nghiên cứu các giao thức truyền dữ liệu ứng dụng trong hệ thống điều khiển thời gian thực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Lƣơng Thị Thanh Hoa

NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC TRUYỀN DỮ
LIỆU ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN THỜI GIAN THỰC
Chuyên ngành :

Kỹ thuật truyền thông (KH)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Văn Khang


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang
Hà Nội – Năm 2013

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................4
THUẬT NG

VIẾT TẮT ......................................................................................5

DANH SÁCH BẢNG .............................................................................................6
DANH SÁCH HÌNH VẼ ........................................................................................7
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................9

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ...............................................................................11
1.1

Đặt vấn đề ..............................................................................................11

1.2

Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu.....................................................11

1.2.1 Hệ thống điều khiển thời gian thực...................................................11
1.2.2 Các giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống thời gian thực: ............15
CHƢƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC TRUYỀN D

LIỆU TRONG

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỜI GIAN THỰC .........................................................20
2.1

Quá trình truyền dữ liệu thời gian thực .................................................20

2.2

Giao thức truyền dữ liệu ........................................................................24

2.2.1 Giao thức TCP ( Transmision Control Protocol) ..............................24
2.2.2 Giao thức UDP (User Datagram Protocol) .......................................29
2.2.3 Định tuyến Multicast ........................................................................30
2.3

Lựa chọn các giao thức truyền dữ liệu thời gian thực phù hợp .............32

2.3.1 Giao thức RTP (Real Time Protocol) ...............................................32
2.3.2 Giao thức RTCP (Real Time Control Protocol) ...............................36
2.3.3 Các bộ RTP Tranlators và RTP Mixers ............................................41
2.4

Các giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống điều khiển thời gian thực 43

2.4.1 Hệ thống điều khiển thời gian thực...................................................45
2.4.2 Xử lý thời gian thực ..........................................................................46
CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC TRUYỀN D LIỆU TRONG
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔNG ĐÀI ASTERISK ..................................................49
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp
3.1

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Giới thiệu hệ thống Tổng đài Asterisk...................................................49

3.1.1 Kiến trúc hệ thống Asterisk: .............................................................49
3.1.2 Chức năng hệ thống ..........................................................................50
3.2

Tham chiếu giao thức truyền dữ liệu vào mô hình OSI ........................52

3.2.1 Giao thức IAX (Inter-Asterisk eXchange) ........................................54
3.2.2 Giao thức SIP (Session Initiation Protocol) ......................................55
3.2.3 Giao thức H.323 ................................................................................66
3.2.4 Giao thức MGCP (Media Gateway Control Protocol): ....................69
3.2.5 Lựa chọn giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống Asterisk .............72
3.3

Bảo mật các giao thức truyền dữ liệu thời gian thực .............................73

3.3.1 Kỹ thuật bức tƣờng lửa .....................................................................73
3.3.2 Kỹ thuật NAT ...................................................................................74
3.3.3 Kỹ thuật VPN ....................................................................................75
CHƢƠNG 4 DEMO PHƢƠNG THỨC TRUYỀN D LIỆU TRONG HỆ
THỐNG TỔNG ĐÀI .....................................................................................................78
4.1

Các thiết bị thực hiện demo ...................................................................78

4.1.1 Phần mềm ứng dụng: ........................................................................78
4.1.2 Softphone ..........................................................................................78
4.2

Mô hình kết nối ......................................................................................79

4.3

Demo giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống tổng đài Asterisk .........80

4.3.1 Demo cuộc cuộc gọi qua tổng đài Asterisk ......................................81
4.3.2 Demo cuộc gọi sử dụng BGM ..........................................................87

4.3.3 Demo giao cuộc gọi với tổng đài trả lời tự động ..............................88
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN............................................................90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................91
PHỤ LỤC .............................................................................................................92

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
trong luận văn là trung thực. Tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung của luận văn này
trƣớc Viện đào tạo sau đại học- Trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội.

Ngƣời cam đoan

Lƣơng Thị Thanh Hoa

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang
T

T vi t
t t

T NGỮ VI T T T

Ti ng Anh

Ngh a ti ng Việt

IMCP

Internet Control Message Protocol Giao thức
Internet

ản tin điều khiển

IP

Internet Protocol

Giao thức mạng

ISO

International Standard

Tổ chức chuẩn quốc tế

Organization
ITU-T

International Telecommunication Tiểu an chuẩn hoá viễn thông
Union-Telecommunication
thuộc tổ chức viễn thông quốc tế
Standardization Sector

MAC

Message Authentication Code

Mã nhận thực ản tin

NAT

Network Access Translation

Biên dịch địa chỉ mạng

RFC

Request for Comment

Các chuẩn khuyến nghị của IETF

RTP

Real Time Protocol

Giao thức truyền dữ liệu thời gian
thực

RTCP

Real Time Control Protocol

Giao thức điều khiển thời gian
thực

SDP

Session Description Protocol

Giao thức mô tả phi n

SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức khởi tạo phi n

SIPS

Secure SIP

SIP đảm ảo

TCP

Transmission Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền tải

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức dữ liệu đ

ngƣời sử

dụng
URI

Uniform Resourse Indicator

Chỉ thị dạng thức tài nguy n

URL

Uniform Resource Locator

Dạng ngu n nội ộ

VPN

Virtual Private Network

Mạng ri ng ảo

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2-1 Bảng mã hóa dữ liệu .............................................................................22
Bảng 3-1 Bảng thông số SDP ...............................................................................59
Bảng 3-2 Các phương thức SIP ............................................................................63
Bảng 3-3 Các mã trạng thái SIP ..........................................................................64
Bảng 3-4 So sánh giữa SIP và H.323 ...................................................................67
Bảng 3-5 Các báo hiệu trong MGCP ...................................................................70
Bảng 3-6 So sánh H.323 và MGCP ......................................................................71
Bảng 3-7 Ứng dụng giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống tổng đài ................73
Bảng 4-1 Quá trình truyền các bản tin trong cuộc thoại .....................................83
Bảng 4-2 Quá trình truyền bản tin khi gặp lỗi .....................................................87

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang
DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1:1 Mô hình hệ thống điều khiển thời gian thực .........................................12
Hình 1:2 Kiến trúc cơ bản của RCS-1 ..................................................................13
Hình 1:3 Kiến trúc cơ bản của RCS-2 ..................................................................13
Hình 1:4 Kiến trúc cơ bản của RCS-3 ..................................................................14
Hình 1:5 Kiến trúc cơ bản của RCS-4 ..................................................................14
Hình 1:6 Mô hình TCP/IP ....................................................................................16
Hình 1:7 Mô hình OSI ..........................................................................................18
Hình 2:1 Quá trình truyền dòng video/audio .......................................................21
Hình 2:2 Hoạt động của giao thức TCP trong việc cung cấp kết nối. .................25
Hình 2:3 Cấu trúc tải TCP ...................................................................................26
Hình 2:4 Khuôn dạng UDP Datagram ................................................................30
Hình 2:5 Truyền Multicast ...................................................................................30
Hình 2:6 Địa chỉ multicast. ..................................................................................32
Hình 2:7 Mô hình tổng quát về giao thức RTP. ...................................................33
Hình 2:8 Nhãn thời gian và sự đồng bộ. ..............................................................33
Hình 2:9 Kiểm soát quá trình phân phối dữ liệu.................................................34
Hình 2:10 Mô hình phiên RTP. ............................................................................36
Hình 2:11 Hoạt động của RTCP ..........................................................................37
Hình 2:12 Minh hoạ việc ghép các gói RTCP vào gói UDP. ..............................40
Hình 2:13 Mô hình mạng với các bộ traslator và mixer ......................................43
Hình 2:14 Phương pháp lập lịch (Scheduling) ....................................................47
Hình 3:1Kiến trúc của Asterisk ............................................................................50
Hình 3:2 Khái quát giao thức truyền dữ liệu của Asterisk...................................52
Hình 3:3 Giao thức truyền dữ liệu trong mô hình OSI ........................................53
Hình 3:4 Cấu trúc của hệ thống SIP ....................................................................57
Hình 3:5 Cấu trúc bản tin SIP ..............................................................................64
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Hình 3:6 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 ......................................................67
Hình 3:7 Quá trình thay đổi địa chỉ trong NAT ...................................................74
Hình 3:8 Client-to-LAN VPN ...............................................................................75
Hình 3:9 Cấu trúc L2PT .......................................................................................76
Hình 4:1 Điện Thoại Softphone ............................................................................79
Hình 4:2 Ngữ cảnh thực hành ứng dụng ..............................................................80
Hình 4:3 Flow cuộc gọi qua tổng đài Asterisk .....................................................81
Hình 4:4 Quá trình đăng ký với Server đăng ký...................................................82
Hình 4:5 Các giao thức truyền dữ liệu trong cuộc gọi thành công .....................85
Hình 4:6 Các giao thức truyền dữ liệu trong cuộc gọi BGM thành công ............88
Hình 4:7 Các giao thức truyền dữ liệu trong cuộc gọi Tổng đài thành công ......89

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, điều khiển theo thời gian thực đang dần trở thành một trong
những xu hƣớng bắt buộc trong điều khiển công nghiệp hiện đại. Trong tất cả
các lĩnh vực, bao g m mạng máy tính giờ đã trải rộng trên toàn cầu, với chất
lƣợng đƣờng truyền có chất lƣợng cao. Ngoài ra tính bảo mật, độ tin cậy trên
mạng cũng ngày càng đƣợc củng cố. Những ứng dụng trên mạng đang ngày
càng phong phú: trong các nhà mạng (thoại, data), trong các buổi hội thảo trực
tuyến, trong đào tạo từ xa trên mạng, trong dịch vụ video/audio theo yêu cầu,
….Tuy nhi n sự phát triển của các hệ thống điều khiển thời gian thực nói chung
đòi hỏi tính thời gian thực rất cao.
Tại Việt Nam, các ứng dụng điều khiển thời gian thực còn đang phát triển,
nhƣng với nhu cầu cấp thiết của thực tế, trong thời gian tới chắc chắn các ứng
dụng thời gian thực sẽ phát triển mạnh mẽ.
Đây cũng là một trong những lý do chính để tôi chọn lựa đề tài: ―Nghi n
cứu các giao thức truyền dữ liệu ứng dụng trong hệ thống điều khiển thời gian
thực‖ với 04 chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan: giới thiệu tổng quan các vấn đề nghiên cứu về giao
thức truyền dữ liệu thời gian thực đƣợc ứng dụng trong các hệ thống điều khiển
thời gian thực
Chƣơng 2: Nghiên cứu các giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống điều
khiển thời gian thực: tập trung nghiên cứu hoạt động và các tính năng của các
giao thức truyền dữ liệu thời thực
Chƣơng 3: Nghiên cứu các giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống điều
khiển tổng đài Asterisk: tập trung nghiên cứu các giao thức truyền dữ liệu
trong hệ thống tổng đài, các ƣu nhƣợc điểm của các giao thức và lựa chọn giao
thức truyền dữ liệu phù hợp với hệ thống tổng đài Asterisk

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 9

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Chƣơng 4: Demo phƣơng thức truyền dữ liệu trong hệ thống điều khiển
tổng đài: thiết lập đăng ký, thực hiện cuộc gọi tại tổng đài Asterisk, kiểm tra
flow thoại, thực hiện bắt gói, kiểm tra các giao thức truyền dữ liệu.
K t luận: tóm tắt luận văn và hƣớng phát triển luận văn.
Do điều kiện về thời gian và kiến thức hiểu biết của cá hân về lĩnh vực này còn
hạn chế, nên luận văn chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu và demo các giao thức truyền dữ
liệu trong hệ thống tổng đài Asterisk.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS - TS. Nguyễn Văn Khang, đã tận tình
giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi và hiệu chỉnh cho luận văn. Cảm ơn các thây giáo, cô
giáo Viện Điện tử - Viễn thông và các bạn bè đã hỗ trợ tôi hoàn thành luận văn tốt
nghiệp.

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang
C ƢƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề
Điều khiển theo thời gian thực đang dần trở thành một trong những xu hƣớng bắt
buộc trong điều khiển công nghiệp hiện đại. Trong những năm gần đây, các hệ thống

điều khiển theo thời gian thực là một trong các lĩnh vực thu hút nhiều sự chú ý trong
giới khoa học nghiên cứu về khoa học trong máy tính. Trong đó, vấn đề điều hành thời
gian thực và vấn đề lập lịch là đặc biệt quan trọng. Một số ứng dụng quan trọng của hệ
thống thời gian thực (RTS) đã và đang đƣợc ứng dụng rộng rãi hiện nay là các dây
chuyền sản xuất tự động, rôbốt, điều khiển không lƣu, điều khiển các thí nghiệm tự
động, điều khiển trong quân sự và đặc biệt ngày càng đƣợc phát triển trong các lĩnh
vực công nghệ thông tin, các nhà mạng hiện nay... Hệ thống điều khiển thời gian thực
đã và đang giữ vai trò quan trọng trong sự phát triển mới.
Để đáp ứng đƣợc yêu cầu càng cao về tính thời gian thực của các hệ thống, luận
văn thực hiện nghiên cứu các giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống thời gian thực.

1.2 Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu
1.2.1 Hệ thống điều khiển thời gian thực
Một hệ thống thời gian thực (RTS – Realtime Systems) có thể hiểu nhƣ một mô
hình xử lý mà tính đúng đắn của hệ thống không chỉ phụ thuộc vào kết quả tính toán
logic mà còn phụ thuộc vào thời gian mà kết quả này phát sinh. Hệ thống thời gian
thực đƣợc thiết kế nhằm cho phép trả lại các yếu tố kích thích phát sinh từ các thiết bị
phần cứng trong một ràng buộc thời gian xác định. Ở đây ta có thể đƣợc thiết kế nhằm
cho phép trả lời lại các yếu tố kích thíchphát sinh từ các thiết bị phần cứng trong một
ràng buộc thời gian xác định. Ở đây ta có thể hiểu thế nào là một RTS bằng cách hiểu
thế nào là một tiến trình, một công việc thời gian thực. Nhìn chung, trong những RTS
chỉ có một số công việc đƣợc gọi là công việc thời gian thực, các công việc này có một
mức độ khẩn cấp riêng phảihoàn tất, ví dụ một tiến trình đang cố gắng điều khiển hoặt
giám sát một sự kiện đang xảy ra trong thế giới thực. Bởi vì mỗi sự kiện xuất hiện
trong thế giới thực nên tiến trình giám sát sự kiện này phải xử lý theo kịp với những
thây đổi của sự kiện này. Sự thay đổi của sự kiện trong thế giới thực xảy ra rất nhanh,
mỗi tiến trình giám sát sự kiện này phải thực hiện việc xử lý trong một khoản thời gian
ràng buộc gọi là deadline, khoản thời gian ràng buộc này đƣợc xác định bởi thời gian
bắt đầu và thời gian hoàn tất công việc. Trong thực tế, các yếu tố kích thích xảy ra
trong thời gian rất ngắn vào khoảng vài mili giây, thời gian mà hệ thống trả lời lại yếu

tố kích thích đó tốt nhất vào khoảng dƣới một giây, thƣờng vào khoảng vài chục mili
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

giây, khoảng thời gian này bao g m thời gian tiếp nhận kích thích, xử lý thông tin và
trả lời lại kích thích. Một yếu tố khác cần quan tâm trong RTS là những công việc thời
gian thực này có tuần hoàn hay không ? Công việc tuần hoàn thì ràng buộc thời gian
ấn định theo từng chu kỳ xác định. Công việc không tuần hoàn xảy ra với ràng buộc
thời gian vào lúc bắt đầu và lúc kết thúc công việc, ràng buộc này chỉ đƣợc xác định
vào lúc bắt đầu công việc. Các biến cố kích hoạt công việc không tuần hoàn thƣờng
dựa trên kỹ thuật xử lý ngắt của hệ thống phần cứng.
Hệ thống điều khiển thời gian thực là kiến trúc mô thông minh đƣợc phát triển
hơn 30 năm trƣớc, theo kiến trúc: ―theoretical model of the cere ellum, the portion of
the rain responsi le for fine motor coordination and control of conscious motions‖.
Ban đầu nó đƣợc thiết kế cho cảm giác tƣơng tác kiểm soát mục ti u định hƣớng của
thao tác trong phòng thí nghiệm. Hơn a thập kỷ, RCS đã phát triển thành một kiến
trúc điều khiển thời gian thực cho máy công cụ thông minh, hệ thống tự động hóa nhà
máy, và phƣơng tiện tự động thông minh. RCS áp dụng cho nhiều lĩnh vực một loạt
các ứng dụng bao g m điều khiển của các bộ phận và các công cụ của các hệ thống
dây truyền, kiểm soát các máy trạm gia công….

Hình 1:1 Mô hình hệ thống điều khiển thời gian thực

Với sự phát triển của khoa học công nghệ, các hệ thống điều khiển thời gian thực

phát triển trải nhiều phiên bản, cụ thể là:
- Mô hình điều khiển RCS-1: đƣợc đƣa ra ởi Nico Tin ergen. Mô hình điều khiển
RCS-1 đƣợc xây dựng dựa trên mô hình CMAC (Cerebellar Model Arithmetic
Computer.Ở mỗi cấp, các lệnh đầu vào là kết quả lựa chọn một hành vi đƣợc
định hƣớng bởi thông tin phản h i trƣớc đó.)
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Hình 1:2 Kiến trúc cơ ản của RCS-1

- Mô hình điều khiển RCS-2: đƣợc phát triển bởi Barbera, Fitzgerald, Kent vào
đầu những năm 1980 với mục ti u điều khiển tự động hóa sản xuất. RCS-2 đƣợc
sử dụng để xác định một hệ thống phân cấp tám bao g m Servo, Coordinate
Transform, E-Move, Task, Workstation, Cell, Shop, and Facility levels of
control.

Hình 1:3 Kiến trúc cơ ản của RCS-2

- Mô hình điều khiển RCS-3: đƣợc thiết kế cho dự án NBS/DARPA
Multiple Autonomous Undersea Vehicle(MAUV) và đƣợc chuyển cho
NASA/NBS Standard Reference Model Telerobot Control System Architecture
(NASREM) để phát triển trạm vũ trụ bay Telerobotic Servicer. Những tính năng
mới đƣợc giới thiệu trong chính RCS-3 là sự toàn cầu hóa và giao diện điều
hành. Sự bao g m mô hình toàn cầu hóa cung cấp cơ sở cho việc lập kế hoạch

công việc và xử lý công việc dựa tr n mô hình điều khiển RCS-3.
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 13


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Hình 1:4 Kiến trúc cơ ản của RCS-3

- Mô hình điều khiển RCS-4: RCS-4 đƣợc phát triển từ những năm 1990 ởi NIST
Robot Systems Division. Các khối xây dựng cơ ản đƣợc thể hiện trong hình
vẽ). Các tính năng mới chính trong RCS-4 là Kiểm soát các loại chức năng cung
cấp cho hệ điều hành của các hệ thống. Các mô-đun VJ có quá trình tính toán chi
phí, lợi ích và nguy cơ của các hành động theo kế hoạch, và giá trị nơi tr n đối
tƣợng, vật liệu , lãnh thổ, tình huống, các sự kiện, và kết quả. Đánh giá giá trị,
hoặc chức năng đánh giá, là một phần thiết yếu của bất kỳ hình thức lập kế
hoạch. Việc áp dụng đánh giá giá trị các hệ thống điều khiển thông minh đã đƣợc
giải quyết bởi George Pugh. Cấu trúc và chức năng của các mô-đun VJ đƣợc
phát triển hoàn toàn phát triển hơn trong Al us (1991).

Hình 1:5 Kiến trúc cơ ản của RCS-4

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 14

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

1.2.2 Các giao thức truyền dữ liệu trong hệ thống thời gian thực:
Các giao thức truyền dữ liệu là một tập hợp các quy tắc chuẩn dành cho việc biểu
diễn dữ liệu, phát tín hiệu, chứng thực và phát hiện lỗi dữ liệu - những việc cần thiết
để gửi thông tin qua các kênh truyền thông, nhờ đó mà các máy tính (và các thiết bị)
có thể kết nối và trao đổi thông tin với nhau. Các giao thức truyền thông dành cho
truyền thông tín hiệu số trong mạng máy tính có nhiều tính năng để đảm bảo việc trao
đổi dữ liệu một cách đáng tin cậy qua một kênh truyền thông không hoàn hảo. Các
giao thức truyền dữ liệu đƣợc phân loại bộ giao thức TCP/IP hoặc chia theo giao thức
OSI.
a) Bộ giao thức TCP/IP
Bộ giao thức TCP/IP (Internet protocol suite hoặc IP suite hoặc TCP/IP protocol
suite - bộ giao thức liên mạng), là một bộ các giao thức truyền thông mà Internet và
hầu hết các mạng máy tính thƣơng mại đang chạy tr n đó. Bộ giao thức này đƣợc đặt
tên theo hai giao thức chính của nó là TCP (Giao thức Điều khiển Giao vận)
và IP (Giao thức Liên mạng). Chúng cũng là hai giao thức đầu ti n đƣợc định nghĩa.
Bộ giao thức TCP/IP có thể đƣợc coi là một tập hợp các tầng, mỗi tầng giải quyết
một tập các vấn đề có li n quan đến việc truyền dữ liệu, và cung cấp cho các giao thức
tầng cấp trên một dịch vụ đƣợc định nghĩa rõ ràng dựa trên việc sử dụng các dịch vụ
của các tầng thấp hơn. Về mặt lôgic, các tầng trên gần với ngƣời dùng hơn và làm việc
với dữ liệu trừu tƣợng hơn, chúng dựa vào các giao thức tầng cấp dƣới để biến đổi dữ
liệu thành các dạng mà cuối cùng có thể đƣợc truyền đi một cách vật lý.
Bộ giao thức liên mạng xuất phát từ công trình DARPA, từ những năm đầu thập
niên kỷ 1970. Với nhiệm vụ là một mạng lƣới truyền thông bị hạ cấp tới mức cơ ản
tối thiểu, khiến việc hội nhập với các mạng lƣới truyền thông khác trở nên hầu nhƣ ất
khả thi, mặc dầu đặc tính của chúng là gì, và vì thế, giải đáp nan đề đầu tiên của Kahn.
Một câu nói cửa miệng vì thế mà TCP/IP, sản phẩm cuối cùng do những cống hiến của

Cerf và Kahn, sẽ chạy tr n "đƣờng dây nối giữa hai ống ơ rỉ", và quả nhi n nó đã
đƣợc thực thi dùng các con chim b câu đƣa thƣ (homing pigeons). Một máy vi tính
đƣợc dùng là cổng nối (gateway) (sau này đổi thành bộ định tuyến (router) để tránh
nhầm với những loại cổng nối khác) đƣợc thiết bị một giao diện với từng mạng lƣới
truyền thông, truyền tải gói dữ liệu qua lại giữa chúng.
Ý tƣởng này đƣợc nhóm nghiên cứu mạng lƣới truyền thông của Cerf, tại
Stanford, diễn giải ra tỉ mỉ, cụ thể vào khoảng thời gian trong năm 1973-1974. (Những
công trình về mạng lƣới truyền thông trƣớc đó tại Xerox PARC, nơi sản sinh ra bộ
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

giao thức PARC Universal Packet, phần lớn đƣợc dùng vào thời kỳ đó, cũng gây ảnh
hƣởng về kỹ thuật không ít; nhiều ngƣời nhảy qua nhảy lại giữa hai cái.)
Sau đó DARPA ký hợp đ ng với BBN, Stanford, và Trƣờng đại học chuyên
nghiệp Luân Đôn (The University College London - viết tắt là UCL) kiến tạo một số
phiên bản của giao thức làm việc đƣợc, trên các nền tảng phần cứng khác nhau. Có
bốn phiên bản đã đƣợc xây dựng—TCP v1, TCP v2. Phiên bản 3 đƣợc tách ra thành
hai phần TCP v3 và IP v3, vào mùa xuân năm 1978, và sau đó ổn định hóa với phiên
bản TCP/IP v4—giao thức tiêu chuẩn hiện dùng của Internet ngày nay.
Vào năm 1975, cuộc thử nghiệm thông nối hai mạng lƣới TCP/IP, giữa Stanford
và UCL đã đƣợc tiến hành. Vào tháng 11 năm 1977, một cuộc thử nghiệm thông nối
ba mạng lƣới TCP/IP, giữa Mỹ, Anh và Na-uy đã đƣợc chỉ đạo. Giữa năm 1978 và
1983, một số những bản mẫu của TCP/IP đã đƣợc thiết kế tại nhiều trung tâm nghiên
cứu. Ngày 1 tháng 1 năm 1983, ARPANET đã hoàn toàn đƣợc chuyển hóa sang dùng

TCP/IP.
Vào tháng Ba năm 1982, ]Bộ Quốc Phòng Mỹ chấp thuận TCP/IP thành một tiêu
chuẩn cho toàn bộ mạng lƣới vi tính truyền thông quốc phòng. Vào năm 1985, Uỷ ban
kiến trúc Internet (Internet Architecture Board) đã dành 3 ngày hội thảo về TCP/IP cho
công nghiệp điện toán, với sự tham dự của 250 đại biểu từ các công ty thƣơng mại.
Cuộc hội thảo này đã làm tăng th m uy tín và sự nổi tiếng của giao thức, khiến nó
ngày càng phổ biến trên thế giới.

Hình 1:6 Mô hình TCP/IP

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 16


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

b) Bộ giao thức OSI (Open System Interconnection)
Mô hình OSI miêu tả một tập cố định g m 7 tầng mà một số nhà sản xuất lựa
chọn và nó có thể đƣợc so sánh tƣơng đối với bộ giao thức TCP/IP.
Mô hình OSI phân chia chức năng của một giao thức ra thành một chuỗi các tầng
cấp. Mỗi một tầng cấp có một đặc tính là nó chỉ sử dụng chức năng của tầng dƣới nó,
đ ng thời chỉ cho phép tầng trên sử dụng các chức năng của mình. Một hệ thống cài
đặt các giao thức bao g m một chuỗi các tầng nói tr n đƣợc gọi là "ch ng giao thức"
(protocol stack). Ch ng giao thức có thể đƣợc cài đặt trên phần cứng, hoặc phần mềm,
hoặc là tổ hợp của cả hai. Thông thƣờng thì chỉ có những tầng thấp hơn là đƣợc cài đặt
trong phần cứng, còn những tầng khác đƣợc cài đặt trong phần mềm.
Mô hình OSI này chỉ đƣợc ngành công nghiệp mạng và công nghệ thông tin tôn

trọng một cách tƣơng đối. Tính năng chính của nó là quy định về giao diện giữa các
tầng cấp, tức qui định đặc tả về phƣơng pháp các tầng liên lạc với nhau. Điều này có
nghĩa là cho dù các tầng cấp đƣợc soạn thảo và thiết kế bởi các nhà sản xuất, hoặc
công ty, khác nhau nhƣng khi đƣợc lắp ráp lại, chúng sẽ làm việc một cách dung hòa
(với giả thiết là các đặc tả đƣợc thấu đáo một cách đúng đắn). Trong cộng
đ ng TCP/IP, các đặc tả này thƣờng đƣợc biết đến với cái tên RFC (Requests for
Comments, dịch sát là "Đề nghị duyệt thảo và bình luận"). Trong cộng đ ng OSI,
chúng là các tiêu chuẩn ISO (ISO standards).
Thƣờng thì những phần thực thi của giao thức sẽ đƣợc sắp xếp theo tầng cấp,
tƣơng tự nhƣ đặc tả của giao thức đề ra, song bên cạnh đó, có những trƣờng hợp ngoại
lệ, còn đƣợc gọi là "đƣờng cắt ngắn" (fast path). Trong kiến tạo "đƣờng cắt ngắn", các
giao dịch thông dụng nhất, mà hệ thống cho phép, đƣợc cài đặt nhƣ một thành phần
đơn, trong đó tính năng của nhiều tầng đƣợc gộp lại làm một.
Việc phân chia hợp lí các chức năng của giao thức khiến việc suy xét về chức
năng và hoạt động của các ch ng giao thức dễ dàng hơn, từ đó tạo điều kiện cho việc
thiết kế các ch ng giao thức tỉ mỉ, chi tiết, song có độ tin cậy cao. Mỗi tầng cấp thi
hành và cung cấp các dịch vụ cho tầng ngay tr n nó, đ ng thời đòi hỏi dịch vụ của
tầng ngay dƣới nó. Nhƣ đã nói ở trên, một thực thi bao g m nhiều tầng cấp trong mô
hình OSI, thƣờng đƣợc gọi là một "ch ng giao thức" (ví dụ nhƣ ch ng giao thức
TCP/IP).
Mô hình tham chiếu OSI là một cấu trúc phả hệ có 7 tầng, nó xác định các yêu
cầu cho sự giao tiếp giữa hai máy tính. Mô hình này đã đƣợc định nghĩa ởi Tổ chức
tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization for Standardization) trong tiêu
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

chuẩn số 7498-1 (ISO standard 7498-1). Mục đích của mô hình là cho phép sự tƣơng
giao (interoperability) giữa các hệ máy (platform) đa dạng đƣợc cung cấp bởi các nhà
sản xuất khác nhau. Mô hình cho phép tất cả các thành phần của mạng hoạt động hòa
đ ng, bất kể thành phần ấy do ai tạo dựng. Vào những năm cuối thập niên 1980, ISO
đã tiến cử việc thực thi mô hình OSI nhƣ một tiêu chuẩn mạng.
Tại thời điểm đó, TCP/IP đã đƣợc sử dụng phổ biến trong nhiều năm. TCP/IP là
nền tảng của ARPANET, và các mạng khác - là những cái đƣợc tiến hóa và trở thành
Internet. (Xin xem thêm RFC 871 để biết đƣợc sự khác biệt chủ yếu giữa TCP/IP và
ARPANET.)

Hình 1:7 Mô hình OSI

Tổng k t: Chƣơng 1 tập trung vào việc giới thiệu tổng quan về hệ thống điều
khiển thời gian thực với các giao thức truyền dữ liệu thời gian thực. Chƣơng 1 giới
thiệu các mô hình truyền dẫn dữ liệu theo mô hình OSI và TCP/UDP, mở ra các khái
niệm để triển khai nghiên của luận văn.

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 18


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Với mục tiêu phù hợp với chuy n ngành đào tạo, luận văn thực hiện nghiên cứu
các giao thức truyền dữ liệu ứng dụng trong các hệ thống điều khiển thời gian thực

trong lĩnh vực viễn thông.

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

C ƢƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC GIAO THỨC TRUYỀN DỮ
LIỆU TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỜI GIAN
THỰC
2.1 Quá trình truyền dữ liệu thời gian thực
Có rất nhiều ứng dụng hiện nay đòi hỏi tính thời gian thực (real time). Đặc biệt là
trong các dịch vụ thoại VOIP, trong truyền hình qua mạng, hội thảo trực tuyến, chat
hình, chat tiếng…mỗi ứng dụng có những đặc điểm riêng của nó.Tuy nhiên, có một số
điều chung nhất mà các dịch vụ này đều yêu cầu đó là việc truyền dữ liệu theo dòng
(streaming). Do vậy, chúng ta sẽ bắt đầu với việc tìm hiểu về khái niệm truyền dòng.
Khái niệm truyền dòng có thể hiểu là khi nội dung của audio hay video đƣợc
truyền tới nơi nhận, nơi nhận có thể thể hiện đƣợc ngay trong quá trình truyền mà
không cần phải đợi đến khi toàn bộ nội dung video đƣợc truyền xong. Cơ chế này
hoàn toàn khác với cơ chế download file của các giao thức HTTP hay FTP.
Truyền dữ liệu thời gian thực cho phép chúng ta thể hiện các dòng video thời
gian thực mà không phụ thuộc vào độ dài của video. Điều này rất có ý nghĩa khi
truyền các file video có kích thƣớc lớn hay các dòng video có độ dài không xác định.
Khi đó, các giao thức khác nhƣ FTP hay HTTP sẽ không thể sử dụng đƣợc.
Chúng ta có thể bắt gặp rất nhiều trƣờng hợp sử dụng cơ chế truyền dữ liệu thời
gian thực nhƣ các chƣơng trình truyền hình trực tiếp, hội thảo qua mạng. Với khả năng

truyền tải nội dung video, audio thông qua mạng, chúng ta có một phƣơng pháp giao
tiếp và truy nhập thông tin mới.
Với góc nhìn bao quát, truyền dữ liệu thời gian thực là một phƣơng pháp truyền
thông tin liên tục, trong đó nội dung video đƣợc truyền đi theo thời gian thể hiện của
nội dung video đó. B n nhận khi nhận dòng thông tin nội dung video sẽ có thể thể hiện
ngay nội dung của video theo thời gian. Khả năng này rất có ý nghĩa đối với các loại
dữ liệu phụ thuộc thời gian nhƣ video, audio, ởi vì để đảm bảo chất lƣợng cảm thụ
video thì phải đảm bảo đƣợc mối quan hệ về mặt thời gian giữa các khung hình.
Để có thể hình dung một cách đơn giản về cơ chế truyền dữ liệu thời gian thực,
chúng ta lấy một ví dụ nhƣ sau. Giả thiết có hai máy đƣợc kết nối với nhau, trong đó
một máy đóng vai trò là máy truyền và một máy đóng vai trò là máy nhận. Bên truyền
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 20


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

đƣợc trang bị camera để thu hình giảng viên giảng bài và dữ liệu video thu đƣợc đƣợc
truyền tới máy nhận. Bên nhận có nhiệm vụ nhận dòng dữ liệu từ bên truyền gửi tới và
thể hiện lên thiết bị ra nhƣ TV hay màn hình máy tính. Khi đó với việc sử dụng cơ chế
truyền dòng thời gian thực, các hình ảnh của giảng viên mà bên nhận thể hiện sẽ phản
ánh một cách tức thời (về mặt lí thuyết) những gì đang xảy ra đối với giảng viên ở bên
truyền. Còn với các bài giảng đƣợc lƣu trữ trƣớc, truyền dòng thời gian thực sẽ đảm
bảo việc thể hiện của video tƣơng đƣơng nhƣ khi nó đƣợc thể hiện trên máy truyền.
Khi đó, môi trƣờng mạng là trong suốt đối với ngƣời sử dụng, ngƣời sử dụng có cảm
giác việc thể hiện đoạn video nhƣ là đƣợc thực hiện ngay trên máy cục bộ.
Truyền d dữ liệu thời gian thực đối với video hay audio phải trải qua nhiều công

đoạn với từng nhiệm vụ ri ng để đi đến kết quả cuối cùng là đạt đƣợc khả năng thể
hiện ngay ở bên nhận.

Giải nén video/audio

Dòng video/audio

Khôi phục dữ liệu và đ ng bộ

Lấy mẫu

Network
RTP
Packets

Hình 2:1 Quá trình truyền dòng video/audio

Để có thể tìm hiểu sâu đƣợc cơ chế truyền dòng, chúng ta cần đi sâu vào quá
trình mà thông tin đƣợc truyền đi thông qua môi trƣờng mạng. Bất cứ một nội dung
video hay audio nào đƣợc truyền đi dƣới dạng truyền dòng đều phải trải qua các ƣớc
sau:
Bƣớc 1 - Mã hoá:
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 21


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Việc mã hoá video, mà cụ thể là nén video là một công đoạn không bắt buộc
nhƣng rất cần thiết. Với các loại dữ liệu video thô nhƣ dữ liệu thu từ camera, thì việc
lƣu trữ hay truyền video không nén sẽ phải trả giá cao, đôi khi là điều không thể. Ta
lấy ví dụ với một định dạng tiêu biểu thƣờng đƣợc sử dụng trong các ứng dụng hội
nghị từ xa bằng video là định dạng CIF (Common Intermediate Format). CIF sử dụng
độ phân giải 352 pixel mỗi dòng và 288 dòng tất cả. Một ảnh không nén cho một
frame hình (chế độ 352x288x16bpp) chiếm 202752 byte. Việc ghi video không nén
với tốc độ 15 hình một giây sẽ cần xấp xỉ 3 MB một giây và nếu truyền qua mạng thì
ăng thông cần thiết cho một dòng video không nén là 24 Mbps. Từ ví dụ tr n đây, ta
thấy việc nén video gần nhƣ là không thể thiếu đƣợc nếu các dòng video đƣợc truyền
tr n môi trƣờng mạng tốc độ thấp. Bảng sau cho biết độ nén cần thiết đối với từng môi
trƣờng mạng khác nhau:
Bảng 2-1 Bảng mã hóa dữ liệu

Dạng k t nối

Bit Rate

Tỉ lệ nén

OC3

155 Mbps

1:1

T3

42 Mbps

4:1

Ethernet

10 Mbps

17:1

T1

1.5 Mbps

110:1

ISDN

128 Kbps

1300:1

Modem

56 Kbps

3000:1

Bƣớc 2 - Lấy mẫu:
Việc lấy mẫu thực chất là việc chia nhỏ nội dung của video hay audio ra thành
các khối nhỏ thích hợp để cơ thể truyền đi trong mọi trƣờng mạng. Đối với các dữ liệu

audio, việc lấy mẫu đƣợc thực hiện theo thời gian. Tƣơng ứng sau một khoảng thời
gian ằng chu kì lấy mẫu phần dữ liệu audio tƣơng ứng trong khoảng thời gian đi sẽ
đƣợc sử dụng để truyền đi.Với các dữ liệu video, ngoài việc lấy mẫu theo thời gian
cũng có việc lấy mẫu theo khung gian. Việc lấy mẫu theo thời gian tƣơng ứng với thời
gian thể hiện của các khung hình và việc lấy mẫu theo khung gian sẽ đƣợc thực hiện
ằng cách chia nhỏ các khung hình thành các phần với kích thƣớc thích hợp đối với
việc truyền đi.
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 22


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Khi lấy mẫu, các mẫu phải chứa đựng đầy đủ các thụng tin dựng cho việc khôi
phục lại dữ liệu video hay audio về cả mặt không gian cũng nhƣ thời gian khi ên nhận
nhận đƣợc các mẫu này. Với việc sử dụng một giao thức nhƣ giao thức truyền thụng
thời gian thực nhƣ RTP, quá trình lấy mẫu sẽ đƣợc tiến hành tự động.
Bƣớc 3 - Truyền các mẫu qua mạng:
Việc truyền các mẫu dữ liệu video có thể đƣợc thực hiện một cách trực tiếp
thông qua các giao diện của môi trƣờng mạng nhƣ Socket hay đƣợc thực hiện thông
qua một giao thức cấp cao ở tầng ứng dụng nhƣ RTP. Thông thƣờng ngƣời ta sẽ chọn
giải pháp thứ hai, tức là sử dụng một giao thức truyền dòng thời gian thực cho việc
truyền các mẫu nếu nhƣ giao thức đó đƣợc hỗ trợ trên nền phần cứng cũng nhƣ phần
mềm.
Việc sử dụng một giao thức truyền dòng thời gian thực có nhiều ƣu điểm. Ƣu
điểm thứ nhất là tính hiệu quả, ởi vì các giao thức truyền thông thời gian thực đƣợc
thiết kế cho việc truyền các loại dữ liệu động, nhƣ dữ liệu video chẳng hạn, khi đó tính

thời gian thực sẽ đƣợc chú trọng hơn là tính chính xác về mặt dữ liệu. Ví dụ nhƣ đối
với giao thức RTP, giao thức truyền thông lớp dƣới thƣờng đƣợc sử dụng là UDP
(User Datagram Protocol) là giao thức với độ tin cậy thấp nhƣng có tốc độ truyền dữ
liệu cao hơn các giao thức với độ tin cậy cao nhƣ TCP.
Ƣu điểm thứ hai là các giao thức thời gian thực hỗ trợ mạnh việc đ ng ộ các
dòng dữ liệu từ các ngu n khác nhau nhƣng có quan hệ với nhau về mặt thời gian
thực. Ví dụ nhƣ đối với việc truyền âm thanh và hình ảnh của cùng một sự vật, khi đó
bên nhận khi thể hiện phải đảm ảo yêu cầu là âm thanh phải phù hợp với hình ảnh.
Ngoài ra, các giao thức điều khiển còn cung cấp các dịch vụ cho phép quản lý
các thành viên tham gia và điều khiển chất lƣợng của việc phân phối dữ liệu.
Với việc sử dụng một giao thức truyền thông thời gian thực cho việc truyền, khi
đó các mẫu sẽ đƣợc đóng gói thành các gói tin. Các gói tin sẽ mang đầy đủ các thông
tin nhƣ nhãn thời gian, số thứ tự của gói tin và các thông tin khác đủ dùng cho việc
khôi phục dữ liệu và đ ng ộ các dòng khi bên nhận tiến hành nhận và thể hiện nội
dung của video hay audio. Thông qua các giao thức lớp dƣới, cỏc gói tin sẽ đƣợc
truyền đi trong môi trƣờng mạng.
Bƣớc 4 - Nhận và khôi phục dữ liệu và đồng bộ các dòng dữ liệu:
Đây là quá trình ngƣợc với ƣớc thứ a, đƣợc thực hiện ở ên nhận khi dữ liệu
dƣới dạng các gói tin đƣợc truyền đến. Các gói tin đƣợc truyền đến có thể là của nhiều
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 23


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

dòng tƣơng ứng với nhiều ngu n dữ liệu khác nhau và cũng có thể thứ tự các gói tin
nhận đƣợc không giống nhƣ khi chúng đƣợc gửi đi. Khi đó n nhận phải căn cứ vào

các tin đƣợc ghi trong từng gói tin để có thể xác định đƣợc vị trí về mặt khung gian và
thời gian của các mẫu dữ liệu mà gói tin mang theo. Việc xác định đƣợc vị trí của các
mẫu dữ liệu trong gói tin giúp cho việc khôi phục lại nội dung của video hay audio
một cách chính xác nhất. Với việc truyền các dòng đơn lẻ không có quan hệ với nhau
về mặt thời gian, thì nội dung của audio hay video vừa đƣợc khôi phục có thể đuợc sử
dụng để trình diễn. Còn trong trƣờng hợp có nhiều dòng khác nhau có quan hệ với
nhau về mặt thời gian thực thì cần phải đ ng ộ các dòng về mặt thời gian.
Việc đ ng ộ các dòng chỉ cần thiết khi cỏc các dòngquan hệ với nhau về mặt
thời gian, chẳng hạn nhƣ việc đ ng ộ hình với tiếng khi truyền video, khi đó thời gian
thể hiện của các dòngphải đƣợc tính toán sao cho phự hợp với nhau. Việc đ ng ộ là
một công việc phức tạp, thƣờng đƣợc thực hiện tự động ởi các giao thức truyền thông
thời gian thực nhƣ RTP. Khi đó, mặc dù thứ tự cỏc gói tin nhận đƣợc có thể không
giống nhƣ thứ tự khi đƣợc gửi, thậm chí có một số gói tin ị mất nhƣng giao thức vẫn
phải đảm ảo tính đ ng ộ cho các dòng khi đƣợc thể hiện ở nơi nhận.
Bƣớc 5 - Giải nén:
Bƣớc này sẽ tiến hành giải nén dòng video/audio với chuẩn nén đƣợc sử dụng
khi nén. Dữ liệu sau khi giải nộn có thể đƣợc thể hiện ra các thiết ị ra hay đƣợc ghi ra
file.

2.2 Giao thức truyền dữ liệu
Nhƣ đã tìm hiểu tại mục giới thiệu thì các giao thức truyền dữ liệu đƣợc phân
theo bộ giap thức lớp truyền tải TCP, UDP cùng với khái niệm trueyefn đa điểm
Multicast.
2.2.1 Giao thức TCP ( Transmision Control Protocol)
TCP là một giao thức kiểu có liên kết (Connection – Oriented), tức là phải có
giai đoạn thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể TCP trƣớc khi truyền dữ liệu.
Là một giao thức ở tầng giao vận TCP nhận thông tin từ các lớp trên chia nó
thành nhiều đoạn nếu cần thiết. Mỗi gói dữ liệu đƣợc chuyển tới giao thức lớp mạng
(thƣờng là IP) để truyền và định tuyến. Bộ xử TCP của nó nhận thông áo đã nhận
từng gói, nếu nó nhận thành công, các gói dữ liệu không có thông báo sẽ đƣợc truyền

HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 24


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

lại. TCP của nơi nhận lắp ráp lại thông tin và chuyển nó tới tầng cao hơn khi nó nhận
đƣợc toàn bộ.
Trƣớc khi các gói dữ liệu đƣợc gửi tới máy đích nơi gửi và nơi nhận phải thƣơng
lƣợng để thiết lập một kết nối logic tạm thời. Kết nối này về đặc trƣng sẽ ở trạng thái
mở trong suốt phiên truyền.
2.2.1.1 Đặc điểm giao thức TCP
Trong bộ giao thức TCP/IP TCP là giao thức đƣợc phát triển nhƣ là cách để kết nối
các mạng máy tính khác nhau về các phƣơng pháp truyền dẫn và hệ điều hành. TCP
thiết lập kết nối hai đƣờng giữa hai hệ thống cần trao đổi thông tin với nhau, thông tin
trao đổi giữa hai hệ thống đƣợc chia thành các gói. TCP có những đặc điểm sau:
- Sự b t tay: Hai hệ thống cần kết nối với nhau cần phải thực hiện một loạt các sự
bắt tay để trao đổi những thông tin về việc chúng muốn kết nối. Quá trình bắt tay
đảm bảo ngăn trặn sự tràn và mất mát dữ liệu khi truyền.
- Xác nhận: Trong phiên truyền thông tin, hệ thống nhận dữ liệu cần phải gửi các
xác nhận cho hệ thống phát để xác nhận rằng nó đã nhận đƣợc dữ liệu.
- Trật tự: Các gói tin có thể đến đích không theo thứ tự sắp xếp của dòng dữ liệu
liên tục bởi các gói tin đi từ cùng một ngu n tin theo những đƣờng dẫn khác nhau
để đi tới cùng một đích. Vì vậy thứ tự đúng của các gói tin phải đƣợc đảm bảo
sắp xếp lại tại hệ thống nhận.
- Phát lại: Khi phát hiện gói tin bị lỗi thì nơi gửi chỉ phát lại những gói tin bị lỗi

Hình 2:2 Hoạt động của giao thức TCP trong việc cung cấp kết nối.
HV: Lƣơng Thị Thanh Hoa – CB110789

Trang 25