Kỹ thuật truyền số liệu| Bài giảng môn Nhập môn kỹ thuật truyền thông| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

dce 2008
Kỹ Thuật Truyền Số Liệu BK TP.HCM dce 2008 Giới thiệu • Môn học – Mã số: 504003 – Số tín chỉ: 4
– Môn học trước: không • Giảng viên – Nguyễn Hoà Hưng
– Khoa Khoa học và Kỹ thuật máy tính
– hungnguyen@cse.hcmut.edu.vn
– (38647256 ext. 6227 or 5843)
– http://cse.hcmut.edu.vn/~hungnguyen
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 2 dce 2008 Giới thiệu môn học • Động lực
– Sự phát triển vũ bão của các ứng dụng máy tính
– Sự cần thiết của việc trao đổi thông tin giữa các nơi, giữa các máy tính
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 3 dce 2008 Giới thiệu môn học • Mục đích
– Giới thiệu các khái niệm, thuật ngữ và các phương pháp tiếp cận
được dùng trong các hệ thống truyền dữ liệu
– Hiểu việc truyền số liệu giữa 2 thiết bị và các vấn đề liên quan
– Hiểu việc truyền dữ liệu qua mạng giữa 2 thiết bị thông qua một nghi thức giao tiếp
– Giới thiệu một số mạng truyền số liệu được sử dụng hiện nay • Đối tượng
– Sinh viên chuyên ngành có kiến thức về thiết kế mạch, cấu trúc máy
tính, ngôn ngữ lập trình cấp cao – Kỹ sư chuyên ngành • Đánh giá
– Kiểm tra giữa kỳ: 20% – Thực hành: 20%
– Kiểm tra cuối kỳ: 60%
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 4 dce 2008 Nội dung môn học •
Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu • Truyền dẫn số liệu •
Kỹ thuật mã hóa tín hiệu •
Kỹ thuật truyền dữ liệu số •
Điều khiển ở lớp liên kết dữ liệu • Ghép/tách kênh •
Chuyển mạch mạch và chuyển mạch gói •
Chế độ truyền bất đồng bộ •
Tìm đường trong mạng chuyển mạch
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 5 dce 2008 Tài liệu tham khảo •
[1] “Tập slide bài giảng”, TS. Đinh Đức Anh Vũ, 2008 •
[2] Data and Computer Communications – William Stallings (12 chương đầu) •
[3] Data Communications and Computer Networks •
ISDN & B-ISDN – William Stallings •
ATM Foundations for Broadband Networks – Uyless Black •
Data Communications – William L. Schweber •
Data communications and teleprocessing systems – Trevor Housley •
Data communication technology – James Martin •
Công nghệ ATM và CDMA – LG Information & Communications •
Lecture notes for M.Sc. Data Communication Networks and Distributed Systems
D51 -- Basic Communications and Networks - Saleem N. Bhatti - Department of
Computer Science - University College London - October 1994 •
Lecture notes for DATA COMMUNICATIONS, v4.0 – Brian Brown, 1995-2001. •
Fiber Optics Communication and Other Applications – Henry Zanger & Cynthia Zanger. •
Wireless Networked Communications Concepts, Technology and Implementation – Regis J. Bates. •
Practical digital and data communications with LSI applications – Paul Bates
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 6 dce 2008 Chương 1
Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu BK TP.HCM Truyền số liệu Mạng truyền số liệu
Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính dce 2008
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
Sơ đồ khối tổng quát (mô hình Shannon)  Ứng dụng dữ liệu  Ứng dụng video
 Ứng dụng âm thanh, tiếng nói
 Ứng dụng thời gian thực Ví dụ
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 8 dce 2008
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu
• Hệ thống truyền dữ liệu là gì?
– Dữ liệu: biểu diễn số liệu, khái niệm, … dưới dạng thích hợp cho việc
giao tiếp, xử lý, diễn giải
– Thông tin: ý nghĩa được gán cho dữ liệu
– Tín hiệu: một dạng biểu diễn của dữ liệu
– Tập hợp các thiết bị được kết nối thông qua một môi trường truyền dẫn
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 9 dce
2008 Các tác vụ chính
• Tối ưu hệ thống truyền dẫn
– Chia sẻ đường truyền hiệu quả giữa nhiều thiết bị, chống nghẽn mạch
• Giao tiếp giữa thiết bị với hệ thống truyền • Tạo tín hiệu
– Có khả năng truyền dẫn trong môi trường truyền
– Bên nhận phải hiểu được dữ liệu
• Đồng bộ giữa bên truyền và bên nhận
– Điểm bắt đầu và điểm kết thúc của tín hiệu
• Quản lý việc trao đổi dữ liệu
– Các giao thức truyền dữ liệu
– Ví dụ: thực hiện cuộc gọi điện thoại
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 10 dce
2008 Các tác vụ chính
• Điều khiển dòng dữ liệu
– Tốc độ truyền để hệ thống đích không bị quá tải
• Phát hiện và sửa lỗi
• Định vị địa chỉ và tìm đường
– Địa chỉ là duy nhất
– Tìm đường trong một mạng và giữa các mạng • Khôi phục
– Khôi phục lại trạng thái cũ của hệ thống khi có lỗi làm ngắt quãng
• Định dạng thông tin (vd: binary code của mã ký tự) • Bảo mật
– Dữ liệu chỉ được gửi đến đối tượng nhận đã xác định • Quản trị mạng
– Cài đặt hệ thống, quản lý trạng thái, xử lý lỗi, có kế hoạch nâng cấp trong tương lai
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 11 dce 2008
Hệ thống truyền dữ liệu
• Tại sao phải dùng hệ thống truyền dữ liệu – Chia sẻ tài nguyên • Máy in • Ổ đĩa/băng từ • Công suất tính toán • Tập hợp dữ liệu – Phân tán tải • Tính toán song song
• Tính toán theo mô hình client-server • Fault tolerance – Chuyển thông tin
• Giao dịch cơ sở dữ liệu • Thư điện tử • Game
• Phân tán dữ liệu trên mạng – lưu trữ
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 12 dce 2008 Truyền số liệu
• Liên quan đến các vấn đề truyền dữ liệu số dạng thô
– Truyền dẫn dữ liệu (data transmission)
– Mã hóa dữ liệu (data encoding)
– Kỹ thuật trao đổi dữ liệu số (digital data communication)
– Điều khiển liên kết dữ liệu (data link control) – Phân hợp (multiplexing)
• Liên kết (link) hoặc mạch (circuit) • Kênh (channel)
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 13 dce 2008 Mạng truyền số liệu
• Giao tiếp điểm-điểm thường không thực tế
– Các thiết bị cách xa nhau
– Số kết nối tăng đáng kể
khi số các thiết bị cần giao tiếp lớn
 Mạng truyền số liệu • Phân loại dựa vào phạm vi hoạt động
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 14 dce 2008 Mạng truyền số liệu
• Mạng cục bộ (Local-Area Networks – LAN) – Đặc tính
• Tầm vực nhỏ (tòa nhà, nhiều tòa nhà)
• Thường được sở hữu bởi 1 công ty, tổ chức • Tốc độ cao hơn WAN – Phân loại • Switch LAN (Ethernet) • Wireless LAN • ATM LAN
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 15 dce 2008 Mạng truyền số liệu Building A Site-wide (backbone) LAN LAN 1 LAN 3 Building B LAN 2 = PC, Work station = Brige (caàu) Building C
a) Ứng dụng trong văn phòng
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 16 dce 2008 Mạng truyền số liệu
• Mạng diện rộng (Wide-Area Networks – WAN)
– Khác như thế nào so với mạng LAN?
• Triển khai theo diện rộng
• Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng – Công nghệ
• Chuyển mạch mạch điện (circuit-switching)
– Đường truyền dẫn logic dành riêng giữa 2 node mạng
• Chuyển mạch gói (packet-switching)
– Không được dành riêng đường truyền dẫn
– Mỗi gói đi theo đường khác nhau
– Chi phí đường truyền cao để khắc phục các lỗi truyền dẫn • Frame Relay
– Được dùng trong chuyển mạch gói có tốc độ lỗi thấp
– Tốc độ lên đến 2 Mbps • ATM
– Chế độ truyền bất đồng bộ (Asynchronous Transfer Mode)
– Dùng các gói có kích thước cố định (gọi là cell)
– Tốc độ lên đến Gbps
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 17 dce 2008 Mạng truyền số liệu
• Một cách phân loại khác
– Dựa vào kiến trúc và kỹ thuật dùng để trao đổi dữ liệu
– Mạng chuyển mạch (switched networks)
• Mạng chuyển mạch mạch điện
• Mạng chuyển mạch gói
– Mạng phát tán (broadcast networks)
• Mạng radio gói (packet radio net.)
• Mạng vệ tinh (satellite net.)
• Mạng cục bộ (local net.)
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 18 dce 2008 Chương 1
Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu
Mô hình hệ thống truyền dữ liệu BK TP.HCM Truyền số liệu Mạng truyền số liệu
Kiến trúc truyền số liệu dùng máy tính dce 2008
Ví dụ kiến trúc phân cấp
Data Communication and Computer Networks
©2008, Dr. Dinh Duc Anh Vu 20