Đề tài: Kỹ thuật truyền số liệu trong mạng máy tính cục bộ Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện

- Cáp đồng trục béo trở kháng 50Ω (cáp vàng), AUI connector(Attachement unit Interface) trên mỗi doạn cáp có thể có tối đa 100 AUI và khoảng cách giữa 2 AUI là 2.5m.

- Số 5 trong kí hiệu tên 10BASE5 là khoảng cách tối đa giữa 2 AUI trên cáp là 500m.

-Quy tắc 5-4-3cho chuẩn 10BASE5 dùng repeater là :

+ Không được có quá 5 đoạn mạng

+ Không được có quá 4 repeater giữa 2 trạm bất kì

+ Không được có quá 3 đoạn mạng có trạm làm việc. Các đoạn mạng không có trạm làm việc gọi là các đoạn lien kết.



Hình 1.4.3 : Mở rộng chuẩn 10BASE5 bằng repeater



Hình 1.4.4 : Mô tả quy tắc 5-4-3 của chuẩn 10BASE5
1.4.6.2 Đặc tả môi trường 10BASE2

- Dùng cho topo dạng BUS

- Dùng cáp đồng trục mỏng trở kháng 50Ω đường kính 5mm, T-connector, BNC connector.

- Trên mỗi đoạn cáp có thể tối đa 30 trạm làm việc, khoảng cách tối thiểu giữa 2 trạm là 0,5m, tối đa là 185m.

- Việc lien kết các máy tính và mạng được thực hiện bởi T-connector và BNC connector.

- Số 2 trong tên gọi chỉ khoảng cách tối đa giữa 2 trạm là 185( gần bằng 200).

- Quy tắc 5-4-3 tương tự như đối với chuẩn 10BASE5

- Dùng cáp xoắn đôi UTP, RJ45 connector và một số thiết bị trung tâm (Hub), mỗi HUB có thể có từ 4 đến 24 cổng RJ45, các trạm làm việc được kết nối từ NIC tới cổng HUB bằng cáp UTP với 2 đầu RJ45. Khoảng cách tối đa từ HUB đến NIC là 100m.

- Dùng cho topo mạng hình sao(star)

- Chữ T trong tên gọi là từ Twisted pair cable(cáp đôi dây xoắn)


Hình 1.4.7 : Chuẩn 10BASE-T

1.4.6.4 Đặc tả môi trường 10BROAD36

- Là đặc tả cho 802.3 cho băng thông rộng, dùng cáp đồng trục CATV trở kháng 75Ω.

- chiều dài tối đa của một segment đơn là 180m, chiều dài điểm nối điểm là 3600m.

- Sử dụng phương thức báo hiêu DPSK (differential shift keying)

- dùng cho topo hình sao

- dùng cáp quang nối các thiết bị xa nhau tạo thành đường trục để nối các mạng LAN xa nhau(2-10km)

- Dùng lược đồ mã hóa đường dây Manchester

- Từ F trong tên gọi có nghĩa là Fiber cab (cáp quang)

- Chuẩn này có 3 đặc tả chính :

+ 10BASE-FP (passive) : một cấu hình passive-star để liên kết các máy trạm và repeater với 1km trên 1 segment

+ 10BASE-FL (link) : định nghĩa một lien kết điểm nối điểm có thể nối các máy trạm và các repeater cách nhau đến 2km

+ 10BASE-FB (backone) : định nghĩa một lien kết điểm nối điểm cps thể két nối các repeater cách xa nhau đến 2km


1.4.7 Các đặc tả IEEE 802.3 có băng thông 100Mbps

Fast Ethernet là đặc tả được phát triển bởi IEEE 802.3 để cung cấp cho các LAN tương thích với Ethernet hoạt động với tốc độ 100Mbps. Tất cả các tùy chọn 100BASE-T đều dùng giao thức và khuôn dạng của IEEE 802.3 MAC, ta có bảng tóm tắt sau :

Đặc tả 100BASE-X có các kiểu thiết kế với các tiêu chuẩn BASE-TX và 100BASE-FX. Cả 2 loại này đều dùng kĩ thuật báo hiệu là 4B5B, NRZI.

Thiết kế 100BASE-TX dùng 2 cặp cáp xoắn một cho truyền và một cho nhận (có thể STP hay LTP loại 5). Nó dùng lược đồ bó hiệu MTL-3.Thiết kế 100BASE-FX dùng 2 cáp quang một cho truyền và một cho nhận, đối với kiểu này thì cần dùng một thiết bị để chuyển đổi luồng mã hóa 4B5B-NRZI thành các tín hiệu quang. Sử dụng kĩ thuật điều chế cường độ.

1.4.7.2 100BASE-T4

Sử dụng cáp xoắn chất lượng thấp loại 3 hoặc loại cáp chất lượng cao loại 5. 100BASE-T4 không truyền tín hiệu một cách liên tục giữa các gói.

Sử dụng lược đồ mã hóa NRZ 8B6T.
1.5 Hệ thống Token ring và FDDI

1.5.1 Điều khiển truy xuất môi trường trong IEEE 802.5

Chuẩn Token ring hay còn gọi là IBM Token ring được phát triển bởi IBM với tốc độ truyền 4Mbps hay 16Mbps, nó có mã chuẩn hóa là 802.5.Dùng topo hình vòng bằng các MAU(multistation Access Unit) và cáp STP để liên kết các MAU thành một vòng tròn khép kín.Các trạm làm việc được liên kết vào mạng bằng cáp STP nối từ cổng MAU tới NIC, chiều dài đoạn cáp quy định < 10m, số lượng tối đa các trạm làm việc trên một ring là 72(4Mbps) và 260(16Mbps), khoảng cách tối đa giữa 2 trạm là 770(4Mbps) và 346(16Mbps).Hiện tại, thì chuẩn này hỗ trợ cáp UTP với connector RJ45 và cáp sợi quang với connector SC.

Nguyên lí hoạt động : theo cơ chế phân phối lần lượt theo thẻ bài(Token).

Ưu điểm của nó là điều khiển linh hoạt qua thao tác truy xuất mà nó thực hiện, có thể cung cấp quyền ưu tiên và đảm bảo các dịch vụ băng thông.

Nhược điểm là việc yêu cầu duy trì Token, khi mất Token đồng nghĩa với việc khó khăn cho các hoạt động tiếp theo, khi có nhiều Token cũng gây ra tình trạng vỡ vòng.

1.5.2 Khuôn dạng Frame IEEE 802.5

Dạng frame tổng quát của giao thức 802.5

Octer 1 1 1 2 hay 6 2 hay 6 >0 4 1 1

SD

AC

FC

DA

SA

Data unit

FCS

ED

FS

1. 
   Dạng frame tổng quát
   

SD

AC

FC

J

K

1

J

K

1

1

E

P

P

P

T

M

R

R

R

1. 
   Điều khiển truy xuất
   

A

C

r

r

A

C

r

r

Trong đó :

• 
  SD (Starting delimiter) : chỉ định đầu frame bao gồm các mẫu báo hiệu có thể phân biệt với số liệu. Nó được mã hóa như sau JK0JJK000. Trong đọ K là các kí hiệu không phải số liệu.
  
• 
  AC (Access control) : có dạng PPPTMRRR trong đó PPP và RRR là 3 bít ưu tiên và các biến dự trữ, M là bit giám sát, T chỉ ra frame là Token hay số liệu.
  
• 
  FC (Framecontrol) : cho biết đây có phải là frame số liệu LLC hay không, nếu không phải các bit trong trường này điều khiển hoạt động của giao thức MAC trên ring.
  
• 
  DA (Destination address) : trường địa chỉ trạm nguồn của frame
  
• 
  SA (Source address) : trường địa chỉ đích cảu frame
  
• 
  Data : chứa các đơn vị số liệu của LLC (Logical Link control)
  
• 
  ED (End delimtier) : chứa các bit phát hiện lỗi (E), nó được set nếu bất kì một repeater nào phát hiện ra một lỗi, bit trung gian (I) dùng để nhận biết frame này không phải là frame cuối cùng trong một cuộc truyền frame.
  
• 
  FS (Frame status) : chứa bit nhận biết địa chỉ (A) và bit coppy frame (C).
  

IEEE 802.5 chỉ định dùng cáp STP với các tốc độ 4 và 16Mbps dùng mã hóa

Manchester vi phân. Ta có bảng tùy chọn các môi trường vật lí của IEEE802.5 như sau :

Môi trường truyền Tốc độ dữ liệu (Mbps) Kĩ thuật báo hiệu Số lượng Repeater tối đa Khoảng cách tối đa giữa các repeater

STP 4 hay 16 Manchester vi phân 250 Không đặc tả

UTP 4 Manchester vi phân 72 Không đặc tả

FDDI (Fiber distributed data interface) là kĩ thuật thẻ bài sợi quang hoạt dộng trên giao diện phân phối số liệu sợi quang của mạng vòng thẻ bài 100Mbit/s. FDDI có thể tạo ra kết nối vật lí trên mạng vòng kép 200km sợi quang.

FDDI bao gồm 3 lớp : lớp vật lí, lớp tuyến số liệu và lớp quản lí trạm

• 
  Lớp vật lí :
  

• 
  Phụ thuộc môi trường vật lí PMD (Physical Medium Depentdant) : thực hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu băng gốc trên sợi quang gồm các máy thu phát sợi quang, các bộ chuyển đổi mạch,…
  
• 
  Giao thức lớp vật lí (PHY) : đặc trưng cho kết nối giữa PMD và lớp tuyến số liệu, có chức năng dồng bộ, lập mã, giải mã, các kí hiệu sử dụng trong lớp tuyến số liệu.
  

• 
  Lớp tuyến số liệu : lớp này điều khiển truy nhập tới môi trường, hình thành và sắp xếp thông tin địa chie và kết hợp ngang hang bên trong mạng. Nó còn tạo ra và kiểm soát dãy kiểm tra khung nhằm đảm bảo số liệu tin cậy được chuyển đến mức cao hơn.
  
• 
  Lớp quản lí trạm (STM) : lớp này cung cấp các dịch vụ như quản lí điều khiển cấu hình, giám sát trạng thái,… Nó quản lí các lớp khác để hoạt dộng nhịp nhàng trên mạng.
  

Cấu trúc khung của FDDI như hình sau:

Thẻ bài

Tiền tố

SD

FC

ED

Tiền tố

SD

FC

DA

SA

Trường tin

FSC

ED

FS

Một Frame FDDI có các trường sau :

• 
  Tiền tố (Preamble) : đồng bộ frame với mỗi đồng hồ trạm, các trạm lặp tiếp sau có thể thay đổi chiều dài của trường này để phù hợp với yêu cầu đồng bộ.
  
• 
  SD (Starting delimiter) : chỉ định đầu của frame. Nó được mã hóa như JK với J K là các kí hiệu khác số liệu.
  
• 
  FC (Frame control) : có khuôn dạng bit CLFFZZZ trong đó C là bit chỉ ra đây là frame đồng bộ hay bất đồng bộ, L chỉ ra là dùng địa chỉ 16 hay 48 bit, FF cho biết đây là frame LLC,MAC hay frame đăng kí. Trong một frame điều khiển 4 bit còn lại chỉ ra loại frmae điều khiển.
  
• 
  DA (Destination address) : địa chỉ mà frame hướng đến, nó có thể là một địa chỉ vật lí duy nhất, một địa chỉ nhóm hay địa chỉ quảng bá.
  
• 
  SA (Source address) : chỉ ra trạm gửi frame này
  
• 
  Thông tin : chứa một đơn vị số liệu LLC hay thông tin liễn quan đến hoạt dộng điều khiển.
  
• 
  FCS (Frame check sequence) :một mã CRC-32bit được tính trên các trường của frame FC,DA,FA và thông tin.
  
• 
  ED (Ending delimiter) : chứa một kí hiệu khác số liệu đánh dấu cuối frame .
  
• 
  FS (Frame status) : chứa các bộ chỉ thị lỗi phát hiện được, địa chỉ xác định được và frame coppy.
  

• 
  Tiền tố, SD (starting delimiter) : giống như của frame FDDI
  
• 
  FC (Frame control) : có khuôn dạng bit 10000000 hay 11000000 để chỉ đây là một token
  
• 
  ED(ending delimiter) : chứa một cặp kí hiệu khác số liệu kết thúc một token.
  

Về cơ bản, giao thức MAC của FDDI giống với 802.5 chỉ có 2 điểm khác biệt là :

• 
  Trong FDDI một trạm đang đợi một token bắt lấy token bằng cách hủy bỏ thao tác chuyển tiếp frame ngay khi frame được nhận ra là một token, sau khi token được tiếp nhận thì trạm bắt đầu truyền frame số liệu.
  
• 
  Trong FDDI một trạm đang truyền các frame số liệu giải phóng một token ngay khi nó hoàn tất việc truyền frame, ngay cả khi nó chưa bắt đầu nhận các frame quay về. kĩ thuật này giống tùy chọn giải phóng sớm token của 802.5
  

Chuẩn FDDI đặc tả topo dạng ring hoạt dộng tốc dộ 100Mbps trong 2 môi trường cáp quang và cáp xoắn đôi. Các môi trường lớp vật lí của FDDI được mô tả trong bảng sau:

Môi trường truyền Tốc độ dữ liệu Kĩ thuật báo hiệu Số lượng repeater tối đa Khoảng cách tối đa giữa 2 repeater

Cáp quang 100 4B5B, NRZI 100 2km

Cáp xoắn đôi 100 MLT-32 100 100m

Token bus là lược đồ được đặc tả trong IEEE 802.4 do bản chất tự nhiên của phương pháp điều khiển và khả năng ưu hóa việc truyền frame được dung trong công nghệ chế tạo tự động và các lĩnh vực liên quan. Dưới điều kiện bình thường hoạt động của token bus tương tự như mạng token ring. Do khác biệt của hai phương pháp truy xuất môi trường ( quảng bá trong bus và tuần tự trong ring). Nên các thủ tục được dùng trong điều khiển quản lý vòng luận lý, như khởi động và đánh mất token có khác nhau.

Mạng token bus thường dùng cáp đồng trục và hoạt động trong chế độ băng rộng hoặc chế độ băng cơ bản đã được sửa đổi hay gọi là băng sóng mang (carrierband). Mạch điều chế và điều khiển giao tiếp thực hiện các chức năng sau:

• 
  Mã hóa số liệu truyền
  
• 
  Giải mã số liệu thu
  
• 
  Tạo xung đồng hồ
  

Một tín hiệu băng cơ bản được cấu thành từ một số vô hạn các thành phần tần số. Ngược lại một dạng sóng carrierband chỉ có 2 thành phần tần số. Do đó có thể dùng một bộ lọc tại đầu thu chỉ cho qua hai thành phần tần số này, khóa kín một cách hiệu quả đối với hầu hết các tín hiệu nhiễu của hệ thống.

Hai thuộc tính cơ bản của các mạng bus.

• 
  Với mạng bus tất cả các DTE được kết nối một cách trực tiếp và môi trường truyền, từ đó khi một DTE phát tán 1 frame lên môi trường, frame được nhận thấy bởi tất cả các DTE đang mở máy trên mạng
  
• 
  Có một thời lượng tối đa để một DTE đợi một đáp ứng tương ứng với một frame truyền, trước khi nó có thể xem frame truyền bị hỏng hay trạm đích không họa động. Thời lượng này được gọi là thời khe (slot time). Thời khe được xác định như sau
  

• 
  Thời khe = 2x(thời gian trễ trên đường truyền dẫn) + thời gian trễ xử lý