Đề cương môn truyền dữ liệu

+ Hiếu suất sử dụng đường truyền không cao vì có lúc kênh bị bỏ không do cả 2 bên đều hết thông tin cần truyền trong khi đó các thực thể khác không được sử dụng kênh này.. - Các gói được

Đề cương truyền dl

Phần lý thuyết

Câu 1: Hệ thống truyền thông: Sơ đồ, chức năng các thành phần Lấy ví

dụ minh họa.

Sender: Hệ thống phát – là hệ thống phát dữ liệu

Receiver: hệ thống thu – Là hệ thống dữ liệu nhận được từ hệ thống phát

Message: Thông tin được truyền được định dạng ở các dạng khác nhau Các dạng thường thấy của thông tin: Text, Số

Medium: môi trường truyền, các vật dẫn cho phép dữ liệu được truyền tải trên đó để truyền từ nơi này sang nơi khác

Protocol( giao thức mạng ): tập hợp các quy tắc, quy ước về phương thức truyền, về khuôn dạng dữ liệu mà khi tham gia truyền thông các thiết bị trong hệ thống phải tuân thủ

• Lấy ví dụ minh họa:

Câu 2:

Tín hiệu tương tự và tín hiệu số Lấy ví dụ minh họa

• Tín hiệu tương tự (analog ):

- Tín hiệu có bất cứ giá trị nào trong một khoảng thời gian xác định

- Tín hiệu tương tự quen thuộc có dạng hình sin Một tín hiệu tương tự có thể được bổ sung hóa để trở thành tín hiệu số

- Ba đặc điểm chính của tín hiệu tương tự bao gồm:

+ Biên độ:

Đo độ mạnh của tín hiêu, đơn vị: dB hay volts Biên độ các lớn thì tín hiệu càng mạnh

+ Tần số:

Tần số cua tns hiệu là số dao động của tín hiệu trong 1 đơn

vị thời gian (s) hay còn gọi là tốc độ thay đổi của tín hiệu trong 1s, đơn vị Hz hay số chu kì trong 1s

Một chu kỳ là sự di chuyển sống của tín hiệu từ điểm nguồn bắt đầu cho đến khi quay trở về lại điểm nguồn đó

+ Pha:

Là đơn vị đo vị trí tương đối tại 1 thời điểm trong 1 chu kỳ đơn của tín hiệu, nó đặc trưng cho tính trễ

Tốc độ thay đổi quan hệ của tí hiệu đối vs thời gian, được

mô tả theo độ

• Tín hiệu số:

Là tín hiệu mà biên độ chỉ có 1 trong 2 giá trị duy nhất, tương ứng với 2 trạng thái logic đặc trưng bởi 2 số 0 và 1 trong

hệ nhị phân Hệ thống truyền tín hiệu này là hệ thống truyền nhị phân

Tín hiệu số bao gồm 2 trạng thái, được diễn tả với 2 trạng thái ON hay OFF hoặc là 0 hay 1

• Tự lấy ví dụ ( trang 6,12 )

Câu 3: Mạng chuyển mạch kênh và mạch gói.

• Mạng chuyển mạch kênh:

- Khi 2 thực thể cần trao đổi thông tin với nhau, giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh cố định và được duy trì cho tới khi 1 trong 2 bên ngắt liên lạc

- Các dữ liệu được truyền theo đường cố định đó

Ví dụ: Kênh thoại:

- Đặc điểm:

+ Tốn thời gian để thiết lâp kênh cố đinh giữa 2 thực thể

+ Hiếu suất sử dụng đường truyền không cao vì có lúc kênh bị

bỏ không do cả 2 bên đều hết thông tin cần truyền trong khi đó các thực thể khác không được sử dụng kênh này

• Mạng chuyển mạch gói:

- Dữ liệu được truyền thành phần nhỏ hơn được gọi là gói tin (packet), có khuôn dạng quy định trước

- Mỗi gói cũng có chứa các thông tin điều khiển (địa chỉ nguồn, đích ) và có thể được gửi tới đích bằng nhiều con đường khác nhau

- Các gói được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút có thể

xử lý toàn bộ gói trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trữ tạm thời

- Ưu điểm của chuyển mạch gói:

+ Tằng hiệu suất đường truyền:

Một kết nối node – node có thể dung chung bởi nhiều gói Các gói được xếp hang và truyền đi nhanh nhất có thể + Chuyển đổi tốc độ dữ liệu

Mỗi trạm kết nối với 1 node cục bộ bằng tốc độ của trạm Các node đệm dữ liệu nếu cần thiết để cân bằng tốc độ + Các gói được nhận ngay khi mang đang bận

+ CÓ thể phân độ ưu tên cho các gói

Câu 4: Phân loại mạng truyền số dữ liệu theo khoảng cách địa lý Lấy

ví dụ.

1 Mạng cục bộ : mạng LAN

- Đặc tính: + Tầm vực nhỏ

+ Thường được sở hữu bởi 1 công ty, tổ chức + Tốc độ cao hơn WAN

2 Mạng diện rộng: mạng WAN

+ Triển khai theo diện rộng

+ Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng

3 Mạng toàn cầu: mạng internet

Câu 5: Các chế độ truyền tin Lấy ví dụ minh họa.

- Mạch đơn công ( một chiều: simplex): thông tin chỉ có thể truyền

từ nguồn sang thiết bị thu mà chiều ngược lại không thể thực hiện được

Ví dụ: dữ liệu được truyền từ máy tính sang máy in

- Mạch bán song công (hai chiều ngắt quãng: half duplex) Hai thiết bị đầu cuối có thể truyền dữ liệu cho nhau tại những thời điểm khác nhau

- Mạch song công( hai chiều toàn phần: duplex) Hai thiết bị đầu cuối có thể truyền dữ liệu cho nhau đồng thời

Câu 6: Cấu trúc kênh truyền: song song, nối tiếp (17)

- song song:

o Mỗi bit dùng một đường truyền riêng, truyền đồng thời Nếu có 8 bít được truyền đồng thời sẽ yêu cầu 8 đường truyền độc lập

o Để truyền dữ liệu trên một đường truyền song song, một kênh truyền riêng được dùng để thông báo cho bên nhận biết khi nào dữ liệu có sẵn (tín hiệu clock) (da)

o Cần thêm một kênh truyền khác để bên nhận báo cho bên gửi biết là đã sẵn sàng để nhận dữ liệu kế tiếp(du)

Các đường truyền khác:

+ Clock signal: thông báo cho bên nhận biết khi nào có dữ liệu + GND: để so sánh điện áp

+ Direction: hướng của đường truyền + Hand-shacking: tín hiệu bắt tay ( sẵn sàng nhận) VD: ISA, ATA, PCI,

Truyền song song

Truyền song song sử dụng Clocks

- Tuần tự:

o Tất cả các bit đều được truyền trên cùng một đường truyền

o Không cần đường truyền riêng cho tín hiệu đồng bộ và tín hiệu bắt tay ( các tín hiệu này được mã hóa vào dữ liệu truyền đi)

o Vấn đề định thời (timing) đòi hỏi phải có cơ chế đồng bộ giữa bên truyền và bên nhận

o Ví dụ: RS232, SPI,

o 2 cách truyền:

 Bất đồng bộ: mỗi kí tự được đồng bộ bởi start và stop bit

 Đồng bộ: mỗi kí tự được đồng bộ dùng cờ

Nhậ Phí

a

Câu 7: Các kỹ thuật truy nhập đường truyền phân kênh Ưu nhược điểm của các ký thuật đó (60)

Có 3 phương pháp phân kênh chính: FDMA, TDMA, CDMA

Câu 8: Các kỹ thuật truy cập đường truyền ngẫu nhiên ALOHA Ưu nhược điểm của các kỹ thuật đó (62)

Trả lời: Trong phương pháp này, người ta để cho các trạm tự do tranh chấp đường truyền chungđể truyền từng khung dữ liệu một Nếu một trạm cần gửi một khung, nó sẽ gửi khung đó trên toàn bộ dải thông của kênh truyền Sẽ không có sự phối hợp trình tự giữa các trạm Nếu có hơn hai trạm phát cùng một lúc, “đụng độ” (collision) sẽ xảy ra, các khung bị đụng độ sẽ bị hư hại

Có 2 phiên bản là: Slotted ALOHA và Pure ALOHA

Ưu điểm: Hiệu năng thấp do không có thăm dò đường truyền trước khi gửi khung, dẫn đến việc mất nhiều thời gian cho việc phát hiện đụng độ

và phục hồi sau đụng độ

Nhược điểm: Hoạt động theo kiểu ALOHA có khả năng dẫn đến việc hệ thống bị “chết đứng” do mọi nỗ lực gửi gói tin của tất cả các trạm đều bị đụng độ

Câu 10: Kỹ thuật phân lượt truy cập đường truyền (63)

Trả lời: Có 2 cách thức để phân lượt sử đụng đường truyền

+ Thăm dò (polling): Trạm chủ (master) sẽ mời các trạm tớ (slave) truyền khi đến lượt Lượt truyền được cấp phát cho trạm tớ có thể bằng cách: trạm chủ dành phần cho trạm tớ hoặc trạm tớ yêu cầu và được trạm chủ đáp ứng Tuy nhiên có thể thấy những vấn đề sẽ gặp phải của giải pháp này là: chi phí cho việc thăm dò, độ trễ do phải chờ được phân lượt truyền, hệ thống rối loạn khi trạm chủ gặp sự cố

+ Chuyền thẻ bài (token passing): Thẻ bài điều khiển sẽ được chuyển lần lượt từ trạm này qua trạm kia Trạm nào có trong tay thẻ bài sẽ được quyền truyền, truyền xong phải chuyền thẻ bài qua trạm kế tiếp Những vấn đề cần phải quan tâm: chi phí quản lý thẻ bài, độ trễ khi phải chờ thẻ bài, khó khăn khi thẻbài bị mất

Câu 11: Kỹ thuật đếm ký tự trong định khung dữ liệu truyền Lấy ví dụ minh họa (51)

 Phương pháp đếm số ký tự sử dụng một trường trong phần headerđể xác định số ký tự trong một khung Khi lớp liên kết dữ liệu ở đầu nhận xác định được thông tin này thì nó sẽ biết được có bao nhiêu ký tự trong một khung và vị trí cuối cùng của khung

 Nhược điểm: giá trị của trường đếm số ký tự có thể sai lệch do lỗi đường truyền

Câu 12: Nêu hiểu biết của bạn về kỹ thuật sử dụng bít độn trong định khung đường truyền, lấy ví dụ minh họa (52)

Kỹ thuật này sử dụng mẫu bit đặc biệt, 01111110, để làm cờ đánh dấu điểm bắt đầu và kết thúc khung.vấn đề đặt ra nếu trong khung dữ liệu cũng tồn tại mẫu bit đặc biệt, khi đó khung dữ liệu sẽ bị gẫy Để khắc phục vấn đề

đó, khi bên gửi phát hiện có 5 bits 1 liên tiểp trong dữ liệu gửi đi, nó sẽ thêm vào bit 0 Ngược lại, nếu bên nhận phát hiện 5 bits liên tiếp và theo sau bằng một bit 0, nó sẽ loại bỏ bit 0 ra khỏi dữ liệu Nhờ thế cờ sẽ không xuất hiện trong dữ liệu gửi

Ví dụ:

Dữ liệu gốc:

1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0

Dữ liệu đã được độn bit:

1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 10 1 0 0

Câu 13: Kỹ thuật truyền nối tiếp đồng bộ hướng bít (54)

Bắt đầu và kết thúc một frame bằng một “cờ” 8 bit 01111110 Dùng thuật ngữ ‘thiên hướng bit’ vì luồng thu được dò theo từng bit Do đó về nguyên lý nội dung của frame không nhất thiết phải là một bội số của bit Để cho phép máy thu tiếp cận và duy trì cơ cấu đồng bộ bit, máy phát phải gửi một chuỗi các byte idle (nhàn rỗi) 01111111 đúng trước cờ bắt đầu frame Với NRZI mã hóa bit 0 trong idle cho phép DPLL tại máy thu tiếp cận duy trì

sự đồng bộ đồng hồ Khi nhận được cờ khởi đầu frame, nôi dung của frame được đọc và dịch theo các khoảng 8 bit cho đến khi gặp cờ kết thúc frame

Để đạt được tính trong suốt dữ liệu, cần đảm bảo cờ không được nhận lầm trong phần nội dung.Vì lý do này người ta dùng kỹ thuật chèn bit 0 hay còn gọi là kỹ thuật “nhồi bit” (bit stuffing) Khi có một tuần tự 5 bit 1 liên tục

nó sẽ tự động chèn vào một bit 0 Bằng cách này sẽ không bao giờ có cờ trong phần nội dung truyền đi Một mạch tương tự tại máy thu nằm ngay trước lối vào thanh ghi PISO thực hiện chức năng gỡ bỏ bit 0 theo hướng ngược lại

Câu 14: Kỹ thuật truyền nối tiếp đồng bộ hướng ký tự (55)

Truyền đồng bộ thiên hướng ký tự được dùng chủ yếu để truyền các khối ký tự, như là các tập tin dạng text.Vì không có bit start hay bit stop nên cần phải có cách thức để đồng bộ ký tự.Để thực hiện đồng bộ này, máy phát thêm vào các ký tự điều khiển, gọi là các ký tự đồng bộ SYN, ngay trước các khối ký tự truyền Các ký tự điều khiển này phải

có hai chức năng: trước hết, chúng cho máy thu duy trì đồng bộ bit, thứ hai, điều khiển đã được thực hiện, chúng cho phép máy thu bắt đầu biên dịch luồng bit theo các danh giới ký tự chính xác_ sự đồng bộ ký

tự Hình trên trình bày sự đồng bộ frame đạt được theo phương thức giống như truyền bất đồng bộ bằng cách đóng gói khối ký tự giữa cặp

ký tự điều khiển truyền STX-ETX Các ký tự điều khiển SYN thường được dùng bởi bộ thu để đồng bồ ký tự thì đứng trước ký tự STX (start

of frame) Khi máy thu đã được đồng bộ bit thì nó chuyển vào chế độ làm việc gọi là chế độ bắt số liệu.Điều này được trình bày trên hình 3.2 (b) Khi bộ thu vào chế độ bắt số liệu, nó bắt đầu dịch dòng bit trong một cửa sổ 8 bit khi tiếp nhận một bit mới Bằng cachs này, khi nhận được mỗi bit, nó kiểm tra xem 8 bit sau cùng có đúng bằng ký tự đồng

bộ hay không Nếu không bằng, nó tiếp tục thu bit kế tiếp và lặp lại thao tác kiểm tra này Nếu tìm thấy ký tự đồng bộ, cac ký tự tiếp được đọc sau mối 8 bit thu được Khi ở trong trạng thái đồng bộ ký tự (và do

đó đọc các ký tự theo đúng danh giới bit), máy thu bắt đầu xử lý mỗi ký

tự thu nối tiếp để dò ra ký tự STX đầu frame Khi phát hiện một STX, máy thu xử lý nhận nội dung frame và chỉ kết thúc công việc này khi phát hiện ra ký tự ETX Trên một liên kết điểm nối điểm, thông thường máy phát sẽ quay trở lại truyền các ký tự SYN để máy thu duy trì cơ cấu đồng bộ.Dĩ nhiên, toàn bộ thủ tục trên đều phải được lặp lại mỗi khi truyền một frame mới Khi dữ liệu nhị phân đang được truyền, sự trong suôt dữ liệu đạt được giống như phương pháp đã được mô tả trong mục nguyên tắc đồng bộ frame trước đây, có nghĩa là dùng một

ký tự DLE chèn vào trước STX và ETX, và chèn một DLE vào bất cứ

vị trí nào trong nội dung có chứa một DLE.Trong trường hợp này, các

ký tự SYN đứng trước ký tự DLE đầu tiên

Câu 15: Khoảng cách Hamming là gì? Các đặc điểm của khoảng cách Hamming trong việc phát hiện, sửa sai d lỗi trên 1 ký tự.

TL:

- Khoảng cách Hamming (H) giữa 2 từ mã là số những khác biệt giữa các bit tương ứng

Ví dụ: Tính khoảng cách H giữa 2 từ mã 0001 và 0111 khác biệt là 2

- Khoảng cách H tối thiểu là k/c H nhỏ nhất trong số các k/c giữa các cặp từ trong 1 tập hợp các từ mã

- Đặc điểm của k/c Hamming trong việc phát hiện, sửa sai d lỗi trên 1 ký tự:

+ Để phát hiện ra d lỗi: cần 1 mã có khoảng cách d+1 bởi vì một

mã như vậy không có 1 cách nào mà d lỗi bit đơn có thể làm thay đổi 1 từ mã đúng thành 1 từ mã đúng (valid) khác Khi người nhận nắm được 1 từ mã không hợp lệ, no có thể nói rằng 1 lỗi truyền đã xảy ra

+ Để sửa d lỗi, cần 1 mã khoảng cách Hamming là 2d+1 bởi vì như thế các từ mã hợp lệ cách xa đến mức mà ngay cả với d bit thay đổi, từ mã ban đầu vẫn còn gần hơn mọi từ mã khác, vì thế

nó có thể được xác định 1 cách duy nhất

Câu 16: Lỗi trong truyền dữ liệu, phân biệt lỗi đơn và lỗi chùm.(66)

o Khi dữ liệu được truyền giữa 2 thiết bị, các tín hiệu đại diện cho giá trị bit rất dễ bị thay đổi sai số do nhiều nguyên nhân: đường dây truyền, lưu lượng truyền, loại mã dùng, loại điều chế, loại thiết bị thi phát Đặc biệt là do sự thâm nhập điện từ cảm ứng lên các đường dây từ các thiết bị điện gần đó nếu các đường dây tồn tài trong môi trường thường xuyên nhiễu (mạng điện thoại công cộng) các tín hiệu đại diện cho bit 1 được bên thu dịch ra thành bit 0 và ngược lại

o Phân loại:

 Lỗi đơn: là lỗi 1 bit (1 bit bị thay giá trị)

 Lỗi chùm: có 2 hay nhiều bit trong đơn vị dữ liệu có thay đổi bit 1 thành bit 0 và từ 0 thành 1

Câu 17: Kiểm soát luồng dữ liệu trong truyền dữ liệu.

o Việc truyền dữ liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đường truyền, bộ nhớ đệm,… Nếu khả năng tài nguyên có hạn, việc cấp phát tài nguyên lại quá tĩnh không thích nghi với việc thay đổi của mạng sẽ dẫn đến trạng thái xấu:

 Các PDU sẽ dồn vào một trạm nào đó và gây nên ùn tắc do tài nguyên của mạng không đáp ứng nổi

 Tài nuyên của một số trạm nào đó có hiệu suất sử dụng quá thấp do rất ít dữ liệu được truyền qua nó Để tránh tình trạng trên cần phải có cơ chế kiểm soát luồng dữ liệu cho toàn mạng

o Các phương thức ứng dụng: Giới hạn tải chung và phân tán chức năng kiểm soát hoặc kết hợp cả hai

 Giới hạn tải chung:

+ Phương pháp này tìm cách duy trì tổng số PDU được lưu chuyển trong mạng luôn luôn nhỏ hơn

1 giá trị giới hạn N nào đó Để làm được như vậy cần tạo ra N giấy phép, các trạm sau đó chỉ được dùng số giấy phép được cấp Tuy nhiên để thích nghi với sự thay đổi của mạng cần cài đặt khả năng trạm thừa giấy phép có thể chuyển bớt qua trạm thiếu Yêu cầu

có cơ chế quản lý cho phép tại mỗi thời điểm chỉ có một số giới hạn các PDU được truyền đi

 Phân tán chức năng kiểm soát cho các trạm:

+ Phương pháp này không duy trì một giới hạn

cho tài nguyên chung của mạng mà giao cho các trạm tự kiểm soát lượng dữ liệu đi qua dựa trên khả năng của chúng Tài nguyên dùng để chuyển 1 PDU được cấp phát trước để tránh ùn tắc tại các trạm Việc cấp phát này trước nay thường được thực hiện theo các liên kết logic giữa các thực thể theo mô hình osi

Câu 18: Địa chỉ hóa, kiểm tra tắc nghẽn trong truyền dữ liệu.

Câu 19: Mô hình OSI Chức năng cơ bản các tầng trong mô hình (108)

Chức năng các tầng trong mô hình ISO

Tầng Vật lý: truyền dòng bit và cấu trúc qua đường truyền vật lý, truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện cơ, điện

Tầng Liên kết dữ liệu: cung cấp các phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy: cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu khi cần

Tầng Mạng: chọn đường và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu nếu cần

Tầng Giao vận: truyền dữ liệu giữa hai đầu mút, thực hiện kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, ghép kênh và cắt hợp dữ liệu nếu cần

Tầng Phiên: cung cấp các phương tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng, thu thập duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng

Tầng Trình diễn: chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI

Tầng Ứng dụng: cung cấp các phương tiện để user có thể truy cập vào môi trường OSI, các dịch vụ phân tán…

Câu 20: Cơ chế gửi và nhận tin trong mô hình OSI, vẽ biểu đồ minh họa Nêu các hàm cơ bản trong mô hình và ý nghĩa của chúng

Thêm:

1 T rình bày ưu điểm của phương pháp điều khiển luồng cửa sổ trượt so với phương pháp stop and wait

TL:

Cách tiếp cận stop and wait đòi hỏi cần xác thực sau mỗi frame Kỹ thuật điều khiển luồng cửa số trượt có thể gửi nhiều frame trước khi chờ 1 xác