Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số - Chương 5: Một số nghi thức liên kết dữ liệu - Trịnh Huy Hoàng

CHƯƠNG 5 MỘT SỐ NGHI THỨCLIÊN KẾT DỮ LIỆU Giảng viên: Trịnh Huy Hoàng Email:hoangth@hcmup.edu.vnNội dungQuản lý liên kết dữ liệuMôi trường áp dụngNghi thức hướng đến ký tựNghi thức hướng đến bitQuản lý liên kết dữ liệuĐiều khiển dòng và điều khiển lỗiGiả sử kết nối đã được thiết lập để trao đổi thông tinGiai 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 gầnĐường điều khiển riêng biệtHandshaking controlKhoảng cách xaCác 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 nóQuản lý liên kết dữ liệuLớp liên kết dữ liệu liên quan đến việc truyền dữ liệu trên một liên kết tuần tựLiên kếtĐiểm-điểmLiên kết vật lý hoặc luận lý thông qua mạng chuyển mạchChế độ truyền dẫnĐồng bộBất đồng bộNghi thứcHướng đến ký tựHướng đến bitChế độ dịch vụ người dùngBest-try/datagram (connectionless mode)Reliable/virtual-circuit (connection-oriented mode)Môi trường ứng dụngPoint-to-pointPoint-to-multipointMôi trường ứng dụngWide Area Network (WAN)Local Area Network (LAN)Nghi thức hướng ký tựNghi thức điều khiển đồng bộ nhị phân (Binary Synchronous Communication – BSC)Đặc điểmIBMISO 1745ANSI X3.28Half-duplexMultipointTruyền dẫn đồng bộ hoặc bất đồng bộĐiều khiển lỗi “Idle RQ”Hạn chếKhông đánh số thứ tự (idle ARQ)Chỉ truyền half-duplexPhụ thuộc mã điều khiển (code-dependent)Không điều khiển lỗi cho các trường điều khiểnKhông có khả năng mở rộngTình trạng độc chiếm đường truyền của máy phátKhông hỗ trợ cơ chế “hub polling” hoặc “fast select”Thủ tục khó sử dụng đối với văn bảnNghi thức BSCĐịnh dạng khung BSCKhung dữ liệuKhung giám sátNghi thức BSCSơ đồ Poll-SelectNghi thức BSCChuỗi khung trong chế độ SelectNghi thức BSCChuỗi khung trong chế độ PollNghi thức hướng đến bitNghi thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao (High-level Data Link Control – HDLC)Đặc điểmHoạt động ở chế độ full-duplexLiên kết point-to-point hoặc multipointTruyền dẫn đồng bộĐiều 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 tiêuKhông phụ thuộc mã điều khiểnKhả năng thích ứngHiệu quả caoĐộ tin cậy caoNghi thức HDLC – cấu hình liên kếtCác loại trạm làm việcTrạm chínhĐiều khiển hoạt động của liên kếtPhát ra các khung lệnhDuy trì liên kết luận lý riêng cho các trạm phụTrạm phụHoạt động dưới sự điều khiển của trạm chínhPhát ra các khung đáp ứngTrạm tổ hợpCó thể phát ra các khung lệnh và khung đáp ứngCấu hình liên kếtKhông cân bằngMột trạm chính và một hoặc nhiều trạm phụCho phép full duplex và half duplexCân bằng2 trạm tổ hợpHỗ trợ full duplex và half duplexNghi thức HDLC – chế độ truyềnNormal Response Mode (NRM)Cấu hình không cân bằngTrạm chính khởi động việc truyền đến trạm phụTrạm phụ chỉ có thể truyền dữ liệu để đáp ứng lại lệnh từ trạm chínhDùng đường truyền dạng multi-dropThường máy chủ sẽ là trạm chính và các terminal là trạm phụAsynchronous Balanced Mode (ABM)Cấu hình cân bằngTrạm nào cũng có thể bắt đầu truyền mà không cần sự cho phépĐược dùng rộng rãiKhông tốn chi phí cho việc pollingAsynchronous Response Mode (ARM)Cấu hình không cân bằngTrạm phụ có thể bắt đầu truyền mà không cần sự cho phép của trạm chínhTrạm chính chịu trách nhiệm cho đường truyềnÍt dùngNghi thức HDLC – chế độ truyềnNghi thức HDLC – cấu trúc khungTruyền dẫn đồng bộTruyền dẫn theo khungĐịnh dạng khung chung cho việc trao đổi dữ liệu và điều khiểnNghi thức HDLC – cờ điều khiểnDùng để phân cách khung cả ở 2 đầuCó thể dùng để kết thúc khung này và bắt đầu khung khácBên thu quét tìm cờ để đồng bộKỹ thuật chèn thêm bit (bit stuffing) được dùng để tránh lẫn lộn dữ liệu (chứa 01111110) và cờ0 được chèn thêm vào mỗi khi chuỗi 5 số 1 liên tiếp xuất hiệnNếu bộ thu phát hiện 5 số 1, nó kiểm tra bit kế tiếpNếu bit đó là 0, nó xóa bit 0 đóNếu bit là 1 và bit thứ 7 là 0, nó biết đây là cờNếu bit thứ 6 và 7 đều là 1, bộ phát ra lệnh hủy bỏNghi thức HDLC – KT chèn bitVí dụ các lỗi có thểNghi thức HDLC – trường địa chỉDùng để nhận diện trạm phụ đã gởi hoặc sẽ nhận khungThường dài 8 bitCó thể mở rộng thành bội số của 7 bitLSB của mỗi octet chỉ thị đây là octet cuối cùng (1) hay chưa (0)Địa chỉ toàn 1 (11111111) là địa chỉ broadcastNghi thức HDLC – trường điều khiểnKhác nhau tùy thuộc vào loại khungThông 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 tinGiám sát – dùng ARQ khi piggyback không được dùngKhông số – hỗ trợ cho việc điều khiển liên kết 1 hoặc 2 bit đầu tiên của truờng điều khiển dùng để nhận dạng loại khungBit Poll/FinalDùng tùy theo ngữ cảnhKhung lệnhBit P1 để mời gọi (poll) đáp ứng của các trạm ngang hàngKhung đáp ứngBit F1 để chỉ thị đáp ứng đối với lệnh mời gọiNghi thức HDLCTrường thông tinChỉ có trong các khung thông tin và một số khung không sốChứa một số nguyên các octetChiều dài thay đổiTrường FCSDùng để phát hiện lỗiCRC 16 bitCó thể dùng CRC 32 bitNghi thức HDLC – hoạt độngTrao đổi khung thông tin, khung giám sát và khung không số3 giai đoạnKhởi tạoTrao đổi dữ liệuNgắt kết nốiBSC vs. HDLCFeatureBSCHDLCTransmission techniqueAsync/SyncSyncTransmission modeHalf-duplexHalf/Full duplexFramingStartSYN SYNFlagStopCharacters Flag Frame formatsNumerous1 (3 types)Control informationHeader, control framesHeader (1-2 bytes)AddressingContention or pollingHeaderError detectionLRC, CRC-16, CRC-12CRC-CCITTError checkingTransmission block onlyEntire frameError controlStop-and-waitGo-back-N or selective repeatFlow controlWACKSliding windowWindow size17 or 127TransparencyDLEBit stuffingCác nghi thức DLC khácLink Access Procedure, Balanced (LAPB)Một phần của chuẩn X.25 (ITU-T)Tập con của HDLC – ABMDùng trong liên kết point-to-point giữa hệ thống và node mạng chuyển mạch góiLink Access Procedure, D-ChannelDùng trong mạng ISDN (ITU-D)Dùng chế độ truyền ABMLuôn dùng số thứ tự 7 bit (không dùng 3 bit)Trường địa chỉ 16 bit chứa 2 địa chỉ phụMột cho thiết bị và một cho người dùng (lớp trên)Các nghi thức DLC khácLogical Link Control (LLC)IEEE 802Định dạng khung khácĐiều 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 hàngCần 2 địa chỉ (nơi gởi và nơi nhận)Phát hiện lỗi ở lớp MACCRC 32 bitĐiểm truy cập nguồn và đích (Destination and source access points – DSAP, SSAP)Các nghi thức DLC khácFrame relayKhả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng chuyển mạch tốc độ caoĐược dùng thay thế cho X.25Dùng LAPF (Link Access Procedure for Frame-Mode Bearer Services)2 nghi thứcĐiều khiển – tương tự như to HDLCNhân – tập con của điều khiểnDùng chế độ truyền ABMSố thứ tự 7 bitCRC 16 bitTrường địa chỉ dài 2, 3 hay 4 octetNhận diện kết nối dữ liệu (DLCI – Data Link Connection Identifier)Chi tiết xem các chương sauCác nghi thức DLC khácATMAsynchronous Transfer ModeKhả năng truyền dòng dữ liệu qua mạng tốc độ caoKhông dựa trên HDLCĐịnh dạng khung gọi là “cell”Cell có kích thước cố định 53 octet (424 bit)Chi tiết xem các chương sauĐọc thêmW. Stallings, Data and Computer Communications (7th edition), Prentice Hall 2004, chapter 7Websites on HDLC, frame relay, Ethernet and ATM