Mạng máy tính Mô Hình OSI

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG

CHƯƠNG 2:

KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 1

www.trungtamtinhoc.edu.vn


KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI
GIỚI THIỆU
 Kiến trúc phân tầng
 Mô hình OSI và thuật ngữ
 Các tổ chức chuẩn hóa mạng máy tính

 Kiến trúc mạng riêng của công ty
 So sánh kiến trúc phân tầng với một số kiến trúc khác

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 2

www.trungtamtinhoc.edu.vn


KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI

MỤC TIÊU:
 Trình bày được các khái niệm về kiến trúc phân tầng.
 Trình bày được khái niệm và cấu trúc của các lớp trong mô hình OSI
 Nắm được nguyên tắc hoạt động và chức năng của từng lớp trong mô hình

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 3

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Mục đích của phân tầng

 Giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

www.trungtamtinhoc.edu.vn
Slide

4


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Tầm quan trọng của phân tầng
 Cung cấp sự hiểu biết sâu sắc về các thành phần các giao thức khác nhau
 Thuận tiện cho việc thiết kế và cài đặt các phần mềm truyền thông
 Mỗi tầng thực hiện một số chức năng xác định và cung cấp một số dịch vụ

nhất định cho tầng cao hơn.

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 3

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Một số nguyên tắc của kiến trúc phân tầng
 Mỗi hệ thống trong một mạng đều có cấu trúc tầng như nhau (số lượng
tầng, chức năng của mỗi tầng).

 Dữ liệu không được truyền trực tiếp từ tầng thứ i của hệ thống này sang
tầng thứ i của hệ thống khác.
 Tạo ranh giới giữa các tầng sao cho các tương tác và mô tả các dịch vụ
là tối thiểu
 Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau
và các tầng sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách biệt
 Các chức năng giống nhau phải đặt vào cùng một tầng

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 3

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG

Các vấn đề cần phải giải quyết khi thiết kế các tầng
 Cơ chế nối, tách
 Các quy tắc truyền dữ liệu (simplex, full-duplex, half-duplex)
 Kiểm soát lỗi
 Độ dài bản tin
 Thứ tự các gói tin
 Tốc độ phát và thu dữ liệu

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 7

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Các tổ chức thực hiện chuẩn hóa mạng máy tính
 ISO (International Organization For Standardization)

Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp
quốc. Thành viên của ISO là các cơ quan tiêu chuẩn hóa của các quốc gia.
 CCITT(Commite Consultatif International pour Telegraphe et Telephone)

Tổ chức tư vấn quốc tế về điện tín và điện thoại cũng hoạt động dưới sự bảo
trợ của Liên hợp quốc. Thành viên của CCITT là các cơ quan bưu chính viễn
thông của các quốc gia hoặc tư nhân.

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 8

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Các tổ chức thực hiện chuẩn hóa mạng máy tính
 ECMA (Eoripean Computer Manuafactures Association)

Tổ chức chế tạo máy tính của Châu Âu
 ANSI (Ameracan National Standards Institute)
Viện tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ

 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Viện công nghệ điện và điện tử

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 9

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Một số khái niệm cơ bản
 Tầng (Layer):

 Mọi quá trình trao đổi thông tin giữa hai đối tượng đều thực hiện qua
nhiều bước, các bước này độc lập tương đối với nhau.
 Thông tin trao đổi giữa hai đối tượng qua 3 giai đoạn:

1. Phát tin: Thông tin chuyển từ tầng cao => tầng thấp
2. Nhận tin: Thông tin chuyển từ tầng thấp => tầng cao
3. Quá trình trao đổi thông tin trực tiếp qua đường truyền vật lý (thực
hiện ở tầng cuối cùng)

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 10

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Một số khái niệm cơ bản
Giao diện, dịch vụ, đơn vị dữ liệu

 Mối quan hệ giữa hai tầng kề nhau gọi là giao diện
 Mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức của hai hệ thống khác nhau gọi là
giao thức

 Đơn vị dữ liệu sử dụng giao thức (Protocol Data Unit - PDU)
 Đơn vị dữ liệu dịch vụ (Service Data Unit - SDU)
 Thông tin điều khiển (Protocol Control Information - PCI)

 Thực thể (entity): Thực thể được chia làm hai loại
Thực thể cung cấp dịch vụ (service provide)
Thực thể sử dụng dịch vụ (service user)
Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 11

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Một số khái niệm cơ bản
Quá trình tạo thành các PDU

 Dữ liệu ở tầng N-1 nhận được do tầng N truyền xuống gọi là SDU.
 Phần thông tin điều khiển của mỗi tầng gọi là PCI.
 Ở tầng N-1 phần thông tin điều khiển PCI thêm vào đầu của SDU tạo thành
PDU. Nếu SDU quá dài thì cắt nhỏ thành nhiều đoạn, mỗi đoạn bổ sung
phần PCI, tạo thành nhiều PDU

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 12

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Hàm nguyên thủy
Các dịch vụ thường được xác định bằng tập hợp một số hàm nguyên thủy
(primitive) dùng cho phép một người sử dụng dịch vụ có thể gọi chúng để
truy nhập dịch vụ
Request
Người sử dụng dịch vụ dùng để gọi một chức năng.
(Yêu cầu)
Indication Người cung cấp dịch vụ dùng để gọi một chức năng hoặc chỉ báo

(Chỉ báo) một chức năng đã được gọi tại SAP.
Response Người sử dụng dịch vụ dùng để hoàn tất một chức năng đã được
(Trả lời) gọi từ trước bởi một hàm nguyên thủy chỉ báo ở SAP đó.
Confirm Người cung cấp dịch vụ dùng để thông tin về một yêu cầu mà
(Xác nhận) người sử dụng dịch vụ đã gọi trước đó.
Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 13

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hàm nguyên thủy
Hệ thống A

Hệ thống B

Tầng N+1

Tầng N+1
Indication

Request
Confirm
SAP

Tầng N

Response

(PDU)
Protocol

1. Request (yêu cầu)
3. Response(trả lời)
Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

SERVICE USER

Tầng N

SAP
SERVICE
PROVIDER

2. Indication (chỉ báo)
4. Confirm(xác nhận)
Slide 14

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hàm nguyên thủy
Trong sơ đồ bên dưới là qui trình thực hiện một giao thức giữa hai hệ thống A và B:

Tầng (N+1) của A gửi xuống tầng (N) kề dưới nó một hàm Request.
Tầng (N) của A cấu tạo một đơn vị dữ liệu để gửi yêu cầu đó sang tầng (N) của
B theo giao thức tầng N đã xác định.
Nhận được yêu cầu, tầng (N) của B chỉ báo lên tầng (N+1) kề trên nó bằng

hàm Indication

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 15

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Phương thức hoạt động
 Dịch vụ định hướng liên kết: là dịch vụ theo mô hình điện thoại, trước khi
truyền dữ liệu cần thiết lập một liên kết logic giữa các thực thể đồng mức.
 Dịch vụ không liên kết: không cần phải thiết lập liên kết logic và một đơn vị
dữ liệu được truyền là độc lập với các đơn vị dữ liệu trước hoặc sau nó.
Loại dịch vụ này theo mô hình bưu điện: mỗi bản tin hay mỗi bức thư cần có
một địa chỉ cụ thể bên nhận.
 Thiết lập liên kết (logic) - CONNECT
 Truyền dữ liệu - DATA

 Huỷ bỏ liên kết (logic) - DISCONNECT

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 16

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hàm nguyên thủy
Hệ thống A

Hệ thống B

Tầng N+1

Tầng N+1

Confirm
SAP

Data. Request
Connect.Request

Tầng N

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Indication

(PDU)
Protocol

1. Request (yêu cầu)
3. Response(trả lời)

SERVICE USER
Response
Tầng N

SAP
SERVICE
PROVIDER

2. Indication (chỉ báo)
4. Confirm(xác nhận)
Slide 17

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG
Hàm nguyên thủy và phương thức hoạt động
Trong thực tế loại dịch vụ connect luôn luôn là có xác nhận, còn các loại
dịch vụ DATA là không xác nhận hoặc có xác nhận
TT
Hàm nguyên thủy
1 CONNECT.Request
2 CONNECT.Indication
3 CONNECT.Response
4

CONNECT.Confirm

5
6

DATA.Request
DATA.Indication

Ý nghĩa
Yêu cầu thiết lập liên kết
Báo cho thực thể bị gọi
Đồng ý hay không đồng ý
Xác nhận với bên gọi việc kết nối có được chấp
nhận hay không
Bên gọi yêu cầu truyền dữ liệu
Báo cho bên nhân biết là dữ liệu sẽ đến

7

DISCONNECT.Request

Yêu cầu hủy bỏ liên kết

8

DISCONNECT.Indication

Báo cho bên nhận

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 18

www.trungtamtinhoc.edu.vn


I. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG

Phương thức hoạt động dựa trên hàm nguyên thủy
Ví dụ: A gọi điện thoại cho B
TT
1
2
3
4
5
6

Dv/Hàm
CONNECT.Request
CONNECT.Indication
CONNECT.Response
CONNECT.Confirm
DATA.Request
DATA.Indication

TT
1
2
3
4
5
6

Sự kiện
A quay số điện thoại của B
Chuông reo
B nhấc máy

Chuông ngừng reo
A nói chuyện với B
B nghe thấy A nói

7
8
9
10

DATA.Response
DATA.Confirm
DISCONNECT.Request
DISCONNECT.Indication

7
8
9
10

B trả lời A
A nghe thấy B trả lời
A cúp máy
B nghe thấy A cúp máy

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 19

www.trungtamtinhoc.edu.vn

VẤN ĐỀ NẢY SINH NẾU KHÔNG CHUẨN HÓA
 Không thống nhất về kiến trúc giữa các hệ thống mạng cục bộ, mạng diện rộng.

 Mỗi mạng theo một chuẩn riêng: SNA, DECNET, OSI, TCP/IP
 Không thống nhất về giao thức giữa các mạng
 Cần có mô hình chuẩn hóa

 Mô hình OSI (Open System Interconnection)
 Mô hình TCP/IP (Internet Protocol Suite)

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 20

www.trungtamtinhoc.edu.vn


II. MÔ HÌNH OSI
Giới thiệu về mô hình OSI
 Mô hình OSI (Open System Interconnection - Mô hình kết nối các hệ thống
mở) là một cơ sở cho việc chuẩn hóa các hệ thống truyền thông, nó được
nghiên cứu và xây dựng bởi ISO (International Organization for
Standardization).
 Để các máy tính/thiết bị mạng có thể truyền thông được với nhau, phải có
những quy tắc giao tiếp được các bên chấp nhận và phải được định nghĩa
rõ ràng

 1971, OSI với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng
sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hóa trong lĩnh vực

viễn thông và hệ thống thông tin => OSI (1984)

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 21

www.trungtamtinhoc.edu.vn


II. MÔ HÌNH OSI
 Gồm có 7 lớp với các chức
năng khác nhau

 Là mô hình chuẩn hóa do ISO
đề nghị
 Định ra các tiêu chuẩn thống
nhất cho các nhà sản xuất,
cung cấp sản phẩm, dịch vụ
mạng

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 22

www.trungtamtinhoc.edu.vn


II. MÔ HÌNH OSI
Giao tiếp qua mạng
Các ứng dụng mạng: Email, web,

chat, …
Định dạng, biểu diễn dữ liệu,
encryption
Thiết lập session, security, …
Đảm bảo truyền, nhận đúng dữ liệu

Quản lý địa chỉ, tìm đường, truyền
nhận các packet
Truyền nhận frame, kiểm tra, sửa lỗi
Kết nối vật lý, truyền các bít dữ liệu
Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 23

www.trungtamtinhoc.edu.vn


II. MÔ HÌNH OSI
Luồng dữ liệu trong mô hình OSI
Tiến trình đóng gói tại trạm gửi

Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Tiến trình mở gói tại trạm nhận

Đường truyền vật lý

Slide 24

www.trungtamtinhoc.edu.vn

II.1 TẦNG VẬT LÝ
A. Vai trò và chức năng
 Cung cấp các phương tiện truyền tin (điện, cơ); chức năng, thủ tục để kích
hoạt, duy trì và hủy bỏ các liên kết vật lý giữa các hệ thống.
 Chuyển các bit từ máy này đến máy kia và tốc độ truyền phụ thuộc vào
môi trường truyền tin
 Tín hiệu truyền theo 2 dạng:

 Tương tự - Analog
 Dạng số - Digital
 Hướng phát triển hiện nay:

 Truyền tin bằng cáp quang, vệ tinh
 Hệ thống nối kết nhanh (Fast Connect)
 Mạng thông tin số đa dịch vụ
Trần Thái Bảo - Khoa CNTT

Slide 25

www.trungtamtinhoc.edu.vn