Bài giảng kỹ thuật truyền số liệu

Kỹ Thuật
Truyền Số Liệu


Giới thiệu


Môn học






Mã số: 501035
Số tín chỉ: 2
Môn học trước: khoâng

Giảng viên





TS. Đinh Đức Anh Vũ
Khoa CNTT
(8647256 ext. 5843)
/>
CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 2

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Giới thiệu môn học


Động lực





Mục đích







Gi i thi u các khái niệm, thuật ngữ và các phương pháp tiếp cận được dùng trong
các hệ thống truyền dữ liệu
Hiểu việc truyền số liệu giữa 2 thiết bị và các vấn đề liên quan
Hiểu việc truyền dữ liệu qua mạng giữa 2 thiết bị thông qua một nghi thức giao tiếp
Giới thiệu một số mạng truyền số liệu được sử dụng hiện nay

Đối tượng





Sự phát triển vũ bão của các ứng dụng máy tính
Sự cần thiết của việc trao đổi thông tin giữa các nơi, giữa các máy tính

Sinh viên chuyên ngành có kiến thức về thiết kế mạch, cấu trúc máy tính, ngôn ngữ
lập trình cấp cao
Kỹ sư chuyên ngành

Đánh giá




Kiểm tra giữa kỳ: 20%
Kiểm tra cuối kỳ: 80%
Phương pháp: TBD

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 3

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Nội dung môn học
1.
2.
3.

4.
5.
6.
7.
8.
9.

Giới thiệu về KT Truyền Số Liệu
Môi trường truyền
Các vấn đề cơ bản trong Truyền Số Liệu
Các nghi thức sửa lỗi
Một số nghi thức ở cấp liên kết dữ liệu (Datalink)
Công nghệ chuyển mạch mạch điện
Công nghệ chuyển mạch gói
Mạng ISDN
Nghi thức ATM và mạng B-ISDN

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 4

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Tài liệu tham khảo
















Data Communications, Computer Networks and Open Systems – Fred
Halsall
Data and Computer Communications – William Stallings
ISDN & B-ISDN – William Stallings
ATM Foundations for Broadband Networks – Uyless Black
Data Communications – William L. Schweber
Data communications and teleprocessing systems – Trevor Housley
Data communication technology – James Martin
Công nghệ ATM và CDMA – LG Information & Communications
Lecture notes for M.Sc. Data Communication Networks and Distributed
Systems D51 -- Basic Communications and Networks - Saleem N. Bhatti Department of Computer Science - University College London - October 1994
Lecture notes for DATA COMMUNICATIONS, v4.0 – Brian Brown, 1995-2001.
Fiber Optics Communication and Other Applications – Henry Zanger & Cynthia
Zanger.
Wireless Networked Communications Concepts, Technology and
Implementation – Regis J. Bates.
Practical digital and data communications with LSI applications – Paul Bates

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 5

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Chương 1
Giới thiệu về Kỹ Thuật
Truyền Số Liệu
Ứng

dụng truyền dữ liệu
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
Truyền số liệu
Mạng truyền số liệu
Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính


Ứng dụng truyền dữ liệu

Sơ đồ khối tổng quát (mô hình Shannon)



Ứng dụng dữ liệu
Ứng dụng âm thanh, tiếng nói




Ứng dụng video

Ứng dụng thời gian thực

Ví dụ
CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 7

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Mô hình hệ thống truyền dữ liệu


Hệ thống truyền dữ liệu là gì?





Dữ liệu: biểu diễn số liệu, khái niệm, … dưới dạng thích hợp cho
việc giao tiếp, xử lý, diễn giải
Thông tin: ý nghóa được gán cho dữ liệu
Tập hợp các thiết bị được kết nối thông qua một môi trường truyền
dẫn

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 8

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED

Hệ thống truyền dữ liệu


Tác vụ chính của hệ thống truyền dữ liệu













Sử dụng hệ thống truyền dẫn
Giao tiếp
Tạo tín hiệu
Đồng bộ
Quản lý việc trao đổi dữ liệu
Điều khiển dòng dữ liệu
Phát hiện và sửa lỗi
Định vị địa chỉ và tìm đường
Khôi phục
Định dạng thông báo
Bảo mật

Quản trị mạng

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 9

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Hệ thống truyền dữ liệu


Tại sao phải dùng hệ thống truyền dữ liệu


Chia xẻ tài nguyên







Phân tán tải






Máy in
Ổ đóa/băng từ
Công suất tính toán
Tập hợp dữ liệu
Tính toán song song
Tính toán theo mô hình client-server
Fault tolerance

Chuyển thông tin




Giao dịch cơ sở dữ liệu
Thư điện tử
Phân tán dữ liệu trên mạng – lưu trữ

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 10

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Truyền số liệu



Liên quan đến các vấn đề truyền dữ liệu số dạng thô







Truyền dẫn dữ liệu (data transmission)
Mã hóa dữ liệu (data encoding)
Kỹ thuật trao đổi dữ liệu số (digital data communication)
Điều khiển liên kết dữ liệu (data link control)
Phân hợp (multiplexing)



Liên kết (link) hoặc mạch (circuit)
Kênh (channel)

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 11

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Mạng truyền số liệu


Giao tiếp điểm-điểm
thường không thực tế



Các thiết bị cách xa nhau
Số kết nối tăng đáng kể
khi số các thiết bị cần
giao tiếp lớn

 mạng truyền số liệu


Phân loại dựa vào
phạm vi hoạt động


Mạng cục bộ (Local-Area
Networks – LAN)



Đặc tính?
Ứng dụng?

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 12

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Mạng truyền số liệu


Mạng diện rộng (Wide-Area Networks – WAN)


Khác như thế nào so với mạng LAN?





Triển khai theo diện rộng
Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng

Công nghệ


Chuyển mạch mạch điện (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



Frame Relay

 Được dùng trong chuyển mạch gói có tốc độ lỗi thấp



ATM

 Chế độ truyền bất đồng bộ (Asynchronous Transfer Mode)
 Dùng các gói có kích thước cố định (gọi là cell)



ISDN

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

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 13

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Mạng truyền số liệu


Một cách phân loại khác



Dựa vào kiến trúc và kỹ thuật dùng để trao đổi dữ liệu
Mạng chuyển mạch (switched networks)
Mạng chuyển mạch mạch điện
 Mạng chuyển mạch gói




Mạng phát tán (broadcast networks)
Mạng radio gói (packet radio net.)
 Mạng vệ tinh (satellite net.)
 Mạng cục bộ (local net.)


CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 14

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Nghi thức giao tiếp


Dùng để giao tiếp giữa các thực
thể trong một hệ thống


Thực thể








Các thành phần chính của một
nghi thức giao tiếp


Có khả năng gởi/nhận thông tin
Ứng dụng người dùng
Thư điện tử
Thiết bị đầu cuối





Ngữ pháp (syntax)







Đối tượng vật lý, chứa một hoăc
nhiều thực thể

Máy tính
Thiết bị đầu cuối
Cảm biến từ xa



Định dạng dữ liệu
Mức tín hiệu

Ngữ nghóa (semantic)


Hệ thống






Thông tin điều khiển
Xử lý lỗi

Định thời (timing)



Đồng bộ
Tuần tự

Phải cùng “nói” một ngôn ngữ

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 15

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Kiến trúc truyền thông máy tính



Tác vụ giao tiếp được phân nhỏ thành các môđun
Ứng dụng truyền file







Nguồn thiết lập kết nối (báo cho mạng biết đâu là đích)
Nguồn đảm bảo đích sẵn sàng nhận dữ liệu
Ứng dụng truyền file trên h/t nguồn phải đảm bảo chương trình quản lý file
trên h/t đích sẵn sàng nhận và lưu trữ file
Nếu định dạng file dùng trên 2 h/t không tương thích, một hoặc cả 2 h/t
phải thực hiện chức năng chuyển đổi

Ví dụ, truyền file có thể được phân thành 3 môđun





Truyền file
Dịch vụ giao tiếp
Truy xuất mạng

Computer I

Computer II

Application process

User-to-user
communication

Application process

Communication
subsystem

Computer-to-computer
communication

Communication
subsystem

Computer-to-network communication

Data communication network

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 16

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Tiêu chuẩn hóa



Cần thiết cho các tác vụ liên thông giữa các thiết bị
Các tổ chức chuẩn hóa








Ưu điểm





Electronics Industries Association EIA: hiệp hội các nhà sản xuất ở Mỹ, đưa ra
chuẩn RS232 và các chuẩn tương tự
Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE (): tổ chức

nhà nghề của các kỹ sư điện-điện tử (IEEE-754: chuẩn cho số chấm động)
International Telecommunications Union ITU (): điều phối các
chuẩn tầm quốc tế, cấp phát tần số viễn thông vệ tinh
American National Standards Institute ANSI (): đại diện cho một
số tổ chức chuẩn hóa ở Mỹ (chuẩn cho ký tự ASCII)
International Organization for Standards ISO (): có nhiều chuẩn
liên quan đến máy tính, đại diện ở Mỹ là ANSI (ISO9000 là chuẩn liên quan bảo
hiểm chất lượng)
Bảo đảm thị trường lớn cho các thiết bị và các phần mềm
Cho phép các sản phẩm của các nhà cung cấp có thể giao tiếp với nhau

Nhược điểm



Hạn chế sự phát triển công nghệ
Có thể có nhiều chuẩn cho cùng một công nghệ

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 17

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Tiêu chuẩn hóa


Hệ thống kín (sở hữu riêng)






Hệ thống nhiều nhà cung cấp (thương mại hóa)








Được định nghóa bởi một số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông
SNA (IBM), IPX (Novel), ...
V-series: kết nối giữa DTE và modem kết nối với PSTN
X-series: kết nối giữa DTE và PSDN
I-series: kết nối giữa DTE và ISDN

Hệ thống DoD




Được định nghóa bởi một vài nhà sản xuất máy tính
Chỉ liên quan đến việc truyền dữ liệu trong một máy tính hoặc giữa máy tính với các
thiết bị ngoại vi

TCP/IP – Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Hệ thống mở



Được định nghóa bởi ISO
OSI – Open Systems Interconnection

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 18

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Mô hình DoD









Phát triển bởi DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) cho mạng
chuyển mạch gói ARPANET (sau này là Internet)
Sắp xếp phân cấp của các thực thể có khả năng giao tiếp với các thực thể ngang cấp
trong một hệ thống khác
Trong một hệ thống, một thực thể cung cấp dịch vụ cho các thực thể khác và cũng sử
dụng dịch vụ của các thực thể khác

Nhấn mạnh vào internetworking, nghóa là, khi 2 thực thể giao tiếp không nối chung một
mạng
Quan tâm cả hệ thống hướng đến kết nối và không kết nối
Bao gồm các ứng dụng: trao đổi file (FTP, RCP), mô phỏng terminal (telnet, rlogin), chia
xẻ và truy cập file phân tán (NFS), thực thi lệnh từ xa (rsh, rexec), in ấn từ xa (lpr),
802.X, X.25, mail (SMTP), quản trị mạng (NSP, SNMP)
TCP/IP được phát triển đồng thời với mô hình ISO





Không chứa các nghi thức liên quan đến các lớp trong mô hình ISO
Hầu hết các chức năng của mô hình ISO được tích hợp trong TCP/IP

Không phải mô hình chính thức, nhưng là một mô hình thực tiễn






Lớp ứng dụng
Lớp transport (giao tiếp giữa các thiết bị)
Lớp Internet
Lớp truy xuất mạng
Lớp vật lý

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 19

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED


Mô hình kiến trúc nghi thức TCP/IP

CSE501035 Data Communication, Lecture 1

Slide 20

©2004, TS. Đinh Đức Anh Vũ – VNU/HCMUT/FIT/CED