Bài giảng Truyền số liệu - Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu (Data link protocols) - Nguyễn Việt Hùng

 trường điều khiển của chính frame dữ liệu của mình thay vì gởi các 
frame xác nhận riêng. Kết hợp dữ liệu gởi vào thông tin điều khiển theo cách này được gọi là 
piggybacking (cỏng, cởi trên lưng người khác) 
 Piggybacking (cỏng) là phương thức kết hợp dữ liệu truyền và xác nhận vào trong một 
frame đơn. 
 FCS Field 
 Hình 11.19 
 Frame Check Sequence (FCS) nằm trong trường kiểm tra lỗi của HDLC, trong đó chứa 
từ 2 đến 4 byte CRC. 
 NÓI THÊM VỀ FRAME 
 Trong ba frame của HDLC thì I-frame là đơn giản nhất, do được thiết kế để vận chuyển 
các thông tin của người dùng (user) và piggybacking xác nhận. Do đó, tầm biến động của I-
frame – các khác biệt liên quan đến dữ liệu (nội dung và CRC), nhằm để nhận dạng số frame 
hay để xác nhận các frame nhận được. 
 Trái lại, S-frame và U-frame thì chứa các trường con trong frame điều khiển. N hư đã 
thảo luận ở phần trường điều khiển, thì các trường con này chứa mã nhằm thay đổi ý nghĩa 
của frame. Thí dụ, mã của S-frame dùng cho selective-reject (SREJ) không thể được dùng 
thay cho mã của S-frame dùng cho receive ready (RR). 
 S-FRAME 
 Hình 11.20 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang183 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
 Frame giám sát được dùng để xác nhận, điều khiển lưu lượng, và kiểm tra lỗi khi việc 
piggybacking vào I-frame là không thể được hoặc không thích hợp (khi trạm không có dữ liệu 
để gởi hay khi cần gởi các tín hiệu điều khiển, hay đáp ứng thay cho các tín hiệu xác nhận). 
 S-frame không có trường thông tin, mà nằm trong các bản tin được gởi đến trạm thu. 
Các bản tin này tùy theo dạng của S-frame và context của tin truyền, dạng của mỗi S-frame 
được xác định từ một mã gồm hai bit thiết lập trong trường điều khiển, ngay trước bit P/F. Có 
4 dạng S-frame: 
 ƒ Thu, sẵn sàng thu (RR). 
 ƒ Chưa sẳn sàng thu (RN R). 
 ƒ Loại (REJ) 
 ƒ Chọn-lọc (SREJ) 
 Receive Ready 
 S-frame chứa các mã cho RR (00) có thể được dùng trong 4 trường hợp khác nhau: 
 ƒ ACK: Tín hiệu RR được trạm thu dùng gởi trả về một xác nhận khi nhận được I-
 frame khi máy thu không có dữ liệu riêng để gởi (không có I-frame để 
 piggybacking tín hiệu xác nhận). Trong trường hợp này, trường N (R) của frame 
 điều khiển chứa các số của chuỗi của frame kế cần nhận. Trong trường điều 
 khiển một byte, trường N (R) có 3 bit, cho phép xác nhận đến 8 frame. Trong chế 
 độ mở rộng, trường N (R) có 7 bit cho phép xác nhận đến 128 frame 
 ƒ Poll: Khi trạm sơ cấp truyền (hay trường hợp trạm hỗn hợp đóng vai trò sơ cấp), 
 với bit P/F được thiết lập ở chức năng poll hay bit P, RR sẽ hỏi trạm thứ cấp có 
 gì gởi không? 
 ƒ Negative response to poll: Khi gởi bằng trạm thứ cấp dùng bit P/F được thiết lập 
 ở final hay bit F, RR sẽ báo cho trạm phát biết là trạm thu không có gì để gởi. 
 N ếu trạm thứ cấp có dữ liệu cần truyền, thì sẽ đáp ứng với poll thông qua I-
 frame, chứ không dùng S-frame. 
 ƒ Positive response to poll: Khi trạm thứ cấp có khả năng thông tin truyền từ sơ 
 cấp, thì nó gởi về một frame RR trong đó bit P/F được thiết lập ở 1 (bit F) 
 Receive not ready: Frame RN R có thể được dùng theo 3 cách: 
 ƒ ACK: Tín hiệu RN R từ máy thu gởi về máy phát nhằm xác nhận về tất cả các 
 frame đã nhận, nhưng không bao gồm frame được chỉ trong trường N (R) nhưng 
 yêu cầu là không gởi thêm frame nào nữa cho đến khi có frame RR được gởi đi. 
 ƒ Select: Khi trạm sơ cấp muốn truyền dữ liệu to một trạm thứ cấp đặc thù, nó cảnh 
 báo cho thứ cấp bằng cách gởi frame RN R với bit P/F được thiết lập ở bit P. Mã 
 RN R báo cho máy thứ cấp đừng gởi dữ liệu riêng của mình nữa, do frame đã 
 được thiết lập ở chế độ select chứ không phải là poll. 
 ƒ Negative response to select. Khi trạm thứ cấp được chọn không có khả năng 
 nhận dữ liệu, thì nó gởi trả về frame RN R với bit P/F được thiết lập ở bit F. 
 Reject. Dạng thứ 3 của S-frame là reject (REJ). REJ là tín hiệu không xác nhận được 
máy thu gởi trả về trong hệ thống sửa lỗi go-back-n ARQ, với trường hợp máy thu không có 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang184 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
dữ liệu để piggybacking đáp ứng. Trong frame REJ, trường N (R) chứa số của frame bị hỏng 
để cho biết là frame này và tất cả các frame tiếp sau đều phải đươc truyền lại. 
 Selective-Reject: Frame selective-reject (SREJ) là tín hiệu không xác nhận trong hệ 
thống selective-reject ARQ. N ó được máy thu gởi về máy phát cho biết một frame nhận được 
đã bị hỏng (số nằm trong trường N (R)) và yêu cầu gởi lại frame này. 
 Hình 11.21 
 U-FRAME 
 Các frame không đánh số được dùng để trao đổi các thông tin về quản lý và điều khiển 
giữa các thiết bị đang kết nối. Khác với S-frame, U-frame có chứa trường thông tin, nhưng là 
các thông tin quản lý hệ thống chứ không phải là dữ liệu của user. Tương tự như S-frame, 
nhiều thông tin do U-frame mang được chứa trong mã đặt ở trường điều khiển. Mã của U-
frame được chia thành hai phần: một prefix gồm hai bit đặt trước bit P/F và một suffix 3 bit 
sau bit P/F. Hai phân đoạn này (5 bit) cùng được dùng để tạo ra 32 dạng U-frame. Một số tổ 
hợp được minh họa trong hình dưới đây 
 Hình 11.22 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang185 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
 Code Command Response
 00 001 SNRM
 11 011 SNRME
 11 000 SARM DM
 11 010 SARME
 11 100 SABM
 11 110 SABME
 00 000 UI UI
 00 110 UA
 00 010 DISC RD
 10 000 SIM RIM
 00 100 UP
 11 001 RSET
 10 101 XID XID
 10 001 FRMR
 Các lệnh trong U-frame được ghi trong bảng có thể chia thành 5 phạm trù chức năng 
cơ bản: thiết lập chế độ, trao đổi không đánh số, ngừng kết nối, khởi tạo, và các chức năng 
khác(hỗn hợp): 
 - Mode setting 
 Các lệnh thiết lập chế độ được trạm sơ cấp , hay do trạm hỗi hợp đóng vai trò sơ cấp gởi 
đi nhằm điều khiển quá trình trao đổi, nhằm thiết lập kiểm soát kết nối. Frame thiết lập chế 
độ của U-frame thông báo cho trạm thu biết về format của quá trình sắp truyền. Thí dụ, 
một trạm hỗn hợp muốn thiết lập một quan hệ sơ cấp -thứ cấp tạm thời với một trạm khác, thì 
nó gởi đi một U-frame chứa mã 00 001 (nhằm thiết lập đáp ứng thông thường). Trạm có địa 
chỉ nhận hiểu được là mình được chọn để nhận tin (từ sơ cấp) nên tự chỉnh định cho thích 
hợp. 
 - Unnumbered-Exchange 
 Các mã về trao đổi không đánh số được dùng để truyền hay cũng cố phần đặc thù 
về thông tin kết nối dữ liệu giữa hai thiết bị. Mã poll không đánh số (UP: unnumbered poll) 
00 100 được trạm sơ cấp (hay trạm hỗn hợp đóng vai trò sơ cấp) truyền đi trên mạng nhằm 
thiết lập trạng thái của trạm có địa chỉ trong quá trình trao đổi không đánh số này. Mã thông 
tin không đánh số (UI: unnumbered information) 00 000 được dùng để truyền đi phần đặc thù 
của thông tin như time/date dùng cho đồng bộ. Frame UI có thể được truyền đi như các lệnh 
(list các tham số cho quá trình truyền) hay đáp ứng (mô tả về khả năng của trạm có địa chỉ để 
nhận tin). Mã của xác nhận không đánh số (UA: unnumbered acknowledgment) 00 110 được 
máy thu gởi trả về nhằm trả lời cho một unnumbered poll, xác nhận cho một unnumbered 
request frame (thí dụ RD: request disconnect) hay là để chấp nhận lệnh thiết lập chế độ (xem 
lại bảng). 
 Disconnection 
 Có ba mã ngừng kết nối, một là lệnh từ trạm đóng vai trò sơ cấp hay trạm hỗn 
hợp, còn lại là hai đáp ứng từ trạm thu. Lệnh đầu tiên, disconnect (DISC, 00 010) được 
trạm thứ nhất gởi đến trạm thứ hai để thông báo ngừng kết nối. Lệnh thứ hai: do máy thứ hai 
gởi yêu cầu ngừng kết nối request disconnect (RD, 00 010) về máy thứ nhất sau khi nhận 
được DISC. Lệnh thứ ba chế độ ngừng kết nối (DM: disconnect mode 11 000) được máy có 
địa chỉ nhận gởi đến máy phát như một negative response cho lệnh thiết lập chế độ (xem 
bảng). 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang186 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
 Initialization Mode 
 Mã 10 000, được dùng làm lệnh (do trạm thứ nhất gởi đến trạm thứ hai) nhằm thiết lập 
chế độ khởi tạo (SIM: set initialization mode) nhằm chuNn bị cho trạm thu chuNn bị khởi tạo 
các chức năng điều khiển kết nối dữ liệu. Lệnh SIM và tiếp theo là trường UI chứa các 
chương trình hay các tham số được thiết lập. Cùng mã này 10 000, được dùng làm đáp ứng 
(do máy thứ hai gởi về máy thứ nhất) , cho biết chế độ yêu cầu khởi tạo (RIM: request 
initialization mode) và cũng cố lệnh SIM do trạm thứ nhất gởi đến. Lệnh này được dùng để 
đáp ứng lệnh thiết lập chế độ khi trạm thứ hai không thể hoạt động được theo lệnh without 
first receiving a SIM (xem bảng). 
 Miscellaneous 
 Trong ba lệnh trên thì hai lệnh đầu: reset (RSET, 11 001) và trao đổi ID (XID, 11 101) 
là lệnh được gởi từ máy phát đến máy thu theo địa chỉ. Lệnh thứ ba, frame reject (FRMR, 10 
001) là đáp ứng từ trạm nhận gởi về trạm phát: 
 RSET: cho trạm thứ hai biết là trạm thứ nhất đã reset send sequence numbering và 
thông báo cho trạm thứ hai để làm các bước tương tự. Lệnh này thường được gởi đi khi nhận 
được FRMR. 
 XID: yêu cầu trao đổi dữ liệu nhận dạng từ máy thứ hai (Địa chỉ của bạn là gì?) 
 FRMR: báo cho hệ thống thứ nhất là U-frame do trạm thứ hai nhận được có syntax bị 
sai (điều này không giống như frame HDLC). Thí dụ, tín hiệu này được gởi về khi một frame 
được nhận dạng là S-frame nhưng lại có chứa trường thông tin. 
 CÁC THÍ DỤ: Sau đây là một số thí dụ về phương pháp thông tin dùng HDLC. 
 Thí dụ 1: Poll/Response 
 Trong hình bên dưới thì tiết bị sơ cấp (mainframe) trong hệ nhiều điểm gởi poll đến 
thiết bị thứ cấp (A) bằng S-frame chứa mã của poll. Đầu tiên là trường flag, tiếp đến là địa chỉ 
của thứ cấp cần được poll, trường hợp này là A. Trường thứ ba, điều khiển chứa mã nhận 
dạng frame là S-frame, theo sau là các mã RR (receive ready), trạng thái máy phát, bit P/F 
được thiết lập ở poll, và trường N (R) = 0 . Sau khi trường điều khiển là FCS error detection 
code và trường ending flag. 
 Trạm A có dữ liệu cần gởi, nên trả lời bằng một I-frame đánh số 0 và 1. Frame thứ hai 
có bit P/F thiết lập về final cho biết chấm dứt dữ liệu. Trạm sơ cấp xác nhận về cả hai frame 
cùng một lúc dùng S-frame chứa số 2 trong trường N (R) cho trạm A biết là frame 0 và 1 đã 
được nhận và nếu A còn gởi thêm frame nào, thì trạm sơ cấp mong nhận được fram số 2 kế 
tiếp 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang187 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
 Hình 11.23 
 Thí dụ 2: Select/Response 
 Hình 11.24 
 Thí dụ này cũng dùng cấu hình nhiều điểm cho thấy cách sơ cấp chọn lựa trạm thứ cấp, 
trạm B để nhận tín hiệu truyền. 
 Đầu tiên, sơ cấp gởi S-frame đến trạm địa chỉ B có chứa mã select. Frame select này 
tương tự như frame poll, nhưng trạng thái RR trong trường điều khiển đã được thay bằng 
RN R, cho thứ cấp biết để sẳn sàng nhưng chưa gởi. Trạm B trả lời dùng một S-frame khác, 
định địa chỉ từ B, chứa mã RR cùng với bit final, cho biết là máy đã sẳn sàng nhận và đây là 
frame cuối. 
 Sơ cấp gởi I-frame có chứa dữ liệu. Frame này được gởi cho địa chỉ B, trường N (S) 
nhận dạng là frame số 0, bit P chưa được htiết lập cho thấy frame không phải là poll, và 
trường N (R) cho thấy là nếu I-frame bị trả về, thì cũng mong được đánh số là 0. Trạm B trả 
lời dùng frame RR với hai mục tiêu: bit final được thiết lập cho sơ cấp biết là B không có gì 
để gởi và N (R)=1 cho thấy là B mong nhận được frame 1. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang188 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
 Thí dụ 3: Peer Devices 
 Hình 11.25 
 Thí dụ nhằm minh họa quá trình truyền dẫn trao đổi trong chế độ cân bằng không đồng 
bộ (ABM) dùng phương pháp xác nhận piggybacking. Hai trạm là đồng quyền và kết nối 
điểm-điểm. 
 Trạm A gởi U-frame chứa mã của SABM để thiết lập kết nối ở chế độ cân bằng không 
đồng bộ. Bit P được thiết lập cho biết trạm A muốn điều khiển kết nối và được phát đầu tiên. 
Trạm B đồng ý yêu cầu bằng cách gởi về U-frame chứa mã UA, thiết lập bit F. Chấp nhận 
truyền ở chế độ cân bằng không đối xứng, cả hai trạm đều đang ở chế độ trạm hỗn hợp, thay 
vì sơ cấp-thứ cấp, nên bit P/F không còn giá trị và được bỏ qua trong frame kế tiếp. 
 Trạm A bắt đầu trao đổi thông tin với I-frame đánh số 0 tiếp theo là I-frame đánh số 1. 
Tram B gởi xác nhận piggybacking của cả hai frame này vào trong I-frame của mình. I-frame 
đầu tiên của B cũng được đánh số 0 (trường N (S)) và chứa 2 trong trường N (R), xác nhận đã 
nhận frame số 1 và số 0 của A và cho biết mong muốn nhận được frame 2. Trạm B gởi tiếp 
fram thứ hai và ba (đánh số 1 và 2) trước khi chấp nhận thêm các frame đến từ A. Các thông 
tin N (R), như thế thì chưa thay đổi. Các fram 1 và 2 của B cho biết là trạm B còn mong nhận 
được frame 2 từ A. 
 Trạm A đã gởi hết dữ liệu. N hư thế, không có thể piggybacking xác nhậan vào trong I-
frame nên phải gởi S-frame thay vào. Mã RR cho thấy là A vẫn còn sẳn sàng nhận. Số 3 trong 
trường N (R) cho B biết là các frame 0, 1, và 2 đã được chấp nhận và hiện đang chờ số 3. 
 Thí dụ 4: Peer Communication with Error 
 Trong thí dụ vùa qua, hãy giả sử là frame 1 gởi từ B đến A là có lỗi. Trạm A, cần báo 
cho B để gởi lại frame 1 và 2 (hệ thống dùng giao thức go-back-n). Trạm A gởi một frame 
reject supervisory nhằm thông báo lỗi ở frame 1. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang189 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 11: Giao thức kết nối dữ liệu 
 Station A Station B
 ` `
 Data
 F F
 I-Frame F
 l l
 A Data C
 a a
 0 2 S
 g g
 Data
 F F
 I-Frame F
 l l
 A Data C
 Error a a
 1 2 S
 g g
 Data
 F F
 I-Frame F
 l l
 A Data C
 a a
 2 2 S
 g g
 Reject
 F F
 F S-Frame
 l l
 C B
 a a
 S 1 REJ
 g g
 Data
 F F
 I-Frame F
 l l
 A Data C
 a a
 1 2 S
 g g
 Data
 F F
 I-Frame F
 l l
 A Data C
 a a
 2 2 S
 g g
 Acknowledgement
 F F
 F S-Frame
 l l
 C B
 a a
 S 3 RR
 g g 
 Hình 11.26 
11.2 THỦ TỤC TRUY CẬP KẾT NỐI MẠNG 
 N hiều giao thức dựa trên phạm trù link access procedure (LAP) đã được phát triển. 
Các giao thức đặc thù này là các tập con của HDLC trong các ứng dụng cụ thể, trong đó 
LAPB, LAPD và LAPM là thông dụng nhất. 
 LAPB 
 Link access Procedure, Balanced (LAPB), đơn giản là tập con của HDLC và chỉ được 
dùng để kết nối một trạm với mạng. ChuNn này chỉ cung cấp những chức năng cơ bản cần 
thiết để thông tin giữa DTE và DCE (tức là không có các ký tự poll và select) 
 LAPB chỉ được dùng trong các cấu hình đối xứng giữa hai thiết bị. Thông tin thường ở 
chế độ không đối xứng cân bằng. LAPB hiện được dùng trong ISDN , kênh B 
 LAPD 
 Link access procedure for D channel (LAPD) là một tập con đơn giản của HDLC 
dùng trong ISDN và dùng với chế độ không đồng bộ cân bằng (ABM) 
 LAPM 
 Link access procedure for modems (LAPM) là tập con đơn giản của HDLC dùng cho 
modem. Được thiết kế cho chuyển đổi không đồng bộ-đồng bộ, phát hiện lỗi, và chuyển lại. 
Được phát triển cho các ứng dụng của HDLC trên modem 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang190