Truyền số liệu và mạng

TRUYỀN SỐ LIỆU VÀ MẠNG
1. MƠ HÌNH OSI
Mơ hình OSI – Open System Interconnection là mơ hình chuẩn
hóa chung cho các thiết bị để có thể giao tiếp rộng rãi với nhau. Một
mơ hình OSI chính thức bao gồm 7 tầng kết nối, từ cao đến thấp
 Application: Gồm các ứng dụng để người dùng có thể tương
tác và sử dụng hạ tầng mạng – Data




Presentation: Định dạng dữ liệu – Data
 Đảm bảo định dạng dữ liệu để thiết bị nhận có thể đọc được
 Định dạng và cấu trúc dữ liệu
 Thực hiện các định dạng để có thể đọc được bằng các ứng

dụng
Đảm bảo công tác mã hóa dữ liệu

 Session: Xử lý dữ liệu tại mỗi Host. Cho phép nhiều ứng dụng cùng tham gia truy cập mạng
bằng cách chia khung thời gian truy cập thành các phiên
 Transport: Thực hiện kết nối đầu cuối (End to End) – Segments

Quy định các vấn đề chuyển dữ liệu giữa các Hosts

Đảm bảo độ chính xác của dữ liệu

Cung cấp chức năng phát hiện và sửa lỗi dữ liệu
 Network: Quy định cách truyền tải thông tin dữ liệu – Packets

Định tuyến cho các gói thơng tin


Cung cấp địa chỉ liên kết (Logical Address) cho các thiết bị tham gia
 Data Link: Quy định cấu trúc của đơn vị dữ liệu – Frames

Cách đóng khung dữ liệu của lớp vật lý

Cách tham gia vào mạng Network

Cách kiểm tra lỗi và sửa lỗi tín hiệu
 Physical: Lớp vật lý, là các kết nối truyền tải Bit gồm kết nối vật lý (dây dẫn), các cổng hoặc
kết nối không dây – Bits
 Khi HostA muốn truyền dữ liệu Data cho HostB, dữ liệu này sẽ đi qua lần lượt 7 lớp (từ
Application xuống Physical) và truyền đi thông qua nhiều phương thức để đến được HostB,
tại đây dữ liệu lại đi qua 7 lớp (từ Physical lên Application) để cho phép người dùng giao
tiếp được!!!
Sau đây, chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu 3 lớp đầu tiên của mơ hình OSI theo thứ tự từ thấp đến
cao. Tại mỗi lớp sẽ đi sâu vào tìm hiểu cách thức hoạt động, mơi trường hoạt động, giao thức chính
thường được sử dụng


2. TRUYỀN DẪN VẬT LÝ – PHYSICAL
2.1. PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN
2.1.1. TRUYỀN DẪN CÓ DÂY
 CÁP SONG HÀNH: Gồm 2 dây song song với nhau (Có khoảng cách ly ở giữa 2 dây)
 Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản
 Nhược điểm

Tốc độ truyền dữ liệu thấp (Rmax = 19 Kbps)

Khoảng cách tối đa Lmax = 50m


Dễ bị tác động bởi nhiễu xuyên kênh (Crosstalk)

Nhạy với nhiễu điện từ trường (EMI)
 Truyền dữ liệu tốc độ thấp trong khoảng cách ngắn!
 CÁP XOẮN: Gồm 4 cặp 2 dây xoắn lại với nhau. Có 3 loại chính
 UTP (Unshield Twisted Pair)

Trở kháng đặc tính 100Ω

Khoảng cách tối đa 100m

Chi phí thấp
 ScTP (Screen Twisted Pair)

Trở kháng đặc tính 100Ω

Khoảng cách tối đa 100m

Chi phí trung bình
 STP (Shield Twisted Pair)

Trở kháng đặc tính 150Ω

Khoảng cách tối đa 100m

Chi phí cao
 Ưu điểm

Cải thiện khả năng chống nhiễu điện từ trường (EMI) so với cáp song hành


Giảm nhiễu xuyên kênh (Crosstalk) giữa các cặp dây
 Sử dụng làm cáp truyền thoại hoặc truyền dữ liệu trong các hệ thống truyền thông tin. Sử
dụng chủ yếu trong mạng điện thoại và mạng LAN!
 CÁP ĐỒNG TRỤC: Lõi đồng được bao quanh bởi một lớp lưới đồng (Có lớp cách ly ở giữa).
Gồm 3 loại chính
 RG – 6/RG – 59

Trở kháng đặc tính 75Ω

Được sử dụng trong các hệ thống CATV
 RG – 8/RG – 58

Trở kháng đặc tính 50Ω

Được sử dụng trong mạng Thick Ethernet LANs hoặc Thin Ethernet LANs


 RG – 6/RG – 59

Trở kháng đặc tính 93Ω

Được sử dụng trong các máy Mainframe IBM
 Ưu điểm

Khả năng chống nhiễu điện từ trường (EMI) tốt

Tốc độ truyền dữ liệu lên đến 10Mbps với khoảng cách vài trăm mét
 Nhược điểm: Nhiều trở kháng đặc tính
 Sử dụng trong mạng máy tính, hệ thống truyền dữ liệu, CATV, mạng truyền hình cá nhân!!!

 CÁP QUANG: Sử dụng năng lượng điện từ như ánh sáng truyền đi bên trong cáp. Hoạt động
dựa trên khả năng phản xạ ánh sáng bên trong trục cáp và khúc xạ khi ra/vào môi trường. Gồm 3 loại
chính
 Step Index Multimode: Khoảng cách truyền lên đến 500m
 Grade Index Multimode: Khoảng cách truyền lên đến 1000m
 Single – mode: Khoảng cách truyền lên đến vài Km
 Ưu điểm

Tốc độ truyền cao, băng thông rộng

Khả năng chống nhiễu rất cao
 Nhược điểm

Giá thành cao

Lắp đặt phức tạp

Ảnh hưởng bởi khả năng tán xạ, hấp thụ và phân tán

Bị ảnh hưởng bởi các yếu tố trong quá trình sản xuất khơng đồng nhất
 Multimode dùng nguồn LED (bước sóng 850nm – 1310nm); Single – mode sử dụng nguồn
Laser (bước sóng 1310nm hoặc 1550nm)!
2.1.2. TRUYỀN DẪN KHƠNG DÂY
 VI BA (MICROWAVE): Sử dụng các tần số từ 300Ghz đổ xuống
 Ưu điểm

Không cần sử dụng cáp truyền

Băng thông rộng


Truyền dữ liệu đa kênh
 Nhược điểm

Yêu cầu truyền dẫn line – of – sight

Chi phí triển khai và thay thế cao

Ảnh hưởng bởi thời tiết, máy bay,…
Gồm 2 dạng chính
o VI BA VỆ TINH (SATELLITE MICROWAVE): Sử dụng các tín hiệu từ vệ tinh. Gồm 3
tầng vệ tinh: GEO – Geosynchronous Equatorial Orbit (Quỹ đạo địa đồng bộ) ở độ cao 35,786 km;


MEO – Medium Earth Orbit (Quỹ đạo Trái đất trung bình) độ cao từ 5,000 – 15,000 km; LEO – Low
Earth Orbit (Quỹ đạo Trái đất thấp) độ cao dưới 5,000 km
Gồm các băng tần
Band Downlink (GHz) Uplink (GHz) Bandwidth (MHz)
L
1.5
1.6
15
S

1.9

2.2

70

C

4.0

6.0

500

Ku

11.0

14.0

500

Ka

20.0

30.0

3500

 Sử dụng trong phát thanh, truyền hình. Ứng dụng cho điện thoại đường dài, mạng cá
nhân!!!
o VI BA MẶT ĐẤT (TERRESTRIAL MICROWAVE): Sử dụng sóng mặt đất (dãi tần số từ
2 – 40GHz). Khá nhạy với vật chắn và các thay đổi từ môi trường
 Ứng dụng cho dịch vụ điện thoại đường dài, hệ thống truyền dẫn hay mạng cá nhân!!!
 HỒNG NGOẠI (INFRARED): Sử dụng sóng ánh sáng để truyền tín hiệu → Các thiết bị thu
phát không bị che chắn

 Dùng để truyền tải thông tin trong mạng nhỏ!!!
2.2. CHUẨN VẬT LÝ
Các chuẩn vật lý quy định các nội dung


Dạng tín hiệu truyền đi



Các kết nối vật lý



Phương thức truyền tín hiệu
2.2.1. RS232
Là chuẩn giao tiếp phổ biến để kết nối modem và thiết bị thu thập dữ liệu với máy tính. RS232
có thể cắm thẳng vào cồng COM – nối tiếp của máy tính


ĐẶC TÍNH
 Khoảng cách < 15m
 Tốc độ truyền < 20Kbps
 Giá trị điện áp nằm trong khoảng – 15V đến + 15V



DẠNG TÍN HIỆU
 Bit 1: – 15V → – 3V
 Bit 0: + 3V → + 15V
 Tín hiệu khơng cân bằng (Unbalanced)



KẾT NỐI VẬT LÝ: Sử dụng cổng kết nối DB25 (ISO 2110) hoặc DB9
DB25

DB9

 KIẾN TRÚC: RS232 là liên kết Point to Point theo 2 hướng với 2 kênh độc lập (song cơng).
RS232 cũng có thể mang các tín hiệu bổ sung để điều khiển luồng (RTS, CTS) và điều khiển modem
(DCD, DTR, DSR, RI)
 RS232 dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu, khoảng cách truyền tương đối ngắn!!!
2.2.2. RS422


ĐẶC TÍNH
 Tốc độ bit từ 100kbps – 10Mbps
 Khoảng cách truyền xa ~1,500m



DẠNG TÍN HIỆU
 Bit 1: + V & - V
 Bit 0: - V & + V

 KẾT NỐI VẬT LÝ: RS422 sử dụng truyền dẫn vật lý thông qua cáp xoắn đơi. Nhờ đó mà tín
hiệu cân bằng (Balanced).
 KIẾN TRÚC: RS422 có thể tham gia vào kiến trúc Point to Point và Multidrop trên 2 đường
dây truyền tín hiệu (Tx+ và Tx-)

2.2.3. RS485
Là một chuẩn giao tiếp EIA – Electronic Industries Alliance (Liên minh doanh nghiệp điện tử)
được sử dụng rất phổ biến


ĐẶC TÍNH
 Khoảng cách tối đa 1200m với tốc độ 100 Kbps
 Khoảng cách 15m với tốc độ lên đến 10 Mbps



DẠNG TÍN HIỆU
 Bit 1: VB < VA
 Bit 0: VB > VA


 KẾT NỐI VẬT LÝ: RS485 sử dụng đường truyền cân bằng cho phép truyền tốc độ cao và xa.
Truyền bán song công khi sử dụng 2 dây và song công khi sử dụng 4 dây
 KIẾN TRÚC: Cho phép giao tiếp đa điểm theo dạng Bus, số trạm Slave có thể lên đến 255
2.3. MÃ HĨA ĐƯỜNG DÂY
Biểu diễn dữ liệu số bằng cách sử dụng các tín hiệu số. Việc chuyển đổi bao gồm 3 kỹ thuật: line
coding (mã hóa đường dây); [block coding] và [scrambling]


Phần tử tín hiệu (signal element): Là 1 ký hiệu (symbol)



Phần tử dữ liệu (data element): Là 1 bit



r: Số phần tử dữ liệu được mang bởi 1 phần tử tín hiệu

 UNIPOLAR NRZ: NRZ – Non Return to Zero
 Bit 1: + V
 Bit 0: 0V
 Ưu điểm
 Điện áp không đổi
 Dễ triển khai
 Nhược điểm
 Mất đồng bộ
 Có thành phần DC


POLAR NRZ – L & NRZ – I: Sử dụng 2 mức điện áp +V và – V
 NRZ – L
 Bit 1: – V
 Bit 0: + V
 NRZ – I
 Bit 1: Đảo điện áp (Bit 1(1) = – V)
 Bit 0: Giữ nguyên mức điện áp (Bit 0(1) = + V)
 Ưu điểm
 Dễ thực hiện
 Sử dụng tốt băng thơng
 Nhược điểm
 Có thành phần DC
 Thiếu khả năng đồng bộ

 POLAR RZ: RZ – Return to Zero →

3 mức điện áp
 Bit 1: + V → 0V
 Bit 0: – V → 0V
 Ưu điểm: Đồng bộ Clock tốt
 Nhược điểm: Cần băng thông lớn hơn




BI – PHASE
 Manchester: Tín hiệu thay đổi ở điểm
giữa mỗi bit nhưng không về giá trị 0 → Băng
thông gấp đôi NRZ
 Bit 1: - V → + V
 Bit 0: + V → - V
 Manchester Vi sai: Vẫn sử dụng băng
thông gấp 2 lần NRZ (Giống Manchester)
 Bit 1: ½ chu kì đầu khơng thay đổi
điện áp so với trạng thái trước đó
 Bit 0: ½ chu kì đầu thay đổi điện áp
so với trạng thái trước đó
(Bit đầu tiên tuân thủ theo nguyên tắc của mã Manchester)
 Ưu điểm
 Đồng bộ tốt (cạnh xung giữa bit)
 Khơng chứa thành phần DC
 Có khả năng phát hiện lỗi sai
 Nhược điểm
 Cần ít nhất 1 cạnh xung cho mỗi bit
 Cần băng thông rộng


BIPOLAR
 AMI: Sử dụng 3 mức điện áp – V,
0V và + V
 Bit 0: 0V
 Bit 1: Luân phiên thay đổi giữa
– V và + V (cực tính của các bit
1 gần nhất luân phiên thay đổi)
 Ưu điểm
Băng thông thấp
Dễ phát hiện lỗi sai
Khơng tích lũy thành phần DC
Khơng mất đồng bộ nếu gặp chuỗi bit 1 kéo dài
 Nhược điểm: Không đảm bảo đồng bộ nếu gặp chuỗi bit 0 kéo dài
 Sử dụng Scrambling để khắc phục nhược điểm!!!


 B8ZS: Áp dụng quy tắc của mã
AMI nhưng cố tình gây ra các vi phạm
để tránh trường hợp mất đồng bộ khi có
chuỗi bit 0 kéo dài. Thay thế chuỗi 8 bit
0 liên tiếp bằng
000VB0VB
 V (Violation): Vi phạm quy
tắc AMI
 B (Bipolar): Tuân thủ quy tắc AMI
 HDB3: Tương tự như B8ZS nhưng áp
dụng vi phạm với chuỗi 4 bit 0 liên tiếp. Thay thế
chuỗi 4 bit 0 liên tiếp theo quy tắc
X00V

 X = 0: Tổng số bit 1 giữa 2 mã V gần
nhau nhất là số lẻ
 X = B: Tổng số bit 1 giữa 2 mã V gần
nhau nhất là số chẵn
2.4. KÊNH TRUYỀN
2.4.1. ROUNDTRIP TIME
Là khoảng thời gian trì hỗn giữa bit đầu tiên của khối dữ liệu phát và thời điểm đầu phát nhận
được bit sau cùng của tín hiệu trả lời từ đầu thu
𝑹𝑻𝑻 = 𝟐 ∗ 𝑻𝒑 + 𝑻𝒙
 Tp: Trễ lan truyền (propagation time) = S/V
 S: Độ dài đường truyền (m)
 V: Tốc độ lan truyền (m/s)
 Tx: Trễ truyền data (transmission time) = N/R
 N: Độ dài bit (bit)
 R: Tốc độ bit (bps)
2.4.2. SUY GIẢM ĐƯỜNG TRUYỀN
Truyền dẫn băng tần cơ sở chỉ có thể giữ nguyên hình dạng của tín hiệu kỹ thuật số nếu có một
kênh truyền thông thấp (Lowpass channel) với băng thông vô hạn hoặc rất rộng. Tuy nhiên, các phương
tiện truyền dẫn như đã tìm hiểu bên trên khơng thể đáp ứng được u cầu này. Do đó, tín hiệu khi đi
qua các phương tiện truyền dẫn đều sẽ bị suy giảm, gây ra bởi 3 nguyên nhân chính




SUY HAO
Là sự suy giảm trong cơng suất của tín hiệu sau
khi ra khỏi đường truyền so với thời điểm đi vào đường
truyền


MÉO DẠNG
Có thể gây ra bởi sự lệch pha của các tín hiệu
thành phần khi đi vào và ra khỏi đường truyền khiến
cho tín hiệu tổng hợp bị méo dạng so với tín hiệu tổng
hợp ban đầu


NHIỄU
Sự xuất hiện của nhiễu (ngẫu nhiên) bên trong
đường truyền/các tín hiệu vơ tình thu được ở đầu vào
cũng khiến cho các tín hiệu bị biến dạng khi được tổng
hợp ở đầu ra. Sự ảnh hưởng của nhiễu đối với tín hiệu được đánh giá qua thông số SNR (Signal to
Noise Ratio)
2.4.3. DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN
Dung lượng đường truyền là tốc độ bit cực đại, cho phép truyền không bị lỗi. Phụ thuộc vào băng
thơng kênh truyền


MƠI TRƯỜNG LÝ TƯỞNG: Theo Nyquist
𝑪 = 𝟐𝑩 𝐥𝐨𝐠 𝟐 𝑴 (𝒃𝒑𝒔)
 B: Băng thông kênh truyền
 M: Số mức tín hiệu
 C: Dung lượng đường truyền



MÔI TRƯỜNG THỰC TẾ: Theo Claude Shannon
𝑺
𝑪 = 𝑩 𝐥𝐨𝐠 𝟐 (𝟏 + )(𝒃𝒑𝒔)
𝑵

2.5. NHIỄU
Như đã đề cập ở trên, nhiễu là 1 trong 3 yếu tố gây ra sự suy giảm tín hiệu. Khơng như 2 tác nhân
suy hao và méo dạng, khi có thể khắc phục bằng các biện pháp thông thường; nhiễu luôn luôn tồn tại
trong môi trường truyền và xảy ra hoàn toàn ngẫu nhiên


2.5.1. NHIỄU GAUSS
Mặc dù xuất hiện ngẫu nhiên những tín hiệu nhiễu vẫn có
thể được mơ hình hóa theo mơ hình phân bố Gauss (phân bố ngẫu
nhiên). Do đó, có thể xem sự xuất hiện của nhiễu đối với đường
truyền tuân theo hàm mật độ công suất (Power Density Function
– PDF) của phân bố Gauss
(𝒙 − 𝝁 )𝟐
𝟏
)
𝒇(𝒙; 𝝁, 𝝈) =
𝐞𝐱𝐩 (−
𝟐𝝈𝟐
𝝈√𝟐𝝅
 𝝁: Trung vị
 𝝈: Độ lệch chuẩn
 𝝈𝟐 : Phương sai
2.5.2. TỈ LỆ LỖI BIT
Lỗi bit là hiện tượng khi thơng tin nhận được có sự khác biệt (về bit data) so với tin hiệu lúc
truyền → Truyền bit 1 nhưng nhận lại bit 0 và ngược lại. Lỗi bit được chia thành 2 loại
 Lỗi đơn bit: Chỉ 1 bit trong 1 đơn vị dữ
liệu bị lỗi
 Dễ dàng phát hiện và sửa lỗi!!!
 Lỗi burst: 2 hay nhiều bit trong cùng 1
đơn vị dữ liệu cùng bị lỗi

 Chủ yếu do nhiễu gây ra, rất khó xác
định các điểm bit sai và sửa lỗi!!!
Để xác định bit đại diện của mức điện áp
vừa nhận được (VD) và 0 hay 1 thì cần sử dụng
một ngưỡng (ngưỡng xác quyết – VT)
Do hàm mật độ nhiễu tuân theo nguyên tắc của hàm mật độ Gauss, do đó, xác định được xác
xuất nhận bit lỗi trong từng trường hợp
 Truyền bit 1 nhưng nhận bit 0
𝑽𝑻

𝟏

−∞

√𝟐𝝅𝝈𝟐

𝑷𝒓 (𝑽𝑫 < 𝑽𝑻 ) = 𝑷(𝟎⁄𝟏) = ∫

𝒆

−

(𝒙−𝑨)𝟐
𝟐𝝈𝟐 𝒅𝒙

 Truyền bit 0 những nhận bit 1
+∞

𝑷𝒓 (𝑽𝑫 > 𝑽𝑻 ) = 𝑷(𝟏⁄𝟎) = ∫

𝟏

−

𝒙𝟐
𝟐𝝈𝟐 𝒅𝒙

𝒆
𝟐
√𝟐𝝅𝝈
𝑽𝑻
Từ đó, chúng ta xác định được tỉ lệ lỗi bit (theo quy luật Bayes) là
BER – Bit Error Rate = Pe = Pr(1)P(0/1) + Pr(0)P(1/0)
 Pr(1): Tỉ lệ truyền bit 1
 Pr(0): Tỉ lệ truyền bit 0


Có Pe chúng ta hồn tồn xác định được tỉ lệ lỗi khung FER – Frame Error Rate của 1 frame n
bits với k bit(s) có khả năng lỗi là
𝑷𝒌 = 𝑪𝒌𝒏 𝑷𝒌𝒆 (𝟏 − 𝑷𝒆 )𝒏−𝒌
Trường hợp frame (n bits) khơng có bit nào bị lỗi là
𝑷𝟎 = (𝟏 − 𝑷𝒆 )𝒏
Khi đó, chúng ta xác định được xác suất lỗi khung là
𝑷𝒇 = 𝟏 − 𝑷𝟎 = 𝟏 − (𝟏 − 𝑷𝒆 )𝒏 ≈ 𝒏𝑷𝒆 ; (𝑷𝒆 ≪ 𝟏)
2.6. KỸ THUẬT TRUYỀN
Truyền dẫn dữ liệu đã được mã hóa dưới dạng Bit là nhiệm vụ quan trọng nhất của lớp Physical.
Có 2 hệ thống mã thường được dùng trong các hệ thống truyền số liệu hiện nay là
 Mã EBCDIC – Extended Binary Coded Decical Interchange Code: Mã 8bits được sử dụng
trong các thiết bị của hãng IBM
 Mã ASCII – American Standards Committee for Information Interchange: Bộ mã 7bits phổ

biến do CITT định nghĩa
Để có thể truyền dẫn dữ liệu qua các phương tiện truyền dẫn vật lí của lớp Physical, các thiết bị
phải được “kết nối” với nhau theo 1 cấu trúc. Một số dạng cấu trúc kết nối cơ bản
 Điểm – Điểm
(Point to Point)

 Bus

 Đa điểm
(Multipoint)

 Sao
(Star)

 Mắc lưới
 Vịng
(Mesh)
(Ring)
Dựa trên mục đích sử dụng, tín hiệu có thể được truyền đi theo nhiều cách
 Đơn cơng (Simplex): Tín hiệu được truyền đi theo 1 hướng duy nhất (radio, tivi,…)
 Bán song công (Half Duplex): Tín hiệu được truyền theo 2 hướng nhưng tại mỗi thời điểm tín
hiệu chỉ đi theo 1 hướng (bộ đàm)
 Song cơng (Full Duplex): Thơng tin có thể truyền đồng thời theo cả 2 hướng (điện thoại)
Dựa trên phương pháp truyền, có thể chia thành 2 dạng chính
 Song song (Parallel): Có thể truyền đồng thời nhiều bits nên tốc độ truyền rất nhanh. Tuy
nhiên, phương pháp này chỉ có thể thực hiện với khoảng cách ngắn và cần nhiều dây nối giữa 2 thiết
bị (máy in)
 Nối tiếp (Serial): Từng bit được truyền lần lượt trên đường dây, tốc độ chậm hơn song song
những có thể thực hiện trên những quãng đường xa. Truyền nối tiếp cần có các kỹ thuật khác để đảm
bảo q trình truyền dữ liệu không bị lỗi. Các kiểu truyền thường được sử dụng trong truyền nối tiếp

2.6.1. TRUYỀN BẤT ĐỒNG BỘ (ASYNCHRONOUS TRANSMISSION)
Truyền bất đồng bộ khơng sử dụng xung Clock hay các tín hiệu đồng bộ bên ngồi đường dây
truyền tín hiệu để thực hiện đồng bộ chu kì thu và phát tín hiệu giữa 2 bên tín hiệu. Do đó, để đảm bảo
sự đồng bộ trong truyền và nhận tín hiệu giữa 2 phía cần thực hiện các kỹ thuật
 ĐỒNG BỘ BIT: Đồng bộ thiết bị phát – thu thông qua tần số xung Clock khi lập trình các
thiết bị (Tốc độ Baud). Đồng bộ Bit hoạt động theo nguyên lí
 Tần số xung Clock phía thu lớn gấp N lần phía phát
 Khi phát hiện tín hiệu bắt đầu truyền, phía thu tiến hành “bắt” tín hiệu đầu tiên sau N/2 chu kỳ
xung Clock của mình
 Tiếp tục lấy mẫu sau N chu kì xung Clock cho đến bit cuối cùng. Thơng thường chọn N = 16
 ĐỒNG BỘ KÝ TỰ/BYTE: Là đồng bộ số lượng Bit(s) truyền trong mỗi lần giao tiếp giữa 2
phía phát và thu. Đồng bộ ký tự hoạt động theo nguyên lý
 Thiết bị truyền và nhận được lập trình để có cùng số Bit trong mỗi ký tự (1 lần giao tiếp) gồm
start bit, data bits, [parity bit], stop bit(s)
 Phía thu đếm số kí tự kể từ khi nhận được tín hiệu bắt đầu start bit (các tín hiệu có thể được lưu
vào bộ đệm đến khi thu được hết các bi(s) tín hiệu)
 ĐỒNG BỘ KHUNG: Nếu các thơng tin truyền được đóng thành khung (nhiều ký tự/Bytes),
thì khung cần được đặt giữa các ký tự đặc biệt (điểm bắt đầu/kết thúc khung). Các ngun tắc đóng
khung thơng điệp
 Các khung chứa ký tự in được: Đóng khung bằng 2 ký tự đặc biệt
 STX (Start of Text): Bắt đầu khung
 ETX (End of Text): Kết thúc khung
 Các khung chứa ký tự không in được: Bên cạnh 2 ký tự đóng khung, chèn thêm 1 ký tự đặc
biệt DLE (Data Link Escape) tại các vị trí
 Trước 2 ký tự đóng khung (STX và ETX)
 Nếu dữ liệu phát có ký tự trùng với DLE thì chèn thêm 1 ký tự DLE ở phía sau ký tự phát
 Khi truyền dữ liệu tốc độ cao thì phương pháp đồng bộ Bit khơng đảm bảo độ tin cậy!!!
2.6.2. TRUYỀN ĐỒNG BỘ (SYNCHRONOUS TRANSMISSION)

Sử dụng 1 tín hiệu Clock được tạo ra bên ngồi để đồng bộ 2 phía phát và thu. Phương pháp này
giúp khắc phục nhược điểm khi truyền tốc độ cao của phương pháp truyền bất đồng bộ, dữ liệu cũng
không cần các bit(s) đồng bộ (start/stop bit(s)) nên có thể truyền tín hiệu thơng tin liên tục trên đường
truyền. Các kỹ thuật truyền đồng bộ
 ĐỒNG BỘ BIT: Xung Clock chung sẽ được mã hóa và dùng chung giữa 2 thiết bị phát và thu
trên đường truyền. Một số phương pháp đồng bộ Bit thường dùng
 Clock Encoding/Extraction: Mã hóa/trích xuất tín hiệu xung Clock bằng mạch Encode và
Extract. Nguyên lý hoạt động


 Phía phát tạo và gửi tín hiệu xung Clock vào tín hiệu phát bằng cách mã hóa dùng mạch
Clock Encoder
 Phía thu nhận và trích xuất tín hiệu xung Clock bằng mạch Clock Extract
 Sử dụng cho các mã đường dây: RZ, Manchester/Machester vi sai
 Digital Phase Lock Loop (DPLL): Đồng bộ bằng vịng khóa pha (Phase Lock Loop – PLL) ở
bộ thu. Nguyên lý hoạt động
 Phía thu sử dụng tần số gấp N lần phía phát để cấp cho PLL. PLL sẽ có nhiệm vụ tạo tín
hiệu xung Clock cho thanh ghi SIPO để tín hiệu nhận được ln lấy mẫu ở giữa chu kì bit
 Phía phát phải sử dụng mã có sự thay đổi trạng thái liên tục (không chứa chuỗi 0/1 kéo dài)
 Sử dụng các mã đường dây: NRZ, AMI, HDB3, B8ZS,..
 Hybrid: Trong trường hợp tốc độ bit tăng thì 2 phương pháp riêng lẽ trên rất khó đảm bảo q
trình đồng bộ ln ổn định. Do đó, trong trường hợp này, Hybrid sẽ kết hợp cả 2 phương pháp trên
theo nguyên lý
 Clock Encoder/Extract sẽ đảm bảo các bit khi nhận được có ít nhất 1 sự xáo trộn trong chu
kì 1 bit
 DPLL giữ vai trò tạo xung Clock để giữ nhịp độ đồng bộ với dữ liệu nhận được
 Phương pháp này sử dụng băng thông rất lớn nên chỉ phù hợp với mã đường dây Manchester
 ĐỒNG BỘ KHUNG: Cùng được sử dụng trong trường hợp thông tin truyền là các khối ký tự.
Đồng bộ khung có thể thực hiện qua 2 cách
 Định hướng ký tự: Khung truyền sẽ được bắt đầu sau ít nhất 2 ký tự điều khiển (ký tự đồng

bộ) SYN. Điều này sẽ thực hiện đồng thời cả 2 chức năng
 Đồng bộ Bit: Dấu hiệu bắt đầu để DPLL thiệt lập trạng thái đồng bộ
 Đồng bộ ký tự: Cho phép phía thu xác định chính xác vị trí bắt đầu và kết thúc của mỗi ký
tự
Nguyên lý hoạt động
 Để đồng bộ Bit, trước hết phía thu sẽ bắt đầu chế độ dị tìm (Hunt Mode), để thu và kiểm
tra từng nhóm 8bits để kiểm tra xem có phải là ký tự SYN hay khơng. Khi đã tìm được ký
tự SYN, việc đồng bộ ký tự xem như đã hoàn tất và bắt đầu “bắt” các cụm 8bits tiếp theo
vào bộ đệm như các ký tự thơng tin
 Q trình đồng bộ khung sau đó được thực hiện như với phương pháp truyền bất đồng bộ
(các ký tự đồng bộ STX, ETX, DLE)
 Các ký tự truyền phải là bội số của 8bits (theo từng Byte)
 Định hướng Bit: Thường sử dụng cho cấu trúc liên kết Điểm – Điểm. Nguyên lý hoạt động
 Bắt đầu và kết thúc khung bằng các cờ (flag pattern) 8bits 01111110
 Để bắt đầu quá trình truyền nhận, một cờ thơng báo 01111111 sẽ được phía phát gửi đi


 Phía thu sẽ dị tìm từng cờ bắt đầu khung bằng cách tìm từng bit. Khi đã nhận được cờ bắt
đầu, phía thu xem như đã hồn thành việc đồng bộ khung và tiến hành truyền nhận dữ liệu
đến khi “bắt” được cờ kết thúc
 Khả năng tối ưu của phương pháp truyền dữ liệu được đánh giá qua thông số hiệu suất
truyền!!!
Là tỉ số giữa số bit(s) thông tin trên tổng số bit(s) truyền
𝑺ố 𝒃𝒊𝒕(𝒔) 𝒕𝒉ô𝒏𝒈 𝒕𝒊𝒏
𝜼=
𝑻ổ𝒏𝒈 𝒔ố 𝒃𝒊𝒕(𝒔)𝒕𝒓𝒖𝒚ề𝒏
Từ đó tính được tốc độ truyền dữ liệu hữu dụng là
𝑹𝒉𝒅 = 𝑹 ∗ 𝜼(𝒃𝒑𝒔)
 Truyền bất đồng bộ cho hiệu suất truyền không cao so với phương pháp truyền đồng bộ!!!
2.6.3. MÃ HÓA KÊNH TRUYỀN

Lớp Physical mỗi khi thực hiện mã hóa tín hiệu (bằng mã EBCDIC hay ASCII) đều chèn thêm
các tín hiệu kiểm sốt lỗi trong các tín hiệu thơng tin để phía thu có thể kiểm tra, phát hiện và có thể
sửa các lỗi bit đơn cơ bản. Một số phương pháp kiểm tra lỗi thường được sử dụng
 Parity Check: Thường được sử dụng với phương pháp truyền từng ký tự. Trong mỗi ký tự
truyền, ngoài các bit mặc định start/data/stop bits, parity bit cũng được thêm vào theo nguyên tắc
 Kiểm tra chẵn: Tổng số bit 1 trong chuỗi data bits và parity bit là số chẵn
 Kiểm tra lẻ: Tổng số bit 1 trong chuỗi data bits và parity bit là số lẻ
 Phát hiện sai nếu tổng số bit lỗi là lẻ!!!
 Block Sum Check: Sử dụng với các phương pháp truyền từng khung/khối các ký tự. Mỗi khung
sẽ được chèn thêm 1 cột (đầu) và 1 hàng (cuối) để kiểm tra từng ký tự theo từng cột và hàng
 Parity cột: Kiểm tra lẻ
 Parity hàng: Kiểm tra chẵn
 Không phát hiện được lỗi sai nếu các bit lỗi nằm theo chùm 4bits (2 hàng và 2 cột)!!!
 Cyclic Redundancy Check: Sử dụng với các phương pháp truyền nhiều khung cùng lúc. Các
ký tự kiểm tra cũng được đóng thành một khung FSC – Frame Sequence Check và được phát kèm phía
sau các khung thơng tin. Ngun tắc hoạt động
Gọi
 M(x): Bản tin cần truyền ( gồm k bits)
 G(x): Đa thức sinh (gồm n + 1 bits)
 R(x): Số dư (gồm n bits) → k > n
 Q(x): Thương
 T(x): Thông điệp truyền đi (gồm n + k bits)
 Phía phát: Tạo ra các khung kiểm tra lỗi dựa trên các khung thông tin theo nguyên tắc
 Nhân đa thức M(x) với xn (dịch chuỗi bit sang trái n bits)
 Thực hiện phép chia


𝒙𝒏 𝑴(𝒙)
𝑹(𝒙)
= 𝑸(𝒙) +

𝑮(𝒙)
𝑮(𝒙)
 Thông điệp truyền đi là
𝑻(𝒙) = 𝒙𝒏 𝑴(𝒙) + 𝑹(𝒙)
 Phía thu: Đối chiếu khung kiểm tra lỗi với khung thông tin để phát hiện lỗi (nếu có) của khung
thơng tin
 Sau khi lấy được thơng điệp T(x), phía thu thực hiện một lần nữa phép chia cho G(x)
𝑻(𝒙) 𝒙𝒏 𝑴(𝒙) + 𝑹(𝒙) 𝒙𝒏 𝑴(𝒙) 𝑹(𝒙)
𝑹(𝒙) 𝑹(𝒙)
=
=
+
= 𝑸(𝒙) +
+
𝑮(𝒙)
𝑮(𝒙)
𝑮(𝒙)
𝑮(𝒙)
𝑮(𝒙) 𝑮(𝒙)
 Nếu kết quả chia thu được đa thức thương Q(x) thì T(x) khơng có lỗi
 Phát hiện được tất cả các lỗi bit đơn, bit đôi, bit lẻ hay bit chùm!!!
2.6.4. KỸ THUẬT NÉN DỮ LIỆU
Dữ liệu sau khi mã hóa thành các tín hiệu bit (0/1) sẽ đi qua 1 bước nén dữ liệu nhằm mục đích
giảm kích thước gói tin khi truyền đi
 Giảm bộ nhớ
 Giảm chi phí truyền, độ trễ, băng thơng
Nén dữ liệu gồm 2 loại cơ bản
 Không mất mát dữ liệu: Lưu giữ được tất cả thông tin, áp dụng cho dữ liệu chung
 Mất mát dữ liệu: Cho phép mất 1 số thông tin, áp dụng cho âm thanh, hình ảnh hay video
Có nhiều kỹ thuật để nén dữ liệu, cơ bản có

 Packed Decimal: Truyền ký tự số dùng mã BCD4bits thay cho mã ASCII(7bits) hay
EDBIC(8bits)
 Relative Coding: Truyền ký tự số chỉ truyền sai số giữa các số liên tiếp nhau
 Character Suppression: Khi truyền các ký tự in được giống nhau liên tiếp, chỉ truyền kí tự 1
lần và theo sau là số lần lặp lại liên tiếp
 Run Length Coding: Dành cho thiết bị Fax
 Huffman Coding: Kỹ thuật mã hóa thống kê. Mục tiêu là tạo ra các đoạn mã có kích thước
khác cho mỗi ký hiệu. Những ký hiệu có tần số xuất hiện cao được biểu diễn bởi ít bit(s) hơn và ngược
lại. Ngun tắc mã hóa
 Tính tần số của các ký hiệu
 Tạo cây nhị phân đại diện cho mã
hóa tốt nhất
 Sử dụng cây nhị phân để mã hóa các
ký hiệu
o Đối với mỗi ký tự, tổng hợp các bit từ phải sang trái
o Kích thước từ mã = độ dài của đường dẫn
Đánh giá hiệu suất nén bằng các thông số


 Entropy: 𝑯 = ∑ 𝒑𝒊 𝐥𝐨𝐠 𝟐 (𝟏⁄𝒑𝒊 )(𝒃𝒊𝒕𝒔⁄𝒔𝒚𝒎𝒃𝒐𝒍); pi là tần số xuất hiện của ký hiệu thứ i
 Độ dài từ mã trung bình: 𝑵 = ∑ 𝒑𝒊 𝑵𝒊 (𝒃𝒊𝒕𝒔⁄𝒔𝒚𝒎𝒃𝒐𝒍); Ni là độ dài từ mã cho ký hiệu thứ i
 Phương sai: 𝝈𝟐 = ∑ 𝒑𝒊 (𝑵𝒊 − 𝑵)𝟐
 Hiệu suất nén: 𝒉 = 𝑯/𝑵
 Tốc độ bit (sau khi nén): 𝑹𝒃 = 𝑹𝒔 𝑵(𝒃𝒑𝒔); Rs là tốc độ ký tự (symbol/s)


3. LIÊN KẾT – DATA LINK
3.1. GIAO THỨC CƠ SỞ
Lớp Data Link sẽ đóng gói các luồng dữ liệu bit vào trong các khung – frame. Có 2 kiểu frame
cơ bản

 Frame có kích thước cố định
 Frame có kích thước thay đổi
 Thao tác với dữ liệu đầu tiên của lớp Data Link! Tiếp theo đây, lớp này sẽ thao tác chủ yếu
trên các frame dữ liệu này!!!
3.2. KIỂM SỐT LỖI
Kiểm sốt lỗi là tập hợp các thủ tục được thực hiện để phát hiện lỗi trên các frame dữ liệu
2 mơ hình kiểm sốt lỗi hiện nay là
 Forward Error Control – FEC: Sử dụng trong các ứng dụng realtime (voice, video, game,…).
Phía thu chỉ có thể chấp nhận lỗi nếu không thể sửa
 Automatic Retransmission Request – ARQ: Ứng dụng trong các hoạt động truyền dữ liệu hồn
tồn chính xác (các ứng dụng non – realtime như email, truyền file,…)
Có 2 nghi thức cơ bản của ARQ, sau đây là các ký hiệu thường được sử dụng
 P (Primary): Phía sơ cấp – phía gửi đi các frame dữ liệu
 S (Secondary): Phía thứ cấp – phía nhận các frame dữ liệu
 I frame (Information frame): Các frame chứ thông tin dữ liệu (phân biệt với các frame đồng
bộ/phản hồi)
 I(N): Số tuần tự của frame thông tin
 ACK frame (Acknowledge frame): Frame xác nhận của S đến P để thông báo dữ liệu nhận
không lỗi
 NAK frame (Negative Acknowledge frame): Frame xác nhận của S đến P để thơng báo dữ liệu
nhận xuất hiện lỗi
Cùng tìm hiểu về 2 nghi thức cơ bản của mơ hình ARQ
3.2.1. IDLE RQ – STOP AND WAIT
Cách nghi thức Idle RQ hoạt động đúng như tên gọi “Stop and Wait”, sau mỗi I frame (I(N)) gửi
đi, P sẽ dừng lại để chờ xác nhận ACK/NAK của S và chỉ gửi tiếp I frame (I(N+1)) tiếp theo nếu I(N)
nhận được phản hồi ACK. Đặc điểm của nghi thức này
 P chỉ có 1 I frame đang chờ ACK tại 1 thời điểm
 Khi nhận được 1 I frame không lỗi, S phản hồi lại 1 ACK frame cho P, khi P nhận được ACK
cho I(N) mới truyền tiếp I(N+1)
 Khi truyền đi 1 frame, P sẽ bắt đầu tính thời gian, nếu hết thời gian (time expires) mà chưa nhận

được phản hồi từ S, P sẽ truyền lại frame đó
 Nếu S nhận được 2 frame giống nhau sẽ tự động loại bỏ 1


Việc phản hồi của S có thể được thực hiện theo 2 cách
 Tường minh – Explicit: Khi S nhận được 1 frame lỗi, S sẽ phản hồi bằng 1 NAK frame. P tiến
hành truyền lại frame ấy nếu nhận được NAK frame hoặc time expires
 Hiểu ngầm – Implicit: Khi nhận được 1 frame lỗi, S không phản hồi bằng 1 NAK frame. P chỉ
truyền lại 1 frame nếu time expires


Hiệu suất sử dụng đường truyền
 Trường hợp BER = 0
𝑼=

𝑻𝒊𝑿
𝑻𝒊𝑿
𝟏
𝟏
≈
=
=
𝑻𝒕
𝑻𝒊𝑿 + 𝟐𝑻𝒑 𝟏 + 𝟐𝑻𝒑 ⁄𝑻𝒊𝑿 𝟏 + 𝟐𝒂

 Trường hợp BER > 0
𝑻𝒊𝑿
𝑻𝒊𝑿
𝟏
𝟏

𝑼=
=
=
=
𝑵𝒓 𝑻𝒕 𝑵𝒓 (𝑻𝒊𝑿 + 𝟐𝑻𝒑 ) 𝑵𝒓 (𝟏 + 𝟐𝑻𝒑 ⁄𝑻𝒊𝑿 ) 𝑵𝒓 (𝟏 + 𝟐𝒂)
𝑵𝒓 = 𝟏 +

𝑷𝒇
𝟏
=
𝟏 − 𝑷𝒇 𝟏 − 𝑷𝒇

=≫ 𝑼 =

𝟏 − 𝑷𝒇
𝟏 + 𝟐𝒂

 Pf: Tỉ lệ lỗi khung FER
 a = Tp/TiX


Ưu điểm
 Bộ đệm của hệ thống nhỏ (P và S chỉ giữ 1 frame tại mọi thời điểm



Nhược điểm
 Hiệu suất truyền thấp
 Sử dụng truyền dữ liệu có thể in được

 Truyền bán song công
3.2.2. CONTINUOUS RQ
Để khắc phục hạn chế hiệu suất đường truyền của Idle RQ khi phần lớn thời gian các bên thu và
phát rơi vào trạng thái chờ. Continuous RQ cho phép truyền các frame liên tục → Kích thước bộ đệm
ở cả 2 phía sẽ tăng lên. Quy tắc truyền của Continuous RQ
 P gửi I frame liên tục và không dừng lại chờ ACK
 Khi nhiều hơn 1 I frame đang đợi ACK, P sẽ đưa bản Copy của I frame đó vào bộ đệm đi
(FIFO)


 S phản hồi ACK cho mỗi I frame nhận không lỗi
 Sau khi nhận được ACK cho I frame tương ứng, P sẽ xóa I frame đó khỏi bộ đệm đi
 I frame S nhận đúng sẽ được đưa vào bộ đệm nhận (FIFO)
 Trường hợp S nhận được I frame không đúng thứ tự, S giữ lại tất cả I frame hiện tại trong bộ
đệm thu đến khi nhận được I frame đúng thứ tự
Trong trường hợp S nhận được I frame lỗi, có 2 cách xử lý của phía S
 GO BACK N (HDLC): S yêu cầu P truyền lại những I frame chưa nhận được phản hồi ACK,
nghĩa là P truyền lại tất cả frame kể từ frame cuối cùng nhận đúng
 SELECTIVE REPEAT (TCP): S yêu cầu P truyền lại chỉ những frame bị lỗi bằng cách trả
lời NAK/time expires ở phía P
3.3. KIỂM SỐT LUỒNG
Kiểm soát luồng là tập hợp các thủ tục được thực hiện nhằm kiểm soát số lượng dữ liệu mà phía
phát có thể gửi đi để phía thu có thể nhận được dữ liệu vào bộ đệm trước khi xử lý. Do theo các phương
pháp kiểm soát lỗi (khi các frame lỗi/sai thứ tự) bộ đệm nhận có khả năng bị quá tải khiến dữ liệu bị
mất mát. Do đó, cần 1 tín hiệu thơng báo cho phía phát ngừng truyền dữ liệu và chỉ tiếp tục truyền khi
phía thu đã sẵn sàng
2 phương pháp điều khiển luồng được sử dụng chủ yếu hiện nay
3.3.1. X – ON/X – OFF
Bằng việc sử dụng 2 tín hiệu thơng báo trạng thái sẵn sàng của bộ đệm thu là X – ON (phía thu
sẵn sàng) và X – OFF (bộ đệm thu quá tải)

 Khi bộ đệm thu bị quá tải, S sẽ gửi tín hiệu X – OFF cho P và P phải dừng ngay hoạt động
truyền dữ liệu
 Khi S giải phóng được bộ đệm và sẵn sàng tiếp tục nhận dữ liệu, S sẽ gửi tín hiệu X – ON cho
P và P tiếp tục truyền các I frame tiếp theo
3.3.2. SLIDING WINDOW
Phương pháp hoạt động dựa trên việc sử dụng 2 cửa sổ trượt có kích thước khơng đổi trên bộ
đệm ở 2 phía theo cơ chế
 Các I frame đã phát và đang đợi ACK được đặt trong Send Window
 Khi phát I frame, cạnh trên (Upper Window Edge – UWE) của Send Window tăng lên 1
 Khi nhận ACK, cạnh dưới (Lower Window Edge – LWE) của Send Window tăng lên 1
 Phía phát ngưng truyền nếu Send Window phía thu có UWE – LWE = K
 Tương tự cho bên thu với Receive Window
Do đó, để bộ đệm ở 2 phía khơng rơi vào tình trạng quá tải, cần cân nhắc hệ số K dựa trên 1 số
nguyên tắc
 Kích thước frame
 Dung lượng bộ đệm
 Thời gian trễ do lan truyền sóng


 Tốc độ phát


Hiệu suất sử dụng đường truyền nếu áp dụng các phương pháp kiểm soát lỗi và luồng
 Trường hợp BER = 0
 Nếu K ≥ 1 + 2a → U = 1
 Nếu K < 1 + 2a
𝑼=

𝑲𝑻𝒊𝑿
𝑲𝑻𝒊𝑿

𝑲
=
=
𝑻𝒕
𝑻𝒕 + 𝟐𝑻𝒑 𝟏 + 𝟐𝒂

 Trường hợp BER > 0
o
Sử dụng Selective Repeat
 Nếu K ≥ 1 + 2a → U = 1 – Pf
 Nếu K < 1 + 2a
𝑲(𝟏 − 𝑷𝒇 )
𝑲𝑻𝒊𝑿
𝑲𝑻𝒊𝑿
=
=
𝑵𝒓 𝑻𝒕 𝑵𝒓 (𝑻𝒕 + 𝟐𝑻𝒑 )
𝟏 + 𝟐𝒂

𝑼=
o

Sử dụng Go back N
 Nếu K ≥ 1 + 2a
𝑼=

(𝟏 + 𝟐𝒂)(𝟏 − 𝑷𝒇 )
(𝟏 + 𝟐𝒂) (𝟏 + 𝑷𝒇 (𝑲 − 𝟏))

=

𝟏 − 𝑷𝒇
𝟏 + 𝑷𝒇 (𝑲 − 𝟏)

 Nếu K < 1 + 2a
𝑼=

𝑲(𝟏 + 𝑷𝒇 )
𝑲(𝟏 − 𝑷𝒇 )
=
(𝟏 + 𝟐𝒂) + (𝟏 + 𝟐𝒂)𝑷𝒇 (𝑲 − 𝟏) (𝟏 + 𝟐𝒂) (𝟏 + 𝑷 (𝑲 − 𝟏))
𝒇

3.4. NGHI THỨC LỚP LIÊN KẾT DỮ LIỆU
Lớp Data Link thực hiện chức năng chính là truyền dữ liệu qua 1 tuyến dữ liệu nối tiếp. Bên cạnh
các nghi thức cấu hình điểm – điểm/đa điểm; định dạng khung; kiểm sốt lỗi; kiểm sốt luồng Data
Link cịn chịu trách nhiệm quản lý kết nối
Tùy thuộc vào ứng dụng mà Data Link có thể cung cấp 2 loại hình dịch vụ chính
 Connectionless: Kết nối khơng định hướng
 Connection – oriented: Kết nối có định hướng
Trong mơ hình kết nối có định hướng gồm 2 loại hình định hướng chính là định hướng kí tự –
Tiêu biểu là BSC và định hướng Bit – Đại diện bởi HDLC
3.4.1. BINARY SYNCHRONOUS COMMUNICATION – BSC
 Định hướng kí tự
 Sử dụng kiểm soát lỗi Idle RQ
 Nghi thức truyền đồng bộ, kết nối định hướng
 Dữ liệu truyền theo kiểu bán song cơng
 Ứng dựng trong cấu hình điểm – điểm hoặc đa điểm (1 Master – nhiều Slaves)

3.4.2. HIGH LEVEL DATA LINK CONTROL – HDLC
 Định hướng kí tự
 Dùng để điều khiển kết nối (thiết lập và giải phóng kết nối Logical giữa 2 phía phát và nhận),
trao đổi dữ liệu (kiểm soát lỗi và kiểm sốt luồng)
 Ứng dụng trong cấu hình điểm – điểm hoặc đa điểm (1 Masters – nhiều Slaves)
 Các loại trạm trong HDLC
 Trạm sơ cấp: Điều khiển hoạt động của đường kết nối, các khung phát từ các trạm này là
các lệnh (Command)
 Trạm thứ cấp: Chịu sự điều khiển của trạm sơ cấp, phát đi các khung đáp ứng (Response)
 Trạm kết hợp: Có thể phát lệnh hoặc đáp ứng (điểm – điểm)


4. MẠNG TRUYỀN SỐ LIỆU – NETWORK
4.1. GIỚI THIỆU
Network quy định cách dữ liệu di chuyển giữa các thiết bị trung gian trong mạng để đi đến nơi
cần đến. Một số đặc điểm của lớp này
4.1.1. NETWORK
 MẠNG CỤC BỘ: Local Area Network – LAN là mạng kết nối các thiết bị máy tính bên trong
một khu vực bị giới hạn như nhà riêng, trường học, tòa nhà,… Thường sử dụng các kết nối vật lý: cáp
đồng trục, cáp xoắn
 MẠNG ĐƠ THỊ: Metropolitan Area Network – MAN là mơ hình kết nối nhiều mạng LAN
với nhau thơng qua dây cáp và các phương tiện truyền dẫn vật lý khác. Phạm vi kết nối có thể phủ
rộng khắp 1 thành phố
 MẠNG DIỆN RỘNG: Wide Area Network – WAN là sự kết hợp giữa mạng LAN và MAN
thông qua kết nối vệ tinh, cáp quang hay cáp dây diện đường dài. Phạm vi kết nối có thể bao phủ cả 1
vùng rộng lớn, 1 quốc gia thậm chí là tồn cầu
4.1.2. LOGICAL LINK CONTROL – LLC
Dựa trên giao thức HDLC của lớp Data Link, các tầng con của LLC chủ yếu quan tâm đến
 Ghép kênh (Multiplexing)
 Phân kênh (Demultiplexing)

 Cung cấp các chức năng điều khiển lỗi và luồng theo yêu cầu
4.1.3. MEDIA ACCESS CONTROL – MAC
Chức năng chính là cung cấp các cơ chế đánh địa chỉ và điều khiển truy cập kênh. Nghĩa là MAC
hoạt động giống như 1 giao diện cho phép việc truyền dữ liệu giữa tầng con LLC với tầng vật lý
(Physical) được diễn ra thuận lợi
Ngồi ra, MAC cịn cho phép nhiều trạm kết nối tới cùng 1 môi trường vật lý để dùng chung mơi
trường đó
4.1.4. ETHERNET
Là 1 phương thức giao tiếp giữa các thiết bị trong mạng. Một số đặc điểm nổi bật
 Phương thức truy cập: CSMA – Carrier Sense Multiple Access: Đa truy cập theo cách cảm
biến sóng mang
 Cấu hình vật lý: Bus, Star, Ring
 Mỗi trạm trước khi truyền phải lắng nghe lưu lượng trên đường truyền bằng cách kiểm tra điện
áp
 Nếu khơng có điện áp là đường truyền rảnh, trạm bắt đầu truyền dữ liệu
 Nếu có điện áp là đường truyền khơng rảnh, trạm chờ 1 thời gian rồi tiến hành kiểm tra lại
Các phiên bản khác của Ethernet
 Fast Ethernet
 Tốc độ tối đa ~ 100Mbps


 Khoảng cách ngắn, tối đa 250m
 Gigabit Ethernet
 Tốc độ dữ liệu > 1Gbps
 Chủ yếu dùng sợi quang
4.2. ĐỊA CHỈ IP
Là thông tin dùng để định danh các phần tử tham gia vào mạng Network. Địa chỉ này sẽ được
cung cấp cho thiết bị ngay khi tham gia vào mạng và có thể thay đổi khi cấu hình lại mạng. Địa chỉ IP
là duy nhất trong mỗi mạng
4.2.1. ĐỊNH DẠNG

Địa chỉ IPv4 có độ dài 32bits được phân cấp thành 2 phần: Network Address và Host Address
Tại lớp Network này, dữ liệu được đóng gói thành các gói tin – Packets, có định dạng gồm 2
phần: Header (20 – 60Bytes) và Data (≤ 665,476Bytes). Header của các gói tin này được định dạng
chủ yếu dựa trên địa chỉ IP của các thiết bị tham gia quá trình truyền nhận nên còn được gọi là IP
Header


VERS
 Độ dài 4bits
 Xác định phiên bản của địa chỉ IP
 IPv4: 0100
 IPv6: 0110



HLEN
 Độ dài 4bits

 Xác định độ dài của IP Header
(bội số của 4Bytes)


SERVICE TYPE
 Độ dài 8bits

 Xác định mức độ quan trọng của
gói tin dựa trên các thông số
 Precedence: Giá trị ưu tiên
 Reliability: Độ tin cậy
 Speed: Tốc độ



TOTAL LENGTH
 Độ dài 16bits
 Xác định độ dài (Bytes) của gói tin (Gồm Header và Data)



IDENTIFICATION
 Độ dài 16bits
 Xác định số nhận dạng của gói tin đang gửi (nếu dữ liệu được chia thành nhiều gói)



FLAGS


 Độ dài 3bits
 Bit thứ 2: Xác định liệu gói dữ liệu có bị phân mảnh hay khơng
 Bit cuối cùng: Xác định gói tin có phải là mảnh cuối cùng không


FRAGMENT OFFSET
 Độ dài 13bits
 Dùng để ghép các mảnh lại với nhau



TIME TO LIVE
 Độ dài 8bits

 Xác định số node tối đa mà gói tin có thể di chuyển qua (tránh trường hợp gói tin bị lặp vô tận
trong mạng)


PROTOCOL
 Độ dài 8bits
 Cho biết giao thức lớp trên nào sẽ nhận gói tin sau khi IP xử lý hoàn tất
 06: TCP
 17: UDP



HEADER CHECKSUM
 Độ dài 16bits
 Checksum cho IP Header



SOURCE/DESTINATION IP ADDRESS
 Độ dài 32bits
 Xác định địa chỉ nguồn và đích



IP OPTION
 Độ dài tùy chọn
 Các tùy chọn cho gói tin: Security, Route, Error Report,…



PADDING
 Độ dài phụ thuộc vào IP Options (Tổng 32bits)
 Đảm bảo kích thước của IP Header luôn là bội số của 32bits
4.2.2. PHÂN LỚP
Địa chỉ IP được phân thành 2 lớp chính



NETWORK BITS
 Được cung cấp bởi Internet Network Information Center
 Định nghĩa mạng và thiết bị muốn kết nối
 Định nghĩa bởi Subnet Mask
 Tất cả bằng 0: Không sử dụng



HOST BITS
 Quản lý bởi Network Administrator


 Định nghĩa địa chỉ của các thiết bị trong mạng
 Tất cả bằng 1: Địa chỉ Broadcast
Kích thước của Network và Host Bits phụ thuộc vào phân lớp (Class) của địa chỉ IP. Gồm 5 phân
lớp
Phân lớp Network (Bytes) Host (Bytes) Byte đầu tiên (Binary) Byte đầu tiên
A
1
3
0xxx

0 – 127
B
2
2
10xx
128 – 191
C
3
1
110x
192 – 223
D
Multicast
0
1110
224 – 239
E
Reserved
0
1111
240 – 255


SUBNET MASK: Dùng để tách địa chỉ mạng (Network) từ 1 địa chỉ IP
 Các bit tương ứng với vị trí Network + Subnet là bit 1
 Các bit tương ứng với vị trí Host là bit 0
4.2.3. SUBNETING
Là hành động chia mạng hiện tại thành các mạng con có kích thước nhỏ hơn nhằm
 Giảm kích thước của miền quảng bá
 Tăng độ bảo mật

 Cấu hình quản lý theo hướng phân cấp
Mặc dù bị chia thành nhiều mạng con, nhưng từ góc độ mạng bên ngồi gửi đến, các mạng con
này vẫn cùng nằm trên 1 mạng duy nhất. Sự phân cấp này được thực hiện trên các Host bits → Chỉ có
3 phân lớp A, B và C có thể thực hiện phân lớp. Các bit Subnet được chia
 Tất cả bằng 0: Dự phòng cho địa chỉ mạng (thường khơng sử dụng)
 Tất cả bằng 1: Dự phịng cho địa chỉ quảng bá
Số bit tối đa có thể mượn và số mạng con có thể chia
Phân lớp Số bit tối đa
Số Subnets
22
A
22
22 – 2 = 4,194,302
B
14
214 – 2 = 16,382
C
06
26 – 2 = 62
4.3. THIẾT BỊ MẠNG
4.3.1. THIẾT BỊ MẠNG
Là các đối tượng có thể tham gia vào mạng. Được chia thành 4 nhóm chính


HUB/REPEATER
 Là các thiết bị lớp Physical
 Mục đích mở rộng mạng



SWITCH/BRIDGE