ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUA MẠNG INTERNET

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN 2
ĐỀ TÀI:
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA
TCP/IP
GVHD : Th.s TRẦN MINH HỒNG
SVTH : Lỷ Chủ Phóng 10039891
Cao Văn Mạnh 10036661
Tp Hồ Chí Minh ,Tháng 4 năm 2014
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường ĐH Công Nghiệp
TP.HCM, quý thầy cô Khoa Điện Tử đã truyền dạy cho chúng em những kiến thức
quý giá cho chúng em. Đặc biệt chúng em chân thành cảm ơn thầy Trần Minh Hồng đã tận
tình chỉ dạy, hướng dẫn chúng em hoàn thiện đồ án này.
Trong quá trình thực hiện đồ án nhóm chúng em gặp không ít khó khăn và thiếu sót.
Nhưng được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô, đã giúp chúng em khắc
phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thành được đề tài đúng thời hạn, giúp chúng
em học tốt hơn.
Tuy nhiên do kiến thức chúng em có hạn nên trong quá trình thực hiện đồ án và viết
báo cáo còn nhiều sai sót. Rất mong được ý kiến đánh giá và đóng góp của quý thầy cô để
đồ án này của chúng em được hoàn thiện hơn. Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm
ơn!

Tp. Hồ Chí Minh,Ngày… tháng 04 năm 2014
SVTH: Lỷ Chủ Phóng
Cao Văn Mạnh
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN
(Dành cho giáo viên h ướng dẫn)
A. Phần ghi của sinh viên

1. Họ và tên sinh viên: MSSV:
Họ và tên sinh viên MSSV:
Lớp Điện thoại liên lac:
2. Đề tài :
3. Họ tên giáo viên hướng dẫn:
Tổng quát về thuyết minh bản báo cáo:
Số trang: Số chương :
Số bảng số liệu : Số hình vẽ:
Số tài liệu tham khảo:
Hiện vật (Phần cứng) :
B. Phần ghi của giáo viên hướng dẫn
4. Phần nhận xét (nếu có)



5. Kết luận và đề nghị :
Được bảo vệ Không được bảo vệ
7. Đánh giá chung : Sinh viên Điểm:
Sinh viên Điểm:
Ký tên (ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN
(Dành cho giáo viên chấm phản biện )
A. Phần ghi của sinh viên
1. Họ và tên sinh viên: MSSV:
Họ và tên sinh viên MSSV:
Lớp Điện thoại liên lac:
2. Đề tài :
B. Phần ghi của giáo viên phản biện
1. Đánh giá chung :
Sinh viên Điểm /10
Sinh viên Điểm /10
2. Phần nhận xét( nếu có)






Ký tên (ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
5
DANH MỤC HÌNH
6
DANH MỤC BẢNG
7
Chương 1: Tổng Quan
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của thiết bị điện- điện tử, việc giao
tiếp với máy tính là hết sức cần thiết. Điều này không những tận dụng được tài
nguyên, khả năng xử lý của máy tính mà còn giúp cho chúng ta sử dụng các thiết bị
một cách thông minh hơn.Cùng với sự phát triển của internet thì các ứng dụng truy
cập điều khiển thiết bị ngày càng được thực tế vào trong cuộc sống. Xuất phát từ
nhu cầu và để khai thác được những ưu điểm đó và bằng những kiến thức đã được
học chúng em quyêt định tìm hiểu về đề tài “điều khiển thiết bị qua TCP/IP”.
1.2 Tầm quan trọng của đề tài
- Đây là một đề tài nghiên cứu mang tính thực tiễn trong việc vận dụng các
kiến thức đã được học dưới mái trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM vào trong
thực tế.
- Về mặt khoa học, đề tài sẽ giúp cho nhóm sinh viên thực hiện hiểu rõ thêm về
Truyền dữ liệu điều khiển và cách điều khiển mạch điện thông qua Internet.
- Về mặt thực tiễn, đề tài này có thể áp dụng vào thực tế để điều khiển một số thiết
bị trong nhà như đèn điện, quạt máy v v
1.3 Giới hạn của đề tài
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và kiến thức còn hạn chế nên nhóm sinh
viên thực hiện đã đưa ra những giới hạn sau:

Điều khiển cùng lúc tối đa 3 thiết bị.

Mạch
phải hoạt động tốt không bị nhiễu trên đường truyền Internet.

Mạch
phải chạy ổn định trong quá trình làm việc.
1.4 Mục đích của đề tài
 Tìm hiểu vi điều khiển PIC18F4620
 Tìm hiểu phương pháp lập trình C18 cho PIC
 Tìm hiểu IC giao tiếp Ethetnet ENC28J60.

Trang 8
Chương 1: Tổng Quan
1.5 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này chính là:
 Cách thức giao tiếp giữa mạch và máy tính.
 Cách thức giao tiếp giữa mạch và mạch điều khiển.
 Cách lập trình cho vi điều khiển để cho dữ liệu có thể thu, phát liên tục
mà bị ngắt quãng.
 Cách cân chỉnh mạch, đảm bảo độ chính xác của mạch.
 Tìm hiểu IC giao tiếp Ethetnet ENC28J60.
 Tìm hiểu vi điều khiển PIC 18F4620
1.6 Danh mục từ viết tắt
 ARP ( Address Resolution Protocol)
 CSS ( Cascading Style Sheets )
 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol )
 DNS ( Domain Name Service )
 DNS ( Domain Name System )
 FTP ( File Transfer Protocol )
 HTML ( Hyper Text Markup Language )
 HTTP ( Hyper text Transfer Protocol )
 ICMP ( Internet Control Message Protocol )
 IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineer )
 IP ( Internet Protocol )
 LLC ( Logical Link Control )
 LAN ( Local Area Network )
 MAC ( Media Access Control )
 MPFS ( Microchip File System Store )
 SNMP ( Simple Network Management Protocol )
 TCP ( Transmission Control Protocol )
 UDP ( User Datagram Protocol )

Trang 9
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẾ MẠNG INTERNET
2.1 Tổng quan về mạng Internet
Internet (Inter-network) là một mạng máy tính rất rộng lớn kết nối các mạng
máy tính khác nhau nằm rải rộng khắp toàn cầu. Một mạng (Network) là một nhóm
máy tính kết nối nhau, các mạng này lại liên kết với nhau bằng nhiều loại phương
tiện, tốc độ truyền tin khác nhau. Do vậy có thể nói Internet là mạng của các mạng
máy tính. Các mạng liên kết với nhau dựa trên bộ giao thức (như là ngôn ngữ giao
tiếp) TCP/IP (Transmision Control Protocol -Internet Protocol): Giao thức điều
khiển truyền dẫn- giao thức Internet. Bộgiao thức này cho phép mọi máy tính liên
kết, giao tiếp với nhau theo một ngôn ngữ máy tính thống nhất giống như một ngôn
ngữ quốc tế( ví dụ như Tiếng Anh) mà mọi người sử dụng để giao tiếp.
Mạng Internet không chỉ cho phép chuyển tải thông tin nhanh chóng mà còn
giúp cung cấp thông tin. Nó cũng là diễn đàn trao đổi và là thư viện toàn cầu đầu
tiên.
2.2 Cấu trúc khung Ethernet
Các chuẩn Ethernet đều hoạt động ở tầng Data Link trong mô hình 7 lớp OSI
vì thế đơn vị dữ liệu mà các trạm trao đổi với nhau là các khung (frame). Cấu trúc
khung Ethernet như sau:
Bảng 2-1 cấu trúc gói tin internet
Mở đầu
555…5H
SFD
(D5H)
Địa chỉ
đích
Địa chỉ
nguồn
Độ dài

kiểu gói
Dữ liệu PAD FCS
7 byte 1 byte 2/6 byte 2/6 byte 2 byte 46-1500 byte 4 byte
Các trường quan trọng trong phần mào đầu sẽ được mô tả dưới đây.
 preamble: trường này đánh dấu sự xuất hiện của khung bit, nó luôn mang
giá trị 10101010. Từ nhóm bit này, phía nhận có thể tạo ra xung đồng hồ
10 Mhz.
 SFD (start frame delimiter): trường này mới thực sự xác định sự bắt đầu
của 1 khung. Nó luôn mang giá trị 10101011.
Trang 10
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
 Các trường Destination và Source: mang địa chỉ vật lý của các trạm nhận
và gửi khung, xác định khung được gửi từ đâu và sẽ được gửi tới đâu.
 LEN: giá trị của trường nói lên độ lớn của phần dữ liệu mà khung mang
theo.
 FCS mang CRC (cyclic redundancy checksum): phía gửi sẽ tính toán
trường này trước khi truyền khung. Phía nhận tính toán lại CRC này theo
cách tương tự. Nếu hai kết quả trùng nhau, khung được xem là nhận
đúng, ngược lại khung coi như là lỗi và bị loại bỏ.
2.3 Cấu trúc địa chỉ Ethernet
Địa chỉ MAC là địa chỉ vật lý hay còn gọi là số nhận dạng (Identification
number) của thiết bị. Mỗi thiết bị được nhà sản xuất chỉ định và gán sẵn 1 địa chỉ
nhất định.Địa chỉ MAC là một số 48 bit được biểu diễn bằng 12 số hexa (hệ số thập
lục phân), trong đó 24 bit đầu (MM:MM:MM) là mã số của nhà sản xuất (Linksys,
3COM ) và 24 bit sau (SS:SS:SS) là số seri của từng card mạng được nhà sản xuất
gán.
Địa chỉ MAC là duy nhất và cố định, mỗi giao tiếp mạng chỉ có một địa chỉ
MAC duy nhất. Địa chỉ MAC được sử dụng làm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong
khung Ethernet.
2.4 Các loại khung Ethernet

Các khung unicast
Giả sử trạm 1 cần truyền khung tới trạm 2 (như hình vẽ). Khung Ethernet do
trạm 1 tạo ra có địa chỉ:
+MAC nguồn: 00-60-08-93-DB-C1
+MAC đích: 00-60-08-93-AB-12
Trang 11
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
Hình 2-1 Mô hình truyền thông unicast
Đây là loại khung unicast.Khung này được truyền tới một trạm xác định. Tất
cả các trạm trong phân đoạn mạng trên sẽ đều nhận được khung này nhưng:
 Chỉ có trạm 2 thấy địa chỉ MAC đích của khung trùng với địa chỉ MAC
của giao tiếp mạng của mình nên tiếp tục xử lý các thông tin khác trong
khung.
 Các trạm khác sau khi so sánh địa chỉ sẽ bỏ qua không tiếp tục xử lý
khung nữa.
Các khung broadcast
Các khung broadcast có địa chỉ MAC đích là FF-FF-FF-FF-FF-FF(48 bit 1).
Khi nhận được các khung này, mặc dù không trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp
mạng của mình nhưng các trạm đều phải nhận khung và tiếp tục xử lý.
Giao thức ARP sử dụng các khung broadcast này để tìm địa chỉ MAC tương
ứng với một địa chỉ IP cho trước. Một số giao thức định tuyến cũng sử dụng các
khung broadcast để các router trao đổi bảng định tuyến.
Các khung multicast
Trạm nguồn gửi khung tới một số trạm nhất định chứ không phải là tất cả. Địa
chỉ MAC đích của khung là địa chỉ đặc biệt mà chỉ các trạm trong cùng nhóm mới
chấp nhận các khung gửi tới địa chỉ này.
Trang 12
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
2.5 Truy nhập bus sử dụng phương pháp CSMA/CD
Một vấn đề lớn thường gây lo ngại trong việc sử dụng Ethernet ở cấp trường là

phương pháp truy nhập bus ngẫu nhiên CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access
with Collision Avoidance ) và sự ảnh hưởng tới hiệu suất cũng như tính năng thời
gian thực của hệ thống. Ở đây, một trong những yếu tố quyết định tới hiệu suất của
hệ thống là thuật toán tính thời gian truy nhập lại cho các trạm trong trường hợp xảy
ra xung đột.
Hình 2-2 Minh họa phương pháp CSMA/CD
Nguyên tắc làm việc phương pháp CSMA/CD:
Trong mạng Ethernet, trước khi phát tín hiệu, máy tính phải lắng nghe trên
môi trường truyền. Nếu môi trường truyền đang ở trạng thái nghỉ, máy tính sẽ gửi
dữ liệu. Sau khi tín hiệu được phát đi, tất cả các máy tính khác trên mạng sẽ cạnh
tranh nhau tìm thời gian nghỉ kế tiếp để gửi frame khác.
Các trạm trên mạng cục bộ CSMA/CD có thể truy cập mạng bất kỳ lúc nào.
Trước khi gửi dữ liệu, các trạm CSMA/CD lắng nghe mạng để xác định xem mạng
đã được sử dụng hay không. Nếu mạng đang được sử dụng các trạm sẽ phải đợi.
Nếu mạng đang rảnh rỗi, các trạm sẽ phát dữ liệu. Đụng độ (collision) xãy ra khi 2
Trang 13
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
trạm cùng phát dữ liệu một lúc (hình 2). Trong trường hợp đó, cả hai tín hiệu đều bị
hỏng, và các trạm phải gửi lại tín hiệu sau đó. Trạm CSMA/CD phải có khả năng
phát hiện đụng độ để gửi lại tín hiệu khi cần thiết.
Khi một trạm phát, tín hiệu được xem như là carrier. Card mạng sẽ nhận biết
được carrier và tư kiềm chế việc phát tín hiệu lên mạng. Nếu không có carrier, một
trạm đang đợi sẽ biết rằng đã sẳn sàng để phát tín hiệu. Chức năng này được gọi là
nhận diện carrier (“carrier sense”). Toàn bộ phần mạng trên đó xảy ra đụng độ được
gọi là miền đụng độ (collision domain). Kích thước miền đụng độ ảnh hưởng đến
hiệu năng và thông lượng của mạng Ethernet.
Trong tiến trình CSMA/CD, không có độ ưu tiên cho các trạm, vì thế tất cả các
trạm trên mạng đều có quyền truy xuất như nhau, vì thế xuất hiện khả năng cùng
truy cập (“multiple access”). Nếu có từ 2 trạm trở lên cố gắng phát dữ liệu cùng lúc
đụng độ sẽ xảy ra. Khi xảy ra đụng độ các trạm sẽ thực hiện thuật toán backoff sinh

ra thời gian chờ ngẫu nhiên trước khi phát lại tín hiệu. Cách làm này sẽ giúp ngăn
chặn các máy tiếp tục cố gắng tín hiệu đồng thời đó là kỹ thuật giải quyết đụng độ
“collision detection”.
2.6 Các loại mạng Ethernet
IEEE đã phát triển chuẩn Ethernet trên nhiều công nghệ truyền dẫn khác nhau
vì thế có nhiều loại mạng Ethernet. Mỗi loại mạng được mô tả dựa theo ba yếu tố:
tốc độ, phương thức tín hiệu sử dụng và đặc tính đường truyền vật lý.
2.6.1 Các hệ thống Ethernet 10Mb/s
 10Base5. Đây là tiêu chuẩn Ethernet đầu tiên, dựa trên cáp đồng trục loại
dày. Tốc độ đạt được 10 Mb/s, sử dụng băng tần cơ sở, chiều dài cáp tối
đa cho 1 phân đoạn mạng là 500m.
 10Base2. Có tên khác là “thin Ethernet” , dựa trên hệ thống cáp đồng trục
mỏng với tốc độ 10 Mb/s, chiều dài cáp tối đa của phân đoạn là 185 m
(IEEE làm tròn thành 200m).
 10BaseT. Chữ T là viết tắt của “twisted”: cáp xoắn cặp. 10BaseT hoạt
động tốc độ 10 Mb/s dựa trên hệ thống cáp xoắn cặp Cat 3 trở lên.
 10BaseF. F là viết tắt của Fiber Optic ( sợi quang). Đây là chuẩn Ethernet
dùng cho sợi quang hoạt động ở tốc độ 10 Mb/s , ra đời năm 1993.
Trang 14
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
2.6.2 Các hệ thống Ethernet 100 Mb/s – Ethernet cao tốc ( Fast Ethernet )
 100BaseT. Chuẩn Ethernet hoạt động với tốc độ 100 Mb/s trên cả cắp xoắn
cặp lẫn cáp sợi quang.
 100BaseX. Chữ X nói lên đặc tính mã hóa đường truyền của hệ thống này
(sử dụng phương pháp mã hoá 4B/5B của chuẩn FDDI). Bao gồm 2 chuẩn
100BaseFX và 100BaseTX:
 100BaseFX. Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cáp sợi quang đa mode.
 100BaseTX. Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cắp xoắn cặp.
 100BaseT2 và 100BaseT4. Các chuẩn này sử dụng 2 cặp và 4 cặp cáp xoắn
cặp Cat 3 trở lên tuy nhiên hiện nay hai chuẩn này ít được sử dụng.

2.6.3 Các hệ thống Giga Ethernet
1000BaseX. Chữ X nói lên đặc tính mã hoá đường truyền ( chuẩn này dựa
trên kiểu mã hoá 8B/10B dùng trong hệ thống kết nối tốc độ cao Fibre Channel
được phát triển bởi ANSI). Chuẩn 1000BaseX gồm 3 loại:
 1000Base-SX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng ngắn.
 1000Base-LX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng dài.
 1000Base-CX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng cáp đồng.
1000BaseT. Hoạt động ở tốc độ Giga bit, băng tần cơ sở trên cáp xoắn cặp
Cat 5 trở lên. Sử dụng kiểu mã hoá đường truyền riêng để đạt được tốc độ cao trên
loại cáp này.
2.7 Kết nối internet
Để kết nối với Internet cần có một số yêu cầu về phần cứng và phần mềm
sau:
 Phần cứng: máy tính, kết nối thông qua đường dây điện thoại hoặc kết
nối cáp, modem.
 Phần mềm: kết nối internet, hệ điều hành, giao thức TCP/IP, trình duyệt
web.
2.8 Mô hình OSI (Open Systems Interconnection)
Mô hình OSI là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành
cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại. Mô hình được chia thành 7
tầng. Mỗi tầng bao gồm những hoạt động, thiết bị và giao thức mạng khác nhau.
Chức năng chính của bảy tầng trong mô hình OSI như sau:
Trang 15
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
 Tầng vật lý (Physical Layer) Chuyển đổi dữ liệu sang các dòng xung điện,
đi qua bộ phận truyền tải trung gian và giám sát quá trình truyền dữ liệu.
 Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer) Cung cấp giao diện cho bộ điều
hợp mạng, duy trì kết nối logic cho mạng con.
 Tầng mạng (Network Layer) Hỗ trợ địa chỉ logic và định tuyến.
 Tầng giao vận (Transport Layer) Kiểm tra lỗi và kiểm soát việc lưu

chuyển liên mạng.
 Tầng phiên (Session Layer) Thiết lập các khu vực cho các ứng dụng tương
tác giữa các máy tính.
 Tầng trình diễn (Presentation Layer) Dịch dữ liệu sang một dạng tiêu
chuẩn, quản lý việc mã hoá và nén dữ liệu.
 Tầng ứng dụng (Application Layer) Cung cấp giao diện cho các ứng dụng;
hỗ trợ ứng dụng gửi file, truyền thông…
TCP/IP với OSI :
Khi kiến trúc tiêu chuẩn OSI xuất hiện thì TCP/IP đã trên con đường phát
triển. Xét một cách chặt chẽ, TCP/IP không tuân theo OSI. Tuy nhiên, hai mô hình
này có những mục tiêu giống nhau và do có sựtương tác giữa các nhà thiết kếtiêu
chuẩn nên hai mô hình có những điểm tương thích. Cũng chính vì thế, các thuật
ngữcủa OSI thường được áp dụng cho TCP/IP.
Mỗi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng của OSI. Mối quan hệ
giữa chuẩn TCP/IP bốn tầng và mô hình OSI bảy tầng được thể hiện như ở trong
hình sau.
Trang 16
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
Hình 2-3 Mối quan hệ giữa OSI và TCP/IP
2.9 Giao thức TCP/IP
Giao thức TCP/IP là một tập hợp các giao thức kết nối sử dụng cho việc
truyền thông tin từ máy tính này sang máy tính khác và từ mạng máy tính này sang
mạng máy tính khác.
Mô hình TCP/IP bao gồm 4 tầng:
Hình 2-4 Cấu trúc họ giao thức TCP/IP
Tầng ứng dụng (Application Layer):
Gồm nhiều giao thức cung cấp cho các ứng dụng người dùng. Được sử dụng
để định dạng và trao đổi thông tin người dùng.
Một số giao thức thông dụng trong tầng này là:
 SNMP (Si mpl e Network Management Protocol ): Giao Thức Quản Lý

Mạng Đơn Giản.
 FTP (Fi l e Trans fer Protocol ): Giao Thức Truyền Tập Tin.
 TFTP (Trivial Fi l e Transfer Protocol ): Gi ao thức truyền tập tin bình
thường .
 SMTP (Simpl e Mail Trans fer Protocol ): giao thức truyền thư đơn giản .
 TELNET
Tầng giao vận (Trans port Layer):
Có trách nhiệm thiết lập phiên truyền thông giữa các tiến trình chạy trên các
máy tính và quy định cách truyền dữ liệu.
Có hai giao thức chính trong tầng này gồm:
Trang 17
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
 UDP (User Datagram Protocol ): UDP cung cấp các kênh truyền thông phi
kết nối nên nó không đảm bảo truyền dữ liệu 1 cách tin cậy. Các ứng dụng
dùng UDP thường chỉ truyền những gói có kích thước nhỏ, độ tin cậy dữ liệu
phụ thuộc vào từng ứng dụng
 TCP (Transmission Control Protocol ): Ngược lại với UDP, TCP cung cấp
các kênh truyền thông hướng kết nối và đảm bảo truyền dữ liệu một cách tin
cậy. TCP thường truyền các gói tin có kích thước lớn và yêu cầu phía nhận
xác nhận về các gói tin đã nhận.
Tầng liên mạng (Internet Layer):
Nằm bên trên tầng giao diện mạng. Tầng này có chức năng gán địa chỉ ,đóng
gói và định tuyến (route) dữ liệu. Tầng mạng không đảm bảo độ tin cậy trong
truyền dữ liệu, tức là gói tin có thể bị mất hoặc đến đích không đúng thứ tự. Tuy
nhiên, tầng mạng cung cấp các dịch vụ chọn đường (route) tối ưu nhất giữa 2 nút
trên mạng 4 giao thức quan trọng nhất trong tầng này gồm:
 IP (Internet Protocol ): Có chức năng gán địa chỉ cho dữ liệu trước khi truyền
và định tuyến chúng tới đích.
 ARP (Address Resolution Protocol ): Có chức năng biên dịch địa chỉ IP của
máy đích thành đị a chỉ MAC.

 ICMP (Internet Control Message Protocol ): Có chức năng thông báo lỗi
trong trường hợp truyền dữ liệu bị hỏng.
 IGMP (Internet Group Management Protocol ): Có chức năng điều khiển
truyền đa hướng (Multicast)
Tầng giao diện mạng (Network Interface Layer):
Tầng giao diện mạng có trách nhiệm đưa dữ liệu tới và nhận dữ liệu từ
phương tiện truyền dẫn. Tầng này gồm các thi ết bị phần cứng vật lí chẳng hạn như
card mạng và cáp mạng.
Một số giao thức tiêu biểu thuộc tầng này gồm :
 ATM (Asynchronous Transfer Mode)
 Ethernet
 Token Ring
 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
 Frame Relay
Trang 18
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
2.10 Cấu trúc gói tin IP,TCP,UDP
2.10.1 Cấu trúc địa chỉ IP
Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit) để "định vị" các máy tính
liên kết với nó. Có hai cách đánh địa chỉ phụ thuộc vào cách liên kết của từng máy
tính cụ thể.
Nếu các máy tính được kết nối trực tiếp với mạng Internet thì NIC (Network
Information Center) sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (IP Address).
Nếu các máy tính không kết nối trực tiếp với mạng Internet mà thông qua một
mạng cục bộ thì người quản trị mạng sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (tuy
phép của NIC).
Hệ thống địa chỉ này được thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp, có 5 lớp
địa chỉ IP là : A, B, C, D, E. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả
năng tổ chức các cấu trúc con của nó.
Bảng 2-2 Tổ chức địa chỉ IP

Địa chỉ lớp A: Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng.
Như hình trên, nó được nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của địa chỉ có
giá trị 0. 3 bytes còn lại được sử dụng để đánh địa chỉ máy trong mạng. Có 126 địa
chỉ lớp A (được đánh địa chỉ trong byte thứ nhất) với số máy tính trong mạng là
2563 - 2 = 16.777.214 máy cho mỗi một địa chỉ lớp A (sử dụng 3 bytes để đánh địa
chỉ máy).
Trang 19
0 1 2 3 4 8 16 24
Class A 0 Netid Hostid
Class B 1 0 Netid Hostid
Class C 1 1 0 Netid Hostid
Class D 1 1 1 0 Multicast address
Class E 1 1 1 1 0 Reverved for future use
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
Địa chỉ lớp B: Một địa chỉ lớp B được nhận ra bởi 2 bit đầu tiên của byte thứ
nhất mang giá trị 10. Lớp B sử dụng 2 byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ
mạng và 2 byte cuối đánh địa chỉ máy trong mạng. Có 64*256 - 2 = 16.128 địa chỉ
mạng lớp B với 65.534 máy cho mỗi một địa chỉ lớp B.
Địa chỉ lớp C: Một địa chỉ lớp C được nhận ra với 3 bit đầu mang giá trị 110.
Mạng lớp C sử dụng 3 byte đầu để đánh địa chỉ mạng và 1 byte cuối đánh địa chỉ
máy tính có trong mạng. Có 2.097.152 -2 địa chỉ lớp C, mỗi địa chỉ lớp C có 254
máy.
Địa chỉ lớp D: Dùng để gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên một
mạng.
Địa chỉ lớp E: Dùng để dự phòng và dùng trong tương lai.
2.10.2 Cấu trúc gói tin IP
Ver-4 bít: chỉ version hiện hành của ip đang được dùng, nếu trường này khác
với phiên bản IP của thiết bị nhận, thiết bị nhận sẽ loại bỏ các gói tin này.
IHL(IP Header Length)-4bít: chỉ độ dài phần header của gói tin, tính theo từ
32 bít.

TOS(Type of Service)-1byte: cho biết dịch vụ nào mà gói tin muốn sử dụng
chẳng hạn như độ ưu tiên, thời hạn chậm trễ, năng suất truyền và độ tin cậy. Cụ thể
như sau:
 3 bít đầu (Precedence) chỉ quyền ưu tiên gửi gói tin, từ gói tin bình
thường là 0 đến gói tin kiểm soát mạng là 7.
 1 bít tiếp theo (Delay) chỉ độ trễ yêu cầu, 0 ứng với gói tin có độ trễ bình
thường, 1 ứng với gói tin có độ trễ thấp.
 1 bít tiếp theo (Throughput) chỉ thông lượng yêu cầu sử dụng để truyền
gói tin với lựa chọn truyền trên đường thông suất thấp hay trên đường
thông suất cao, 0 ứng với thông lượng bình thường, 1 ứng với thông
lượng cao.
 1 bít tiếp theo (Reliability) chỉ độ tin cậy yêu cầu, 0 ứng với độ tin cậy
bình thường, 1 ứng với độ tin cậy cao.
Total Length-2byte:chỉ độ dài toàn bộ gói tin tính cả phần header, tính theo
đơn vị byte.
Trang 20
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
Protocol: Chỉ tầng giao thức kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích. TCP
có ứng với giá trị 6, UDP ứng với giá trị 17, 1 ứng với ICMP.
Header Checksum-2byte: Dùng để phát hiện lỗi header của gói tin xảy ra
trong quá trình truyền của nó.
Source IP Address-4byte: Địa chỉ IP của nơi truyền gói tin.
Destination IP Address-4byte: Địa chỉ IP của nơi nhận gói tin.
IP Option-độ dài thay đổi: Khai báo các lựa chọn do người sử dụng yêu cầu,
ví dụ như: mức độ bảo mật, đường mà gói tin được gửi đi, timestamp ở mỗi router.
Padding-độ dài thay đổi: Dùng để đảm bảo phần header luôn kết thúc ở một
mốc 32 bít.
Data: chứa thông tin lớp trên ,chiều dài thay đổi đến 64Kb.
2.10.3 Cấu trúc gói tin TCP
Đơn vị dữ liệu trong TCP được gọi là Segment với cấu trúc như sau:

 Source Port-2 byte: số hiệu cổng TCP của trạm nguồn.
 Destination Port-2byte: số hiệu cổng TCP của trạm đích.
 Sequence number: số hiệu của byte đầu tiên của segment, nếu cờ SYN bật thì
nó là số thứ tự gói ban đầu và byte đầu tiên được gửi có số thứ tự này cộng
thêm 1. Nếu không có cờ SYN thì đây là số thứ tự của byte đầu tiên.
 Acknowledgment Number-2byte: nếu cờ ACK bật thì giá trị của trường
chính là số thứ tự gói tin tiếp theo mà bên nhận cần. Báo là nhận tốt các
segment mà trạm đích đã gửi cho trạm nguồn.
 Data offset-4bit: độ dài của phần header tính theo đơn vị từ 32 bit. Tham số
này chỉ ra vị trí bắt đầu của nguồn dữ liệu.
 Reserved-6 bít.
 Flags: các bít điều khiển
• URG: Vùng con trỏ khẩn (Urgent pointer) có hiệu lực
• ACK: Vùng báo nhận ACK number có hiệu lực
• PSH: Chức năng PUSH
Trang 21
Chương 2. Cơ sở lý thuyết về mạng internet
• RST: khởi động lại liên kết
• SYN: đồng bộ hoá số hiệu tuần tự
• FIND: không còn dữ liệu từ trạm nguồn
 Window-2byte: số byte dữ liệu bắt đầu từ byte được chỉ ra trong ACK
number mà trạm nguồn đã sẵn sàng để nhận.
 Checksum: checksum cho cả phần header lẫn dữ liệu.
 Urgent Pointer-2byte: nếu cờ URG bật thì giá trị trường này chính là số từ 16
bit mà số thứ tự gói tin (sequence number) cần dịch trái.
 Option-2byte: vùng tuỳ chọn, khai báo các option của TCP trong đó có độ
dài tối đa của vùng TCP data trong một segment.
 Padding: phần chèn thêm vào header để đảm bảo phần header luôn kết thúc ở
một mốc 32 bít
 TCP data: chứa dữ liệu của tầng trên có độ dài tối đa ngầm định là 536byte.

Giá trị này có thể khai báo trong trường Option.
2.10.4 Cấu trúc gói tin UDP
Vùng header của UDP có 64 bít với 4 trường :
Source Port-2byte: xác định cổng của người gửi thông tin và có ý nghĩa nếu
muốn nhận thông tin phản hồi từ người nhận. Nếu không thì đặt nó bằng 0.
Destination Port-2byte: xác định cổng nhận thông tin và trường này là cần
thiết.
Length-2byte: là chiều dài của toàn bộ gói tin (phần header và phần dữ liệu).
Chiều dài tối thiểu là 8 byte khi gói tin không có dữ liệu, chỉ có header.
Checksum-2byte: dùng cho việc kiểm tra lỗi của phần header và phần dữ
liệu.
Trang 22
Chương 3. Giới thiệu linh kiện
Trang 23
Chương 3. Giới thiệu linh kiện
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU LINH KIỆN
3.1 ENC28J60
3.1.1 Giới thiệu
Hình 3-5 Sơ đồ chân ENC28J60
ENC28J60 được thiết kế để phù hợp với chuẩn IEEE 802.3 (chuẩn về
ethernet). ENC28J60 là chip giao tiếp mạng của nhà sản xuất xuất Microchip, tương
thích và đáp ứng được khả năng mạng 10/100/1000Base-T. ENC28J60 hỗ trợ cả
truyền song công và bán song công.
ENC28J60 là con chíp giao tiếp ethernet được điều khiển theo chuẩn SPI. Do
đó, bất kì vi điều khiển nào có hỗ trợ chuẩn giao tiếp SPI cũng có thể dễ dàng giao
tiếp với các ngoại vi ethernet thông qua ENC28J60 Để ENC28J60 hoạt động được,
ta chỉ cần cấp điện áp ( 3.1V- 3.6V) và một số linh kiện thụ động.
Trang 24
Chương 3. Giới thiệu linh kiện
3.1.2 Sơ đồ khối:

Hình 3-6 Sơ đồ khối
Các khối chức năng chính :
Khối giao tiếp SPI: Để ENC28J60 giao tiếp được với vi điều khiển. Tốc độ
xung Clock giao tiếp tối đa là 20Mhz.
Các thanh ghi điều khiển các chức năng của ENC28J60.
Một bộ đệm là RAM hai chiều dung lượng 8Kbyte dùng để truyền nhận dữ
liệu.
Khối Arbiter có chức năng điều khiển quyền truy cập RAM của các khối RX,
TX và DMA.
Khối Bus Interface có nhiệm vụ dịch dữ liệu, lệnh nhận được thông qua
chuẩn SPI.
Trang 25