›
›

Bải giảng LAN và MAC - Ngô Bá Hùng

pdf 66 trang hapham 2410
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bải giảng LAN và MAC - Ngô Bá Hùng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_lan_va_mac_ngo_ba_hung.pdf

Nội dung text: Bải giảng LAN và MAC - Ngô Bá Hùng

  1. LAN & MAC Trình bày: Ngô Bá Hùng Khoa CNTT&TT Đại Học Cần Thơ
  2. Mục đích  Chương này nhằm giới thiệu những nội dung cơ bản sau: • Các phương chia sẻ đường truyền chung giữa các máy tính trong một mạng cục bộ như: • Các phương pháp chia kênh • Các phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên • Các phương pháp phân lượt truy cập đường truyền. • Giới thiệu chi tiết về nguyên tắc hoạt động của các chuẩn mạng cục bộ thuộc mạng Ethernet Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 2
  3. Yêu cầu  Sau khi học xong chương này, người học phải có được những khả năng sau: • Trình bày được sự khác biệt cơ bản về cách thức chia sẻ đường truyền chung giữa các máy tính trong các phương pháp chia kênh, truy cập đường truyền ngẫu nhiên và phân lượt truy cập đường truyền. • Trình bày được nguyên tắc chia sẻ đường truyền chung giữa các máy tính theo các phương pháp FDMA, TDMA, CDMA, ALOHA, CSMA, CAMA/CD, Token Passing, • Trình bày được những đặc điểm và nguyên tắc hoạt động của các chuẩn thuộc họ mạng Ethernet Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 3
  4. Giới thiệu mạng cục bộ
  5. Phân loại mạng máy tính Theo khoảng cách địa lý Đường kính mạng Vị trí của các máy tính Loại mạng 1 m Trong một mét vuông Mạng khu vực cá nhân 10 m Trong 1 phòng Mạng cục bộ, gọi tắt là mạng LAN 100 m Trong 1 tòa nhà (Local Area Network) 1 km Trong một khu vực 10 km Trong một thành phố Mạng đô thị, gọi tắt là mạng MAN (Metropolitan Area Network) 100 km Trong một quốc gia Mạng diện rộng, gọi tắt là mạng 1000 km Trong một châu lục WAN (Wide Area Network) 10000 km Cả hành tinh Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 5
  6. Các đặc tính quan trọng về mặt kỹ thuật  Tất cả các host trong mạng LAN cùng chia sẻ đường truyền chung.  Hoạt động dựa trên kiểu quảng bá (broadcast).  Không yêu cầu phải có hệ thống trung chuyển (routing/switching) trong một LAN đơn. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 6
  7. Các thông số định định nghĩa mạng LAN  Hình trạng (topology): Chỉ ra kiểu cách mà các host trong mạng được đấu nối với nhau.  Đường truyền chia sẻ (xoắn đôi, đồng trục, cáp quang): Chỉ ra các kiểu đường truyền mạng (network cables) được dùng để đấu nối các host trong LAN lại với nhau.  Kỹ thuật truy cập đường truyền (Medium Access Control - MAC): Chỉ ra cách thức mà các host trong mạng LAN sử dụng để truy cập và chia sẻ đường truyền mạng.  MAC sẽ quản trị việc truy cập đến đường truyền trong LAN và cung cấp cơ sở cho việc định danh các tính chất của mạng LAN theo chuẩn IEEE. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 7
  8. LAN Topologies BUS STAR RING Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 8
  9. MAC Layer
  10. Kênh truyền đa truy cập (Multiple Access Links)  Có 3 loại đường truyền: • Point – to – point (single wire, e.g. PPP, SLIP) • Broadcast (shared wire or medium; e.g, Ethernet, Wavelan, etc) • Switched (switched Ethernet, ATM ) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 10
  11. Giao thức điều khiển truy cập đường truyền (Media Access Control Protocols)  Vấn đề đa truy cập trong mạng LAN: • Một kênh giao tiếp được chia sẻ • Hai hay nhiều nút cùng truyền tin đồng thời sẽ dẫn đến giao thoa tín hiệu => tạo ra trạng thái lỗi  Chỉ cho phép một trạm truyền tin thành công tại một thời điểm  Cần có giao thức chia sẻ đường truyền chung giữa các nút trong mạng, gọi là giao thức điều khiển truy cập đường truyền (MAC Protocol) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 11
  12. MAC Protocol trong mô hình OSI  Tầng liên kết dữ liệu được chia thành hai tầng con: • Tầng điều khiển kênh truyền luận lý (Logical Link Control Layer ) • Tầng điều khiển truy cập đường truyền (Medium Access Control Layer) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 12
  13. LLC layer  Giao tiếp với tầng mạng  Điều khiển lỗi và điều khiển luồng  Dựa trên giao thức HDLC  Cung cấp các loại dịch vụ: • Unacknowledged connectionless service • Connection mode service • Acknowledged connectionless service Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 13
  14. MAC layer  Tập hợp dữ liệu thành khung cùng với trường địa chỉ nhận/gởi, chuỗi kiểm tra khung  Phân tách dữ liệu khung nhận được với trường địa chỉ và thực hiện kiểm tra lỗi  Điều khiển việc truy cập đường truyền • Việc điều khiển này không có trong tầng liên kết dữ liệu truyền thống  Cùng một tầng LLC có thể có nhiều tùy chọn cho tầng MAC Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 14
  15. Các giao thức mạng LAN trong ngữ cảnh chung Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 15
  16. Giao thức điều khiển truy cập đường truyền  Phương pháp chia kênh (Channel Partitioning) • Phân chia kênh truyền thành nhiều phần nhỏ (time slots, frequency, code) • Cấp phát những phần nhỏ này cho các nút sử dụng một cách loại trừ nhau  Phương pháp truy cập ngẫu nhiên (Random Access) • Cho phép đụng độ • Phục hồi lại từ đụng độ  Phương pháp phân lượt (Taking turns) • Hợp tác chặt chẽ trong việc truy cập kênh truyền được chia sẻ để tránh đụng độ Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 16
  17. Phương pháp chia kênh  Đường truyền sẽ được chia thành nhiều kênh truyền  Mỗi kênh truyền sẽ được cấp phát riêng cho một trạm.  Có ba phương pháp chia kênh chính: • FDMA (Frequency Division Multiple Access ) • TDMA (Time Division Multiple Access ) • CDMA (Code Division Multiple Access ) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 17
  18. Phương pháp chia tần số FDMA  Phổ của kênh truyền được chia thành nhiều băng tần (frequency bands) khác nhau.  Mỗi trạm được gán cho một băng tần cố định.  Những trạm nào được cấp băng tần mà không có dữ liệu để truyền thì ở trong trạng thái nhàn rỗi (idle). Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 18
  19. Phương pháp chia tần số FDMA  Ví dụ: • Một mạng LAN có sáu trạm, • Các trạm 1, 3, 4 có dữ liệu cần truyền, • Các trạm 2, 5, 6 nhàn rỗi. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 19
  20. Phương pháp chia tần số FDMA  Ưu điểm: • Không có sự đụng độ xảy ra. • Hiệu quả trong hệ thống có số lượng người dùng nhỏ và ổn định, mỗi người dùng cần giao tiếp  Nhược điểm: • Lãng phí nếu ít người sử dụng hơn số phần đã chia • Người dùng bị từ chối nếu số lượng vượt quá số phần đã chia • Không tận dụng được kênh truyền một cách tối đa Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 20
  21. Phương pháp chia thời gian (TDMA)  Các trạm sẽ xoay vòng (round) để truy cập đường truyền.  Qui tắc xoay vòng: • Một vòng thời gian sẽ được chia đều thành các khe (slot) thời gian bằng nhau • Mỗi trạm sẽ được cấp một khe thời gian – đủ để nó có thể truyền hết một gói tin. • Những trạm nào tới lượt được cấp cho khe thời gian của mình mà không có dữ liệu để truyền thì vẫn chiếm lấy khe thời gian đó, và khoảng thời gian bị chiếm này được gọi là thời gian nhàn rỗi (idle time). Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 21
  22. Phương pháp chia thời gian (TDMA)  Ví dụ: • Các trạm 1, 3, 4 có dữ liệu cần truyền. • Các trạm 2, 5, 6 nhàn rỗi.  Nếu người dùng không sử dụng khe thời gian được cấp để truyền dữ liệu thì thời gian sẽ bị lãng phí Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 22
  23. Phân chia mã (CDMA)  CDMA cho phép mỗi trạm có quyền phát dữ liệu lên toàn bộ phổ tần của đường truyền lớn tại mọi thời điểm.  Các cuộc truy cập đường truyền xảy ra đồng thời sẽ được tách biệt với nhau bởi kỹ thuật mã hóa.  CDMA chỉ ra rằng nhiều tín hiệu đồng thời sẽ được cộng lại một cách tuyến tính!  Kỹ thuật CDMA thường được sử dụng trong các kênh truyền quảng bá không dây (mạng điện thoại di động, vệ tinh ). Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 23
  24. Phân chia mã (CDMA)  Thời gian gởi một bit (bit time) lại được chia thành m khoảng nhỏ hơn, gọi là chip. Thông thường, có 64 hay 128 chip trên một bit  Nhiều người dùng đều chia sẻ chung một băng tần,  Mỗi người dùng được cấp cho một mã duy nhất dài m bit gọi là Dãy chip (chip sequence).  Dãy chip này sẽ được dùng để mã hóa và giải mã dữ liệu của riêng người dùng này trong một kênh truyền chung đa người dùng. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 24
  25. Phân chia mã (CDMA)  Ví dụ: • Cho dãy chip: (11110011). • Để gởi bit 1, người dùng sẽ gởi đi dãy chip của mình: 11110011 • Để gởi đi bit 0, người dùng sẽ gởi đi phần bù của dãy chip của mình: 00001100 Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 25
  26. Phân chia mã (CDMA)  Sử dụng ký hiệu lưỡng cực : • bit 0 được ký hiệu là -1, • bit 1 được ký hiệu là +1.  Tích trong (inner product) của hai mã S và T, ký hiệu là S T, được tính bằng trung bình tổng của tích các bit nội tại tương ứng của hai mã này: 1 m S T SiTi m i 1  Ví dụ: S 1 1 1 1 1 1 1 1 T 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ( 1) 1 ( 1) 1 1 1 S T 8 2 Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 26
  27. Phân chia mã (CDMA)  Hai mã S và T có cùng chiều dài m bits được gọi là trực giao khi: S T = 0.  Ví dụ: S 1 1 1 1 1 1 1 1 T 1 1 1 1 1 1 1 1 ( 1) ( 1) ( 1) 1 1 1 ( 1) 1 S T 0 8  Nếu các người dùng trong hệ thống có các mã trực giao với nhau thì họ có thể cùng tồn tại và truyền dữ liệu một cách đồng thời với khả năng bị giao thoa dữ liệu là ít nhất Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 27
  28. Phân chia mã (CDMA)  Mã hóa và giải mã tín hiệu: • Gọi Di: là bit dữ liệu mà người dùng i muốn mã hóa để truyền trên mạng. • Ci là chuỗi chip (mã số) của người dùng i • Tín hiệu được mã của người dùng i: • Zi = Di x Ci • Tín hiệu tổng hợp được gởi trên đường truyền: n Z  Z i i 1 • n là tổng số người dùng gởi tín hiệu lên đường truyền tại cùng thời điểm • Giải mã: • Dữ liệu mà người dùng i lấy về từ tín hiệu tổng hợp chung: Di Z Ci • Nếu Di > “ngưỡng”, coi nó là 1, ngược lại coi nó là -1 Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 28
  29. Phân chia mã (CDMA) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 29
  30. Phân chia mã (CDMA) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 30
  31. Phân chia mã (CDMA)  Hệ thống có 4 người dùng A, B, C, D. Các mã số tương ứng của họ như sau:  Nếu ký hiệu theo kiểu lưỡng cực thì:  Để ý các mã số A, B, C, D là trực giao! Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 31
  32. Phân chia mã (CDMA) 1. Chỉ có người dùng C gởi bit 1: 2. B gởi bit 1, C gởi bit 1 3. A gởi bit 1, B gởi bit 0 4. A, C đều gởi bit 1, B gởi bit 0 5. A, B, C, D đều gởi bit 1 6. A, B, D gởi bit 1, C gởi bit 0 ta tính được dữ liệu nguyên thủy của người dùng ở trạm C, sau khi đã rút trích ra từ mã tổng hợp như sau : Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 32
  33. Phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên (Random Access)  Nếu một trạm cần gởi một khung, • Nó sẽ gởi khung đó trên toàn bộ dãy thông của kênh truyền. • Không có sự phối hợp trình tự giữa các trạm.  Nếu có hơn hai trạm phát cùng một lúc, “đụng độ” (collision) sẽ xảy ra, các khung bị đụng độ sẽ bị hư hại.  Giao thức truy cập đường truyền ngẫu nhiên xác định: • Cách để phát hiện đụng độ. • Cách để phục hồi sau đụng độ.  Ví dụ về các giao thức truy cập ngẫu nhiên: • Slotted ALOHA • Pure ALOHA, • CSMA và CSMA/CD Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 33
  34. Slotted Aloha  Thời gian được chia thành nhiều khe (slot) bằng nhau ( bằng thời gian truyền một khung)  Một nút có khung cần truyền sẽ truyền khung vào lúc bắt đầu của khe kế tiếp  Nếu đụng độ: truyền lại khung ở các khe thời gian tiếp theo với xác suất là p cho đến khi thành công. Success (S), Collision (C), Empty (E) slots Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 34
  35. Hiệu suất của giải thuật Slotted Aloha Câu hỏi: Tỷ lệ các khe thời gian truyền thành công cực đại là bao nhiêu? Trả lời: Giả sử có N trạm có khung cần gởi • Mỗi trạm trong khe thời gian của mình với xác suất p • Khả năng truyền thành công của một trạm là S : S= Np (1-p)(N-1) 1 1 N 1 Khi p N , S(p) đạt giá trị cực đại : (1 N ) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 35
  36. Pure (unslotted) ALOHA  Đơn giản, không đồng bộ hóa  Khi muốn truyền khung: • Gởi ngay không chờ đến đầu của khe thời gian  Tỷ lệ đụng độ tăng lên • Khung gởi ở thời điểm t0 sẽ đụng độ với các khung gởi trong khoản [t0-1, t0+1] Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 36
  37. Pure (unslotted) ALOHA  Gọi P là xác suất của một sự kiện nào đó, ta có những phân tích sau: • P(nút i truyền thành công) = P(để nút i truyền) * P(không có nút nào khác truyền trong khoảng [t0-1,t0]) * P(không có nút nào khác truyền trong khoảng [t0, t0+1]) = p(1 p )NN 11 (1 p ) S(p) = P(một nút bất kỳ trong N nút truyền thành công) = Np(1 p )NN 11 (1 p ) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 37
  38. CSMA: Carrier Sense Multiple Access)  Lắng nghe kênh truyền: • Nếu thấy kênh truyền rỗi thì bắt đầu truyền khung • Nếu thấy đường truyền bận thì trì hoãn lại việc gởi khung. • Non-persistent CSMA: Nếu đường truyền bận, đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi tiếp tục nghe lại đường truyền. • Persistent CSMA: Nếu đường truyền bận, tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi rồi thì truyền gói tin với xác suất bằng 1. • P-persistent CSMA: Nếu đường truyền bận, tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi rồi thì truyền gói tin với xác suất bằng p Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 38
  39. CSMA collisions spatial layout of nodes along Ethernet Đụng độ vẫn có thể xảy ra do sự trì hõan trong lan truyền tín hiệu: hai nút không nghe thấy sự truyền tải của nhau Khi đụng độ: Toàn bộ khung bị bỏ đi Lưu ý: Vai trò của khoảng cách và sự trì hoãn trong lan truyền sẽ xác định tỷ lệ đụng độ Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 39
  40. CSMA/CD (Collision Detection)  Giống như CSMA: Lắng nghe trước khi truyền.  Có hai cải tiến quan trọng là: • Phát hiện đụng độ • Làm lại sau đụng độ. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 40
  41. Phát hiện đụng độ  Trạm vừa truyền vừa tiếp tục dò xét đường truyền.  Ngay sau khi đụng độ được phát hiện thì trạm ngưng truyền, phát thêm một dãy nhồi và bắt đầu làm lại sau đụng độ. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 41
  42. Thời gian truyền khung  Đặt Tprop là thời gian lan truyền tín hiệu giữa hai đầu mút xa nhau nhất trên đường truyền tải.  Tại thời điểm t, A bắt đầu phát đi khung dữ liệu của nó.  Tại t+Tprop-, B phát hiện kênh truyền rảnh và phát đi khung dữ liệu của nó.  Tại t+ Tprop, B phát hiện sự đụng độ.  Tại t+2Tprop-, A phát hiện sự đụng độ. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 42
  43. Thời gian truyền khung  Tw = 2Tprop Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 43
  44. Thời điểm hủy bỏ khung khi đụng độ Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 44
  45. Làm lại sau khi đụng độ  Sau khi bị đụng độ, trạm sẽ chạy thuật toán back-off: • tính toán lại lượng thời gian nó phải chờ trước khi gởi lại khung. • Lượng thời gian này phải là ngẫu nhiên để các trạm sau khi quay lại không bị đụng độ với nhau nữa.  Thuật toán back-off hoạt động như sau: • Rút ngẫu nhiên ra một con số nguyên M thoả: 02 M k • kn min( ,10) • n là tổng số lần đụng độ mà trạm đã gánh chịu. • Kỳ hạn mà trạm phải chờ trước khi thử lại một lần truyền mới : M*Tw. • Khi mà n đạt đến giá trị 16 thì hủy bỏ việc truyền khung. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 45
  46. Phương pháp phân lượt truy cập đường truyền
  47. Giới thiệu phương pháp phân lượt truy cập đường truyền  Các giao thức dạng chia kênh: • Kênh truyền được phân chia một cách hiệu quả và công bằng khi tải trọng đường truyền là lớn. • Không hiệu quả khi tải trọng của đường truyền là nhỏ  Các giao thức dạng truy cập ngẫu nhiên: • Hoạt động hiệu quả khi tải trọng của đường truyền thấp • Khi tải trọng đường truyền cao thì phải tốn nhiều chi phí cho việc xử lý đụng độ.  Các giao thức dạng “phân lượt”: • Để ý đến việc tận dụng những mặt mạnh của hai dạng nói trên. • Ý tưởng chính là không để cho đụng độ xảy ra bằng cách cho các trạm truy cập đường truyền một cách tuần tự. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 47
  48. Giới thiệu phương pháp phân lượt truy cập đường truyền  Thăm dò (polling): • Trạm chủ (master) sẽ mời các trạm tớ (slave) truyền khi đến lượt. Trạm chủ dành phần cho trạm tớ hoặc trạm tớ yêu cầu và được trạm chủ đáp ứng. • Vấn đề cần quan tâm: chi phí cho việc thăm dò, độ trễ do phải chờ được phân lượt truyền, hệ thống rối loạn khi trạm chủ gặp sự cố.  Chuyển thẻ bài (token passing): • Thẻ bài điều khiển sẽ được chuyển lần lượt từ trạm này qua trạm kia. Trạm nào có trong tay thẻ bài sẽ được quyền truyền, truyền xong phải chuyển thẻ bài qua trạm kế tiếp. • Vấn đề cần phải quan tâm: chi phí quản lý thẻ bài, độ trễ khi phải chờ thẻ bài, khó khăn khi thẻ bài bị mất. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 48
  49. Ví dụ về phương pháp phân lượt đường truyền Thăm dò phân tán (Distributed Polling) Token Ring Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 49
  50. Token Ring  Cách thức hoạt động: • Tồn tại một thẻ bài duy nhất trong mạng: là một dãy bit. • Thẻ bài sẽ chạy vòng quanh vòng • Mỗi nút sẽ nhận thẻ bài rồi lại chuyển tiếp thẻ bài này đi. • Khi một trạm có khung cần truyền và đúng lúc nó thấy có thẻ bài tới, nó liền lấy thẻ bài này ra khỏi vòng và sẽ truyền khung dữ liệu của mình đi. • Khi khung dữ liệu đi một vòng và quay lại, trạm phát sẽ rút khung của mình ra và chèn lại thẻ bài vào vòng. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 50
  51. Token Ring  Card mạng gồm: một bộ nhận, một bộ phát và một bộ đệm dùng chứa dữ liệu.  Khi không có trạm nào trong vòng có dữ liệu để truyền, thẻ bài sẽ lưu chuyển vòng quanh. Nếu một trạm có dữ liệu cần truyền và có thẻ bài, nó có quyền truyền một hoặc nhiều khung dữ liệu tùy theo qui định của hệ thống.  Khung thông tin chạy qua mỗi trạm trong vòng, trạm này sẽ nhìn vào địa chỉ đích trong khung để biết xem có phải nó là đích đến của khung không. • Nếu phải, trạm sẽ chép nội dung của khung vào trong bộ đệm của nó - không được xóa khung ra khỏi vòng. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 51
  52. Token Ring  Thời gian giữ thẻ bài (Token Holding Time)  Thời gian xoay vòng của thẻ bài(Token rotation time)  TRT ≤ Số nút hoạt động THT + Độ trễ của vòng • Độ trễ của vòng: là tổng thời gian để thẻ bài đi hết một vòng khi trong vòng không có trạm nào cần truyền dữ liệu, • Số nút hoạt động: ám chỉ số trạm có dữ liệu cần truyền. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 52
  53. Token Ring  Khi nào thì trạm sẽ nhả thẻ bài ra ? a) Nhả thẻ bài ra ngay sau khi trạm vừa truyền khung xong (RAT). b) Nhả thẻ bài ra ngay sau khi trạm nhận lại khung vừa phát ra (RAR). Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 53
  54. Token Ring  Quản lý hoạt động của mạng: • Đề cử ra một trạm làm nhiệm vụ quản lý mạng token ring gọi là monitor. • Monitor đảm bảo hoạt động cho toàn bộ vòng. • Bất kỳ trạm nào cũng có thể trở thành monitor. • Thủ tục bầu chọn monitor diễn ra khi vòng vừa được tạo ra hoặc khi monitor của vòng bị sự cố. • Một monitor sẽ định kỳ thông báo sự hiện diện của nó cho toàn vòng biết bằng một thông điệp đặc biệt. • Nếu một trạm không nhận được thông báo hiện diện của monitor trong một khoảng thời gian nào đó, nó sẽ coi như monitor bị hỏng và sẽ cố trở thành monitor mới Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 54
  55. Token Ring  Quản lý hoạt động của mạng: • Khi một trạm quyết định rằng cần phải có một monitor mới, nó sẽ gởi một thông điệp thỉnh cầu, thông báo ý định trở thành monitor của mình. • Nếu thông điệp này chạy một vòng và về lại được trạm, trạm sẽ cho rằng mọi người đồng ý vị trí monitor của nó. • Nếu đồng thời có nhiều trạm cùng gởi thông điệp thỉnh cầu, chúng sẽ phải áp dụng một luật lựa chọn nào đó, chẳng hạn như “ai có địa chỉ cao nhất sẽ thắng cử”. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 55
  56. Token Ring  Nhiệm vụ của monitor: • Phải đảm bảo rằng luôn luôn có sự hiện diện của thẻ bài ở đâu đó trên vòng, • Khi thẻ bài chạy ngang qua monitor, nó sẽ bật một bộ đếm thời gian để tính giờ. Bộ đếm này có giá trị tối đa là: Số lượng trạm THT + Độ trễ của vòng • Monitor cũng phải kiểm tra xem có khung nào bị hỏng hoặc vô thừa nhận hay không. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 56
  57. Token Ring  Sử dụng relay để chống đứt vòng: Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 57
  58. Một số chuẩn mạng cục bộ
  59. Chuẩn hóa mạng cục bộ  MAC quản lý việc truy cập đường truyền  LLC đảm bảo tính độc lập của việc quản lý các liên kết dữ liệu với đường truyền vật lý và phương pháp truy cập đường truyền MAC. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 59
  60. Chuẩn hóa mạng cục bộ  IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) • Tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục bộ • Dự án IEEE 802 định nghĩa hàng loạt chuẩn thuộc họ IEEE 802.x Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 60
  61. Chuẩn hóa mạng cục bộ IEEE 802.x  IEEE 802.1 : High Level Interface  IEEE 802.2 : Logical Link Control (LLC)  IEEE 802.3: CSMA/CD  IEEE 802.4: Token bus  IEEE 802.5: Token ring  IEEE 802.6: MAN  IEEE 802.7: Broadband Technical Advisory Group  IEEE 802.8: Fiber Technical Advisory Group  IEEE 802.9: Intergrated Data and Voice Network  IEEE 802.10: Standard for Interoperable LAN security  IEEE 802.11: Wireless LAN  IEEE 802.12: 100VG – AnyLAN Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 61
  62. Chuẩn mạng Ethernet (802.3) Bức phác họa Ethernet của Bob Metcalfe, người sáng lập ra Ethernet (Xerox PARC - 1972) Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 62
  63. Chuẩn mạng Ethernet (802.3)  Preamble: dài 7 bytes với mẫu 10101010 theo sau bởi 1 byte với mẫu 10101011, được sử dụng để đồng bộ hóa tốc độ đồng hồ giữa bên gởi và bên nhận.  Source and dest. addresses: Địa chỉ nguồn và đích, gồm 6 bytes. Khung được nhận bởi tất cả các trạm trong LAN. Khung bị xóa nếu dest. address không trùng với địa chỉ MAC của bất kỳ trạm nào hoặc không phải thuộc dạng multicast. 8:0:2b:e4:b1:2 00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010  Type: chỉ ra giao thức được sử dụng ở tầng cao hơn, thường là IP, nhưng các giao thức khác vẫn được hỗ trợ - ví dụ: Novell IPX và AppleTalk.  CRC: Phần kiểm tra lỗi. Lỗi được kiểm tra tại trạm đích. Nếu khung có lỗi, nó sẽ bị xóa. Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 63
  64. Chuẩn mạng Ethernet (802.3) Sử dụng phương pháp mã hóa đường truyền Manchester Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 64
  65. Chuẩn mạng Ethernet (802.3)  MAC Protocol: CSMA/CD+Exponential backoff  Nhận một gói tin từ tầng cao hơn; • K := 0; n :=0; // K: thời gian chờ đợi ngẫu nhiên; n: số vụ đụng độ đã gặp phải • repeat: • chờ trong khoảng thời gian K*512 bit-time; • while (đường truyền bận) wait; • chờ tiếp 96 bit-time sau khi nhận thấy không có tín hiệu trên đường truyền; • truyền khung và chú ý phát hiện đụng độ; • if (có đụng độ) • { ngừng truyền và phát tiếp một dãy nhồi 48-bit; • n ++; • m:= min(n, 10); • chọn K ngẫu nhiên từ tập hợp {0, 1, 2, , 2m-1}. • if (n < 16) goto repeat; • else bỏ việc truyền; • } Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 65
  66. Chuẩn mạng Ethernet (802.3) 10 Base-2 10 Base-T 100 Base-T Đại Học Cần Thơ - Khoa CNTT&TT 66