Chơng I : Mở BàI
Sự xuất hiện của mạng máy tính vào những năm đầu của thập kỉ 60 đánh
dấu một bớc phát triển vợt bậc về Công Nghệ Thông Tin (CNTT) trong xã hội
loài ngời. Cùng với thời gian sự kết hợp giữa máy tính và các hệ thống truyền
thông,mà cụ thể là viễn thông, một cách ngày càng hoàn hảo hơn đã đem lại
một chuyển biến có tính chất cách mạng trong vấn đề khai thác và sử dụng hệ
thống máy tính. Chính vì thế mà giờ đây chúng ta có thể :
- Chia sẽ tài nguyên mạng
- Dùng chung các thiết bị mạng nh: các ổ đĩa, máy in, modem
- Sử dụng các dịch vụ mạng nh: các trình duyệt web, mail, chat
- Tham gia hội thảo trực tuyến
- Phát triển hệ thống thơng mại điện tử
Tuy nhiên khi thiết kế, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng
của mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tơng thích giữa các mạng: phơng
pháp truy nhập đờng truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau...sự
không tơng thích đó làm trở ngại cho sự tơng tác của ngời sử dụng các mạng
khác nhau. Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thì trở ngại đó càng không thể
chấp nhận dợc đối với ngời sử dụng. Sự thúc bách của khách hàng dã khiến
cho các nhà sản xuất và các nhà nghiên cứu, thông qua các tổ chức chuẩn hoá
quốc gia và quốc tế tích cực tìm kiếm một sự hội tụ cho các sản phẩm mạng
trên thị trờng. Để có đợc điều đó, trớc hết cần xây dựng đợc một khung chuẩn
về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm
về mạng.
Vì lý do đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International organization for
standardization viết tắt là ISO ) đã lập ra (1997) một tiểu ban nhằm phát
triển một khung chuẩn nh thế. Kết quả là năm 1984, ISO đã xây dựng xong
mô hình tham chiếu cho việc nối kết hệ thống mở (Reference model for open
systems interconnection hay gọn hơn là OSI reference model). Mô hình này đ-
ợc dùng làm cơ sở để nối kết các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân
tán. Từ mở ở đây nói lên khả năng hai hệ thống có thể nối kết để trao đổi
thông tin với nhau nếu chúng tuân thủ mô hình tham chiếu và các chuẩn liên
Giao thức tầng i
Giao thức tầng 1
Đờng truyền vật lý
Hình 1: kiến trúc phân tâng tổng quát
II. MÔ HìNH THAM CHIếU OSI
Từ sự phân tầng nói trên cho nên việc chuẩn hoá các mạng máy tính từ các
hãng khác nhau để chúng có thể truyền thông đợc với nhau là điều tất yếu.
Các tổ chức đI đầu trong việc chuẩn hoá nh :
International organization for standization(ISO) là tổ chức tiêu chuẩn hoá
quốc tế hoạt động dới sự bảo trợ của liên hợp quốc bao gồm các thành viên
của các cơ quan tiêu chuẩn hoá của nhiều quốc gia.ISO tổ chức thành các ban
Tầng N
Tầng N-1
Tầng i+1
Tầng i
Tầng i-1
Tầng 2
Tầng1
2
Tầng N
Tầng N-1
Tầng i+1
Tầng i
Tầng i-1
Tầng 2
Tầng 1
kĩ thuật phụ trách nhiều lĩnh vực khác nhau của xử lý thông tin. Mổi tổ chức
lại chia thành nhiều tiểu ban, mổi tiểu ban gồm nhiều nhóm đảm nhận các vấn
đề chuyên sâu.
Commité consultative international pour télégraphe ét téléphone(CCITT)
không ảnh hởng đến các tầng khác kế nó.
Tạo một tầng khi dữ liệu đợc xử lý một cách khác biệt.
Khi ta thay đổi chức năng và giao thức của các tầng thì không ảnh hởng đến
các tầng khác.
Mổi tầng có giao diện với các tầng trên và dới nó.
Khi cần thiết thì ta có thể chia các tầng thành các tầng con.
Có thể huỷ bỏ các tầng con khi cần thiết.
3
Tạo các tầng con cho phép giao diện với các tầng kề cận.
Trong thực tế khi nghiên cứu về mô hình OSI không phảI tất cả các mạng đều
phân tầng tơng ứng với mổi tầng trong số bảy tầng của mô hình OSI. Mô hình
này phục vụ cho nền công nghiệp máy tính nh là một điểm tham chiếu khi
chúng ta đề cập tới các cấp độ hay các tầng trong mạng.
Điều thú vị của mô hình OSI chính là nó hứa hẹn giảI pháp cho vấn đề truyền
thông giữa các máy tính là không giống nhau. Hai hệ thống dù khác nhau thì
nó cũng có thể truyền thông một cách hiệu quả nếu chúng cùng thực hiện một
số điều kiện chung nhất:
Chúng càI đặt cùng một tầng các chức năng truyêng thông.
Các chức năng này đợc tổ chức thành cùngmột tập các tầng. Các tầng đồng
mức phảI cung cấp các chức năng nh nhau nhng phơng thức cung cấp không
nhất thiết phảI nh nhau.
Những tầng đồng mức phảI sử dụng giao thức chung.
Sau đây là kiến trúc phân tầng theo mô hình OSI:
Hệ thống A Hệ thốngB
Giao thức tâng 7
Giao thức tâng 6
Giao thức tâng5
Giao thức tầng4
Giao thức tâng 3
Tầng liên kết
Tầng mạng
Tầng vật lý
Tầng N+1 Interface
Tầng N (N) entity
Interface
Tầng N-1
Prôtcol (N) entity SAP
Hình 3 : Quan niệm tầng theo mô hình OSI.
Tơng tác giữa các tầng kề nhau bằng bốn kiểu hàm nguyên thuỷ nh
sau:
Request (yêu cầu): là hàm nguyên thuỷ ngời sử dụng dịch vụ dùng để gọi
một chức năng.
Indication (chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà nhà cung cấp dịch vụ dùng để
gọi một chức năng hay chỉ báo một chức năng đã đợc gọi ở một điểm truy cập
dịch vụ SAP.
Response (trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà ngời sử dụng dịch vụ dùng để
hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyên thuỷ
indication.
Confirm (Xác nhận): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ dùng
để hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi hàm Request ngay tại điểm
truy cập dịch vụ đó.
Nguyên lý hoạt động của các hàm nguyên thuỷ:
Hệ thống A hệ thống B ngời sử dụng dịch vụ request confirm response indication
interface
SAP SAP
Ngời cung cấp dịch vụ
(N-1)SDU và trở thành (N-1)PDU. (N-1)PDU chuyển xuống N-2 sẽ trở thành
(N-2)SDU ta lại thêm (N-2)PCI sẽ trở thành (N-2)PDU.
6
Mối quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu của các tầng trong một hệ thống
phát dữ liệu nh sau:
Tầng N+1 (N)PDU
Tầng N (N)PCI
(N)SDU
(N)PDU
Tầng N-1 (N-1)PCI
(N-1)SDU
(N-1)PDU
Hình 5 : Quan hệ hiữa các đơn vị dữ liệu
Bên hệ thống nhận quá trình sẽ diễn ra trình tự ngợc lại. khi qua mổi tầng PCI
tơng ứng của mổi tầng sẽ đợc tách ra khỏi PDU trớc khi dữ liệu đI lên tầng
trên.
Mối quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu ở các tầng trong một hệ thống
nhận dữ liệu nh sau:
Tầng N+1 (N)PDU
Tầng N
(N)SDU
(N)PCI
(N)PDU
Tầng N-1
(N-1)SDU
(N-1)PCI
(N-1)PDU
Hình 6 : Quan hệ giữa các đơn vị dữ liệu ở các tầng kề nhau trong hệ thống
nhận dữ liệu.
thức truyền tin thích hợp. Hai tầng kề nhau có thể sử dụng hai phơng thức khác
nhau hoặc cùng nhau.
nTầng vật lý
1.Vai trò và chức năng của tầng vật lý
Nh đã trình bày ở trên, tầng vật lý cung cấp các phơng tiện điện, cơ ,chức
năng, thủ tục để thiết lập,duy trì và giải phóng liên kết vật lý giữa các hệ
thống.
-Thuộc tính điện liên quan đến sự biểu diển các bít tức các mức điện thế và
tốc độ truyền bít.
-Thuộc tính cơ liên quan đến tính chất vật lý của giao diện với một đơng
truyền.
-Thuộc tính chức năng cung cấp các chức năng đợc thực hiện bởi cácphần tứ
của giao diện vật lý, giửa một hệ thống và đờng truyền.
-Thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiểnviệc truyền các xâu bit
qua đờng truyền vật lý.
Tầng vật lý là tâng thấp nhất giao diện với đờng truyền vật lý, khi dữ liệu từ
tầng liên kết dữ liệu truyền trực tiếp tới tầng vật lý thì sẽ không có PDU cho
8
tầng vật lý, nghĩa là không có PCI cho tầng vật lý mà dữ liệu đợc truyền đi
theo dòng bit. Đây là điển khác biệt giữa tầng vật lý với các tầng khác.
2. Môi trờng thực và môi trờng logic của tầng vật lý
Cáp đồng trục Cáp quang
A B
Modem Transducer
Hình 7 : Môi trờng thực
Giả sử hai hệ thống A và B là hai hệ thống mở đợc nối với nhau thông qua
một đoạn cáp đòng trục và một đoạn cáp quang. Modem có nhiện vụ chuyển
tính hiệu số từ hệ thống A thành tính hiệu tơng tự dể truyền trên cáp đồng trục
và lại chuyển đổi trở lại thành tính hiệu số.TRANDUCER chuyển đổi tính
tầng
vật lý
DCE(data circuit terminating equipment) là thiết bị cuối kênh dữ liệu. DCE là
thuât ngữ chung để chỉ các thiết bị làm nhiệm vụ nối các DTE với các đờng
truyền thông. Nó có thể là một Modem,Transdecer,...Hay nó có thể là một
máy tính với nhiệm vụ nh một nút mạng. DCE có thể đợc cài đặt ngay bên
trong DTE hoặc đứng độc lập. Nhiệm vụ chính của nó là chuyển đôỉ tính hiệu
biểu diễn dữ liệu của ngời sử dụng thành dạng tín hiệu chấp nhận đợc của đ-
ờng truyền và ngợc lại.
4. Các chuẩn quan trọng cho giao diện vật lý.
CV24/RS-232-C
Hai chuẩn tơng ứng của CCITT và EIA nhằm định nghĩa giao diện tầng vật lý
giữa DTE và DCE.
-Về phơng diện cơ thì chuẩn này sử dụng đầu nối 25 chân nên ta phải dùng
cáp 25 sợi để nối DTE và DCE.
-Về phơng diện điện thì chuẩn này quy định các tín hiệu số nhị phân:
0 tơng ứng với mức điện thế nhỏ hơn -3V và 1 tơng ứng với mức điện thế lớn
hơn +3V. Tín hiệu qua giao diện này không vợt quá 20kb/s với khoảng cách d-
ới 15 m.
Trong chuẩn này có các mạch,mổi chiều có một mạch dữ liệu nên có thể hoạt
động phơng thức hoạt động hai chiêud đồng thời.Một dây đất đợc cách ly bảo
vệ còn lại làm việc nh là mạch trả lời cho cả hai mạch dữ liệu.
Một số mạch chuẩn trong chuẩn này nh sau:
Tên mạch Chức năng Hớng
Data signals
-transmitted data(BA)
-received data(BB)
Control signals
-reqesst to send(CA)
-clear to send(CB)
DTE-DCE
DCE-DTE
DCE-DTE
DTE-DCE
DCE-DTE
DCE-DTE
DCE-DTE
DTE-DCE
DCE-DTE
DTE-DCE
10
timing(DA)
-transmitter signal element
timing(DB)
-receiver signal element
timing(DD)
Ground
-protective ground(AA)
-signal ground(AB)
OFF xảy ra ở trung tâm mổi phần tử tín
hiệu
Clocking signals nh trên liên quan đến
mạch BA
Clocking signal nh trên liên quan đến
mạch BB
Nối với khung máy và có thể với đất bên
ngoài
Thiết lâp tiếp đất chung cho tất cả các
mạch
DCE-DTE
khiển, phụ thuộc vào trạng
thái của C và I
-Nh T cho hớng ngợc lại
-cung cấp thông tin điều
khiển tới DCE
NA
DTE-DCE
DCE-DTE
DTE-DCE
DCE-DTE
11
-indication(i)
-signal element timing(S)
-byte timing(b)
-Cung cấp các chỉ báo DTE
-Thực hiện đồng bộ bit
-thực hiện đồng bộ byte
DCE-DTE
DCE-DTE
Giống nh RS-232-C và RS-449 có mạch truyền theo cả hai chiều. Các mạch ở
đây có thể cung cấp cả dữ liệu ngời sử dụng lẫn thông tin điều khiển. Nhoài ra
còn có hai mạch khác là C và I tơng ứng cho mỗi chiều dành chỉ thông tin điều
khiển và trạng thái. Chúng không mang các dòng dữ liệu số mà có thể là trạng
thái ON hay OFF. X21 đợc định nghĩa cho chế độ truyền đồng bộ nên có một
mạch đồng bộ bít. X21 chấp nhận chế độ truyền cân bằng và không cân bằng
nên cũng có sự hạn chế về tốc độ và khoảng cách.
Trong một số trờng hợp thì chỉ có chế độ cân bằng đựơc sử dụng trên tất cả
các mạch. Tất cả các thủ tục định nghĩa cho các mạch X21 đợc thực hiện qua
một dạng chuyển mạch kênh. X21 sử dụng các chuổi ký tự điều khiển tạo ra
một tập không giới hạn các khả năng tuy chọn dành cho các yêuànafu trong t-
b) DLP đồng bộ
Phơng thức này không dùng các bit đặc biệt nh phơng thức trên mà nó chèn
các kí tự đặc biệt nh SYN (Synchronization), EOT (end of transmission) hay
đơn giản chỉ là mộ cờ giữa các dữ liệu của ngời sử dụng để báo hiệu cho ngời
nhận biết dữ liệu
Hệ thống truyền thông đòi hỏi hai mức đồng bộ hoá:
-ở mức vật lý: để giữ đồng bộ giữa các đồng hồ của ngời gửi và ngời nhận.
-ở mức liên kết dữ liệu: để phân biệt dữ liệu với các cờ và các bit điều khiển
khác.
2.Giao thức hớng kí tự.
Giao thức hớng kí tự đợc xây dựng dựa vào một ký tự đặc biệt trên một bộ
mã chuẩn nào đó. Giao thức này dùng cho các ứng dụng điểm nối điểm lẫn
nhiều điểm. Giao thức này áp dụng cho 3 phơng thức truyền khác nhau: Một
chiều, hai chiều luân phiên, hai chiều đồng thời.
Phơng thức một chiều có các giao thức truyền tệp Kermit cho phép truyền
file giữa hai máy PC hay giữa một máy PC và một máy chủ.
13
Data lind Protocols(DLPs)
Asynchronous Synchronous
Character-Oriented Bit-Oriented
Phơng thức hai chiều luân phiên có giao thức BSC (Binary Synchronous
Control). Giao thức này đợc ISO lấy làm cơ sở để xây dựng giao thức hớng kí
tự chuẩn quốc tế với tên gọi Basic Mode.
Phơng thức hai chiều đồng thời có rất ít giao thức
Giao thức BSC áp dụng cho trờng hợp điểm - điểm, hoặc nhiều điểm với ph-
ơng thức truyền hai chiều luân phiên.
Các kí tự đặc biệt bao gồm:
SOH (start of header) để chỉ bắt đầu của phần header của một đơn vị thông tin
chuẩn.
STX (start of text) chỉ sự kết thúc một header và bắt đầu của phần dữ liệu.
lời.
Trạm A sau khi gửi lệnh nếu quá một thời gian mà không nhận đợc trả lời
của B hay nhận đợc trả lời sai thì nó sẽ chuyển sang trạng thái phục hồi.
+ Mời nhận tin:
trạm A muốn mời trạm B nhạn tin thì lúc đó trạm gửi tới trạm B lệnh nh
sau:
EOT B ENQ
Nếu trạm B nhận tin thì nó sẽ gửi ACK để trả lới nếu không thì nó sẽ gửi
NAK để trả lời.
Nếu trạm B sau mộ tthời gian mà không nhận đợc trả lời hay trả lời sai thì
nó chuyển sang trạng thái phục hồi.
+ Yêu cầu trả lời:
Một trạm cần trạm kia trả lời một yêu cầu nào đó đã gửi đi thì nó chỉ cần
gửi lệnh ENQ.
Ngừng truyền tin gửi lệnh EOT
Muốn giải phóng liên kết gửi lệnh DLE và EOT
+ Trạng thái phục hồi nh sau:
Lặp lại lệnh đã gửi n lần hay gửi yêu cầu trả llơi n lần hay kết thcú truyền
bằng cách gửi lệnh EOT
3.Giao thức hớng bit
- Giao thức HDLC (Hight- level Data link control)
HDLC là giao thức hớng bit nghĩa là các phần tử của nó đợc xây dựng từ
cấu trúc nhị phân và khi nhận dữ liệu thì nó sẽ đợc tiếp nhận lần lợt từng bit
một. Giăo thức này sử dụng cho cả hai trờng hợp: điểm -điểm và nhiều
điểm với phơng thức truyền hai chiều đồng thời.
Khung HDLC có hai khuôn dạng: chuẩn và mở rộng.
Khuôn dạng tổng quát của một khung của HDLC nh sau:
Flag Address Control Informtion FSC Flag
Hình: Khuôn dạng tổng quát một khung HDLC
+Flag đánh dấu bắt đầu và kết thcú một khung Frame, vùng này có kích
Phơng thức trả lời dị bội cũgn đợc sử dụng trong trờng hợp cấu hình không
cân bằng nhng các trạm tớ đợc phép tiến hành việc truyền tin mà không cần
sự cho phép của trạm chủ. Phơng thức này dùng trong trờng hợp điểm
-điểm với phơng thức truyền hai chiều.
, SABM (Set Asynchronous Balanced Mode): Phơng thức dị bội cân bằng.
1 1 1 1 P 1 0 0
Phơng thức này sử dụng trong trờng hợp điểm- điểm với phơng thức truyền
hai chiều, hai trạm đều có vai trò nh nhau.
, DISC (Disconnect) đợc sử dụng để giải phóng liên kết khi cần thiết
1 1 0 0 P 0 1 0
, UA (Unnumbered Acknowledgement) dùng để trả lời cho các khung loại
U khác.
1 1 0 0 F 1 1 0
Khung loại I (Information Frames): dùng để chứa thông tin của ngời sử
dụng và trong đó có đánh số thứ tự để kiểm soát. Các bit của vùng
control đối với khung loại I nh sau:
16
Copyright: Tài liệu đại học ©