Đồ án công nghệ thông tin giao thức HDLC PPP

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Đề tài: Giao thức HDLC-PPP
Trường:ĐHKTKTCN
G.v : Th.s Nguyễn Hoàng Chiến
Nhóm : 2
Lớp : DHTI6A2
Hà Nội, tháng 11, năm 2014
Giao thức HDLC
A
Giao thức PPP
B
NỘI DUNG
NỘI DUNG
I. Giới thiệu giao thức HDLC
II. Các đặc tính cơ bản của giao thức HDLC.
IV. Hoạt động
III. Cấu trúc khuôn dạng của Frame
I. Giới thiệu giao thức PPP
II. Khuôn dạng gói dữ liệu (Frame PPP)
III. Giao thức điều khiển đường truyền PPP (LCP) và kiểm soát mạng.
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
I. Giới thiệu giao thức HDLC
a) Khái niệm:
.
HDLC là giao thức liên kết dữ liệu mức cao, thuộc tầng 2 –tầng liên kết dữ liệu-trong mô hình
tham chiếu OSI. Nó được phát triển bởi ISO (ISO 3309 vs ISO 4335).
.
HDLC là giao thức hướng bit cho phép liên kết điểm-điểm hoặc nhiều điểm và cho phép
truyền theo hai hướng.
=> Các phần tử HDLC được xây dựng từ các cấu trúc nhị phân.

A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
b) Nghi thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao (High-level Data Link Control – HDLC)
–
Đặc điểm:
•
Hoạt động ở chế độ full-duplex
•
Liên kết point-to-point hoặc multipoint
•
Truyền dẫn đồng bộ
•
Điều khiển lỗi “Continuous RQ”
•
Dùng cho các liên kết với giá trị lớn và nhỏ của a (ví dụ vệ tinh và kết nối trực tiếp khoảng cách
ngắn)
–
Ưu điểm:
•
Không phụ thuộc mã điều khiển
•
Khả năng thích ứng
•
Hiệu quả cao
•
Độ tin cậy cao
I.Giới thiệu giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
I.Giới thiệu giao thức HDLC

D T E D T E D T E
D T E
S u p e r v i s o r y
( M a s t e r ) D T E
D L P
S l a v e D T E S l a v e D T E
S l a v e D T E
Điểm-nối-điểm với một sơ cấp và một thứ cấp
D T E
D T E D T E
X . 2 5
P S n e t w o r k
P S E P S E
D L P
P S E : P a c k e t S w i t c h i n g E x c h a n g e
E X C H : S w i t c h i n g E x c h a n g e
D L P
I S D N
E X C H E X C H
D L PD L P
D T E
Đa điểm với một sơ cấp và nhiều thứ cấp
D T E D T E
D L P
D T E D T E
P S T N
D C E D C E
D L P
Điểm-nối-điểm với hai sơ cấp và hai thứ cấp
c) Cấu hình mạng dùng HDLC

Cấu hình liên kết
•
Các loại trạm làm việc:
–
Trạm chính, trạm sơ cấp (Primary Station)
•
Điều khiển hoạt động của liên kết
•
Phát ra các khung lệnh
•
Duy trì liên kết luận lý riêng cho các trạm phụ
–
Trạm phụ, trạm thứ cấp (Secondary Station)
•
Hoạt động dưới sự điều khiển của trạm chính
•
Phát ra các khung đáp ứng
•
Trạm sơ cấp duy trì các liên kết luận lý riêng cho các trạm thứ cấp.
–
Trạm tổ hợp (Combined Station)
•
Có thể phát ra các khung lệnh và khung đáp ứng
•
Kết hợp đặc điểm của cả trạm sơ cấp và trạm thứ cấp.
•
Cấu hình liên kết
–
Không cân bằng
•

Một trạm chính và một hoặc nhiều trạm phụ
•
Cho phép full duplex và half duplex
–
Cân bằng
•
2 trạm tổ hợp
•
Hỗ trợ full duplex và half duplex
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
II. Các đặc tính cơ bản của giao thức HDLC.
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
Chế độ truyền:
•
Normal Response Mode (NRM)
–
Cấu hình không cân bằng
–
Trạm chính khởi động việc truyền đến trạm phụ
–
Trạm phụ chỉ có thể truyền dữ liệu để đáp ứng lại lệnh từ trạm chính
–
Dùng đường truyền dạng multi-drop
–
Thường máy chủ sẽ là trạm chính và các terminal là trạm phụ
•
Asynchronous Balanced Mode (ABM)
–

Cấu hình cân bằng
–
Trạm nào cũng có thể bắt đầu truyền mà không cần sự cho phép
–
Được dùng rộng rãi
–
Không tốn chi phí cho việc polling
•
Asynchronous Response Mode (ARM)
–
Cấu hình không cân bằng
–
Trạm phụ có thể bắt đầu truyền mà không cần sự cho phép của trạm chính
–
Trạm chính chịu trách nhiệm cho đường truyền
–
Ít dùng
II. Các đặc tính cơ bản của giao thức HDLC.
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
III. Cấu trúc khuôn dạng của Frame
*Trong đó:

Flag: Mã đóng khung cho frame được chọn là 01111110

Address: Ghi địa chỉ trạm đích của frame

Control: Định danh các loại frame khác nhau

Data: Ghi thồn tin cần chuyển đi


FSC: Mã kiểm tra lỗi
Cấu trúc frame của HDLC có dạng tổng quát:
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
a)Cờ điều khiển:
•
Dùng để phân cách khung cả ở 2 đầu
•
Có thể dùng để kết thúc khung này và bắt đầu khung khác
•
Bên thu quét tìm cờ để đồng bộ
•
Kỹ thuật chèn thêm bit (bit stuffing) được dùng để tránh lẫn lộn dữ liệu (chứa 01111110) và cờ
–
0 được chèn thêm vào mỗi khi chuỗi 5 số 1 liên tiếp xuất hiện
–
Nếu bộ thu phát hiện 5 số 1, nó kiểm tra bit kế tiếp
•
Nếu bit đó là 0, nó xóa bit 0 đó
•
Nếu bit là 1 và bit thứ 7 là 0, nó biết đây là cờ
•
Nếu bit thứ 6 và 7 đều là 1, bộ phát ra lệnh hủy bỏ
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
Kỹ thuật chèn bit:
•
Ví dụ các lỗi có thể
A. Giao thức HDLC

A. Giao thức HDLC
b)Trường địa chỉ:
•
Dùng để nhận diện trạm phụ đã gởi hoặc sẽ nhận khung
•
Thường dài 8 bit
•
Có thể mở rộng thành bội số của 7 bit
–
LSB của mỗi octet chỉ thị đây là octet cuối cùng (1) hay chưa (0)
•
Địa chỉ toàn 1 (11111111) là địa chỉ broadcast
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
•
Khác nhau tùy thuộc vào loại khung
–
Thông tin – dữ liệu cần truyền đến người dùng (lớp trên)
•
Điều khiển dòng và điều khiển lỗi được gởi kèm (piggybacked) trong các khung thông tin
–
Giám sát – dùng ARQ khi piggyback không được dùng
–
Không số – hỗ trợ cho việc điều khiển liên kết
•
1 hoặc 2 bit đầu tiên của truờng điều khiển dùng để nhận dạng loại khung
•
Bit Poll/Final
–
Dùng tùy theo ngữ cảnh

–
Khung lệnh
•
Bit P
•
1 để mời gọi (poll) đáp ứng của các trạm ngang hàng
–
Khung đáp ứng
•
Bit F
•
1 để chỉ thị đáp ứng đối với lệnh mời gọi
c) Trường điều khiển:
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
HDLC có 3 loại frame chính sau:

Loại U (Unnumbered frames, U-frame): dùng để thiết lập liên kết dữ liệu theo các phương
thức khác nhau vs giải phóng liên kết

Loại I ( Infomations frames,I-frame): dùng chứa thông tin cần truyền đi và được đánh số để
kiểm soát.

Loại S (Supervisory frames,S-frame): dùng để kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu
trong quá trình truyền tin.

Như vậy chỉ có frame I là chứa thông tin người sử dụng.
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
Các loại frame của HDLC:

Vùng control:

Hai bít đầu là 11 chỉ đây là frame U

5 bít M để định danh.

P/F:
* P : Đây là frame yêu cầu
* F : Đây là frame trả lời
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
Các loại frame U phổ biến:
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC

0: frame I

N(S) : số thứ tự frame I gửi đi

N(R) : số thứ tự của frame I mà trạm gửi đang chờ để nhận.
Frame S:

10 : Frame loại S

2 bit S : Định danh frame S => có 4 loại frame S

N(S) : số thứ tự của frame mà trạm gửi đang chờ nhận
Vùng control:
Vùng control:
Frame I:

A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
Bảng định nghĩa các loại frame S:
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
b)Trường thông tin:
b)Trường FSC:
–
Chỉ có trong các khung thông tin và một số
khung không số
–
Chứa một số nguyên các octet
–
Chiều dài thay đổi
- CRC 16 bit
- Có thể dùng CRC 32 bit
- Dùng để phát hiện lỗi
A. Giao thức HDLC
A. Giao thức HDLC
IV. Hoạt động
•
Trao đổi khung thông tin, khung giám sát và khung không số
•
3 giai đoạn:
–
Quản lý liên kết, tạo kết nối.
–
Trao đổi dữ liệu.
–
Ngắt kết nối.

B. Giao thức PPP
B. Giao thức PPP
PPP là giao thức được sử dụng chủ yếu khi người dùng truy cập Internet từ nhà thông qua đường điện thoại quay số.
PPP là giao thức tầng liên kết dữ liệu cho hai thiết bị ở hai đầu của một đường truyền kiểu point-to-point, trao đổi
các frame chứa gói dữ liệu của tầng mạng.
Sơ đồ nối kêt của giao thức PPP
I. Giới thiệu giao thức PPP
B. Giao thức PPP
B. Giao thức PPP
I. Giới thiệu giao thức PPP
Một số qui tắc chính mà IETF đã đặt ra cho mọi thiết kế của PPP
1. Đóng gói gói tin (Framing)
2. Tính trong suốt
3. Hỗ trợ nhiều giao thức tầng mạng
4. Hỗ trợ nhiều kiểu đường truyền
5. Phát hiện lỗi
6. Thời gian kết nối
7. Thoả thuận địa chỉ tầng mạng
8. Đơn giản
9. Sửa lỗi
10. Kiểm soát lưu lượng
11. Đánh số thứ tự
12. Đường truyền đa điểm
B. Giao thức PPP
B. Giao thức PPP
II. Khuôn dạng gói dữ liệu (Frame PPP)
1.Trường cờ(flag): Mọi frame PPP bắt đầu và kết thúc bằng một byte cờ có giá trị 01111110.
2.Trường địa chỉ(address): giá trị duy nhất của trường này là 11111111
3.Trường điều khiển(control): giá trị duy nhất của trường này là 00000011.
4. Trường giao thức (protocol): Trường giao thức cho PPP xác định giao thức tầng trên sẽ nhận dữ liệu trong frame PPP.

5. Thông tin(Info): Trường này chứa gói tin được giao thức tầng mạng gửi đi trên đường truyền PPP.
6. Tổng kiểm tra (Checksum): Trường checksum được sử dụng để phát hiện các bit bị lỗi trong frame nhận được.
B. Giao thức PPP
B. Giao thức PPP
cờ byte mẫu trong
dữ liệu gửi
cờ bit mô hình cộng bit nhồi trong dữ liệu truyền
II. Khuôn dạng gói dữ liệu (Frame PPP)
Chèn byte (Byte stuffing)
B. Giao thức PPP
B. Giao thức PPP
Trước khi trao đổi dữ liệu lớp mạng, dữ liệu liên kết
ngang hàng phải
* Cấu hình liên kết PPP ( độ dài khung tối đa , sự xác
thực)
* Tìm hiểu / cấu hình mạng
thông tin lớp cho IP : IP mang Control Protocol
( IPCP ) bản tin (giao thức lĩnh vực : 8021 ) để cấu
hình / tìm hiểu địa chỉ IP
Sơ đồ chuyển trạng thái của LCP
III. Giao thức điều khiển đường truyền PPP (LCP) và kiểm soát mạng.
B. Giao thức PPP
B. Giao thức PPP
Chức năng chủ yếu của PPP:
1. Đóng gói dữ liệu: Phương thức đặt gói dữ liệu trong frame PPP; xác định vị trí bắt đầu và kết thúc của frame; và
phát hiện lỗi trong frame.
2. Giao thức điều khiển đường truyền: khởi tạo, duy trì và kết thúc đường truyền PPP.
3. Giao thức điều khiển mạng: một nhóm giao thức, mỗi giao thức ứng với một giao thức mạng ở tầng trên, cho phép
module tầng mạng tự đặt cấu hình trước khi gói dữ liệu tầng mạng bắt đầu chuyển qua đường truyền PPP.
III. Giao thức điều khiển đường truyền PPP (LCP) và kiểm soát mạng.