Download miễn phí Bài giảng Mạng máy tính - Tầng liên kết dữ liệu
Thảo luận
Trong phương pháp CSMA/CD, khi lượng dữ liệu cần gửi tăng lên thì:
Xung ñột tăng lên?
Thông lượng tăng lên?
Trong phương pháp TDMA, xung ñột sẽ tăng lên khi
lượng dữ liệu cần gửi tăng lên?
Khi lượng dữ liệu cần gửi là rất nhiều, phương pháp
Token Ring là kém hơn so với CSMA/CD
Câu hỏi: Giải thích một cách ñịnh lượng hiệu quả
của các phương pháp truy cập ñường truyền (Bài tập lớn)
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
1Chương 8:Tầng liên kết dữ liệu
Giảng viên: Ngô Hồng Sơn
Khoa CNTT- ðHBK Hà Nội
Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính
2Tổng quan
Tuần trước: Tầng ứng dụng
Mô hình: client-server vs. P2P
Case study: HTTP, Mail, FTP…
Tuần này: Tầng liên kết dữ liệu
Dịch vụ:
ðóng gói, ñịa chỉ hóa
Phát hiện và sửa lỗi
Kiểm soát luồng
Kiểm soát truy nhập ñường
truyền
Công nghệ mạng LAN (Local
Area Network)
Ethernet
Wireless LAN
Công nghệ mạng WAN (Wide
Area Network)
Frame relay
ATM
….
3Giới thiệu về
Tầng liên kết dữ liệu
4Nút mạng và liên kết
Nút mạng:
PCs, Laptop, Routers,
Server…
Liên kết:
Kênh truyền thông giữa
các nút kế tiếp
Hữu tuyến: Ethernet LAN,
ADSL, fiber optic…
Không dây: Wi-fi, Wi-Max,
vệ tinh,…
Tầng liên kết dữ liệu:
Truyền dữ liệu giữa các
thành phần kế tiếp
“link”
5Tầng liên kết dữ liệu và kiến trúc
phân tầng
LLC
(Logical Link Control)
MAC
(Media Access Control)
Application
Transport
Network
Data-link
Physical
802.2 LLC
802.3
Ethernet
802.4
Token Bus
802.5
Token Ring
802.11
Wi-Fi
802.16
Wi-Max
…..
IEEE 802.x series
Media independent
sub-layer
Media dependent
sub-layer
6Tổng quan về các chức năng
Framing
Addressing
Flow control
Error control
Media Access Control
Datalink layer
7Các chức năng (1)
ðóng gói - Framing:
ðơn vị dữ liệu: Frame (khung tin)
Bên gửi: ñặt gói tin tầng mạng vào khung tin,
thêm phần ñầu, phần ñuôi
Bên nhận: Bỏ phần ñầu, phần ñuôi và lấy gói tin
truyền lên tầng mạng
ðịa chỉ hóa - Addressing:
ðịa chỉ vật lý ñặt trong phần ñầu gói tin ñể ñịnh
danh nút nguồn, nút ñích
8Các chức năng (2)
ðiều khiển truy nhập ñường truyền
Nếu là mạng ña truy nhập, cần có các giao thức
truy nhập ñường truyền cho nhiều máy trạm
Kiểm soát luồng:
Kiểm soát tốc ñộ truyền của bên gửi sao cho bên
nhận hoạt ñộng tốt, không bị quá tải
Kiểm soát lỗi:
Phát hiện và sửa các lỗi bít
e.g. parity check, checksum, CRC check
9Kiểm soát lỗi
Phát hiện lỗi
Phát hiện và sửa lỗi
10
Nguyên lý phát hiện lỗi
EDC= Error Detection Code (redundancy)
Mã phát hiện lỗi
Data
Data EDC
Data
Data’ EDC’
All bit in
Data’ OK?
Y
N
Error
Link with bit errors
11
Mã chẵn lẻ
Mã ñơn
Phát hiện lỗi bít ñơn
Mã hai chiều
Phát hiện và sửa lỗi bít ñơn
Khái niệm về checksum của
Internet?
101011
111100
011101
001010
101011
101100
011101
001010
12
Internet checksum (nhắc lại)
Mã kiểm tra lỗi ñộ dài 16 bit
Tại bên gửi
ðặt 16 bit của checksum = 0
Tổng theo các số 16 bits
ðảo bit tất cả
Tại bên nhận
Tổng tất cả theo các số 16 bit
Phải thu ñược toàn các bit 1
Nếu không, gói tin bị lỗi
13
CRC: Cyclic Redundancy Check
Mã vòng
Dữ liệu ñược xem như một số nhị phân: D
Chọn một chuỗi r+1 bit, G (chuỗi sinh – Generator)
Tìm một chuỗi R ñộ dài r bit, sao cho chuỗi ghép của D và R
là một số nhị phân chia hết cho G (chia modulo 2)
chia hết cho G
D
D R
D
D’ R’
mod G = 0 ?
Y
N
Link with bit errors
mod G = 0
14
CRC: Cách tìm R
có thể viết dưới dạng
D.2r XOR R
chia hết cho G
D.2r XOR R = n.G
D.2r = n.G XOR R
Có nghĩa là R là số dư khi chia D.2r
cho G (phép chia modulo 2)
R= D.2r mod G
Ví dụ
10101001000 1001
1001 1011110
1110
1001
1110
1001
1111
1001
1100
1001
1010
1001
110
R=110, chuỗi bít gửi ñi là
10101001110
D
G
R
D R
15
CRC biểu diễn dưới dạng ña thức
1011 : x3 +x +1
Ví dụ một số mã CRC ñược sử dụng trong thực tế:
CRC-8 = x8 + x2 + x + 1
CRC-12 = x12+x11+x3+x2+x
CRC-16-CCITT = x16 + x12 + x5 + 1
CRC-32 = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5
+ x4 + x2 + x + 1
G càng dài, mã CRC phát hiện lỗi càng hiệu quả
CRC ñược sử dụng rộng rãi trong thực tế
Wi-fi, ATM, Ethernet…
Phép toán XOR ñược cài ñặt bởi phần cứng
Phát hiện chuỗi bít bị lỗi có ñộ dài nhỏ hơn r+1 bit
16
Kiểm soát truy nhập
ñường truyền
17
Các dạng liên kết
ðiểm-nối-ñiểm
ADSL
Telephone modem
Leased Line….
Quảng bá
Mạng LAN truyền thống với hình trạng bus hay mạng hình
sao dùng hub (công nghệ lỗi thời)
Wireless LAN, radio network, mobile network
HFC:
…
Các mạng quảng bá cần giao thức ñiều khiển truy
nhập ñể tránh xung ñột -> Giao thức ña truy nhập
18
Phân loại các giao thức ña truy
nhập
Chia kênh:
Chia tài nguyên của ñường truyền thành nhiều phần nhỏ
(Thời gian - TDMA, Tần số - FDMA, Mã - CDMA)
Chia từng phần nhỏ ñó cho các nút mạng
Truy nhập ngẫu nhiên:
Kênh không ñược chia, cho phép ñồng thời truy nhập, chấp
nhận là có xung ñột (collision)
Cần có cơ chế ñể phát hiện và tránh xung ñột
e.g. Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, CSMA/CA…
Lần lượt:
Theo hình thức quay vòng
Token Ring, Token Bus….
19
Các phương pháp chia kênh
FDMA: frequency division multiple access
TDMA: time division multiple access
CDMA: code division multiple access
20
TDMA và FDMA
FDMA
frequency
time
TDMA:
frequency
time
4 kênh
Ví dụ:
21
TDMA: Ví dụ
Mạng LAN có 6 máy, 1,3,4 hoạt ñộng. 2, 5, 6
nghỉ
1 3 4 1 3 4
6-slot
frame
22
FDMA: Ví dụ
f
r
e
q
u
e
n
c
y
b
a
n
d
s
time
FDM cable
23
Các phương pháp
truy cập ngẫu nhiên
24
Aloha
Packet-Switched Radio Network
Các nút truyền trên một tần số (f0)
Nút trung tâm nhận và truyền lại một
tần số khác (f1)
Nếu có hai nút cùng truyền: Xung ñột
Nếu có xung ñột, nút vừa truyền sẽ
nhận ñược một gói tin bị lỗi, nó sẽ ñợi
một thời gian ngẫu nhiên trước khi
truyền lại
Central Node
Host 1 Host 3Host 2
f0 f1
25
Slotted ALOHA
Thời gian ñược chia làm các khe (slot) bằng nhau
Dữ liệu có cùng kích thước (1 slot)
Các nút phải ñồng bộ hóa thời gian
26
Pure ALOHA
Hiu qu kém hn Slotted ALOHA!
27
CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection (ða truy nhập, có phát hiện xung ñột)
Thế nào là CSMA/CD: trong một cuộc họp
Multiple Access:
Collision:
CSMA: “Listen before talk”
CD
“Listen while talking”
b l a h
blah b l a h b l a h
28
CSMA/CD
CSMA: Các máy nghe trước muốn truyền:
Nếu kênh rỗi, truyền toàn bộ dữ liệu
Nếu kênh bận, chờ (rút lui và quay lại)
Tại sao lại có xung ñột?
ðộ trễ lan truyền
29
Xung ñột trong CSMA
Giả sử kênh truyền có 4
nút
Tín hiệu ñiện từ lan truyền
từ nút này ñến nút kia mất
một thời gian nhất ñịnh
(trễ lan truyền)
Ví dụ:
30
CSMA/CD: Tóm tắt
Máy trạm nghe trước khi muốn truyền
Bận: Rút lui, sau ñó quay lại tiếp tục nghe
Rỗi: Bắt ñầu truyền, vừa truyền vừa “nghe ngóng”
xem có xung ñột hay không
Nghe trong thời gian bao lâu?
Nếu phát hiện thấy xung ñột: Hủy bỏ quá trình
truyền và quay lại trạng thái rút lui
Sau khi rút lui, khi nào thì quay lại
Exponential back-off
31
So sánh chia kênh và truy
nhập ngẫu nhiên
Chia kênh
Hiệu quả, công bằng cho ñường truyền với lưu lượng lớn
Lãng phí nếu chúng ta cấp kênh con cho một nút chỉ cần
lưu lượng nhỏ
Truy nhập ngẫu nhiên
Khi tải nhỏ: Hiệu quả vì mỗi nút có thể sử dụng toàn bộ
kênh truyền
Tải lớn: Xung ñột tăng lên
Phương pháp quay vòng: Có thể dung hòa ưu ñiểm
của hai phương pháp trên
32
Token Ring – Mạng vòng dùng thẻ bài
Một “thẻ bài” luân
chuyển lần lượt qua
từng nút mạng
Nút nào giữ thẻ bài
sẽ ñược gửi dữ liệu
Gửi xong phải
chuyển thẻ bài ñi
Một số vấn ñề
Tốn thời gian c...