Bài giảng mạng máy tính chương 5 cđ CNTT hữu nghị việt hàn

5.1 Lớp điều khiển truy cập – Media Access Control MAC Các giao thức dùng để xác định người dùng nào được quyền sử dụng kênh truyền đa truy cập thuộc vào lớp con của Lớp Liên kết dữ liệ

MẠNG MÁY TÍNH COMPUTER NETWORK

Chương 5 Lớp Điều Khiển Truy Cập Mạng và Các Hệ Thống Mạng Liên Quan

5.1 Lớp điều khiển truy cập – Media Access Control MAC

 Các giao thức dùng để xác định người dùng nào được quyền

sử dụng kênh truyền đa truy cập thuộc vào lớp con của Lớp Liên kết dữ liệu, được gọi là lớp Điều khiển truy cập (Media Access Control – MAC)

 Lớp này có vai trò quan trọng trong mạng LAN, là một

mạng sử dụng kênh đa truy cập làm nền tảng truyền tin,

khác với mạng WAN, sử dụng liên kết điểm-nối-điểm ngoại trừ thông tin vệ tinh

5.1.1 Phân bố kênh dữ liệu

 Để phân bổ một kênh dữ liệu chung cho các

người dùng có yêu cầu trên mạng, sử dụng 2 phương thức thực hiện:

5.1.1.1 Phân bố tĩnh

 Phương thức phân bố kênh tĩnh đơn giản nhất là phân kênh

theo tần số (FDM) Nếu số lượng người dùng là N thì băng thông được chia thành N phần bằng nhau, mỗi người dùng được gán một phần Vì mỗi người dùng có một tần số riêng nên không xảy ra hiện tượng nhiễu lẫn nhau Khi số lượng người dùng ít và cố định, mỗi kênh truyền có lưu lượng lớn thì cơ chế phân kênh FDM là đơn giản và hiệu quả

 Tuy nhiên, khi số lượng người dùng lớn và thay đổi hoặc

bùng nổ lưu lượng, thì FDM sẽ gặp rắc rối

 Một phương thức phân kênh khác tương tự là phân kênh

theo thời gian (TDM), mỗi người dùng được phân bố một khe thời gian Nếu người dùng đó không sử dụng khe thời gian đó thì khe thời gian sẽ rỗi Phương thức này cũng gặp phải các trở ngại tương tự như FDM

5.1.1.2 Phân bố động

(ví dụ các máy tính, điện thoại, máy cá nhân, ), mỗi máy trạm có chương trình hoặc các người dùng tạo ra khung dữliệu truyền đi Chúng còn được gọi là các đầu cuối Khi

khung dữ liệu được tạo ra, máy trạm bị khóa và ngưng hoạt động cho đến khi khung được truyền đi

 Khái niệm về kênh đơn: một kênh đơn là kênh dữ liệu dùng

cho tất cả các trường hợp truyền tin Tất cả các máy trạm đều sử dụng nó để phát và thu tín hiệu Các máy trạm đều

có vai trò tương đương như nhau trên kênh truyền

 Khái niệm về xung đột: Nếu 2 khung truyền đồng thời thì

chúng sẽ chồng lên nhau và gây méo tín hiệu Hiện tượng này được gọi là xung đột Trên thực tế, tất cả các trạm đều

có khả năng dò xung đột

5.1.1.2 Phân bố động

 Thời gian liên tục: Các khung có thể truyền bất kỳ

lúc nào Không có một đồng hồ chủ để phân chia kênh thành các khe thời gian.

 Khe thời gian: Thời gian được chia thành các

khoảng rời rạc Khung dữ liệu luôn luôn được

truyền ở thời điểm bắt đầu của khe thời gian

 Cảm biến sóng mang: Các trạm có thể cảm nhận

được kênh truyền trước khi truy cập Nếu kênh bận

sẽ không có trạm nào truy cập đến nó cho đến khi kênh ở trạng thái rỗi.

 Không cảm biến sóng mang: máy trạm không cảm

nhận được kênh truyền trước khi truy cập.

5.1.2 Các giao thức đa truy cập

 Trên thực tế, có nhiều giao thức khác nhau để phân bố kênh

dữ liệu Ở trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu một số các giao thức điển hình

5.1.2.1 ALOHA

a- Pure ALOHA: Nguyên tắc cơ bản của Pure ALOHA tương

đối đơn giản như sau:

- Cho phép người sử dụng truyền tin bất kỳ thời điểm nào

- Chấp nhận xung đột dữ liệu và các khung dữ liệu có thể sẽ bị

phá hỏng trong quá trình truyền

- Xung đột có thể được cảm nhận bởi các máy trạm bằng cách

lắng nghe kênh truyền

- Nếu xung đột xảy ra, đầu phát sẽ đợi trong một khoảng thời

gian ngẫu nhiên trước khi thực hiện phát lại

5.1.2 Các giao thức đa truy cập

 Một khung dữ liệu sẽ không bị xung đột với các khung khác

nếu trong thời gian truyền khung dữ liệu đó không có khung nào khác truyền đi Nếu trong thời gian đó có xung đột xảy

ra (như hình vẽ) thì Pure ALOHA cũng không đưa ra biện pháp nào để khắc phục sự cố này

b- Slotted ALOHA

 Năm 1972, Roberts đưa ra một phương pháp làm tăng gấp

đôi dung lượng của hệ thống ALOHA như sau:

 Khung thời gian truyền được phân chia thành các khoảng

thời gian nhỏ, mỗi khoảng thời gian đó tương ứng với một

khung dữ liệu Như vậy dữ liệu của người sử dụng phải

được đồng bộ và gửi ở thời điểm bắt đầu của khung

 Phương pháp này giảm thiểu xung đột vì các dữ liệu của

người dùng không ảnh hưởng đến nhau Tuy nhiên, khi có 2 hoặc nhiều dữ liệu của người sử dụng cố gắng truyền ở thời điểm bắt đầu của một khung thì vẫn xảy ra xung đột Trong trường hợp này, các máy trạm phải đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi phát lại

5.1.2 Các giao thức đa truy cập

5.1.2.2 Giao thức đa truy cập cảm nhận sóng mang

(CSMA)

a- Persistent và Non-Persistent CSMA

 1-Persistent CSMA: Khi một trạm muốn gửi dữ liệu, đầu

tiên nó phải lắng nghe trạng thái hiện tại của kênh truyền Nếu kênh truyền bận thì nó sẽ đợi cho đến khi kênh truyền rỗi Máy trạm sẽ phát một khung dữ liệu khi dò thấy kênh truyền rỗi Nếu xảy ra xung đột, máy trạm sẽ đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên và phát lại

 Giao thức này được gọi là 1-Persistent vì xác suất phát dữ

liệu là 1 khi dò thấy kênh truyền rỗi

 Đối với giao thức Non-persistent CSMA, trước khi gửi dữ

liệu, nếu dò thấy kênh rỗi thì nó sẽ tiến hành gửi dữ liệu, nếu kênh truyền bận, máy trạm sẽ không tiếp tục cảm nhận sóng mang nữa mà thay vào đó, nó sẽ đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên và lặp lại quá trình trên Phương thức này làm tăng hiệu quả sử dụng kênh truyền nhưng độ trễ lại lớn hơn so với phương pháp 1-persistent CSMA

5.1.2.2 Giao thức đa truy cập cảm nhận sóng mang

(CSMA)

 Một giao thức nữa thuộc nhóm giao thức này là p-persistent

CSMA Giao thức này sử dụng phương thức phân khe thời gian cho kênh truyền Khi dò thấy kênh truyền rỗi, máy

trạm bắt đầu phát với xác suất là p Với một xác suất là q =

1-p , nó sẽ ngưng phát cho đến khe kế tiếp Nếu kênh tiếp

tục rỗi thì nó hoặc là tiếp tục phát hoặc là ngưng phát với

xác suất là p và q Quá trình này đượclặp lại cho đến khi

toàn bộ khung được phát đi hoặc có một trạm khác bắt đầu phát dữ liệu Giao thức này ít xảy ra xung đột hơn vì tất cảcác trạm muốn gửi dữ liệu sẽ không gửi đồng thời khi kênh truyền rỗi

5.1.2.2 Giao thức đa truy cập cảm nhận sóng mang (CSMA)

5.1.2.2 Giao thức đa truy cập cảm nhận sóng mang

(CSMA)

 b- Giao thức đa truy cập cảm nhận sóng mang/dò xung đột

(CSMA/CD)

 Trong các giao thức trước, các máy trạm sẽ phát hết toàn bộ khung dữ

liệu bất chấp có xung đột với một khung dữ liệu khác Nếu trạm phát bỏ qua việc phát khung dữ liệu ngay khi dò có xung đột sẽ tiết kiệm được thời gian và băng thông của kênh truyền Giao thức CSMA/CD dò xung đột bằng cách đo năng lượng hoặc độ rộng xung của tín hiệu thu được

và so sánh với tín hiệu phát

 Sau khi dò thấy có xung đột, nó sẽ hủy bỏ việc phát dữ liệu, đợi trong

một khoảng thời gian ngẫu nhiên và phát lại Mô hình này gồm các quá trình: giành quyền phát dữ liệu, truyền dữ liệu và quá trình rỗi

5.1.2.3 Giao thức Collision-Free

 Mặc dù xung đột không xuất hiện trong mô hình

CSMA/CD một khi trạm phát đã giành được kênh truyền, nhưng trong quá trình tranh chấp kênh

truyền vẫn có thể xảy ra xung đột Các xung đột

này ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống, đặc

biệt đối với trường hợp độ dài cáp lớn và kích

thước khung dữ liệu nhỏ Trong phần này, chúng ta

sẽ khảo sát một số giao thức giải quyết vấn đề trên

mà không gây xung đột dữ liệu

5.1.2.3 Giao thức Collision-Free

a- Giao thức Bit-map

 Mỗi quá trình tranh chấp kênh dữ liệu được chia thành N khe

thời gian Nếu trạm thứ 0 trong mạng muốn gửi dữ liệu, nó

sẽ phát bit 1 vào khe thứ 0, các trạm khác không được sử

dụng khe thời gian thứ 0 này Trong khi đó trạm thứ 1 vẫn cóthể phát bit 1 vào khe thời gian 1 nếu có nhu cầu phát dữ

liệu Một cách tổng quát, trạm thứ j sẽ thông báo có nhu cầu gửi dữ liệu bằng cách phát bit 1 vào khe thời gian j Như vậy, kết thúc quá trình ta sẽ xác định được trạm nào có nhu cầu phát dữ liệu và thực hiện quá trình phát dữ liệu theo thứ tự

5.1.2.3 Giao thức Collision-Free

b- Phương pháp đếm ngược nhị phân

 Một vấn đề nảy sinh đối với giao thức Bit-map là phải gắn

thêm phần mào đầu 1 bit cho mỗi trạm, vì vậy nếu số trạm tăng lên hàng ngàn thì nó sẽ chiếm một băng thông lớn Vấn

đề này được giải quyết bằng cách sử dụng phương pháp

đánh số nhị phân cho các trạm Một trạm muốn sử dụng

kênh truyền sẽ phát địa chỉ của mình ở dạng chuỗi nhị phân

có trọng số và các chuỗi địa chỉ có cùng độ dài Trong

trường hợp này, ta giả sử độ trễ của truyền dẫn không đáng

kể các trạm có thể nhận ra địa chỉ một cách tức thời

5.1.2.4 Giao thức Limited-Contention

 Xét các chiến lược giành kênh dữ liệu trong mạng máy tính gồm: tranh

chấp và giải tỏa xung đột (collision-free), mỗi chiến lược tác động đến 2 yếu tố hoạt động quan trọng của mạng là: gây trễ ở trường hợp tải thấp

và hiệu quả truyền tin ở tải cao Với trường hợp tải thấp, chiến lược

tranh chấp có ưu thế hơn do độ trễ thấp Khi tải tăng lên, chiến lược

tranh chấp trở nên không hiệu quả do phần mào đầu lớn Ngược lại, đối với trường hợp tải cao, hiệu quả kênh truyền sẽ được cải thiện khi sử dụng chiến lược giải tỏa xung đột.

 Một giao thức kết hợp cả 2 đặc tính trên, sử dụng chiến lược tranh chấp

ở trường hợp tải thấp và chiến lược giải tỏa xung đột ở tải cao để nâng cao hiệu quả kênh truyền được gọi là giao thức tranh chấp tới hạn

(Limited-Contention).

 Để thực hiện được điều này, giao thức Limited-Contention sử dụng

thuật toán adaptive tree walk để cấp khe thời gian động cho các máy

trạm Khi tải có dung lượng thấp, một khe có thể sử dụng cho nhiều

trạm, khi tải dung lượng cao thì số trạm sử dụng ít hơn.

5.1.2.4 Giao thức Limited-Contention

 Giao thức trên hỗ trợ 3 loại kênh dữ liệu:

(1) Kênh dữ liệu có kết nối (connection-oriented) với tốc độ bit không đổi, ví dụ như tín hiệu video không nén

(2) Kênh dữ liệu có kết nối (connection-oriented) với tốc độ bit thay đổi.

(3) Kênh dữ liệu dạng gói (datagram) như gói UDP

Với 2 kiểu kênh dữ liệu có kết nối, để máy trạm A có thể trao đổi dữ liệu với máy trạm B, đầu tiên nó phải gửi khung CONNECTION REQUEST vào một khe trống của kênh điều khiển của máy trạm B, nếu

được B chấp nhận, việc trao đổi thông tin mới được thực hiện ở máy trạm A.

5.1.2.4 Giao thức Limited-Contention

 Trong giao thức này, mỗi trạm có 2 bộ phát và 2 bộ

thu như sau:

- Một bộ thu bước sóng cố định để lắng nghe trạng thái của kênh điều khiển

- Một bộ phát có khả năng điều chỉnh bước sóng được dùng để gửi dữ liệu lên kênh điều khiển của máy trạm khác.

- Một bộ phát bước sóng cố định để phát dữ liệu

- Một bộ thu có khả năng điều chỉnh bước sóng được dùng để dò dữ liệu của đầu phát

5.1.2.5 Giao thức đa truy cập phân chia theo bước sóng (WDMA)

 Giao thức này được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN cáp

quang, cho phép kết nối ở nhiều bước sóng khác nhau tại

cùng một thời điểm Để thực hiện được điều này, người ta chia phổ tần số thành các kênh (dải bước sóng), mỗi trạm được gán 2 kênh truyền Một kênh dải hẹp được sử dụng đểlàm kênh điều khiển, một kênh dải rộng được sử dụng để

truyền dữ liệu

 Trên hình vẽ mô tả kênh đa truy cập phân chia theo bước

sóng với số khe thời gian dùng để điều khiển là m, số khe thời gian dùng để truyền dữ liệu là n+1, trong đó khe thời gian cuối cùng dùng để thông báo trạng thái của kênh

truyền Ở cả 2 kênh truyền, các khe thời gian lặp lại vô tận

và khe thời gian thứ 0 được đánh dấu theo cách riêng để cóthể nhận biết dễ dàng Tất cả các kênh truyền đều được

đồng bộ bởi một đồng hồ chung

5.1.2.6 Giao thức mạng LAN không dây

 Khi nhu cầu về truyền thông di động và tính toán di động

tăng thì nhu cầu kết nối không dây cũng tăng lên Các thiết

bị di động sử dụng sóng vô tuyến hoặc hồng ngoại để truyền thông và nối mạng với nhau, từ đó hình thành nên một

mạng máy tính gọi là mạng máy tính không dây (hoặc mạng LAN không dây) Mạng LAN không dây này có một số đặc điểm khác với mạng LAN thông thường Ở phần này chúng

ta sẽ khảo sát một số giao thức liên quan đến mạng LAN

không dây

 Một cách đơn giản, hãy thử áp dụng giao thức CSMA cho

mạng LAN không dây: chỉ làm nhiệm vụ dò tín hiệu phát từcác trạm khác và phát tín hiệu cho các máy trạm khác Ta dễdàng nhận thấy rằng, giao thức này không phù hợp với

mạng LAN không dây do hiện tượng nhiễu xảy ra ở đầu thu chứ không phải xảy ra ở đầu phát

5.1.2.6 Giao thức mạng LAN không dây

 Một giao thức được thiết kế cho mạng LAN không

dây ra đời đầu tiên là giao thức MACA (Multiple Access with Collision Avoidance)

5.1.2.6 Giao thức mạng LAN không dây

Giao thức MACA và MACAW

 Nguyên tắc cơ bản của giao thức MACA là trạm

phát sẽ kích hoạt trạm thu phát ra một khung dữ liệu ngắn để các trạm lân cận biết và không phát dữ liệu trong suốt thời gian trạm này phát dữ liệu.

 Để có thể truyền dữ liệu từ A đến B, ban đầu, A gửi tín hiệu RTS (Request To Send) đến B, khung dữ liệu này có độ dài là 30 byte chứa độ dài của khung

dữ liệu cần phát Máy trạm B sẽ phúc đáp tín hiệu CTS (Clear To Send) Khi A nhận được CTS thì mới bắt đầu phát dữ liệu.

5.1.2.6 Giao thức mạng LAN không dây

 Bất kỳ một trạm lân cận nào của A nhận được tín

hiệu RTS đều phải ở trạng thái “lặng” trong một

khoảng thời gian đến khi nhận được tín hiệu CTS gửi trả về cho A Các trạm lân cận của B nhận được tín hiệu CTS cũng phải ở trạng thái “lặng” trong

suốt quá trình dữ liệu truyền đi với thời gian truyền được thể hiện trong tín hiệu CTS.

 Giao thức MACA được Bharghavan cải tiến năm

1994 và đổi tên thành MACAW (giao thức MACA cho mạng không dây).

 Lớp MAC đóng một vai trò quan trọng và được sử dụng trong nhiều kiến trúc mạng khác nhau Sau đây chúng ta sẽ khảo sát một số kiến trúc mạng và các

kỹ thuật liên quan đến lớp MAC

5.2 Mạng Ethernet

 5.2.1 Kết nối vật lý mạng Ethernet

 5.2.2 Mã hóa Manchester

 5.2.3 Giao thức lớp MAC của mạng Ethernet

 5.2.4 Thuật toán quay về theo hàm mũ nhị phân

2000 m Fiber Optics

10Base-F

Kinh tế nhất 1024

100 m Twisted pair

10Base-T

Không cần Hub 30

185 m Thin Coax

10Base5

Đặc điểm

Số trạm /đoạn

Chiều dài tối đa/đoạn nối Loại cáp

Tên

5.2.1 Kết nối vật lý mạng Ethernet

 Với cáp 10Base5, cáp thu phát (transceiver cable) nối bộ

thu/phát (transceiver) với mạch giao diện trong máy tính Cáp thu phát này có chiều dài khoảng 50m và có 5 cặp dây Trong

đó, 2 cặp dùng cho thu /phát dữ liệu Hai cặp tiếp theo dùng

để thu/ phát tín hiệu điều khiển Cặp dây thứ 5, cấp nguồn cho

bộ thu/phát từ máy tính

 Với cáp 10Base2, cáp nối đến máy tính chỉ cần đi qua bộ nối

T (BNC T-junction) Bộ thu/phát dữ liệu được tích hợp trong

bo mạch điều khiển của máy tính

 Với cáp 10Base-T, mỗi máy tính được nối đến Hub bằng cáp

riêng Độ dài tối đa từ Hub đến máy tính chi 100m Một phiên bản của 10Base-T là 100Base-T

 Với cáp 10Base-F, sử dụng cáp quang, chi phí cho loại cáp

này tương đối tốn kém nhưng chất lượng của đường truyền rất tốt và có thể truyền với khoảng cách xa lên đến hàng km

5.2.1 Kết nối vật lý mạng Ethernet

 Mạng Ethernet có các cấu hình như sau

 (a) Cấu hình ngang hàng (Linear)

 (b) Cấu hình đường trục

 (c) Cấu hình cây

 (d) Cấu hình phân đoạn

5.2.2 Mã hóa Manchester

 Để đầu thu dữ liệu có thể phân biệt được chính xác

thời điểm bắt đầu, kết thúc và điểm giữa của bit dữ liệu mà không cần đối chiếu với một đồng hồ

chuẩn bên ngoài, người ta đưa ra 2 phương thức mã hóa là Mã hóa Manchester và mã hóa Manchester

vi sai.

 Với mã hóa Manchester, thời gian tồn tại của mỗi

bit được chia thành 2 phần bằng nhau Bit 1 được gửi đi bằng ½ mức cao và ½ mức thấp Phương

pháp này cho phép đầu thu phân biệt được điểm

giữa của tín hiệu nên dễ dàng đồng bộ với đầu phát Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi băng thông

phải rộng gấp đôi vì độ rộng của xung bị chia đôi.

5.2.1 Kết nối vật lý mạng Ethernet

 Mã hóa Manchester vi sai dựa trên nền tảng của mã hóa Manchester

nhưng nó biểu thị bit 1 bằng sự đồng mức tại điểm bắt đầu của xung bit

và ngược lại cho trường hợp bit 0 Phương pháp này đòi hỏi các thiết bị tương ứng có độ phức tạp cao hơn nhưng ít lỗi hơn.

 Tất cả các mạng Ethernet đều dùng phương pháp mã hóa Manchester vì

tính đơn giản của nó.

5.2.3 Giao thức lớp MAC của mạng Ethernet

 Cấu trúc khung cơ bản của lớp này được biểu thị

trong hình vẽ sau:

 Phần mào đầu (Preamble): 8 byte, chứa chuỗi bit

10101010 Mã hóa Manchester của chuỗi bit này tạo

ra chuỗi xung vuông 10MHz có độ rộng xung là 6.4 µsec, cho phép đầu thu đồng bộ với đầu phát

 Trường địa chỉ: một chứa địa chỉ đích và một chứa địa chỉ

nguồn với kích thước là 2 byte và 6 byte Đối với mạng

10Mbps băng gốc chỉ sử dụng trường địa chỉ 6 byte Bit có

trọng số cao nhất của trường địa chỉ đích có giá trị 0 đối với trường hợp bình thường, và có giá trị 1 đối với trường hợp địa chỉ nhóm Địa chỉ nhóm cho phép nhiều trạm có thể trao đổi

dữ liệu với một trạm Khi một khung dữ liệu gửi đến nhóm địa chỉ, tất cả các trạm có thể nhận được khung dữ liệu này Việc gửi dữ liệu đến một nhóm các máy trạm được gọi là

multicast Trường hợp phát quảng bá, trường địa chỉ chứa

toàn bit 1 Một khung chứa toàn bit 1 ở trường địa chỉ đích sẽ được tất cả các trạm trên mạng nhận.

 Trường Kiểu (Type): đầu thu căn cứ vào trường này để xử lý

khung dữ liệu Các giao thức lớp mạng có thể cùng một lúc được sử dụng trên cùng một máy trạm, vì vậy khi khung dữ liệu Ethernet đến, máy trạm phải xác định được đâu là khung cần được xử lý Trường Type xác định tiến trình làm việc với khung dữ liệu.

5.2.3 Giao thức lớp MAC của mạng Ethernet

 Trường dữ liệu (Data): có kích thước tới 1500 byte Giới hạn

này ban đầu được dựa vào dung lượng RAM cần thiết để chứa toàn bộ khung dữ liệu và dung lượng RAM này có chi phí

tương đối lớn tại thời điểm đó (1978).

 Trường Pad: Khi trường dữ liệu là 0 byte, trường Pad sẽ được

gắn thêm vào để kích thước khung dữ liệu tối thiểu là 64 byte,

là khung chuẩn của Ethernet Điều này sẽ làm cho Ethernet dễ dàng phân biệt được khung dữ liệu đúng với các dữ liệu rác.

 Trường Checksum: sử dụng mã băm 32-bit dữ liệu Nếu dữ

liệu thu được bị lỗi, trường checksum sẽ cho giá trị sai và tiến hành dò lỗi Thuật toán kiểm tra tổng (checksum) thực chất là kiểm dư vòng (CRC), nó chỉ có tác dụng dò lỗi, chứ không có tác dụng sửa lỗi

5.2.4 Thuật toán quay về theo hàm mũ nhị phân

 Xét trường hợp xảy ra xung đột, lần xung đột thứ nhất, mỗi

trạm sẽ đợi 0 hoặc 1 khe thời gian trước khi phát lại Nếu 2

trạm có xung đột và mỗi trạm đợi một thời gian ngẫu nhiên, thìchúng sẽ lại xung đột Sau lần xung đột thứ 2, mỗi trạm sẽ đợi một khoảng thời gian ứng với 0,1,2 hoặc 3 khe thời gian ngẫu nhiên Nếu xung đột lần thứ 3 xảy ra (xác suất là 0.25), lúc đó

số khe thời gian phải đợi được chọn ngẫu nhiên trong khoảng

từ 0 đến 23 –1

 Một cách tổng quát, sau i lần xung đột, số khe thời gian phải

đợi được chọn ngẫu nhiên trong khoảng từ 0 đến 2i-1 Như

vậy, sau 10 lần xung đột, số khe thời gian phải đợi lên đến

1023 khe Sau 16 lần xung đột, máy trạm sẽ được thông báo lỗi

5.2.4 Thuật toán quay về theo hàm mũ nhị phân

 Thuật toán này được gọi là thuật toán quay về theo

hàm mũ nhị phân Nếu khoảng thời gian ngẫu

nhiên được chọn cho tất cả các xung đột là 1023 thì xác suất xung đột xảy ra lần thứ 2 giữa 2 trạm

không đáng kể, nhưng thời gian đợi của mỗi trạm

sẽ rất dài, dẫn đến trễ tín hiệu Ngược lại, nếu thời gian đợi được rút ngắn lại thì xác suất xảy ra xung đột lại tăng lên Bằng cách tìm ra một số ngẫu

nhiên tăng theo hàm mũ khi các xung đột xảy ra

liên tiếp, thuật toán sẽ xác định được số ngẫu nhiên cho độ trễ thấp khi chỉ có ít trạm và giải quyết được vấn đề xung đột khi có nhiều trạm với khoảng đợi phù hợp

5.2.5 Chuyển mạch Ethernet

 Khi có nhiều trạm kết nối vào mạng Ethernet, lưu

lượng sẽ tăng đột ngột, mạng trở nên quá tải Có

thể giải quyết vấn đề này khi nâng cao băng thông của mạng, từ 10Mbps lên 100Mbps hoặc lớn hơn Tuy nhiên, với nhu cầu về đa phương tiện hiện nay, dung lượng này cũng không đáp ứng đủ.

 Một kỹ thuật được ứng dụng để có thể khắc phục

được vấn đề tăng cao của tải tin là: chuyển mạch Ethernet, như minh họa ở Hình 5-14 Cốt lõi của hệ thống này là một bộ chuyển mạch tốc độ cao

thường có từ 4 đến 32 card giao tiếp đầu vào, mỗi card chứa từ 1 đến 8 đầu nối (connector) Mỗi

connector nối một cổng 10Base-T với máy tính.

5.2.5 Chuyển mạch Ethernet

 Khi một trạm muốn truyền khung dữ liệu Ethernet, nó chuyển khung

này đến bộ chuyển mạch Card giao tiếp sẽ nhận khung dữ liệu và kiểm tra trạm đích truyền dữliệu có ở cùng card hay không Nếu kết quả kiểm tra đúng thì khung dữ liệu sẽ được chuyển mạch tại đây Nếu không đúng, khung dữ liệu sẽ được gửi đến máy trạm đích thông qua bộ

chuyển mạch tốc độ cao hoạt động với giao thức thích hợp