slide bài giảng môn truyền thông và mạng máy tính chương 8 tầng liên kết dữ liệu

Chương 8:

T ng liên k t d

li u

Gi ng viên: Ngô H ng Sơn
Khoa CNTT- ðHBK Hà N i
B môn Truy n thơng và M ng máy tính

1


T ng quan
Tu n trư c: T ng ng d ng
Mơ hình: client-server vs. P2P
Case study: HTTP, Mail, FTP…

Tu n này: T ng liên k t d li u
D ch v :
ðóng gói, đ a ch hóa
Phát hi n và s a l i
Ki m soát lu ng
Ki m soát truy nh p đư ng
truy n

Cơng ngh m ng LAN (Local
Area Network)
Ethernet
Wireless LAN

Công ngh m ng WAN (Wide
Area Network)
Frame relay
ATM
….

2


Gi i thi u v
T ng liên k t d li u

3


Nút m ng và liên k t
“link”

Nút m ng:
PCs, Laptop, Routers,
Server…

Liên k t:
Kênh truy n thông gi a
các nút k ti p
H u tuy n: Ethernet LAN,
ADSL, fiber optic…
Không dây: Wi-fi, Wi-Max,
v tinh,…

T ng liên k t d li u:
Truy n d li u gi a các
thành ph n k ti p
4


T ng liên k t d li u và ki n trúc
phân t ng
Application

Media independent
sub-layer

Transport

LLC

Network

(Logical Link Control)

Data-link

MAC

Physical

(Media Access Control)

Media dependent

sub-layer
802.2 LLC
802.3

802.4

802.5

802.11

Ethernet

Token Bus

Token Ring

Wi-Fi

IEEE 802.x series

…..

802.16
Wi-Max

5


T ng quan v các ch c năng

Flow control

Framing

Media Access Control
Error control

Addressing
Datalink layer

6


Các ch c năng (1)
ðóng gói - Framing:
ðơn v d li u: Frame (khung tin)
Bên g i: đ t gói tin t ng m ng vào khung tin,
thêm ph n ñ u, ph n ñuôi
Bên nh n: B ph n đ u, ph n đi và l y gói tin
truy n lên t ng m ng

ð a ch hóa - Addressing:
ð a ch v t lý ñ t trong ph n đ u gói tin đ đ nh
danh nút ngu n, nút đích
7


Các ch c năng (2)
ði u khi n truy nh p ñư ng truy n
N u là m ng ña truy nh p, c n có các giao th c

truy nh p ñư ng truy n cho nhi u máy tr m

Ki m soát lu ng:
Ki m soát t c ñ truy n c a bên g i sao cho bên
nh n ho t đ ng t t, khơng b quá t i

Ki m soát l i:
Phát hi n và s a các l i bít
e.g. parity check, checksum, CRC check
8


Ki m soát l i
Phát hi n l i
Phát hi n và s a l i

9


Nguyên lý phát hi n l i
EDC= Error Detection Code (redundancy)
Mã phát hi n l i
Data

Data

Y
All bit in
Data’ OK?

Error
N

Data

EDC

Data’

EDC’

Link with bit errors

10


Mã ch n l
Mã đơn
Phát hi n l i bít ñơn

Mã hai chi u
Phát hi n và s a l i bít đơn

101011
111100
011101
001010

101011
101100

011101
001010

Khái ni m v checksum c a
Internet?
11


Internet checksum (nh c l i)
Mã ki m tra l i ñ dài 16 bit
T i bên g i
ð t 16 bit c a checksum = 0
T ng theo các s 16 bits
ð o bit t t c

T i bên nh n
T ng t t c theo các s 16 bit
Ph i thu đư c tồn các bit 1
N u khơng, gói tin b l i
12


CRC: Cyclic Redundancy Check
Mã vịng
D li u đư c xem như m t s nh phân: D
Ch n m t chu i r+1 bit, G (chu i sinh – Generator)
Tìm m t chu i R ñ dài r bit, sao cho chu i ghép c a D và R
là m t s nh phân chia h t cho G (chia modulo 2)
<D, R> chia h t cho G
D

D
Y
<D’, R’> mod G = 0 ?

N

<D, R> mod G = 0

D

R
Link with bit errors

D’

R’
13


CRC: Cách tìm R
<D, R> có th vi t dư i d ng
D.2r XOR

Ví d

G

R

10101001000
<D, R> chia h t cho G
1001 D
D.2r XOR R = n.G
1110
D.2r = n.G XOR R
1001
Có nghĩa là R là s dư khi chia D.2r 1110
1001
cho G (phép chia modulo 2)
1111
1001
r mod G
R= D.2
1100
1001
1010
R=110, chu i bít g i đi là
1001
10101001110
110
D

R
R

1001
1011110

14

CRC bi u di n dư i d ng ña th c
1011 : x3 +x +1
Ví d m t s mã CRC ñư c s d ng trong th c t :
CRC-8 = x8 + x2 + x + 1
CRC-12 = x12+x11+x3+x2+x
CRC-16-CCITT = x16 + x12 + x5 + 1
CRC-32 = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5
+ x4 + x2 + x + 1

G càng dài, mã CRC phát hi n l i càng hi u qu
CRC ñư c s d ng r ng rãi trong th c t
Wi-fi, ATM, Ethernet…
Phép tốn XOR đư c cài ñ t b i ph n c ng
Phát hi n chu i bít b l i có đ dài nh hơn r+1 bit
15


Ki m sốt truy nh p
đư ng truy n

16


Các d ng liên k t
ði m-n i-ñi m
ADSL
Telephone modem
Leased Line….

Qu ng bá
M ng LAN truy n th ng v i hình tr ng bus hay m ng hình
sao dùng hub (công ngh l i th i)
Wireless LAN, radio network, mobile network
HFC:
…

Các m ng qu ng bá c n giao th c ñi u khi n truy
nh p ñ tránh xung ñ t -> Giao th c ña truy nh p
17


Phân lo i các giao th c ña truy
nh p
Chia kênh:
Chia tài nguyên c a ñư ng truy n thành nhi u ph n nh
(Th i gian - TDMA, T n s - FDMA, Mã - CDMA)
Chia t ng ph n nh đó cho các nút m ng

Truy nh p ng u nhiên:
Kênh khơng đư c chia, cho phép đ ng th i truy nh p, ch p
nh n là có xung đ t (collision)
C n có cơ ch đ phát hi n và tránh xung ñ t
e.g. Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, CSMA/CA…

L n lư t:
Theo hình th c quay vòng
Token Ring, Token Bus….
18

Các phương pháp chia kênh
FDMA: frequency division multiple access
TDMA: time division multiple access
CDMA: code division multiple access

19


TDMA và FDMA

Ví d :
4 kênh

FDMA

frequency
time
TDMA:

frequency
time

20


TDMA: Ví d
M ng LAN có 6 máy, 1,3,4 ho t ñ ng. 2, 5, 6
ngh

6-slot
frame
1

3

4

1

3

4

21


FDM cable

frequency bands

FDMA: Ví d
time

22


Các phương pháp
truy c p ng u nhiên

23


Aloha
Packet-Switched Radio Network
Các nút truy n trên m t t n s (f0)
Nút trung tâm nh n và truy n l i m t
t n s khác (f1)

Central Node

f0

f1

N u có hai nút cùng truy n: Xung đ t
N u có xung đ t, nút v a truy n s
nh n đư c m t gói tin b l i, nó s đ i
m t th i gian ng u nhiên trư c khi
truy n l i

Host 1

Host 2

Host 3

24

Slotted ALOHA

Th i gian ñư c chia làm các khe (slot) b ng nhau
D li u có cùng kích thư c (1 slot)
Các nút ph i đ ng b hóa th i gian

25