Giáo trình Truyền số liệu - Chương 2: Giới thiệu - Vũ Mạnh Khánh

Nội dung text: Giáo trình Truyền số liệu - Chương 2: Giới thiệu - Vũ Mạnh Khánh

1. I.Giới thiệu môn học Truyền Số Liệu  Nội dung: Computer A Computer B Chương 1: Giới Thiệu  Làm thế nào để A A truyền thông P P được và truyền Giảng viên: Ths. Vũ Mạnh Khánh thông có hiệu quả I.Giới thiệu môn học I.Giới thiệu môn học  Tài liệu tham khảo  Thời lượng: 45 tiết  [1]. William Stalling, Prentice Hall, Data and  Kiểm tra tư cách: 2+ bài tập lớn Computer Communication 5th Ed,2000.   [2]. MIT OpenCourse WareFall, Data Yêu cầu: Communication Networks,Texty award winer  Thời gian dự lớp >=70% 1997.  Điểm kiểm tra tư cách  [3].  Mạng Internet, các giáo trình khác 1
2. Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 1: Giới thiệu tổng quan  Mạng máy tính đóng một vai trò quan trọng,  I.1 Khái Niệm cung cấp những dịch vụ tiện ích cho nhiều  Mạng Truyền thông: tập hợp nhiều máy tính điện tử lĩnh vực đời sống xã hội khác nhau. và các thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau bằng các Computer A Computer B thiết bị liên lạc nhằm trao đổi thông tin, cùng chia sẽ phần cứng, phần mềm và dữ liệu với nhau AP AP Truyền thông được? Mạng Máy Tính Chương 1: Giới thiệu tổng quan Vệ tinh  Tác dụng của mạng truyền thông s Gateway Trạm mặt đất  Tập trung tài nguyên tại môt số máy và chia sẽ cho nhiều máy khác. PSDN  Khắc phục trở ngại về khoảng cách địa lý. Quốc gia  Tăng chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin. PSDN  Cho phép thực hiện những ứng dụng tin học phân tán. PSDN  Độ an toàn, tin cậy của hệ thống tăng lên nhờ khả năng thay thế máy có sự cố khi có sự cố.  Phát triển các công nghệ trên mạng. LAN LAN LAN LAN 2
3. Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 1: Giới thiệu tổng quan  Các vấn đề cần giải quyết  II. Các mô hình mạng truyền thông  Mô hình mạng nào?  Phân loại theo địa lý:  Dùng phương tiện nào để truyền thông tin?  LAN ( Local Area Netwowk – mạng cục bộ): kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính khoảng 100m đến 100km.  Môi trường truyền thông tin nào?  MAN (Metropolitan Area Network – mạng đô thị) : Kết nối  Làm thế nào để giảm bớt hư hao trên đường truyền? các máy tính trong phạm vi một thành phố. Môi trường truyền thông tốc độ cao ( 50 – 100 Mbit/s)  Làm thế nào để các thiết bị không bị xung đột trong quá trình truyền thông?  WAN (Wide Area Network – mạng diện rộng) : Kết nối các máy tính trong nội bộ các quốc gia hay các quốc gia trong  Làm thế nào để không bị mất mát thông tin trong truyền cùng một châu lục. thông  GAN (Global Area Network - Mạng toàn cầu) : Kết nối máy  . tính từ các châu lục khác nhau. Chương 1: Giới thiệu tổng quan Một số cấu trúc mạng  I.2 Các mô hình mạng máy tính  Phân loại dựa trên cấu trúc mạng  Kiểu điểm - điểm (point – to – point):Thông tin đi từ nút nguồn qua nút trung gian rồi gởi tiếp nếu đường truyền không bị bận.  Kiểu quảng bá (broadcast):Bản tin được gửi đi từ một nút nào đó sẽ được tiếp nhận bởi các nút còn lại 3
4. Chương 1: Giới thiệu tổng quan Line switching network  Các mô hình mạng truyền thông  Phân loại dựa trên phương pháp chuyển mạch  Mạng chuyển mạch kênh(Line switching network):Một kênh cố định được thiết lập các cặp thực thể cần liên lạc với nhau.  Mạng chuyển mạch thông báo (Message switching network) :Các nút của mạng căn cứ vào địa chỉ đích của “bản tin” để chọn nút kết tiếp.  Mạng chuyển mạch gói (Packet switching network) :Bản tin được chia thành nhiều gói tin (packet) với độ dài 512 bytes, phần đầu là địa chỉ đích, mã để tập hợp các gói. Các gói của các bản tin khác nhau có thể được truyền độc lập trên cùng một đường truyền. Message switching network Packet switching network 4
5. Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 1: Giới thiệu tổng quan  Các dịch vụ mạng phổ biến  Giao thức mạng:Giao thức (protocol) là tập hợp các quy  Dịch vụ tập tin (File Services): Cho phép các máy tính trên mạng tắc giao tiếp giữa các hệ máy tính.Giao thức có các chức chia sẻ tập tin với nhau. năng chính sau:  Định nghĩa cấu trúc khung một cách chính xác cho từng byte, các  Dịch vụ in ấn (Print Service): Nhiều máy trên mạng sử dụng chung kí tự và bản tin. một máy in. Giúp giảm chi phí và tăng độ linh hoạt  Phát hiện và xử lý lỗi, thông thường là gửi lại bản tin gốc sau khi  Dịch vụ thư tín (Message Service): Là dịch vụ cho phép gửi/nhận phát hiện lần trước bị lỗi. thư điện tử. Thư có thể kèm phim ảnh, âm thanh,  Quản lý thứ tự các lệnh để đếm bản tin, nhận dạng, tránh mất hoặc  Dịch vụ thư mục (Directory Service): Cho phép quản lý tất cả nhận thừa bản tin. thông tin các đối tượng trên mạng, nhờ đó quá trình quản lý và  Đảm bảo không nhầm lẫn bản tin và lệnh. chia sẻ tài nguyên hiệu quả hơn.  Chỉ ra các thuộc tính đường dây khi lập các đường nối đa điểm  Dịch vụ ứng dụng (Application Service): Dịch vụ cung cấp kết quả hoặc bán song công (cho biết ai đang trao đổi thông tin với ai). cho các chương trình ở client bằng cách thực hiện các chương  Giải quyết vấn đề xung đột truy cập (yêu cầu đồng thời), gửi khi trìnhphù hợp ở server. chưa có số liệu, mất liên lạc, khởi động. Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 1: Giới thiệu tổng quan  Hai giao thức chính:  Mô hình OSI (Open System Interconnection)  Giao thức hướng liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi  Làm cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thông qua liên kết này thống truyền thông  Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữ liệu).  được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO vào năm  Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và 1971 quản lý kèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu ) để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu.  Hủy bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kết để dùng cho liên kết khác.  Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó. 5
6. Mô hình OSI Mô hình OSI  Tầng ứng dụng (Application layer): tầng ứng dụng quy định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện cho người sử dụng truy cập vả sử dụng các dịch vụ của mô hình OSI.  Tầng trình bày (Presentation layer): tầng trình bày chuyển đổi các thông tin từ cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hóa chúng trước khi truyền đễ bảo mật. Mô hình OSI Mô hình OSI  Tầng phiên (Session layer): tầng phiên quy định một giao  Tầng mạng (Network layer): tầng mạng có nhiệm vụ xác diện ứng dụng cho tầng vận chuyển sử dụng. Nó xác lập định việc chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong ánh xạ giữa các tên, đặt địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc ban đầu mạng, các gói tin này có thể phải đi qua nhiều chặng trước giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch khi đến được đích cuối cùng. truyền thông. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần  Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ xác định cơ chế truy nhập thông tin trên muốn đối thoại riêng với nhau. mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng các gói  Tầng vận chuyển (Transport layer): tầng vận chuyển xác tin định địa chỉ trên mạng, cách thức chuyển giao gói tin trên  Tầng vật lý (Physical layer): tầng vật lý cung cấp phương cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút (end-to-end). Để bảo đảm thức truy cập vào đường truyền vật lý để truyền các dòng được việc truyền ổn định trên mạng tầng vận chuyển bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các chuẩn về điện, thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ thứ tự. cáp truyền dẫn, giao diện nối kết và các mức nối kết 6
7. Yêu cầu đọc thêm  Mô hình TCP/IP I.3 Truyền Số Liệu  Các chuẩn mạng máy tính I.3: Truyền dữ liệu Bảng mã EBCDIC  Dữ liệu:Tất cả các dạng thông tin (tiếng nói, dữ liệu, hình ảnh, video)  Dữ liệu số:các giá trị rời rạc(văn bản )  Dữ liệu tương tự:giá trị liên tục trong một khoảng thời gian(âm thanh)  Tín Hiệu: Các đại lượng điện mang thông tin để truyền tải giữa các thiết bị.  Tín hiệu số:một chuỗi các xung điện áp  Tín hiệu tương tự:một sóng điện từ thay đổi liên tục 7
8. Bảng mã EBCDIC(tiếp) Bảng mã ASCII I.4. Phương tiện truyền thông I.4 Phương tiện truyền thông 8
9. I.4. Phương tiện truyền thông I.4. Phương tiện truyền thông  Các loại truyền thông:  I. Truyền thông có dẫn  Truyền thông có dẫn: Có dây dẫn  Truyền thông không dây: Không dây dẫn ` I.4. Phương tiện truyền thông Ứng dụng cáp song hành  I. Truyền thông có dẫn 9
10. Cáp xoắn Phân loại cáp xoắn đôi  Loại 1: Dùng cho thông tin thoại  Loại 2: thích hợp thông tin thoạivàdữ liệu đến 4Mbps  Loại3: Tiêuchuẩn 3 vòng xoắn / foot; có thể thông tin dữ liệu đến 10Mbps  Loại4: Giống loại 3 + tiêu chuẩnkhác, cóthểđạt đến 16Mbps  Loại5: Truyền đến 100Mbp  Hiệntại: Loại6 vàLoại 7 (STP) dùng cho LAN 1Gbps Ứng dụng cáp xoắn đôi Cáp đồng trục 10
11. Cáp quang( có 3 loại) Kích thước sợi quang Đặc điểm sợi quang Nhược điểm cáp quang  Không bị nhiễu điệntừ  Lắp đặtvà bảo trì phứctạp  Tốc độ truyền đến hàngGb/s  Chi phí rấtcao  Tốc độ truyềnphụ thuộc vào các thiết bị thu  Dễ bị gãy hơn so với cáp đồng phát  Công nghệ hiệntại40 đến 50Gb/s  Khoảng cách truyềnrấtxa, hàngtrăm km không cần Repeater !  Thường dùng cho các trục Backbone 11
12. I.4. Phương tiện truyền thông Sóng vi ba mặt đất  I. Truyền thông không dây  Đặc điểm  Hầu hết những loại ăngten phát sóng viba là parabol  Các ăngten nay thường có đường kính khoảng 3m.  Ăngten được lắp cố định và tập trung các tia lại trong khoảng hẹp  Ăngten phát sóng viba thường đặt tại điểm cao trên mặt đất  Không có chướng ngai vật nào thì khoảng cách lớn nhất giữa hai ăngten là D =7,14 x Sqrt(Kh)  d : khoảng cách giữa hai ăngten tính băng km  h: Độ cao của ăngten tính bằng m  K : Hệ số điều chỉnh để tính toán (thường = 4/3)  Ứng dụng: Các hệ thống viễn thông đường dài Sóng Viba vệ tinh Sóng Viba vệ tinh  Vệ tinh truyền thông là một trạm chuyển tiếp sóng vi ba.  Vệ tinh thu sóng trên một băng tần (uplink). Khuếch đại hoặc lặp lại tín hiệu, sau đó truyền chúng trên một tần số khác (downlink)  Để việc truyền thông có hiệu quả thì vệ tinh phải giữ được vị trí tĩnh so với mặt đất.  Để giữ được vị trí tĩnh so với mặt đất thì vệ tinh phải quay cùng qũy đạo với trái đất và cần giữ độ cao khoảng 35.784 km so với mặt đất.  Hai vệ tinh sử dụng cùng một dải tần số, nếu ở quá gần nhau thì sẽ gây ra nhiễu. Để tránh sự ảnh hưởng lẫn nhau, các chuẩn hiện nay yêu cầu khoảng cách là 40 (góc giữa hai vệ tinh được đo từ mặt đất ) đối với dải tần 4/6 GHz và khoảng cách là 30 đối với dải tần 12/14 GHz.Vì thế, số vệ tinh là có giới hạn.  Ứng dụng:  Truyền hình  Điện thoại đường dài  Mạng thương mại riêng 12
13. Sóng vô tuyến quảng bá II. Các chuẩn giao tiếp-RS 232  Sóng vô tuyến quảng bá truyền theo mọi hướng  Còn có tên là EIA 232  Tương đương V.24 (ITU-T)  Không yêu cầu phải sử dụng anten chảo  Phát hành 1962, nhiều lần điều chỉnh, gần đây  Anten cũng không cần phải quay theo một hướng nhất là RS232D chính xác.  Dùng giao tiếpgiữaDTE vàDCE  Bao gồm các tần số trong khoảng từ 3 kHz đến  Quy định vềđiện: bit 1 +3V) 300 GHz.  Có thể sử dụng dòng 20mA để tăng khoảng cách truyền  Quy định về cơ: chuẩn giao tiếp DB9 (COM) và  Miền tần số trong khoảng từ 30 MHz đến 1 GHz DB25 (LPT), tốc độ 20kbps ở khoảng cách cáp phù hợp cho việc sóng vô tuyến quảng bá. không quá 15m RS 232-Chuẩn giao tiếp DTE-DCE Đầu nối DB25 - RS232D  a 13
14. Đầu nối DB9-RS 232 Thủ tục bắt tay và truyền nhận  a  a Kết nối trực tiếp 2 DTE Kết nối trực tiếp 2 DTE  Khi 2 DTE ở cự ly ngắn  a 14
15. Chuẩn RS-449 Đầu nối DB37-RS449  Còn có tên là EIA 449, năm 1977  a  Khắc phục giới hạnvề tốc độ và khoảng cách so với RS 232  Truyền cân bằng (max 10Mbps ở 12m) hoặc không cân bằng (max 100Kbps ở 12m)  Qui định về điện: Theo 2 chuẩn RS 422A (cân bằng) và RS 423A (không cân bằng)  Qui định về cơ: đầu nối DB37 và DB9 Đầu nối DB9-RS449 Chuẩn RS 530  a  Ra đời 1987  Đầu nối DB37 của RS 449 ít sử dụng thực tế  Tín hiệu tương thích RS 232D  Dùng đầu nối DB25  Sử dụng giao tiếp cân bằng RS-422  Là cải tiến của RS 449 15
16. Chân cắm DB25-RS 530 Chuẩn X21  a  X.21: DTE-DCE interface on public data network (X.25: packet switching)  Được thiết kế bởiITU-T 1976  Mở đường cho thông tin toàn số Chuẩn X21 Đầu cắm DB15-X21  a  a 16