KTTSL_CHUONG1 pptx

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 ( Data terminal Equipment) 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 (Department of Defense )

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)
CSE 501035 – Data Communication 18

Kiến trúc nghi thức và mạng

2 mức địa chỉ

Mỗi máy tính cần 1
địa chỉ mạng duy
nhất

Mỗi ứng dụng trong
một máy tính cần 1
địa chỉ duy nhất
(trong máy)

Service Access Point
(SAP)

Port đối với mô hình
TCP/IP
Computer B
Computer A
Computer C
Network Address
Service Access Point
CSE 501035 – Data Communication 19
Nghi thức trong mô hình 3 lớp
Computer YComputer X
Application Protocol
Transport Protocol
Network access
protocol

Network access
protocol
CSE 501035 – Data Communication 20
Protocol Data Units (PDU)

Tại mỗi lớp, người ta dùng các nghi thức để giao tiếp

Thông tin điều khiển được thêm vào dữ liệu người dùng tại
mỗi lớp

Lớp Transport có thể phân đoạn dữ liệu người dùng

Mỗi phân đoạn có một header chứa

SAP đích

Số tuần tự

Mã phát hiện sai
Application Data
Transport
header
Network
header
Transport
header
Network
header
Transport
Protocol Data Units

Network
Protocol Data Units
(packages)
CSE 501035 – Data Communication 21
Network PDU

Thêm header mạng chứa

Địa chỉ mạng của máy đích

Yêu cầu dịch vụ
Source X Destination Y
Application
Transport
Network
access
Application
Transport
Network
access
DHost DHost
DSAP DSAP
Record Record
Packet
Transport PDU
DSAP = Destination Service Access Point
DHost = Destination Host
CSE 501035 – Data Communication 22
Kiến trúc nghi thức được chuẩn hóa


Cần thiết để các thiết bị trao đổi dữ liệu

Các nhà cung cấp có nhiều sản phẩm

Khách hàng có thể đòi hỏi thiết bị hợp chuẩn

2 chuẩn thông dụng

Mô hình OSI

Mô hình TCP/IP

Ngoài ra còn có Systems Network Architecture
(SNA) của IBM
CSE 501035 – Data Communication 23
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 sự kết nối liên mạng, nghĩa 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 vận chuyển (giao tiếp giữa các thiết bị)

Lớp Internet

Lớp truy xuất mạng

Lớp vật lý
CSE 501035 – Data Communication 24
Mô hình kiến trúc giao thức TCP/IP
Source
Trans-
mitter
Trans-
mission
System

Receiver
Des-
tination
Source System
Destination System
CSE 501035 – Data Communication 25
Khái niệm TCP/IP