Giới thiệu về kỹ thuật truyền số liệu

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT
TRUYỀN SỐ LIỆU

CSE 501035 – Data Communication 2
Nội dung

Ứng dụng truyền dữ liệu

Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

Mạng truyền số liệu

Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính
CSE 501035 – Data Communication 3
Ứng dụng truyền số liệu

Ứng dụng dữ liệu

Ứng dụng âm thanh, tiếng nói.
Sơ đồ khối tổng quát (mô hình Shannon)
Source
Trans-
mitter
Trans-
mission
System
Receiver
Des-
tination
Source System

Destination System
Ví dụ

Ứng dụng video

Ứng dụng thời gian thực
CSE 501035 – Data Communication 4
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

Hệ thống truyền dữ liệu ?

Dữ liệu: biểu diễn số liệu, khái niệm, … dưới
dạng thích hợp cho việc giao tiếp, xử lý, diễn giải

Thông tin: ý nghĩa được gán cho dữ liệu

Tập hợp các thiết bị được kết nối thông qua một
môi trường truyền dẫn
CSE 501035 – Data Communication 5
Tác vụ 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
CSE 501035 – Data Communication 6
Hệ thống truyền dữ liệu

Tại sao phải dùng hệ thống truyền dữ liệu

Chia xẻ tài nguyên

Máy in

Ổ đĩa/băng từ

Công suất tính toán

Tập hợp dữ liệu

Phân tán tải


Tính toán song song

Tính toán theo mô hình client-server

Fault tolerance

Trao đổi thông tin

Giao dịch cơ sở dữ liệu

Thư điện tử

Phân tán dữ liệu trên mạng – lưu trữ
CSE 501035 – Data Communication 7
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)
Source
Trans-
mitter
Trans-
mission
System
Receiver
Des-
tination
Source System
Destination System
CSE 501035 – Data Communication 8
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)

Mạng diện rộng (Wide-
Area Networks – WAN)
Switching
node
Wide-Area
Network
Destination systemSource system
Source
Trans
mitter
Trans
mission
System
Receiver
Dest
ination
Local-Area
Network
CSE 501035 – Data Communication 9
Mạng truyền số liệu

Mạng cục bộ LAN

Đặc điểm

Kết nối các thiết bị cùng tổ chức

Tốc độ cao


Thường dùng hệ thống broadcast

Hệ thống chuyển mạch và ATM đang được ứng dụng

Cấu hình

Chuyển mạch

Ethernet chuyển mạch (một hoặc nhiều bộ chuyển mạch)

ATM LAN

Fibre channel

Không dây

Cơ động

Dễ dàng cài đặt
CSE 501035 – Data Communication 10
Mạng truyền số liệu

Mạng diện rộng 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 (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 xác suất 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)
CSE 501035 – Data Communication 11
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

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.)
CSE 501035 – Data Communication 12
Cấu hình mạng truyền số liệu
CSE 501035 – Data Communication 13
Kiến trúc truyền thông máy tính

Tác vụ giao tiếp được phân nhỏ thành các môđun

Các mođun được hiện thực trên các lớp khác nhau (trên cả 2 hệ thống)

Giao tiếp đồng đẳng

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
Communication
subsystem
Application process
Data communication network
Computer-to-network communication
Computer I Computer II
Communication
subsystem
Application process
Computer-to-computer
communication
User-to-user

communication
CSE 501035 – Data Communication 14
Nghi thức giao tiếp (giao thức)

Dùng để giao tiếp giữa các
thực thể trong một hệ thống

Thực thể

Có khả năng gởi/nhận thông
tin

Ứng dụng người dùng

Thư điện tử

Thiết bị đầu cuối

Hệ thống

Đối tượng vật lý, chứa một
hoăc nhiều thực thể

Máy tính

Thiết bị đầu cuối

Cảm biến từ xa

Phải cùng “nói” một ngôn ngữ


Các thành phần chính của
một nghi thức giao tiếp

Ngữ pháp (syntax)

Định dạng dữ liệu

Mức tín hiệu

Ngữ nghĩa (semantic)

Thông tin điều khiển

Xử lý lỗi

Định thời (timing)

Đồng bộ

Tuần tự
CSE 501035 – Data Communication 15
Tiêu chuẩn hóa

Cần thiết cho các tác vụ liên thông giữa các thiết bị

Các tổ chức chuẩn hóa

Internet Society (ISOC): cộng đồng các tổ chức và cá nhân liên quan đến việc
đánh địa chỉ của internet (bao gồm cả IETF, IAB)


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 Standardization ISO (): có
nhiều chuẩn liên quan đến máy tính, đại diện ở Mỹ là ANSI (ISO9000 là
chuẩn liên quan bảo hiểm chất lượng)

Ưu điểm

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
CSE 501035 – Data Communication 16

Tiêu chuẩn hóa

Hệ thống kín (sở hữu riêng)

Được định nghĩa 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

Hệ thống nhiều nhà cung cấp (thương mại hóa)

Được định nghĩa 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 (Public Switched
Telephone Tetwork)

X-series: kết nối giữa DTE và PSDN (Public Switched Data Network)

I-series: kết nối giữa DTE và ISDN (Integrated Services Digital Network)

Hệ thống DoD

TCP/IP – Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Hệ thống mở

Được định nghĩa bởi ISO


OSI – Open Systems Interconnection
CSE 501035 – Data Communication 17
Mô hình 3 lớp

Network Access Layer

Trao đổi dữ liệu giữa máy tính và mạng

Máy tính nguồn cung cấp địa chỉ đích

Có thể có các mức dịch vụ

Tùy thuộc vào loại mạng đang dùng (LAN, chuyển mạch
gói, …)

Transport Layer

Trao đổi dữ liệu tin cậy

Độc lập với mạng đang dùng

Độc lập với ứng dụng

Application Layer

Hỗ trợ các ứng dụng người dùng khác nhau (e.g. e-mail,
file transfer)