Giáo trình Mạng máy tính - Chương 2: Mạng cục bộ (Local Area Network-LAN) - Nguyễn Hữu Thanh

Nội dung text: Giáo trình Mạng máy tính - Chương 2: Mạng cục bộ (Local Area Network-LAN) - Nguyễn Hữu Thanh

1. Chương 2. Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN) PGS. TS. Nguyễn Hữu Thanh Bộ môn Kỹ thuật thông tin Viện Điện tử - Viễn thông ĐHBK Hà Nội Email: thanhnh@mail.hut.edu.vn Nội dung Giới thiệu chung Kỹ thuật hỏi vòng (polling) Kỹ thuật dành sẵn kênh truyền với phương pháp điều khiển truy nhập phân tán (channel reservation with distributed control) Truy nhập ngẫu nhiên (random access) 1
2. Medium Access Control (MAC) Giới thiệu Internetwork Hỏi vòng Logical Link Truy nhập LLC (IEEE 802.2) NetworkAccess phân tán Control Truy nhập Medium 802.11IEEE 802.15IEEE 802.16IEEE 802.20IEEE IEEE 802.3IEEE 802.4IEEE 802.5IEEE 802.6IEEE ngẫu nhiên 3GPP Access 3GPP 3G, Control LTE HSPA Bài tập PHY CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 3 Nhiệm vụ của lớp MAC  Một trong những vấn đề cơ bản mà các Giới thiệu mạng băng rộng tập trung vào là lớp MAC (Medium Access Control) - Lớp điều khiển Hỏi vòng truy nhập Truy nhập  Nhiệm vụ phân tán Quy định việc đánh địa chỉ MAC cho các thiết Truy nhập bị mạng ngẫu nhiên Đưa ra cơ chế chia sẻ môi trường vật lý kết nối Bài tập nhiều máy tính Phỏng tạo kênh truyền song công (duplex channel), đa điểm (multipoint) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 4 2
3. Nhiệm vụ của lớp MAC (tiếp )  Một số vấn đề cơ bản Giới thiệu tại lơp MAC: Hiệu suất: Chia sẻ tài Hỏi vòng nguyên kênh truyền với hiệu suất cao nhất với một kênh truyền Truy nhập phân tán với dung lượng C, phải Medium truyền với thông lượng Truy nhập T C ngẫu nhiên Tính công bằng: Chia sẻ tài nguyên (băng Bài tập thông, tài nguyên vô tuyến ) một cách công bằng giữa các thiết bị truy cập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 5 Các phương pháp điều khiển truy nhập Giới thiệu 2 phương pháp chia sẻ tài nguyên kênh truyền: Hỏi vòng Ghép kênh (multiplexing) Truy nhập Đa truy nhập (multiple access) phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 6 3
4. Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp )  Ghép kênh: Giới thiệu Tần số W Thời gian Mã Hỏi vòng 1 2 n  Ưu điểm: không xảy f Truy nhập ra tranh chấp tài phân tán nguyên tf  Nhược điểm: Truy nhập 1 2 n ngẫu nhiên Phải thiết lập kênh t truyền trước khi gửi dữ liệu không thích hợp ts Bài tập cho truyền số liệu Hiệu suất kênh truyền thấp CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 7 Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp )  Ghép kênh (tiếp ): End-user Network device Giới thiệu Ghép kênh phù hợp cho phương pháp Hỏi vòng hướng liên kết (connection-oriented) Thiết lập kết nối Truy nhập  Hướng liên kết: quá phân tán trình trao đổi thông Dữ liệu tin có 3 giai đoạn: Truy nhập ngẫu nhiên Thiết lập kết nối Hủy bỏ kết nối (connection setup) Bài tập Trao đổi dữ liệu Hủy bỏ kết nối (connection tear- t t down) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 8 4
5. Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp )  Đa truy nhập: Giới thiệu Người sử dụng sử dụng W chung một băng tần Hỏi vòng Nhiều người sử dụng f có thể truy nhập kênh truyền tại cũng một Truy nhập u1 u2 phân tán thời điểm  Ưu điểm: Truy nhập ngẫu nhiên Không phải thiết lập tf kênh truyền trước khi gửi dữ liệu Bài tập t  Nhược điểm: Tranh chấp tài nguyên u1 u2 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 9 Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp )  Đa truy nhập (tiếp ): Giới thiệu Đa truy nhập phù hợp cho cơ chế truyền không liên kết (connectionless) Hỏi vòng  Không liên kết: thiết bị mạng khi có nhu Truy nhập cầu có thể gửi trực tiếp dữ liệu lên mạng phân tán (không cần phải thiết lập và hủy bỏ kết Truy nhập nối) ngẫu nhiên  Khái niệm xung đột (collision): Xung đột Bài tập xảy ra khi 2 hay nhiều thiết bị mạng cùng truy nhập kênh truyền tại cùng một thời điểm CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 10 5
6. Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp ) Giới thiệu Chú ý: Ghép kênh luôn sử dụng cho cơ chế Hỏi vòng hướng liên kết Truy nhập Tuy nhiên, hướng liên kết có thể áp phân tán dụng cả ghép kênh lẫn đa truy nhập Truy nhập ngẫu nhiên Phương pháp không liên kết chỉ sử dụng đa truy nhập, không sử dụng ghép Bài tập kênh CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 11 Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp ) MAC Giới thiệu Không liên kết Hướng liên kết (connectionless) (connection-oriented) Hỏi vòng Roll Call Hỏi vòng Tập trung ATM WiMAX Truy nhập (Polling) Hub phân tán Dành sẵn kênh truyền với Truy nhập phương pháp điều khiển truy Token Ring ngẫu nhiên nhập phân tán (channel reservation with Phân tán Token Bus Bài tập distributed control) Truy nhập ngẫu nhiên Ethernet (random access) WiFi CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 12 6
7. Cấu hình kênh truyền trong mạng băng rộng Giới thiệu  Hữu tuyến: Bus Hỏi vòng Ring Star Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 13 Cấu hình kênh truyền trong mạng băng rộng (tiếp )  Vô tuyến Giới thiệu  Cấu hình kênh truyền ảnh hưởng đến phương pháp truy nhập kênh: Môi trường quảng bá (broadcasting Hỏi vòng domain): bus, ring, kênh vô tuyến, (star) – dữ liệu gửi đi được nhận bởi Truy nhập tất cả các nút phân tán Môi trường không quảng bá: star Kênh vô tuyến  Cấu hình kênh trong các mạng thực Truy nhập ngẫu nhiên tế: LAN, MAN: bus, star, ring (thông thường là quảng bá) Bài tập MAN, WAN: star CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 14 7
8. Kỹ thuật hỏi vòng  Kỹ thuật hỏi vòng (polling): Giới thiệu Roll Call Polling Hub Polling Hỏi vòng  Mạng hỏi vòng tuy không còn được sử dụng rộng rãi nhưng nó là cơ sở để đánh giá hiệu năng một Truy nhập phân tán số mạng thông dụng khác Truy nhập ngẫu nhiên C Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 15 Nguyên lý chung Giới thiệu Nguyên lý chung: Việc điều khiển truy nhập kênh thông Hỏi vòng qua một trạm trung tâm Trung tâm C gửi lần lượt lệnh “poll Truy nhập phân tán command” cho từng trạm con. Trạm nào nhận được “poll command” sẽ được Truy nhập ngẫu nhiên phép truyền dữ liệu Việc trao đổi dữ liệu phải được thực Bài tập hiện thông qua trung tâm C (trạm A trung tâm trạm B) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 16 8
9. Roll Call Polling C i i+1 poll i t Giới thiệu p  Ts: Thời gian phục vụ gói data packets .  Nm: Số gói trong bộ Hỏi vòng . NmxTs đệm đầu ra tại thời . điểm phục vụ Truy nhập  w: Thời gian đợi từ phân tán Tc go-ahead khi trạm i được . w phục vụ xong cho poll Truy nhập . i+1 đến khi trạm (i+1) ngẫu nhiên . được phục vụ .  Tc: Chu kỳ gửi lệnh -ahead Bài tập . go poll hết một vòng poll i  tp: trễ lan truyền tín hiệu trên kênh t t t truyền CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 17 Hub Polling C i i+1 poll i Giới thiệu data packets . Hỏi vòng . NmxTs . go Truy nhập i+1) -ahead( phân tán i+1) go-ahead( Truy nhập data packets . ngẫu nhiên . . go- Bài tập +2) ahead( i i+2) go-ahead( t t t CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 18 9
10. Phương pháp điều khiển truy nhập phân tán Giới thiệu Không có trạm trung tâm điều phối việc truy nhập kênh Hỏi vòng Các trạm trên mạng cùng tham gia Truy nhập vào quá trình điều khiển truy nhập phân tán Truy nhập Điển hình của phương pháp điều ngẫu nhiên khiển phân tán là các mạng: Bài tập Token Ring Token Bus CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 19 Token Ring Giới thiệu  Được phát triển bởi IBM vào năm Hỏi vòng 1985  Token Ring về sau Truy nhập phân tán được chuẩn hóa Truy nhập bởi IEEE theo ngẫu nhiên IEEE 802.5 Bài tập  Cấu hình kênh: hình vòng (Ring) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 20 10
11. Token Ring – Nguyên lý  Các gói tin được truyền theo một chiều nhất định Giới thiệu trên kênh truyền  Khi nhận được header của gói tin, một trạm kiểm Hỏi vòng tra địa chỉ MAC đích, nếu gói tin không gửi cho nó thì trạm sẽ tự động gửi gói đến trạm tiếp theo mà không cần đợi đến khi nhận được toàn bộ gói tin Truy nhập phân tán đó  Nhược điểm: Truy nhập Nếu card mạng một trạm bị hỏng thì toàn bộ mạng ngẫu nhiên không hoạt động Trễ toàn mạng tỷ lệ thuận với số trạm trong mạng Bài tập  2 phương pháp truy nhập kênh: Thẻ bài đơn (single token) Đa thẻ bài (multiple tokens) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 21 Token Ring – Nguyên lý (tiếp )  Truy nhập kênh: Giới thiệu Token Ring sử dụng thẻ bài (token) để điều khiển truy nhập. Hỏi vòng Thẻ bài là một gói đặc biệt, lưu thông trên kênh token Truy nhập truyền phân tán Trạm nào nhận được thẻ bài thì được phép truy Truy nhập nhập kênh ngẫu nhiên Mỗi lần truy nhập mỗi trạm chỉ được phép gửi Bài tập một gói tin Sau khi gửi gói tin, trạm vừa phát gói phải gửi trả thẻ bài lên mạng CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 22 11
12. Phương pháp thẻ bài đơn Giới thiệu  Giả thiết A cần gửi dữ liệu đến C B Hỏi vòng  t0: một thẻ bài đang lưu thông từ Truy nhập A C phân tán D A: A giữ thẻ Truy nhập bài và bắt đầu ngẫu nhiên phát gói dữ liệu token Bài tập D CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 23 Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp ) Giới thiệu  t1: B nhận được gói dữ liệu từ A, B Hỏi vòng sau khi phân tích địa chỉ MAC đích data Truy nhập A C phân tán (C), B gửi tiếp gói dữ liệu lên kênh Truy nhập ngẫu nhiên truyền Bài tập D CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 24 12
13. Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp ) Giới thiệu  t2: C tiếp nhận được gói dữ liệu A B Hỏi vòng gửi cho nó, sau khi copy gói dữ liệu C Truy nhập A phân tán vào bộ đệm thu, C gửi gói này theo Truy nhập ngẫu nhiên hướng C D với data trường FC=1 Bài tập D (Frame Copied) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 25 Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp ) Giới thiệu  t3: A nhận được gói dữ liệu với B Hỏi vòng FC=1, nó hiểu C đã nhận được gói token Truy nhập A C phân tán dữ liệu. A trả lại thẻ bài lên mạng Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập D CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 26 13
14. Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp ) Giới thiệu  Nhược điểm của phương pháp thẻ Hỏi vòng bài đơn: Tại một thời điểm ring Truy nhập phân tán có tối đa một gói dữ liệu trên kênh Truy nhập data ngẫu nhiên Hiệu suất của kênh truyền thấp, Bài tập đặc biệt trong trường hợp kích thước gói ngắn CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 27 Phương pháp đa thẻ bài Giới thiệu  Mục đích: nâng hiệu suất kênh B Hỏi vòng truyền  t : một thẻ bài Truy nhập 0 A C phân tán đang lưu thông từ Truy nhập D A: A giữ thẻ ngẫu nhiên bài và bắt đầu token Bài tập phát gói dữ liệu D CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 28 14
15. Phương pháp đa thẻ bài (tiếp ) Giới thiệu  t1: B nhận được gói B Hỏi vòng dữ liệu từ A, sau khi phân tích địa data Truy nhập chỉ MAC đích (C), B Atoken C phân tán gửi tiếp gói dữ liệu Truy nhập lên kênh truyền ngẫu nhiên Sau khi gửi hết gói Bài tập dữ liệu, A lập tức D giải phóng thẻ bài CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 29 Phương pháp đa thẻ bài (tiếp ) Giới thiệu  Ưu điểm của đa thẻ bài so với đơn Hỏi vòng thẻ bài: Trong cùng một ring Truy nhập phân tán thời điểm có thể có nhiều gói dữ Truy nhập data ngẫu nhiên liệu hiệu suất kênh truyền có token Bài tập thể đạt tới 100% CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 30 15
16. Cấu trúc khung của IEEE 802.5 SD AC FC Gói token Giới thiệu Dest. Src. Gói dữ SD AC FC Data Checksum ED FS Addr. Addr. liệu Hỏi vòng Truy nhập  SD, ED: bắt đầu, kết thúc một gói tin phân tán  AC (access control byte): bao gồm token bit Truy nhập ngẫu nhiên  FC: Frame Copied  Dest./Src. Addr: 48 bit địa chỉ MAC Bài tập  Checksum: CRC  FS (frame status) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 31 Truy nhập ngẫu nhiên  Truy nhập ngẫu nhiên: Random Access Giới thiệu  Đặc điểm chung: Hỏi vòng Không có các cơ chế điều khiển truy nhập kênh (khác với cơ chế hỏi vòng và điều khiển Truy nhập truy nhập phân tán) phân tán Ưu điểm: do không cần phối hợp giữa các trạm Truy nhập các trạm có thể được lắp đặt hoặc tháo ra ngẫu nhiên khỏi mạng dễ dàng Nhược điểm: tại một thời điểm, nếu có hơn 2 Bài tập trạm cùng tranh chấp kênh truyền va đập (collision) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 32 16
17. Các mạng sử dụng kỹ thuật truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Truy nhập ngẫu nhiên Hỏi vòng ALOHA 1-persistentCSMA Truy nhập phân tán Slotted ALOHA p-persistentCSMA Truy nhập ngẫu nhiên CSMA none-persistentCSMA Bài tập CSMA/CD CSMA/CA (IEEE 802.3) (IEEE 802.11) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 33 ALOHA Giới thiệu Giới thiệu Được phát triển bởi ĐH Hawaii năm Hỏi vòng 1971 Truy nhập Mạng truyền số liệu không dây đầu tiên phân tán Sử dụng tần số UHF Truy nhập ngẫu nhiên Là mạng đầu tiên sử dụng truy nhập ngẫu nhiên (sau này được sử dụng Bài tập nhiều trong Ethernet và mạng thông tin vệ tình INMARSAT) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 34 17
18. ALOHA (tiếp ) Yêu cầu kết nối và truyền dữ liệu giữa Oahu và Giới thiệu các đảo khác Hỏi vòng Truy nhập Oahu (Univ. of Hawaii) phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 35 ALOHA – Nguyên tắc hoạt động  Khi một trạm có dữ liệu, nó gửi ngay lên đường truyền vô Giới thiệu tuyến Va đập sẽ xảy ra khi có hơn một trạm cùng truy nhập kênh mất gói Hỏi vòng  Không có cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền  Không có cơ chế phát hiện mất gói do va đập việc phát lại phụ thuộc vào các giao thức bậc cao (lớp host-to-host) Truy nhập phân tán “send-and-pray” Truy nhập ngẫu nhiên ALOHA Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 36 18
19. ALOHA – Đánh giá hiệu năng  Giả thiết: Có n trạm gửi dữ liệu vào mạng với lưu lượng tuân Giới thiệu theo tiến trình Poisson, tham số tương ứng {1, 2 , , n}. Như vậy lưu lượng tổng cộng gửi vào mạng tuân theo tiến trình Poisson, tham số: Hỏi vòng n   i 1 i Truy nhập Kênh truyền có dung lượng là C (bit/s) phân tán Các gói tin có kích thước cố định L thời gian phục vụ gói: ts=L/C Truy nhập ngẫu nhiên   Bài tập ALOHA  CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 37 ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp ) Giới thiệu  Giả thiết: i Tại t0, gói p của trạm i truy nhập kênh. Hỏi vòng Gọi Tx là khoảng “thời gian nhạy cảm”, nếu trong khoảng thời gian này các trạm khác truy Truy nhập nhập kênh thì va đập sẽ xảy ra phân tán pi Truy nhập ngẫu nhiên Trạm i t0 t0+ts Tx Bài tập t0-ts Trạm j t0+ts CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 38 19
20. ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp ) Giới thiệu Như vậy: tx 2ts (8.23) Hỏi vòng Gọi G là số lần truy nhập kênh trung Truy nhập phân tán bình trong một đơn vị thời gian ts – G Truy nhập chính là tải đầu vào ngẫu nhiên G ts   (8.24) Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 39 ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp ) Giới thiệu Gọi S là số lần truy nhập thành công trung bình trong khoảng thời gian ts Hỏi vòng – S chính là thông lượng của ALOHA Truy nhập S=G.P[không có truy nhập nào trong phân tán khoảng Tx] theo phân bố Poisson có: Truy nhập ngẫu nhiên t 0 x tx 2ts 2G S G.PN(tx 2ts ) 0 G. e Ge Ge Bài tập 0! (8.25) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 40 20
21. ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp ) Giới thiệu Như vậy: 2G S Ge (8.26) Hỏi vòng Khảo sát cực trị của S: Truy nhập phân tán dS 2G 2G e 2Ge (8.27) Truy nhập dG ngẫu nhiên Từ (8.27), khi G có giá trị 0,5 thì S Bài tập đạt giá trị cực đại: Smax 0,5 e 0,184 (8.28) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 41 ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp ) S 0.5 0.4 Giới thiệu 0.3 Hỏi vòng 0.2 0,18 Truy nhập phân tán 0.1 Truy nhập ngẫu nhiên G 0 0 0,5 2 4 6 8  Thông lượng kênh của ALOHA đạt cực đại 18% khi tải Bài tập đầu vào đạt 50% Thí dụ: mạng có dung lượng 10Mbps, thông lượng cực đạt sẽ là 1,8Mbps khi tải đầu vào là 5Mbps 3,2Mbps còn lại là lưu lượng tổn thất do va đập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 42 21
22. ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp ) Giới thiệu Nhận xét: Hiệu suất kênh truyền trong ALOHA rất thấp. Hỏi vòng Nguyên nhân: xác suất va đập cao Truy nhập phân tán Mục tiêu: nâng cao hiệu suất kênh Truy nhập truyền bằng cách giảm xác suất va ngẫu nhiên đập Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 43 Slotted ALOHA  Nguyên tắc hoạt động: Giới thiệu Giống như ALOHA Tuy nhiên, kênh truyền được chia thành các “khe thời Hỏi vòng gian” (slot), mỗi slot có độ dài ts. Các trạm chỉ được phép truy nhập kênh tại thời điểm đầu của các slot. Truy nhập phân tán pi Truy nhập ngẫu nhiên Trạm i t0 t0+ts Tx Bài tập Trạm j t0-ts t0+ts pj CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 44 22
23. Slotted ALOHA – Đánh giá hiệu năng Giới thiệu Thời gian “nhạy cảm”: Tx ts (8.29) Hỏi vòng Thông lượng kênh: 0 Truy nhập t x tx ts G phân tán S G.PN(t t 0) G. e Ge Ge x s 0! (8.30) Truy nhập ngẫu nhiên Khảo sát cực trị của S: dS e G Ge G (8.31) Bài tập dG CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 45 Slotted ALOHA – Đánh giá hiệu năng  Phương trình (3.31) đạt cực trị tại G=1 với S=0,368 Giới thiệu Hiệu suất của slotted ALOHA gấp đôi so với ALOHA nhưng vẫn thấp S 0.5 Hỏi vòng 0.4 0,36 Truy nhập phân tán Slotted ALOHA 0.3 Truy nhập ngẫu nhiên 0.2 0,18 Bài tập 0.1 ALOHA G 0 0 0,5 1,0 2 4 6 8 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 46 23
24. CSMA  CSMA – Carrier Sense Multiple Access Giới thiệu  Nhận xét: để nâng cao hiệu suất kênh giảm xác suất va đập cần phải có cơ chế kiểm tra Hỏi vòng trạng thái kênh truyền  CSMA: trước khi truy nhập kênh, trạm có cơ chế Truy nhập kiểm tra trạng thái kênh truyền (carrier sense): phân tán Nếu có sóng mang (carrier): kênh truyền bận (có một trạm khác đang truy nhập kênh) Truy nhập Nếu không có sóng mang: kênh truyền rỗi ngẫu nhiên  Phân loại: Bài tập 1-persistent CSMA p-persistent CSMA None-persistent CSMA CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 47 1-persistent CSMA Giới thiệu  Cơ chế truy nhập kênh: Hỏi vòng Bắt đầu Truy nhập N kênh Đợi phân tán rỗi? Truy nhập Y ngẫu nhiên Truy nhập kênh Bài tập Kết thúc CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 48 24
25. 1-persistent CSMA (tiếp ) pi Trạm i t0 t0+ts Giới thiệu pj Trạm j Hỏi vòng collision pk Truy nhập Trạm k phân tán Truy nhập  Nhận xét: ngẫu nhiên Va đập xảy ra khi có từ 2 trạm cùng đợi và cùng truy nhập kênh truyền khi kênh chuyển sang trạng thái rỗi Bài tập Xác suất xảy ra va đập vẫn cao, đặc biệt khi tải lớn hoặc với gói dài CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 49 p-persistent CSMA  p-persistent CSMA khắc phục nhược điểm Giới thiệu của 1-persistent CSMA Hỏi vòng  p-persistent CSMA đưa ra khái niệm mini slot: với tms << ts, thông thường là thời Truy nhập gian lan truyền tối đa của tín hiệu trên phân tán kênh (2 x round trip propagation delay) Truy nhập ngẫu nhiên  Cơ chế truy nhập kênh: Khi kênh truyền rỗi, trạm truy nhập kênh với Bài tập xác suất p Ngược lại, trạm đợi một mini slot với xác suất (1-p) sau đó kiểm tra trạng thái kênh CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 50 25
26. p-persistent CSMA (tiếp ) Bắt đầu Giới thiệu kênh N Đợi Hỏi vòng rỗi? Y Truy nhập Tạo một số ngẫu nhiên l  phân tán l p N Truy nhập Đợi 01 mini slot ngẫu nhiên Y Truy nhập kênh Bài tập Kết thúc CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 51 p-persistent CSMA (tiếp ) pi Trạm i 1 mini slot t0 Giới thiệu pj Trạm j Hỏi vòng collision (1-p) pk Truy nhập Trạm k phân tán (1-p) Truy nhập ngẫu nhiên  Nhận xét: Va đập xảy ra khi có từ 2 trạm trở lên cùng truy nhập với Bài tập xác suất p hoặc tất cả các trạm cùng đợi với xác suất (1-p) Với p càng nhỏ thì xác suất va đập càng thấp, tuy nhiên hiệu suất kênh cũng giảm do thời gian kênh truyền không bị chiếm (idle) tăng CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 52 26
27. p-persistent CSMA (tiếp )  Chọn p như thế nào để cải thiện hiệu suất kênh? Giới thiệu Giả thiết có N trạm cùng truy nhập kênh truyền và kênh truyền bận Hỏi vòng Tại thời điểm kênh truyền rỗi, xác suất xảy ra va đập là (khi có hơn 1 trạm truy nhập kênh hoặc tất cả các trạm Truy nhập cùng đợi một mini slot): phân tán n 1 pc 1 p 1 p (8.32) Truy nhập ngẫu nhiên Khảo sát cực trị của (8.32), có thể tınh́ được: Bài tập 1 p (8.33) n CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 53 p-persistent CSMA (tiếp ) 1.0 0.01-persistent CSMA Giới thiệu 0.9 0.8 0.7 Hỏi vòng 0.1-persistent CSMA 0.6 0.5-persistent CSMA Truy nhập 0.5 phân tán S 0.4 Truy nhập 0.3 ngẫu nhiên 0.2 Bài tập 0.1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 54 27
28. None-persistent CSMA Giới thiệu Khái niệm “back-off”: Khi kênh truyền bận, một trạm sẽ trì hoãn truy Hỏi vòng nhập kênh một khoảng thời gian Truy nhập ngẫu nhiên bằng số nguyên lần của phân tán mini slot Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 55 None-persistent CSMA (tiếp ) Giới thiệu Bắt đầu Hỏi vòng kênh N Đợi một số ngẫu nhiên rỗi? nguyên lần mini slot Truy nhập phân tán Y Truy nhập kênh Truy nhập ngẫu nhiên Kết thúc Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 56 28
29. None-persistent CSMA (tiếp ) pi Trạm i Giới thiệu t0 1 mini slot 2 1 pj Hỏi vòng Trạm j Truy nhập phân tán tboj=3 0 pk Truy nhập 0 ngẫu nhiên Trạm k 4 3 2 1 2 1 t =5 Bài tập bok tbok=3 0  Nhận xét: nếu thời gian back-off lớn: hiệu suất cũng giảm CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 57 None-persistent CSMA (tiếp ) 1.0 0.01-persistent CSMA Giới thiệu 0.9 Nonpersistent CSMA 0.8 Hỏi vòng 0.7 0.1-persistent CSMA 0.6 0.5-persistent CSMA Truy nhập S 0.5 phân tán 1-persistent CSMA 0.4 Truy nhập 0.3 ngẫu nhiên Slotted Aloha 0.2 Aloha Bài tập 0.1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 58 29
30. CSMA/CD Giới thiệu Đặt vấn đề: Trong non-persistent CSMA, va đập có Hỏi vòng còn xảy ra không? Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 59 CSMA/CD (tiếp ) collision i t0 t 1 j Giới thiệu tp Hỏi vòng t Truy nhập s phân tán tc Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 60 30
31. CSMA/CD (tiếp ) Giới thiệu Nhận xét: Va đập vẫn xảy ra do tp>0 chiều dài Hỏi vòng kênh truyền càng lớn thì xác suất va đập càng tăng. Truy nhập phân tán tc: thời gian kênh truyền bị chiếm để truyền số liệu bị va đập; phụ thuộc vào Truy nhập ngẫu nhiên kích thước gói (ts); tc càng lớn thì hiệu suất càng nhỏ Bài tập tăng hiệu suất kênh truyền bằng cách giảm tc. CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 61 CSMA/CD (tiếp ) Giới thiệu CSMA/CD: Đưa thêm cơ chế phát hiện va đập Hỏi vòng (collision detection - CD) Truy nhập Khi va đập xảy ra, các trạm thực hiện phân tán các bước: Truy nhập ngẫu nhiên ◊Các trạm dừng truyền gói ◊Gửi bản tin PURGE để báo hiệu cho các Bài tập trạm khác ◊Backoff CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 62 31
32. CSMA/CD (tiếp ) collision i t0 t 1 j Giới thiệu tp Hỏi vòng t Truy nhập s phân tán tc Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 63 CSMA/CD (tiếp ) i t 0 t1 j Giới thiệu tp PURGE Hỏi vòng tc’ Truy nhập phân tán tc PURGE Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 64 32
33. CSMA/CD (tiếp ) Giới thiệu Thời gian back-off: k 0 tbo 2 (8.34) Hỏi vòng Trong đó k là số lần truy nhập không Truy nhập thành công. phân tán Tác dụng của tbo: Truy nhập ngẫu nhiên Giảm xác suất va đập Bài tập Điều khiển luồng: số lần truy nhập không thành công càng lớn, lưu lượng gửi dữ liệu vào mạng càng giảm CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 65 IEEE 802.3  IEEE 802.3 ~ Ethernet  IEEE 802.3 định nghĩa: Giới thiệu Các chuẩn truyền dẫn và biến đổi tín hiệu lớp vật lý Hỏi vòng Cơ chế MAC: CSMA/CD Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập (Metcalfe’s Ethernet Sketch) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 66 33
34. IEEE 802.3 (tiếp )  Các chuẩn truyền dẫn: Giới thiệu 10BASE2: cáp đồng trục, cấu trúc bus, tốc độ 10Mbps Hỏi vòng 10BASE-T: cáp xoắn, cấu trúc sao, tốc độ 10Mbps Truy nhập 100BASE-TX: cáp xoắn, phân tán cấu trúc sao, tốc độ 100Mbps (Fast Ethernet) Truy nhập 1000BASE-T: cáp xoắn, ngẫu nhiên cấu trúc sao, tốc độ 1Gbps (Gigabit Ethernet) Bài tập 1000BASE-SX: cáp quang, cấu trúc sao, tốc độ 1Gbps CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 67 IEEE 802.3 (tiếp ) Giới thiệu Cấu trúc khung lớp MAC (MAC frame) Dest. Src. Length/ Preamble Data FCS Hỏi vòng Addr. Addr. Ethertype 8 6 6 2 46 - 1500 4 Truy nhập phân tán • Preamble: Bắt đầu khung • Destination Address: Địa chỉ MAC máy đích Truy nhập ngẫu nhiên • Source Address: Địa chỉ MAC máy nguồn • Ethertype: Loại dữ liệu được đóng gói vào MAC frame Bài tập (IP, ARP .v.v.) • Data: Dữ liệu, bao gồm cả khung LLC 802.2 • Frame Check Sequence: 32 bit chống lỗi CRC CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 68 34
35. IEEE 802.3 (tiếp ) Giới thiệu  Cấu trúc địa chỉ MAC: 6 bytes ~ 48 bits Hỏi vòng Địa chỉ MAC được quản lý bởi IEEE Địa chỉ duy nhất và cố định Truy nhập phân tán Nhà sản xuất mua dải địa chỉ và gán cho giao diện mạng (Network Interface Card - NIC) Truy nhập ngẫu nhiên Địa chỉ MAC được biểu diễn bằng 1 nhóm 6 số hex, TD: 01:23:45:67:89:ab Bài tập Byte đầu tiên là byte có trọng số lớn nhất Địa chỉ MAC không có cấu trúc (flat address) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 69 IEEE 802.3 (tiếp ) Giới thiệu Địa chỉ MAC được sử dụng để: Nhận biết trạm gửi dữ liệu (MAC src. Hỏi vòng addr.) Truy nhập Bên nhận kiểm tra địa chỉ đích (MAC phân tán dest. addr) để nhận biết các khung gửi Truy nhập ngẫu nhiên đến cho mình Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 70 35
36. Miền quảng bá (broadcast domain) Giới thiệu  Trong cơ chế truy nhập ngẫu nhiên có khái niệm: Hỏi vòng Miền quảng bá (broadcast domain) = miền xung đột (collision domain) = LAN segment Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 71 CSMA/CA CSMA/CA được sử dụng trong các Giới thiệu mạng không dây. Hỏi vòng Do tính chất của môi trường vô tuyến: Truy nhập phân tán Cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền Truy nhập hoạt động không hiệu quả. ngẫu nhiên Cơ chế phát hiện va đập hoạt động Bài tập không hiệu quả. CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 72 36
37. Các tính chất của đường truyền vô tuyến Giới thiệu Hiện tượng công suất giảm theo khoảng cách (pathloss): công suất tín Hỏi vòng hiệu tỷ lệ nghịch với bình phương Truy nhập khoảng cách mỗi mạng không dây phân tán có một tầm phủ sóng với bán kính R Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 73 Các tính chất của đường truyền vô tuyến (tiếp )  Vấn đề nút ẩn (hidden node problem): (A,B), (B,C) nằm trong vùng phủ sóng của nhau Giới thiệu (A,C) nằm ngoài tầm phủ sóng A và C đều gửi dữ liệu cho B: va đập xảy ra tại B Hỏi vòng Cơ chế kiểm tra trạng thái kênh làm việc không hiệu quả Truy nhập phân tán R Truy nhập collision ngẫu nhiên A B C Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 74 37
38. Các tính chất của đường truyền vô tuyến (tiếp )  Vấn đề nút hiện (expose node problem): B gửi dữ liệu cho A Giới thiệu Do (B,C) nằm trong vùng phủ sóng, khi C truy nhâp kênh để gửi dữ liệu cho D, nó thầy kênh truyền bận C trì hoãn truy nhập kênh Hỏi vòng Hiệu suất kênh truyền giảm Truy nhập phân tán R Truy nhập ngẫu nhiên D A B C Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 75 CSMA trong mạng không dây  Trước khi truy nhập kênh, kiểm tra trạng thái Giới thiệu kênh như CSMA/CD.  Nếu kênh truyền bận: đợi đến khi kênh truyền rỗi  Sau đó đợi thêm một khoảng thời gian DIFS (DCF Hỏi vòng Inter-Frame Space – 34us) cho trước (DIFS=RTT)  Back-off một số mini slot (9us) t ngẫu nhiên Truy nhập BO phân tán  Sau mỗi mini slot: tBO = tBO -1  Nếu trong thời gian back-off kênh truyền lại bận Truy nhập ngẫu nhiên thì trạm dừng đếm lùi và bảo toàn giá trị tBO tại thời điểm dừng. Bài tập  Sau khi kênh truyền chuyển sang trạng thái rỗi một khoảng thời gian DIFS, trạm tiếp tục đếm lùi.  Nếu tBO =0 truy nhập kênh và gửi gói CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 76 38
39. CSMA trong mạng không dây (tiếp ) tboi=2 Giới thiệu DIFS 1 pi Hỏi vòng Trạm i 2 t0 Truy nhập 0 phân tán DIFS DIFS Truy nhập pj ngẫu nhiên Trạm j 3 2 2 1 Bài tập 0 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 77 CSMA trong mạng không dây (tiếp ) Giới thiệu Do kênh truyền vô tuyến là kênh không tin cậy: Hỏi vòng Sau khi nhận được gói một khoảng SIFS Truy nhập (Service Inter-Frame Space), bên thu sẽ phân tán trả lại bên phát một gói ACK. Truy nhập ngẫu nhiên SIFS < DIFS gói ACK có độ ưu tiên cao hơn gói dữ liệu Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 78 39
40. CSMA trong mạng không dây (tiếp ) tboi=2 Giới thiệu DIFS 1 pi Trạm i Hỏi vòng ACK t 2 0 SIFS Truy nhập 0 phân tán DIFS DIFS j Truy nhập p Trạm j ngẫu nhiên 3 2 2 1 ACK SIFS Bài tập tboi=3 0 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 79 Tránh va đập trong mạng không dây  Mạng không dây không sử dụng cơ chế Giới thiệu phát hiện va đập (CD) mà sử dụng cơ chế tránh va đập (Collision Avoidance - CA) Hỏi vòng  Collision Avoidance: Trước khi phát: bên phát quảng bá bản tin RTS Truy nhập phân tán (Ready-To-Send) Khi nhận được RTS, bên thu quảng bá bản tin Truy nhập CTS (Clear-To-Send) ngẫu nhiên Trong RTS và CTS mang theo bản tin NAV (Network Allocation Vector) chứa thời gian Bài tập chiếm kênh của bên phát. Các trạm khác dừng việc truy nhập kênh trong khoảng thời gian được chỉ ra trong NAV CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 80 40
41. Tránh va đập trong mạng không dây (tiếp )  Giả sử A gửi dữ liệu cho B Giới thiệu C khi nhận được CTS trì hoãn gửi dữ liệu cho B Hỏi vòng Truy nhập phân tán RTS Truy nhập CTS ngẫu nhiên A RTS B C CTS Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 81 Tránh va đập trong mạng không dây (tiếp ) Giới thiệu NAVi tBO Hỏi vòng Trạm i RTS pi Truy nhập CTS ACK phân tán Trạm j DIFS SIFS SIFS SIFS Truy nhập NAV ngẫu nhiên j Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 82 41
42. IEEE 802.11 Giới thiệu IEEE 802.11 ~ WiFi IEEE 802.11 định nghĩa: Hỏi vòng Các chuẩn truyền dẫn và biến đổi tín Truy nhập hiệu lớp vật lý phân tán Cơ chế MAC: CSMA/CA Truy nhập ngẫu nhiên Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 83 IEEE 802.11 (tiếp ) Giới thiệu  02 chế độ: BSS1 Chế độ cơ sở: Basic AP Hỏi vòng Service Set (BSS) ◊ Các trạm liên lạc Truy nhập với nhau thông qua phân tán Access Point (AP) Truy nhập Chế độ Adhoc: Các BSS2 ngẫu nhiên trạm liên lạc trực AP tiếp với nhau Bài tập CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 84 42
43. IEEE 802.11 (tiếp )  802.11a Giới thiệu Dải 5-6 GHz Thông lượng tối đa 54 Mbps Hỏi vòng  802.11b Dải tần 2.4-5 GHz (unlicensed spectrum) Truy nhập phân tán Thông lượng tối đa 11 Mbps  802.11g Truy nhập ngẫu nhiên Dải 2.4-5 GHz Thông lượng tối đa 54 Mbps Bài tập  802.11n: cho phép dùng nhiều ăng-ten (MIMO) Dải 2.4-5 GHz Tốc độ tối đa 200 Mbps CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 85 IEEE 802.11 (tiếp ) Giới thiệu Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập  Phân phối tài nguyền vô tuyến tại dải tần ngẫu nhiên 2,4 GHz: Bài tập 14 kênh vật lý Mỗi kênh có độ rộng 22MHz OFDM/DSSS CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 86 43
44. IEEE 802.11 (tiếp ) Giới thiệu Thêm các chức năng bảo mật cần thiết trong mạng không dây Hỏi vòng Chống sử dụ ng tài nguyên mạng khi Truy nhập không được phé (truy nhập trái phép) phân tán Chống nghe trộm dữ liệu Truy nhập ngẫu nhiên Các công nghệ bảo mật chính: Bài tập WEP (Wired Equivalent Privacy) WPA (WiFi Protected Access) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 87 IEEE 802.11 (tiếp )  Cấu trúc khung Frame Duration Src. Dest. Rx. node Sequence Tx. node Data FCS Giới thiệu Ctrl. ID. Addr. Addr. Addr. Ctrl. Addr. 2 2 6 6 6 2 6 0 - 2312 4 • Frame Control: mang các thông tin điều khiển (loại Hỏi vòng bản tin .v.v.) • Duration Identifier: Chiều dài của frame (RTS/CTS) Truy nhập • Destination Address: Địa chỉ MAC máy đích phân tán • Source Address: Địa chỉ MAC máy nguồn Truy nhập • Receiver Node Address: Địa chỉ nút (trung gian) nhận (AP) ngẫu nhiên • Transmission Node Address: Địa chỉ nút (trung gian) gửi (sử dụng ở chế độ adhoc) Bài tập • Sequence Control: Số thự tự các phân mảnh dữ liệu khi đóng vào nhiều frame khác nhau • Data: Dữ liệu, bao gồm cả khung LLC 802.2 • Frame Check Sequence: 32 bit chống lỗi CRC CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 88 44
45. IEEE 802.11 (tiếp ) Frame Duration Src. Dest. Rx. node Giới thiệu Ctrl. ID. Addr. Addr. Addr. 2 2 6 6 6 Hỏi vòng 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 Truy nhập Protocol To From More Power More Type Subtype Retry WEP Rsvd phân tán version AP AP frag mgt data Truy nhập ngẫu nhiên frame type Bài tập (RTS, CTS, ACK, data) CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 89 IEEE 802.11 (tiếp ) Ethernet WiFi 802.11 PC1 Giới thiệu MAC frame 802.3 PC2 Hỏi vòng AP MAC frame MN Truy nhập 802.3 switch PC3 phân tán Truy nhập ngẫu nhiên PC2 MAC addr MN MAC addr dest. address source address Bài tập MN MAC addr PC2 MAC addr AP MAC addr Src. MAC Dest. MAC Rx. Node Addr. Addr. Addr. CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 90 45
46. Bài tập  Cho mạng ALOHA với các tham số sau: Tốc độ truyền trên kênh truyền 10Mbit/s. Độ dài đường Giới thiệu truyền là 500m. Tốc độ lan truyền tín hiệu trên đường truyền là 2.108m/s. Có 30 máy tính được nối vào mạng này. Hỏi vòng Tốc độ trung bình của dòng dữ liệu từ các ứng dụng gửi đến bộ đệm phát của mỗi trạm là như nhau và là 100kbit/s. Biết rằng tiến trình các gói đến tuân theo tiến Truy nhập trình Poisson với độ dài gói cố đinh là 1000bit. phân tán Hỏi: Truy nhập ◊ 1. Tính thông lương S của dòng số liệu trên kênh truyền. ngẫu nhiên ◊ 2. Vẫn tốc độ tới bộ đệm phát 100kbit/s không đổi, tuy nhiên chiều dài gói là 100bit. Tính thông lương S của dòng số liệu trên kênh truyền. Bài tập ◊ 3. Tính thông lượng cực đại Smax của kênh truyền theo đơn vị bit/s trong hai trường hợp độ dài gói là 100bit và 1000bit. Có nhận xét gì về mối liên hệ giữa độ dài gói, độ dài kênh truyền và thông lượng Smax? CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh 91 Tài liệu tham khảo  Joseph L. Hammond, Peter J. P. O’Reilly, Performance Analisys of Local Computer Networks, Addison-Wesley 1986  Stefan Mangold, Sunghyun Choi, Guido R. Hiertz, Ole Klein, Bernhard Walke, Analysis of IEEE 802.11e for QoS Support in Wireless LANs, IEEE Wireless Communications, December 2003 46