Bài giảng Kỹ thuật kiểm soát luồng | Học viện An ninh Nhân dân

HỌC VIỆN AN NINH NHÂN DÂN
KHOA CÔNG NGHỆ VÀ AN NINH THÔNG TIN
NHẬP MÔN MẠNG MÁY TÍNH
BÀI: KỸ THUẬT KIỂM SOÁT LUỒNG
Giáo viên: Thượng úy Bùi Đức Anh
Khoa Công nghệ và An ninh thông tin Hà Nội, tháng 12 năm 2017
KỸ THUẬT KIỂM SOÁT LỖI CƠ CHẾ PHÁT HIỆN LỖI? KỸ THUẬT XỬ LÝ LỖI? 2
KỸ THUẬT KIỂM SOÁT LỖI CƠ CHẾ
- Thêm vào thông tin điều khiển
- Bên nhận giải mã các thông tin PHÁT HIỆN LỖI?
điều khiển và phân tích KỸ THUẬT
- Phát hiện lỗi và sửa lỗi XỬ LÝ LỖI?
- Phát hiện lỗi và truyền lại khung 3 ĐẶT VẤN ĐỀ
 Khả năng và chiến lược cấp phát tài nguyên của mạng
 Tốc độ phát nhanh hơn thu  không nhận kịp  mất gói 4
KỸ THUẬT KIỂM SOÁT LUỒNG
ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI 1 2 ĐIỀU KHIỂN LỖI 3 CỬA SỔ TRƯỢT 4 KẾT LUẬN 5
1. ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI
 Là cơ chế đảm bảo việc truyền tin của phía phát không
vượt quá khả năng xử lý của phía thu  Hai loại:  End-to-End  Hop-by-Hop  Phương pháp xử lý:
 Dựa vào tốc độ dữ liệu (rate-based flow control)
 Sử dụng hồi tiếp (feedback-based flow control) 6 RATE-BASED FLOW CONTROL
 Dựa vào việc hạn chế băng thông
 Đảm bảo lượng thông tin của người dùng đưa vào mạng
không vượt quá một mức nào đó
 Có thể vượt quá trong một số trường hợp nhưng ở mức độ cho phép 7
FEEDBACK-BASED FLOW CONTROL
 Kỹ thuật xác nhận của máy đích  ACK: Acknowledgement
 NAK: Negative Acknowledgement  Kỹ thuật piggy-backing
 Quy định khi nào bên gửi phát khung dữ liệu tiếp theo
 Phương pháp phổ biến: Cửa sổ trượt - Sliding Window 8 ACK: ACKNOWLEDGEMENT Máy gửi Máy nhận Frame 1 ACK Frame 2 ACK … 9
NAK: NEGATIVE ACKNOWLEDGEMENT Máy gửi Máy nhận Frame 1 NAK Frame 1 ACK … 10
2. ĐIỀU KHIỂN LỖI
 Khung tin không tới được bên nhận (Lost Frame)
 Báo nhận không tới được bên gửi (Lost ACK/NAK) 11 LOST FRAME Máy gửi Máy nhận Frame Time out Frame ACK 12 LOST ACK Máy gửi Máy nhận Frame ACK/NAK Time out Frame ACK … 13 ARQ Automatic Repeat Request 14
AUTOMATIC REPEAT REQUEST - ARQ
 Cơ chế phát lại dừng và đợi - Stop and wait ARQ
 Cơ chết phát lại theo nhóm - Go back N ARQ
 Cơ chế phát lại có lựa chọn - Selective repeat ARQ 15 STOP AND WAIT ARQ
 Bên phát truyền đi 1 khung sau đó chờ bên thu xác nhận  Không còn phù hợp
 Đặc điểm: đơn giản, hiệu quả nhưng hiệu suất thấp Trục thời gian bên phát Thời gian Packet 0 CRC Packet 1 CRC Packet 1 CRC ACK NAK Nhận đúng Phát hiện Nhận đúng khung 0 khung 1 sai khung 1 Trục thời gian bên thu 16
VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC?
 Đường kênh vệ tinh có tốc độ 50 Kbp/s = 50000 bp/s
 Gói tin cần gửi: 1000 bit  Trễ truyền 500 ms
 Thời gian nhận được ACK là không đáng kể 17 GO BACK N ARQ
 Phía phát sẽ được phát nhiều hơn một khung thông tin
trước khi nhận được báo nhận từ phía thu.
 Khi có lỗi xảy ra tại khung n thì sẽ phát lại khung n và tất cả các khung sau n 18 GO BACK N ARQ  Đặc điểm
 Hiệu suất cao hơn phương pháp Stop and Wait ARQ
 Các khung tin đến theo thứ tự
 Xử lý thông tin ở phía thu đơn giản, không cần bộ đệm
 Cần truyền lại nhiều khung thông tin 19 GO BACK N ARQ 20 SELECTIVE REPEAT ARQ
 Nếu có lỗi xảy ra, chỉ những gói lỗi được phát lại.
 Cần có bộ đệm để sắp xếp lại gói 21 SELECTIVE REPEAT ARQ  Đặc điểm:
 Hiệu suất cao hơn Go back N ARQ
 Sử dụng đường truyền hiệu quả hơn
 Các khung tin đến không theo thứ tự
 Phức tạp, yêu cầu phải có bộ đệm 22 SELECTIVE REPEAT ARQ 23 SO SÁNH STOP AND SELECTIVE GO BACK N WAIT REPEAT - Đơn giản - Hiệu suất cao - Hiệu suất cao ƯU - Hiệu quả - Xử lý đơn giản - Sử dụng đường ĐIỂM truyền hiệu quả - Hiệu suất thấp - Truyền lại nhiều - Phức tạp NHƯỢC ĐIỂM 24
3. CỬA SỔ TRƯỢT (SLIDING WINDOW)
 Giới hạn số lượng gói tin được truyền ở phía phát
 Phía phát sẽ không thực hiện phát tin chừng nào phía
thu chưa xử lý xong thông tin trước đó
 Khi xử lý xong, phía thu sẽ báo cho phía phát để tiếp tục gửi tin 25
3. CỬA SỔ TRƯỢT (SLIDING WINDOW)  Đặc điểm
 Cho phép nhiều khung tin được truyền tại một thời điểm
 Kết nối trực tiếp song công (Full Duplex)
 Bên nhận có bộ đệm cho n khung tin
 Mỗi khung tin được gán bởi 1 số thứ tự
 Bên nhận xác nhận khung tin đã nhận bằng ACK 26
3. CỬA SỔ TRƯỢT (SLIDING WINDOW)
 Kích thước của cửa sổ có thể thay đổi
 k bit để đánh thứ tự khung
 Kích thước của cửa sổ lớn nhất là 2k - 1
 Kích thước của cửa sổ nhỏ nhất là 0  Cửa sổ gửi:
 Trong cửa sổ: các khung đang chờ báo nhận
 Ngoài cửa sổ: các khung có thể gửi tiếp
 Cửa sổ nhận: các khung sẵn sàng chờ nhận 27
CỬA SỔ TRƯỢT (SLIDING WINDOW) 28 4. TỔNG KẾT
 Cơ chế đảm bảo đồng bộ giữa bên phát và bên thu
 Đi cùng các cơ chế tránh tắc nghẽn
 2 loại: End-to-End và Hop-by-Hop  2 phương pháp xử lý
 Dựa vào tốc độ dữ liệu  Sử dụng hồi tiếp
 Kết hợp cùng cơ chế tự động phát lại gói tin ARQ 29
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 Tính hiệu suất cụ thể của các cơ chế ARQ
 Điều khiển luồng End-to-End
 Điều khiển luồng Hop-by-Hop
 Phương pháp xử lý dựa vào tốc độ dữ liệu: phân loại, thuật toán... 30
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! 31