dce 2008 Kỹ Thuật Truyền Số Liệu BK TP.HCM dce 2008 Giới thiệu • Môn học – Mã số: 504003 – Số tín chỉ: – Môn học trước: không • Giảng viên – Phan Đình Khôi – Khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính – khoi@cse.hcmut.edu.vn (8647256 ext 6227) – http://cse.hcmut.edu.vn/~khoi Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Giới thiệu môn học • Động lực – Sự phát triển vũ bão ứng dụng máy tính – Sự cần thiết việc trao đổi thông tin nơi, máy tính • Mục đích – Giới thiệu khái niệm, thuật ngữ phương pháp tiếp cận dùng hệ thống truyền liệu – Hiểu việc truyền số liệu thiết bị vấn đề liên quan – Hiểu việc truyền liệu qua mạng thiết bị thông qua nghi thức giao tiếp – Giới thiệu số mạng truyền số liệu sử dụng • Đối tượng – Sinh viên chuyên ngành có kiến thức thiết kế mạch, cấu trúc máy tính, ngôn ngữ lập trình cấp cao – Kỹ sư chuyên ngành • Đánh giá – Kiểm tra kỳ: 30% – Thuyết trình: • Nhóm - người, trình bày 20 phút, chất vấn 10 phút • Không bắt buộc • Thay cho thi kì – Kiểm tra cuối kỳ: 70% – Phương pháp: tự luận Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Nội dung môn học • • • • • • • • • • Tổng quan truyền số liệu mạng truyền số liệu Truyền dẫn số liệu Kỹ thuật mã hóa tín hiệu Kỹ thuật truyền liệu số Điều khiển lớp liên kết liệu Ghép/tách kênh Chuyển mạch mạch chuyển mạch gói Chế độ truyền bất đồng Tìm đường mạng chuyển mạch Điều khiển nghẽn mạch mạng chuyển mạch liệu Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Tài liệu tham khảo • • • [1] “Tập slide giảng”, TS Đinh Đức Anh Vũ, 2008 [2] Data and Computer Communications – William Stallings [3] Data Communications, Computer Networks and Open Systems – Fred Halsall • • • • • • • ISDN & B-ISDN – William Stallings ATM Foundations for Broadband Networks – Uyless Black Data Communications – William L Schweber Data communications and teleprocessing systems – Trevor Housley Data communication technology – James Martin Công nghệ ATM CDMA – LG Information & Communications Lecture notes for M.Sc Data Communication Networks and Distributed Systems D51 -Basic Communications and Networks - Saleem N Bhatti - Department of Computer Science - University College London - October 1994 Lecture notes for DATA COMMUNICATIONS, v4.0 – Brian Brown, 1995-2001 Fiber Optics Communication and Other Applications – Henry Zanger & Cynthia Zanger Wireless Networked Communications Concepts, Technology and Implementation – Regis J Bates Practical digital and data communications with LSI applications – Paul Bates • • • • Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Chương Tổng quan truyền số liệu mạng truyền số liệu BK TP.HCM ¾Mô hình hệ thống truyền liệu ¾Truyền số liệu ¾Mạng truyền số liệu ¾Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính dce 2008 Mô hình hệ thống truyền liệu Sơ đồ khối tổng quát (mô hình Shannon) ƒ Ứng dụng liệu ƒ Ứng dụng âm thanh, tiếng nói ƒ Ứng dụng video ƒ Ứng dụng thời gian thực Ví dụ Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Mô hình hệ thống truyền liệu • Hệ thống truyền liệu gì? – Dữ liệu: biểu diễn số liệu, khái niệm, … dạng thích hợp cho việc giao tiếp, xử lý, diễn giải – Thông tin: ý nghĩa gán cho liệu – Tập hợp thiết bị kết nối thông qua môi trường truyền dẫn Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Các tác vụ • Sử dụng hệ thống truyền dẫn – Chia sẻ đường truyền hiệu nhiều thiết bị, chống nghẽn mạch • • Giao tiếp thiết bị với hệ thống truyền Tạo tín hiệu – Có khả truyền dẫn môi trường truyền – Bên nhận phải hiểu liệu • • Đồng bên truyền bên nhận Quản lý việc trao đổi liệu – Các giao thức truyền liệu • • • • Điều khiển dòng liệu Phát sửa lỗi Định vị địa tìm đường Khôi phục – Khôi phục lại trạng thái cũ hệ thống có lỗi làm ngắt quãng • • • Định dạng thông tin Bảo mật Quản trị mạng – Cài đặt hệ thống, quản lý trạng thái, xử lý lỗi, có kế hoạch nâng cấp tương lai Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu dce 2008 Hệ thống truyền liệu • Tại phải dùng hệ thống truyền liệu – Chia sẻ tài nguyên • • • • Máy in Ổ đĩa/băng từ Công suất tính toán Tập hợp liệu – Phân tán tải • Tính toán song song • Tính toán theo mô hình client-server • Fault tolerance – Chuyển thông tin • Giao dịch sở liệu • Thư điện tử • Phân tán liệu mạng – lưu trữ Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 10 dce 2007 Các loại ứng dụng hỗ trợ • Giả lập mạch (Circuit emulation) – Hỗ trợ TDM đồng mạng ATM • • • • Voice video VBR Dịch vụ liệu tổng quát IP ATM Hỗ trợ nhiều nghi thức khác ATM (Multiprotocol over ATM – MPOA) – IPX, AppleTalk, DECNET • Mô LAN mạng ATM Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 49 dce 2007 Giao thức AAL • Lớp hội tụ (Convergence sublayer – CS) – Hỗ trợ ứng dụng đặc thù – AAL người dùng gán SAP • Lớp phân mảnh tái hợp (Segmentation and re-assembly sublayer – SAR) – Đóng gói (và mở gói) thông tin nhận từ lớp CS vào cell • loại – – – – Loại Loại Loại 3/4 Loại Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 50 dce 2007 Nghi thức AAL Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 51 dce 2007 Phân mảnh tái hợp PDU Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 52 dce 2007 AAL loại • Nguồn CBR • SAR nén giải nén bit • Các khối đánh số thứ tự CS A A L ……………………11001101010101……………………….1010101010101110010… SAR 47 byte 47 byte Header byte CSI SC CRC Data Communication and Computer Networks 47 byte Payload 47 bytes P CSI: Convergence sublayer identifier SC: Sequence Count CRC: Cyclic Redundant Check P: Parity ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 53 dce 2007 AAL loại • VBR • Các ứng dụng analog CS ……………………11001101010101……………………….1010101010101110010… SAR A A L 45 byte 45 byte 45 byte Payload 45 bytes Trailer byte Header byte CSI SC IT CSI: Convergence sublayer identifier SC: Sequence Count IT: Information Type Data Communication and Computer Networks LI CRC LI: Length Indicator CRC: Cyclic Redundant Check ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 54 dce 2007 AAL loại 3/4 • Có kết nối không kết nối • Chế độ thông báo chế độ luồng liệu Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 55 dce 2007 AAL loại • Vận chuyển luồng liệu cho nghi thức hướng kết nối lớp Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 56 dce 2007 CPCS PDUs Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 57 dce 2007 Ví dụ truyền AAL Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 58 dce 2007 ATM – tóm tắt • ATM nghi thức chuyển mạch cell, kết hợp với B-ISDN cung cấp kết nối tốc độ cao cho mạng giới • Một cell khối thông tin nhỏ có kích thước cố định • Các ATM cell bao gồm 53 byte (5 byte header 48 byte liệu) • Trong ATM, khác biệt thời gian xử lý cell (kích thước nhau) • Chức chuyển mạch tách/ghép kênh ATM thực phần cứng • ATM dùng kỹ thuật TDM bất đồng dựa mạch ảo thường trực • UNI giao tiếp người dùng chuyển mạch ATM • NNI giao tiếp chuyển mạch ATM Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 59 dce 2007 ATM – tóm tắt • Kết nối điểm đầu cuối thực thông qua đường truyền dẫn (TP), đường truyền ảo (VP), mạch ảo (VC) • Một kết nối ảo tổ hợp VPI VCI • ATM định nghĩa lớp – AAL – chấp nhận truyền dẫn từ dịch vụ lớp ánh xạ chúng vào ATM cell – Lớp ATM – cung cấp dịch vụ tìm đường, quản trị lưu thông, chuyển mạch ghép/tách kênh – Lớp vật lý – định nghĩa môi trường truyền dẫn, truyền dẫn luồng bit, mã hóa biến đổi tín hiệu dạng điện sang dạng quang Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 60 dce 2007 ATM – tóm tắt • AAL chia làm lớp – Convergence sublayer (CS) – tăng thêm chi phí xử lý dòng liệu trạm gởi; thực cách công việc ngược lại trạm nhận – Segmentation and Reassembly (SAR) – trạm gởi, phân đoạn liệu thành gói kích thước băng nhau, thêm header trailer; thực chức ngược lại trạm nhận • Có loại AAL, loại dùng cho loại liệu khác – – – – AAL1 – dòng liệu tốc độ không đổi AAL2 – dòng liệu tốc độ thay đổi AAL3/4 – chuyển mạch gói truyền thống (mạch ảo datagram) AAL5 – gói không cần thông tin từ lớp SAR • Ở lớp ATM, header byte thêm vào đoạn liệu 48 byte Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 61 dce 2007 ATM – tóm tắt • Một lớp dịch vụ ATM định nghĩa thuộc tính tốc độ bit người dùng yêu cầu • QoS phụ thuộc vào hiệu suất kết nối phân loại – QoS liên quan người dùng – QoS liên quan mạng • Traffic descriptors implement service classes and QoS attributes • Mặc dù ban đầu thiết kế cho WAN, ATM dùng LAN • LAN Emulation (LANE) cho phép chuyển mạch ATM hoạt động chuyển mạch LAN Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 62 dce 2007 Đọc thêm • W Stallings, Data and Computer Communications (7th edition), Prentice Hall 2003, chapter 11 • ATM Forum Web site • Frame Relay forum Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr Dinh Duc Anh Vu 63 [...]... 15 dce 2008 Chương 1 Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu BK TP.HCM ¾Mô hình hệ thống truyền dữ liệu Truyền số liệu ¾Mạng truyền số liệu ¾Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính dce 2008 Kiến trúc truyền thông máy tính • Ứng dụng truyền file – Nguồn thiết lập kết nối (báo cho mạng biết đâu là đích) – Nguồn đảm bảo đích sẵn sàng nhận dữ liệu – Ứng dụng truyền file trên h/t nguồn phải đảm...dce 2008 Truyền số liệu • Liên quan đến các vấn đề truyền dữ liệu số dạng thô – – – – – Truyền dẫn dữ liệu (data transmission) Mã hóa dữ liệu (data encoding) Kỹ thuật trao đổi dữ liệu số (digital data communication) Điều khiển liên kết dữ liệu (data link control) Phân hợp (multiplexing) • Liên kết (link) hoặc mạch (circuit)... Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 11 dce 2008 Mạng truyền số liệu • Giao tiếp điểm-điểm thường không thực tế – Các thiết bị cách xa nhau – Số kết nối tăng đáng kể khi số các thiết bị cần giao tiếp lớn ⇒ Mạng truyền số liệu • Phân loại dựa vào phạm vi hoạt động Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 12 dce 2008 Mạng truyền số liệu • Mạng cục bộ (Local-Area Networks – LAN) –... Mạng truyền số liệu • Mạng diện rộng (Wide-Area Networks – WAN) – Khác như thế nào so với mạng LAN? • Triển khai theo diện rộng • Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng – Công nghệ • Chuyển mạch mạch điện (circuit-switching) – Đường truyền dẫn dành riêng giữa 2 node mạng • Chuyển mạch gói (packet-switching) – Không được dành riêng đường truyền dẫn – Mỗi gói đi theo đường khác nhau – Chi phí đường truyền. .. trúc nghi thức TCP/IP • Lớp vật lý – Giao tiếp vật lý giữa thiết bị và môi trường truyền – Tính chất của môi trường truyền, mức tín hiệu, tốc độ truyền • Lớp truy xuất mạng – Trao đổi dữ liệu giữa thiết bị và mạng truyền – Cung cấp chức năng tìm đường giữa 2 thiết bị trong cùng 1 network – Yêu cầu các dịch vụ từ mạng truyền (priority) • Lớp Internet – Cung cấp chức năng tìm đường giữa 2 thiết bị thuộc... được hiện thực trong các router • Lớp transport – Đảm nhận việc truyền dữ liệu tin cậy giữa 2 ứng dụng – Chắc chắn dữ liệu đi đến đích, các gói dữ liệu đến đúng thứ tự đã gửi • Lớp ứng dụng – Cung cấp cho các ứng dụng các dịch vụ để truy cập mạng Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 31 dce 2008 Dữ liệu được truyền qua TCP/IP Data Communication and Computer Networks ©2008,... ứng dụng • Lớp ứng dụng – Cung cấp cho các ứng dụng các dịch vụ để truy cập mạng • Lớp trình bày – Cung cấp định dạng dữ liệu được dùng để truyền dữ liệu giữa các máy tính nối mạng (chuyển đổi mã ký tự, mã hóa dữ liệu, nén dữ liệu ) • Lớp giao dịch – Cung cấp cơ chế điều khiển việc truyền thông điệp giữa các ứng dụng (trợ giúp danh bạ, quyền truy cập, chức năng tính cước, …) – Cho phép 2 ứng dụng tạo,... Mạng số các dịch vụ tích hợp (Integrated Services Digital Network) Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 14 dce 2008 Mạng truyền số liệu • Một cách phân loại khác – Dựa vào kiến trúc và kỹ thuật dùng để trao đổi dữ liệu – Mạng chuyển mạch (switched networks) • Mạng chuyển mạch mạch điện • Mạng chuyển mạch gói – Mạng phát tán (broadcast networks) • Mạng radio gói (packet... lỗi truyền dẫn • Frame Relay – Được dùng trong chuyển mạch gói có tốc độ lỗi thấp – Tốc độ lên đến 2 Mbps • ATM – Chế độ truyền bất đồng bộ (Asynchronous Transfer Mode) – Dùng các gói có kích thước cố định (gọi là cell) – Tốc độ lên đến Gbps • ISDN – Mạng số các dịch vụ tích hợp (Integrated Services Digital Network) Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 14 dce 2008 Mạng truyền. .. Lớp truy xuất mạng • Trao đổi dữ liệu giữa máy tính và môi trường mạng • Cung cấp địa chỉ máy nhận, tìm đường đi • Yêu cầu các dịch vụ từ môi trường mạng (priority) • Phụ thuộc vào loại mạng đang sử dụng (LAN, chuyển mạch gói, mạch…) Data Communication and Computer Networks ©2008, Dr Dinh Duc Anh Vu 21 dce 2008 Lớp vận chuyển • Đảm nhận việc truyền dữ liệu tin cậy – Dữ liệu đến đúng địa chỉ – Theo thứ ... quan truyền số liệu mạng truyền số liệu BK TP.HCM ¾Mô hình hệ thống truyền liệu Truyền số liệu ¾Mạng truyền số liệu ¾Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính dce 2008 Mô hình hệ thống truyền liệu. .. quan truyền số liệu mạng truyền số liệu Truyền dẫn số liệu Kỹ thuật mã hóa tín hiệu Kỹ thuật truyền liệu số Điều khiển lớp liên kết liệu Ghép/tách kênh Chuyển mạch mạch chuyển mạch gói Chế độ truyền. .. Tổng quan truyền số liệu mạng truyền số liệu BK TP.HCM ¾Mô hình hệ thống truyền liệu Truyền số liệu ¾Mạng truyền số liệu ¾Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính dce 2008 Kiến trúc truyền thông