TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU

Các chức năng 2 l Điều khiển truy nhập đường truyền l Nếu là mạng đa truy nhập, cần có các giao thức truy nhập đường truyền cho nhiều máy trạm l Kiểm soát luồng: l Kiểm soát tốc độ

2

Tổng quan

l  Tầng liên kết dữ liệu

l   Dịch vụ:

3

Giới thiệu về Tầng liên kết dữ liệu

ADSL, fiber optic…

Ethernet

802.4 Token Bus

802.5 Token Ring

802.11 Wi-Fi

802.16 Wi-Max

7

Các chức năng (1)

l  Đóng gói - Framing:

l  Bên gửi: đặt gói tin tầng mạng vào khung tin,

thêm phần đầu, phần đuôi

l  Bên nhận: Bỏ phần đầu, phần đuôi và lấy gói tin truyền lên tầng mạng

l  Địa chỉ hóa - Addressing:

l  Địa chỉ vật lý đặt trong phần đầu gói tin để định danh nút nguồn, nút đích

8

Các chức năng (2)

l  Điều khiển truy nhập đường truyền

l  Nếu là mạng đa truy nhập, cần có các giao thức truy nhập đường truyền cho nhiều máy trạm

l  Kiểm soát luồng:

l  Kiểm soát tốc độ truyền của bên gửi sao cho bên nhận hoạt động tốt, không bị quá tải

l  Kiểm soát lỗi:

l  Phát hiện và sửa các lỗi bít

l  e.g parity check, checksum, CRC check

10

Kiểm soát lỗi

Phát hiện lỗi

Sửa lỗi

11

Nguyên lý phát hiện lỗi

EDC= Error Detection Code (redundancy)

l   Phát hiện và sửa lỗi bít đơn

l   Khái niệm về checksum của

Internet?

101011 111100 011101 001010

101011 101100 011101 001010

13

CRC: Cyclic Redundancy Check

Mã vòng

l   Dữ liệu được xem như một số nhị phân: D

l   Chọn một chuỗi r+1 bit, G (chuỗi sinh – Generator)

l   Tìm một chuỗi R độ dài r bit, sao cho chuỗi ghép của D và R

là một số nhị phân chia hết cho G (chia modulo 2)

cho G (phép chia modulo 2)

1001 1011110 1110

1001 1110 1001 1111 1001 1100 1001 1010 1001

R=110, chuỗi bít gửi đi là

16

Các kỹ thuật kiểm soát lỗi

l   Đảm bảo truyền tin tin cậy

trên môi trường truyền tin

không tin cậy

l   Điều kiện

luôn được truyền chính xác

đáng kể

l   Phát hiện lỗi (đã học)

l   Báo nhận

l   Truyền lại với timeout

l   Truyền lại với báo không nhận

(ARQ automatic repeat request) Có 3 phiên bản chuẩn hóa

l   Dừng và chờ (Stop and Wait)ARQ

l   Quay lại N(Go Back N) ARQ

l   Loại bỏ chọn lọc (Selective Reject) ARQ

luồng dữ liệu

17

Kiểm soát truy nhập

đường truyền

l   Truy nhập ngẫu nhiên:

l   Kênh không được chia, cho phép đồng thời truy nhập, chấp nhận là có xung đột

l   Cần có cơ chế để phát hiện và tránh xung đột

l   e.g Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, CSMA/CA…

l   Lần lượt:

l   Theo hình thức quay vòng

l   Token Ring, Token Bus…

20

Các phương pháp chia kênh

l  FDMA: frequency division multiple access

l  TDMA: time division multiple access

l  CDMA: code division multiple access

frequency

time

4 máy

Ví dụ:

22

CDMA

trên một kênh truyền vật lý duy nhất

bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau

chung

ngẫu nhiên tương ứng

đưa ra hàng loạt các ưu điểm mà nhiều công nghệ

khác chưa thể đạt được

http://en.wikipedia.org/wiki/Spread_spectrum

của trạm khác à có xung đột Tất cả các

trạm cần truyền lại

l   Vẫn có thể xung đột khi truyền lại

l   Không kiểm tra đường truyền trước khi

truyền

về thời gian)

23

26

CSMA

l  Nếu kênh rỗi, truyền toàn bộ dữ liệu

l  Nếu kênh bận, chờ

l  Tại sao lại có xung đột?

Độ trễ lan truyền

27

Xung đột trong CSMA

l   Giả sử kênh truyền có 4

l  Giải pháp CSMA/CA

nhiên à giảm xác xuất đụng độ

28

CSMA/CD (Collision detection)

l  Dùng trong mạng Ethernet

l  CSMA có phát hiện xung đột: Listen while talk

l  Nếu đường truyền rỗi, truyền

l  Nếu bận, chờ rồi truyền với xác suất p

xung đột chỉ phát 1 tín hiệu báo xung đột ngắn

và dừng ngay

l   Không tiếp tục truyền như CSMA

l  Thử truyền lại sau một khoảng thời gian ngẫu

l   Nghe trong thời gian bao lâu?

l   Nếu phát hiện thấy xung đột: Hủy bỏ quá trình truyền và quay lại trạng thái chờ, nghe

l   Một số biến thể của CSMA

l   CSMA kiên nhẫn (persistance)

l   CSMA không kiên nhẫn

l   CSMA với xác suất p nào đó

31

So sánh chia kênh và truy

nhập ngẫu nhiên

l   Chia kênh

l   Hiệu quả, công bằng cho đường truyền với lưu lượng lớn

l   Lãng phí nếu chúng ta cấp kênh con cho một nút chỉ cần lưu lượng nhỏ

l   Truy nhập ngẫu nhiên

l   Khi tải nhỏ: Hiệu quả vì mỗi nút có thể sử dụng toàn bộ

kênh truyền

l   Tải lớn: Xung đột tăng lên

l   Phương pháp quay vòng: Có thể dung hòa ưu điểm của hai phương pháp trên

l   Nút nào giữ thẻ bài

sẽ được gửi dữ liệu

l   Gửi xong phải chuyển

34

Kiểm soát luồng dữ

liệu

35

Kiểm soát luồng dữ liệu

36

Cơ chế dừng và chờ

sàng nhận các khung dữ liệu tiếp theo bằng một

thông báo báo nhận (acknowledgement)

tiếp khung dữ liệu tiếp theo

38

l   Khung dữ liệu dài khả năng lỗi lớn

l   Trong môi trường truyền tin chia sẻ, không cho phép trạm nào chiếm dụng lâu đường truyền

40

Cơ chế cửa sổ trượt: nguyên tắc

l   Gửi nhiều khung dữ liệu để giảm thời gian chờ

l   Các khung đã gửi đi chưa báo nhận được lưu trữ tạm thời trong bộ nhớ đệm

l   Số khung được truyền đi phụ thuộc vào bộ nhớ

đệm

l   Khi nhận được báo nhận

l   giải phóng khung dữ liệu đã truyền thành công khỏi bộ

nhớ đệm

l   Truyền tiếp các khung bằng với số khung đã truyền thành công

41

Cơ chế cửa sổ trượt: Nguyên tắc

đang chờ nhận, ngầm định đã nhận tất cả các khung trước đó

42

Cơ chế cửa sổ trượt

Trong cửa sổ là các khung sẽ phát Trong cửa sổ là các khung chờ nhận

43

Cơ chế cửa sổ trượt

44

Cơ chế cửa sổ trượt

l   Các khung dữ liệu đang được gửi đi được đánh số

Số thứ tự phải lớn hơn hoặc bằng kích thước cửa

45

Cơ chế cửa sổ trượt

l   Nguồn quản lý

l   Các khung đã gửi đi thành công

l   Các khung đã gửi đi chưa báo nhận

l   Các khung có thể gửi đi ngay

l   Các khung chưa thể gửi đi ngay

l   Đích quản lý

l   Các khung đã nhận được

l   Các khung đang chờ nhận

46

Piggy backing

l  A và B cùng truyền tin

báo nhận trong khung dữ liệu: Piggybacking

vẫn đặt số báo nhận trong khung dữ liệu

l   Cơ chế cửa sổ trượt hiệu quả hơn nhiều so với

dừng và chờ!

l   Quản lý phức tạp hơn

Bài tập

dữ liệu là L=100KB

luồng Stop-and-wait

thước cửa sổ =7

trượt đạt được khi kích thước cửa sổ bằng bao nhiêu?

47

Conception et architectures des réseaux 16

Thời gian phát với cơ chế

Cơ chế cửa sổ trượt

50

Thời gian truyền với cửa sổ 7

l  T truyền nhanh nhất = (T phát 7 gói + chờ )

*số lần

l  1 lần Chờ = (T phát 1 gói + RTT) – T phát 7 gói

l  Số lần chờ = số gói /7

51

Thời gian truyền nhanh nhất

với cửa sổ trượt

l  Truyền nhanh nhất đạt được khi nguồn phát xong gói cuối của cửa sổ thì đã nhận được ACK của gói đầu tiên

l  Kích thước cửa sổ W

l  T phát (W gói) >= T phát gói đầu + RTT

52

W gói

ACK

Thời gian truyền nhanh nhất

với cửa sổ trượt (cont.)