Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đời sống ngày càng cao, con người cần có nhiều phương
tiện để thỏa mãn những nhu cầu về công việc và sinh hoạt. Việc kết nối và truyền tải giữa các thiết
bị công nghệ ngày càng được yêu cầu cao về công nghệ cũng như tốc độ truyền tải. Đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao đó, Viện IEEE đã phát triển tiêu chuẩn 802 dành cho các mạng LAN và mạng MAN.
Trải qua thời gian phát triển, các kỹ sư của viện IEEE đã phát triển rất nhiều các chuẩn khác nhau
thuộc họ chuẩn IEEE 802. Các chuẩn được dùng rộng rãi nhất là dành cho họ Ethernet, Token Ring,
mạng LAN không dây, các mạng LAN dùng bridge và bridge ảo.
Tài liệu này tập chung tìm hiểu tổng quan về họ chuẩn IEEE 802. Tài liệu được chia làm 3
chương gồm:
1. Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802.
2. Chương II: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802.
3. Chương III: Kết luận và phương hướng tiếp cận tiếp theo.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và tạo điều kiện của cô … trong quá
trình chúng em hoàn thành đồ án này.
Trang 1
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
MỤC LỤC
Lời nói đầu..........................................................................................................................................1
Mục lục................................................................................................................................................2
Danh mục hình vẽ................................................................................................................................3
Thuật ngữ viết tắt................................................................................................................................4
1. Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802....................................................6
1.1. Tổng quan về tổ chức IEEE..............................................................................................6
1.2. Các tiêu chuẩn IEEE.........................................................................................................6
1.2.1 Giới thiệu.....................................................................................................................6
1.1.1. Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802..........................................................................7
1.1.2. Quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mô hình OSI...........................................................8
2. Chương 2: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802...............................................9
2.1. Sơ lược về một số bộ tiêu chuẩn trong họ IEEE 802.......................................................9
Bảng 1.1: Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802......................................................................8
Bảng 1.2: Các thí vụ về cách tiếp cận đối với mô hình OSI................................................................9
Bảng 2.1: Các đặc tả kỹ thuật chủ yếu của 802.11n dự thảo...............................................................23
Bảng 2.2: Các đặc điểm kỹ thuật của IEEE 802.11....................................................................25
Bảng 2.3: So sánh ZigBee – Wifi – Bluetooth....................................................................................28
HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mô hình phân tầng của mạng LAN.....................................................................................8
Hình 1.2: Quan hệ giữa một số chuẩn IEEE và mô hình OSI.............................................................9
Hình 2.1: Vòng RPR............................................................................................................................13
Hình 2.2: Một số loại mạng Ethernet với đường truyền vật lý............................................................18
Hình 2.3: Ví dụ về một mạng Ethernet................................................................................................18
Hình 2.4: Công nghệ MIMO...............................................................................................................22
Hình 2.5: Các chuỗi dữ liệu của 802.11n............................................................................................22
Hình 2.6: Sự tập hợp cải thiện hiệu quả trong chế độ Mixed.............................................................26
Hình 2.7: Các lĩnh vực ứng dụng ZigBee............................................................................................28
Hình 2.8: Wimax Relay.......................................................................................................................30
Hình 2.9: minh họa 1 số ứng dụng last-mile của WiMAX .................................................................31
Hình 2.10: minh họa ứng dụng của WiMAX Mobile..........................................................................32
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
0-9
100VG- 100VG (Voice Grade) AnyLan Một loại công nghệ mạng
Trang 3
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
AnyLAN
3G Third-Generation Công nghệ truyền thông thế hệ thứ 3
4G Fourth-Generation Công nghệ truyền thông thế hệ thứ 4
A
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao bất đối xứng
AMC Adaptive Modulation and Coding
ANSI American National Standards Institute Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ
I
IEEE Institute of Electrical and Electronics
Engineers
Học Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử
IP Internet Protocol Giao thức liên mạng
ISL Inter-Switch Link Các giao thức Cisco Inter-Switch Link
ISO International Organization for Standardization Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
L
LAN Local Area Network Mạng máy tính cục bộ
LLC Logical Link Control Điều khiển logic
M
MAC Media Access Control Điều khiển truy cập môi trường truyền
Trang 4
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị MAN
MBWA Mobile Broadband Wireless Access Mạng di động băng rộng
MIH Media Independent Handover
MIMO Multi Input Multi Output Kỹ thuật phân chia đa đường
MPLS Multi Protocol Label Switching Một loại công nghệ truyền thông
O
OSI Open Systems Interconnection Reference Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống
mở
Q
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPDS Queued-Packet, Distributed-Switch Giải thuật sắp xếp hàng phân tán
R
RIFS Reduced Inter-Frame Spacing Giảm không gian giảm các frame
PRP Resilient Packet Ring Tiêu chuẩn thiết kế để vận chuyển tối ưu
dữ liệu.
S
Sơ lược về tổ chức IEEE và họ tiêu chuẩn IEEE 802.
Các bộ tiêu chuẩn đã và đang được chuẩn hóa.
Trang 5
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
Phạm vi: Không đi sâu vào chi tiết về tổ chức IEEE và các tiêu chuẩn cụ thể, mà chỉ nêu lên khái
niệm sơ lược, cách tiếp cận cũng như hiện trạng của các tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802.
1.1. Tổng quan về tổ chức IEEE (tổ chức phát triển các họ chuẩn IEEE 802):
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers nghĩa là "Học Viện kỹ nghệ Điện
và Điện Tử") (phát âm trong tiếng Anh như i triple e), là tổ chức chuyên môn kỹ thuật lớn nhất trên
thế giới với mục tiêu thúc đẩy sự sáng tạo và chuyên ngành công nghệ vì lợi ích con người, được
thành lập vào năm 1884 bởi một số các chuyên gia điện như Thomas Edison, Alexander Graham
Bell…ở New York, Mỹ. Tổ chức này chính thức hoạt động đầu năm 1963. IEEE là tổ chức hàng đầu
trong các lĩnh vực từ các hệ thống không gian vũ trụ, máy tính và viễn thông đến kỹ thuật hóa sinh,
năng lượng điện, điện tử tiêu dùng… với 39 hội chuyên ngành. IEEE đang ngày càng lớn mạnh, hiện
nay đã có 380.000 hội viên là các nhà khoa học, các nhà giáo dục, các chuyên gia đầu ngành, các kỹ sư
trong nhiều ngành nghề từ hơn 150 nước, hoạt động trong 325 chi hội ở 10 vùng lãnh thổ trên toàn thế
giới. Với 1300 tiêu chuẩn đã ban hành và hơn 400 tiêu chuẩn đang được soạn thảo. IEEE còn là cơ
quan phát triển các tiêu chuẩn quốc tế hàng đầu trong các lĩnh vực Viễn thông, Công nghệ thông tin,
Thiết bị sản xuất năng lượng và dịch vụ,…
Tổ chức IEEE đã thành lập một ủy ban chuẩn hóa riêng cho mạng LAN/MAN được gọi là
IEEE 802. Ủy ban này đã tiến hành chuẩn hóa các thành phần cũng như từng chi tiết trong cấu trúc
mạng LAN/MAN và các quá trình kết nối giữa chúng. Các tiêu chuẩn do ủy ban này chuẩn hóa được
chia thành các nhóm nhỏ, tương ứng với từng lĩnh vực của các chuẩn đó. Ủy ban chuẩn hóa mạng
LAN/MAN IEEE 802 có một nguyên tắc cơ bản là duy trì và khuyến khích sử dụng các chuẩn hóa
IEEE/ANSI và các chuẩn tương ứng IEC/ISO JTC trong lớp 1 và lớp 2 của mô hình tham chiếu OSI.
Ủy ban này gặp nhau ít nhất 3 lần một năm từ khi được thành lập năm 1980. Theo yêu cầu của một số
nước thành viên, tập các chuẩn IEEE 802 được quốc tế hóa trong chuẩn JTC1. Tập các chuẩn này
được biết đến với ký hiệu là 802.xxx và các chuẩn tương ứng của JTC1 được kí hiệu là 8802-nm.
IEEE 802 quan niệm khái niệm “local” (trong LAN) nghĩa là các khu trường học, cơ quan,… còn khái
về địa chỉ LAN MAC và sự nhận dạng các giao thức chung, riêng và chuẩn.
- Tiêu chuẩn IEEE 802a-2003 cho mạng LAN và MAN nói về các loại Ethernet cho các loại
giao thức khác nhau và triển khai đặc thù của từng nhà cung cấp thiết bị.
- Tiêu chuẩn IEEE 802b-2004 cho mạng LAN và MAN nói về quá trình đăng ký và nhận
dạng các mục tiêu.
- P802/D29 (C/LM) nói về tổng quan và kiến trúc của mạng LAN và MAN. Trong dự án này
nhằm điểm lại các chuẩn có liên quan đã xuất bản trước đó cũng như thảo luận về các chuẩn
này.
1.2.2. Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802
IEEE là tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục bộ với dự án IEEE 802 bất
đầu được triển khai và kết quả là hàng loạt chuẩn họ IEEE 802 ra đời, tạo nền tảng quan trọng cho
việc thiết kế và cài đặt mạng cục bộ trong thời gian qua. Vị trí của họ chuẩn này càng cao hơn khi ISO
đã xem xét và tiếp nhận chúng thành chuẩn quốc tế mang tên ISO 8802.x. Đến nay họ IEEE 802 bao
gồm các bộ tiêu chuẩn sau:
Tiêu chuẩn Lĩnh vực nghiên cứu Trạng thái hoạt động
IEEE 802.1 Các giao thức LAN tầng cao
IEEE 802.2 Điều khiển liên kết logic Đã ngừng phát triển
IEEE 802.3 Ethernet
IEEE 802.4 Token Bus Đã giải tán
IEEE 802.5 Token Ring
IEEE 802.6 Metropolitan Area Network Đã giải tán
IEEE 802.7 Broadband LAN using Coaxial Cable Đã giải tán
Trang 7
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
IEEE 802.8 Fiber Optic TAG Đã giải tán
IEEE 802.9 Integrated Services LAN Đã giải tán
IEEE 802.10 Interoperable LAN Security Đã giải tán
IEEE 802.11 Wireless LAN (Wi-Fi certification)
IEEE 802.12 Công nghệ 100 Mbits/s plus
IEEE 802.13 Không sử dụng
Hình 1.2 sau sẽ mô tả sẽ so sánh vị trí tương đối của một số chuẩn IEEE 802.x trên khi so sánh
với mô hình OSI:
Trang 8
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
Hình 1.2: Quan hệ giữa một số chuẩn IEEE và mô hình OSI
Hình 1.4 sẽ mô tả các thí dụ khác nhau về cách tiếp cận của tổ chức IEEE đối với mô hình OSI
Bảng 1.2: Các thí vụ về cách tiếp cận đối với mô hình OSI
2. Chương 2: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802
Trong chương này sẽ trình bày chung về các bộ tiêu chuẩn trong họ chuẩn IEEE 802 và nhấn
mạnh một số chuẩn quan trọng, được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Mục đích thấy được:
Sơ lược về các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802.
Đặc điểm, tính chất của các bộ tiêu chuẩn quan trọng.
Phạm vi: Không đi sâu vào chi tiết các chuẩn thông thường, không quan trọng. Trong khi đó, đào sâu
vào các chuẩn quan trọng, có ứng dụng rộng rãi.
2.1. Sơ lược về một số bộ tiêu chuẩn trong họ IEEE 802
2.1.1. Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến
Bao gồm các bộ chuẩn IEEE 802.1, .2, .3, .4, .5, .6, .9, .12, .14, .17. Những bộ chuẩn này chủ
yếu chuẩn hóa về mạng LAN/MAN hữu tuyến, về công nghệ Ethernet cũng như các phương
thức truy nhập và báo hiệu vật lý cho các cho các công nghệ mạng LAN/MAN hữu tuyến
gồm: Token Bus, Token Ring, DQDB, các dịch vụ tích hợp, ưu tiên theo yêu cầu.
Cụ thể như sau:
2.1.1.1. IEEE 802.1 - các giao thức LAN tầng cao
Trang 9
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
IEEE 802.1 là chuẩn đặc tả kiến trúc mạng, kết nối giữa các mạng và việc quản trị mạng đối
với các mạng cục bộ. Tiêu chuẩn IEEE 802.1 được phát triển cho các lĩnh vực sau: kiến trúc mạng
LAN/WAN, kết nối giữa các mạng LAN, mạng MAN và các mạng lưới rộng khu vực khác, bảo mật,
tổng thể mạng lưới quản lý và giao thức các lớp phía trên MAC và LLC.
Trong họ tiêu chuẩn này hiện đã có nhiều chuẩn cụ thể cho từng vấn đề như:
2.1.1.3. IEEE 802.3 – tiêu chuẩn cho công nghệ Ethernet:
IEEE 802.3 là tập hợp các chuẩn IEEE định nghĩa lớp vật lý và lớp con MAC dùng trong mạng
Ethernet có dây. Nhóm làm việc IEEE 802.3 chính là nhóm đã chuẩn hóa giao thức CSMA/CD
(Ethernet), nên IEEE 802.3 còn được dùng để chỉ chuẩn Ethernet.
Bộ tiêu chuẩn này sẽ được trình bày chi tiết ở phần 2.2 chương này.
2.1.1.4. IEEE 802.4, .5, .6, .9, .12, .14:
Trang 10
Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.x GVHD: Phạm Ngọc Thiện Thành
Các phương thức truy nhập và báo hiệu vật lý cho các cho các công nghệ mạng MAN/LAN hữu
tuyến gồm: Token Bus, Token Ring, DQDB, các dịch vụ tích hợp, ưu tiên theo yêu cầu. Những chuẩn
như 802.4, 802.5, 802.6, 802.9 và 802.12 hiện đang bị lãng quên và không hoạt động còn 802.14 vừa
bị giải tán.
Một số thông tin về các chuẩn này:
IEEE 802.4
IEEE 802.4 là chuẩn đặc tả mạng cục bộ với tình trạng bus sử dụng token để điều khiển truy cập
đường truyền. IEEE 802.4 cũng bao gồm cả tầng vật lý và tầng con MAC với các đặc tả sau:
o Đặc tả dịch vụ MAC
o Giao thức MAC
o Đặc tả dịch vụ tầng vật lý
o Đặc tả đường truyền
Nguyên lý phương pháp truy nhập có điều khiển: Để cấp phát quyền truy nhập đường truyền
cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một token được lưu chuyển trên một vòng logic thiết lập
bởi các trạm đó. Token là đơn vị dữ liệu đặc biệt dùng để cấp phát quyền truyền dữ liệu. Các đối
tượng có nhu cầu truyền dữ liệu sẽ “bắt tay” với nhau tạo thành một vòng logic và token sẽ được lưu
truyền trong vòng logic này. Sau khi truyền xong data hoặc hết thời gian cầm token thì token được
chuyển sang trạm kế tiếp trong vòng logic. Đây thực chất là phương pháp thâm nhập mạng theo kiểu
phát tán tín hiệu thăm dò token qua các trạm và đường truyền bus.
IEEE 802.5
IEEE 802.5 là chuẩn đặc tả mạng LAN với hình trạng vòng sử dụng thẻ bài để điều khiển truy
cập đường truyền. IEEE 802.5 cũng bao gồm cả tầng vật lý và tầng con MAC với các đặc tả sau:
HP, gọi là 100 VG – AnyLAN. Mạng này sử dụng hình trạng mạng hình sao và một phương pháp truy
cập đường truyền có điều khiển tranh chấp. Khi có nhu cầu truyền dữ liệu, trạm sẽ gởi yêu cầu đến
hub và trạm chỉ có thể truyền dữ liệu khi được hub cho phép.
Chuẩn này nhằm cung cấp một mạng tốc độ cao (100 Mbps và có thể lớn hơn) có thể hoạt động
trong các môi trường hỗn hợp Ethernet và Token Ring, bởi thế nó chấp nhận của hai dạng khung.
100VG – AnyLAN là đối thủ cạnh tranh đáng gờm của 100BASE-T (Fast Ethernet) nhờ một số tính
năng nổi trội hơn, chẳng hạn về khoảng cách đi cáp tối đa cho phép.
IEEE 802.14
Vào những năm 1990, Ủy ban IEEE 802 thành lập một tiểu ban (802.14) để phát triển một tiêu
chuẩn cho các hệ thống modem cáp. Trong khi tiến bộ đáng kể, nhóm này bị giải tán khi các nhà điều
hành hệ thống Bắc Mỹ đã ủng hộ các đặc điểm kỹ thuật mới mẻ, non trẻ hơn là DOCSIS.
2.1.1.5. IEEE 802.17
IEEE 802.17 hay là RPR (Resilient Packet Ring), giao thức lớp MAC đang được IEEE chuẩn
hóa, là giải pháp cho vấn đề bùng nổ nhu cầu kết nối tốc độ cao và chi phí thấp trong khu vực thành
phố. Bằng cách ghép thống kê gói IP truyền trên hạ tầng vòng sợi quang, có thể khai thác hiệu quả
dạng vòng quang và tận dụng ưu điểm truyền gói như Ethernet. Khi có lỗi node hay liên kết xảy ra
trên vòng sợi quang, RPR thực hiện chuyển mạch bảo vệ thông minh để đổi hướng lưu lượng đi xa
khỏi nơi bị lỗi với độ tin cậy đạt tới thời gian nhỏ hơn 50 ms.
RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả hai vòng đồng
thời được sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển. RPR cho phép nhà cung cấp dịch vụ giảm chi
phí thiết bị phần cứng cũng như thời gian và chi phí của việc giám sát mạng. Trong RPR không có
khái niệm khe thời gian, toàn bộ băng thông được ấn định cho lưu lượng. Bằng cách tính toán khả
Trang 12
Copyright: Tài liệu đại học ©