Đang tải... (xem toàn văn)
I.Một số khái niệm điều khiển ..................................................................... 3 I.1 Điều khiển lưu lượng (điều khiển luồng) ........................................................... 3 II.2 Điều khiển lưu lượng truyền................................................................. 3 I.3 Điều khiển lưu lượng mạch vòng mở..................................................... 4 I.4 Điều khiển lưu lượng mạch vòng kín..................................................... 4 II.Các phương pháp điều khiền lỗi.............................................................. 5 II.A. Kỹ thuật dừng và chờ (Stop and Wait) .............................................. 5 II.A.1 ARQ dừng và đợi................................................................................................... 5 II.A.1.1 Hoạt động........................................................................................ 6 II.A.1.2 Hiệu suất ......................................................................................... 6 II.A.2.ARQ ngược lại n (ARQ go back n)................................................... 7 II.A.3.ARQ phát lại chọn lọc (ARQ Selective Repeat) .............................. 8 II.A.4.ARQ loại bỏ có chọn lọc (ARQ Selective reject) ............................. 8 II.B.Kỹ thuật cửa sổ trượt (Sliding Window) ............................................. 10 II.B .1. Hoạt động ......................................................................................... 10 II.B.2.Hiệu suất ............................................................................................ 11
BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ CƠ SỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CAO HỌC NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH BÀI TẬP MƠN : TRUYỀN THƠNG MẠNG MÁY TÍNH Câu 3:”Trình bày phương pháp điều khiển lỗi, lấy ví dụ cụ thể so sánh ưu nhược điểm” GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TIẾN SĨ : NGUYỄN QUANG UY Nhóm thực hiện: Nhóm Đặng Vũ Tuấn Nguyễn Thị Thanh Lệ Đặng Tú Hoa Phương Phương Thúy Vũ Thị Lệ Huyền Nguyễn Quốc Cường KHÓA 24 THÁNG 03 – 2013 MỤC LỤC Trang I.Một số khái niệm điều khiển I.1 Điều khiển lưu lượng (điều khiển luồng) II.2 Điều khiển lưu lượng truyền I.3 Điều khiển lưu lượng mạch vòng mở I.4 Điều khiển lưu lượng mạch vịng kín II.Các phương pháp điều khiền lỗi II.A Kỹ thuật dừng chờ (Stop and Wait) II.A.1 ARQ dừng đợi II.A.1.1 Hoạt động II.A.1.2 Hiệu suất II.A.2.ARQ ngược lại n (ARQ go back n) II.A.3.ARQ phát lại chọn lọc (ARQ Selective Repeat) II.A.4.ARQ loại bỏ có chọn lọc (ARQ Selective reject) II.B.Kỹ thuật cửa sổ trượt (Sliding Window) 10 II.B Hoạt động 10 II.B.2.Hiệu suất 11 BÀI TẬP NHĨM MƠN TRUYỀN THƠNG MẠNG MÁY TÍNH Câu 3:”Trình bày phương pháp điều khiển lỗi, lấy ví dụ cụ thể so sánh ưu nhược điểm” I.Một số khái niệm điều khiển I.1 Điều khiển lưu lượng (điều khiển luồng) Trong mạng máy tính, điều khiển lưu lượng (tiếng Anh: flow control) qui trình quản lý tốc độ truyền liệu hai đầu kết nối mạng lưới Chúng ta cần phân biệt khái niệm với khống chế tắc nghẽn (congestion control) - điều khiển luồng liệu tắc nghẽn xảy Các chế điều khiển lưu lượng phân loại tùy theo việc máy nhận có gửi thơng tin phản hồi (feedback) lại cho máy gửi hay không Điều khiển lưu lượng có vai trị quan trọng, tình trạng máy tính gửi thơng tin tới máy tính khác, với tốc độ cao tốc độ mà máy tính đích nhận xử lý Tình xảy máy tính nhận phải chịu tải giao thông liệu cao máy tính gửi, máy tính nhận có lực xử lý máy tính gửi I.2 Điều khiển lưu lượng truyền Điều khiển lưu lượng truyền áp dụng liệu truyền từ thiết bị đầu cuối (terminal equipment - DTE) sang trung tâm chuyển mạch (switching center) đấy, truyền thông hai thiết bị DTE với Tần số truyền tin phải khống chế yêu cầu mạng lưới thiết bị truyền tin (DTE) Điều khiển lưu lượng truyền áp dụng biệt lập chiều mà tín hiệu truyền thơng, cho phép tần số truyền tin chiều khác Phương pháp điều khiển lưu lượng truyền có hai cách, dùng chế độ "ngưngvà-truyền" (stop-and-go) (dừng đợi - stop and wait) dùng hình thức cửa sổ di động hay cửa sổ trượt (sliding window) Điều khiển lưu lượng truyền thực thơng qua đường điều khiển giao diện truyền thông liệu (xem cổng serial (serial port) RS 232), cách dành riêng số ký hiệu cho việc điều khiển (in-band control characters) nhằm báo hiệu cho lưu lượng truyền bắt đầu ngừng lại (chẳng hạn mã ASCII cho giao thức XON/XOFF) Các đường điều khiển thông dụng RS 232 bao gồm RTS (Request To Send - Máy địa phương sẵn sàng nhận liệu, yêu cầu gửi liệu sang) CTS (Clear To Send - Máy xa sẵn sàng nhận liệu) DSR (Data Set Ready - Bộ điều chế liệu (như modem) sẵn sàng để liên lạc (gọi nhận gọi) với máy xa DTR (Data Terminal Ready - Thiết bị nhận liệu địa phương (như PC) sẵn sàng nhận liệu, cho phép điều chế liệu (modem) liên lạc (gọi nhận gọi) với máy xa Phương pháp điều khiển thường gọi "điều khiển lưu lượng phần cứng" (hardware flow control) Còn XON/XOFF thường coi "điều khiển lưu lượng phần mềm" (software flow control) I.3 Điều khiển lưu lượng mạch vòng mở Cơ chế điều khiển lưu lượng mạch vịng mở (Open-loop flow control) có đặc điểm khơng có thơng tin phản hồi máy nhận máy truyền tin Phương pháp điều khiển truyền thông đơn giản sử dụng rộng rãi Việc bố trí tài nguyên phải theo kiểu "đặt chỗ trước" (prior reservation) "từ nút tới nút" (hop-tohop) Điều khiển lưu lượng mạch vịng mở có số vấn đề cố hữu việc cố gắng sử dụng tối đa tài nguyên mạng ATM Việc cấp phát tài nguyên - dung lượng nhớ dùng làm đệm chứa liệu chẳng hạn - thực thiết lập kết nối CAC (Connection Admission Control - điều khiển đầu vào dành cho mạng ATM) Việc cấp phát tiến hành dựa thông tin mà kết nối hoạt động thơng tin trở nên cũ Thường dung lượng tài nguyên cấp phát vượt mức độ cần thiết Điều khiển lưu lượng mạch vòng mở sử dụng dịch vụ CBR (Constant Bit Rate - Tần số bit bất biến), VBR (Variable Bit Rate - Tần số bit thay đổi) UBR (Unspecified Bit Rate - Tần số bit không xác định) (Xem thêm hợp đồng giao thông (traffic contract) khống chế tắc nghẽn (congestion control)) I.4 Điều khiển lưu lượng mạch vịng kín Cơ chế điều khiển lưu lượng mạch vịng kín (Closed-loop flow control) có đặc điểm mạng có khả thơng báo lại tắc nghẽn tồn đọng mạng cho máy truyền tin Máy truyền tin dùng thông tin nhiều hình thức để điều chỉnh hoạt động cho thích ứng với điều kiện mạng Điều khiển lưu lượng mạch vịng kín dùng dịch vụ ABR (Available Bit Rate - Tần số bit khả dụng) (Xem thêm hợp đồng giao thông (traffic contract) khống chế tắc nghẽn (congestion control)) II.Các phương pháp điều khiền lỗi II.A Kỹ thuật dừng chờ (Stop and Wait) Trong trình truyền frame liệu khơng phải lúc đến đích xác mà ln có tỉ lệ lỗi Kiểm sốt lỗi chế phát sửa lỗi xảy ra, đảm bảo liệu đến đích xác (hay tỉ lệ lỗi thấp ngưỡng cho phép đó) Cơ chế kiểm soát lỗi dựa số hoạt động sau : Phát lỗi: dùng mã phát chẵn lẻ, CRC (thấy hay dùng kỹ thuật), internet người dùng hay tự check file dùng md5, SHA256 Phúc đáp dương ACK (positive ACKnowledgement): báo truyền ok Phúc đáp âm NAK (Negative ACKnowledgement): báo frame truyền bị lỗi Tự phát lại sau thời gian định: frame bị q trình truyền, khơng nhận tín hiệu phản hồi bên thu nhận tín hiệu phản hồi bị Cơ chế dựa kỹ thuật điều khiển luồng, gọi ARQ (Automatic Repeat Request - tự động yêu cầu phát lại) Có phương án : ARQ dừng đợi ARQ ngược lại N ARQ phát lại chọn lọc Điều khiển lỗi coi kỹ thuật điều khiển luồng có tính đến sai lệch truyền, thực tế kênh đạt tỉ lệ lỗi cực thấp dùng thẳng điều khiển luồng mà dùng điều khiển lỗi II.A.1 ARQ dừng đợi Là phương pháp điều khiển lỗi dựa chế điều khiển luồng dừng đợi Giống chế dừng đợi phản hồi có trường hợp : ACK : tin đến đích gửi đúng, tiếp tục gửi liệu NAK : báo lỗi, gửi lại thơng tin Khơng thấy : xảy frame phát bị đến nơi thông tin phản hồi bị truyền, bên gửi gửi lại sau thời gian chờ (time out) Kỹ thuật dừng đợi (Stop and wait): Kỹ thuật dừng chờ đợi kỹ thuật điều khiển luồng đơn giản II.A.1.1 Hoạt động Giả sử có bên phát A thu B, bên A muốn truyền liệu sang bên B Bên A gửi Frame tín hiệu sang B, bên B tiếp nhận gói tin (chưa bị tải) bên B gửi lại tín hiệu ACK (acknowledgement) để xác nhận nhận gói tin, bên A nhận xác nhận gửi tiếp, mà truyền gói Nếu bên B nhận nhiều thông tin (bên A gửi nhiều đơn giản nhiều bên khác gửi) bên B đơn giản xử lý xong thông tin gửi ACK -> không bị tải II.A.1.2 Hiệu suất Gọi n hiệu suất kỹ thuật dừng đợi Tf thời gian truyền khung tin Td thời gian trễ đường truyền Tp thời gian xử lý khung tin Tack thời gian phát ACK bên thu Tp’ thời gian xử lý ACK Gọi T thời gian cần thiết để phát xong khung tin T=Tf+Td+Tp+Tack+Td+Tp’ n = Tf / T Do Tp,Tp’,Tack nhỏ so với Tf nên T = Tf+2Td Vậy n = Tf / (Tf+2Td) = / (1+2a) với a = Td / Tf Nhìn cơng thức thấy Td nhiều hiệu suất n thấp Nếu Td nhiều hiệu suất cực thấp ln Ví dụ kiểu truyền tin sơ khai : Giả sử Tf thời gian viết thư (15 phút văn phong có hạn), ví q trình truyền khung tin (ở từ não giấy) thời gian gửi thư từ miền bắc vào nam ngày (thư giấy), trễ đường truyền Giả sử bạn gửi thư từ miền bắc vào miền nam, ngày chẳng hạn, miền Nam đọc thư gửi lại thư xác nhận cho miền Bắc, thêm ngày nữa, miền Bắc lại gửi thư cho miền Nam, thêm ngày Quá trình gửi đợi tốn thời gian so với trình viết thư Tuy nhiên thời gian truyền thư ngắn (a nhỏ) ví dụ thư viết truyền tay lớp (mất 10 giây chẳng hạn) hiệu suất cao : 15 phút viết 10 giây truyền bên viết thư trả lời 15 phút truyền lại, chi phí 20 giây cho 30 phút viết (truyền liệu), hiệu suất n cao Đặc điểm : đơn giản không hiệu II.A.2.ARQ ngược lại n (ARQ go back n) Là phương pháp điều khiển lỗi dựa chế điều khiển luồng cửa sổ trượt Khi lỗi thao tác xử lý giống hệt cửa sổ trượt Tuy nhiên bên thu phát lỗi: A phát frame i, B báo NAK frame i (các frame i-1 trước truyền ok), dù lúc chờ phản hồi, bên A có phát đến frame i+n (n chục, trăm mặc) phải truyền lại từ frame i trở Frame i bị truyền, bên A truyền frame i-1 nhảy cóc sang i+1 ln bên B phát hiện, phát NAK bắt truyền lại Frame i bị truyền, bên A khơng truyền tiếp (có thể bên B đầy nhớ đệm truyền hết tin rồi), bên A sau thời gian time out không thấy phát lại frame i trở ACK thứ i bị truyền lại, bên thu mà phát NAK sau không phát ACK tiếp mà đợi phản hồi, nên giả sử có ACK thứ i, thấy ACK thứ i+1 bên phát hiểu truyền ok thơi Nếu phát NAK bị lỗi, chờ khơng thấy (sau NAK bên thu đợi bên phát phát lại không ACK xác nhận tiếp), bên phát không thấy gì, sau thời gian time out phát lại khung i trở Loại frame ACK cần lưu số thứ tự hay cách nhận dạng để phân biệt frame trước frame sau Đây hình so sánh ARQ ngược lại n ARQ phát lại chọn lọc (hiệu suất cao phức tạp hơn) II.A.3.ARQ phát lại chọn lọc (ARQ Selective Repeat) Giống ARQ ngược lại n có điều khơng phát lại từ frame thứ i trở mà phát lại frame bị lỗi Nếu bên thu nhận ACK hiểu truyền frame đấy, khơng nhận nhận NAK hiểu cần truyền lại Phương pháp cho hiệu suất cao lại phức tạp bên phát thu cần truyền không theo thứ tự gặp lỗi Các bạn xem ARQ ngược lại n để xem hình so sánh phương pháp II.A.4.ARQ loại bỏ có chọn lọc (ARQ Selective reject) Giống ARQ ngược lại n có điều khơng phát lại từ frame thứ i trở mà lọai bỏ frames cần truyền lại Bên nhận phải có vùng đệm đủ lớn Sử dụng chủ yếu cho liên kết vệ tinh với độ trễ đường truyền lớn Nếu bên thu nhận ACK hiểu truyền frame đấy, không nhận nhận NAK hiểu cần truyền lại Phương pháp cho hiệu suất cao lại phức tạp bên phát thu cần truyền không theo thứ tự gặp lỗi Ví dụ : Ví dụ hình bên: A :Bên truyền B: Bên nhận Truyền nhận trực tiếp máy không qua trung gian Khi fram truyền bị lỗi, tiếp tục nhận fram fram gởi báo lỗi fram cho bên truyền II.B.Kỹ thuật cửa sổ trượt (Sliding Window) Là kỹ thuật điều khiển luồng , tốt kỹ thuật dừng đợi II.B Hoạt động Bên phát phát tối đa w khung trước bên nhận báo nhận(w:kích thước cửa sổ) Mỗi phát khung w giảm đơn vị,mỗi nhận báo nhận,w lại tăng lên đơn vị,khi w=0 khơng phép phát tiếp Do bên phát phát đồng thời w khung nên cần có trường đánh số thứ tự khung tin Giả sử cần k bit đánh số thứ tự khung tin 1