Mạng máy tính - Chương 7: Tầng liên kết dữ liệu

chương 7tầng liên kết dữ liệuNội dungVai trò tầng liên kết dữ liệu trong quá trình truyền dữ liệuQuá trình chuẩn bị dữ liệu trước khi gửi lên phương tiện truyền dẫnCác phương pháp điều khiển truy nhập đường truyềnCác lô hình mạng luân lý và ảnh hưởng của nó tới phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền. Cấu trúc một khung dữ liệu. 7.1 Tầng liên kết dữ liệuTầng liên kết dữ liệu : cung cấp dịch vụ trao đổi dữ liệu một cách vật lý giữa các nút mạng kết nối trên cùng một phương tiện truyền dẫnCho phép các tầng cao hơn truy nhập tới đường truyền vật lýĐiều khiển dữ liệu sẽ được gửi đi và nhận về như thế nào trên phương tiện truyền dẫn bằng các công nghệ như điều khiển truy nhập đường truyền, phát hiện lỗi.7.1 Tầng liên kết dữ liệuCác khái niệm ở tầng liên kết dữ liệuFrame : Đơn vị dữ liệu của tầng liên kết dữ liệuNode : Nút mạng vật lýMedia : Phương tiện truyền dẫnNetwork : Môi trường mạng vật lý mà các nút mạng vật lý cùng kết nối tới một phương tiện truyền dẫnPhụ thuộc hoàn toàn vào phương tiện truyền dẫnVới mỗi loại phương tiện truyền dẫn khác nhau thì có các giao thức khác nhau7.1 Tầng liên kết dữ liệuTầng liên kết dữ liêu chuẩn bị dữ liệu cho phù hợp với phương tiện truyền dẫn trước khi gửi tới môi trường mạng7.1 Tầng liên kết dữ liệuDữ liệu điều khiển được đóng gói trong tầng liên kết dữ liệu thường chứa thông tin về:Nút mạng nào sẽ tham gia truyền dữ liệuKhi nào phiên truyền dữ liệu bắt đầu và kết thúcLỗi nào xảy ra khi các nút mạng khi liên lạcNút mạng nào sẽ tham gia truyền tiếp7.1 Tầng liên kết dữ liệuĐịnh dạng của một khung (frame) dữ liệu thường bao gồmCác trường xác định đâu là đầu, đâu là cuối của một khung dữ liệuĐịa chỉ thiết bị gửi, nhậnKiểu dữ liệu mà khung mang theo (IP, IPX, AppleTalk...)Điều khiển chất lượngDữ liệu mà frame mang theo7.1 Tầng liên kết dữ liệuThường bao gồm hai tầng conLogical Link Control: Điều khiển kênh truyền luân lýThành lập khung dữ liệu từ các gói tin ở tầng mạngNhận diện giao thức tầng mạngMedia Access Control: Điều khiển truy nhập đường truyềnĐánh địa chỉ cho khung dữ liệuĐánh dấu bắt đầu và kết thúc khung dữ liệu7.1 Tầng liên kết dữ liệuTầng liên kết dữ liệu liên kết phần cứng và phần mềm với nhau7.1 Tầng liên kết dữ liệuMột vài chuẩn chạy ở tầng liên kết dữ liệu7.1 Tầng liên kết dữ liệu7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnTại sao phải điều khiển truy nhập đường truyền ?Không có điều khiển truy nhập sẽ dẫn tới nhiều xung đột và khung dữ liệu phải truyền lạiPhương thức điều khiển truy nhập đường truyền phụ thuộc vào:Phương tiện truyền dẫn được chia sẽ như thế nàoCấu hình hình học của mạngHai phương pháp điều khiển truy nhập đường truyềnTruy nhập có kiểm soátTruy nhập cạnh tranhTruy nhập có kiểm soátTại một thời điểm chỉ có một nút mạng phát tín hiệuNút mạng phải đợi đến lượt thì mới được phát tín hiệuKhông có xung độtSử dụng thẻ bàiThí dụ FDDI, Token Ring7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnTruy nhập cạnh tranhMột nút mạng có thể truyền dữ liệu bất cứ khi nào nó có dữ liệu và thấy đường truyền đang rỗi.Có thể xảy ra xung độtCơ chế ngăn chặn xung đột: CSMA/CD cho mạng EthernetCSMA/CA cho mạng không dây 802.11Thí dụ : Ethernet, Wireless7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnKênh truyền song công và bán côngSong công – Full Duplex: Gửi và nhận cùng một lúcBán công – Half Duplex : Có thể gửi và nhận nhưng không cùng một lúc7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnMột vài mô hình mạng logic thông dụngĐiểm-điểm : Liên kết trực tiếp giữa các nút mạngĐa truy nhập : Nhiều thiết bị cùng chia sẻ một kênh truyềnMạng vòng : Các thiết bị tham gia mạng kết nối theo hình vòng tròn7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnSự khác nhau giữa mô hình kết nối luân lý và mô hình kết nối vật lý7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnMô hình kết nối điểm – điểmKhông quan tâm đến các thiết bị trung gian trên đường truyềnTầng liên kết dữ liệu thành lập một kênh truyền ảo –virtual circuit- giữa hai nút mạng7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnMô hình đa truy nhậpCho phép nhiều thiết bị sử dụng chung một phương tiện truyền dẫnTại một thời điểm chỉ một thiết bị được phép sử dụng đường truyềnMột vài giao thức thông dụng CSMA/CD và CSMA/CA7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyềnMô hình mạng vòng:Sử dụng thẻ bài luân chuyển giữa các máy tính trong vòngThiết bị nào có thẻ bài thì có thể truyền dữ liệuThiết bị nào nhận được dữ liệu không phải của mình thì chuyển tiếp cho thiết bị khác cạnh nó trên vòng7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập đường truyền7.3 Đánh địa chỉ và thành lập khung dữ liệuTầng liên kết dữ liệu quy định sẽ đóng gói dữ liệu thành khung như thế nào với từng phương tiện truyền dẫnCác trường trong một khung dữ liệu tiêu chuẩnTrường khởi đầu một frame – Đánh dấu bắt đầu một khung dữ liệuĐịa chỉ nguồn và địa chỉ đích – Chỉ ra nguồn và đích của nút mạng trên phương tiện truyền dẫnTrường chỉ ra mức độ ưu tiên của khung dữ liệu-thường chỉ ra loại dữ liệu cụ thể mà frame mang theoTrường chỉ ra loại dữ liệu mà frame mang theo (IP,IPX,Apple Talk)Các trường điều khiển kết nối luân lý- Sử dụng để thành lập một kết nối luân lý giữa các nút mạngTrường điều khiển kênh truyền vật lýTrường điều khiển luồng dữ liệuTrường điều khiển nghẽn mạng7.3 Đánh địa chỉ và thành lập khung dữ liệuTầng liên kết dữ liệu sử dụng cơ chế đánh địa chỉ riêng với từng loại phương tiện truyền dẫnĐịa chỉ có thể có hoặc không tùy theo mô hình mạng luân lý, và địa chỉ chỉ có tác dụng trong cùng một mạng vật lý7.3 Đánh địa chỉ và thành lập khung dữ liệuKết thúc một frame dữ liệu thường phải có phần đánh dấu kết thúc, điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường mạng không đáng tin cậy như ethernet hoặc wireless7.3 Đánh địa chỉ và thành lập khung dữ liệuSummary