vẽ thứ tự logic là đườngchẩm chẩm nối lần lượt các trạm) Mồi trạm trong vòng Logic phải biết đượctrạm tiếp theo nó là tram sổ mấy

sẽ gửi thẻ tới trạm tiếp theo theo vòng logic Quá trình như vậy cứ quay vòngthành vòng tròn logic và bât kỳ trạm nào trong vòng cũng có quyên được sửdụng thó Các trạm không nằm trong vòng logic chỉ được quyền tiếp nhận dừliệu chứ không được truyền

Ví dụ trên hình 3-x: Chỉ có các trạm 10,30,50,60 nam trong vòng logicnên tham gia vào quá trình truyền tin còn các trạm 20,40 thì không

Trong mạng token bus có các chức năng cẩn thực hiện là:

+ Thêm vào vòng Ring: Các trạm không thuộc vòng Ring vần có the tham giavào vòng sau nhừng khoáng thời gian nhất định (chu kỳ) Khi đó nó sẽ được gánquyền và một số thứ tự trong vòng

+ Xoá trạm khói vòng logic: 1 trạm có thể tự rời bó khỏi vòng khi cẩn

+ Khởi tạo vòng: Khi mạng được thiết lập,một so thú tục khởi tạo cần đượcthực hiện bởi các trạm để xắp xếp thứ tự các trạm trong vòng.

+ Khôi phục thẻ: Neu thẻ bi mất vì lý do truyền dẫn hay trạm bị lỗi thì cần mộtvài thủ tục khôi phục thẻ

Ta có thể mô tả chi tiết hơn

4- Khi muốn thêm vào vòng Logic: Một tram nằm trong vòng logic sau

mạng vật lý 1 trong 4 trường hợp có the xây ra:

1. Không có trả lời - trạm chuyển thẻ nó đi tiếp theo vòng như thường lệ

2. Có một trả lời - trạm phát khung Set-successor Trạm nam giữ thêthiết lập sổ mới và chuyến thẻ cho nó

3. Có nhiều trả lời: Nếu có nhiều hơn một trạm yêu cầu gia nhập vòngring thì trạm nam giữ thẻ sẽ phất hiện và lựa chọn một trạm nào đó cótrâ lời hợpHệìđậtidiệiẶ £- P

4 I ia LUI ỉviiOiìg Ììọp Ít (■’M viiuyvu aanguạiig íiidi ĩighe

+ Xoá trạm khỏi vòng logic: Việc ra khỏi vòng thì đơn giản hơn thêm vào Khimột trạm muốn ra khỏi vòng thì nó sẽ đợi thẻ bài Sau đó nó gừi khung đi và đặt

sổ trạm tiếp theo sau nó cho trạm đang trước nó Việc này sẽ khiến trạm trước

nó cần cập nhật lại thông tin về trạm tiếp theo trong vòng logic Ví dụ: Khi trạm

30 muốn rời khỏi vòng - nó sẽ gừi thẻ tới trạm 50 trước nó thông báo trạm tiểptheo 50 là sổ 10 chứ không phái là 30 Điều này sẽ loại nó ra khỏi vòng trongnhững lần sau đó

+ Trong trường hợp thẻ bị mất Sè không có hoạt động trong mạng Khi đó mộthay nhiều trạm phát hiện ra sự không hoạt động của mạng trong một thời giandài-> một quá trình khởi tạo vòng Ring được bật lên Trạm đầu tiên phát hiện ra

sẽ phất khung kêu gọi thè (Claim-token ) có thời gian bàng 2,4,6 lần trễ phát đầucuối Sau đó nó nghe trả lời Neu sau một thời gian không thấy trà lời - nó coi

nó là người nắm giữ thẻ và có thê tái tạo lại vòng logic như trước

Sự cần thiểt phải khôi phục thé dựa vào một số tình huống:

Điều kiện Hoạt động

- Trường hợp thứ nhẩt: Khi thẻ bị mẩt hay lồi thì thú tục khởi tạo vòngRing

sang chế độ nghe Như vậy số thẻ trong mạng có thè là 0 hay 1

- Khi trạm A phát thẻ tới trạm B tiểp theo- nó sè nghe o khe thời gian tiếptheo

để đảm bảo rằng trạm tiếp theo là có hoạt động Có nhừng trường họpsau

1 Nếu B hoạt động , A sẽ nghe thấy một khung hợp lệ và nó chuyểnsang

4 Neu không nhận được địa chi trạm tiếp theo sau B thì sẽ thử lại lần thứ 2

5 Neu vẫn không có trà lởi thì nó phát khung Solicit successor với đầy đukhoảng địa chỉ mà nó dự đoán Các trạm nằm trong khoảng địa chỉ trên

sẽ được mời trả lời- Nếu có trâ lời thì trạm kế tiếp sẽ được thiết lập

6 Neu bước 5 vẫn không thành cỗng - thì nó cho rằng có một lỗí nghiêmtrọng đã xảy ra(Tất cả các trạm đã rời khỏi vòng - hoặc thiết bỉ lỗi ).Nếu còn dừ liệu nó sè phát nốt và cố gắng chuyển thẻ sau đó chuyển sangchế độ nghe

Ỉ.L6.2.2/ Quyên ưư tiên với Token BUS:

IEEE 802.4 cho phép sử dụng các lớp dịch vụ nham cung cấp một cơ cấu ưutiên cho việc truy nhập BUS Có 4 lóp dịch vụ được định nghĩa theo thứ tự giâmdần 6,4,2,0 Bất kỳ một trạm nào có dữ liệu truyền sẽ sứ dụng một trong 4 lớpdịch vụ trên và dừ liệu sử dụng dịch vụ cao sẽ có quyển ưu tiên dùng BUStruyền cao hơn dịch vụ thấp.

Đầu tiên trạm có the truyen dữ liệu với lớp 6 và thời gian THT Vậy thì mộtvòng Ring với N trạm sẽ có thời gian truyền tối đa là NxTHT Tiếp đó sau khitruyền ở lớp 6 hoặc không còn dừ liệu lớp 6 truyền nữa nó sẽ tiểp tục truyền dừliệulớp 4 Chỉ khí số lượng thời gian cho vòng cuối cùng của thẻ (Bao gồm dữliệu lớp 6 vừa gửi) ít hơn TR4, Với lớp 2 và 0 cũng vậy

ED

ED: Ending Delimiter DA: Destination address

FC: Frame Control FCS: Frame Check Sequence

(a) Cấu trúc khung tống quát

Với FC: (b) Trường điều khiển khung

liệu

Hình-6: Khung 802.4

Ý nghĩa cùa các trường

- Preamble: Mau các bit đùng cho bên nhận đe đồng bộ hoấ dòng bitthông tin

- SD: Byte chỉ ra sự bắt đầu của khung dừ liệu Chứa mầu tín hiệu khôngphải

là dữ liệu để phân biệt với dử liệu mã hoá theo nguyên tắc NN0NN000

ký hiệu khác 0 và 1 Dạng cùa N phụ thuộc vào sự mã hoá của thiết bị

Ị ỉ 2-6 2-6

CCCCCC: Kiểu cùa trường điều khiển MMM=Yêu cầu không cần trả lời

ppp= Yêu cầu có trả lời (c) Trường điều khiến cho dừ khung dừ

- FC: Điều khiến khung 2 bít đầu tiên chi ra đó là khung điều khiến haylà

khung dữ liệu Khung điều khiển thường dùng để quản lý các thù tục,thẻbài, bus 6 bit c dùng để khai báodạng khung Đối với khung dừ liệu 3bit

M chỉ ra các dạng khác nhau của khung dừ liệu

FCS: Frame Check Sequence

(b)Cấu trúc khung tông quát

SD: Start Delimiter

AC: Access Control

SA: Source AddressDA: Destination address

ED: Ending DelimiterFS: Frame Status

FC: Frame Control

SD I AC I FS I J K I J K Ĩ~Ị I I E

J,K Non Data bitsT: Intermediate frame bitE: error detected bit

I p p p I T I M I R R R I

PPP: Priority bit M:Monitorbit

(c) Trường điều khiển truy nhập AC

3 bit RRR đề dự trữ Bít M dùng đê giám sát

- FC: Khung điều khiến chỉ ra đó là khung dừ liệu hay trường điều khiển hoạt

động của thẻ

- DS, SA: Địa chỉ vật lý của trạm giống 802.3

- FCS: Dãy kiểm tra lồi cho khung

rr: Reserved bitAC: A(f) Trường trạng thái

Ta xem xét hoạt động của mạng Ring trong trường họp đơn giản là chi có mộtmức ưu tiên Trường hợp này, các bit Pvà R trong trường AC được đặt bàng 0.Các trạm khi muon tru yên dữ liệu, nó kiêm tra bit T(T=0 dó là thè bài còn T=ỉđấy là khung dữ liệu) Neu đó là the bàỉ nó sẽ tiếp nhận láy và đặt bit T=l Khi

đó trạm có thể truyền 1 hay nhiều khung dừ liệu nối tiếp nhau hoặc sử dụng thẻtrong một khoảng thời gian qui định nào đó ở chể độ nghe các trạm đọc tất cảcáckhung đi qua nó và kiểm tra lồi khung Neu nó phát hiện ra khung có lồi, nó

SỖ đặt bit E=1 Nếu địa chỉ khung trùng với địa chỉ của minh - nó đặt bit A=1 vàCopy lại nọi dung khung rồi đặt tiếp bit c=l Và phát khung đi tiếp theo vòngtrớ về trạm gốc Điều này khi tiếp nhận lại khung trạm phát sẽ biết được

- Trạm đích có tồn tại hay không - bit A =0 hay 1

- Đích có tồn tạí nhưng không Copy khung A-] c=o

- Khung đã được tiếp nhận A=1 C=1

ỉ 1.6.3.2/Điểu khiển mức ưu tiên trong vòng Ring

Vòng Ring có một cơ chế đặc biệt đê thiết lập mức ưu tiên tiếp nhận thé bài đốivới các trạm trong vòng thông qua các bit ppp và RRR Vơi s 3 bit ppp có thểchia ra thành 8 mức ưu tiên khác nhau Ta định nghĩa

pt: Mức ưu tiên của hhung ưu tiên được truyền bởi trạm

ps: Mức ưu tiên của thẻ hiện thời

pr: Giá trị cua ps chứa trong thé cuối cùng nhận bởi trạm này

Rs: Giá trị dự trữ trong thè hiện thời

cùng qua

Nguyên tắc làm việc như sau:

1 Khi một trạm muốn truyền dữ liệu nó phái đợi thẻ có Ps<=Pf

2 Trong qua trình chờ đợi, một trạm có thế dự trừ một thẻ tương lai có mức ưu

tiên cùa nó (Pf) bằng cách: Nếu khung dữ liệu qua nó có trường dự trữ (

RK<Pf) trạm có thê đặt lại trường dự trữ khung (Rs<"Pf) tới giá trị của nó

Con trong trường hợp thẻ đền có (Rs<Pf và Pj<PJ thì trạm cùng đật trường

dự trừ của khung tới mức ưu tiên của nó (Rs<-p|)

3 Khi một trạm chiểm thỏ- nó đặt bít T=1 đổ thông báo bai đau khung dữ liệu

Đật trường dự trừ của thẻ bằng 0 và không thay đổi giá trị các bit P

4 Sau khi phát một hay nhiều khung dữ liệu- trạm sẽ phát ra một thẻ mới với

mức ưu tiên và trường dự trữ như trong bảng dưới đây

Biíng-1: Thict lập mức ưu tiên cho the bởi một trạm bất kỳ trong mạng

Không càn gũi dù' liệu nhưng thẻ quá thời gian

Rj<-Max[Rr, P,1Không cần gửi dữ liệu nhưng thê quá thời gian

Push Sx^-Pv.Không hoặc có dữ liệu cần gữi

Và Pf<sx

Vàpj=s,

Và Rr>s,

Gữi thè vớiP>R,R„<-()Pop s,Push Ssep

Không hoặc ré đữ liệu cần

Và Pt<sx

Và p'=s,

Và

R-<S-Gửi thỏ vớikj

RseoPop sr

Pop s,Nhir vậy thứ tự truyền dẫn được xắp xếp theo quyền ưu tiên giữa các trạm Mộttrạm khi tăng quyền ưu tiên lên (phát ra thẻ có quyền ưu tiên lớn hơn so với khi

nó nhận được) phải có trách nhiệmgiảm quyền ưu tiên của thẻ trớ lại mức banđầu sau đó Do đó I trạm khi tăng quyền ưu tiên của thẻ lên phải nhớ cả hai giátrị cũ và mới của thẻ và hạ thấp quyền ưu tiên của thẻ vào thời điêm thích hợp

Đe thiết lập cơ cấu trên người ta dùng 2 ngăn xếp cho mỗi trạm Một cho dự trữ

và một cho mức ưu tiên

Trong đó:

sx: Ngán xếp dùng đế lưu trừ giá trị mới của thẻ

s, : Ngăn xếp dùng đê lưu trữ giá trị cũ của thè

Các ngăn xếp chứa các biển chỉ ra sự thay đối quyền ưu tiên một sổ lần bời 1hay nhiều trạm Sự tăng quyền ưu tiên liên ticp sê phải được tháo dờ theo thứ tựngược lại.

PHẦN IIMỘT SỐ THIÉT BỊ MẠNG

*CÁC THIẾT BỊ KẾT NÓI MẠNG

Trên một mạng vật lý ví dụ mạng bus sư dụng thin cable (Ethernet 10 Base 2)

độ dài tối đa của đoạn cáp là I85m, khoảng cách tối thiêu giữa haí trạm là 1,5mthì người ta sẽ lắp đặt được tối đa 185/1,5 =123 trạm Như vậy trong nhừngmạng rộng hơn có hàng trăm hàng nghìn máy thì cần có những thiết bị đê kểtnổi các mạng con lại Tuỳ thuộc vào sự khác nhau giữa các mạng từ cẩu hìnhvật lý đến các thú tục hoạt động bên trong các mạng mà người ta sẽ sử dụng cácthiết bị khác nhau đê kểt nối Có 4 loại thiết bị theo khả năng kết nổi của chúngcác mạng với nhau lần lượt từ thấp đen cao là: Repeater (Bộ lặp), Bridge(Cầu nối), Router (thiết bị chọn đường), Gateway (Cổng nối)

Chức năng của thiết bị chính là kha năng xứ lý thông tin của nó khi nằm trongmạng Chức năng này có thể so sánh với chức năng các lớp trong mô hình OSI

- Repeater — > tương đương lớp Vật lý

- Bridg

Routel —> LUUllg UUUllg lup PICWUIR

" Gateway — > tương đương với từ lớp 5 đến lớp 7 của mô hình

1./ Repeater

Hình 0’1 Repeater