Bài giảng Truyền số liệu - Chương 12: Mạng cục bộ (LAN: Local area networks) - Nguyễn Việt Hùng

hời gian; mỗi trạm được phép mỗi lần gởi hai 
đơn vị dữ liệu đồng bộ; và mỗi trạm có nhiều dữ liệu không đồng bộ cần gởi đi (chờ ở bộ 
đệm). 
 Trong vòng 0, token đi từ trạm này sang trạm khác; mỗi trạm thiết lập TRT là 0; Không 
có dữ liệu được truyền trong vòng này. 
 Trong vòng 1, trạm 1 nhận token tại thời gian 4 (tại vòng 1, TRT đã là 0; cần 4 dơn vị 
thời gian để token có thể trở về lại). THT được set ở 26 (THT = TTRT-TRT = 30 –4). TRT 
được reset về 0. Bây giờ, trạm 1 gởi 2 đơn vị dữ liệu tương đương của dữ liệu đồng bộ. THT 
giảm xuống còn 24 (26 – 2), nên trạm 1 có thể gởi 24 đơn vị dữ liệu tương đương của dữ liệu 
không đồng bộ. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 207 
 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 Trong cùng một vòng, trạm 2 thực hiện cùng thủ tục như trên. Thời gian mà token đến 
 bây giờ là 31 vì token đến trạm 1 ở thời gian 4, cần 26 đơn vị thời gian (2 cho dữliệu đồng bộ 
 và 24 cho dữ liệu không đồng bộ), và cần có 1 đơn vị thời gian để đi vòng giữa các trạm 
 (4+26+1=31). 
 Chú ý là thời gian cho phép không đồng bộ hầu như bằng thời gian phân bố giữa các 
 trạm. Trong vòng 1, trạm 1 có cơ hội gởi 24 đơn vị thời gian tương đương của dữ liệu không 
 đồng bộ, nhưng các trạm khác thì không có được cơ hội này. Tuy nhiên, tại vòng 2, 3 và 4, thì 
 trạm 1 không còn đặc quyền này nữa, và các trạm khác (mỗi vòng một trạm) có cơ hội để gởi. 
 Trong vòng 2, trạm 2 gởi 16; trong vòng 3, trạm 3 gởi 16; và trong vòng 4, trạm 5 gởi 16. 
Round Station 1 Station 2 Station 3 Station 4 
 0 Arriving Time : 0 Arriving Time : 1 Arriving Time : 2 Arriving Time : 3 
 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 
 1 Arriving Time : 4 Arriving Time : 31 Arriving Time : 34 Arriving Time : 37 
 TRT is now 4 TRT is now 30 TRT is now 32 TRT is now 34 
 THT = 30 – 4 = 26 THT = 30 – 30 = 0 THT = 30 – 32 = − 2 THT = 30 – 34 = − 4 
 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 
 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 
 THT is now 24 THT is now – 2 THT is now – 4 THT is now – 6 
 Asyn Data : 24 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 
 2 Arriving Time : 40 Arriving Time : 43 Arriving Time : 62 Arriving Time : 65 
 TRT is now 36 TRT is now 12 TRT is now 28 TRT is now 28 
 THT = 30 – 36 = −6 THT = 30 – 12 = THT = 30 – 28 = 2 THT = 30 – 28 = 2 
 18 
 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 
 TRT = 0 
 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 
 Syn Data : 2 
 THT is now − 8 THT is now 0 THT is now 0 
 THT is now 16 
 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 
 Asyn Data : 16 
 3 Arriving Time : 68 Arriving Time : 71 Arriving Time : 74 Arriving Time : 93 
 TRT is now 28 TRT is now 28 TRT is now 12 TRT is now 28 
 THT = 30 – 28 = 2 THT = 30 – 28 = 2 THT = 30 – 12 = 18 THT = 30 – 28 = 2 
 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 
 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 
 THT is now 0 THT is now 0 THT is now 16 THT is now 0 
 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 Asyn Data : 16 Asyn Data : 0 
 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 208 
 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
4 Arriving Time : 96 Arriving Time : 99 Arriving Time : 102 Arriving Time : 105 
 TRT is now 28 TRT is now 28 TRT is now 28 TRT is now 12 
 THT = 30 – 28 = 2 THT = 30 – 28 = 2 THT = 30 – 28 = 2 THT = 30 – 12 = 18 
 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 TRT = 0 
 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 Syn Data : 2 
 THT is now 0 THT is now 0 THT is now 0 THT is now 16 
 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 Asyn Data : 0 Asyn Data : 16 
 Hình 12.28 
 Định địa chỉ (Addressing) 
 FDDI dùng 6 byte địa chỉ, được in vào card N IC tương tự như trường hợp địa chỉ trên 
 Ethernet. 
 Các đặc tính về điện 
 - Signaling (Lớp vật lý) 
 FDDI dùng phương pháp mã hóa đặc biệt gọi 4B/5B. Trong hệ này thì mỗi đoạn 4 bit 
 được thay bằng mã 5 bit trước khi mã hóa N RZ-I. 
 Hình 12.29 
 Lý do cần phải mã hóa đặc biệt này là cho dù N RZ-I đã cung cấp đủ khả năng đồng bộ 
 trong các trường hợp thông thường, máy phát và máy thu có thể bị mất đồng bộ khi chuỗi bit 
 là chuỗi bit 0 quá dài. Mã hóa 4B/5B chuyển các đoạn 4 bit thành các đơn vị 5 bit chứa không 
 quá 2 bit không trong mỗi đơn vị. 16 tổ hợp 4 bit được đặt tên theo các mẫu 5 bit nhằm biểu 
 diễn chúng. Các mẫu 5 bit này đã được chọn lựa kỹ để không có khả năng xuất hiện quá 3 bit 
 0 trong mẫu. 
 Mã hóa 4B/5B 
 Data Encoded Sequence Data Sequence Encoded Sequence 
 Sequence 
 0000 11110 1000 10010 
 0001 01001 1001 10011 
 0010 10100 1010 10110 
 0011 10101 1011 10111 
 0100 01010 1100 11010 
 0101 01011 1101 11011 
 0110 01110 1110 11100 
 0111 01111 1111 11101 
 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 209 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 4B/5B control symbols: Các mẫu 5 bit không được dùng để biểu diễn các đoạn 4 bit là: 
trường SD chứa các mã J và K, và trường ED chứa ký tự TT. Để bảo đảm là các mã điều 
khiển nầy không gây tổn hại đến tính đồng bộ của transparency, nhà thiết kế đặc trưng các 
mẫu bit trong thể xuất hiện trong trường dữ liệu, N goài ra, thứ bậc của chúng cũng đưởng 
điều khiển nhằm giới hạn số mẫu bit tuần tự có thể xuất hiện. Ký tự K luôn được ký tự J tiếp 
theo, còn ký tự H thì không bao giờ có ký tự R đi theo. 
 Control Symbol Encoded Sequence 
 Q (Quiet) 00000 
 I (Idle) 11111 
 H (Halt) 00100 
 J (Used in start delimiter) 11000 
 K (Used in start delimiter) 10001 
 T (Used in end delimiter) 01101 
 S (Set) 11001 
 R (Reset) 00111 
- Tốc độ dữ liệu: lên đến 100 Mbps 
- Format các frame 
 ChuNn FDDI chia chưc năng truyền dẫn thành 4 giao thức: physical medium 
dependence (PMD), physical (PHY), media access control (MAC) và logical link control 
(LLC) tương thích với các lớp vật lý và kết nối dữ liệu của mô hình OSI. N goài ra, trong 
chuNn này còn có giao thức thứ 5 (dùng để quản lý trạm) 
- Logical Link Control: 
 Lớp LLC thì tương tự như trong giao thức IEEE 802.2 
 Hình 12.30 
- Media Access Control: 
 Lớp MAC của FDDI thì hầu như tương tự như đã định nghĩa trong Token Ring. Hơn 
nữa, dù có các chức năng tương tự, thì lớp MAC của FDDI tự thân đã đủ khác để bảo đảm 
tính độc lập trong mỗi trường. 
 Mỗi frame được dẫn trước bằng 16 ký tự rỗi, tổng cộng là 64 bit, để khởi tạo đồng bộ 
cho xung đồng hồ máy thu. 
- Các trường frame: có 8 trường frame trong trường FDDI 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 210 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 ƒ SD: (Start delimiter). Byte thứ nhất của trường là frame của starting flag. Tương tự 
 như trong Token Ring, các bit được thay bằng các mã điều khiển trong lớp vật lý (vi 
 phạm: violations) J và K (chuỗi 5 bit được dùng để biểu diễn J và K ). 
 ƒ FC: (Frame control). Byte thứ hai của frame nhận dạng loại frame. 
 ƒ Địa chỉ: Hai trường tiếp theo là địa chỉ đích và địa chỉ nguồn. Mỗi địa chỉ 3dài từ hai 
 đến sáu byte. 
 ƒ Dữ liệu: Mỗi frame dữ liệu có thể mang đến 4.500 byte dữ liệu 
 ƒ CRC: FDDI dùng CRC chuNn IEEE gồm 4 bit 
 ƒ ED: (End delimiter). Trường gồm nữa byte nằm trong frame dữ liệu hay một byte kkhi 
 nằm trong frame token. Giá trị này thay đổi trong lớp vật lý dùng một ký hiệu vi phạm 
 T trong frame data/command hay hai ký hiệu T trong frame token. 
 ƒ FS: (Frame status). Trường FS trong FDDI thì tương tự như trong Token Ring, chỉ 
 nằm trong frame data/command và dài 1,5 byte 
Thiết lập: Lớp Physical Medium Dependent PMD 
 PMD định nghĩa các kết nối cần thiết và các thiết bị điện tử. Đặc tính của lớp này phụ 
thuộc vào môi trường truyền là cáp quang hay dây đồng 
- Dual Ring (vòng đối ngẫu) 
 Trong hầu hết trường hợp thì dữ liệu truyền được nối với mạng chính, mạng phụ chỉ 
cung cấp khi mạng bị hỏng hóc 
 Primary ring
 Node Node
 Node Node
 Node Node
 Secondary ring 
 Hình 12.31 
 Khi có hỏng hóc, thì mạng phụ mới tác động để truyền dữ liệu và duy trì dịch vụ. 
 Hình 12.32 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 211 
 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 - Node: FDDI định nghĩa 3 dạng nút: dual attachment station (DAS), single attachment 
 station (SAS), và dual attachment concentrator (DAC) 
 DAS: (Dual attachment station) có hai MIC (gọi là MIC A và MIC B) và được kế nối vòng. 
 Điều này đòi hỏi phải có một N IC đắc tiền có hai ngõ vào và hai ngõ ra. Cả hai được 
 mắc thành vòng cho phép cải thiện độ tin cậy và truyền dẫn, tuy nhiên điều mày chỉ thực 
 hiện được khi trạm ở chế độ on. Các lỗi được thoát khi trạm thực hiện thực hiện kết nối 
 ngắn mạch từ sơ cấp đến thứ cấp bằng cách chuyển tín hiệu từ một ngõ vào đến ngõ ra 
 khác. Tuy nhiên, các trạm DAS chỉ có thể tạo được các chuyển mạch này khi ở chế độ 
 on 
 SAS: (single attachment station) hầu hết các trạm, server và máy vi tính được nối với vòng 
 ở chế độ đơn. Trong SAS chỉ có một MIC (gọi là MIC S) và như thế chỉ có thể nối với 
 một vòng. Tính bền vững được thực hiện nhờ nối SAS với nút trung gian, được gọi là 
 dual attachment concentrators (DAC), thay vì nối trực tiếp vào mạng FDDI. Cấu hình 
 này cho phép mỗi trạm được vận hành từ một N IC đơn giản chỉ dùng một ngõ vào và 
 một ngõ ra. DAC cung cấp kết nối cho dual ring. Các trạm hỏng có thể được tắt (off) và 
 bypassing để cho mạng hoạt động tốt. 
 DAC: (Dual attachment concentrator) nối một SAS với dual ring. DAC cung cấp wrapping 
 (chuyển lưu thông từ một vòng sang vòng khác nhằm ngắn mạch trạm hỏng hóc). Dùng 
 một MIC M để nối với SAS. 
 Hình 12.33 
 SO SÁNH 
 Ethernet tốt khi truyền với tải mức độ nhưng không tốt khi tăng tải do xuất hiện xung 
 đột và yêu cầu truyền lại. Token Ring và FDDI hoạt động tốt với môi dạng tải mức thấp hay 
 mức cao 
 Network Access Method Signaling Data Rate Error Control 
Ethernet CSMA/CD Manchester 1.10 Mbps N o 
Fast Ethernet CSMA/CD Several 100 Mbps N o 
Gigabit Ethernet CSMA/CD Several 1 Gbps N o 
Token Ring Token passing Differential Manchester 4, 16 Mbps Yes 
FDDI Token passing 4B/5B, N RZ-I 100 Mbps Yes 
 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 212 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 TỪ KHÓA 
 ‰ 1 Base5 
 ‰ 10 Base-T 
 ‰ 10 Base2 
 ‰ 10 Base5 
 ‰ 100Base-FX 
 ‰ 100Base-T 
 ‰ 100Base-T4 
 ‰ 100Base-TX 
 ‰ abort 
 ‰ access control field (AC) 
 ‰ attachment unit interface (AUI) 
 ‰ baseband 
 ‰ broadband 
 ‰ Carrier sense multiple access (CSMA) 
 ‰ Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) 
 ‰ Cheapernet, cheapnet 
 ‰ Collision 
 ‰ Contention 
 ‰ Destination address (DA) 
 ‰ Dual attachment concentrator (DAC) 
 ‰ Dual attachment station (DAS) 
 ‰ Ethernet 
 ‰ Fast Ethernet 
 ‰ Gigabit Ethernet 
 ‰ Fiber distributed data interface (FDDI) 
 ‰ IEEE 802.1 
 ‰ IEEE 802.2 
 ‰ IEEE 802.3 
 ‰ IEEE 802.4 
 ‰ IEEE 802.5 
 ‰ IEEE Project 802 
 ‰ Internetworking 
 ‰ Local area network (LAN ) 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 213 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 ‰ Logical link control (LLC) 
 ‰ Media interface connector (MIC) 
 ‰ Medium access control (MAC) 
 ‰ Medium attachment unit (MAU) 
 ‰ Monitor station 
 ‰ Multiple access (MA) 
 ‰ Multistation access unit (MAU) 
 ‰ N etwork interface card (N IC) 
 ‰ Preamble 
 ‰ Project 802 
 ‰ Protocol data unit (PDU) 
 ‰ Singgle attachment station (SAS) 
 ‰ Source address (SA) 
 ‰ Star LAN 
 ‰ Start frame delimiter (SDF) 
 ‰ Swithed Ethernet 
 ‰ Thick Ethernet 
 ‰ Thicknet 
 ‰ Thinnet 
 ‰ Token 
 ‰ Token Bus 
 ‰ Token Passing 
 ‰ Token Ring 
 ‰ Transceiver 
 ‰ Twisted pair Ethernet 
 ‰ Vampire tap 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 214 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 TÓM TẮT 
 ™ Mục đích của đề án IEEE 802 là thiết lập chuNn cho các thiết bị mạng LAN từ nhiều 
 nguồn sản xuất khác nhau. 
 ™ Đề án 802 chia lớp kết nối dữ liệu thành hai lớp con: 
 Logical link control (LLC) 
 Medium access control (MAC) 
 ™ LLC là lớp con phía trên và giống nhau trong mọi mạng LAN . Chức năng bao gồm 
 điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi. Địa chỉ luận lý, thông tin điều khiển, và dữ liệu 
 đến từ lớp trên thì được đóng vào trong gói gọi là đơn vị giao thức dữ liệu (PDU) 
 ™ Lớp con MAC điều phối các nhiệm vụ kết nối dữ liệu trong từng mạng LAN cụ thể 
 ™ Lớp con MAC là do nhà sản xuất qui định và tùy thuộc từng dạng mạng LAN 
 ™ Có ba dạng LAN được phân loại theo Project 802 là: 
 ™ Ethernet (802.3) 
 ™ Token Bus (802.4) 
 ™ Token Ring (802.5) 
 ™ CSMA/CD hoạt động như sau: Mọi trạm đều phải nghe ngóng đường dây nhằm xác 
 định là đường dây trống. N ếu trống, thì bắt đều truyền dữ liệu. N ếu xuất hiện xung 
 đột, ngừng truyền và tiếp tục lại quá trình thăm dò -gởi. 
 ™ Swithed Ethernet, Fast Ethernet, và GigaEthernet là các Ethernet được thiết lập nhằm 
 cải thiện tính năng và tốc độ truyền. 
 ™ Trong Swithched Ethernet, một chuyển mạch có thể hướng đường truyền đến địa chỉ 
 đích, không dùng hub. 
 ™ Trong Fast Ethernet, tốc độ dữ liệu được gia tăng lên 100Mbps, nhưng miền xung đột 
 thì giảm xuống còn 250 mét 
 ™ Bốn thiết lập của Fast Ethernet khác nhau trong dạng môi trường truyền, số cáp, miền 
 xung đột và phương pháp mã hóa. 
 ™ Gigabit Ethernet, với tốc độ truyền 1 Gbps, được dùng làm backbone kết nối với Fast 
 Ethernet 
 ™ Bốn thiết lập của Gigabit Ethernet khác nhau về nguồn tín hiệu, dạng môi trường và 
 miền xung đột. 
 ™ Token Bus (IEEE 802.4) được dùng trong tự động hóa xí nghiệp và điều khiển quá 
 trình, kết hợp khả năng của Ethernet và Token Ring 
 ™ Token Ring (IEEE 802.5) dùng token passing làm phương tiện tham gia truyền trong 
 mạng 
 ™ Chuyển mạch trong Token Ring được dùng trong đơn vị truy cập nhiều trạm (MAU: 
 multistation access unit) 
 N ắm giữ được một frame gọi là token cho phép trạm được gởi một frame dữ liệu 
 Trong Token Ring, một frame được di chuyển từ nút sang nút, được tái tạo tại mỗi 
 nút, cho đến khi đạt đến đích 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 215 
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ 
 ™ FDDI: (fiber distributed data interface) là giao thức mạng LAN dùng cho cáp quang, 
 với tốc độ truyền 100 Mbps 
 FDDI bao gồm vòng sơ cấp để truyền dữ liệu và vòng thứ cấp để hỗ trợ khi có hỏng 
 hóc. 
 ™ MIC (Media interface connector) là thiết bị kết nối với mạng vòng FDDI đối ngẫu với 
 nút. 
 ™ DAS (Dual attachment station) là nút có hai MIC 
 ™ SAS (Single attachment station)là nút với một MIC. SAS phải nối với vòng FDDI 
 dùng DAC (dual attachment concentrator). 
 ™ FDDI mô tả giao thức cho lớp vật lý và lớp kết nối dữ liệu 
 ™ Lớp kết nối dữ liệu FDDI bao gồm lớp con LLC (tương tự như IEEE Project 802.2) và 
 lớp con MAC (tương tự như IEEE Project 802.5). 
 ™ Tronglớp vật lý, FDDI dùng phương pháp mã hóa 4B/5B, nhằm chuyển đổi 4 bit thành 
 5 bit. 
 ™ 4B/5B nhằm bảo đảm không thể xuất hiện 3 bit 0 liên tiếp trong giao thức FDDI nhằm 
 giải quyết bài toán đồng bộ khi có nhiều số bit không trong phương pháp truyền N RZ-
 I 
 ™ Trong giao thức FDDI, sở hữu token được kiểm soát bởi 3 giá trị thời gian và hai 
 timer. 
Biên dịch: N guyễn Việt Hùng Trang 216