CƠ SỞ KỸ THUẬT MẠNG TRUYỀN THÔNG

Viễn thông TelecommunicationTừ điển tiêu chuẩn của IEEE: Viễn thông là truyền các tín hiệu qua cự li dài như Telecommunication = Communication liên lạc + Tele từ xa  Nhu cầu trao đổi t

Trang 1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Bài giảng môn học

Giảng viên: Nguyễn Thanh Trà

Bộ môn: Mạng Viễn thông- Khoa VT1 Học kỳ/Năm biên soạn: 1/2014

Trang 2

N ỘI DUNG

CÁC LỚP CAO LỚP GIAO VẬN LỚP MẠNG LỚP VẬT LÝ VÀ LIÊN KẾT DỮ LIỆU GIỚI THIỆU CHUNG

Trang 3

BÀI GIẢNG MÔN: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH

 Cách thức tiếp cận vấn đề

 Các khái niệm và lý thuyết cơ bản

 Các tổ chức tiêu chuẩn

 Các bài toán liên quan

 Xu hướng phát triển công nghệ mạng

Trang 4

Viễn thông (Telecommunication)

Từ điển tiêu chuẩn của IEEE: Viễn thông là truyền các tín hiệu qua cự li dài như

Telecommunication = Communication (liên lạc) + Tele (từ xa)

 Nhu cầu trao đổi tâm tư, tình cảm, kinh nghiệm đấu tranh sinh tồn…

 Communication : Trao đổi tin tức giữa những các đối tượng có nhu cầu bằng công cụ nào đó ( lửa, khói, kèn, trống, ám hiệu….telegraph, telephone…)

 Tele: Khoảng cách địa lý từ vài inches đến hàng vạn dặm

 Một số dạng năng lượng điện từ được sử dụng để biểu diễn dữ liệu và thông qua phương tiện vật lý như cáp đồng hay cáp quang hoặc môi trường không dây

BÀI GIẢNG MÔN: CƠ SỞ KỸ THUẬT MẠNG TRUYỀN THÔNG

Trang 5

Chiếm phần chủ đạo trong truyền thông (cơ học, điện)

Nhiệm vụ của viễn thông là làm thế nào để truyền thông tin nhanh, chính xác, chất

Trang 6

Mô hình mạng truyền thông cơ bản

Trang 7

Ethernet card

Wireless card

Large router

Telephoneswitch

Trang 8

Khái niệm mạng truyền thông

 Là một cơ cấu các phần tử làm việc kết hợp cùng nhau tạo nên một mạng lưới phục vụ việc truyền tải thông tin.

 Là tất cả những gì tính từ phía phát đến phía thu gồm cả đường liên kết, node chuyển mạch, các thiết bị trung gian…

 Di động, cố định

Trang 9

Đặc điểm Dịch vụ thoại Dịch vụ dữ liệu Băng thông

Bùng phát băng

thông

Nhạy cảm với lỗi

Phát lại thông tin

Độ trễ

Kiểu kết nối

Cố định và thấp (dưới 64kb/s)

Không

Đàm thoại lại nếu có lỗi Không thể thực hiện được Thấp và ổn định

Có thể là kết nối không

Loại hình dịch vụ

Trang 10

Mạng điện thoại cố định (đầu tiên)

POTS: plain old telephone system

PSTN: public switched telephone network

GSTN: general switched telephone network

CSN: circuit-switched network

SCN: switched circuit network (được sử dụng nhiều nhất)

Mạng thông tin di động (sau): cung cấp tính năng di động

 PLMN: Public Land Mobile Network (HPLMN, VPLMN)

Các loại mạng truyền thông

Trang 11

BTS

BSC

Gateway MSC

BTS

BSC MSC

PDSN

Trang 12

Mạng máy tính: Là tập hợp các máy tính độc lập được kết nối với nhau thông qua các đường truyền vật lý và tuân theo các qui ước truyền thông nào đó.

Hai kiểu kiến trúc mạng : khách/chủ, ngang hàng

Trang 13

 Đường truyền: Hữu tuyến hoặc vô tuyến

 Kỹ thuật chuyển mạch: chuyển mạch kênh, bản tin, gói

 Kiến trúc mạng: điểm – điểm, điểm – đa điểm, đa

điểm-đa điểm Cấu hình mạng – cách kết nối các máy tính với

nhau về mặt hình học (network topology), giao thức mạng – tập hợp các qui ước truyền thông (network protocol)

 Hệ điều hành mạng: quản lý tài nguyên, quản lý người

dùng và các công việc trên hệ thống, cung cấp các tiện ích

Đặc trưng kỹ thuật

Trang 14

Các loại mạng truyền thông (khoảng cách)

 Mạng cục bộ LAN: Nhóm các máy tính và thiết bị mạng kết nối với nhau trong một phạm vi địa lý giới hạn Cung cấp cho người dùng nhiều lợi ích.

 Mạng đô thị MAN: Nhóm các máy tính và thiết bị mạng được kết nối với nhau trong giới hạn phạm vi cấp thành phố Kết nối các mạng cục bộ có các kiểu phần cứng và phương tiện truyền dẫn khác nhau

 Mạng diện rộng WAN: Phạm vi trải rộng khắp quốc gia thậm chí toàn thế giới Kết nối các LAN và MAN Công nghệ hoạt động ở 2 tầng thấp của OSI.

 Mạng toàn cầu GAN: Kết nối các máy tính và thiết bị mạng có

Trang 15

 Tất cả các trạm được kết nối đến một thiết bị

trung tâm

 Nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm

đích

 Điều khiển toàn bộ hoạt động của mạng

 Độ dài đường truyền hạn chế

Mạng hình sao

 Chia sẻ chung một bus thông tin xác định 2

đầu.

 Cùng truy nhập chung đường truyền Cần giao

thức điều khiển cấp phát quyền truy nhập

 Tất cả các trạm được nối với một trục chính

qua T-connector hoặc thiết bị thu phát

Mạng xa lộ

Các loại mạng truyền thông (kiến trúc)

Trang 16

 Các trạm được nối vào một đường truyền

Trang 17

BÀI GIẢNG MễN: CƠ SỞ KỸ THUẬT MẠNG TRUYỀN THễNG

APPL

TCP

IP Tokenring

APPL TCP IP Ethernet

IP Token ring X.25

ATM

X.25 F.R ATM

IP X.25 ATM

X.25 F.R ATM rnet

rnet

Ethe-Định tuyến Định tuyến

Bộ định tuyến và/hoặc chuyển

mạch

Kết nối liờn mạng (hỗn hợp)

Trang 18

Nguyên lý hoạt động chung của mạng truyền thông

Khái niệm giao thức

qua mạng giữa 2 thực thể.

đồng ý Tiêu chuẩn được phát triển thông qua việc hợp tác giữa các ủy ban tạo ra tiêu chuẩn, các diễn đàn và các đại diện điều chỉnh của chính quyền

chồng giao thức

Trang 19

Khái niệm giao thức

qua mạng giữa 2 thực thể.

đồng ý Tiêu chuẩn được phát triển thông qua việc hợp tác giữa các ủy ban tạo ra tiêu chuẩn, các diễn đàn và các đại diện điều chỉnh của chính quyền

chồng giao thức

Trang 20

 Giảm độ phức tạp trong thiết kế và cài đặt, vận hành, bảo dưỡng

 Thiết kế dễ dàng hơn (các hệ thống phức tạp được chia thành nhiều hệ thống nhỏ - dễ quản lý)

 Hiệu quả hơn cho việc phát triển, mở rộng

 Định nghĩa trách nhiệm của mỗi tầng giúp cho việc chuẩn hóa các chức năng mới

Ý nghĩa của việc phân lớp

Trang 21

tả dịch vụ là tối thiểu.

hưởng đến tầng khác).

Mỗi tầng chỉ có giao diện với tầng kề trên và kề dưới.

Tiêu chí phân lớp

Trang 22

 Kết nối có định hướng – giống như dịch vụ điện thoại

Qua 3 pha: thiết lập kết nối , sử dụng kết nối và giải phóng kết nối.

Các gói tin nhận được có thứ tự như phía gửi.

Các kiểu dịch vụ: dịch vụ kết nối có định hướng và không định hướng

 Kết nối không định hướng – giống như hệ thống bưu chính

Mỗi bản tin đều được gắn địa chỉ đích và được định tuyến đến đích

một cách độc lập

Các gói tin nhận được có thể không theo thứ tự như phía phát.

Các kiểu dịch vụ: dịch vụ tin cậy và không tin cậy

Trang 23

 Có 4 lựa chọn: kết nối có định hướng tin cậy, kết nối không định

hướng tin cậy, kết nối có định hướng không tin cậy, kết nối

không đinh hướng không tin cậy

 Ví dụ : Gửi đi 1,2,3,4,5 Thu về 1,2,3,4,5; 1,3,2,5,4; 1,2,4; 3,1,4.

 Tại sao tất cả không phải là kết nối có định hướng tin cậy?

- Quá đắt khi hỗ trợ kết nối có định hướng ở tất cả các lớp.

- Có nhiều ứng dụng không cần thiết:

• Thoại: kết nối có định hướng không tin cậy

Các kiểu dịch vụ

Trang 24

Bốn thành phần của một giao thức

Định nghĩa khuôn dạng, thứ tự các bản tin cũng như các hành động

khi truyền và nhận bản tin.

- Cú pháp: Khuôn dạng, thế nào là một bản tin có giá trị.

GET /~xyuan/index.html HTTP/1.1\nHOST: diablo.cs.fsu.edu\n\n”

Trang 25

 Mỗi lớp cung cấp dịch vụ cho lớp cao hơn

 Thực thể phần mềm (một tiến trình) hay

thực thể phần cứng (chip)

 Điểm truy nhập dịch vụ SAP được định

danh bởi địa chỉ

 Một thực thể lớp N+1 trao đổi thông tin với

thực thể lớp N bằng một IDU (Interface Data

Unit) thông qua SAP

 SDU là dữ liệu trao đổi giữa 2 thực thể

Thông tin điều khiển giao diện hỗ trợ cho lớp

thấp hơn (có bao nhiêu bit trong SDU)

Nguyên tắc trao đổi thông tin giữa các lớp

Trang 26

tách nó thành một số phần.

giao thức PCI tạo thành một đơn vị

dữ liệu giao thức PDU

Nguyên tắc trao đổi thông tin giữa các lớp

Trang 27

M¹ng

VËt lýLiªn kÕt dữ liệu

TruyÒn t¶iPhiªnTrinh diÔn

Trang 28

Trang 29

Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI

Trang 30

Trang 31

Điều khiển liên kết logic LLCĐiều khiển truy nhập phương tiện MACTạo khung dữ liệu

Địa chỉ vật lýPhát hiện lỗi và xử lý Lớp liên kết dữ liệu chịu trách nhiệm chuyển các khung từ

Lớp liên kết dữ liệu

Trang 32

Địa chỉ logic Định tuyếnĐóng gói DatagramPhân đoạn và tái hợp góiChẩn đoán và sửa lỗi

Lớp mạng chịu trách nhiệm phát chuyển các gói riêng biệt

từ đầu cuối tới đầu cuối

Lớp mạng

Trang 33

Lớp truyền tải

Địa chỉ mức tiến trình Ghép và tách dữ liệu Phân đoạn, đóng góiThiết lập, quản lý và ngắt kết nối

Lớp truyền tải chịu trách nhiệm tạo và phát chuyển các bản tin từ một tiến trình này tới một tiến trình khác

Trang 34

Lớp phiên

Trang 35

Lớp trình bày

Cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin

Nén và mã hoá dữ liệu

Các đặc tính biên dịch

Trang 36

Lớp ứng dụng

Trang 37

Trang 38

Mô hình chồng giao thức TCP/IP

TCP/IP tương ứng với OSI

Trang 39

Trang 40

Đóng gói dữ liệu trong TCP/IP

Trang 41

 Năm 1969 đánh dấu sự ra đời của mạng ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) với 5 node mạng.

 Năm 1973 phát triển một hệ thống chính thức các giao thức kết nối liên mạng (TCP V.1)

 Cái tên TCP/IP xuất hiện khi chia TCP thành TCP và IP ( V.4 – 1980)

 The Internet là một mạng rộng toàn cầu sử dụng giao thức TCP/IP để kết nối các mạng trên toàn thế giới.

 Tháng 1/1984 the Internet mới có khoảng 1000 host

 2010 đã có 23 triệu người sử dụng Internet chiếm 27% dân số thế giới

Các giai đoạn phát triển mạng Internet

Trang 42

Mạng Internet ngày nay

Trang 43

Xu hướng hội tụ của các mạng viễn thông

 Hội tụ đầu cuối, dịch vụ, công nghệ  Hội tụ giữa mạng thoại và truyền số liệu.

Trang 44

Tổng kết chương:

1 Khái niệm mạng truyền thông, các loại hình mạng và đặc điểm tương

ứng.

2 Khái niệm giao thức, nguyên tắc phân lớp các chức năng truyền thông.

3 Các loại hình dịch vụ: kết nối có định hướng, kết nối không định hướng.

4 Mô hình tham chiếu các hệ thống mở OSI và đặc điểm chức năng của

Trang 45

N ỘI DUNG

CÁC LỚP CAO LỚP GIAO VẬN LỚP MẠNG LỚP VẬT LÝ VÀ LIÊN KẾT DỮ LIỆU GIỚI THIỆU CHUNG

Trang 46

Trang 47

Lớp vật lý

Dữ liệu được biến đổi thành tín hiệu điện từ để truyền đi trên môi trường

Trang 48

Trang 49

Lớp vật lý

Truyền tín hiệu ở lớp vật lý

Dữ liệu được truyền dưới dạng tín hiệu analog hoặc số.

- Truyền tín hiệu analog sử dụng các sóng biến đổi liên tục theo thời gian

và có số lượng giá trị vô hạn trong một miền.

Trang 50

Lớp vật lý

Trang 51

Lớp vật lý

Trang 52

Lớp vật lý

Truyền tín hiệu

DTE: Thiết bị đầu cuối dữ liệu Tạo ra thông tin (tương tự, số)

DCE: Thiết bị kết cuối mạch dữ liệu Nhận dữ liệu từ DTE theo dạng

được tạo ra chuyển đổi thành khuôn dạng tương thích với kênh truyền

Trang 53

Lớp vật lý

Lớp vật lý cũng đặc tả việc chiếm dùng bao nhiêu môi trường để

truyền dữ liệu và được biết đến là kiểu cơ sở (tín hiệu số) hay băng

rông (tín hiệu analog)

 Tín hiệu băng cơ sở: Một mạng sử dụng toàn bộ các tần số có thể hoặc toàn bộ băng thông để truyền tín hiệu Ví dụ như phần lớn các công nghệ mạng LAN (Ethernet)

 Tín hiệu băng rộng: Một mạng chỉ sử dụng một tần số hoặc một

phần băng thông để truyền tín hiệu (mạng vô tuyến)

Băng rộng vs Băng cơ sở

Trang 54

Lớp vật lý

Đồng bộ và định thời

Trang 55

Trang 56

Lớp vật lý

Môi trường truyền dẫn

Trang 57

Lớp vật lý

Môi trường truyền dẫn (bộ đấu nối)

Trang 58

 Khoảng đường truyền tối đa.

 Các đầu nối vật lí: chân cắm, số chân cắm, loại bộ nối và cáp nối.

 Có hàng trăm chuẩn: RS-232, X.21, V.35, V.34, T1, E1, 10BASE-TX, 100BASE-TX, ISDN, POTS, SONET, DSI, 802.11a/b/g/n…

Trang 59

Lớp vật lý

Đặc tả lớp vật lý và các giao thức

Trang 60

Lớp vật lý

EIA-232

Trang 61

Lớp vật lý

Các chân dữ liệu

Trang 62

Lớp vật lý

Các chân điều khiển

Trang 63

Lớp vật lý

Các chân định thời

Trang 64

Lớp vật lý

Các chân khác

Trang 65

Lớp vật lý

Trang 66

Lớp vật lý

Trang 67

• Tạo khung dữ liệu để truyền trên đường liên kết trực tiếp giữa các thực thể mạng

• Cung cấp một giao diện dịch vụ được định nghĩa rõ với lớp mạng;

• Kiểm soát và xử lí các lỗi đường truyền;

Chức năng

Trang 68

Trang 69

Định khung

 Phát hiện và sửa lỗi trên dòng bit nhận được từ lớp vật lý.

 Chia dòng bit thành các khung rời rạc và tính checksum cho từng khung

 Chia thành khung theo các cách:

• Đếm ký tự

• Sử dụng các byte cờ với kỹ thuật byte stuffing

• Sử dụng cờ bắt đầu và kết thúc với kỹ thuật bit stuffing

• Sử dụng các đặc điểm mã hóa ở lớp vật lý

Định dạng
Số trang	241
Dung lượng	14,19 MB