CHƯƠNG 5 MỘT SỐ NGHI THỨC LIÊN KẾT DỮ LIỆU

1. CHƯƠNG 5 MỘT SỐ NGHI THỨCLIÊN KẾT DỮ LIỆU anhph@cse.hcmut.edu.vn

2. Nội dung • Quản lý liên kết dữ liệu • Môi trường áp dụng • Nghi thức hướng đến ký tự • Nghi thức hướng đến bit

3. Quản lý liên kết dữ liệu • Điều khiển dòng và điều khiển lỗi • Giả sử kết nối đã được thiết lập để trao đổi thông tin • Giai đoạn thiết lập kết nối – khởi tạo các biến tuần tự, cấp phát bộ đệm, … • Giai đoạn ngắt kết nối – thu hồi bộ đệm, … • Quản lý liên kết (link management) • Khoảng cách gần • Đường điều khiển riêng biệt • Handshaking control • Khoảng cách xa • Các gói/khung đặc biệt dùng để điều khiển (supervisory packet/frame) • Supervisory frame được dùng để hiện thực nghi thức ARQ, do đó sẽ ảnh hưởng đến cách hiện thực của nó

4. Quản lý liên kết dữ liệu • Lớp liên kết dữ liệu liên quan đến việc truyền dữ liệu trên một liên kết tuần tự • Liên kết • Điểm-điểm • Liên kết vật lý hoặc luận lý thông qua mạng chuyển mạch • Chế độ truyền dẫn • Đồng bộ • Bất đồng bộ • Nghi thức • Hướng đến ký tự • Hướng đến bit • Chế độ dịch vụ người dùng • Best-try/datagram (connectionless mode) • Reliable/virtual-circuit (connection-oriented mode)

5. Môi trường ứng dụng • Point-to-point • Point-to-multipoint

6. Môi trường ứng dụng • Wide Area Network (WAN) • Local Area Network (LAN)

7. Nghi thức hướng ký tự • Nghi thức điều khiển đồng bộ nhị phân (Binary Synchronous Communication – BSC) • Đặc điểm • IBM • ISO 1745 • ANSI X3.28 • Half-duplex • Multipoint • Truyền dẫn đồng bộ hoặc bất đồng bộ • Điều khiển lỗi “Idle RQ” • Hạn chế • Không đánh số thứ tự (idle ARQ) • Chỉ truyền half-duplex • Phụ thuộc mã điều khiển (code-dependent) • Không điều khiển lỗi cho các trường điều khiển • Không có khả năng mở rộng • Tình trạng độc chiếm đường truyền của máy phát • Không hỗ trợ cơ chế “hub polling” hoặc “fast select” • Thủ tục khó sử dụng đối với văn bản

8. Nghi thức BSC • Định dạng khung BSC • Khung dữ liệu • Khung giám sát

9. Nghi thức BSC • Sơ đồ Poll-Select

10. Nghi thức BSC • Chuỗi khung trong chế độ Select

11. Nghi thức BSC • Chuỗi khung trong chế độ Poll

12. Nghi thức hướng đến bit • Nghi thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao (High-level Data Link Control – HDLC) • Đặc điểm • Hoạt động ở chế độ full-duplex • Liên kết point-to-point hoặc multipoint • Truyền dẫn đồng bộ • Điều khiển lỗi “Continuous RQ” • Dùng cho các liên kết với giá trị lớn và nhỏ của a (ví dụ vệ tinh và kết nối trực tiếp khoảng cách ngắn) • Mục tiêu • Không phụ thuộc mã điều khiển • Khả năng thích ứng • Hiệu quả cao • Độ tin cậy cao

13. Nghi thức HDLC – cấu hình liên kết • Các loại trạm làm việc • Trạm chính • Điều khiển hoạt động của liên kết • Phát ra các khung lệnh • Duy trì liên kết luận lý riêng cho các trạm phụ • Trạm phụ • Hoạt động dưới sự điều khiển của trạm chính • Phát ra các khung đáp ứng • Trạm tổ hợp • Có thể phát ra các khung lệnh và khung đáp ứng • Cấu hình liên kết • Không cân bằng • Một trạm chính và một hoặc nhiều trạm phụ • Cho phép full duplex và half duplex • Cân bằng • 2 trạm tổ hợp • Hỗ trợ full duplex và half duplex

14. Nghi thức HDLC – chế độ truyền • Normal Response Mode (NRM) • Cấu hình không cân bằng • Trạm chính khởi động việc truyền đến trạm phụ • Trạm phụ chỉ có thể truyền dữ liệu để đáp ứng lại lệnh từ trạm chính • Dùng đường truyền dạng multi-drop • Thường máy chủ sẽ là trạm chính và các terminal là trạm phụ • Asynchronous Balanced Mode (ABM) • Cấu hình cân bằng • Trạm nào cũng có thể bắt đầu truyền mà không cần sự cho phép • Được dùng rộng rãi • Không tốn chi phí cho việc polling • Asynchronous Response Mode (ARM) • Cấu hình không cân bằng • Trạm phụ có thể bắt đầu truyền mà không cần sự cho phép của trạm chính • Trạm chính chịu trách nhiệm cho đường truyền • Ít dùng

15. Nghi thức HDLC – chế độ truyền

16. Nghi thức HDLC – cấu trúc khung • Truyền dẫn đồng bộ • Truyền dẫn theo khung • Định dạng khung chung cho việc trao đổi dữ liệu và điều khiển

17. Nghi thức HDLC – cờ điều khiển • Dùng để phân cách khung cả ở 2 đầu • Có thể dùng để kết thúc khung này và bắt đầu khung khác • Bên thu quét tìm cờ để đồng bộ • Kỹ thuật chèn thêm bit (bit stuffing) được dùng để tránh lẫn lộn dữ liệu (chứa 01111110) và cờ • 0 được chèn thêm vào mỗi khi chuỗi 5 số 1 liên tiếp xuất hiện • Nếu bộ thu phát hiện 5 số 1, nó kiểm tra bit kế tiếp • Nếu bit đó là 0, nó xóa bit 0 đó • Nếu bit là 1 và bit thứ 7 là 0, nó biết đây là cờ • Nếu bit thứ 6 và 7 đều là 1, bộ phát ra lệnh hủy bỏ

18. Nghi thức HDLC – KT chèn bit • Ví dụ các lỗi có thể

19. Nghi thức HDLC – trường địa chỉ • Dùng để nhận diện trạm phụ đã gởi hoặc sẽ nhận khung • Thường dài 8 bit • Có thể mở rộng thành bội số của 7 bit • LSB của mỗi octet chỉ thị đây là octet cuối cùng (1) hay chưa (0) • Địa chỉ toàn 1 (11111111) là địa chỉ broadcast

20. Nghi thức HDLC – trường điều khiển • Khác nhau tùy thuộc vào loại khung • Thông tin – dữ liệu cần truyền đến người dùng (lớp trên) • Điều khiển dòng và điều khiển lỗi được gởi kèm (piggybacked) trong các khung thông tin • Giám sát – dùng ARQ khi piggyback không được dùng • Không số – hỗ trợ cho việc điều khiển liên kết • 1 hoặc 2 bit đầu tiên của truờng điều khiển dùng để nhận dạng loại khung • Bit Poll/Final • Dùng tùy theo ngữ cảnh • Khung lệnh • Bit P • 1 để mời gọi (poll) đáp ứng của các trạm ngang hàng • Khung đáp ứng • Bit F • 1 để chỉ thị đáp ứng đối với lệnh mời gọi

21. Nghi thức HDLC • Trường thông tin • Chỉ có trong các khung thông tin và một số khung không số • Chứa một số nguyên các octet • Chiều dài thay đổi • Trường FCS • Dùng để phát hiện lỗi • CRC 16 bit • Có thể dùng CRC 32 bit

22. Nghi thức HDLC – hoạt động • Trao đổi khung thông tin, khung giám sát và khung không số • 3 giai đoạn • Khởi tạo • Trao đổi dữ liệu • Ngắt kết nối

23. BSC vs. HDLC

24. Các nghi thức DLC khác • Link Access Procedure, Balanced (LAPB) • Một phần của chuẩn X.25 (ITU-T) • Tập con của HDLC – ABM • Dùng trong liên kết point-to-point giữa hệ thống và node mạng chuyển mạch gói • Link Access Procedure, D-Channel • Dùng trong mạng ISDN (ITU-D) • Dùng chế độ truyền ABM • Luôn dùng số thứ tự 7 bit (không dùng 3 bit) • Trường địa chỉ 16 bit chứa 2 địa chỉ phụ • Một cho thiết bị và một cho người dùng (lớp trên)

25. Các nghi thức DLC khác • Logical Link Control (LLC) • IEEE 802 • Định dạng khung khác • Điều khiển liên kết tách thành lớp MAC (medium access layer) và lớp LLC (phía trên lớp MAC) • Không có trạm chính và trạm phụ – tất cả các trạm ngang hàng • Cần 2 địa chỉ (nơi gởi và nơi nhận) • Phát hiện lỗi ở lớp MAC • CRC 32 bit • Điểm truy cập nguồn và đích (Destination and source access points – DSAP, SSAP)

26. Các nghi thức DLC khác • Frame relay • Khả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng chuyển mạch tốc độ cao • Được dùng thay thế cho X.25 • Dùng LAPF (Link Access Procedure for Frame-Mode Bearer Services) • 2 nghi thức • Điều khiển – tương tự như to HDLC • Nhân – tập con của điều khiển • Dùng chế độ truyền ABM • Số thứ tự 7 bit • CRC 16 bit • Trường địa chỉ dài 2, 3 hay 4 octet • Nhận diện kết nối dữ liệu (DLCI – Data Link Connection Identifier) • Chi tiết xem các chương sau

27. Các nghi thức DLC khác • ATM • Asynchronous Transfer Mode • Khả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng tốc độ cao • Không dựa trên HDLC • Định dạng khung gọi là “cell” • Cell có kích thước cố định 53 octet (424 bit) • Chi tiết xem các chương sau

28. Đọc thêm • W. Stallings, Data and Computer Communications (7th edition), Prentice Hall 2004, chapter 7 • Websites on HDLC, frame relay, Ethernet and ATM