Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

Chương 1: Mô hình hệ thống
truyền dữ liệu
1.
2.
3.

Thông tin, tín hiệu, dữ liệu
tương tự/số
Mô hình các hệ thống
truyền dữ liệu
Các vấn ñề của hệ thống
truyền dữ liệu

Nội dung
1.
2.
3.

2

Thông tin, tín hi u, d li u
Mô hình các hệ thống truyền dữ liệu
Các vấn ñề của hệ thống truyền dữ liệu

8/22/2008

1


Thông tin
Là khái niệm trừu tượng

Sự cảm hiểu, nhận biết của con người về thế giới
xung quanh.
Ví dụ: nhiệt ñộ, trời nắng/mưa, giá chứng khoán, ....
Các thao tác trên thông tin:
–

biến ñổi (tổng hợp, lọc, tìm kiếm), truyền, lưu trữ

3

8/22/2008

Tín hiệu
Dạng vật chất biểu diễn thông tin
–
–

Khi lưu trữ thông tin: vật chất bền vững
Khi truyền thông tin: vật chất có khả năng lan
truyền

Sử dụng năng lượng ñể biểu diễn thông tin
Ví dụ:
–
–

4

Tín hiệu tiếng nói: vật chất: năng lượng cơ học
ðĩa cứng: năng lượng từ trường

8/22/2008

2


Dữ liệu
Tín hiệu chưa có thông tin: tín hiệu mang
Tín hiệu ñã mang thông tin: dữ liệu
Dữ liệu: thông tin ñược biểu diễn bằng vật chất
Ví dụ:
thông tin: bài thơ
tín hiệu: tờ giấy
dữ liệu: bài thơ chép trên tờ giấy

5

8/22/2008

Liên tục- rời rạc, tương tự-số
Thông tin ñịnh lượng và không ñịnh lượng.
Thông tin ñịnh lượng biểu diễn như một hàm
số theo thời gian.
–

Hàm số liên tục: thông tin liên tục (tương tự)

–

Rời rạc theo thời gian: thông tin rời rạc.

–

Các giá trị có thể biểu diễn trong máy tính: thông
tin số.

Thông tin có thể là liên tục, rời rạc.
6

8/22/2008

3


Ví dụ về rời rạc và liên tục
Liên tục (tương tự)

Rời rạc (Số)

Thông tin

Tiếng nói

Nhiệt ñộ

Tín hiệu

ðiện thoại

LED

Dữ liệu

Băng cassette

CD

7

8/22/2008

Liên tục vs số
Tín hiệu truyền ñi bị suy yếu
Tín hiệu tương tự: bộ khuếch ñại (amplifier)
–
–
–

Khuếch ñại tín hiệu+nhiễu
Số lượng bộ khuếch ñại, hệ số khuếch ñại hạn chế
Thời gian xử lý tín hiệu nhỏ

Tín hiệu số: bộ lặp (repeater)
–
–
–

Tái tạo lại thông tin trước khi truyền ñi
Loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu: có thể áp dụng nhiều lần
Khi tái tạo: cần thời gian xử lý: tăng ñộ trễ

Truyền tín hiệu tương tự ñòi hỏi bandwidth nhỏ hơn
truyền tín hiệu số.

8

8/22/2008

4


Nội dung
1.
2.
3.

Thông tin, tín hiệu, dữ liệu
Mô hình các h th ng truy n d li u
Các vấn ñề của hệ thống truyền dữ liệu

9

8/22/2008

Mô hình thông tin
Thành phần
–
–
–

Nguồn

ðích
Kênh truyền tin

Chức năng
–
–
–

Truyền thông tin
Nhanh chóng, chính xác
Thành phần ảnh hưởng ñến
truyền tin?

Kênh truyền
–
–
–

10

Simplex: truyền theo 1 chiều
half-duplex: truyền theo 2 chiều
không ñồng thời
full-duplex: truyền theo 2 chiều
ñồng thời

8/22/2008

5

Mô hình tín hiệu
Bộ phát tín hiệu: ðồng bộ
nguồn, kênh. Chuyển ñổi từ
dữ liệu ra dạng tín hiệu phù
hợp với kênh truyền.
Bộ thu tín hiệu: ñồng bộ
kênh và ñích
Hai thiết bị bổ sung ñảm bảo
cho kênh tin, nguồn, ñích
không phụ thuộc về tín hiệu
Ví dụ: ñiều chế, ....

11

Nguồn

Bộ phát
tín hiệu

Kênh tin

ðích

Bộ thu
tín hiệu

8/22/2008

Mô hình tín hiệu

12

8/22/2008

6


Mạng truyền dữ liệu

13

8/22/2008

Mô hình truyền tin số
Ví dụ:
Bài toán chuyển thư viện
bằng dịch vụ gửi hàng

Thêm các bộ phận
–
–

14

Biểu diễn tối ưu thông tin
Chống nhiễu

Kênh truyền thông tin

–

8/22/2008

7


Nội dung
1.
2.
3.

15

Thông tin, tín hiệu, dữ liệu
Mô hình các hệ thống truyền dữ liệu
Các v n ñ c a h th ng truy n d li u

8/22/2008

Các vấn ñề của hệ thống truyền
thông
Mục ñích của hệ thống
truyền thông
Sử dụng hạ tầng truyền
thông
Giao diện kết nối
Phát tín hiệu
ðồng bộ
Kiểm soát trao ñổi

16

Phát hiện và sửa lỗi
ðánh ñịa chỉ và chọn
ñường
Phục hồi
Khuôn dạng thông báo
Bảo mật
Quản trị mạng truyền
thông

8/22/2008

8


Mục ñích của hệ thống truyền thông
Truyền thông tin từ ñiểm này sang ñiểm khác
Truyền tin nhanh chóng
Truyền tin chính xác
Truyền tin hiệu quả

17

8/22/2008

Sử dụng hạ tầng truyền thông
Hạ tầng viễn thông có giá thành cao
Nhiều NSD, nhiều thiết bị chia sẻ một ñường truyền,

một cơ sở hạ tầng viễn thông
Cần cơ chế sử dụng (truy cập)ñường truyền sao
cho:
–
–

Nếu ñường truyền rỗi và có thiết bị muốn truyền tin, thiết bị
ñó phải ñược truyền tin (tính công bằng)
Hiệu suất sử dụng lớn nhất(thời gian chết của ñường
truyền nhỏ nhất)

Kỹ thuật:
–

18

kiểm soát ña truy cập, dồn kênh, tách kênh, kiểm soát tắc
nghẽn
8/22/2008

9


Giao diện, phát tín hiệu, ñồng bộ
Thiết bị giao tiếp với môi trường truyền tin qua một giao diện
–
–

Giao diện chung cho nhiều ñường truyền, nhiều tín hiệu-> giá
thành rẻ

Chuẩn hóa các giao diện

Dữ liệu ñược truyền bằng tín hiệu trong môi trường truyền tin
Cần sinh tín hiệu thích hợp ñể truyền trong môi trường truyền
tin và ñể trạm thu nhận tín hiệu
ðồng bộ: Các trạm tham gian truyền tin cần có một cơ chế
ñồng bộ, xác ñịnh thời ñiểm bắt ñầu và kết thúc của một ñơn vị
dữ liệu, của dữ liệu, phân biệt các ñơn vị dữ liệu

19

8/22/2008

Kiểm soát trao ñổi
Cần xác ñịnh các qui tắc mà các thực thể tham gia
truyền tin phải tuân theo
Các thực thể cần phối hợp với nhau ñể truyền tin
Tín hiệu lan truyền có thể bị lỗi, dẫn ñến lỗi trong dữ
liệu
Cần phát hiện và ñiều chỉnh các lỗi ñó
–
–

Thông tin dư thừa
Truyền lại

Kiểm soát luồng dữ liệu: Tránh mất dữ liệu khi một
trạm, một nút nào ñó bị quá tải, không ñủ khả năng
xử lý dữ liệu

20

8/22/2008

10


ðánh ñịa chỉ, chọn ñường, phục hồi
Khi môi trường truyền tin bị chia sẻ bởi hơn 2 thiết
bị, cần phải phân biệt các thiết bị ñó với nhau
ðánh số các thiết bị: ñịa chỉ
Trong trường hợp chuyển tiếp dữ liệu qua các trạm
trung gian, cần phải chuyển tiếp sao cho dữ liệu có
thể ñến ñích-> chọn ñường
Quá trình trao ñổi thông tin có thể tiếp tục sau khi
một phần của hệ thống bị sự cố và khởi ñộng lại:
phục hồi. Vấn ñề chọn 2 ñường

21

8/22/2008

ðịnh dạng dữ liệu, bảo mật
ðịnh dạng dữ liệu
–
–
–

Thỏa thuận giữa hai thực thể truyền thông về khuôn dạng
dữ liệu

Các thông tin ñiều khiển có thể ñược bổ sung
Dữ liệu có thể ñược tổ chức thành các thông báo, gói tin,
khung dữ liệu, …. thích hợp với cách thức truyền tin

Bảo mật
–
–

22

Người gửi cần ñảm bảo gửi thông tin cho người nhận (và
chỉ người nhận)
Người nhận cần ñảm bảo thông tin không bị thay ñổi trên
ñường truyền
8/22/2008

11


Quản trị mạng truyền thông
Cấu hình thiết bị
Kiểm soát trạng thái của hệ thống
Phản ứng khi có sự cố, quá tải, tắc nghẽn
Phòng, phát hiện và xử lý xâm nhập
Dự phòng phát triển

23

8/22/2008

12