Bài giảng Kiến trúc giao thức

©2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N C h ư ơ n g 1 Hệ thống thông tin công nghiệp 3/24/2006 4.7 Kiến trúc giao thức 2© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS 4.7 Kiến trúc giao thức 1. Các khái niệm cơ bản ƒ Dịch vụ truyền thông? ƒ Giao thức? ƒ Kiến trúc giao thức? Tại sao quan trọng? 2. Mô hình lớp (dịch vụ, giao thức) ƒ Mục ₫ích? ƒ Ý nghĩa? 3. Mô hình qui chiếu OSI ƒ Nền tảng cho hầu hết hệ thống truyền thông ngày nay 4. Kiến trúc giao thức TCP/IP ƒ Nền tảng của mạng Internet 3© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS 1. Các khái niệm cơ bản ƒ Hai thiết bị giao tiếp với nhau ₫ể làm gì? Về cái gì? Như thế nào? ƒ Internet (in-thơ-net) và Ethernet (i-ðơ-net) khác nhau ở chỗ nào? (không phải chỉ ở cách phát âm!) ƒ Profibus khác Foundation Fieldbus thế nào? ƒ 3 loại Profibus (FMS, DP, PA) tương thích với nhau thế nào, khác nhau thế nào? ƒ Tại sao FMS và DP có thể cùng sử dụng trên một ₫ường truyền? ƒ ... 4© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Chúng ta thấy gì trên các hình vẽ dưới ₫ây? Chúng khác nhau ở ₫iểm nào? 5© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Dịch vụ truyền thông ƒ Mục ₫ích giao tiếp của hai ₫ối tác (con người, thiết bị): Trao ₫ổi dịch vụ (cung cấp dịch vụ và sử dụng dịch vụ) ƒ Dịch vụ truyền thông: — Chức năng mà một thiết bị truyền thông hỗ trợ — Chủ ₫ề của giao tiếp (về cái gì) ƒ Các hệ thống truyền thông trước hết có thể khác nhau về dịch vụ giao tiếp ƒ Khi nào việc ghép nối hai thiết bị (hai ₫ối tác giao tiếp) thực sự có ý nghĩa? ƒ Nhiều loại dịch vụ (tại sao? ví dụ?), nhiều cấp dịch vụ => yêu cầu phân loại và phân cấp dịch vụ! 6© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Giao thức mạng (network protocol) ƒ Qui tắc, thủ tục, hình thức giao tiếp giữa các thiết bị mạng ƒ Ví dụ liên hệ: Chúng ta thực hiện một cuộc ₫àm thoại như thế nào? ƒ “Ngôn ngữ” cho việc giao tiếp: — Cú pháp (syntax) — Ngữ nghĩa (semantics) — Định thời (timing) ƒ Qui trình thực hiện và diễn giải giao thức => xử lý giao thức ƒ Tồn tại nhiều loại giao thức (tại sao? ví dụ?) ƒ Nhiều cấp giao thức => yêu cầu phân loại và phân cấp giao thức 7© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS RS-485 Twisted Pair/Manchester 8© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Ví dụ: Khung HDLC (High Level Data-link Control) 01111110 8/16 bit 8 bit n bit 16/32 bit 0111111 0 Flag Address Control Data FCS Flag 9© 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS 2. Mô hình lớp ƒ Mô hình lớp: Phân loại dịch vụ và các giao thức của một hệ thống truyền thông thành các lớp ƒ Dịch vụ cấp cao Dịch vụ cấp thấp ƒ Giao thức cấp cao Giao thức cấp thấp ƒ Tại sao không phân chia theo các mô hình khác? Phân chia theo mô hình lớp mang lại lợi ích gì? 10 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Xử lý giao thức theo mô hình lớp (N + 1) - PDU (N) - SDU (N) - PDU (N) - PCI (N - 1) - PCI Líp N + 1 Líp N Líp N - 1 (N-1) - SDU PDU: Protocol Data Unit - Khèi d÷ liÖu giao thøc SDU: Service Data Unit - Khèi d÷ liÖu dÞch vô PCI: Protocol Control Information - Th«ng tin ®iÒu khiÓn giao thøc 11 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS 3. Mô hình qui chiếu ISO/OSI ƒ Open System Interconnection - Reference Model ƒ Chuẩn hóa ISO 7498 ƒ Một mô hình qui chiếu, cơ sở cho: — So sánh, ₫ối chiếu các hệ thống truyền thông với nhau — Tìm hiểu một hệ thống truyền thông — Liên kết giữa các thiết bị/hệ thống với nhau — Phát triển một hệ thống truyền thông mới ƒ Không phải là một chuẩn giao thức, một chuẩn dịch vụ, chỉ là một mô hình! ƒ Không ₫ảm bảo, mà chỉ tạo ₫iều kiện cho việc tương tác giữa các hệ thống 12 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Vấn ₫ề: N hệ thống truyền thông ? trường hợp so sánh A B C D E F 13 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Trả lời: N trường hợp so sánh, nếu ta cómột hệ qui chiếu A B C D E F Qui chiếu 14 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Bªn göi Bªn nhËn §−êng ®i cña d÷ liÖu Quan hÖ giao tiÕp logic gi÷a c¸c líp Ch−¬ng tr×nh øng dông Ch−¬ng tr×nh øng dông Líp øng dông Application Líp biÓu diÔn d÷ liÖu Presentation Líp kiÓm so¸t nèi Session Líp vËn chuyÓn Transport Líp m¹ng Network Líp liªn kÕt d÷ liÖu Data Link Líp vËt lý Physical M«i tr−êng truyÒn th«ng 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 15 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Ví dụ giao tiếp theo mô hình OSI Líp 3-6 Líp øng dông M¸y tÝnh ®iÒu khiÓn (Tr¹m A) Líp liªn kÕt d÷ liÖu Líp vËt lý CT ®iÒu khiÓn CT thu thËp DL ThiÕt bÞ ®o (Tr¹m B) Líp 3-6 Líp øng dông Líp liªn kÕt d÷ liÖu Líp vËt lý C¸p truyÒn 16 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Mô hình OSI không phải là... ƒ Chuẩn dịch vụ (không qui ₫ịnh các dịch vụ phải thực hiện) ƒ Chuẩn giao thức (không qui ₫ịnh thực hiện các dịch vụ như thế nào) ƒ Chuẩn ₫ảm bảo tương tác giữa các hệ thống ƒ Mô hình về cấu trúc mạng 17 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS Mô hình OSI nằm ở ₫âu, ₫ược thực hiện ở ₫âu trong một hệ thống mạng? 18 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS 4. Kiến trúc TCP/IP ƒ TCP: Transmission Control Protocol ƒ IP: Internet Protocol ƒ TCP/IP: — Kiến trúc giao thức dựa trên nền tảng của TCP/IP — Tập các giao thức (protocol stack) TCP, IP, FTP, TELNET,... 19 © 2 0 0 4 , H O À N G M I N H S Ơ N 4.7 Kiến trúc giao thức © 2006 - HMS So sánh TCP/IP và OSI Líp øng dông Líp biÓu diÔn d÷ liÖu Líp kiÓm so¸t nèi Líp vËn chuyÓn Líp m¹ng Líp liªn kÕt d÷ liÖu Líp vËt lý TCP UDP IP ICMP ARP RARP TELNET FTP SNMP SMTP DNS Líp øng dông Líp vËn chuyÓn Líp Internet Líp truy nhËp m¹ng Líp vËt lý OSI TCP/IP