Mối quan hệ giữa các thiết bị thông tin

MỤC LỤC

Trước khi khảo sát cách truyền dữ liệu từ thiết bị này đến thiết bị khác, một vấn đề quan trọng là ta phải hiểu mối quan hệ giữa các thiết bị thông tin. Có năm khái niệm chung để cung cấp về các mối quan hệ cơ bản giữa các thiết bị thông tin. Đó là:

Cấu hình đường dây

Tôpô mạng

Chế độ truyền

Các loại mạng

Các kết nối liên mạng

2.1. CẤU HÌNH ĐƯỜNG DÂY

Cấu hình đường dây là phương thức để hai hay nhiều thiết bị mắc vào kết nối. Kết nối là đường truyền thông tin vật lý để truyền dữ liệu từ thiết bị này sang thiết bị khác. Để dễ hiểu, hãy xem đường truyền là đường thẳng kết nối hai điểm. Để có thể tạo thông tin, thì hai thiết bị phải được liên kết theo một cách nào đó với đường truyền. Có hai phương thức có thể là: điểm nối điểm và điểm nối nhiều điểm (như hình 1).

Cấu hình đường dây nhằm định nghĩa phương thức kết nối thông tin với nhau:

2.1.1. Cấu hình điểm nối điểm (point to point):

Cấu hình điểm nối điểm cung cấp kết nối được dành riêng cho hai thiết bị. Toàn dung lượng kênh được dùng cho truyền dẫn giữa hai thiết bị này. Hầu hết cấu hình điểm nối điểm đều dùng dây hay cáp để nối hai điểm, ngoài ra còn có thể có phương thức kế nối qua sóng thí dụ như vi ba hay vệ tinh (xem hình 2). Một thí dụ đơn giản là việc dùng bộ remote để điều khiển TV, tức là ta đã thiết lập kết nối điểm điểm giữa hai thiết bị dùng đường hồng ngoại.

2.1.2. Cấu hình đa điểm (multipoint):

Cấu hình điểm nối đa điểm (còn gọi là multipoint hay multidrop) là kết nối nhiều hơn hai thiết bị trên một đường truyền.

Trong môi trường kết nối đa điểm, dung lượng kênh được chia sẻ, theo không gian hay theo thời gian; tức là theo cấu hình phân chia theo không gian hay cấu hình phân chia theo thời gian (xem hình3).

2.2. TÔPÔ MẠNG

Thuật ngữ tôpô mạng nói đến phương thức mạng được bố trí, về mặt luận lý hoặc vật lý. Có 2 hoặc nhiều thiết bị được kết nối trên một tuyến (kết nối-link); Có 2 hoặc nhiều tuyến tạo ra tôpô. Tôpô của mạng là biểu diễn hình học các mối quan hệ của tất cả các tuyến và thiết bị đang kết nối (thường được gọi là các nút) tới các thiết bị khác. Có 5 dạng tôpô cơ bản là: lưới, sao, cây, bus, và vòng (xem hình 2.4)

Tôpô định nghĩa các sắp xếp vật lý hay luận lý của kết nối trong mạng.

Năm phương thức vừa nêu mô tả cách mà thiết bị trong mạng được kết nối với nhau hơn là sắp xếp chúng theo vật lý. Thí dụ, khi nói về tôpô sao thì không có nghĩa là các thiết bị phải được sắp xếp vật lý chung quanh hub theo hình sao. Khi xem xét lựa chọn tôpô thì phải xem xét thêm về cấp bậc liên quan của các thiết bị được kết nối. Có hai quan hệ có thể là: đồng cấp (peer to peer) trong đó thiết bị chia sẻ kết nối ngang hàng với nhau, phương thức sơ cấp-thứ cấp (primary-secondary),ở đó một thiết bị điều khiển lưu thông và các thiết bị còn lại phải truyền qua nó. Tôpô vòng và lưới thường thích hợp với truyền dẫn đồng cấp, trong khi đó tôpô sao và cây thường thích hợp cho truyền dẫn sơ cấp- thứ cấp. Còn tôpô bus thích hợp cho cả hai dạng.

2.2.1. LƯỚI (Mesh):

Trong dạng này, mỗi thiết bị có một kết nối điểm đối điểm chuyên dụng (dedicated) tới từng thiết bị còn lại. Một mạng lưới kết nối đầy đủ sẽ có n(n-1)/2 kênh vật lý nhằm kết nối n thiết bị. Nhằm thực hiện được nhiều kết nối dạng này, mỗi thiết bị cần có (n-1) cổng vào/ra (I/O: input/output) như vẽở hình 2.5.

Cấu hình lưới có nhiềuưu điểm so với các dạng mạng khác:

Thứ nhất, việc sử dụng các kết nối điểm đối điểm chuyên dụng đảm bảo mỗi kết nối chỉ truyền dẫn dữ liệu của riêng mình, nên không xuất hiện vấn đề lưu thông, điều đó có thể xảy raở một tuyến có nhiều thiết bị cùng chia sẻ.

Thứ hai, tôpô lưới rất bền vững. Khi một kết nối bị hỏng thì không thểảnh hưởng lên toàn mạng được.

Mộtưu điểm nữa là tính riêng tư hay vấn đề an ninh. Khi dùng đường truyền riêng biệt thì chỉ có hai thiết bị trong kết nối dùng được thông tin này, các thiết bị khác không thể truy cập vào kết nối này được.

Cuối cùng, kết nối điểm-điểm cho phép phát hiện và tách lỗi rất nhanh. Có thể điều khiển lưu thông để tránh các đường truyền nghi ngờ bị hỏng. Nhà quản lý dễ dàng phát hiện chính xác nơi bị hỏng để nhanh chóng tìm ra nguyên nhân và có biện pháp khắc phục.

Khuyết điểm lớn nhất của mạng dạng lưới là số lượng dây và nối dây quá lớn do số cổng I/O, do mỗi thiết bị phải được kết nối với nhau, nên chi phí lắp đặt phần cứng sẽ tăng cao. Do đó, cấu hình lưới chỉ được dùng rất giới hạn, thí dụ như đường trục (backbone) kết nối các máy tính lớn (mainframe) trong một mạng hỗn hợp với nhiều cấu hình khác.

Thí dụ 1:

Công ty dùng mạng lưới kết nối đủ gồm 8 máy. Tính tổng số cáp phải kết nối, số cổng tại mỗi máy.

Giải: Công thức n(n-1)/2 cho ta:

Số kết nối n(n-1)/2 = 8(8 – 1)/2 = 28

Số cổng cho mỗi thiết bị: (n-1)= (8 – 1)= 7

2.2.2. SAO (Star):

Dạng này mỗi thiết bị có kết nối điểm - điểm với một điều khiển trung tâm, gọi là Hub. Các thiết bị không trực tiếp kết nối với nhau mà phải qua sự điều khiển của hub (xem hình 2.6).

Cấu hình saoít tốn kém hơn so với lưới. Trong dạng sao, mỗi thiết bị chỉ cần một kết nối và chỉ cần một cổng I/O dể kết nối với các thiết bị khác. Điều này làm cho việc thiết lập dễ dàng hơn và việc cấu trúc lại mạng cũng đơn giản hơn,ít lắp đặt dây hơn, việc di chuyển, loại bỏ một thiết bị khỏi mạng cũng dễ dàng hơn do chỉ liên quan đến thiết bị và hub.

Mộtưu điểm nữa là tính bền vững cao. Nếu một kết nối hỏng, chỉ có một kết nối bịảnh hưởng, các thiết bị khác vẫn hoạt động bình thường. Điều này cho phép quá trình phát hiện lỗi dễ dàng. Khi hub còn hoạt động, thì nó vẫn có thể được dùng để giám sát bài toán kết nối và loại kết nối hỏng ra khỏi mạng.

Tuy nhiên, trong cấu hình này thì mỗi thiết bị vẫn phải có kết nối với hub nên trong mạng này vấn đề nối dây vẫn còn lớn so với một số mạng khác (thí dụ cây, vòng hay bus).

2.2.3. CÂY (Tree):

Đây là biến thể của dạng sao, trong đó các nút của cây được kết nối với hub trung tâm để kiểm soát lưu thông trong mạng. Tuy nhiên, không phải tất cả các thiết bị đều được mắc vào hub trung tâm. Phần lớn các thiết bị được nối với hub phụ mà bản thân lại được nối với hub trung tâm như hình 7.

Hub trung tâm của cây được gọi là hub tích cực. Một hub tích cực bao gồm bộ lặp (repeater), tạo khả năng mở rộng cự ly của mạng.

Hub phụ có thể là tích cực hoặc thụ động, chỉ nhằm cung cấp những kết nối vật lý đơn giản giữa các thiết bị.

Ưu điểm và khuyết điểm của topo cây thường là tương tự như dạng sao. Khi thêm vào các hub phụ, làm cho mạng có haiưu điểm. Thứ nhất, cho phép thêm nhiều thiết bị được kết nối với hub trung tâm và có thể tăng cự ly tín hiệu di chuyển trong mạng.

Thứ hai, cho phép mạng phân cách và tạo mứcưu tiên của các máy tính khác nhau.

Một trong những thí dụ cơ bản là mạng truyền hình cáp, với mức độ rẽ nhánh của mạng từ tổng đài chính và chia ra đến mạng phân phối theo nhiều cấp khác nhau.

2.2.4. BUS:

Các dạng mạng vừa nêu đều thích hợp cho cấu trúc điểm- điểm, trong cấu hình bus thì lại là dạng nhiều điểm. Một đường cáp dài được gọi là trục (backbone) nhằm kết nối mọi thiết bị trong mạng (xem hình 8)

Các nút được nối với cáp bus thông qua nhánh rẻ (drop line) và điểm nối (tap). Nhánh rẻ là kết nối giữa thiết bị và cáp chính thông qua điểm nối. Khi tín hiệu qua cáp thường bị tổn hao do nhiệt và do yếu tố rẻ nhánh, từ đó có giới hạn về điểm nối má cáp chính có thể hỗ trợ được và cự ly giữa các điểm nối này với nhau.

Ưu điểm của cấu hình bus là vấn đề dễ lắp đặt cũng như thay đổi vị trí lắp đặt thiết bị.

Khuyết điểm là việc phát hiện và phân cách hỏng hóc. Một bus được thiết kế nhằm để tăng tính hiệu quả trong lắp đặt, tuy nhiên cũng khó gắn thêm thiết bị vào. Các điểm nối có thể tạo tín hiệu phản xạ làm giảm chất lượng tín hiệu truyền trong bus. Yếu tố này có thể được khống chế bằng cách giới hạn số lượng và cự ly thích hợp của các điểm nối hay phải thay thể đường trục.

Ngoài ra, khi có lỗi hay đứt cáp thì toàn mạng sẽ bị ngừng truyền dẫn tín hiệu do vòng bị hỏng có thể tạo sóng phản xạ lên đường trục, tạo nhiễu loạn trên toàn mạng.

2.2.5. VÒNG (Ring):

Trong cấu hình này, mỗi thiết bị chỉ nối điểm - điểm với hai thiết bị bên phải và bên trái của nó. Tín hiệu di chuyển trong vòng theo một chiều, từ thiết bị này sang thiết bị khác, cho đến khi đến đích. Mỗi thiết bị trong mạng cũng là một bộ lặp (chuyển tiếp - repeater) như hình 2.9.

Mạng vòng thì thường tương đối dễ thiết lập và tái cấu trúc, do mỗi thiết bị chỉ được kết nối với hai thiết bị kề cận (về mặt vật lý cũng như luận lý). Khi thêm một thiết bị thì chỉ phải di chuyển hai kết nối. Điều phải quan tâm là vấn đề môi trường truyền và lưu thông trong mạng (chiều dài mạng tối đa, và số thiết bị trong mạng). Đồng thời, việc phát hiện lỗi cũng tương đối đơn giản. Thông thường trong mạng, tín hiệu di chuyển, khi một thiết bị bị hỏng, thì sẽ xuất hiện tín hiệu báo động, thông báo cho người quản lý mạng về hỏng hóc và vị trí hỏng hóc này.

Tuy nhiên, việc di chuyển của tín hiệu trong mạng chỉ theo một chiều là một yếu điểm, khi mạng bị đứt thì toàn mạng sẽ dừng hoạt động, điều này có thể được cải thiện dùng vòng đối ngẫu hay các chuyển mạch để ngắn mạch vùng bị hỏng hóc.

Thí dụ 2:

Trong thí dụ 1, nếu các thiết bị này lại được mắc theo mạng vòng thay vì sao, cho biết số kết nối cần có:

Giải:

Để kết nối n thiết bị, ta cần n cáp nối, như thế cần 8 dây nối cho 8 thiết bị

Kết hợp cấu hình nhiều mạng con để thành một mạng lớn như hình 10.

2.3. CHẾ ĐỘ TRUYỀN DẪN

Thuật ngữ này nhằm định nghĩa chiều lưu thông của tín hiệu giữa hai thiết bị đượ kết nối với nhau. Có 3 dạng: đơn công (simplex), bán song công (half-duplex) và song công (full-duplex) như hình 2.11.

2.3.1. Đơn công (simplex):

Thông tin một chiều, một chỉ phát và một chỉ thu như hình 2.12.

Bán song công (half-duplex):

Hai chiều nhưng mỗi lần chỉ thực hiện một chức năng, nếu phát thì không thu và nếu thu thì không phát (hình 2.13).

Song công (full-duplex):

Hai chiều đúng nghĩa (hình 2.14).

2.4. CÁC DẠNG MẠNG

Hiện nay, khi nói đến mạng thì người ta nghĩ ngay đến: mạng cục bộ (LAN; local area network), mạng MAN (metropolitain area network) và mạng WAN (wide area network) như hình 2.15.

2.4.1. Mạng LAN:

Ban đầu được dùng kết nối các thiết bị trong một văn phòng nhỏ, một tòa nhà, hay khuôn viên trường đại học (xem hình 2.16). Tuy theo nhu cầu, mạng LAN có thể chỉ gồm hai máy tính và một máy in trong một văn phòng, cho đến việc mở rộng với nhiều văn phòng và các thiết bị thoại, hìnhảnh và ngoại vị khác. Hiện nay, cự ly của mạng LAN thường giới hạn trong khoảng vài km.

LAN được thiết kế cho phép chia sẻ tài nguyên giữa các máy tính và máy chủ. Tài nguyên này có thể là phần cứng (thí dụ máy in) hay phần mềm (các chương trình ứng dụng) và dữ liệu.

Ngoài kích thước thì mạng LAN còn phân biệt với các mạng khác từ phương pháp cấu hình mạng cũng như môi trường truyền dẫn.Thông thường, trong mạng LAN chỉ dùng một môi trường truyền dẫn. Cấu hình thường dùng la bus, vòng và sao.

Tồc độ truyền dẫn từ 4 đến 16 Mbps trong các mạng LAN truyền thống, hiện nay tốc độ này có thể lên đến 100 Mbps với hệ thống có thể lên đến tốc độ gigabit.

2.4.2. Mạng MAN:

Được thiết kế để hoạt động trong toàn cấp thành phố, nó có thể là một mạng như mạng truyền hình cáp, hay có thể là mạng kết nối nhiều mạng LAN thành mạng lớn hơn, như hình 2.17.

2.4.3. Mạng WAN:

Cung cấp truyền dẫn dữ liệu, hìnhảnh, thoại, và video trong diện rộng bao gồm quốc gia, lục địa và toàn cầu (hình 2.18).

2.5. LIÊN MẠNG

Khi kết nối nhiều mạng, ta có kết nối liên mạng (internetwork hay internet). Chúý là internet này không phải là Internet là một dạng mạng toàn cầu đặc biệt, xem hình 2.19.

TỪ KHÓA Và ý NIỆM CƠ BẢN

- Active hub

- Backbone

- Bus toppology

- Duplex mode

- Full – duplex mode

- Half – duplex

- Hub

- Hybrid topology

- Internet

- Line configuration

- Link

- Mesh topology

- Metropolitain area network (MAN)

- Multidrop line configuration

- Multipoint line configuration

- Node

- Peer – to – peer relationship

- Point – to – point line configuration

- Primary – secondary relationship

- Ring topology

- Simplex mode

- Star topology

- Topology

- Tree topology

- Wide area network (WAN)

TÓM TẮT

* Cấu hình đường dây là quan hệ giữa các thiết bị thông tin với đường truyền thông tin.

- Trong cấu hình nhiều điểm, ba hay nhiều thiết bị được kết nối với nhau.

* Tôpô là phương thức sắp xếp vậtý hay luận lý trong mạng. Các thiết bị có thể được bố trí thành dạng lưới, sao, cây, bus, vòng và hổn hợp.

* Có ba phương thức truyền dẫn thường gặp là: đơn công, bán song công và song công.

- Truyền dẫn đơn công chỉ đi theo một chiều mà thôi.

- Truyền dẫn bán song công thì theo hai chiều, nhưng mỗi lần chỉ có một việc (phát thì không thu, và ngược lại).

- Song công là hai chiều thu phát cùng một lúc.

* Các mạng được chia thành: LAN, MAN và WAN.

LAN: mạng cục bộ.

MAN: mạng trong một thành phố.

WAN: mạng toàn cầu.
PHẦN LUYỆN TẬP

Câu hỏiôn tập:

1. Có bao nhiêu phương pháp tôpô trong cấu hình đường dây?

2. Định nghĩa ba chế độ truyền dẫn?

3. Cho biếtưu điểm của các dạng cấu hình mạng?

4.ưu điểm của phương pháp nhiều điểm so với điểm - điểm?

5. Cho biết các yếu tố cơ bản nhằm xác định các hệ thống thông tin là LAN, MAN hay WAN.

6. Cho biết hai dạng cấu hình đường dây?

7. Cho biết 5 dạng tôpô mạng?

8. Phân biệt giữa quan hệ đồng cấp và quan hệ sơ cấp - thứ cấp?

9. Trình bày các khuyết điểm của các tôpô mạng?

10. Trình bày công thức tính số dây nối cần thiết để thiết lập lưới, sao, cây, bus và hỗn hợp?

11. Phân loại 5 tôpô mạng theo cấu hình đường dây?

12. Có n thiết bị trong mạng, cho biết số dây nối cần thiết để thiết lập lưới, sao, cây, bus và hỗn hợp?

13. Khác biệt giữa hub trung tâm và hub phụ là gì? Giữa hub tích cực và hub thụ động là gì? Chúng quan hệ với nhau như thế nào?

14. Yếu tố giới hạn kích thước mạng bus là gì?

15. Trình bày phương pháp phát hiện hỏng hóc về cáp nối trong các tôpô mạng?

16. Kết nối liên mạng là gi? Internet là gì?

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

1. Cho biết topo mạng nào cần có bộ điều khiển trung tâm hay hub:

a. Lưới

b. Sao

d. Vòng

a. Lưới

c. Bus

3. Cho biết dạng kết nối thông tin giiữa bàn phím và máy tính là:

a. Đơn công

b. Bán song công

c. Song công

d. Tự động

4. Mạng có 25 máy tính, cho biết tôpô nào có nối dây nhiều nhất:

a. Lưới

c. Bus

5. Mạng cây là biến thể của mạng

a. Lưới

b. Sao

d. Vòng

a. Đơn công

b. Bán song công

c. Song công

d. Tự động

7. Cho biết dạng tôpô mạng nào mà khi có n thiết bị, mỗi thiết bị cần thiết phải có (n - 1) cổng I/O:

a. Lưới

b. Sao

d. Vòng

a. Điểm - điểm

b. Nhiều điểm

c. Sơ cấp

d. Thứ cấp

9. Trong dạng kết nối nào mà nhiều hơn hai thiết bị chia sẻ đường truyền

a. Điểm - điểm

b. Nhiều điểm

c. Sơ cấp

d. Thứ cấp

10. Trong dạng truyền dẫn nào mà dung lượng kênh truyền được chia sẻ với tất cả các thiết bị trong mỗi thời gian

a. Đơn công

b. Bán song công

c. Song công

d. Tất cả sai

11. Nhà xuất bản MacKenzie Publishing, với tổng hành dinh đặt tại London và nhiều văn phòng đặt tại Châuá, Âu, Nam Mỹ, có thể đã được kết nối dùng mạng:

a. LAN

b. MAN

d. Tất cả đều sai

12. Văn phòng công ty A có hai máy tính kết nối với một máy in, như thế họ dùng mạng:

a. LAN

c. WAN

13. Cho biết dạng tôpô mạng thích hợp với cấu hình điểm - điểm:

a. Lưới

b. Vòng

d. Tất cả đều đúng

14. Trong dạng kết nối nào mà đường truyền chỉ dùng cho hai thiết bị

a. Sơ cấp

b. Thứ cấp

c. Chỉ định

d. Tất cả đều sai

15. Trong tôpô mạng lưới, quan hệ giữa một thiết bị với một thiết bị là:

a. Sơ cấp đến đồng cấp

b. Đồng cấp đến sơ cấp

c. Sơ cấp đến thứ cấp

d. Đồng cấp

16. Trong tôpô mạng nào mà khi cáp đứt thì mạng ngừng hoạt động

a. Lưới

c. Bus

17. Một mạng dùng nhiều hub thì có cấu hình dạng

a. Lưới

b. Cây

d. Sao

a. Lưới

c. Bus

BÀI TẬP

2. Cho biết tôpô mạng trong hình 2.20:

2. Cho biết tôpô mạng trong hình 2.20:

Hình 2.20

3. Cho biết tôpô mạng trong hình 2.21:

Hình 2.21

4. Cho biết tôpô mạng trong hình 2.22:

Hình 2.22

5. Cho biết tôpô mạng trong hình 2.23:

Hình 2.23

6. Cho biết tôpô mạng trong hình 2.24:

Hình 2.24

7. Trong hình 2.25, cho biết mạng nào có dạng vòng:

Hình 2.25

8. Trong bốn dạng mạng sau, cho biết hậu quả nếu kết nối hỏng:

a. Năm thiết bị kết nối theo dạng lưới

b. Năm thiết bị kết nối theo dạng sao (không tính hub)

c. Năm thiết bị kết nối theo dạng bus

d. Năm thiết bị kết nối theo dạng vòng

9. Vẽ mạng hỗn hợp có trục là mạng sao và 3 mạng vòng.

10. Vẽ mạng hỗn hợp có trục là mạng vòng và 2 mạng bus.

11. Vẽ mạng hỗn hợp có trục là mạng bus kết nối với hai mạng trục là mạng vòng. Mỗi mạng vòng nối 3 mạng sao.

12. Vẽ mạng hỗn hợp có trục chính là mạng sao kết nối với hai mạng trục là mạng bus. Mỗi mạng bus nối 3 mạng vòng.

13. Một mạng gồm 4 máy tính, nếu chỉ còn bốn đoạn cáp nối, thử cho biết dạng mạng thích hợp nhất trong trường hợp này?

14. Giả sử muốn thêm hai thiết bị mới vào trong một mạng hiện hữu với 5 thiết bị, Khi dùng mạng lưới thì cần bao nhiêu cáp nối? Khi dùng mạng vòng thì cần bao nhiêu cáp nối?

15. Năm máy tính được kết nối theo cấu hình nhiều điểm, cáp chỉ có thể truyền 100.000bps.

Nếu tất cả các máy tính đều có dữ liệu cần gửi, cho viết tốc độ trung bình của mỗi máy tính là bao nhiêu?

16. Khi dùng điện thoại kết nối với thuê bao khác, cho biết lúc này là kết nối điểm - điểm

hay nhiều điểm? giải thích?

17. Cho biết các phương thức truyền dẫn thích hợp nhất (đơn công, bán song công và song công) trong các trường hợp sau:

1. Máy tính với màn hình

2. Đàm thoại giữa 2 người

3. Đài truyền hình
Chương 3:
MÔ HÌNH OSI

Tổ chức ISO (International Standard Organization) được thiết lập từ năm 1947 là cơ quan quốc tế nhằm đề ra các tiêu chuẩn cho toàn thế giới. Một tiêu chuẩn ISO bao trùm tất cả các yếu tố thông tin mạng được gọi là mô hình OSI (Open Systems Interconnection). Gọi là hệ thống mở, là mô hình hai hệ thống khác nhau có thể thông tin với nhau bất kể kiến trúc mạng của chúng ra sao.

Mục đích của mô hình OSI là mở rộng thông tin giữa nhiều hệ thống khác nhau mà không đòi hỏi phải có sự thay đổi về phần cứng hay phần mềm đối với hệ thống hiện hữu. Mô hình OSI không phải là giao thức (protocol) mà là mô hình giúp hiểu biết và thiết kế kiến trúc mạng một cách mềm dẻo, bền vững và dễ diễn đạt hơn.

ISO là tổ chức còn OSI là mô hình.

3.1. MÔ HÌNH OSI:

Mô hình OSI là một khung sườn phân lớp để thiết kế mạng cho phép thông tin trong tất cả các hê thống máy tính khác nhau. Mô hình này gổm bảy lớp riêng biệt nhưng có quan hệ với nhau, mỗi lớp nhằm định nghĩa một phân đoạn t rong quá trình di chuyển thông tin qua mạng (như hình 3.1). Tìm hiểu về mô hình OSI sẽ cung cấp cơ sở cho ta để khám phá việc truyền số liệu.

Application 7

Presentation 6

Session 5

Transport 4

Network 3

Data link 2

Physical 1

Hình 3.1

Mô hình OSI được cấu tạo từ 7 lớp: lớp vật lý (lớp 1), lớp kết nối dữ liệu (lớp 2), lớp mạng (lớp 3), lớp vận chuyển (lớp 4) lớp kiểm soát kết nối (lớp 5), lớp biểu diễn (lớp 6) và lớp ứng dụng (lớp 7). Hình 3.2 minh họa phương thức một bản tin được gửi đi từ thiết bị A đến thiết bị B. Trong quá trình di chuyển, bản tin phải đi qua nhiều nút trung gian. Các nút trung gian này thường nằm trong ba lớp đầu tiên trong mô hình OSI. Khi phát triển mô hình, các nhà thiết kế đã tinh lọc quá trình tìm kiếm dữ liệu thành các thành phần đơn giản nhất. Chúng xác định các chức năng kết mạng được dùng và gom chúng thành các nhóm riêng biệt gọi là lớp. Mỗi lớp định nghĩa một họ các chức năng riêng biệt so với lớp khác. Thông qua việc định nghĩa và định vị các chức năng theo cách này, người thiết kế tạo ra được một kiến trúc vừa mềm dẻo, vừa dễ hiểu. Quan trọng hơn hết, mô hình OSI cho phép có được tính minh bạch (transparency) khi so sánh với các hệ thống tương thích.

Application 7

Presentation 6

Session 5

Transport 4

Network 3

Data link 2

Physical 1

7-6 interface

6-5 interface

5-4 interface

4-3 interface

3-2 interface

2-1 interface

Application

Presentation

Session

Network

Physical

6-5 interface

5-4 interface

4-3 interface

3-2 interface

2-1 interface

7

6

5

3

2

Data

Network2

link

Physical communication Physical communication

Link Link

Intermediate

node

Device

Device

Hình 3.2

Please Do Not Touch Steve’s Pet Alligator (Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application).

3.1.2. CÁC QUÁ TRÌNH ĐỒNG CẤP:

Trong một máy tính đơn, mỗi lớp gọi dịch vụ của lớp ngay phía dưới. Thí dụ, lớp 3, dùng các dịch vụ của lớp 2 và cung cấp dịch vụ cho lớp 4. Giữa các máy tính với nhau thì lớp x của một máy phải thông tin với lớp x của máy kia, thông qua một chuỗi các luật và quiước được gọi là giao thức (protocole). Quá trình để mỗi máy thông tin với nhau tại một lớp được gọi là quá trình đồng cấp (peer to peer processes). Thông tin giữa các máy là quá trình đồng cấp dùng giao thức thích hợp cho lớp này.

Trong lớp vật lý, thông tin trực tiếp hơn: Máy A gửi một dòng bit đến máy B.

Trong các lớp cao hơn, thì thông tin này phải di chuyển xuống qua các lớp của máy A, để đi đến máy B, và tiếp tục đi lên đến lớp cần thiết. Mỗi lớp trong máy phát tin gắn thêm vào bản tin vừa nhận thông tin riêng của mình và chuyển nguyên gói lên lớp phía trên. Thông tin thêm vào này được gọi là header và trailer (là các thông tin được thêm vào tại phần đầu và phần cuối của phần dữ liệu). Header được thêm vào tại lớp 6, 5, 4, 3, và 2. trailer được thêm vào trong lớp 2.

Header được thêm vàoở lớp 6, 5, 4, 3, và 2. Trailer thường chỉ được thêm vàoở lớp 2.

Tại lớp 1, trọn gói dữ liệu được chuyển thành dạng có thể chuyển được đến máy thu. Tại máy thu, bản tin này được trải ra từng lớp, với mỗi quá trình nhận và lấy thông tin ra. Thí dụ, lớp 2 gở ra các thông tin của mình, và chuyển tiếp phần còn lại lên lớp 3. Tương tự, lớp 3 gỡ phần của mình và chuyển tiếp sang lớp 4, và cứ thế tiếp tục.

3.1.3. GIAO DIỆN GIỮA CÁC LỚP

Việc chuyển dữ liệu và thông tin mạng đi xuống qua các lớp của máy phát và đi ngược lên qua các lớp của máy thu được thực hiện nhờ có phần giao diện của hai lớp cậ n kề nhau. Mỗi giao diện định nghĩa thông tin và các dịch vụ mà lớp phải cung cấp cho lớp trên nó, Các giao diện được định nghĩa tốt và các chức năng lớp cung cấp tính modun cho mạng. Miễn sao một lớp vẫn cung cấp các dịch vụ cần thiết cho các lớp trên nó, việc thực thi chi tiết của các chức năng này có thể được thay đổi hoặc thay thế không đòi hỏi thay thế các lớp xung quanh.

3.1.4. TỔ CHỨC CÁC LỚP

Bảy lớp có thể được xem như là thuộc ba nhóm con sau: Lớp 1, 2, 3 - lớp vật lý, kết nối dữ liệu và mạng: là nhóm con các lớp hỗ trợ mạng, nhằm giải quyết các yếu tố vật lý và di chuyển dữ liệu từ một thiết bị này sang một thiết bị khác (như các đặc tính điện học, kết nối vật lý, định địa chỉ vật lý và thời gian truyền cũng như độ tin cậy). Lớp 5, 6, và 7: lớp kiểm soát kết nối, biểu diễn vàứng dựng có thể được xem là nhóm con các lớp hỗ trợ user; chúng cho phép khả năng truy cập đến nhiều hệ thống phần mềm. Lớp 4: lớp vận chuyển, bảo đảm tính tin cậy cho việc truyền dẫn end to end (hai đầu mút) trong khi đó lớp 2 đảm bảo tính tin cậy trên một đường truyền đơn. Các phía trên của mô hình OSI hầu như luôn luôn thực thi trong phần mềm; các lớp bên dưới được thực thi kết hợp phần cứng và phần mềm, trừ lớp vật lý hầu như là thuộc phần cứng. Hình 3.3 minh họa tổng thể về các lớp OSI, dữ liệu L7 tức là lớp đơn vị dữ liệu của lớp 7, dữ liệu L6 là đơn vị dữ liệu của lớp 6, và tiếp tục. Quá trình bắt đầu từ lớp 7 (lớp ứng dụng), rồi đi xuống dần theo thứ tự. Tại mỗi lớp (trừ lớp 7 và lớp 1), header được thêm vào đơn vị dữ liệu. Tại lớp 2, trailer được thêm vào. Sau đó format này của dữ liệu được chuyển thành tín hiệu điện từ trường và vận chuyển theo đường truyền vật lý.

Sau khi đến đích, tín hiệu đi qua lớp 1 và được chuyển đổi thành các bit. Đơn vị dữ liệu lúc này di chuyển ngược lên các lớp OSI. Khi mỗi block dữ liệu này đến lớp kế tiếp thì các header và trailer tươngứng được gở bỏ đi, để thực thiện yêu cầu theo chức năng của lớp này. Khi đến lớp 7, bản tin có dạng thích hợp cho ứng dụng và sẳn sàng cho người nhận.

3.2. CHỨC NĂNG CỦA CÁC LỚP

Phần này trình bày ngắn gọn chức năng của từng lớp trong mô hình OSI.

3.2.1. LỚP VẬT LÝ:

Điều phối các chức năng cần thiết để truyền dòng bit đi qua môi trường vật lý. Quan tâm đến các tính chất cơ học và điện học của giao diện và môi trường truyền. Lớp cũng định nghĩa các thủ tục và chức năng mà thiết bị vật lý và giao diện phải thực hiện khi truyền. Hình 4 minh họa vị trí của lớp vật lý trong môi trường truyền và lớp kết nối dữ liệu.

Hình 3.4 s

Lớp vật lý có các chức năng sau:

 Đặc tính vật lý của giao diện và môi trường truyền: lớp vật lý định nghĩa các đặc tính của giao diện giữa các thiết bị và môi trường truyền. Ngoài ra, lớp còn định nghĩa dạng của môi trường truyền.

 Biểu diễn các bit: Dữ liệu lớp vật lý bao gồm dòng các bit (chuỗi các giá trị 0 và 1) mà không cần phải phiên dịch. Để truyền dẫn thì các bit này phải được mã hóa thành tín hiệu - điện hay quang. Lớp vật lý định nghĩa dạng mã hóa (phương thức các giá trị 0 và 1 được chuyển đổi thành tín hiệu).

 Tốc độ dữ liệu: hay tốc độ truyền - số bit được truyền đi trong một giây. Nói cách khác, lớp vật lý định nghĩa độ rộng mỗi bit.

 Đồng bộ các bit: Máy phát và máy thu cần được đồng bộ hóa theo cấp độ bit. Nói cách khác, đồng hồ của máy phát và máy thu phải được đồng bộ hóa.

 Cấu hình đường dây: Lớp vật lý còn giải quyết phương thức thiết bị được nối với môi trường. Trong cấu hình điểm - điểm, hai thiết bị được nối với nhau qua kết nối được chỉ định. Trong cấu hình điểm nối nhiều điểm, một kết nố i được chia xẻ cho nhiều thiết bị

 Tôpô vật lý: định nghĩa phương thức kết nối thiết bị để tạo thành mạng. Thiết bị có thể được nối theo lưới, sao, cây, vòng hay bus.

 Chế độ truyền: lớp vật lý định nghĩa chiều truyền dẫn giữa hai thiết bị: đơn công, bán song công hay song công. Trong chế độ đơn công (simplex) chỉ có thông tin một chiều, trong bán song công (half duplex) hai thiết bị có thể nhận và gửi nhưng không đồng thời. Trong chế độ song công (full duplex) hai thiết bị có thể gửi và nhận đồng thời.

3.2.2. LỚP KẾT NỐI DỮ LIỆU:

Lớp kết nối dữ liệu chuyển các dữ liệu thô từ lớp vật lý thành dữ liệu có độ tin cây cao hơn và có thể chuyển giao từ nút đến nút. Điều này làm cho lớp vật lý có vẽ như là không có lỗi về khi chuyển lên lớp trên (lớp mạng). Hình 5 cho thấy quan hệ của lớp kết nối dữ liệu với lớp mạng và lớp vật lý.

Lớp kết nối dữ liệu có các đặc tính sau:

 Tạo khung (framing): lớp điều khiển kết nối chia dòng bit nhận được thành các đơn vị dữ liệu quản lý được gọi là khung (frame).

 Định địa chỉ vật lý: nếu frame được phân phối đến nhiều hệ thống trong mạng, thì lớp kết nối dữ liệu thêm vào frame một header để định nghĩa địa chỉ vật lý của nơi phát (địa chỉ nguồn) và/hay nơi nhận (địa chỉ đích). Nếu frame nhằm gửi đến hệ thống ngoài mạng của nguồn phát, thì địa chỉ nơi nhận là địa chỉ của thiết bị nối với mạng kế tiếp.

 Điều khiển lưu lượng: nếu tốc độ nhận dữ liệu của máy thu bé hơn so với tốc độ của máy phát, thì lớp kết nối dữ liệu tạo cơ chế điều khiển lưu lượng tránh quá tải của máy thu

 Kiểm tra lỗi: lớp kết nối dữ liệu thêm khả năng tin cậy cho lớp vật lý bằng cách thêm cơ chế phát hiện và gửi lại các frame bị hỏng hay thất lạc. Đồng thời, cũng tạo cơ chế tránh gửi trùng các frame. Kiểm tra lỗi thường được thực hiện nhờ trailer được thêm vàoở phần cuối của frame.

 Điều khiển truy cập: khi hai hay nhiều thiết bị được kết nối trên cùng một đường truyền, cần có giao thức của lớp kết nối dữ liệu để xác định thiết bị nào nắm quyền trên kết nối tại một thời điểm.

Hình 3.6

Hình 3.6 vẽ nút có địa chỉ vất lý là 10 đến địa chỉ 87. Hai nút được kết nối bằng một kết nối. Trong mức kết nối dữ liệu frame này chứa địa chỉ vật lý đặt tại header. Phần còn lại trong header chứa các thông tin cần thiết cho mức mày. Trailer thường chứa các bit phụ nhằm kiểm tra lỗi.

3.2.3. LỚP MẠNG:

Nhằm chuyển giao từ nguồn đến đích một gói (packet) có thể đi qua nhiều mạng khác nhau, lớp mạng cho phép chuyển giao gói này đi được từ một điểm nguồn đến điểm đích cuối cùng (có thể khác mạng).

Nếu hai hệ thống được kết nối cùng mạng, thì không cần thiết phải có lớp mạng. Tuy nhiên, khi hai thiết bị nàyở hai mạng khác nhau, thì cần có lớp mạng để thực hiện giao nhận nguồn – đích này. Hình 3.7 cho thấy quan hệ giữa lớp mạng và lớp kết nối dữ liệu và lớp vận chuyển.

Hình 3.7

 Định địa chỉ luận lý: địa chỉ vật lý do lớp kết nối dữ liệu chỉ giải quyết được vấn đề định địa chỉ cục bộ. Nếu gói dữ liệu đi qua vùng biên của mạng, thì nhất thiết phải có thêm một hệ thống định địa chỉ khác giúp phân biệt giữa hệ thống nguồn và hệ thống đích. Lớp mạng thêm header vào gói từ lớp trên xuống, trong đó chứa địa chỉ luận lý của nơi gửi và nơi nhận.

 Định tuyến (routing): khi nhiều mạng độc lập được nối với nhau để tạo ra liên mạng (mạng của mạng) hay một mạng lớn hơn, thì thiết bị kết nối là bộ định tuyến (router hay gateways) được dùng để chuyển đường đi được đến đích, lớp mạng được thiết lập cho mục tiêu này.

Thí dụ 2: xem hình 3.8

Hình 3.8

Ta cần gửi dữ liệu từ nút với mạng có địa chỉ A và địa chỉ vật lý là 10, nằm trong mạng nội bộ LAN, đến một nút với mạng có địa chỉ P và địa chỉ vật lý là 95, trong một mạng nội bộ khác. Do hai thiết bị nằm ở hai mạng khác nhau, ta không thể chỉ dùng địa chỉ vật lý; nên nhất thiết phải có thêm địa chỉ luận lý. Điều cần ở đây là phải có một địa chỉ vạn năng có thể dùng qua khỏi mạng cục bộ.

Địa chỉ (luận lý) của mạng phải có được đặc tính này. Gói nằm trong lớp mạng chứa địa chỉ luận lý, tuy tương tự cho nguồn nguy thủy và đích (tức là A và P). Các địa chỉ này sẽ không đổi khi đi từ mạng này sang mạng khác. Tuy nhiên, địa chỉ vật lý sẽ thay đổi khi gói được di chuyển từ mạng này sang mạng khác. Ký hiệu hình hộp R được dùng để chỉ bộ định tuyến (router).

3.2.4. LỚP VẬN CHUYỂN:

Lớp vận chuyển nhằm chuyển toàn bản tin từ nguồn đến đích (end to end). Khi lớp mạng nhận ra việc chuyển end to end của một gói riêng, lớp không nhận ra bất kỳ quan hệ nào giữa các gói này. Lớp sẽ xử lý các gói riêng biệt, vì cho rằng các gói này thuộc vào các bản tin riêng biệt, cho dù phải hay không phải đi nữa. Mặt khác, lớp vận chuyển bảo đảm là toàn bản tin đều đến là nguyên vẹn và theo thứ tự, bỏ qua việc kiểm tra lỗi, và điều khiển lưu lượng tại cấp nguồn đến đích. Hình 3.9 minh họa quan hệ giữa lớp vận chuyển với lớp mạng và lớp kiểm soát kết nối Để tăng cường tính an ninh, lớp vận chuyển có thể tạo một kết nối giữa hai cảng cuối. Kết nối là một đường nối luận lý giữa nguồn và đích liên quan đến mọi gói trong bản tin. Việc tạo kết nối bao gồm ba bước: thiết lập kết nối, chuyển dữ liệu, và nhả kết nối. Thông qua việc xác nhận việc truyền dẫn tất cả mọi gói trên một đường, lớp vận chuyển kiểm soát thêm được lên trình tự truyền, lưu lượng, phát hiện và sửa lỗi.

Hình 3.9

 Định địa chỉ điểm dịch vụ (service-point addressing): Một máy tính thường chạy nhiều chương trình trong cùng một lúc. Vì thế, chuyển giao nguồn – đích không có nghĩa là từ một máy tính đến máy khác mà còn từ những quá trình đặc thù (chạy chương trình) lên các chương trình khác. Như thế header của lớp vận chuyển phải bao gồm một dạng địa chỉ đặc biệt là gọi là địa chỉ điểm dịch vụ (service -point addressing) hay còn gọi là địa chỉ cổng. Lớp mạng lấy mỗi gói đến đúng từ máy tính, lớp vận chuyển lấy toàn bản tin đến đúng quá trình của máy tính đó.

 Phân đoạn và hợp đoạn: Một bản tin được chia thành nhiều phân đoạn truyền đi được, mỗi phân đoạn mang số chuỗi. Các số này cho phép lớp vận chuyển tái hợp đúng bản tin khi đến đích để có thể nhận dạng và thay thế các gói bị thất lạc trong khi truyền dẫn.

 Điều khiển kết nối: Lớp vận chuyển có thể theo hướng kết nối hay không kết nối. Lớp vận chuyển theo hướng không kết nối xử lý mỗi phân đoạn như là gói độc lập và chuyển giao đến lớp vận chuyển của máy đích. Lớp vận chuyển theo hướng kết nối tạo kết nối với lớp vận chuyển của máy đích truớc khi chuyển giao gói. Sau khi chuyển xong dữ liệu, thì kết thúc kết nối.

 Điều khiển lưu lượng: Tương tự như trong lớp kết nối dữ liệu, lớp vận chuyển có nhiệm vụ điều khiển lưu lượng. Tuy nhiên, điều khiển lưu lượng trong lớp này được thực hiện bằng cách end to end thay vì kết nối đơn.

 Kiểm tra lỗi: Tương tự như lớp kết nối dữ liệu, lớp vận chuyển cũng có nhiệm vụ kiểm tra lỗi. Tuy nhiên, kiểm tra lỗi trong lớp này được thực hiện bằng cách end to end thay vì kết nối đơn. Lớp vận chuyển của máy phát bảo đảm là toàn bản tin đến lớp vận chuyển thu không bị lỗi (hỏng hóc, thất lạc hay trùng lắp). Việc sửa lỗi thường được thực hiện trong qua trình truyền lại.

Thí dụ 3: hình 3.10

Hình 3.10 Dữ liệu đến từ lớp trên địa chỉ service-point (port) là j và k (j là địa chỉ của ứng dụng gửi và k là địa chỉ của ứng dụng thu). Do kích thước của dữ liệu lớn hơn khả năng của lớp mạng, nên dữ liệu được chia thành hai gói, mỗi gói vẫn còn giữa địa chỉ điểm dịch vụ (j và k). Nên trong lớp mạng, địa chỉ mạng (A và P) được thêm vào mỗi gói. Các gói sẽ di chuyển theo các đường khác nhau và đến đích theo hay không theo thứ tự. Hai gói được chuyển giao đến lớp mạng đích, có nhiệm vụ gở bỏ header lớp mạng. Hai gói được chuyển tiếp sang lớp vận chuyển, được tái hợp để chuyển giao lên lớp trên.

3.2.5. LỚP KIỂM SOÁT KẾT NỐI:

Các dịch vụ do ba lớp đầu (vật lý, kết nối dữ liệu, và lớp mạng) đôi khi chưa đủ cho một số quá trình. Lớp kiểm soát là lớp điều khiển đối thọai. Lớp này thiết lập, duy trì, và đồng bộ hóa yếu tố tương tác giữa các hệ thống thông tin.

Các chức năng đặc biệt của lớp kiểm soát là:

 Điều khiển kết nối: Lớp kiểm soát cho phép hai hệ thống đi vào đối thoại. Lớp cho phép thông tin giữa hai quá trình bán song công hay song công. Thí dụ đối thoại giữa đầu cuối kết nối với máy chủ là bán song công.

 Đồng bộ: Lớp kiểm soát cho phép quá trình thêm các checkpoint (điểm đồng bộ) vào trong dòng dữ liệu.

Thí dụ, một hệ thống gửi một file gồm 2000 trang, nên chèn vào checkpoint sau mỗi 100 trang đề bảo đảm mỗi đơn vị 100 trang được nhận và xác nhận một cách độc lập. Trong trường hợp này, nếu truyền dẫn bị đứt vào trang 523, thì việc truyền lại chỉ bắt đầu vào trang 501, không cần truyền lại các trang từ 1 đến 500. Hình 3.11

minh họa quan hệ giữa lớp kiểm soát với lớp vận chuyển và lớp trình bày.

3.2.6. LỚP TRÌNH BÀY:

Lớp trình bày giải quyết các vấn đề về cú pháp (syntax) và ngữ nghĩa (sematic) của thông tin trao đổi của hai hệ thống. Hình 3.12 cho thấy quan hệ giữa lớp trình bày với lớp ứng dụng và lớp kiểm soát.

Hình 3.11

Các nhiệm vụ cơ bản của lớp là:

 Biên dịch (translation): Các quá trình (chương trình đang chạy) của hai hệ thống thường trao đổi thông tin theo dạng chuỗi các ký tự, số, v.v...Thông tin này nhất thiết phải được chuyển sang dòng bit trước khi được gửi đi. Do các máy tính khác nhau thường dùng các phương pháp mã hóa khác nhau, nên lớp trình bày có nhiệm vụ vận hành chung trong hai hệ thống này. Lớp trình bày tại máy phát thay đổi dạng thông tin từ dạng của máy phát (sender - depending) sang dạng thông thường. Tại máy thu, thì lớp trình bày chuyển dạng thông thường thành dạng của máy thu (receiving depending).

 Mã khóa (encryption): Để mang các thông tin nhạy cảm, hệ thống phải có khả năng bảo đảm tính riêng tư. Mã khóa là quá trình mà máy phát chu yển đổi thông tin gốc thành dạng khác và gửi đi bản tin đi qua mạng. Giải mã khóa (decryption) là quá trình ngược lại nhằm chuyển bản tin trở về dạng gốc.

 Nén: Nén dữ liệu nhằm giảm thiểu số lượng bit để truyền đi. Nén dữ liệu ngày càng trở nhên quan trọng trong khi truyền multimedia như văn bản, audio, và video.

3.2.7. LỚP ỨNG DỤNG:

Cho phép người dùng (user), là người hay phần mềm, truy cập vào mạng. Lớp này cung cấp giao diện và hỗ trợ dịch vụ như thư điện tử, remote file access and transfer, shared da tabase management, và các dạng dịch vụ phân phối dữ liệu khác.

Hình 3.13 minh họa quan hệ giữa lớp ứng dụng với user và lớp trình bày. Trong số các dịch vụ có được, thì hình vẽ chỉ trình bày 3 dạng: X.400 (message handle services); X.500 (directory services); và chuyển file access, and management (FTAM). User trong hình đã dùng X.400 và gửi một email. Chúý là không có thêm header hay trailer trong lớp này.

Hình 3.12

Các chức năng của lớp này là:

 Mạng đầu cuối ảo (network virtual terminal): là một version của phần mềm của đầu cuối vật lý và cho phép user log on vào máy chủ (remote host). Để làm việc này, lớp ứng dụng tạo ra một phần mềm mô phỏng đầu cuối cho remote host. Máy tính của user đối thoại phần mềm đầu cuối này, tức là với host và ngược lại. Remote host tưởng là đang đối thoại với terminal của mình và cho phép bạn log on.

 Quản lý, truy cập và truyền dữ liệu (FTAM: file transfer, access, and management): Ứng dụng này cho phép user truy cập vào remote computer (để đọc hay thay đổi dữ liệu), để truy lục file từ remote computer và quản lý hay điều khiển file từ remote computer.

 Dịch vụ thư điện tử: Ứng dụng này cho cung cấp cơ sở cho việc gửi, trả lời và lưu trữ thư điện tử.

 Dịch vụ thư mục (directory services): Ứng dụng này cung cấp nguồn cơ sở dữ liệu (database) phân bố và truy cập nguồn thông tin toàn cầu về các dịch vụ và mục đích khác nhau.

TÓM TẮT VỀ CHỨC NĂNG CÁC LỚP:

Chức năng của bảy lớp được tóm tắt ở hình 3.14:

Hình 3.13

13.1 GIAO THỨC TCP/IP:

Giao thức TCP/IP được dùng trong Internet, ban đầu được phát triển trong mô hình OSI. Tuy nhiên các lớp trong TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internetworking Protocol) lại không khớp hoàn toàn với mô hình OSI. Giao thức TCP/IP được tạo nên từ năm lớp: vật lý, kết nối dữ liệu, mạng, vận chuyển và ứng dụng. Bốn lớp đầu cung cấp các tiêu chuẩn vật lý, giao diện mạng, kết mạng, và chức năng vận chuyển tươngứng với bốn lớp trong mô hình OSI. Ba lớp sau của mô hình OSI, lại chỉ được thể hiện thành một lớp trong TCP/IP và được gọi là lớp ứng dụng.

TCP/IP là giao thức dạng phân cấp, được tạo ra từ các mođun tương tác, mỗi mođun có các chức năng đặc thù, nhưng không nhất thiết phải phụ thuộc nhau. Trong khi lớp OSI đặc trưng chức năng nào cho lớp nào, thì lớp của TCP/IP chứa đựng những giao thức tương đối độc lập có thể được trộn lẫn tùy theo nhu cầu của hệ thống. Thuật ngữ phân cấp tức là giao thức lớp trên được hỗ trợ từ một hay nhiều giao thức cấp thấp hơn.

Trong lớp vận chuyển thì TCP/IP định nghĩa hai giao thức: TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). Trong lớp mạng, giao thức chính do TCP/IP là IP (Internetworking Protocol) cho dù hiện có một số giao thức khác hỗ trợ di chuyển dữ liệu trong lớp này.

TỪ KHÓA VÀ Ý NIỆM

- Application layer

- Bit

- Data link layer

- Error

- Header

- Logical address

- Network layer

- Node to node delivery

- Open System Interconnection (OSI)

- Peer to peer process

- Physical address

- Port address

- Presentation layer

- Session layer

- Source address

- Source to destination delivery

- Trailer

- Transmission Control Protocol/Internet working Protocol (TCP/IP)

- Transmission rate

- Transport layer

TÓM TẮT

International Standard Organization (ISO) tạo ra mô hình gọi là OSI (Open System Interconnection) nhằm cho phép thông tin giữa các hệ thống khác nhau.

 Lớp vật lý, kết nối dữ liệu, và lớp mạng là các lớp hỗ trợ mạng

 Lớp vận chuyển là lớp hỗ trợ mạng và hỗ trợ user

 Lớp kiểm soát, trình bày và ứng dụng là các lớp hỗ trợ user

 Lớp vật lý điều phối các chức năng cần thiết để truyền dòng bit trong môi trường vật lý

 Lớp kết nối dữ liệu có nhiệm vụ giao nhận đơn vị dữ liệu từ một trạm đến trạm kế mà không có lỗi

 Lớp mạng chịu trách nhiệm giao nhận từ nguồn đến đích một gói qua nhiều kết nối mạng

 Lớp vận chuyển có nhiệm vụ giao nhận từ nguồn đến đích toàn bản tin

 Lớp kiểm soát thiết lập, duy trì, và đồng bộ các tương tác giữa các thiết bị thông tin.

 Lớp trình bày bảo đảm khả năng hoạt động qua lại giữa các thiết bị thông tin xuyên qua biến đổi dữ liệu thành format được các thiết bị chấp nhận chung.

 Lớp ứng dụng thiết lập khả năng truy cập mạng của user

 TCP/IP là giao thức năm lớp dạng phân cấp được phát triển trước khi có mô hình OSI, và là giao thức thích hợp cho Internet.

BÀI LUYỆN TẬP

* CÂU HỎI ÔN TẬP:

1. Cho biết các lớp hỗ trợ mạng trong mô hình OSI?

2. Cho biết các lớp hỗ trợ user trong mô hình OSI?

3. Cho biết sự khác biệt giữa phương thức giao nhận trong lớp mạng và lớp vận chuyển?

4. Quan hệ giữa OSI và ISO?

5. Liệt kê các lớp trong mô hình OSI?

6. Quá trình thông tin đồng cấp là gì?

7. Cho biết phương thức lấy thông tin từ một lớp này sang lớp khác trong mô hình OSI?

8. Header và trailer là gì ? Chúng được thêm vào và gở bỏ ra sao ?

9. Phân các lớp trong mô hình OSI theo chức năng?

10. Vai trò của lớp vật lý?

11. Vai trò của lớp kết nối dữ liệu?

12. Vai trò của lớp mạng?

13. Vai trò lớp vận chuyển?

14. Lớp vận chuyển tạo ra kết nối giữa nguồn và đích. Cho biết ba bước được thực hiện trong kết nối này?

15. Cho biết khác biệt giữa địa chỉ service -point và địa chỉ luận lý, địa chỉ vật lý?

16. Vai trò của lớp kiểm soát?

17. Mục tiêu của bộ điều khiển đối thoại là gì?

18. Vai trò của lớp trình bày là gì?

19. Cho biết mục tiêu phiên dịch của lớp ứng dụng?

20. Cho biết các dịch vụ do lớp ứng dụng cung cấp?

21. Cho biết quan hệ giữa các lớp trong TCP/IP với các lớp trong mô hình OSI?

* CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

22. Mô hình nào cho thấy các chức năng mạng mà máy tính cần đươc tổ chức:

a. ITU-T

c. ISO

23. Mô hình OSI gồm bao nhiêu lớp:

a. 3

b. 5

d. 8

a. vận chuyển

b. kiểm soát

c. trình bày

d. ứng dụng

25. Giao nhận end to end của toàn bản tin là chức năng của lớp:

a. mạng

b. vận chuyển

d. trình bày

26. Lớp gần với môi trường truyền dẫn nhất là lớp:

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. mạng

27. Các đơn vị dữ liệu dữ liệu được gọi là frame trong lớp:

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. mạng

d. vận chuyển

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. trình bày

d. kiểm soát

29. Điều khiển đối thoại là chức năng của lớp:

a. vận chuyển

b. kiểm soát

c. trình bày

d. ứng dụng

30. Dịch vu thư và dịch vụ thư mục cho user được thực hiện trong lớp:

a. kết nối dữ liệu

b. kiểm soát

c. vận chuyển

d. ứng dụng

31. Giao nhận nút -nút của đơn vị dữ liệu được thực hiệnở lớp:

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. vận chuyển

d. mạng

a. thêm vào

b. bớt đi

c. sắp xếp lại

d. thay đổi

33. Khi dữ liệu di chuyển từ lớp cao đến lớp thấp hơn thì header sẽ được:

a. thêm vào

b. bớt đi

c. sắp xếp lại

d. thay đổi

34. Lớp nằm giữa lớp mạng và lớp kiểm soát là:

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. vận chuyển

d. trình bày

35. Lớp 2 quan hệ giữa lớp vật lý và lớp:

a. mạng

b. kết nối dữ liệu

d. trình bày

36. Khi dữ liệu đươc truyền từ thiết bị A đến thiết bị B thì header từ lớp thứ 5 của A sẽ được thiết bị B đọc ở lớp:

a. vật lý

b. vận chuyển

c. kiểm soát

d. trình bày

37. Việc phiên dịch một ký tự sang một dạng mã khác được thực hiện ở lớp:

a. vận chuyển

b. kiểm soát

c. trình bày

d. ứng dụng

38. Các bit được biến đổi thành tín hiệu điện từ trường trong lớp:

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. vận chuyển

d. trình bày

39. Trailer của frame được thêm vào nhằm mục đích kiểm tra lỗi thực hiện ở lớp:

a. vật lý

b. kết nối dữ liệu

c. vận chuyển

d. trình bày

40. Cho biết tại sao mô hình OSI được phát triển:

a. Nhà sản xuất không thích giao thức TCP/IP

b. Tốc độ truyền dữ liệu tăng theo hàm mũ

c. Cần có tiêu chuẩn nhằm cho phép hai hệ thống thông tin với nhau

d. tất cả đều sai

41. Lớp vật lý nhằm truyền gì trong môi trường vật lý:

a. chương trình

b. đối thoại

c. giao thức

d. bit

a. lớp mạng

b. lớp vật lý

c. lớp vận chuyển

d. lớp kiểm soát

43. Chức năng chính của lớp vận chuyển là:

a. chuyển giao nút-nút

b. chuyển giao bản tin end to end

c. đồng bộ

d. cập nhật và bảo trì bảng định tuyến

44. Các checkpoint của lớp kiểm soát có chức năng:

a. cho phép gửi lại một phần file

b. phát hiện và khôi phục lỗi

c. điều khiển và thêm vào các header

d. dùng trong điều khiển đối thoại

45. Dịch vụ của lớp ứng dụng là:

a. network virtual terminal

b. file transfer, access, và management

c. mail service

d. all of above

BÀI TẬP

46. Sắp xếp theo từng lớp của mô hình OSI theo chức năng:

b. Điều khiển lưu lượng

c. Giao diện với thế giới bên ngoài

d. Truy cập vào mạng dùng cho user

e. Thay đổi từ ASCII sang EBCDIC

f. Chuyển gói

47. Sắp xếp theo từng lớp của mô hình OSI theo chức năng:

a. Truyền dữ liệu end to end với độ tin cậy

b. Chọn lọc mạng

c. Định nghĩa frame

d. Dịch vụ cho user như email và chuyển file

e. Truyền dòng bit qua môi trường truyền vật lý

48. Sắp xếp theo từng lớp của mô hình OSI theo chức năng:

a. Thông tin trực tiếp với các chương trình ứng dụng của người dùng

b. Sữa lỗi và truyền lại

c. Giao diện chức năng, cơ và điện học

d. Phụ trách thông tin giữa các nút kề nhau

e. Tái hợp các gói dữ liệu

49. Sắp xếp theo từng lớp của mô hình OSI theo chức năng

a. Cung cấp format và dịch vụ chuyển mã

b. Thiết lập, quản lý, và kết thúc kiểm soát

c. Bảo đảm tin cậy trong truyền dẫn

d. Cung cấp sự phụ thuộc từ những biểu diễn dữ liệu khác nhau