Nghiên cứu về kiến trúc phân tầng và mô hình OSI của mạng máy tính

Chơng I : Mở BàI
Sự xuất hiện của mạng máy tính vào những năm đầu của thập kỉ 60 đánh
dấu một bớc phát triển vợt bậc về Công Nghệ Thông Tin (CNTT) trong xã hội
loài ngời. Cùng với thời gian sự kết hợp giữa máy tính và các hệ thống truyền
thông,mà cụ thể là viễn thông, một cách ngày càng hoàn hảo hơn đã đem lại
một chuyển biến có tính chất cách mạng trong vấn đề khai thác và sử dụng hệ
thống máy tính. Chính vì thế mà giờ đây chúng ta có thể :
- Chia sẽ tài nguyên mạng
- Dùng chung các thiết bị mạng nh: các ổ đĩa, máy in, modem
- Sử dụng các dịch vụ mạng nh: các trình duyệt web, mail, chat
- Tham gia hội thảo trực tuyến
- Phát triển hệ thống thơng mại điện tử
Tuy nhiên khi thiết kế, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng
của mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tơng thích giữa các mạng: phơng
pháp truy nhập đờng truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau...sự
không tơng thích đó làm trở ngại cho sự tơng tác của ngời sử dụng các mạng
khác nhau. Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể
chấp nhận dợc đối với ngời sử dụng. Sự thúc bách của khách hàng dã khiến
cho các nhà sản xuất và các nhà nghiên cứu, thông qua các tổ chức chuẩn hoá
quốc gia và quốc tế tích cực tìm kiếm một sự hội tụ cho các sản phẩm mạng
trên thị trờng. Để có đợc điều đó, trớc hết cần xây dựng đợc một khung chuẩn
về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm
về mạng.
Vì lý do đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International organization for
standardization viết tắt là ISO ) đã lập ra (1997) một tiểu ban nhằm phát
triển một khung chuẩn nh thế. Kết quả là năm 1984, ISO đã xây dựng xong
mô hình tham chiếu cho việc nối kết hệ thống mở (Reference model for open
systems interconnection hay gọn hơn là OSI reference model). Mô hình này đ-
ợc dùng làm cơ sở để nối kết các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân
tán. Từ mở ở đây nói lên khả năng hai hệ thống có thể nối kết để trao đổi
thông tin với nhau nếu chúng tuân thủ mô hình tham chiếu và các chuẩn liên

quan.
Chính vì thế nhận đợc đề tài Nguyên cứu về kiến trúc phân tầng và mô
hình OSI của mạng máy tính là điều kiện rất tốt để em đI sâu tìm hiểu về
mạng máy tính. Sau một thời gian tìm tòi, nghiên cứu tàI liệu em đã hoàn
thành công việc tuy nhiên điều quan trọng hơn là em đã có đợc một cáI nhìn
sâu sắc hơn, đúng đắn hơn về mạng máy tính.
Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Hồ Bích Hà đã giúp đỡ em tận tình trong
quá trình làm bài.
1
Chơng II : thân bài
I : kiến trúc phân tầng cho mạng máy tính
Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng,hầu hết các mạng
máy tính hiện nay đều đợc phân tích và thiết kế theo quan điểm phân tầng.
Mổi hệ thống thành phần của tầng mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng,
trong đó mổi tầng đợc xây dựng trên các tầng trớc đó.
Mổi hệ thống trong một mạng đều có cấu trúc tầng với số lợng và chức năng
của mổi tầng là nh nhau.Trớc tiên là phải xác định số lợng tầng và chức năng
của mổi tầng. Sau đó là định nghĩa mối quan hệ giữa hai tầng kề nhau và mối
quan hệ giữa hai tầng cùng cấp giữa hai hệ thống kết nối với nhau. Mối liên hệ
này ngời ta gọi là giao diện của hai tầng.
Chỉ có tầng thấp nhất là tầng vật lý thì dữ liệu mới đợc truyền đi dới dạng bit
0 và 1 trên đờng truyền vật lý còn trong thực tế đối với các tầng khác thì dữ
liệu không trực tiếp truyền từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống
khác. Muốn dữ liệu truyền từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống
khác thì dữ liệu phải đi từ tầng này xuống tầng thấp nhất, truyền qua đờng
truyền vật lý rồi sau đó sẽ di chuyển lên tầng cao hơn.
Liên kết giữa tầng vật lý của hai hệ thống là liên kết thực còn liên kết giữa
các tầng khác là liên kết ảo hay liên kết logic.
Mô hình của kiến trúc này nh sau:
Hệ thống A Giao thức tầng N Hệ thốngB

Giao thức tầng i
Giao thức tầng 1
Đờng truyền vật lý
Hình 1: kiến trúc phân tâng tổng quát
II. MÔ HìNH THAM CHIếU OSI
Từ sự phân tầng nói trên cho nên việc chuẩn hoá các mạng máy tính từ các
hãng khác nhau để chúng có thể truyền thông đợc với nhau là điều tất yếu.
Các tổ chức đI đầu trong việc chuẩn hoá nh :
International organization for standization(ISO) là tổ chức tiêu chuẩn hoá
quốc tế hoạt động dới sự bảo trợ của liên hợp quốc bao gồm các thành viên
của các cơ quan tiêu chuẩn hoá của nhiều quốc gia.ISO tổ chức thành các ban
Tầng N
Tầng N-1
Tầng i+1
Tầng i
Tầng i-1
Tầng 2
Tầng1
2
Tầng N
Tầng N-1
Tầng i+1
Tầng i
Tầng i-1
Tầng 2
Tầng 1
kĩ thuật phụ trách nhiều lĩnh vực khác nhau của xử lý thông tin. Mổi tổ chức
lại chia thành nhiều tiểu ban, mổi tiểu ban gồm nhiều nhóm đảm nhận các vấn
đề chuyên sâu.
Commité consultative international pour télégraphe ét téléphone(CCITT)

là tổ chức t vấn quốc tế về điện tín và điện thoại. tổ chức này cũng hoạt động
dới sự bảo trợ của liên hợp quốc với các thành viên thuộc các cơ quan bu chính
viễn thông của các quốc gia hay t nhân. cách hoạt động giống ISO nhng sản
phẩm của nó không gọi là chuẩn mà gọi là khuyến nghị. Tổ chức này ban hành
khuyến nghị loại V liên quan đến các mạng truyền dữ liệu, khuyến nghị loại
X liên quan đến các mạng truyền dữ liệu công cộng và loại I dành cho
mạng CSDN. CCITT chuẩn hoá mạng sớm hơn ISO và sản phẩm của nó đợc tổ
chức ISO thừa nhận và ban hành nh chuẩn quốc tế
và ngợc lại các chuẩn của ISO cũng đợc CCITT thừa nhận và ban hành nh là
một khuyến nghị. Các khuyến nghị chuẩn của CCITT nh là
X.200,X.211,X.212,X.213,X.214,X.215,X.216,X.217. các chuẩn của ISO nh
8649,8822,8326,8072,8886,8802/2,8802/3,8802/4,8802/5,
NgoàI hai tổ chức trên còn có institute of electrical and electronics
engineers(IEEE),european computer manufactures association(ECMA),
american national standards institute(ANSI),là những tổ chức tiên phong
trong việc chuẩn hoá mạng cục bộ.
Bằng một nổ lực toàn diện nhằm nhận diện và chuẩn hóa tất cả các cấp độ
của sự truyền thông cần thiết trong mạng máy tính, tổ chức ISO đã phát triển
một mô hình mạng gọi là mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống
mở OSI(open systems interconnection). Mô hình này chia sự truyền thông
thành bảy cấp độ. Mô hình này đợc dùng làm cơ sở để kết nối các hệ thống mở
phục vụ cho các ứng dụng phân tán.
Nguyên tắc xây dựng mô hình tham chiếu OSI :
Số lợng các tầng càng ít càng tốt, nghĩa là các tầng không thiếu,không thừa
Tạo ranh giới giữa các tầng sao cho ranh giới giữa các tầng và mô tả các dịch
vụ là tối thiểu, đồng thời ta có thể chuẩn hoá giao diện tơng ứng.
Quá trình phân tầng phảI làm sao cho các tầng có chức năng và công nghệ
khác nhau thì tách biệt nhau.
Các tầng có chức năng giống nhau thì đợc đặt vào một tầng.
Định vị các chức năng của các tầng để khi ta thiết kế lại các tầng này thì

không ảnh hởng đến các tầng khác kế nó.
Tạo một tầng khi dữ liệu đợc xử lý một cách khác biệt.
Khi ta thay đổi chức năng và giao thức của các tầng thì không ảnh hởng đến
các tầng khác.
Mổi tầng có giao diện với các tầng trên và dới nó.
Khi cần thiết thì ta có thể chia các tầng thành các tầng con.
Có thể huỷ bỏ các tầng con khi cần thiết.
3
Tạo các tầng con cho phép giao diện với các tầng kề cận.
Trong thực tế khi nghiên cứu về mô hình OSI không phảI tất cả các mạng đều
phân tầng tơng ứng với mổi tầng trong số bảy tầng của mô hình OSI. Mô hình
này phục vụ cho nền công nghiệp máy tính nh là một điểm tham chiếu khi
chúng ta đề cập tới các cấp độ hay các tầng trong mạng.
Điều thú vị của mô hình OSI chính là nó hứa hẹn giảI pháp cho vấn đề truyền
thông giữa các máy tính là không giống nhau. Hai hệ thống dù khác nhau thì
nó cũng có thể truyền thông một cách hiệu quả nếu chúng cùng thực hiện một
số điều kiện chung nhất:
Chúng càI đặt cùng một tầng các chức năng truyêng thông.
Các chức năng này đợc tổ chức thành cùngmột tập các tầng. Các tầng đồng
mức phảI cung cấp các chức năng nh nhau nhng phơng thức cung cấp không
nhất thiết phảI nh nhau.
Những tầng đồng mức phảI sử dụng giao thức chung.
Sau đây là kiến trúc phân tầng theo mô hình OSI:
Hệ thống A Hệ thốngB
Giao thức tâng 7
Giao thức tâng 6
Giao thức tâng5
Giao thức tầng4
Giao thức tâng 3

Giao thức tâng 2
Giao thức tâng 1
Đờng truyền vật lý
Hình 2: Mô hình OSI
Tuy nhiên để các điều kiện trên đợc đảm bảo thì cần phảI có các chuẩn. Các
chuẩn này phảI xác định chức năng và dịch vụ đợc cung cấp bởi một tầng cũng
nh giao thức giữa các tầng đồng mức.
Để hiểu đợc cề tầng cũng nh giao thức giữa các tầng trớc hết ta tìm hiểu kháI
niệm về thực thể(entity). Thực thể chính là một tiến trình trong hệ đa xử lý hay
có thể là một chơng trình con.Ta quy ớc: (N)entity là thực thể tầng n
Nh vậy, mổi tầng trong hệ thống có một hoặc nhiều thực thể, thực thể tầng N
(N) entity càI đặt các chức năng tầng N và giao thức truyền thông với (N)
entity trong các hệ thống khác. mổi thực thể truyền thông với các thực thể ở
các tầng kề cận nó thông qua một giao diện. Giao diện bao gồm một hoặc
nhiều điểm truy cập dịch vụ (server access point-SAP). (N-1)entity cung cấp
dịch vụ cho (N)entity thông qua việc gọi các hàm nguyên thuỷ. Hàm nguyên
thuỷ chỉ rỏ chức năng cần thực hiện và đợc dùng để chuyển dữ liệu và thông
tin điều khiển.
application
presentation
session
transport
networks
datalink
phisical
4
Tầng ứng dụng
Tầng trình diễn
Tầng phiên(Hội)
Tầng giao vận

Tầng liên kết
Tầng mạng
Tầng vật lý
Tầng N+1 Interface
Tầng N (N) entity
Interface
Tầng N-1
Prôtcol (N) entity SAP
Hình 3 : Quan niệm tầng theo mô hình OSI.
Tơng tác giữa các tầng kề nhau bằng bốn kiểu hàm nguyên thuỷ nh
sau:
Request (yêu cầu): là hàm nguyên thuỷ ngời sử dụng dịch vụ dùng để gọi
một chức năng.
Indication (chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà nhà cung cấp dịch vụ dùng để
gọi một chức năng hay chỉ báo một chức năng đã đợc gọi ở một điểm truy cập
dịch vụ SAP.
Response (trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà ngời sử dụng dịch vụ dùng để
hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyên thuỷ
indication.
Confirm (Xác nhận): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ dùng
để hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi hàm Request ngay tại điểm
truy cập dịch vụ đó.
Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ:
Hệ thống A hệ thống B ngời sử dụng dịch vụ


request confirm response indication
interface
SAP SAP
Ngời cung cấp dịch vụ

Hinh 4 : Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ.
5
Tầng N
Tầng N-1 Tầng N-1
Tầng N
Nhìn vào sơ đồ trên ta thấy rằng quy trình thực hiện một giao thức tơng tác
theo trình tự thời gian giữa hai hệ thống nh sau:
Tầng N của hệ thống A gửi xuống tầng N-1 một hàm Request.
Tầng N-1 của hệ thống A cấu tạo một đơn vị dữ liệu để gửi yêu cầu đó sang
tầng N-1 của hệ thống B theo giao thức mà tầng N đã xác định.
Khi nhận đợc yêu cầu, tầng N-1 của hệ thống B chỉ báo lên tầng N của nó
bằng hàm Indication.
Tầng N của hệ thống B trả lời bằng hàm response gửi trở lại tầng N-1 kề nó.
Tầng N-1 của hệ thống B cấu tạo dữ liệu để gửi trả lời đó về tầng N-1 của
hệ thống A theo giao thức tầng N-1 đã xác định.
Nhận đợc trả lời tầng N-1 của hệ thống A xác nhận với tầng N kề trên nó
bằng hàm Confirm, kêt thúc quá trình giữa hai hệ thống.
Các hàm nguyên thuỷ đợc gọi đến hay gửi đI từ một điểm truy cập dịch vụ.
Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ là một kiểu hội thoại có xác
nhận do ngời sử dụng dịch vụ sẽ đợc xác nhận do ngời sử dụng dịch vụ sẽ đợc
xác nhận từ ngời cung cấp dịch vụ rằng yêu cầu đã đợc chấp nhận.
Đơn vị dữ liệu trong giao thức tâng N ký hiệu là (N)PDU (protocol data
unit). Một thực thể ở tầng N của hệ thống này không thể truyền trực tiếo tới
một thực thể tầng N của hệ thống khác mà nó phảI chuyển xuống tầng thấp
nhất chẳng hạn nh tầng vật lý mà ở đó dữ liệu đợc truyền qua đờng truyền vật
lý.
Đơn vị dữ liệu tầng N gọi tắt là (N)PDU khi chuyển xuống tầng N-1 sẽ trở
thành một đơn vị dữ liệu cho dịch vụ của tầng N gọi tắt là (N-1)SDU. Phần
thông tin điều khiển của tầng N-1 là (N-1)PCI sẽ bổ sung vào đầu của

(N-1)SDU và trở thành (N-1)PDU. (N-1)PDU chuyển xuống N-2 sẽ trở thành
(N-2)SDU ta lại thêm (N-2)PCI sẽ trở thành (N-2)PDU.
6
Mối quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu của các tầng trong một hệ thống
phát dữ liệu nh sau:
Tầng N+1 (N)PDU
Tầng N (N)PCI
(N)SDU
(N)PDU
Tầng N-1 (N-1)PCI
(N-1)SDU
(N-1)PDU
Hình 5 : Quan hệ hiữa các đơn vị dữ liệu
Bên hệ thống nhận quá trình sẽ diễn ra trình tự ngợc lại. khi qua mổi tầng PCI
tơng ứng của mổi tầng sẽ đợc tách ra khỏi PDU trớc khi dữ liệu đI lên tầng
trên.
Mối quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu ở các tầng trong một hệ thống
nhận dữ liệu nh sau:
Tầng N+1 (N)PDU
Tầng N
(N)SDU

(N)PCI
(N)PDU
Tầng N-1
(N-1)SDU
(N-1)PCI
(N-1)PDU
Hình 6 : Quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu ở các tầng kề nhau trong hệ thống
nhận dữ liệu.

Phơng thức hoạt động của các tầng trong mô hình OSI :
Có hai phơng thức hoạt động chính: phơng thức có liên kết và phơng thức
không liên kết.
+ Phơng thức hoạt động có liên kết là phơng thức hoạt động mà trong đó các
thực thể đòng mức đợc thiết lập một liên kết logic trớc khi truyền dữ liệu .
Đối với phơng thức hoạt động có liên kết thì quá trình truyền thông phảI
thông qua ba giai đoạn, mổi giai đoạn thờng thể hiện bằng một hàm tơng ứng.
7
Thiết lập liên kết logic: các thực thể đồng mức ở hai hệ thống thoả hiệp
với nhau về các tham số dùng trong giai đoạn truyền dữ liệu. Giai doạn này
thể hiện bằng hàm CONNECT.
Truyền dữ liệu: dữ liệu đợc truyền kèm theo các quá trình kiểm soát lổi,
kiển soát luồng dữ liệu nhằm tăng cờng hiệu suất và chất lợng truyền tin.
Giai đoạn này thể hiện bằng hàm DATA.
Huỷ bỏ liên kết: giảI phóng các tàI nguyên hệ thống đã đợc cấp phát trong
liên kết để cho liên kêt khác. giai đoạn này thể hiện bằng hàm
DISCONNECT.
Phơng thức này cho phép ta truyền dữ liệu có độ tin cậy cao do quá trình
kiểm soát và quản lý chặt chẽ theo từng liên kết logic. Tuy nhiên việc càI đặt
đó là phức tạp.
Bằng cách sử dụng 4 hàm nguyên thuỷ đã có Request, Confirm,
Indication,Response) kết hợp với 3 hàm trên ta sẽ có 12 thủ tục chính để xây
dựng các dịch vụ và giao thức chuẩn theo mô hình OSI.
+ Phơng thức hoạt động không liên kết chính là phơng thức trong đó chỉ có
duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu .
Phơng thức này cho phép các PDU truyền đI đến đích bằng nhiều con đờng
khác nhau rất thích nghi với sự thay đổi trạng tháI của mạng nhng sẽ rất khó
khăn trong vấn đề tập hợp lại các PDU lu chuyển tới ngời sử dụng .
Hai phơng thức hoạt động trên đều có u và nhợc điểm. Tuỳ thộc vào yêu
cầu về chất lợng, hiêu quả, độ tin cậy.. của việc truyền tin mà lựa chọn phơng

thức truyền tin thích hợp. Hai tầng kề nhau có thể sử dụng hai phơng thức khác
nhau hoặc cùng nhau.
nTầng vật lý
1.Vai trò và chức năng của tầng vật lý
Nh đã trình bày ở trên, tầng vật lý cung cấp các phơng tiện điện, cơ ,chức
năng, thủ tục để thiết lập,duy trì và giải phóng liên kết vật lý giữa các hệ
thống.
-Thuộc tính điện liên quan đến sự biểu diển các bít tức các mức điện thế và
tốc độ truyền bít.
-Thuộc tính cơ liên quan đến tính chất vật lý của giao diện với một đơng
truyền.
-Thuộc tính chức năng cung cấp các chức năng đợc thực hiện bởi cácphần tứ
của giao diện vật lý, giửa một hệ thống và đờng truyền.
-Thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiểnviệc truyền các xâu bit
qua đờng truyền vật lý.
Tầng vật lý là tâng thấp nhất giao diện với đờng truyền vật lý, khi dữ liệu từ
tầng liên kết dữ liệu truyền trực tiếp tới tầng vật lý thì sẽ không có PDU cho
8
tầng vật lý, nghĩa là không có PCI cho tầng vật lý mà dữ liệu đợc truyền đi
theo dòng bit. Đây là điển khác biệt giữa tầng vật lý với các tầng khác.
2. Môi trờng thực và môi trờng logic của tầng vật lý
Cáp đồng trục Cáp quang
A B
Modem Transducer

Hình 7 : Môi trờng thực
Giả sử hai hệ thống A và B là hai hệ thống mở đợc nối với nhau thông qua
một đoạn cáp đòng trục và một đoạn cáp quang. Modem có nhiện vụ chuyển
tính hiệu số từ hệ thống A thành tính hiệu tơng tự dể truyền trên cáp đồng trục
và lại chuyển đổi trở lại thành tính hiệu số.TRANDUCER chuyển đổi tính

hiệu điện thành ánh sáng để truyền trên cáp quang và biến đổi ngợc lại thành
xung điện để đi vào hệ thống B.
SAP Liên kết đờng truyền vật lý
Hinh 8:Môi trờng logic
Một thực thể vật lý là mội cấu trúc logic giao diện với mội đờng truyền vật lý.
Các thực thể đó có trong hệ thống A và B nhng cũng có mội thực thể vật lý
giao diện giữa Modem vaTRANDUCER. Thực thể này gọi là bộ chuyển tiếp
hoạt động ở tầng vật lý giao diện giữa hai đơng truyền vât lý khác nhau.
Sẽ có một giao thức tồn tai giữa các thực thể đó để quy định phơng thức hoạt
động cũng nh tốc độ truyền. Giao thức này sẽ độc lập tối đa với đờng truyền
vật lý để một hệ thống có thể giao diện với nhiều đờng truyền vật lý khác
nhau. Nh vạy giao thức cho tầng vật lý bao gồm giao thức giữa các thực thể và
giao thức với đờng truyền.
3. Phân biệt hai khái niệmDTEvà DCE
DTE(data terminal equipment) là thiết bị đầu cuối dữ liệu. DTE là thuật ngữ
chung dùng để chỉ các máy của ngời sử dụng cuối, có thể là một máy tính
hoặc một trạm cuối(terminal). Tất cả các ứng dụng của ngời sử dụng nh chơng
trình dữ liệu đều nằm ở DTE. Các máy tính nối lại với nhau nhằm cho các
DTE có thể trao đổi dữ liệu, chia sẽ tài nguyên.
9
Thực
thể
tầng
vật lý
Thực
thể
tầng
vật lý
Thực
thể

tầng
vật lý
DCE(data circuit terminating equipment) là thiết bị cuối kênh dữ liệu. DCE là
thuât ngữ chung để chỉ các thiết bị làm nhiệm vụ nối các DTE với các đờng
truyền thông. Nó có thể là một Modem,Transdecer,...Hay nó có thể là một
máy tính với nhiệm vụ nh một nút mạng. DCE có thể đợc cài đặt ngay bên
trong DTE hoặc đứng độc lập. Nhiệm vụ chính của nó là chuyển đôỉ tính hiệu
biểu diễn dữ liệu của ngời sử dụng thành dạng tín hiệu chấp nhận đợc của đ-
ờng truyền và ngợc lại.
4. Các chuẩn quan trọng cho giao diện vật lý.
CV24/RS-232-C
Hai chuẩn tơng ứng của CCITT và EIA nhằm định nghĩa giao diện tầng vật lý
giữa DTE và DCE.
-Về phơng diện cơ thì chuẩn này sử dụng đầu nối 25 chân nên ta phải dùng
cáp 25 sợi để nối DTE và DCE.
-Về phơng diện điện thì chuẩn này quy định các tín hiệu số nhị phân:
0 tơng ứng với mức điện thế nhỏ hơn -3V và 1 tơng ứng với mức điện thế lớn
hơn +3V. Tín hiệu qua giao diện này không vợt quá 20kb/s với khoảng cách d-
ới 15 m.
Trong chuẩn này có các mạch,mổi chiều có một mạch dữ liệu nên có thể hoạt
động phơng thức hoạt động hai chiêud đồng thời.Một dây đất đợc cách ly bảo
vệ còn lại làm việc nh là mạch trả lời cho cả hai mạch dữ liệu.
Một số mạch chuẩn trong chuẩn này nh sau:
Tên mạch Chức năng Hớng
Data signals
-transmitted data(BA)
-received data(BB)
Control signals
-reqesst to send(CA)
-clear to send(CB)

-data set ready(CC)
-data terminal ready(CD)
-ring indicator(CE)
-carrier detect(CF)
-signals quality
detector(CG)
-data signal rate
selector(CH)
-data signals rate
selector(CI)
Timing Sygnals
-transmitter signal element
Dữ liệu đợc tạo bởi DTE
Dữ liệu nhận đợc bởi DTE
DTE muốn truyền dữ liệu
DCE sẵn sàng để truyền trả lời cho
request to send
DCE sẵn sàng làm việc
DTE sẵn sàng làm việc
Chỉ rằng DCE đang nhận một tín hiệu
ringing trên kênh
Chỉ rằng DCE đang nhận một tín hiệu
sóng mang
Khẳng định khi có căn cứ để tin răng dữ
liệu nhận đợc đã bị lỗi
Khẳng định để chọn tốc độ dữ liệu
Khẳng định để chọn tốc đọ dữ liệu
Clocking signals, các chuyển đổi ON và
DTE-DCE
DCE-DTE

DTE-DCE
DCE-DTE
DCE-DTE
DTE-DCE
DCE-DTE
DCE-DTE
DCE-DTE
DTE-DCE
DCE-DTE
DTE-DCE
10
timing(DA)
-transmitter signal element
timing(DB)
-receiver signal element
timing(DD)
Ground
-protective ground(AA)
-signal ground(AB)
OFF xảy ra ở trung tâm mổi phần tử tín
hiệu
Clocking signals nh trên liên quan đến
mạch BA
Clocking signal nh trên liên quan đến
mạch BB
Nối với khung máy và có thể với đất bên
ngoài
Thiết lâp tiếp đất chung cho tất cả các
mạch
DCE-DTE

DCE-DTE
NA
NA
Với phơng thức truyền đồng bộ thì phải có tín hiệu đồng hồ để đồng bộ hoá
các bit. Nếu một Modem đồng bộ đựôc thì dùgn cả hai chức năng điều chế và
giải pháp điều chế đều phải có môtỵ tín hiệu đồng hồ để thực hiện việc giải mã
và mã hoá tín hiệu. Vì vậy,Modem cần cc\ung cấp các đồng hồ gửi và nhận
cho xcác mạch điều khiển giao diện các DTE. Néu ta dùng Modem không
đồng bộ thì sẽ không cần có đồng hồ trong Modem. Nếu hai thiết bị quá gần
thì hai DTE có thể truyền trực tiếp tín hiệu cho nhau. Hiệ nay chuẩn này còn
có tên là EIA-232-D
cRS-449/422-A/423-A
chuẩn này ra đời nhằm khắc phục sự hạn chế về tốc độ và khoảng cách. EIA
cho ra đời một tập chuẩn mới để thay thế cho các chuẩn trên nh:
RS-449,RS-422-A,RS-423-A. RS-449 định nghĩa các đặc trng cơ,chức năng,
thủ tục.
Nhìn chung các chuẩn mới này tiên tiến hơn chuẩn cũ vì nó tiếp nhận các u
việt của công nhgệ mạch tổ hợp. Khắc phục đợc tốc độ và khoảng cách truyền
dẩn.
dcác khuyến nghị loại X của CCITT
có rất nhiều hệ thống sử dụng khuyến nghị loại này của CCITT cho tầng vật lý
khuyến nghị X21 đặc tả một đầu nối 15 chân sử dụng với các mạch nh sau:
Tên mạch Chức năng Hớng
-Signal ground
-DTE common return(GA)
-transmit(t)
-receive(R)
-control(C)
-Dùng để mang dữ liệu sử
dụng lẫn thông tin điều

khiển, phụ thuộc vào trạng
thái của C và I
-Nh T cho hớng ngợc lại
-cung cấp thông tin điều
khiển tới DCE
NA
DTE-DCE
DCE-DTE
DTE-DCE
DCE-DTE
11
-indication(i)
-signal element timing(S)
-byte timing(b)
-Cung cấp các chỉ báo DTE
-Thực hiện đồng bộ bit
-thực hiện đồng bộ byte
DCE-DTE
DCE-DTE
Giống nh RS-232-C và RS-449 có mạch truyền theo cả hai chiều. Các mạch ở
đây có thể cung cấp cả dữ liệu ngời sử dụng lẫn thông tin điều khiển. Nhoài ra
còn có hai mạch khác là C và I tơng ứng cho mỗi chiều dành chỉ thông tin điều
khiển và trạng thái. Chúng không mang các dòng dữ liệu số mà có thể là trạng
thái ON hay OFF. X21 đợc định nghĩa cho chế độ truyền đồng bộ nên có một
mạch đồng bộ bít. X21 chấp nhận chế độ truyền cân bằng và không cân bằng
nên cũng có sự hạn chế về tốc độ và khoảng cách.
Trong một số trờng hợp thì chỉ có chế độ cân bằng đựơc sử dụng trên tất cả
các mạch. Tất cả các thủ tục định nghĩa cho các mạch X21 đợc thực hiện qua
một dạng chuyển mạch kênh. X21 sử dụng các chuổi ký tự điều khiển tạo ra
một tập không giới hạn các khả năng tuy chọn dành cho các yêuànafu trong t-

ơng lai.
X21 thể diện tính mềm dẻo và hiệu quả hơn so với chuẩn RS-232-C và
RS-449.
Ngoài X21,CCITT còn định nghĩa khuyến nghị X21 bit để dung cho tầng
vật lý của các mạch chuyển mạch gói X25. X21 bit sử dụng mạch V.24.
Ngoài các chuẩn nói trên thì CCITT còn đa ra một số khuyến nghị về các
dịch vụ giữa các tầng vật lý, và tầng liên kết dữ liệu của mô hình OSI có tên là
X.211.chuẩn này mô tả việc sử dụng 6 hàm nguyên thuỷ để thiết lập, duy trì và
huỷ bỏ một liên kết vật lý.
htầng liên kết dữ liệu
1. Vai trò và chức năng của tần liên kết dữ liệu
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phơng tiện truyền thông tin qua liên
kết vật lý đảm bảo độ tin cậy thông qua cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát
luồng dữ liệu
Có nhiều giao thức đợc xây dựng cho tầng liên kết ở dữ liệu gọi chung là
DLP (Data Link Protocol). Các DLP đợc chia thành hai loại: đồng bộ
(synchronous DLP ) và dị bộ (asynchronous DLP ). Loại đồng bộ lại chia
thành hai nhóm là hớng kí tự (character-oriented) và hớng bit (bit-
oriented).
Hình sau minh hoạ giao thức cho tầng liên kết dữ liệu:
12
Hình 9: Các giao thức tầng liên kết dữ liệu
a) DLP không động bộ (dị bội)
Giao thức này sử dụng phơng thức truyền không đồng bộ. Trong dòng dữ
liệu cần truyền đi ngời ta sử dụng các bit đặc biệt START và STOP để đánh
dấu bit đầu tiên và bit cuối của xâu bit biểu diễn ký tự. Phơng thức này không
cần có sự đồng bộ giữa ngời gửi và ngời nhận. Nó cho phép kí tự dữ liệu đợc
truyền đi bất kỳ lúc nào mà không càn chú ý đến các tín hiệu đã đồng bộ trớc
đó. Đây là phơng thức truyền đơn giản nên nó đợc sử dụng trong hầu hết các
máy tính cá nhân có tốc độ thấp.

b) DLP đồng bộ
Phơng thức này không dùng các bit đặc biệt nh phơng thức trên mà nó chèn
các kí tự đặc biệt nh SYN (Synchronization), EOT (end of transmission) hay
đơn giản chỉ là mộ cờ giữa các dữ liệu của ngời sử dụng để báo hiệu cho ngời
nhận biết dữ liệu
Hệ thống truyền thông đòi hỏi hai mức đồng bộ hoá:
-ở mức vật lý: để giữ đồng bộ giữa các đồng hồ của ngời gửi và ngời nhận.
-ở mức liên kết dữ liệu: để phân biệt dữ liệu với các cờ và các bit điều khiển
khác.
2.Giao thức hớng kí tự.
Giao thức hớng kí tự đợc xây dựng dựa vào một ký tự đặc biệt trên một bộ
mã chuẩn nào đó. Giao thức này dùng cho các ứng dụng điểm nối điểm lẫn
nhiều điểm. Giao thức này áp dụng cho 3 phơng thức truyền khác nhau: Một
chiều, hai chiều luân phiên, hai chiều đồng thời.
Phơng thức một chiều có các giao thức truyền tệp Kermit cho phép truyền
file giữa hai máy PC hay giữa một máy PC và một máy chủ.
13
Data lind Protocols(DLPs)
Asynchronous Synchronous
Character-Oriented Bit-Oriented
Phơng thức hai chiều luân phiên có giao thức BSC (Binary Synchronous
Control). Giao thức này đợc ISO lấy làm cơ sở để xây dựng giao thức hớng kí
tự chuẩn quốc tế với tên gọi Basic Mode.
Phơng thức hai chiều đồng thời có rất ít giao thức
Giao thức BSC áp dụng cho trờng hợp điểm - điểm, hoặc nhiều điểm với ph-
ơng thức truyền hai chiều luân phiên.
Các kí tự đặc biệt bao gồm:
SOH (start of header) để chỉ bắt đầu của phần header của một đơn vị thông tin
chuẩn.
STX (start of text) chỉ sự kết thúc một header và bắt đầu của phần dữ liệu.

ETX (end of text) chỉ sự kết thúc của phần dữ liệu
EOT (end of transmission) để chỉ sự kết thúc việc truyền dữ liệu và giải phóng
liên kết
ETB (end of transmission Block) để chỉ sự kết thúc của một khối dữ liệu khi
dữ liệu đợc chia thành nhiều khối.
ENQ (enquiry) để yêu cầu phúc dáp từ một trạm xa.
DLE (Data link escape) dùng thay đổi ý nghĩa của các kí tự điều khiển truyền
tin khác.
ACK (acknowledge) báo cho ngời gửi biết đã nhận tốt thông tin
NAK (Negateve Acknowledge) để báo cho ngời gửi biết đã nhận không tốt
thông tin
SYN (Synchronous Idle) kí tự đồng bộ dùng để duy trì sự đồng bộ giữa ngời
gửi và ngời nhận.
Trong giao thức này, khuôn dạng tổng quá của một khung dữ liệu nh sau:
SOH Header STX Text ETX BCC
Thông tin điều khiển dữ liệu
- Header chứa thông tin điều khiển, thông thờng nó bao gồm số thứ tự
của khung và điạ chỉ của trạm đích.
- BCC (Block Check Character) là 8 bit kiểm tra lõi theo kiểu bit chẵn lẻ
cho các kí tự thuộc vùng text đối với giao thức Basic Mode và 16 bit
theo phơng pháp kiểm tra lỗi vòng CRC-16 đối với giao thức
Trong giao thức BSC/Basic mode có các thủ tục chính nh sau:
+ Mời truyền tin:
Trạm A muốn mời trạm B truyền tin thì A sẽ gửi lệnh sau đến B:
EOT B ENQ
EOT : dùng để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển
B: là địa chỉ của trạm đợc mời truyền tin
14
Khi nhận lệnh này nếu có tin để truỳên đi thì trạm B cấu trúc tin theo
dàng chuẩn và gửi đi. Nếu không có tin để truyền đi B gửi lệnh EOT để trả

lời.
Trạm A sau khi gửi lệnh nếu quá một thời gian mà không nhận đợc trả lời
của B hay nhận đợc trả lời sai thì nó sẽ chuyển sang trạng thái phục hồi.
+ Mời nhận tin:
trạm A muốn mời trạm B nhạn tin thì lúc đó trạm gửi tới trạm B lệnh nh
sau:
EOT B ENQ
Nếu trạm B nhận tin thì nó sẽ gửi ACK để trả lới nếu không thì nó sẽ gửi
NAK để trả lời.
Nếu trạm B sau mộ tthời gian mà không nhận đợc trả lời hay trả lời sai thì
nó chuyển sang trạng thái phục hồi.
+ Yêu cầu trả lời:
Một trạm cần trạm kia trả lời một yêu cầu nào đó đã gửi đi thì nó chỉ cần
gửi lệnh ENQ.
Ngừng truyền tin gửi lệnh EOT
Muốn giải phóng liên kết gửi lệnh DLE và EOT
+ Trạng thái phục hồi nh sau:
Lặp lại lệnh đã gửi n lần hay gửi yêu cầu trả llơi n lần hay kết thcú truyền
bằng cách gửi lệnh EOT
3.Giao thức hớng bit
- Giao thức HDLC (Hight- level Data link control)
HDLC là giao thức hớng bit nghĩa là các phần tử của nó đợc xây dựng từ
cấu trúc nhị phân và khi nhận dữ liệu thì nó sẽ đợc tiếp nhận lần lợt từng bit
một. Giăo thức này sử dụng cho cả hai trờng hợp: điểm -điểm và nhiều
điểm với phơng thức truyền hai chiều đồng thời.
Khung HDLC có hai khuôn dạng: chuẩn và mở rộng.
Khuôn dạng tổng quát của một khung của HDLC nh sau:
Flag Address Control Informtion FSC Flag
Hình: Khuôn dạng tổng quát một khung HDLC
+Flag đánh dấu bắt đầu và kết thcú một khung Frame, vùng này có kích

thứơc là 8 bit nh sau: 01111110. Để tránh sự xuất hiẹn mã này trong nội
dung của khugn ngời ta có cơ chế nh sau: khi dữ liệu truyền đi, nếu có một
xâu bit có 5 bit liên tiếp thì chèn vào một bit 0. Khi nhận nếu thấy xuất
hiện một bit 0 sau 5 bit 1 thì tự động bỏ bit 0 này đi.
15
+Address: vùgn địa chỉ của trạm đích của khung nó có kích thớc 8 bit với
dạng chuẩn và 16 bit với dạng mở rộng.
+Control: là vùng định danh các loại khung khác nhau của HDLC. HDLC
có 3 loại khung chuẩn :
Khung loại U (unnumbered frame) dùng để thiết lập nên liên kết dữ liệu
theo phơng thức hoạt động khác nhau và giải phóng liên kết khi cần
thiết. Đây là khung điều khiển. Các bit của vùng control đối với khung
loịa U nh sau:
1 1 M M P/F M M M
Khung loại U có 5 bit M dùng để định danh nên sẽ có 32 khung loại U
khác nhau.
P/F (poll/final bit) là bit thể hiện khung này là khung yêu cầu hay một
khung trả lời. Nếu là bit P thì ta có khung yêu cầu và nếu là bit F thì ta có
khung trả lời, nếu p=1 thì trao quyền truyền tin cho trạm đích, trong phơng
thức trả lời chuẩn nếu F=1 thì chỉ rằng đây là khung cuói cùng trong dãy
khung đã truyền đi của trạm client. Sau đó trạm client sẽ ngừng truyền tin
cho đến khi nhậnhd dợc sự cho phép của trạm chủ.
Sau đây là 5 khung loại U thông dụngvới các bit của vùng điều khiển nh
sau:
, SNRM (Set Normal Response Mode) : phơng thức trả lời chuẩn.
1 1 0 0 P 0 0 1
Phơng thức trả lời chuẩn đợc sử dụng trong trờng hợp cấu hình không cân
bằng, tức có một trạm điều khiển và các trạm bị điều khiển
, SARM (Set Asynchronous Response Mode): phơng thức trả lời dị bội.
1 1 1 1 P 0 0 0

Phơng thức trả lời dị bội cũgn đợc sử dụng trong trờng hợp cấu hình không
cân bằng nhng các trạm tớ đợc phép tiến hành việc truyền tin mà không cần
sự cho phép của trạm chủ. Phơng thức này dùng trong trờng hợp điểm
-điểm với phơng thức truyền hai chiều.
, SABM (Set Asynchronous Balanced Mode): Phơng thức dị bội cân bằng.
1 1 1 1 P 1 0 0
Phơng thức này sử dụng trong trờng hợp điểm- điểm với phơng thức truyền
hai chiều, hai trạm đều có vai trò nh nhau.
, DISC (Disconnect) đợc sử dụng để giải phóng liên kết khi cần thiết
1 1 0 0 P 0 1 0
, UA (Unnumbered Acknowledgement) dùng để trả lời cho các khung loại
U khác.
1 1 0 0 F 1 1 0
Khung loại I (Information Frames): dùng để chứa thông tin của ngời sử
dụng và trong đó có đánh số thứ tự để kiểm soát. Các bit của vùng
control đối với khung loại I nh sau:
16