CHƯƠng 1 giới thiệu về MẠng các kiến thức cơ SỞ Mạng máy tính là gì ?
tải về 389.87 Kb.
|
|
CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH THAM CHIẾU OSI
Là quy tắc giao tiếp (tiêu chuẩn giao tiếp) giữa hai hệ thống giúp chúng hiểu và trao đổi dữ liệu được với nhau. Ví dụ: Internetwork Packet Exchange (IPX), Transmission control protocol/ Internetwork Protocol (TCP/IP), NetBIOS Extended User Interface (NetBEUI)…
ITU (International Telecommunication Union): Hiệp hội Viễn thông quốc tế. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers): Viện các kĩ sư điện và điện tử. ISO (International Standardization Organization): Tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế, trụ sở tại Geneve, Thụy Sĩ. Vào năm 1977, ISO được giao trách nhiệm thiết kế một chuẩn truyền thông dựa trên lí thuyết về kiến trúc các hệ thống mở làm cơ sở để thiết kế mạng máy tính. Mô hình này có tên là OSI (Open System Interconnection - tương kết các hệ thống mở)
Mô hình OSI (Open System Interconnection): là mô hình được tổ chức ISO đề xuất từ 1977 và công bố lần đầu vào 1984. Để các máy tính và các thiết bị mạng có thể truyền thông với nhau phải có những qui tắc giao tiếp được các bên chấp nhận. Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu dữ liệu đi xuyên qua mạng như thế nào đồng thời cũng giúp chúng ta hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp. Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập. Sự tách lớp của mô hình này mang lại những lợi ích sau: - Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn. - Chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm. - Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng đến các lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng hơn. Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau: - Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau. - Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được. - Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận. - Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau. - Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp. - Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn. Mô hình tham chiếu OSI được chia thành bảy lớp với các chức năng sau: - Application Layer (lớp ứng dụng): giao diện giữa ứng dụng và mạng. - Presentation Layer (lớp trình bày): thoả thuận khuôn dạng trao đổi dữ liệu. - Session Layer (lớp phiên): cho phép người dùng thiết lập các kết nối. - Transport Layer (lớp vận chuyển): đảm bảo truyền thông giữa hai hệ thống. - Network Layer (lớp mạng): định hướng dữ liệu truyền trong môi trường liên mạng. - Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu): xác định việc truy xuất đến các thiết bị. - Physical Layer (lớp vật lý): chuyển đổi dữ liệu thành các bit và truyền đi. 
Hình 3.1 – Mô hình tham chiếu OSI
Lớp ứng dụng (Application Layer): là giao diện giữa các chương trình ứng dụng của người dùng và mạng. Lớp Application xử lý truy nhập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi. Lớp này không cung cấp các dịch vụ cho lớp nào mà nó cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng như: truyền file, gởi nhận E-mail, Telnet, HTTP, FTP, SMTP… Lớp trình bày (Presentation Layer): lớp này chịu trách nhiệm thương lượng và xác lập dạng thức dữ liệu được trao đổi. Nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của một hệ thống đầu cuối gởi đi, lớp ứng dụng của hệ thống khác có thể đọc được. Lớp trình bày thông dịch giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thông qua một dạng chung, đồng thời nó cũng nén và giải nén dữ liệu. Thứ tự byte, bit bên gởi và bên nhận qui ước qui tắc gởi nhận một chuỗi byte, bit từ trái qua phải hay từ phải qua trái. Nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có sự chuyển đổi thứ tự các byte bit vào trước hoặc sau khi truyền. Lớp presentation cũng quản lý các cấp độ nén dữ liệu nhằm giảm số bit cần truyền. Ví dụ: JPEG, ASCCI, EBCDIC.... Lớp phiên (Session Layer): lớp này có chức năng thiết lập, quản lý, và kết thúc các phiên thông tin giữa hai thiết bị truyền nhận. Lớp phiên cung cấp các dịch vụ cho lớp trình bày. Lớp Session cung cấp sự đồng bộ hóa giữa các tác vụ người dùng bằng cách đặt những điểm kiểm tra vào luồng dữ liệu. Bằng cách này, nếu mạng không hoạt động thì chỉ có dữ liệu truyền sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại. Lớp này cũng thi hành kiểm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên nào truyền, khi nào, trong bao lâu. Ví dụ như: RPC, NFS,... Lớp này kết nối theo ba cách: Haft-duplex, Simplex, Full-duplex. Lớp vận chuyển (Transport Layer): lớp vận chuyển phân đoạn dữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết lập dữ liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việc bàn giao các thông điệp giữa các thiết bị đáng tin cậy. Dữ liệu tại lớp này gọi là segment. Lớp này thiết lập, duy trì và kết thúc các mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau: - Xếp thứ tự các phân đoạn: khi một thông điệp lớn được tách thành nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao, lớp vận chuyển sẽ sắp xếp thứ tự các phân đoạn trước khi ráp nối các phân đoạn thành thông điệp ban đầu. - Kiểm soát lỗi: khi có phân đoạn bị thất bại, sai hoặc trùng lắp, lớp vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại. - Kiểm soát luồng: lớp vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận để xác nhận. Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ liệu kế tiếp nếu bên nhận chưa gởi tín hiệu xác nhận rằng đã nhận được phân đoạn dữ liệu trước đó đầy đủ. Lớp mạng (Network Layer): lớp mạng chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành địa chỉ vật lý đồng thời nó cũng chịu trách nhiệm gởi packet từ mạng nguồn đến mạng đích. Lớp này quyết định đường đi từ máy tính nguồn đến máy tính đích. Nó quyết định dữ liệu sẽ truyền trên đường nào dựa vào tình trạng, ưu tiên dịch vụ và các yếu tố khác. Nó cũng quản lý lưu lượng trên mạng chẳng hạn như chuyển đổi gói, định tuyến, và kiểm soát sự tắc nghẽn dữ liệu. Nếu bộ thích ứng mạng trên bộ định tuyến (router) không thể truyền đủ đoạn dữ liệu mà máy tính nguồn gởi đi, lớp Network trên bộ định tuyến sẽ chia dữ liệu thành những đơn vị nhỏ hơn, nói cách khác, nếu máy tính nguồn gởi đi các gói tin có kích thước là 20Kb, trong khi Router chỉ cho phép các gói tin có kích thước là 10Kb đi qua, thì lúc đó lớp Network của Router sẽ chia gói tin ra làm 2, mỗi gói tin có kích thước là 10Kb. Ở đầu nhận, lớp Network ráp nối lại dữ liệu. Ví dụ: một số giao thức lớp này: IP, IPX,... Dữ liệu ở lớp này gọi packet hoặc datagram. Lớp liên kết dữ liệu (Data link Layer): cung cấp khả năng chuyển dữ liệu tin cậy xuyên qua một liên kết vật lý. Lớp này liên quan đến: - Địa chỉ vật lý. - Mô hình mạng. - Cơ chế truy cập đường truyền. - Thông báo lỗi. - Thứ tự phân phối frame. - Điều khiển dòng. Tại lớp data link, các bít đến từ lớp vật lý được chuyển thành các frame dữ liệu bằng cách dùng một số nghi thức tại lớp này. Lớp data link được chia thành hai lớp con: - Lớp con LLC (logical link control). - Lớp con MAC (media access control). Lớp con LLC là phần trên so với các giao thức truy cập đường truyền khác, nó cung cấp sự mềm dẻo về giao tiếp. Bởi vì lớp con LLC hoạt động độc lập với các giao thức truy cập đường truyền, cho nên các giao thức lớp trên hơn (ví dụ như IP ở lớp mạng) có thể hoạt động mà không phụ thuộc vào loại phương tiện LAN. Lớp con LLC có thể lệ thuộc vào các lớp thấp hơn trong việc cung cấp truy cập đường truyền. Lớp con MAC cung cấp tính thứ tự truy cập vào môi trường LAN. Khi nhiều trạm cùng truy cập chia sẻ môi trường truyền, để định danh mỗi trạm, lớp cho MAC định nghĩa một trường địa chỉ phần cứng, gọi là địa chỉ MAC address. Địa chỉ MAC là một con số đơn nhất đối với mỗi giao tiếp LAN (card mạng). Lớp vật lý (Physical Layer): định nghĩa các qui cách về điện, cơ, thủ tục và các đặc tả chức năng để kích hoạt, duy trì và dừng một liên kết vật lý giữa các hệ thống đầu cuối. Một số các đặc điểm trong lớp vật lý này bao gồm: - Mức điện thế. - Khoảng thời gian thay đổi điện thế. - Tốc độ dữ liệu vật lý. - Khoảng đường truyền tối đa. - Các đầu nối vật lý.
Hình 3.2 – Quá trình xử lý và vận chuyển của gói tin
Đóng gói dữ liệu là quá trình đặt dữ liệu nhận được vào sau header (và trước trailer) trên mỗi lớp. Lớp Physical không đóng gói dữ liệu vì nó không dùng header và trailer. Việc đóng gói dữ liệu không nhất thiết phải xảy ra trong mỗi lần truyền dữ liệu của trình ứng dụng. Các lớp 5, 6, 7 sử dụng header trong quá trình khởi động, nhưng trong phần lớn các lần truyền thì không có header của lớp 5, 6, 7 lý do là không có thông tin mới để trao đổi. 
Hình 3.3 – Tên gọi dữ liệu ở các tầng trong mô hình OSI Các dữ liệu tại máy gửi được xử lý theo trình tự như sau: - Người dùng thông qua lớp Application để đưa các thông tin vào máy tính. Các thông tin này có nhiều dạng khác nhau như: hình ảnh, âm thanh, văn bản… - Tiếp theo các thông tin đó được chuyển xuống lớp Presentation để chuyển thành dạng chung, rồi mã hoá và nén dữ liệu. - Tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp Session để bổ sung các thông tin về phiên giao dịch này. - Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Transport, tại lớp này dữ liệu được cắt ra thành nhiều Segment và bổ sung thêm các thông tin về phương thức vận chuyển dữ liệu để đảm bảo độ tin cậy khi truyền. - Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Network, tại lớp này mỗi Segment được cắt ra thành nhiều Packet và bổ sung thêm các thông tin định tuyến. - Tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp Data Link, tại lớp này mỗi Packet sẽ được cắt ra thành nhiều Frame và bổ sung thêm các thông tin kiểm tra gói tin (để kiểm tra ở nơi nhận). - Cuối cùng, mỗi Frame sẽ được tầng Vật Lý chuyển thành một chuỗi các bit, và được đẩy lên các phương tiện truyền dẫn để truyền đến các thiết bị khác.
Bước 1: Trình ứng dụng (trên máy gửi) tạo ra dữ liệu và các chương trình phần cứng, phần mềm cài đặt mỗi lớp sẽ bổ sung vào header và trailer (quá trình đóng gói dữ liệu tại máy gửi). Bước 2: Lớp Physical (trên máy gửi) phát sinh tín hiệu lên môi trường truyền tải để truyền dữ liệu. Bước 3: Lớp Physical (trên máy nhận) nhận dữ liệu. Bước 4: Các chương trình phần cứng, phần mềm (trên máy nhận) gỡ bỏ header và trailer và xử lý phần dữ liệu (quá trình xử lý dữ liệu tại máy nhận). Giữa bước 1 và bước 2 là quá trình tìm đường đi của gói tin. Thông thường, máy gửi đã biết địa chỉ IP của máy nhận. Vì thế, sau khi xác định được địa chỉ IP của máy nhận thì lớp Network của máy gửi sẽ so sánh địa chỉ IP của máy nhận và địa chỉ IP của chính nó: - Nếu cùng địa chỉ mạng thì máy gửi sẽ tìm trong bảng MAC Table của mình để có được địa chỉ MAC của máy nhận. Trong trường hợp không có được địa chỉ MAC tương ứng, nó sẽ thực hiện giao thức ARP để truy tìm địa chỉ MAC. Sau khi tìm được địa chỉ MAC, nó sẽ lưu địa chỉ MAC này vào trong bảng MAC Table để lớp Datalink sử dụng ở các lần gửi sau. Sau khi có địa chỉ MAC thì máy gửi sẽ gởi gói tin đi (giao thức ARP sẽ được nói thêm trong chương 6). - Nếu khác địa chỉ mạng thì máy gửi sẽ kiểm tra xem máy có được khai báo Default Gateway hay không. + Nếu có khai báo Default Gateway thì máy gửi sẽ gởi gói tin thông qua Default Gateway. + Nếu không có khai báo Default Gateway thì máy gởi sẽ loại bỏ gói tin và thông báo "Destination host Unreachable"
Bước 1: Lớp Physical kiểm tra quá trình đồng bộ bit và đặt chuỗi bit nhận được vào vùng đệm. Sau đó thông báo cho lớp Data Link dữ liệu đã được nhận. Bước 2: Lớp Data Link kiểm lỗi frame bằng cách kiểm tra FCS trong trailer. Nếu có lỗi thì frame bị bỏ. Sau đó kiểm tra địa chỉ lớp Data Link (địa chỉ MAC) xem có trùng với địa chỉ máy nhận hay không. Nếu đúng thì phần dữ liệu sau khi loại header và trailer sẽ được chuyển lên cho lớp Network. Bước 3: Địa chỉ lớp Network được kiểm tra xem có phải là địa chỉ máy nhận hay không (địa chỉ IP) ? Nếu đúng thì dữ liệu được chuyển lên cho lớp Transport xử lý. Bước 4: Nếu giao thức lớp Transport có hỗ trợ việc phục hồi lỗi thì số định danh phân đoạn được xử lý. Các thông tin ACK, NAK (gói tin ACK, NAK dùng để phản hồi về việc các gói tin đã được gởi đến máy nhận chưa) cũng được xử lý ở lớp này. Sau quá trình phục hồi lỗi và sắp thứ tự các phân đoạn, dữ liệu được đưa lên lớp Session. Bước 5: Lớp Session đảm bảo một chuỗi các thông điệp đã trọn vẹn. Sau khi các luồng đã hoàn tất, lớp Session chuyển dữ liệu sau header lớp 5 lên cho lớp Presentation xử lý. Bước 6: Dữ liệu sẽ được lớp Presentation xử lý bằng cách chuyển đổi dạng thức dữ liệu. Sau đó kết quả chuyển lên cho lớp Application. Bước 7: Lớp Application xử lý header cuối cùng. Header này chứa các tham số thoả thuận giữa hai trình ứng dụng. Do vậy tham số này thường chỉ được trao đổi lúc khởi động quá trình truyền thông giữa hai trình ứng dụng.
Các bộ phận, văn phòng của Chính phủ Hoa Kỳ đã nhận thức được sự quan trọng và tiềm năng của kĩ thuật Internet từ nhiều năm trước, cũng như đã cung cấp tài chánh cho việc nghiên cứu, để thực sự có được một mạng Internet toàn cầu. Sự hình thành kĩ thuật Internet là kết quả nghiên cứu dưới sự tài trợ của Defense/Advanced Research Projects Agency (ARPA/DARPA). Kĩ thuật ARPA bao gồm một tập hợp của các chuẩn mạng, đặc tả chi tiết cách thức mà các máy tính thông tin liên lạc với nhau, cũng như các quy ước cho các mạng interconnecting và định tuyến giao thông. Tên chính thức là TCP/IP Internet Protocol Suite và thường được gọi là TCP/IP, có thể dùng để thông tin liên lạc qua tập hợp bất kỳ các mạng interconnected. Nó có thể dùng để liên kết mạng trong một công ty, không nhất thiết phải nối kết với các mạng khác bên ngoài.
Hình 3.4 – Mô hình tham chiếu TCP/IP Mô hình tham chiếu TCP/IP tương tự như kiến trúc OSI, sau đây là một số tính chất của các lớp trong mô hình tham chiếu TCP/IP: - Lớp Application: quản lý các giao thức, như hỗ trợ việc trình bày, mã hóa, và quản lý cuộc gọi. Lớp Application cũng hỗ trợ nhiều ứng dụng, như: FTP (File Transfer Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), TFTP (Trivial File Transfer Protocol). - Lớp Transport: đảm nhiệm việc vận chuyển từ nguồn đến đích. Tầng Transport đảm nhiệm việc truyền dữ liệu thông qua hai nghi thức: TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). - Lớp Internet: đảm nhiệm việc chọn lựa đường đi tốt nhất cho các gói tin. Nghi thức được sử dụng chính ở tầng này là nghi thức IP (Internet Protocol). - Lớp Network Interface: có tính chất tương tự như hai lớp Data Link và Physical của kiến trúc OSI.
Hình 3.5 – Các bước đóng gói trong mô hình TCP/IP
Hình 3.6 – So sánh mô hình OSI và mô hình TCP/IP Các điểm giống nhau: - Cả hai đều có kiến trúc phân lớp. - Đều có lớp Application, mặc dù các dịch vụ ở mỗi lớp khác nhau. - Đều có các lớp Transport và Network. - Sử dụng kĩ thuật chuyển packet (packet-switched). - Các nhà quản trị mạng chuyên nghiệp cần phải biết rõ hai mô hình trên. Các điểm khác nhau: - Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Presentation và lớp Session vào trong lớp Application. - Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Data Link và lớp Physical vào trong một lớp. - Mô hình TCP/IP đơn giản hơn bởi vì có ít lớp hơn. - Nghi thức TCP/IP được chuẩn hóa và được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới.
Lớp 1 liên quan đến môi trường, liên quan các tín hiệu, các luồng bit di chuyển trên môi trường, các thành phần dựa dữ liệu ra môi trường và các cấu hình khác nhau. Nó thực hiện vai trò thiết yếu cho hoạt động truyền tin khả thi giữa các máy tính, nhưng với nỗ lực một mình của nó thì không đủ. Mỗi chức năng có các hạn chế của nó. Lớp 2 hướng tới khắc phục hạn chế này. Ứng với mỗi hạn chế trong lớp 1, lớp 2 có một giải pháp. Ví dụ lớp 1 không thể thông tin với các lớp trên, lớp 2 làm việc này thông qua LLC (Logical Link Control). Lớp 1 không đặt tên hay định danh cho máy tính thì lớp 2 dùng một lược đồ địa chỉ. Lớp 1 không thể quyết định máy tính nào sẽ truyền dữ liệu nhị phân từ một nhóm cùng muốn truyền tại cùng một thời điểm. Lớp 2 dùng một hệ thống gọi là MAC (Media Access Control).
Lớp con LCC tạo ra tính năng linh hoạt trong việc phục vụ cho các giao thức lớp mạng trên nó, trong khi vẫn liên lạc hiệu quả với các kỹ thuật khác nhau bên dưới nó. LLC với vai trò là lớp phụ tham gia vào quá trình đóng gói. LLC nhận đơn vị dữ liệu giao thức lớp mạng, như là các gói IP, và thêm nhiều thông tin điều khiển vào để giúp phân phối gói IP đến đích của nó. Nó thêm hai thành phần địa chỉ của đặc tả 802.2 điểm truy xuất dịch vụ đích DSAP (Destination Service Access Point) và điểm truy xuất dịch vụ nguồn SSAP (Source Service Access Point). Nó đóng gói trở lại dạng IP, sau đó chuyển xuống lớp phụ MAC để tiến hành các kỹ thuật đặc biệt được yêu cầu cho đóng gói tiếp theo. Lớp phụ LLC quản lý hoạt động thông tin giữa các thiết bị qua một liên kết đơn trên một mạng. LLC được định nghĩa trong đặc tả IEEE 802.2 và hỗ trợ các dịch vụ kết nối có cả tạo cầu nối và không tạo cầu nối, được dùng bởi các giao thức lớp cao hơn. IEEE 802.2 định nghĩa ra một số field trong các frame của lớp liên kết dữ liệu cho phép nhiều giao thức lớp cao hơn chia sẻ một liên kết vật lý đơn.
Lớp con MAC đề cập đến các giao thức chủ yếu phải theo để truy xuất vào môi trường vật lý. Tóm lại, lớp 2 có 4 khái niệm chính mà cần phải biết: - Lớp 2 thông tin với các lớp trên thông qua LLC. - Lớp 2 dùng chuẩn địa chỉ hóa ngang bằng (đó là gán các định danh duy nhất-các địa chỉ). - Lớp 2 dùng kỹ thuật đóng frame để tổ chức hay nhóm dữ liệu. - Lớp 2 dùng MAC để chọn máy tính nào sẽ truyền các dữ liệu nhị phân, từ một nhóm trong đó tất cả các máy tính đều muốn truyền cùng một lúc.
Với mạng TCP/IP, thì gói tin phải chứa cả địa chỉ MAC đích và địa chỉ IP đích. Nếu một trong hai địa chỉ này không đúng thì gói tin cũng xem như là không gởi được đến đích. ARP là một giao thức dùng để tìm địa chỉ MAC của một thiết bị mạng dựa trên địa chỉ IP đã biết. Một vài thiết bị có lưu trữ bảng chứa địa chỉ IP và địa chỉ MAC tương ứng với IP đó (của các thiết bị trong cùng mạng LAN với nó). Bảng này được gọi là bảng ARP. Bảng ARP này được lưu giữ trong RAM, và khi thiết bị gởi gói tin lên mạng thì nó sử dụng thông tin trong bảng ARP này. Có 2 cách để thu thập thông tin cho bảng địa chỉ MAC. - Khi có một gói tin được gởi trên đường truyền, thiết bị luôn kiểm tra địa chỉ đích của gói tin (địa chỉ IP và địa chỉ MAC) có phải là của mình hay không? Sau khi kiểm tra, địa chỉ IP và địa chỉ MAC đều được lưu vào trong bảng ARP. - Cách thu thập thông tin thứ 2 là thu thập qua gói tin broadcast ARP request. Khi máy tính gởi một gói tin broadcast dạng ARP request thì tất cả các máy khác trên mạng đều phân tích gói tin này.
+ Nếu địa chỉ IP đích của thiết bị mạng cần tìm là địa chỉ khác đường mạng thì việc tìm địa chỉ MAC thường được làm thông qua Router, có hai cách để thực hiện:
Nếu máy tính nguồn không khai báo Default Gateway và tính năng thực hiện Proxy ARP không bật thì hai máy tính có địa chỉ đường mạng khác nhau sẽ không thể liên lạc được với nhau.
Cảm sóng đa truy (CSMA/CD). Khía cạnh thú vị nhất của Ethernet là kỹ thuật đường dùng trong việc phối hợp truyền thông. Mạng Ethernet không điều khiển tập trung đến việc các máy luân phiên chia sẻ đường cáp. Lúc đó các máy nối với Ethernet sẽ tham gia vào một lược đồ phối hợp phân bổ gọi là Cảm sóng đa truy (CSMA – Carrier Sence with Multiple Access). Để xác định cáp có đang dùng không, máy tính có thể kiểm tra sóng mang (carrier - dạng tín hiệu mà máy tính truyền trên cáp). Nếu có sóng mang, máy phải chờ cho đến khi bên gởi kết thúc. Về mặt kỹ thuật, kiểm tra một sóng mang được gọi là cảm sóng (carrier sence), và ý tưởng sử dụng sự hiện hữu của tín hiệu để quyết định khi nào thì truyền gọi là Cảm sóng đa truy (CSMA). Vì CSMA cho phép mỗi máy tính xác định đường cáp chia sẻ có đang được máy khác sử dụng hay không nên nó ngăn cấm một máy cắt ngang việc truyền đang diễn ra. Tuy nhiên, CSMA không thể ngăn ngừa tất cả các xung đột có thể xảy ra. Để hiểu lý do tại sao, hãy tưởng tượng chuyện gì xảy ra nếu hai máy tính ở hai đầu cáp đang nghỉ nhận được yêu cầu gởi khung. Cả hai cùng kiểm tín hiệu mang, cùng thấy cáp đang trống và cả hai bắt đầu gởi khung. Các tín hiệu phát từ hai máy sẽ gây nhiễu lẫn nhau. Hai tín hiệu gây nhiễu lẫn nhau gọi là xung đột hay đụng độ (collision). Vùng có khả năng xảy ra đụng độ khi truyền gói tin được gọi là Collision Domain. Máy đầu tiên trên đường truyền phát hiện được xung đột sẽ phát sinh tín hiệu xung đột cho các máy khác. Tuy xung đột không làm hỏng phần cứng nhưng nó tạo ra một sự truyền thông méo mó và hai khung nhận được sẽ không chính xác. Để xử lý các biến cố như vậy, Ethernet yêu cầu mỗi bên gởi tín hiệu giám sát (monitor) trên cáp để bảo đảm không có máy nào khác truyền đồng thời. Khi máy gởi phát hiện đụng độ, nó ngưng truyền ngay lập tức, và tiếp tục bắt đầu lại quá trình chuẩn bị việc truyền tin sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên. Việc giám sát cáp như vậy gọi là phát hiện đụng (CD – collision detect), và kỹ thuật Ethernet đó được gọi là Cảm sóng đa truy với phát hiện đụng độ (CSMA/CD).
Chúng ta đã biết mạng LAN vòng nối các máy thành một vòng tròn kín. Hầu hết các LAN dùng đồ hình vòng cũng sử dụng một kỹ thuật truy cập gọi là chuyển thẻ bài (token-passing). Khi một máy cần chuyển dữ liệu, nó phải chờ phép trước khi truy cập mạng. Khi giữ được thẻ bài, máy gởi hoàn toàn giữ quyền điều khiển vòng – không có các truyền thông nào khác xảy ra đồng thời. Khi máy gởi truyền frame, các bit chuyển từ máy gởi sang máy kế, và chuyển tiếp sang máy kế và cứ thế cho đến khi các bit đi hết vòng và trở về máy gởi. Tín bài là một khuôn mẫu bit khác với khung dữ liệu thông thường. Thực chất là tín bài trao quyền cho một máy được gởi khung. Như vậy trước khi gởi khung, máy phải chờ tín bài đến. Khi tín bài đến, máy tạm thời loại bỏ tín bài ra khỏi vòng và bắt đầu truyền dữ liệu trên vòng. Tuy có thể có nhiều khung đang chờ gởi đi nhưng máy chỉ gởi một frame và truyền lại tín bài. Không như khung dữ liệu dữ liệu đi hết một vòng khi được gởi, tín bài chỉ đi thẳng từ một máy đến máy kế tiếp. Nếu tất cả các máy trên mạng vòng cần gởi dữ liệu, chuyển tín bài bảo đảm chúng sẽ đến lược và mỗi máy sẽ gởi một frame trước khi chuyển tín bài. Lưu ý là lược đồ này bảo đảm truy cập công bằng: khi tín bài chuyển trên vòng, mỗi máy sẽ có cơ hội sử dụng mạng. Nếu một máy nào đó không gởi dữ liệu khi nhận được tín bài, nó chỉ việc chuyển tín bài mà không trì hoãn. Trong trường hợp đặc biệt không có máy nào truyền dữ liệu, tín bài sẽ quay vòng liên tục, mỗi máy khi nhận được tín bài sẽ chuyển ngay lập tức đến máy kế. Thời gian chuyển tín bài một vòng trong trường hợp này là cực ngắn, vì 2 lý do. Thứ nhất, vì tín bài nhỏ nên có thể chuyển rất nhanh trên đường dây. Thứ hai, sự chuyển tiếp trên mỗi máy được thực hiện bởi phần cứng vòng, điều đó có nghĩa tốc độ không phụ thuộc vào CPU của máy.
|