Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Mô hình hệ thống truyền dữ liệu

1Chương 1: Mô hình hệ thống truyền dữ liệu 1. Thông tin, tín hiệu, dữ liệu tương tự/số 2. Mô hình các hệ thống truyền dữ liệu 3. Các vấn ñề của hệ thống truyền dữ liệu 8/22/20082 Nội dung 1. Thông tin, tín hi
u, d li
u 2. Mô hình các hệ thống truyền dữ liệu 3. Các vấn ñề của hệ thống truyền dữ liệu 28/22/20083 Thông tin
Là khái niệm trừu tượng
Sự cảm hiểu, nhận biết của con người về thế giới xung quanh.
Ví dụ: nhiệt ñộ, trời nắng/mưa, giá chứng khoán, ....
Các thao tác trên thông tin: – biến ñổi (tổng hợp, lọc, tìm kiếm), truyền, lưu trữ 8/22/20084 Tín hiệu
Dạng vật chất biểu diễn thông tin – Khi lưu trữ thông tin: vật chất bền vững – Khi truyền thông tin: vật chất có khả năng lan truyền
Sử dụng năng lượng ñể biểu diễn thông tin
Ví dụ: – Tín hiệu tiếng nói: vật chất: năng lượng cơ học – ðĩa cứng: năng lượng từ trường 38/22/20085 Dữ liệu
Tín hiệu chưa có thông tin: tín hiệu mang
Tín hiệu ñã mang thông tin: dữ liệu
Dữ liệu: thông tin ñược biểu diễn bằng vật chất
Ví dụ:
thông tin: bài thơ
tín hiệu: tờ giấy
dữ liệu: bài thơ chép trên tờ giấy 8/22/20086 Liên tục- rời rạc, tương tự-số
Thông tin ñịnh lượng và không ñịnh lượng.
Thông tin ñịnh lượng biểu diễn như một hàm số theo thời gian. – Hàm số liên tục: thông tin liên tục (tương tự) – Rời rạc theo thời gian: thông tin rời rạc. – Các giá trị có thể biểu diễn trong máy tính: thông tin số.
Thông tin có thể là liên tục, rời rạc. 48/22/20087 Ví dụ về rời rạc và liên tục CDBăng cassetteDữ liệu LEDðiện thoạiTín hiệu Nhiệt ñộTiếng nóiThông tin Rời rạc (Số)Liên tục (tương tự) 8/22/20088 Liên tục vs số
Tín hiệu truyền ñi bị suy yếu
Tín hiệu tương tự: bộ khuếch ñại (amplifier) – Khuếch ñại tín hiệu+nhiễu – Số lượng bộ khuếch ñại, hệ số khuếch ñại hạn chế – Thời gian xử lý tín hiệu nhỏ
Tín hiệu số: bộ lặp (repeater) – Tái tạo lại thông tin trước khi truyền ñi – Loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu: có thể áp dụng nhiều lần – Khi tái tạo: cần thời gian xử lý: tăng ñộ trễ
Truyền tín hiệu tương tự ñòi hỏi bandwidth nhỏ hơn truyền tín hiệu số. 58/22/20089 Nội dung 1. Thông tin, tín hiệu, dữ liệu 2. Mô hình các h
thng truyn d li
u 3. Các vấn ñề của hệ thống truyền dữ liệu 8/22/200810 Mô hình thông tin
Thành phần – Nguồn – ðích – Kênh truyền tin
Chức năng – Truyền thông tin – Nhanh chóng, chính xác – Thành phần ảnh hưởng ñến truyền tin?
Kênh truyền – Simplex: truyền theo 1 chiều – half-duplex: truyền theo 2 chiều không ñồng thời – full-duplex: truyền theo 2 chiều ñồng thời 68/22/200811 Mô hình tín hiệu
Bộ phát tín hiệu: ðồng bộ nguồn, kênh. Chuyển ñổi từ dữ liệu ra dạng tín hiệu phù hợp với kênh truyền.
Bộ thu tín hiệu: ñồng bộ kênh và ñích
Hai thiết bị bổ sung ñảm bảo cho kênh tin, nguồn, ñích không phụ thuộc về tín hiệu
Ví dụ: ñiều chế, .... Nguồn Bộ phát tín hiệu Kênh tin Bộ thu tín hiệu ðích 8/22/200812 Mô hình tín hiệu 78/22/200813 Mạng truyền dữ liệu 8/22/200814 Mô hình truyền tin số
Ví dụ: – Bài toán chuyển thư viện bằng dịch vụ gửi hàng
Thêm các bộ phận – Biểu diễn tối ưu thông tin – Chống nhiễu K ê nh t ru yề n th ô ng t in 88/22/200815 Nội dung 1. Thông tin, tín hiệu, dữ liệu 2. Mô hình các hệ thống truyền dữ liệu 3. Các vn ñ ca h
thng truyn d li
u 8/22/200816 Các vấn ñề của hệ thống truyền thông
Mục ñích của hệ thống truyền thông
Sử dụng hạ tầng truyền thông
Giao diện kết nối
Phát tín hiệu
ðồng bộ
Kiểm soát trao ñổi
Phát hiện và sửa lỗi ðánh ñịa chỉ và chọn ñường
Phục hồi
Khuôn dạng thông báo
Bảo mật
Quản trị mạng truyền thông 98/22/200817 Mục ñích của hệ thống truyền thông
Truyền thông tin từ ñiểm này sang ñiểm khác
Truyền tin nhanh chóng
Truyền tin chính xác
Truyền tin hiệu quả 8/22/200818 Sử dụng hạ tầng truyền thông
Hạ tầng viễn thông có giá thành cao
Nhiều NSD, nhiều thiết bị chia sẻ một ñường truyền, một cơ sở hạ tầng viễn thông
Cần cơ chế sử dụng (truy cập)ñường truyền sao cho: – Nếu ñường truyền rỗi và có thiết bị muốn truyền tin, thiết bị ñó phải ñược truyền tin (tính công bằng) – Hiệu suất sử dụng lớn nhất(thời gian chết của ñường truyền nhỏ nhất)
Kỹ thuật: – kiểm soát ña truy cập, dồn kênh, tách kênh, kiểm soát tắc nghẽn 10 8/22/200819 Giao diện, phát tín hiệu, ñồng bộ
Thiết bị giao tiếp với môi trường truyền tin qua một giao diện – Giao diện chung cho nhiều ñường truyền, nhiều tín hiệu-> giá thành rẻ – Chuẩn hóa các giao diện
Dữ liệu ñược truyền bằng tín hiệu trong môi trường truyền tin
Cần sinh tín hiệu thích hợp ñể truyền trong môi trường truyền tin và ñể trạm thu nhận tín hiệu
ðồng bộ: Các trạm tham gian truyền tin cần có một cơ chế ñồng bộ, xác ñịnh thời ñiểm bắt ñầu và kết thúc của một ñơn vị dữ liệu, của dữ liệu, phân biệt các ñơn vị dữ liệu 8/22/200820 Kiểm soát trao ñổi
Cần xác ñịnh các qui tắc mà các thực thể tham gia truyền tin phải tuân theo
Các thực thể cần phối hợp với nhau ñể truyền tin
Tín hiệu lan truyền có thể bị lỗi, dẫn ñến lỗi trong dữ liệu
Cần phát hiện và ñiều chỉnh các lỗi ñó – Thông tin dư thừa – Truyền lại
Kiểm soát luồng dữ liệu: Tránh mất dữ liệu khi một trạm, một nút nào ñó bị quá tải, không ñủ khả năng xử lý dữ liệu 11 8/22/200821 ðánh ñịa chỉ, chọn ñường, phục hồi
Khi môi trường truyền tin bị chia sẻ bởi hơn 2 thiết bị, cần phải phân biệt các thiết bị ñó với nhau
ðánh số các thiết bị: ñịa chỉ
Trong trường hợp chuyển tiếp dữ liệu qua các trạm trung gian, cần phải chuyển tiếp sao cho dữ liệu có thể ñến ñích-> chọn ñường
Quá trình trao ñổi thông tin có thể tiếp tục sau khi một phần của hệ thống bị sự cố và khởi ñộng lại: phục hồi. Vấn ñề chọn 2 ñường 8/22/200822 ðịnh dạng dữ liệu, bảo mật
ðịnh dạng dữ liệu – Thỏa thuận giữa hai thực thể truyền thông về khuôn dạng dữ liệu – Các thông tin ñiều khiển có thể ñược bổ sung – Dữ liệu có thể ñược tổ chức thành các thông báo, gói tin, khung dữ liệu, . thích hợp với cách thức truyền tin
Bảo mật – Người gửi cần ñảm bảo gửi thông tin cho người nhận (và chỉ người nhận) – Người nhận cần ñảm bảo thông tin không bị thay ñổi trên ñường truyền 12 8/22/200823 Quản trị mạng truyền thông
Cấu hình thiết bị
Kiểm soát trạng thái của hệ thống
Phản ứng khi có sự cố, quá tải, tắc nghẽn
Phòng, phát hiện và xử lý xâm nhập
Dự phòng phát triển