Bài giảng Mạng máy tính: Chương 5 - CĐ CNTT Hữu nghị Việt Hàn.pdf (mô hình mạng)

MẠNG MÁY TÍNH COMPUTER NETWORK Chương 5. Lớp Điều Khiển Truy Cập Mạng và Các Hệ Thống Mạng Liên Quan 5.1 Lớp điều khiển truy cập – Media Access Control MAC  Các giao thức dùng để xác định người dùng nào được quyền sử dụng kênh truyền đa truy cập thuộc vào lớp con của Lớp Liên kết dữ liệu, được gọi là lớp Điều khiển truy cập (Media Access Control – MAC)  Lớp này có vai trò quan trọng trong mạng LAN, là một mạng sử dụng kênh đa truy cập làm nền tảng truyền tin, khác với mạng WAN, sử dụng liên kết điểm-nối-điểm ngoại trừ thông tin vệ tinh 5.1.1 Phân bố kênh dữ liệu  Để phân bổ một kênh dữ liệu chung cho các người dùng có yêu cầu trên mạng, sử dụng 2 phương thức thực hiện:  phân bố tĩnh  phân bố động 5.1.1.1 Phân bố tĩnh  Phương thức phân bố kênh tĩnh đơn giản nhất là phân kênh theo tần số (FDM). Nếu số lượng người dùng là N thì băng thông được chia thành N phần bằng nhau, mỗi người dùng được gán một phần. Vì mỗi người dùng có một tần số riêng nên không xảy ra hiện tượng nhiễu lẫn nhau. Khi số lượng người dùng ít và cố định, mỗi kênh truyền có lưu lượng lớn thì cơ chế phân kênh FDM là đơn giản và hiệu quả.  Tuy nhiên, khi số lượng người dùng lớn và thay đổi hoặc bùng nổ lưu lượng, thì FDM sẽ gặp rắc rối.  Một phương thức phân kênh khác tương tự là phân kênh theo thời gian (TDM), mỗi người dùng được phân bố một khe thời gian. Nếu người dùng đó không sử dụng khe thời gian đó thì khe thời gian sẽ rỗi. Phương thức này cũng gặp phải các trở ngại tương tự như FDM 5.1.1.2 Phân bố động  Mô hình trạm: mô hình này gồm N máy trạm độc lập nhau (ví dụ các máy tính, điện thoại, máy cá nhân, ...), mỗi máy trạm có chương trình hoặc các người dùng tạo ra khung dữ liệu truyền đi. Chúng còn được gọi là các đầu cuối. Khi khung dữ liệu được tạo ra, máy trạm bị khóa và ngưng hoạt động cho đến khi khung được truyền đi.  Khái niệm về kênh đơn: một kênh đơn là kênh dữ liệu dùng cho tất cả các trường hợp truyền tin. Tất cả các máy trạm đều sử dụng nó để phát và thu tín hiệu. Các máy trạm đều có vai trò tương đương như nhau trên kênh truyền.  Khái niệm về xung đột: Nếu 2 khung truyền đồng thời thì chúng sẽ chồng lên nhau và gây méo tín hiệu. Hiện tượng này được gọi là xung đột. Trên thực tế, tất cả các trạm đều có khả năng dò xung đột. 5.1.1.2 Phân bố động  Thời gian liên tục: Các khung có thể truyền bất kỳ lúc nào. Không có một đồng hồ chủ để phân chia kênh thành các khe thời gian.  Khe thời gian: Thời gian được chia thành các khoảng rời rạc. Khung dữ liệu luôn luôn được truyền ở thời điểm bắt đầu của khe thời gian.  Cảm biến sóng mang: Các trạm có thể cảm nhận được kênh truyền trước khi truy cập. Nếu kênh bận sẽ không có trạm nào truy cập đến nó cho đến khi kênh ở trạng thái rỗi.  Không cảm biến sóng mang: máy trạm không cảm nhận được kênh truyền trước khi truy cập. 5.1.2 Các giao thức đa truy cập  Trên thực tế, có nhiều giao thức khác nhau để phân bố kênh dữ liệu. Ở trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu một số các giao thức điển hình. 5.1.2.1 ALOHA a- Pure ALOHA: Nguyên tắc cơ bản của Pure ALOHA tương đối đơn giản như sau: - Cho phép người sử dụng truyền tin bất kỳ thời điểm nào - Chấp nhận xung đột dữ liệu và các khung dữ liệu có thể sẽ bị phá hỏng trong quá trình truyền - Xung đột có thể được cảm nhận bởi các máy trạm bằng cách lắng nghe kênh truyền - Nếu xung đột xảy ra, đầu phát sẽ đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi thực hiện phát lại 5.1.2 Các giao thức đa truy cập 5.1.2 Các giao thức đa truy cập  Một khung dữ liệu sẽ không bị xung đột với các khung khác nếu trong thời gian truyền khung dữ liệu đó không có khung nào khác truyền đi. Nếu trong thời gian đó có xung đột xảy ra (như hình vẽ) thì Pure ALOHA cũng không đưa ra biện pháp nào để khắc phục sự cố này. b- Slotted ALOHA  Năm 1972, Roberts đưa ra một phương pháp làm tăng gấp đôi dung lượng của hệ thống ALOHA như sau:  Khung thời gian truyền được phân chia thành các khoảng thời gian nhỏ, mỗi khoảng thời gian đó tương ứng với một khung dữ liệu. Như vậy dữ liệu của người sử dụng phải được đồng bộ và gửi ở thời điểm bắt đầu của khung.  Phương pháp này giảm thiểu xung đột vì các dữ liệu của người dùng không ảnh hưởng đến nhau. Tuy nhiên, khi có 2 hoặc nhiều dữ liệu của người sử dụng cố gắng truyền ở thời điểm bắt đầu của một khung thì vẫn xảy ra xung đột. Trong trường hợp này, các máy trạm phải đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi phát lại.

Bài giảng Mạng máy tính: Chương 5 - CĐ CNTT Hữu nghị Việt Hàn

Nội dung