Kỹ thuật và phương thức truyền số liệu kỹ thuật điều khiển luồng, kiểm soát lỗi, phươngpháp phát hiện và sửa lỗi

Chủ đề:

Kỹ thuật và phương thức
truyền số liệu: kỹ thuật điều
khiển luồng, kiểm soát lỗi,
phươngpháp phát hiện và
sửalỗi
GVHD: Trần Thị Huỳnh Vân
1


Sinh viên thực hiện

Đồn Việt Huy 18200120
Trịnh Đình Huy

18200131

Hồng Thế Đại Huynh

18200133

Nguyễn Tuấn Huỳnh 18200134
Lê Nguyễn Anh Kiệt 18200151
Lê Ngọc Lâm 18200155

2


Nội dung:

Chương 1: Tổng quan về truyền số liệu
Chương 2: Kỹ thuật điều khiển luồng, kiểm soát lỗi, phương pháp phát hiện và sửa
lỗi
I. Kỹ thuật điều khiển luồng
II.Kiểm soát lỗi, phương pháp phát hiện và sửa lỗi

3


Chương 1: Tổng quan về
số liệu

4


I. Một số vấn
đề cơ bản:
Thơng tin
và tín hiệu:

Thơng tin
Nhu cầu trao đổi thơng tin
Dữ liệu
Thơng tin khi truyền
Vật mang
Tín hiệu: liên tục, rời rạc, lượng tử, số


I. Một số vấn đề
cơ bản:

Tần số

Chu kỳ:

Pha:

Phổ:

Băng
thơng:

• Tần số (f) của tín hiệu là số dao động của tín hiệu trong một đơn vị thi gian
• Chu kỳ (T) của tín hiệu là khoảng thời gian để tín hiệu lặp lại một lần.
• Là đơn vị đo vị trí tương đối tại một thời điểm trong một chu kỳ đơn của tín hiệu, nó
đặc trưng cho tính trễ.
• Phổ của tín hiệu là dãy các tần số mà nó có thể chứa.
• Băng thơng của tín hiệu là độ rộng của phổ.


II. Cách truyền thông tin trên đường dây:
Khi truyền thông tin trên đường dây:
• Các bit phải được truyền liên tiếp theo thứ tự tăng dần từ b1 đến bn
• Bít kiểm tra phải được truyền sau cùng.

Phương thức truyền:
Việc truyền một dãy bit dữ liệu qua đường truyền liên quan đến nhiều vấn đề hoạt động và
sự tương thích nhau giữa các thiết bị tham gia.


II. Cáchtruyền thông tin trên đường dây:

Kỹ thuật truyền: Cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số đều có thể được truyền đi bằng các thiết bị phù hợp.
Đường truyền: cho phép kết nối vật lý giữa hai điểm mà ở đó có đặt các DTE, gồm hai loại: hữu tuyến và vơ
tuyến.
DCE phát: mã hóa, điều chế biến đổi dữ liệu thành tín hiệu tương thích với đường truyền sử dụng
DCE thu: ngược lại với DCE phát, chức năng của DCE thu là giải điều chế và
giải mã tín hiệu.
Giao tiếp:
• DCE thu – phát
• DCE - đường truyền
Các kỹ thuật truyền số liệu: truyền dữ liệu ở băng tần cơ sở; truyền dữ liệu qua điều biên, điều tần và điều
pha; truyền nối tiếp đồng bộ; truyền không đồng bộ(ATM)


Chương 2: Kỹ thuật điều khiển
luồng,kiểm soát lỗi, phương pháp
phát hiện lỗi và sửa lỗi


I. Kỹ thuật điều khiển luồng

10


Định nghĩa
Điều khiển luồng nhằm đảm bảo việc truyền thông tin của phía phát khơng vượt q khả năng xử lý
của phía thu.
Cơ chế được thiết kế để điều khiển luồng dữ liệu giữa người nhận và người gửi sao cho vùng đệm của
người nhận không bị tràn. Nếu bị tràn, các khung hoặc gói dữ liệu bị mất.
- Dùng trong tầng liên kết dữ liệu để điều khiển các liên kết điểm-điểm và trong tầng chuyển tải để
điều khiển luồng end-to-end trên mạng có định tuyến

11


Các kỹ thuật điều
khiển luồng
Khi truyền thông tin trong mạng có thể bị sai lỗi hoặc mất.
 Việc thơng tin bị mất thì cần phải thực hiện truyền lại thơng tin.
 Việc thơng tin bị sai thì cần phải tìm hiểu nguyên nhân để sửa sai bằng hai cách:
- Sai do bên thu và sửa lỗi trực tiếp bên thu với điều kiện là thông tin cài các mã sửa lỗi
- Sửa sai bằng yêu cầu bên phát truyền lại thông tin
Cơ chế điều khiển luồng theo phương pháp cửa sổ được hoạt động tương tự như các cơ chế phát lại
ARQ(Automatic Repeat Request – yêu cầu lặp lại tự động).


-

-

Điều khiển luồng kết hợp ARQ
– Stop-and- wait (dừng và đợi)
Hoạt động:
Các gói sẽ được đánh số và sẽ
được gửi đi
2 trường hợp:

• ACK(Acknowledgement)
• NACK (Negative ACK)

Điều khiển luồng kết hợp ARQ
– Stop-and- wait (dừng và đợi)
Hoạt động khi sử dụng SN và RN:
Khi phía phát tại thời điểm ban đầu SN = 0.
1. Nhận gói tin từ lớp phía trên và gán SN cho gói tin này.
2. Gửi gói tin SN này trong khung thơng tin có số thứ tự là
SN.
3. Chờ khung thơng tin từ phía thu.Khi khung nhận được
khơng có lỗi, và trong trường hợp Request có RN>SN thì
đặt giá trị SN = RN và quay lại B1.
Khi không nhận được khung thông tin trong khoảng thời
gian định trước thì thực hiện B2.


Điều khiển luồng kết hợp ARQ
– Stop-and- wait (dừng và đợi)
Hoạt động khi sử dụng SN và RN:
Tại đầu thu: ban đầu RN = 0
4. Khi nhận được một khung thơng tin( khơng có lỗi)
từ phía phát, chuyển khung này lên lớp phía trên và
tăng RN lên 1.
5. Khi nhận được khung thơng tin có lỗi, gửi lại một
khung thơng tin cho phía phát với RN được giữ
nguyên (NAK).
Khung được gửi có thể chứa cả thơng tin từ phía thu
sang phát chứ không đơn thuần chỉ dùng cho báo sai.


Phương pháp điều khiển luồng Go
back –N

Nguyên
Tắc

Phía phát sẽ được phát nhiều hơn một khung thông tin trước khi nhận được báo nhận từ phía
thu. Số khung max là W hay kích thước cửa sổ.
Cơ chế này được gọi là cơ chế cửa sổ trượt.
Mỗi khi phát xong một khung phía phát giảm kích thước của sổ, khi kích thước cửa sổ bằng 0,
phía phát sẽ khơng được phát nữa.
Mỗi khi phía thu nhận được khung thơng tin đúng và xử lý xong sẽ gửi lại một báo nhận ACK
cho phía phát. Khi đó phía phát tăng kích thước cửa sổ. Như vậy tổng số khung mà phía thu phải
xử lý tại một thời điểm vẫn không vượt quá W.
Để phân biệt các khung, cần đánh số thứ tự. Nếu dùng k bit thì tổng số khung được đánh số sẽ
là 2k và kích thước cửa sổ tối đa Wmax = 2^K .
16


Phương pháp điều khiển luồng Go
back –N
Ví dụ:
Dùng 3 bit để đánh số các khung thông tin. Wmax là 7. Ban
đầu cả phía phát và thu đều có kích thước cửa sổ là 7
Sau khi đã phát 3 khung và chưa nhận ACK, phía phát giảm
kích thước cửa sổ xuống 4.
Phía thu sau khi đã nhận đúng và xử lý xong 3 khung thì sẽ gửi
ACK3, đồng thời tăng kích thước cửa sổ lên 7. Phía phát sau
khi nhận ACK3 tăng kích thước cửa sổ lên 7.
Phía phát thực hiện phát F3 đến F6, sau đó giảm cửa sổ đi 4.
Phía thu gửi lại ACK4. Vì bên phát đã phát đi khung F4,F5,F6
nên khi nhận được ACK4 sẽ phát được tối đa 4 khung bắt đầu
từ F7.

17


Nguyên tắc hoạt động
Go-back-N nâng cao hiệu suất so với Stop- and- wait, tuy nhiên hiệu suất kệnh truyền chưa

Điều khiển
luồng kết hợp
ARQ-Selective
repeat

được tối đa hóa.
Selective repeat cũng sử dụng kỹ thuật cửa sổ trượt.
Nếu khơng có lỗi xảy ra, q trình diễn ra giống với Go-back-N.
Nếu có lỗi xảy ra, chỉ những gói lỗi được phát lại. Cơ chế này giúp tăng hiệu quả sử dụng
đường truyền so với cơ chế Go-back-N.

Cần có bộ đệm để sắp xếp lại các gói
thơng tin được gửi lại.
Các gói tin được gửi lại khi nhận sai
hoặc không nhận được thông báo trong một
khoảng thời gian.

18


Điều khiển luồng theo phương pháp cửa sổ
(Window Flow Control)
Cơ chế điều khiển luồng và chống tắc nghẽn dựa trên phương pháp cửa sổ được thực hiện bởi việc giới hạn số
lượng gói tin được truyền ở phía phát nhằm đảm bảo thông tin này không vượt quá khả năng xử lý của phía thu.

Theo cơ chế này, phía phát sẽ khơng thực hiện phát tin chừng nào phía thu cịn chưa xử lý xong gói tin trước đó.
Khi phía thu xử lý xong thơng tin do phía phát gửi đến thì nó sẽ báo cho phía phát biết và lúc này, phía phát sẽ tiếp
tục gửi các gói tin tiếp theo. Cơ chế này đảm bảo việc truyền tin không bao giờ vượt quá khả năng xử lý của phía
thu.


Điều khiển luồng theo phương pháp cửa sổ
(Window Flow Control)
• Phương pháp điều khiển luồng theo cửa sổ trượt là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất.
• Phương pháp điều khiển luồng theo cơ chế End-to-end: là điều khiển luồng giữa điểm phát và điểm thu trong
mạng.
• Phương pháp điều khiển luồng theo cơ chế Hop-by-hop: Là điều khiển luồng giữa hai nút mạng liên tiếp.
• Phương thức Isarithmic: Phương thức này cũng được coi là một biến thể của cơ chế điều khiển luồng theo cửa sổ
với một cửa sổ duy nhất được dùng cho toàn mạng.


II. Kiểm soát lỗi, phương pháp phát
hiện và sửa lỗi

21


Có liệu
2 dạng
lỗi: bị
Lỗi
và lỗiq
nhiều
(burst)Đối với một truyền thơng đáng tin cậy, các
Dữ

có thể
saimột
lệchbittrong
trìnhbittruyền.
lỗi phải được dị tìm và sửa chữa.
Dị tìm và sửa lỗi được thực hiện ở tầng liên kết dữ liệu hoặc tầng giao vận của mô hình OSI.

+ Lỗi một bit: Chỉ có một bit bị sai trong một đơn vị dữ liệu (byte, ký tự, đơn vị dữ
liệu, hay gói)
+ Lỗi burst: có hai hoặc nhiều bit sai trong đơn vị dữ liệu.

22


PHÁT HIỆN
LỖI
Mã thừa
(Redundancy)

Có bốn dạng kiểm tra lỗi cơ bản dùng mã thừa trong truyền dữ liệu:
• VRC (vertical redundancy check): kiểm tra tính chẵn lẻ của tổng bit ‘1’ trong một đơn
vị dữ liệu.
• LRC (longitudinal redundancy check): kiểm tra tính chẵn lẻ của tổng các bit ‘1’ trong
một khối.
• CRC (cyclic redundancy check) : kiểm tra chu kỳ dư.
• Checksum: kiểm tra tổng.

• Ý tưởng thêm các thơng tin phụ vào trong bản tin chỉ nhằm mục đích giúp kiểm tra
lớp kết nối dữ liệu. Dạng checksum thường được dùng trong các lớp trên.

lỗi.
• Thay vì lặp lại tồn bộ dịng dữ liệu, nhóm nhỏ các bit được ghép vào cuối mỗi đơn
vị. Bên nhận nhận được dữ liệu sẽ thực hiện kiểm tra theo tiêu chuẩn xác định, phần dữ
liệu của đơn vị dữ liệu sẽ được chấp nhận và bỏ phần bit dư thừa.


VRC
- Cơ chế phổ biến và chi phí ít nhất cho dị tìm lỗi
- Trong kỹ thuật này, một bit dư thừa được gọi là bit
chẵn lẻ được ghép vào mọi đơn vị dữ liệu sao cho
tổng số các bit 1 trong đơn vị dữ liệu đó (bao gồm cả
bit chẵn lẻ) trở thành chẵn
- Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào tất cả các đơn vị
dữ liệu sao cho tổng số bit 1 trong đơn vị dữ liệu trở
thành một số chẵn


LRC
- Trong kỹ thuật LRC, một khối các bit được tổ chức trong một
bảng (các hàng và các cột)
- Ví dụ:
Thay vì gửi một khối 32 bit, chuyển thành mảng 4 hang 8 cột,
sau đó tính tốn bit chẵn lẻ cho từng cột và tạo ra một hàng
mới 8 bit, các bit sẽ dùng để kiểm tra tính chẵn lẻ cho tồn
khối. Sau đó có thể đính kèm 8 bit chẵn lẻ vào dữ liệu gốc và gửi
chúng tới bên nhận.
- Một khối các bit được chia thành các hàng và một hàngcác bit
dư thừa được thêm vào toàn khối.