Bài giảng kỹ thuật truyền số liệu đh bách khóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.12 MB, 474 trang )
dce
2008
Kỹ Thuật Truyền Số Liệu
BK
TP.HCM
dce
2008
Giới thiệu
• Môn học
– Mã số: 504003
– Số tín chỉ: 4
– Môn học trước: không
• Giảng viên
– Phan Đình Khôi
– Khoa Khoa học và Kỹ thuật máy tính
– (8647256 ext. 6227)
– />Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
2
dce
2008
Giới thiệu môn học
•
Động lực
– Sự phát triển vũ bão của các ứng dụng máy tính
– Sự cần thiết của việc trao đổi thông tin giữa các nơi, giữa các máy tính
•
Mục đích
– Giới thiệu các khái niệm, thuật ngữ và các phương pháp tiếp cận được dùng trong các
hệ thống truyền dữ liệu
– Hiểu việc truyền số liệu giữa 2 thiết bị và các vấn đề liên quan
– Hiểu việc truyền dữ liệu qua mạng giữa 2 thiết bị thông qua một nghi thức giao tiếp
– Giới thiệu một số mạng truyền số liệu được sử dụng hiện nay
•
Đối tượng
– Sinh viên chuyên ngành có kiến thức về thiết kế mạch, cấu trúc máy tính, ngôn ngữ lập
trình cấp cao
– Kỹ sư chuyên ngành
•
Đánh giá
– Kiểm tra giữa kỳ: 30%
– Thuyết trình:
• Nhóm 3 - 4 người, trình bày 20 phút, chất vấn 10 phút
• Không bắt buộc
• Thay thế cho thi giữa kì
– Kiểm tra cuối kỳ: 70%
– Phương pháp: tự luận
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
3
dce
2008
Nội dung môn học
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu
Truyền dẫn số liệu
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu
Kỹ thuật truyền dữ liệu số
Điều khiển ở lớp liên kết dữ liệu
Ghép/tách kênh
Chuyển mạch mạch và chuyển mạch gói
Chế độ truyền bất đồng bộ
Tìm đường trong mạng chuyển mạch
Điều khiển nghẽn mạch trong mạng chuyển mạch
dữ liệu
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
4
dce
2008
Tài liệu tham khảo
•
•
•
[1] “Tập slide bài giảng”, TS. Đinh Đức Anh Vũ, 2008
[2] Data and Computer Communications – William Stallings
[3] Data Communications, Computer Networks and Open Systems – Fred Halsall
•
•
•
•
•
•
•
ISDN & B-ISDN – William Stallings
ATM Foundations for Broadband Networks – Uyless Black
Data Communications – William L. Schweber
Data communications and teleprocessing systems – Trevor Housley
Data communication technology – James Martin
Công nghệ ATM và CDMA – LG Information & Communications
Lecture notes for M.Sc. Data Communication Networks and Distributed Systems D51 -Basic Communications and Networks - Saleem N. Bhatti - Department of Computer Science
- University College London - October 1994
Lecture notes for DATA COMMUNICATIONS, v4.0 – Brian Brown, 1995-2001.
Fiber Optics Communication and Other Applications – Henry Zanger & Cynthia Zanger.
Wireless Networked Communications Concepts, Technology and Implementation – Regis J.
Bates.
Practical digital and data communications with LSI applications – Paul Bates
•
•
•
•
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
5
dce
2008
Chương 1
Tổng quan về truyền số liệu và
mạng truyền số liệu
BK
TP.HCM
¾Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
¾Truyền số liệu
¾Mạng truyền số liệu
¾Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính
dce
2008
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
Sơ đồ khối tổng quát (mô hình Shannon)
Ứng dụng dữ liệu
Ứng dụng âm thanh, tiếng nói
Ứng dụng video
Ứng dụng thời gian thực
Ví dụ
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
7
dce
2008
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
• Hệ thống truyền dữ liệu là gì?
– 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
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
8
dce
2008
Các tác vụ chính
•
Sử dụng hệ thống truyền dẫn
– Chia sẻ đường truyền hiệu quả giữa nhiều thiết bị, chống nghẽn mạch
•
•
Giao tiếp giữa thiết bị với hệ thống truyền
Tạo tín hiệu
– Có khả năng truyền dẫn trong môi trường truyền
– Bên nhận phải hiểu được dữ liệu
•
•
Đồng bộ giữa bên truyền và bên nhận
Quản lý việc trao đổi dữ liệu
– Các giao thức truyền dữ liệu
•
•
•
•
Điều khiển dòng dữ liệu
Phát hiện và sửa lỗi
Định vị địa chỉ và tìm đường
Khôi phục
– Khôi phục lại trạng thái cũ của hệ thống khi có lỗi làm ngắt quãng
•
•
•
Định dạng thông tin
Bảo mật
Quản trị mạng
– Cài đặt hệ thống, quản lý trạng thái, xử lý lỗi, có kế hoạch nâng cấp trong tương lai
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
9
dce
2008
Hệ thống truyền dữ liệu
• Tại sao phải dùng hệ thống truyền dữ liệu
– Chia sẻ 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
– Chuyển thông tin
• Giao dịch cơ sở dữ liệu
• Thư điện tử
• Phân tán dữ liệu trên mạng – lưu trữ
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
10
dce
2008
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)
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
11
dce
2008
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
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
12
dce
2008
Mạng truyền số liệu
• Mạng cục bộ (Local-Area Networks – LAN)
– Đặc tính
• Tầm vực nhỏ (tòa nhà, nhiều tòa nhà)
• Thường được sở hữu bởi 1 công ty, tổ chức
• Tốc độ cao hơn WAN
– Phân loại
•
•
•
•
Switch LAN (Ethernet)
Wireless LAN
ATM LAN
Xem chi tiết trong [2], phần 4
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
13
dce
2008
Mạng truyền số liệu
• Mạng diện rộng (Wide-Area Networks – 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 điện (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 tốc độ lỗi thấp
– Tốc độ lên đến 2 Mbps
• ATM
– Chế độ truyền bất đồng bộ (Asynchronous Transfer Mode)
– Dùng các gói có kích thước cố định (gọi là cell)
– Tốc độ lên đến Gbps
• ISDN
– Mạng số các dịch vụ tích hợp (Integrated Services Digital Network)
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
14
dce
2008
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 điện
• 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.)
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
15
dce
2008
Chương 1
Tổng quan về truyền số liệu và
mạng truyền số liệu
BK
TP.HCM
¾Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
¾Truyền số liệu
¾Mạng truyền số liệu
¾Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính
dce
2008
Kiến trúc truyền thông máy tính
• 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
• Tác vụ giao tiếp được phân nhỏ thành các môđun
• Ví dụ, truyền file có thể được phân thành 3 môđun
– Truyền file
– Dịch vụ giao tiếp
– Truy xuất mạng
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
17
dce
2008
Ví dụ kiến trúc phân cấp
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
18
dce
2008
Nghi thức giao tiếp (protocol)
• 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
• 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
– Phải cùng “nói” một ngôn ngữ
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
19
dce
2008
Mô hình đơn giản 3 lớp
• Lớp truy xuất mạng
• Lớp vận chuyển
• Lớp ứng dụng
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
20
dce
2008
Lớp truy xuất mạng
• Trao đổi dữ liệu giữa máy tính và môi trường
mạng
• Cung cấp địa chỉ máy nhận, tìm đường đi
• Yêu cầu các dịch vụ từ môi trường mạng
(priority)
• Phụ thuộc vào loại mạng đang sử dụng (LAN,
chuyển mạch gói, mạch…)
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
21
dce
2008
Lớp vận chuyển
• Đảm nhận việc truyền dữ liệu tin cậy
– Dữ liệu đến đúng địa chỉ
– Theo thứ tự đã gửi
• Không phụ thuộc vào loại kết nối mạng bên
dưới
• Không phụ thuộc vào ứng dụng
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
22
dce
2008
Lớp ứng dụng
• Cung cấp cho các ứng dụng các dịch vụ để
truy cập mạng
– Web browser: HTTP
– Email: SMTP
– File: FTP
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
23
dce
2008
Kiến trúc 3 lớp
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
24
dce
2008
Protocol data unit (PDU)
• Tại mỗi lớp có nhiều protocol được sử dụng
• Dữ liệu người dùng phải được thêm vào các thông tin điều
khiển tại mỗi lớp
• Lớp vận chuyển có thể chia nhỏ dữ liệu người dùng
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu
25
