Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu Chương 1: Tổng quan về truyền số liệu

Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu Chương 1: Tổng quan về truyền số liệu trình bày các nội dung chính sau: Mô hình hệ thống truyền dữ liệu, mạng truyền số liệu, kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính.

Kỹ thuật Truyền Số Liệu

GV: Lê Nam Dương TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ

Giới thiệu môn học

 Sự phát triển công nghệ máy tính

 Nhu cầu truyền dữ liệu, trao đổi thông tin

 Tiếp cận hệ thống truyền dữ liệu

 Phương pháp, nghi thức truyền

 Tìm hiểu một số mạng truyền dữ liệu hiện nay

Tài liệu tham khảo

William Stallings

and Open Systems – Fred Halsall

Nguyễn Hồng Sơn

Văn Sư

Nội dung môn học

Chương 1:Tổng quan về truyền số liệu

1.1 Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

 Source – nơi chứa nguồn tin để gửi

 Transmitter – bộ dùng để phát nguồn tin ra môi trường truyền dẫn

 Receiver – bộ dùng để thu nhận thông tin

 Destination – nơi cuối cùng thu nhận tin

Sơ đồ khối hệ thống truyền số liệu

Thiết bị đầu cuối số liệu phát

Thiết bị biến đổi số liệu phát

Thiết bị đầu cuối số liệu thu

Thiết bị ghi nhận

Nguồn

tin

Thiết bị biến đổi số liệu thu

Kênh thông tin

Thiết bị đầu cuối số liệu phát: Mã hoã tin tức thành các từ mã tương ứng, ngoài ra có thể mã hoá thứ cấp như mã chống nhiễu, mã nén, mã mật, ghi lên các thiết bị ghi tin Khi phát, đọc các thông tin từ thiết bị ghi tin thành tín hiệu số liệu là các chuỗi xung dòng môït chiều theo quy luật của các từ mã.

Thiết bị biến đổi số liệu phát

Thiết bị biến đổi số liệu phát: Biến đổi tín hiệu số liệu thành tín hiệu cấp 2 phù hợp với kênh truyền

Kênh thông tin

Kênh thông tin: Thực hiện ghép kênh Truyền dẫn tín hiệu từ đầu thu tới đầu phát, theo một độ suy hao cho phép

Nhiễu

Nhiễu: Tác động xấu lên kênh thông tin, là nguyên nhân gây sai sót trong thông tin

Thiết bị biến đổi số liệu thu

Thiết bị đầu cuối số liệu thu

Thiết bị đầu cuối số liệu thu: Có nhiệm vụ ngược lại với các thiết bị tương ứng ở đầu phát

Thiết bị ghi nhận

Thiết bị ghi nhận: Lưu giữ và tái tạo lại các thông tin trên các thiết bị ghi tin như đĩa từ, băng từ,

màn hình theo yêu cầu của người sử dụng

Nguyên lý hoạt động

thanh, hình ảnh đưa vào thiết bị đầu cuối qua thiết bị ngoại vi

cầu của hệ thống mà có thể tiếp tục mã hoá lại, như mã chống

nhiễu, mã nén, mã mật… Và có thể lưu trữ trên các ổ đĩa

1, sau đó được đưa đến thiết bị chuyển đổi số liệu, tại đây chuyển thành tín hiệu cấp 2 phù hợp với kênh truyền và có khả năng

ghép kênh

nhiều nguồn gây nhiễu Do vậy, trong truyền số liệu người ta phải dùng nhiều biện pháp khắc phục

Tại đầu thu, quá trình được thực hiện ngược lại

Sơ đồ hệ thống truyền số liệu

bằng Modem Dail-up

Mạng viễn thông

Cổng COM

RS232 Line

Phone



MODEM Dial up

MODEM Dial up

 Phone

Cổng COM

RS232

Line

Các chức năng cơ bản của hệ thống

 Kiểm soát trao đổi

 Phát hiện và sửa lỗi

Sử dụng hạ tầng truyền thông

 Hạ tầng viễn thông có giá thành cao

 Nhiều NSD, nhiều thiết bị chia sẻ một đường truyền, một

cơ sở hạ tầng viễn thông

 Cần cơ chế sử dụng (truy cập)đường truyền sao cho:

 Nếu đường truyền rỗi và có thiết bị muốn truyền tin, thiết bị đó phải được truyền tin (tính công bằng)

 Hiệu suất sử dụng lớn nhất(thời gian chết của đường truyền nhỏ nhất)

 Kỹ thuật:

 kiểm soát đa truy cập, dồn kênh, tách kênh, kiểm soát tắc nghẽn

Giao diện, phát tín hiệu, đồng bộ

 Thiết bị giao tiếp với môi trường truyền tin thông qua

một giao diện

 Giao diện chung cho nhiều đường truyền, nhiều tín

hiệu-> giá thành rẻ

 Chuẩn hóa các giao diện

 Dữ liệu được truyền bằng tín hiệu trong môi trường

Kiểm soát trao đổi

 Cần xác định các qui tắc mà các thực thể tham gia truyền tin phải tuân theo

 Các thực thể cần phối hợp với nhau để truyền tin

 Tín hiệu lan truyền có thể bị lỗi, dẫn đến lỗi trong dữ liệu

 Cần phát hiện và điều chỉnh các lỗi đó

 Thông tin dư thừa

 Truyền lại

 Kiểm soát luồng dữ liệu: Tránh mất dữ liệu khi một trạm, một nút nào đó bị quá tải, không đủ khả năng

xử lý dữ liệu

Đánh địa chỉ, chọn đường, phục hồi

 Khi môi trường truyền tin bị chia sẻ bởi hơn 2 thiết bị, cần phải phân biệt các thiết bị đó với nhau

Định dạng dữ liệu, bảo mật

 Định dạng dữ liệu

 Thỏa thuận giữa hai thực thể truyền thông về khuôn dạng

dữ liệu

 Các thông tin điều khiển có thể được bổ sung

 Dữ liệu có thể được tổ chức thành các thông báo, gói tin, khung dữ liệu, … thích hợp với cách thức truyền tin

Quản trị mạng truyền thông

Wide-Area Network

Destination system Source system

Source Trans

mitter

Trans mission System

Receiver ination Dest

Local-Area Network

Mạng diện rộng WAN

 Khác như thế nào so với mạng LAN?

 Triển khai theo diện rộng

 Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng

 Chuyển mạch mạch (circuit-switching)

 Đường truyền dẫn dành riêng giữa 2 node mạng

 Chuyển mạch gói (packet-switching)

 Không được dành riêng đường truyền dẫn

 Mỗi gói đi theo đường khác nhau

 Chi phí đường truyền cao để khắc phục các lỗi truyền dẫn

 Được dùng trong chuyển mạch gói có xác suất lỗi thấp

 Chế độ truyền bất đồng bộ (Asynchronous Transfer Mode)

 Dùng các gói có kích thước cố định (gọi là cell)

 Mạng số các dịch vụ tích hợp (Integrated Services Digital Network)

 Mạng radio gói (packet radio net.)

 Mạng vệ tinh (satellite net.)

 Mạng cục bộ (local net.)

1.3 Sự chuẩn hóa các mô hình

Mô hình OSI

cơ bản Mô hình không dành riêng cho phần mềm hoặc phần cứng nào OSI

miêu tả các chức năng của mỗi lớp

nhưng không cung cấp phần mềm hoặc thiết kế phần cứng để phục vụ cho mô hình này Mục đích sau cùng của mô

hình là cho khả năng hoạt động tương lai của nhiều thiết bị truyền thông

Network Layer Datalink Layer Physical Layer

Real System Environment

Mô hình OSI

 Phát triển bởi tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO)

 7 tầng

 Ứng dụng: Giao diện cho NSD truy cập+các dịch vụ phân tán

 Trình diễn: Trao đổi dữ liệu với các biểu diễn khác nhau

 Phiên: Cơ chế kiểm soát trao đổi thông tin giữa các CT theo

phiên làm việc

 Giao vận: Trao đổi thông tin tin cậy giữa hai hệ thống đầu cuối

 Mạng: Cung cấp dịch vụ trao đổi thông tin không phụ thuộc cách kết nối+trạm trung gian+công nghệ chuyển tiếp

 Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu tin cậy hiệu quả giữa hai trạm kết nối trực tiếp

 Vật lý: Truyền chuỗi bit không cấu trúc trên môi trường truyền tin vật lý

Lớp ứng dụng

 Cho phép người dùng (user), là người hay phần mềm,

truy cập vào mạng Lớp này cung cấp giao diện cho

người dùng và hỗ trợ dịch vụ như thư điện tử, remote file access and transfer, shared database management,

và các dạng dịch vụ phân phối dữ liệu khác

L7 data From presentation layer

User

Lớp trình bày

 Cung cấp định dạng dữ liệu, được dùng để truyền

dữ liệu giữa các máy tính nối mạng (chuyển đổi mã

ký tự, mã hoá ký tự, nén dữ liệu …)

L7 data From application layer

L6 data

To session layer

Presentation layer Encoded, encrypted, and

compressed data H6

L7 data

To application layer

L6 data From session layer

Presentation layer Decoded, decrypted, and

decompressed data H6

Lớp giao dịch

 Cung cấp cơ chế điều khiển truyền thông điệp giữa các ứng dụng(trợ giúp danh bạ, quyền truy nhập, chức năng tính

cước…)

 Cho phép hai ứng dụng tạo và sử dụng và xoá kết nối

 Nhận dạng tên, bảo mật, phục hồi cần thiết cho hai máy tính kết nối qua mạng

L6 data From presentation layer

L5 data syn syn syn

Session layer

L6 data

To presentation layer

115

L5 data syn syn syn

Session layer H5

Lớp vận chuyển

 Cung cấp cơ chế trao đổi dữ liệu giữa hai hệ thống

 Cung cấp dịch vụ gởi thông điệp

 Đảm bảo truyền không lỗi, theo thứ tự, …

 Đóng gói dữ liệu (tập hợp nhiều gói nhỏ)

 Phân chia dữ liệu (phân chia gói lớn)

L5 data

H4 H4

H4

Transport

layer

L4 data L4 data L4 data From session layer

To network layer

L5 data

H4 H4

H4

Transport layer

L4 data L4 data L4 data

To session layer

From network layer

Hình 9

Lớp mạng

 Trung chuyển dữ liệu giữa lớp Transport và lớp Data Link

 Đánh địa chỉ gói và dịch địa chỉ luận lý

 Tìm đường kết nối máy tính khác thông qua mạng

 Không cần thiết khi kết nối hai máy trực tiếp

L3 data

H3 L4 data

L3 data

H3

L4 data From Transport layer To transport layer

Network layer

Network layer Packet

Packet

Hình 7

Lớp liên kết dữ liệu

(error free) các gói của liên kết mạng

trên một liên kết đơn

 Đóng khung: xác định đầu và cuối của các gói

 Phát hiện lỗi: xác định gói nào có lỗi trên đường truyền

 Sửa lỗi: cơ chế truyền lại

 Điều khiển truy cập: xác định thiết bị nào nắm quyền được kết nối tại một thời điểm

H2 T2

L3 data

10101000000010

H2 T2

L3 data From network layer To network layer

From physical layer

To physical layer

Hình 6

Lớp vật lý

 Phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn

 Điều khiển việc truyền dữ liệu(chuỗi các bit) thực

sự trên cáp mạng

 Định nghĩa tín hiệu điện, trạng thái đường truyền dẫn, mã hóa thông tin, và kiểu kết nối được sử dụng

From data link layer To data link layer

Physical layer

Physical layer

Quá trình truyền đồng cấp

L7 data

H6 L7 data

L6 data H5

L5 data H4

L4 data H3

L3 data H2 T2

01010101010110101000001000

7 6 5 4 3 2 1

7 6 5 4 3 2 1

L7 data

H6 L7 data

L6 data H5

L5 data H4

L4 data H3

L3 data H2 T2

01010101010110101000001000

Transmission medium

Truyền dữ liệu qua mô hình OSI

Truyền dữ liệu qua mô hình OSI

Mô hình TCP/IP

 Xây dựng trên cơ sở

 hai giao thức chính TCP/IP

 Mạng chuyển mạch gói thử nghiệm ARPANET

Mô hình TCP/IP

 Trao đổi dữ liệu giữa thiết bị và mạng truyền

 cung cấp chức năng tìm đường giữa hai thiết bị trong cùng một network

 Yêu cầu các dịch vụ từ mạng truyền

 Đảm bảo nhận dữ liệu tín cậy giữa hai ứng dụng

 Chắc chắn dữ liệu đi đúng đến đích và đúng thứ tự gởi

 Lớp ứng dụng

 Cung cấp các dịch vụ để truy cập mạng

Dữ liệu truyền qua TCP - IP

So sánh giữa TCP/IP và OSI

So sánh giữa TCP/IP và OSI

Câu hỏi ôn tập chương I