CHƯƠNG 2. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG OSI

CHƯƠNG 2. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG OSI

2.1. TẦNG VẬT LÝ (PHYSICAL)

2.1.1. Vai trò và chức năng của tầng vật lý.

Theo định nghĩa của ISO, tầng vật lý cung cấp các phương tiện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, duy trì và đình chỉ các liên kết vật lý giữa các hệ thống.

Trong đó, thuộc tính điện liên quan đến sự biểu diễn các bít (các mức tín hiệu) và tốc độ truyền các bit, thuộc tính cơ liên quan đến các tính chất vật lý của giao diện vật lý với một đường truyền (kích thước, cấu hình). Thuộc tính chức năng chỉ ra các chức năng được thực hiện bởi các phần tử của giao diện vật lý giã một hệ thống và đường truyền vật lý, và thuộc tính thủ tục liên quan đến các giao thức điều khiển việc truyền các xâu boit qua đường truyền vật lý.
Khác với các tầng khác, tầng vật lý là không có gói tin riêng và do vậy không có phần đầu (header) chứa thông tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dòng bit.


Cáp đồng trục Cáp quang


Hệ thống A
C




a) Môi trường thực

SAP cho tầng vật lý SAP cho tầng vật lý





Thực thể tầng vật lý

Giao thức tầng vật lý

Thực thể tầng vật lý

Giao thức tầng vật lý


Thực thể tầng vật lý




Đường truyền vật lý Đường truyền vật lý


b) Môi trường logic

Hình 2.1 Quan hệ của tầng vật lý với môi trường thực

Trong hình 2.1 a), A và B là hai hệ thống mở được nối với nhau bằng một đoạn cáp đồng trục và một đoạn cáp quang. Modem C để chuyển đổi tín hiệu từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để truyền trên cáp đồng, và modem D lại chuyển đổi tín hiệu từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Transducer E chuyển đổi từ xung điện thành xung ánh sáng để truyền qua các quang. Cuối cùng Transducer F chuyển đổi thành xung điện để đi vào B.

Hình 2.1 b) là môi trường logic của tầng vật lý. Ở đây, một thực thể vật lý là một cấu trúc logic giao diện với đường truyền vật lý. Các thực thể đó có mặt trong các hệ


thống A, B và cũng có thể có thực thể vạtt lý ở giao diện giữa D và E. Thực thể trung gian này là một bộ chuyển tiếp hoạt đọng ở tầng vật lý giao diện với các đường truyền vậy lý khác nhau.

Một giao thức tầng vật lý giữa các thực thể vật lý để quy định pgương thức truyền (đồng bộ, dị bộ) và tốc độ truyền,.. Điều mong muốn là giao thức đó pải độc lập tối đa với đường truyền vật lý để cho một hệ thống có thể giao diện với nhiều đường truyền khác nhau. Do vậy, các chuẩn vật lý sẽ phải bao gồm không chỉ các thực thể mà còn cả đặc tả của giao diệ với đườn truyền. Dưới đây ta sẽ xem sét các chuẩn đó.

2.1.2. Các chuẩn cho giao diện vật lý

Trước khi vào phần này chúng ta hãy làm quen với hai thuật ngữ mới, đó là thiết bị cuối dữ liệu (Data Terminal Equipment – DTE) và thiết bị cuối kênh dữ liệu (Data Circuit Terminal Equipment – DCE).

DTE là một thuật ngữ chung để chỉ các máy của người sử dụng cuối (end-user), có thể là máy tính hoặc một trạm cuối (terrminal). Tất cả các ứng dụng của người dùng đều nằm ở DTE. Mục đích của việc nối mạng chính là để nối các DTE lại với nhau để chia sẻ tài nguyên, lưu trữ thông tin chung và trao đổi dữ liệu.

DCE là thuật ngữ chung chỉ các thiết bị làm nhiệm vụ kết nối các DTE với đường truyền. Nó có thể là một Modem, Transducer, Multiplexing. DCE có thể được cài đặt ngay bên trong DTE hoặc đứng riêng như một thiết bị độc lập. Chức năng chủ yếu của nó là chuyển đổi tín hiệu biểu diễn dữ liệu của người dùng thành tín hiệu chấp nhận được bởi đường truyền và ngược lại.

Trong hình 2.1 ở trên, các hệ thống mở A, B chính là các DTE, còn các Modem C, D và Tranducer E, F đóng vai trò là các DCE.

Đa số các trường hợp kết nối mạng máy tính sử dụng cùng một kiểu giao diện vật lý để thuận tiện cho việc truyền thông trực tiếp giữa các sản phẩm khác loại, khỏi phải thực hiện việc chuyển đổi rắc rối. Các đặc tả về hoạt động của các DTE và DCE được đưa ra bởi nhiều tổ chức chuẩn hóa như CCITT, EIA và IEEE. ISO cũng đã công bố các đặc tả về các đầu nối cơ học kết nối giữa các DCE và DTE.

Việc truyền dữ liệu chủ yếu được thực hiện thông qua mạng điện thoại, bởi thế các tổ chức trên đã đưa ra nhiều khuyến nghị về vấn đề này. Các khuyến nghị loại V và loại X của CCITT là một ví dụ điển hình. Chúng là các đặc tả ở tầng vật lý được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, đặc biệt là ở Tây Âu. Bên cạnh đó các chuản thuộc họ RS- (nay đã đổi thành EIA-) của EIA cũng đã được sử dụng rất phổ biến, đặc biệt là ở Bắc Mỹ. Dưới đây ta sẽ xem xét một số chuẩn thông dụng nhất.
• V24/RS-232-C:
Là hai họ chuẩn tương ứng của CCITT và EIA nhằm định nghĩa giao diện vật lý giữa DTE và DCE (giữa máy tính và Modem chẳng hạn). Về phương diện cơ, các sản phẩm này sử dụng các đầu nối 25 chân (25- pin connector). Về điện, các chuẩn này quy định các tín hiệu số nhị phân 0 và 1 tương ứng với các thế hiệu nhỏ hơn -3V và lớn hơn
+3V. Tốc độ tín hiệu không vượt quá 20 Kbps với khoảng cách tối đa là 15m.

Trong trường hợp đặc biệt, khi khoảng cách giữa các thiết bị quá gần đến mức cho phép hai DTE có thể truyền trực tiếp tín hiệu với nhau, lúc đó các mạch RS-232-C vãn có thể được dùng nhưng không cần có mặt DCE nữa.


Từ năm 1987, RS-232-C đã được sửa đổ và dặt tên lại là EIA-232-D.
• RS-449/422-A/423-A:
Nhược điểm chính của V24/RS-232-C là sự hạn chế về tốc đội và khoảng cách. Để cải thiện yếu điểm đó, EIA đã đưa ra mootj tập các chuẩn mới để thay thế, đó là RS-449, RS-422-A và RS-423-A. Mặc dù chuẩn RS-232-C vẫn được sử dụng nhiều nhât cho giao diện DET/DCE, nhưng các chuẩn mới nói trên cũng đang ngày càng được sử dụng nhiều hơn. RS-449 định nghĩa các dặc trưng cơ, chức năng, còn RS-422-A và RS-4232-A định nghĩa các đặc trưng về điện của chuẩn mới.

RS-449 tương tự như RS-232-C và có thể liên tác với chuẩn cũ,. Về phương diện chức năng, RS-449 giữ lại toàn bộ các mạch của RS-232-C (trừ mạch AA), và thêm vào
10 mạch mới, trong đó có các mạch quan trọng là: IS, NS, SF, LL, RL, TM.

Về phương diện cơ, RS-449 dùng đầu nối 37-chân cho giao diện cơ bản và dùng một đầu nối 9 chân riêng biệt cho kênh phụ. Song trong nhiều trường hợp, chỉ có một số chân được sử dụng.

Về phương diện thủ tục, RS-449 tương tự như RS-232-C. Mỗi mạch có chức năng riêng và việc truyền tin dựa trên các cặp “tác động-phản ứng”. Ví dụ DTE thực hiện Request to Send thì sau đó nó sẽ đợik DCE trả lời với Clear to Send.

Cải tiến chủ yếu của RS-449 so với RS-232-C là ở các dặc trưng về điện, và các chuẩn RS-422-A, RS-423-A định nghĩa các đặc trưng đó. Trog khi RS-232-C được thiết kế ở thời đại của các linh kiện điện tử rời rạc thì các chuẩn mơi đã được tiếp nhận các ưu việt của công nghệ mạc tổ hợp (IC). RS-423-A sử dụng phương thức truyền thông không cân bằng, đạt tốc độ 3Kbps ở khoảng cách 1000m và 300 Kbps ở khoảng cách 10m. Ttrong khi đó, RS-422-A sử dụng phương thức truyền thông cân bằng, đạt tốc độ
100Kbps ở khoảng cách 1200m và tới 10 Mbps ở khoảng cách 12m.

Ngoài các chuẩn trên EIA còn hpát triển các chuẩn khác như EIA-530 để thay thế cho EIA-232 trong trường hợp các giao đòi hỏi tốc độ cao hơn 20Kbps, hau EIA-366 định nghĩa giao diện cho các thiết bị tự động, một modem và một DTE.

2.2. TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU (DATA LINK)

2.2.1. Vai trò và chức năng của tầng liên kết dữ liệu
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ hóa, kiểm sóat lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu.
Tầng liên kết dữ liệu (data link layer) là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho các bít được truyền trên mạng. Tầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước, địa chỉ máy gửi và nhận của mỗi gói tin được gửi đi. Nó phải xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa đến cho người nhận đã định.
Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin có lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.


2.2.2. Các giao thức của tầng liên kết dữ liệu
Cũng giống như tầng Vật lý, có rất nhiều giao thức được xây dựng cho tầng này, gọi chung là các giao thức liên kết dữ liệu (Data Link Protcol- DLP). Cá DLP được phân chia thành hai loại: đồng bộ và dị bộ. Trong đó, loại đồng bộ lại được chia thành 2 nhóm là hướng ký tự và hướng bit (xem sơ đồ hình 2.2).
• DLP dị bộ:
Các DLP dị bộ sử dụng phương thức truyền dị bộ, tức là không cần có sự đồng bộ liên tục giữa người gửi và người nhận, Nó cho phép một đơn vị dữ liệu được truyền đi bất kỳ lúc nào mà không cần quan tâm đến các tín hiệu đồng bộ trước đó. Ở giao thức loại này, các bít đặc biệt START và STOP được dùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự trong dòng dữ liệu được truyền đi. Các giao thức loại này thường được dùng trong các máy điện báo hoặc các máy tính trạm cuối tốc độ thấp. Phần lớn các máy PC sử dụng phương thức truyền dị bộ vì tónh đơn giản của nó.
• DLP đồng bộ:
Phương thức truyền thông đồng bộ sử dụng các ký tự đặc biệt SYN, EOT hay đơn giản là các cờ (flag) giữa ác kdữ liệu củangười dùng để báo cho người nhận biết rằng dữ liệu “đang đến” hay “đã đến”.

Giao thức liên kết dữ liệu






Giao thức đồng bộ


Giao thức dị bộ





Giao thức hướng ký tự Giao thức hướng bit


Hình 2.2. Phân loại các giao thức liên kết dữ liệu

Các giao thức tầng liên kết dữ liệu đồng bộ gồm các giao thức hướng ký tự và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã chuẩn nào đó (như ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân (xâu bit) để xây dựng các phần tử của giao thức (đơn vị dữ liệu, các thủ tục) và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit một.
Dưới đây chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn hai loại giao thức này.

2.2.3. Các giao thức hướng ký tự
Các giao thức loại này xuất hiện từ những năm 60 và đến nay nó vẫn được sử dụng. Chúng được dùng cho cả hai phương thức truyền dựa trên cách kết nối các máy tính, đó là phương thức "một điểm - một điểm" và phương thức "một điểm - nhiều điểm". Với phương thức "một điểm - một điểm" các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại với nhau. Phương thức "một điểm - nhiều điểm " tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý.




Hình 2.3. Các đường truyền kết nối kiểu "một điểm - một điểm" và
"một điểm - nhiều điểm".

Các giao thức loại này có thể đáp ứng cho các phương thức khai thác đường truyền khác nhau: một chiều (simplex), hai chiều luân phiên (half-duplex) và hai chiều đồng thời (full-duplex).
Đối với phương thức một chiều, giao thức hướng ký tự được dùng rộng rãi nhất là giao thức truyền tệp Kermit do Đại học Columbia (Mỹ) chế tác. Kermit có nhiều phiên bản cho phép truyền tệp giữa 2 máy PC, hoặc một PC và một máy chủ (file server) hoặc một máy tính lớn (maiframe).
Đối với phương thức hai chiều luân phiên, giao thức hướng ký tự nổi tiếng nhất là giao thức BSC (Binary Synchronous Control) hay còn gội là Bisync- một sản phẩm của IBM. Giao thức này đã được lấy Iso lấy làm cơ sở để xây dợng giao thức hướng ký tự chuẩn quốc tể với tên gọi là Basic Mode. Bởi vậy ta sẽ trình bày chi tiết về giao thức này.
Có rất ít giao thức hướng ký tự cho phương thức hai chiều đồng thời. Ví dụ cho loại này là giao thức giữa các nút chuyển mạch (IMP – Interface Message Protcol) trong mạng ARPANET của bộ quốc phòng Mỹ.
Giao thức BSC/Basic mode
Họ giao thức này áp dụng cho trường hợp điểm-điểm, hoặc điểm-nhiều điểm và hai chiều luân phiên; sử dụng các ký tự đặc biệt của bộ mã EBCDIC (đối với BSC) và ASCII (đối với Basic Mode).
Các ký tự đặc biệt đó gồm:
SOH (Start Of Header): chỉ bắt đầu của phần header
STX (Start Of Text): chỉ phẩn bắt đầu của phần dữ liệu (văn bản) ETX (End Of Text): chỉ phẩn kết thúc của phần dữ liệu
EOT (End Of Transmission): chỉ sự kết thúc của một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu và giải phóng liên kết).
ETB (End Of Transmission Block): chỉ sự kết thúc của một khối dữ liệu trong trường hợp dữ liệu được chia thành nhiều khối.
ENQ (Enquiry): để yêu cầu phúc đáp từ một trạm ở xa.
DLE (Data Link Escape): để thay đổi ý nghĩa của các ký tự điều khiển khác
ACK (Acknowledge): để báo cho người gửi biết đã nhận tốt dữ liệu
NAK (Negative Acknowledge): để báo cho người gửi biết đã nhận không tốt dữ liệu

SYN (Synchronous Idle): ký tự đồng bộ, dùng để duy trì sự đồng bộ giữa người gửi và người nhận.


Đơn vị dữ liệu (frame) của nó có khuôn dạng như sau:

SOH Header STX Text ETX BCC
Trong đó BCC(block Check Character): là 8 bit kiểm tra lỗi theo kiểu bit chẵn lẻ
theo khối cho các ký tự thuộc vùng Text (trong trường hợp Basic Mode), hoặc 16 bit kiểm tra lỗi theo phương pháp CRC-16 cho vùng Text (trong trường hợp BSC). Các phương pháp kiểm tra lỗi sẽ được đề cập trong chương 4. Kích thước vùng Text được giới hạn để đảm bảo được kiểm soát lỗi khi truyền. Trong trường hợp dữ liệu lớn thì có thể chia thành nhiều khối nhỏ (block). Giả sử Text được chia làm 3 khối, khi đó khuôn dạng các khối dữ liệu như sau:

Khối 1:



Khối 2:



Khối 3:



Các thủ tục chính của BSC/Basic Mode:
• Mời truyền tin:
Giả sử trạm A muốn mời trạm B truyền tin, A sẽ gửi lệnh sau tới B: EOT B ENQ
Trong đó: B là địa chỉ của trạm được mời truyền tin, EOT để chuyển liên kết sang trạng thái điều khiển.
Khi B nhận được lệnh này, có thể xảy ra hai trường hợp,:
- Nếu có tin để truyền thì trạm B sẽ cấu tạo một đơn vị dữ liệu và gửi cho A.
- Nếu không có tin để gửi, B sẽ gửi EOT để trả lời.
Ở phía A, sau khi gửi lệnh đi quá một thời gian xác định trước mà không nhận được trả lời của B, hoặc là nhận được trả lời sai thì A sẽ chuyển sang trạng thái “phục hồi”. Trạng thai này sẽ được nói đến ngay sau đây.
• Mời nhận tin:
Giả sử trạm A muốn mời trạm B nhận tin, A sẽ gửi lệnh tương tự như trên tới B:

EOT B ENQ

Ở đây EOT có thể vắng mặt.
Khi B nhận được lệnh này, nếu B sẵn sàng nhận tin thì trạm B sẽ gửi ACK về A, ngược lại nó sẽ gửi NAK.
Ở phía A, sau khi gửi lệnh đi quá một thời gian xác định trước mà không nhận được trả lời của B, hoặc là nhận được trả lời sai thì A sẽ chuyển sang trạng thái “phục hồi”.
• Yêu cầu trả lời:
Khi một trạm cận trạm khác trả lời một yêu cầu nào đó đã gửi đi trước, nó chỉ cần gửi lệnh ENQ cho trạm kia.


• Ngừng truyền tin (tạm thời): gửi lệnh EOT
• Giải phóng liên kết: gửi lệnh DLE EOT
• Triạng thái phục hồi: Khi một trạm nào đó đi vào trạm thái phục hồ nó sẽ thực iện
một trong các hành đọng sau:
− Lặp lại lệnh đã gửi n lần (n là một soos nguyên chọn trước)
− Gửi “yêu cầu trả lời” n lần
− Kết thúc truyền bằng cách gửi lệnh EOT
Để thấy rõ hơn phương thức trao đổi thông tin của giao thức BSC/Basic Mode ta dùng sơ đồ minh họa ở hình ... dưới đây, trong đó có hai trường hợp: thông thường và hội thoại.

Trạm A Trạm B

Trạm A Trạm B






ENQ





ACK

ENQ




ACK





STX...ETX BCC STX...ETX BCC

ACK ACK

STX...ETX BCC STX...ETX BCC

EOT




STX...ETX BCC




ACK


EOT


ENQ

ACK



STX...ETX BCC

ACK

EOT




(dạng thông thường) (dạng hội thoại)


Hình 2.4. Sơ đồ minh họa hoạt động của giao thức BSC/Basic Mode


2.2.4. Các giao thức hướng bit
Giao thức HDLC

HDLC hỗ trợ 3 chế độ trao đổi số liệu
− NRM (Normal Response Mode) = chế độ trả lời bình thường: được sử dụng ở cấu hình không cân đối, S chỉ phát khi có yêu cầu của P.
− ARM (Asynchronous Response Mode) = chế độ trả lời không đồng bộ: được sử dụng ở
cấu hình không cân đối, cho phép S phát không cần nhận được yêu cầu của P.
− ABM (Asynchronous Balanced Mode) = chế độ trả lời không đồng bộ ở cấu hình cân đối; hầu như chỉ được sử dụng trong mạng kết nối point-to-point + full-duplex. Hai thiết bị trao đổi với nhau là bình đẳng về chức năng (P và S)

Khuôn dạng gói số liệu (HDLC Frame Format)













• Flag - trường đồng bộ = 7EH = 0111.1110

• Address - trường địa chỉ, chứa đ/c thiết bị đích

+ Group address

+ Broadcast address




• Control - trường điều khiển: kết nối, truyền và kết thúc kết nối

Gói số liệu I-Frame:

• N(S), N(R) được sử dụng để điều khiển lưu lượng thu/phát. Ngoài ra N(S), N(R) còn xác định độ lớn của cửa sổ được sử dụng để trao đổi số liệu bằng HDLC.

• P/F= Poll/Final

– P/F = 1 = P: yêu cầu S phải thực hiện lệnh và trả lời kết quả thực hiện; S báo cáo đã thực hiện lệnh

– P/F = 0 = F: Hết thông tin cần gửi

Gói điều khiển S-Frame:

• bit P/F giống như trên

• S = 00: RR (Receive Ready) - sẵn sàng nhận, đã nhận tới gói tin thứ N(R)-1

• S = 01: REJ (Reject) - yêu cầu phát lại từ N(R)

• S = 10: RNR(Receive Not Ready) - chưa sẵn sàng, đã nhận tới N(R)-1

• S = 11: SREJ (Selative REJ) - yêu cầu phát lại có chọn lọc, chỉ riêng N(R)

Gói điều khiển U-Frame: Báo nối/tách hệ thống
− SARM (1 1 1 1 P 0 0 0): yêu cầu nối có phân biệt Master/Slave, tuy vậy Slave có thể
hỏi.
− SNRM (1 1 0 0 P 0 0 1): yêu cầu nối ở mode bình thường, có Master/Slave, Slave không được hỏi, chỉ được phép trả lời.
− SABM (1 1 1 1 P 1 0 0): không phân biệt máy chính, máy phụ, cả hai máy coi như
nhau; nếu P=1 thì yêu cầu trả lời.
− DISC (1 1 0 0 P 0 1 0): yêu cầu tách hệ thống, nếu trả lời UA tức là đồng ý. UA (1 1
0 0 F 1 1 0): thông báo trả lời. (Control frame cũng có thể bị mất, giống như các
frame số liệu, vì thế cũng cần biên nhận (ACK). Frame đặc biệt dành cho mục đích này là UA).

Nguyên tắc hoạt động của HDLC

Quản trị thiết lập và giải phóng kết nối (V(x) = seq. #):

a) NRM – multidrop link, truyền 1 hướng

– A: SNRM(B,P=1) (Polling B station)

– B: UA(B,F=1)

– A: DISC(B,P=1)

– B: UA(B,F=1)

b) ABM – point-to-point link, truyền 2 hướng

– A: SABM(B,P=1)

– B: UA(B,F=1)


– B: DISC(A,P=1)

– A: UA(A,F=1)





Hình 2.5. Lưu đồ thời gian thực hiện giao thức HDLC

2.3. TẦNG MẠNG (NETWORK)

2.3.1. Vai trò và chức năng của tầng mạng

Tầng mạng (network layer) nhắm đến việc kết nối các mạng với nhau bằng cách tìm đường (routing) cho các gói tin từ một mạng này đến một mạng khác. Nó xác định việc chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói này có thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng. Nó luôn tìm các tuyến truyền thông không tắc nghẽn để đưa các gói tin đến đích.


Tầng mạng cung cấp các phương tiện để truyền các gói tin qua mạng, thậm chí qua một mạng của mạng (network of network). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. Hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là chọn đường (routing) và chuyển tiếp (relaying). Tầng mạng là quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác và ngược lại.

Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet - switched network) - gồm tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu. Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đường ra (outgoing link) hướng đến đích của dữ liệu. Như vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiện các chức năng chọn đường và chuyển tiếp.

Ngoài 2 chức năng quan trọng nói trên, tầng mạng cũng thực hiện một số chức năng khác, đó là: thiết lập, duy trì và giải phóng các liên kết logic (cho tầng mạng), kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, dồn/tách kênh, cắt/hợp dữ liệu,..
2.3.2. Các kỹ thuật chọn đường trong mạng máy tính

2.3.2.1. Tổng quan

Việc chọn đường là sự lựa chọn một con đường để truyền một đơn vị dữ liệu (một gói tin chẳng hạn) từ trạm nguồn tới trạm đích của nó. Một kỹ thuật chọn đường phải thực hiện hai chức năng chính sau đây:
− Quyết định chọn đường tối ưu dựa trên các thông tin đã có về mạng tại thời điểm đó
thông qua những tiêu chuẩn tối ưu nhất định.
− Cập nhật các thông tin về mạng, tức là thông tin dùng cho việc chọn đường, trên mạng luôn có sự thay đổi thường xuyên nên việc cập nhật là việc cần thiết.




Hình 2.6. Mô hình chuyển vận các gói tin trong mạng chuyển mạch


Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường là phương thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ.
− Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi sự tồn tại của một
(hoặc vài) trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra các bảng đường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đó gửi các bảng chọn đường tới từng nút dọc theo con đường đã được chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập và được cất giữ tại trung tâm điều khiển mạng.
− Phương thức chọn đường xử lý phân tán được đặc trưng bởi việc chọn đường được
thực hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng thời điểm, mỗi nút phải duy trì các thông tin của mạng và tự xây dựng bảng chọn đường cho mình. Như vậy các thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập và được cất giữ tại mỗi nút.

Thông thường các thông tin được đo lường và sử dụng cho việc chọn đường bao
gồm:
− Trạng thái của đường truyền.
− Thời gian trễ khi truyền trên mỗi đường dẫn.
− Mức độ lưu thông trên mỗi đường.
− Các tài nguyên khả dụng của mạng.

Khi có sự thay đổi trên mạng (ví dụ thay đổi về cấu trúc của mạng do sự cố tại một vài nút, phục hồi của một nút mạng, nối thêm một nút mới... hoặc thay đổi về mức độ lưu thông) các thông tin trên cần được cập nhật vào các cơ sở dữ liệu về trạng thái của mạng.

Hiện nay khi nhu cầu truyền thông đa phương tiện (tích hợp dữ liệu văn bản, đồ hoạ, hình ảnh, âm thanh) ngày càng phát triển đòi hỏi các công nghệ truyền dẫn tốc độ cao nên việc phát triển các hệ thống chọn đường tốc độ cao đang rất được quan tâm.
2.3.2.2. Các giải thuật tìm đường tối ưu

y Giải thuật Dijkstra cho kỹ thuật chọn đường tập trung.

Bài toán đặt ra là: tìm đường đi có “độ dài” (một đại lượng được dùng để làm thước đo, ví dụ độ trễ, cước phí truyền tin) cực tiểu, từ một nút (nguồn) cho trước đến mỗi nuút còn lại của mạng (đích). Ở đây ta coi mạng như là một đồ thị có hướng G(V,E), V là tập đỉnh với n đỉnh tương ứng với n nút mạng, E là tập cung của đồ thị. Ma trận trọng số là
a[u,v], u,v ∈ V.

Thuật toán được xây dựng dựa trên cơ sở gán cho các đỉnh các nhãn tạm thời. Nhãn của mỗi đỉnh cho biết cận của độ dài đường đi ngắn nhất từ s đến nó. Các nhãn này sẽ được biến đổi theo một thủ tục lặp, mà ở mỗi bước lặp có một nhãn tạm thời trở thành nhãn cố định. Nếu nhãn của một đỉnh nào đó trở thành một nhãn cố định thì nó sẽ cho ta không phải là cận trên mà là độ dài của đường đi ngắn nhất từ đỉnh s đến nó. Thuật toán được mô tả cụ thể như sau.





Procedure Dijstra;
(* Đầu vào:
Đồ thị có hướng G=(V,E) với n đỉnh,
s ∈ V là đỉnh xuất phát, a[u,v], u,v ∈ V là ma trận trọng số; Giả thiết: a[u,v]≥0, u,v ∈ V.
Đầu ra:
Khoảng cách từ đỉnh s đến tất cả các đỉnh còn lại d[v], v ∈ V.
Truoc[v], v ∈ V, ghi nhận đỉnh đi trước v trong đường đi ngắn nhất từ s
đến v *)

Begin


(* Khởi tạo *)
for v ∈ V do
begin




end;

d[v]:=a[s,v]; Truoc[v]:=s;

d[s]:=0; T:=V\ {s} ; (* T là tập các đỉnh cá nhãn tạm thời *) (* Bước lặp *)
while T <> θ do


begin


tìm đỉnh u ∈ T thoả mãn d[u]=min {d[z]: z ∈ T} ; T:=T\ {u} ; (* Cố định nhãn của đỉnh u*)
For v ∈ T do
If d[v]>d[u]+a[u,v] then
Begin







End;





end;




End;

d[v]:=d[u]+a[u,v]; Truoc[v]:=u;



Hình 2.7. Minh họa thuật toán Dijkstra

Thí dụ. Tìm đường đi ngắn nhất từ C đến các đỉnh còn lại của đồ thị ở hình dưới đây.
B 1 C 4 D



6 5 3 1



A E



3 4 7
2


H 8 G 9 F




Từ đó ta thiết kế được “cây chọn đường” và bảng chọn đường như các hình vẽ sau:



B(1) 1

C(0) 4


D(4)



5 3



A(5)

E(3)

2

3
7


H(

G(5)

F(10)





2.3.3. Tắc nghẽn trong mạng

Các khái niệm

• Hiện tượng tắc nghẽn (congestion): lưu lượng đến mạng tăng lên, thông lượng vận chuyển của mạng lại giảm đi.

• Deadlock: tình trạng tắc nghẽn trầm trọng đến mức mạng bị nghẹt hoàn toàn, thông lượng vận chuyển của mạng tụt xuống bằng không.














Hình 2.8. Lược đồ tắc nghẽn trong mạng

• Nguyên nhân dẫn đến tắc nghẽn:
− Lưu lượng đi đến trên nhiều lối vào đều cần cùng một đường đi ra.
− Tốc độ xử lý tại các router chậm
− Các đường truyền có bandwidth thấp, dẫn đến hiện tượng thắt cổ chai.
• Biểu hiện của tắc nghẽn: Thời gian khứ hồi (RTT) tăng cao bất thường

• Các biện pháp khắc phục

– Cung cấp đủ bộ đệm ở đầu vào và ra của các đường truyền


– Quản lý bộ đệm hợp lý, có thể loại bỏ sớm (RED)
– Hạn chế lưu lượng đến ngay ở đầu vào của toàn bộ hệ thống
– Điều khiển lưu lượng (thí dụ dùng Sliding Window)

Vấn đề này sẽ được nghiên sâu hơn trong chương 4 và chương 5.


2.3.4. Giao thức X25 PLP
Được CCITT công bố lần đầu tiên vào 1970 lúc lĩnh vực viễn thông lần đầu tiên tham gia vào thế giới truyền dữ liệu với các đặc tính:
− X25 cung cấp quy trình kiểm soát luồng giữa các đầu cuối đem lại chất
lương đường truyền cao cho dù chất lương đương dây truyền không cao.
− X25 được thiết kế cho cả truyền thông chuyển mạch lẫn truyền thông kiểu điễm nối điểm.
− Được quan tâm và tham gia nhanh chóng trên toàn cầu.
Trong X25 có chức năng dồn kênh (multiplexing) đối với liên kết logic (virtual circuits) chỉ làm nhiệm vụ kiểm soát lỗi cho các frame đi qua. Điều này làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp các thủ tục giữa hai tầng kề nhau, dẫn đến thông lượng bị hạn chế do tổng phí xử lý mỗi gói tin tăng lên. X25 kiểm tra lỗi tại mỗi nút trước khi truyền tiếp, điều này làm cho đường truyền có chất lượng rất cao gần như phi lỗi. Tuy nhiên do vậy khối lượng tích toán tại mỗi nút khá lớn, đối với những đường truyền của những năm
1970 thì điều đó là cần thiết nhưng hiện nay khi kỹ thuật truyền dẫn đã đạt được những tiến bộ rất cao thì việc đó trở nên lãng phí.

• Đặc điểm:
− Là mạng truyền dữ liệu công cộng đầu tiên.
− Vận chuyển dữ liệu hướng kết nối
− Để sử dụng X.25, máy tính đầu tiên phải thiết lập kết nối tới một máy tính ở xa,
nghĩa là phải thiết lập một cuộc gọi (telephone call)
− Kết nối này được gán 1 connection number để sử dụng cho các gói (packet) số liệu vận chuyển:

+ Nhiều kết nối có thể được sử dụng đồng thời giữa 2 máy tính.

+ Kết nối trong X.25 là kết nối ảo (Virtual Circuit)

• Nguyên tắc hoạt động
− X.25 là một dịch vụ truyền thông máy tính công cộng, dựa trên hệ thống viễn thông diện rộng (PSTN).

− X.25 được CCITT và sau này là ITU chuẩn hoá (1976).
− X.25 chỉ đặc tả giao diện giữa DTE và DCE:
+ DTE (Data Terminal Equipment)- thiết bị đầu cuối dữ liệu


+ DCE (Data Circuit-terminating Equipment) - thiết bị mạch đầu cuối dữ liệu,

− hay là thiết bị kết nối mạng.

X.25 không quy định cụ thể kiến trúc và tổ chức hoạt động nội bộ của mạng.
− Tổ chức và thực hiện hệ thống mạng để cung cấp dịch vụ X.25 tại giao diện
với NSD là nhiệm vụ của nhà cung cấp dịch vụ X.25 - thường là nhà cung cấp
dịch vụ viễn thông công cộng.

y Các giao thức chuẩn: X.25 qui định sử dụng các giao thức chuẩn ở các mức như sau:

• Mức vật lý:

– X.21 cho truyền số liệu số (Digital) giữa DTE và DCE

– X.21 bis cho truyền số liệu tương tự (Analog) giữa DTE và DCE

• Mức liên kết:

– LAPB (Link Access Protocol Balanced), là một phần của HDLC, để trao
đổi số liệu tin cậy giữa DTE và DCE

• Mức mạng:

– PLP (Packet Level Protocol): giao thức chuyển mạch gói + hướng kết nối, các subscriber sử dụng để thiết lập VC và truyền thông với nhau.

– là giao thức được đặc tả mới trong X.25

• Ba mức trên tương ứng với 3 mức thấp nhất của mô hình ISO/OSI



Hình 2.9. Đặc tả giao diện mạng X25


Các đặc điểm quan trọng nhất của X.25:

– Các gói tin điều khiển cuộc gọi, được dùng để thiết lập và huỷ bỏ các kênh ảo,
được gửi trên cùng kênh và mạch ảo như các gói in dữ liệu.

– Việc dồn kênh của các kênh ảo xảy ra ở tầng 3

– Cả tầng 2 và tầng 3 đều áp dụng cơ chế điều khiển lưu lượng và kiểm soát lỗi.

– X.25 được sử dụng rộng rãi trong khoảng 10 năm.

– Khoảng 1980s, X.25 được thay thế bởi một mạng mới – Frame Relay.


2.3.5. Công nghệ chuyển mạch nhanh

2.3.5.1. Mạng chuyển mạch khung – Frame Relay (FR)
Mỗi gói tin trong mạng gọi là Frame, do vậy mạng gọi là Frame relay. Đặc điểm khác biệt giữa mạng Frame Relay và mạng X25 mạng Frame Relay là chỉ kiểm tra lỗi tại hai trạm gửi và trạm nhận còn trong quá trình chuyển vận qua các nút trung gian gói tin sẽ không được kiểm lỗi nữa. Do vậy thời gian xử lý trên mỗi nút nhanh hơn, tuy nhiên khi có lỗi thì gói tin phải được phát lại từ trạm đầu. Với độ an toàn cao của đường truyền hiện nay thì chi phí việc phát lại đó chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ nếu so với khối lượng tính toán được giảm đi tại các nút nên mạng Frame Relay tiết kiệm được tài nguyên của mạng hơn so với mạng X25.

Frame relay không chỉ là một kỹ thuật mà còn là thể hiện một phương pháp tổ chức mới. Với nguyên lý là truyền mạch gói nhưng các thao tác kiểm soát giữa các đầu cuối giảm đáng kể Kỹ thuật Frame Relay cho phép thông luợng tối đa đạt tới 2Mbps và hiện nay nó đang cung cấp các giải pháp để tương nối các mạng cục bộ LAN trong một kiến trúc xương sống tạo nên môi trường cho ứng dụng multimedia.

Khác nhau căn bản giữa FR và X.25:
− Tín hiệu điều khiển cuộc gọi được vận chuyển trên một kết nối logic riêng; vì vậy, các node trung gian không cần phải duy trì các bảng trạng thái và xử lý các message này cho từng kết nối.
− Multiplexing và switching đối với các kết nối logic được thực hiện ở layer 2 (chứ
không phải layer 3), do đó loại bỏ được chi phí xử lý ở 1 layer.
− Điều khiển lưu lượng và kiểm soát lỗi: Không áp dụng các cơ chế điều khiển theo
chặng. FR cũng không cung cấp các cơ chế điều khiển End-to-end, nhiệm vụ này các
tầng trên phải giải quyết

Ưu điểm của FR với X.25:
− Làm cho quá trình truyền thông hợp lý hơn
− Chức năng giao thức tại giao diện user-network được giảm bớt
− Chi phí xử lý bên trong mạng cũng giảm
Æ Lower delay & Higher throughput (cỡ 1 bậc)
− Ứng dụng quan trọng nhất của Frame Relay: kết nối các mạng LAN ở các văn phòng của một công ty.
− Frame Relay đạt được mức độ thành công vừa phải, hiện vẫn đang được sử dụng.
Tóm tắt các đặc trưng công nghệ:
− FR thực hiện các chức năng cơ bản của mức Data link: tạo và xử lý frame, địa chỉ
hoá, quản lý các kênh ảo.
− Sử dụng kỹ thuật dồn/tách kênh không đồng bộ ở mức Data link: Æ Sử dụng hiệu quả hơn đường truyền. Tốc độ trao đổi số liệu: 56 Kbps – 2,048 Mbps.


− Thiết lập và giải phóng kênh theo giao thức báo hiệu chuẩn Q.931 của mạng
ISDN.
− Không có chức năng xử lý giao thức ở mức mạng.
− No Link-by-link Flow Control and Error Control; Các ES kiểm tra phát hiện lỗi và
khắc phục (end-to-end).
− Hệ chuyển mạch ở giao diện giữa mạng và hệ thống cuối kiểm tra CRC và không forward các frame bị lỗi.
− Giao diện quản trị nội tại LMI (Local Management Interface) của FR hỗ trợ việc
quản trị trao đổi số liệu trên các kênh ảo trong mạng.


2.3.5.2. Kỹ thuật ATM

Hiện nay kỹ thuật Cell Relay dựa trên phương thức truyền thông không đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lượng hàng trăm Mbps. Đơn vị dữ liệu dùng trong ATM được gọi là tế bào (cell). Các tế bào trong ATM có độ dài cố định là 53 bytes, trong đó 5 bytes dành cho phần chứa thông tin điều khiển (cell header) và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trên.

Trong kỹ thuật ATM, các tế bào chứa các kiểu dữ liệu khác nhau được ghép kênh tới một đường dẫn chung được gọi là đường dẫn ảo (virtual path). Trong đường dẫn ảo đó có thể gồm nhiều kênh ảo (virtual channel) khác nhau, mỗi kênh ảo được sử dụng bởi một ứng dung nào đó tại một thời điểm.

ATM đã kết hợp những đặc tính tốt nhất của dạng chuyển mạch liên tục và dạng chuyển mạch gói, nó có thể kết hợp dải thông linh hoạt và khả năng chuyển tiếp cao tốc và có khả năng quản lý đồng thời dữ liệu số, tiếng nói, hình ảnh và multimedia tương tác.

Mục tiêu của kỹ thuật ATM là nhằm cung cấp một mạng dồn kênh, và chuyển mạch tốc độ cao, độ trễ nhỏ dáp ứng cho các dạng truyền thông đa phương tiện (multimecdia)

Chuyển mạch cell cần thiết cho việc cung cấp các kết nối đòi hỏi băng thông cao, tình trạng tắt nghẽn thấp, hỗ trợ cho lớp dịch vụ tích hợp lưu thông dữ liệu âm thanh hình ảnh. Đặc tính tốc độ cao là đặc tính nổi bật nhất của ATM.

ATM sử dụng cơ cấu chuyển mạch đặc biệt: ma trận nhị phân các phần tử chuyển mạch (a matrix of binary switching elements) để vận hành lưu thông. Khả năng mở rộng (scalability) là một đặc tính của cơ cấu chuyển mạch ATM. Đặc tính này tương phản trực tiếp với những gì diễn ra khi các trạm cuối được thêm vào một thiết bị liên mạng như router. Các router có năng suất tổng cố định được chia cho các trạm cuối có kết nối với chúng. Khi số lượng trạm cuối gia tăng, năng suất của router tương thích cho trạm cuối thu nhỏ lại. Khi cơ cấu ATM mở rộng, mỗi thiết bị thu trạm cuối, bằng con đường của chính nó đi qua bộ chuyển mạch bằng cách cho mỗi trạm cuối băng thông chỉ định. Băng thông rộng được chỉ định của ATM với đặc tính có thể xác nhận khiến nó trở thành một kỹ thuật tuyệt hảo dùng cho bất kỳ nơi nào trong mạng cục bộ của doanh nghiệp.

Như tên gọi của nó chỉ rõ, kỹ thuật ATM sử dụng phương pháp truyền không đồng bộ (asynchronouns) các tề bào từ nguồn tới đích của chúng. Trong khi đó, ở tầng vật lý người ta có thể sử dụng các kỹ thuật truyền thông đồng bộ như SDH (hoặc SONET).


Nhận thức được vị trí chưa thể thay thế được (ít nhất cho đến những năm đầu của thế kỷ 21) của kỹ thuật ATM, hầu hết các hãng khổng lồ về máy tính và truyền thông như IBM, ATT, Digital, Hewlett - Packard, Cisco Systems, Cabletron, Bay Network,... đều đang quan tâm đặc biệt đến dòng sản phẩm hướng đến ATM của mình để tung ra thị trường. Có thể kể ra đây một số sản phẩm đó như DEC 900 Multiwitch, IBM 8250 hub, Cisco 7000 rounter, Cablectron, ATM module for MMAC hub.

Nhìn chung thị trường ATM sôi động do nhu cầu thực sự của các ứng dụng đa phương tiện. Sự nhập cuộc ngày một đông của các hãng sản xuất đã làm giảm đáng kể giá bán của các sản phẩm loại này, từ đó càng mở rộng thêm thị trường. Ngay ở Việt Nam, các dự án lớn về mạng tin học đều đã được thiết kế với hạ tầng chấp nhận được với công nghệ ATM trong tương lai.

2.3.6. Dịch vụ OSI cho tầng mạng
(Tham khảo phần II.3.5, tr 71, 72) của giáo trình [1]).

2.4. TẦNG GIAO VẬN (TRANSPORTATION)

2.4.1. Vai trò và chức năng của tầng Giao vận

Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và các tầng trên. nó là tầng cao nhất có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống mở. Nó cùng các tầng dưới cung cấp cho người sử dụng các phục vụ vận chuyển.

Tầng vận chuyển (transport layer) là tầng cơ sở mà ở đó một máy tính của mạng chia sẻ thông tin với một máy khác. Tầng vận chuyển đồng nhất mỗi trạm bằng một địa chỉ duy nhất và quản lý sự kết nối giữa các trạm. Tầng vận chuyển cũng chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ hơn trước khi gửi đi. Thông thường tầng vận chuyển đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự.

Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của tầng mạng. Người ta chia giao thức tầng mạng thành các loại sau:
− Mạng loại A: Có tỷ suất lỗi và sự cố có báo hiệu chấp nhận được (tức là chất lượng chấp nhận được). Các gói tin được giả thiết là không bị mất. Tầng vận chuyển không
cần cung cấp các dịch vụ phục hồi hoặc sắp xếp thứ tự lại.
− Mạng loại B: Có tỷ suất lỗi chấp nhận được nhưng tỷ suất sự cố có báo hiệu lại không chấp nhận được. Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lại khi xẩy ra sự cố.
− Mạng loại C: Có tỷ suất lỗi không chấp nhận được (không tin cậy) hay là giao thức không liên kết. Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lại khi xảy ra lỗi và sắp xếp lại thứ tự các gói tin.



2.4.2. Giao thức chuẩn cho tầng Giao vận

Trên cơ sở loại giao thức tầng mạng chúng ta có 5 lớp giao thức tầng vận chuyển đó
là:


− Giao thức lớp 0 (Simple Class - lớp đơn giản): cung cấp các khả năng rất đơn giản
để thiết lập liên kết, truyền dữ liệu và hủy bỏ liên kết trên mạng "có liên kết" loại A. Nó
có khả năng phát hiện và báo hiệu các lỗi nhưng không có khả năng phục hồi.
− Giao thức lớp 1 (Basic Error Recovery Class - Lớp phục hồi lỗi cơ bản) dùng với các loại mạng B, ở đây các gói tin (TPDU) được đánh số. Ngoài ra giao thức còn có khả năng báo nhận cho nơi gửi và truyền dữ liệu khẩn. So với giao thức lớp 0 giao thức
lớp 1 có thêm khả năng phục hồi lỗi.
− Giao thức lớp 2 (Multiplexing Class - lớp dồn kênh) là một cải tiến của lớp 0 cho phép dồn một số liên kết chuyển vận vào một liên kết mạng duy nhất, đồng thời có thể kiểm soát luồng dữ liệu để tránh tắc nghẽn. Giao thức lớp 2 không có khả năng phát
hiện và phục hồi lỗi. Do vậy nó cần đặt trên một tầng mạng loại A.
− Giao thức lớp 3 (Error Recovery and Multiplexing Class - lớp phục hồi lỗi cơ bản và dồn kênh) là sự mở rộng giao thức lớp 2 với khả năng phát hiện và phục hồi lỗi, nó cần đặt trên một tầng mạng loại B.
− Giao thức lớp 4 (Error Detection and Recovery Class - Lớp phát hiện và phục hồi lỗi) là lớp có hầu hết các chức năng của các lớp trước và còn bổ sung thêm một số khả
năng khác để kiểm soát việc truyền dữ liệu.

2.4.3. Dịch vụ OSI cho tầng Giao vận

(Tham khảo phần II.4.3, tr 92-93 của giáo trình [1]).

2.5. TẦNG PHIÊN (SESSION)

2.5.1. Vai trò và chức năng của tầng Phiên
Tầng giao Phiên (session layer) thiết lập "các giao dịch" giữa các trạm trên mạng, nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại với nhau và lập ánh xa giữa các tên với địa chỉ của chúng. Một giao dịch phải được thiết lập trước khi dữ liệu được truyền trên mạng, tầng giao dịch đảm bảo cho các giao dịch được thiết lập và duy trì theo đúng qui định.

Tầng giao dịch còn cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để quản trị
các giao dịnh ứng dụng của họ, cụ thể là:
− Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và giải phóng (một cách lôgic) các phiên (hay còn gọi là các hội thoại - dialogues)
− Cung cấp các điểm đồng bộ để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu.
− Áp đặt các qui tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng.
− Cung cấp cơ chế "lấy lượt" (nắm quyền) trong quá trình trao đổi dữ liệu.
Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nẩy sinh vấn đề: hai người sử dụng luân phiên phải "lấy lượt" để truyền dữ liệu. Tầng giao dịch duy trì tương tác luân phiên bằng cách báo cho mỗi người sử dụng khi đến lượt họ được truyền dữ liệu. Vấn đề đồng bộ hóa trong tầng giao dịch cũng được thực hiện như cơ chế kiểm tra/phục hồi, dịch vụ này cho phép người sử dụng xác định các điểm đồng bộ hóa trong dòng dữ liệu đang


chuyển vận và khi cần thiết có thể khôi phục việc hội thoại bắt đầu từ một trong các điểm
đó.

Ở một thời điểm chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các dịch vụ nhất định của tầng giao dịch, việc phân bổ các quyền này thông qua trao đổi thẻ bài (token). Ví dụ: Ai có được token sẽ có quyền truyền dữ liệu, và khi người giữ token trao token cho người khác thi cũng có nghĩa trao quyền truyền dữ liệu cho người đó.

Tầng giao dịch có các hàm cơ bản sau:
− Give Token cho phép người sử dụng chuyển một token cho một người sử dụng khác của một liên kết giao dịch.
− Please Token cho phép một người sử dụng chưa có token có thể yêu cầu token đó.
− Give Control dùng để chuyển tất cả các token từ một người sử dụng sang một
người sử dụng khác.

2.5.2. Dịch vụ OSI cho tầng Phiên

(Tham khảo phần II.5.2, tr 96-103 của giáo trình [1]).

2.5.3. Giao thức chuẩn cho tầng Phiên

(Tham khảo phần II.5.3, tr 104-106 của giáo trình [1]).

2.6. TẦNG TRÌNH DIỄN (PRESENTATION)

2.6.1. Vai trò và chức năng của tầng Trình diễn
Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau. Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác nhau (như hệ máy Intel và hệ máy Motorola). Tầng trình bày (Presentation layer) phải chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang một loại khác. Để đạt được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn chung dùng để truyền thông và cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung và ngược lại.

Tầng trình bày cũng có thể được dùng kĩ thuật mã hóa để xáo trộn các dữ liệu trước khi được truyền đi và giải mã ở đầu đến để bảo mật. Ngoài ra tầng biểu diễn cũng có thể dùng các kĩ thuật nén sao cho chỉ cần một ít byte dữ liệu để thể hiện thông tin khi nó được truyền ở trên mạng, ở đầu nhận, tầng trình bày bung trở lại để được dữ liệu ban đầu.
2.6.2. Dịch vụ OSI cho tầng Trình diễn

(Tham khảo phần II.6.2, tr 110-114 của giáo trình [1]).

2.6.3. Giao thức chuẩn cho tầng Trình diễn

(Tham khảo phần II.6.3, tr 115-118 của giáo trình [1]).


2.7. TẦNG ỨNG DỤNG (APPLICATION)

2.7.1. Vai trò và chức năng của tầng Ứng dụng

Tầng ứng dụng (Application layer) là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI và giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng.

Để cung cấp phương tiện truy nhập môi trường OSI cho các tiến trình ứng dụng, Người ta thiết lập các thực thể ứng dụng (AE), các thực thể ứng dụng sẽ gọi đến các phần tử dịch vụ ứng dụng (Application Service Element - viết tắt là ASE) của chúng. Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm một hoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng. Các phần tử dịch vụ ứng dụng được phối hợp trong môi trường của thực thể ứng dụng thông qua các liên kết (association) gọi là đối tượng liên kết đơn (Single Association Object - viết tắt là SAO). SAO điều khiển việc truyền thông trong suốt vòng đời của liên kết đó cho phép tuần tự hóa các sự kiện đến từ các ASE thành tố của nó.
2.7.2. Chuẩn hoá tầng ứng dụng

(Tham khảo phần II.7.2, tr 121-129 của giáo trình [1]).


2.8. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
(đang tiếp tục bổ sung)