Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Bởi: unknown Ethernet (802.3) Ethernet dễ dàng trở thành công nghệ mạng LAN thành công suốt 20 năm qua Được phát triển vào thập kỷ 1970s nhà nghiên cứu Xerox Palo Atlto Research Center (PARC), Ethernet ví dụ thực tiễn loại mạng cục sử dụng giao thức CSMA/CD Tổng quan Khởi thủy, phân đoạn mạng Ethernet (Ethernet segment) cài đặt sợi cable đồng trục dài tối đa 500 m Các trạm nối vào Ethernet segment cách “mắc dây” (tab) nối vào Các điểm đấu nối phải cách 2,5 m Transceiver, thiết bị nhỏ gắn trực tiếp vào điểm đấu nối, làm nhiệm vụ nghe ngóng đường truyền rỗi để đưa tín hiệu trạm phát tín hiệu Transceiver làm nhiệm vụ nhận tín hiệu đến Đến lượt transceiver lại nối đến card mạng Ethernet, gắn máy trạm Tất chi tiết luận lý làm nên giao thức Ethernet cài đặt card mạng 1/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Bức phác họa Ethernet Bob Metcalfe, người sáng lập Ethernet (Xerox PARC - 1972) Và mô tả chi tiết transceiver + adaptor (H5.27) Các segment nối với repeater Một repeater thiết bị dùng để chuyển tiếp tín hiệu số Tuy nhiên, repeater đặt hai trạm, có nghĩa mạng Ethernet nguyên thủy kéo dài tối đa 2500 m Bất kỳ tín hiệu phát Ethernet truyền quảng bá toàn mạng, repeater có nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ segment ngoài, nhận tín hiệu từ phát quảng bá vào segment 2/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Ethernet Repeater (H5.28) Khuôn dạng khung thông tin Ethernet Bên gởi bao gói gói tin IP thành khung Ethernet sau: Khuôn dạng khung thông tin Ethernet (H5.29) • Preamble: dài bytes với mẫu 10101010 theo sau byte với mẫu 10101011, sử dụng để đồng hóa tốc độ đồng hồ bên gởi bên nhận • Source and dest addresses: Địa nguồn đích, gồm bytes Khung nhận tất trạm LAN Khung bị xóa dest address không trùng với địa MAC trạm thuộc dạng multicast • Type: giao thức sử dụng tầng cao hơn, thường IP, giao thức khác hỗ trợ - ví dụ: Novell IPX AppleTalk • CRC: Phần kiểm tra lỗi Lỗi kiểm tra trạm đích Nếu khung có lỗi, bị xóa Địa Ethernet Mỗi host mạng Ethernet (thật tất host giới) có địa Ethernet Mô tả cách kỹ thuật, địa gắn vào card mạng không 3/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN phải máy tính; ghi vào ROM card mạng Các địa Ethernet thường in theo thể thức mà người đọc được: dãy gồm bytes viết dạng thập lục phân, cách dấu hai chấm Ví dụ 8:0:2b:e4:b1:2 cách biểu diễn dễ đọc địa Ethernet sau 00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010 Để đảm bảo card mạng gán địa nhất, nhà sản xuất thiết bị Ethernet cấp cho phần đầu địa (prefix) khác Ví dụ Advanced Micro Devices cấp phần đầu dài 24 bit x08002 (hay 8:0:2) Nhà sản xuất sau phải đảm bảo phần đuôi (suffix) địa mà họ sản xuất Mỗi khung phát Ethernet nhận tất card mạng có nối với đường truyền Mỗi card mạng so sánh địa đích khung với địa nó, cho vào máy tính khung trùng địa Địa gọi địa unicast Ngoài có loại địa broadcast loại địa quảng bá, có tất bit mang giá trị Mọi card mạng cho phép khung thông tin có địa đích broadcast đến host Cũng có loại địa khác gọi multicast, vài bit đầu đặt Một host lập trình điều khiển card mạng chấp nhận số lớp địa multicast Địa multicast dùng để gởi thông điệp đến tập (subset) host mạng Ethernet Cách thức mã hóa tín hiệu Để chuyển đổi liệu bit sang tín hiệu truyền đường truyền, Ethernet dùng kiểu mã hóa Manchester Trong sơ đồ mã hóa Manchester, bit mã hóa thay đổi điện Với bit “1”, điện đổi từ xuống Còn với bit “0”, điện đổi từ lên Mã hóa Machester (H5.30) Giải thuật truy cập đường truyền Ethernet sử dụng giải thuật CSMA/CS+Exponential backoff, trình bày cụ thể sau: Nhận gói tin từ tầng cao hơn; 4/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN K := 0; n :=0; // K: thời gian chờ đợi ngẫu nhiên; n: số vụ đụng độ gặp phải repeat: chờ khoảng thời gian K*512 bit-time; while (đường truyền bận) wait; chờ tiếp 96 bit-time sau nhận thấy tín hiệu đường truyền; truyền khung ý phát đụng độ; if (có đụng độ) { ngừng truyền phát tiếp dãy nhồi 48-bit; n ++; m:= min(n, 10); chọn K ngẫu nhiên từ tập hợp {0, 1, 2, …, 2m-1} if (n < 16) goto repeat; else bỏ việc truyền; } Các công nghệ Ethernet 10-BASE-2 Giải thích ký hiệu: • 10: 10 Mbps • 2: chiều dài cable tối đa 200 m • Base: Baseband, Broad: Broadband Mạng Ethernet 10BASE2 sử dụng cáp đồng trục gầy, hình thái bus Trong trường hợp mạng có nhiều segments, repeaters sử dụng để nối kết segments lại 5/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Mô hình mạng 10BASE2 (H2.31) 10-BASE-T 100-BASE-T Mạng đạt tốc độ 10/100 Mbps, sau gọi “fast Ethernet” Chữ T viết tắt cho Twisted Pair: cáp xoắn đôi Cách thức nối mạng mô sau: Mô hình mạng 10BaseT (H5.32) Các HUB nối tới SWITCH cáp xoắn đôi Với cách thức đấu nối vậy, mạng gọi “hình sao” Cơ chế CSMA/CD cài đặt HUB GIGABIT ETHERNET Gbit Ethernet sử dụng khuôn dạng khung chuẩn Ethernet Nó cho phép mạng hoạt động hai kiểu nối kết điểm điểm kênh quảng bá chia sẻ Trong kiểu nối kết điểm-điểm, Gbit Ethernet sử dụng switches thay cho hub Đường truyền sử dụng theo kiểu hai chiều đồng thời với tốc độ Gbps Trong kiểu kênh quảng bá chia sẻ, Gbit Ethernet sử dụng hubs làm kênh quảng bá áp dụng giải thuật CSMA/CD để trạm chia sẻ việc sử dụng hubs 6/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Theo nhiều phương diện, FDDI tương tự 802.5 IBM Token Ring Tuy nhiên, có khác biệt đáng kể, số phát sinh lý FDDI chạy cáp quang, số khác phát sinh có nhiều đổi sau người ta phát minh IBM Token Ring Chúng ta thảo luận khác biệt quan trọng phần Các tính chất vật lý Không giống mạng 802.5, mạng FDDI bao gồm vòng đôi = hai vòng độc lập truyền liệu theo hai chiều ngược (xem H5.33.a) Vòng quang đôi: a) hoạt động bình thường; b) vòng bị hỏng (H5.33) Vòng phụ không sử dụng hệ thống hoạt động bình thường, vào vòng bị cố (xem H5.33.b) Nghĩa vòng quành lại vòng phụ để tạo vòng hoàn chỉnh, điều giúp cho FDDI có khả chịu lỗi cộng cáp bị đứt hay trạm vòng bị hỏng Do phải chịu phí tổn cấu hình theo kiểu vòng đôi, nên FDDI cho phép trạm chọn nối vào vòng đơn Những trạm gọi “trạm nối đơn” (single attachment station – SAS) Những trạm nối vào hai vòng dĩ nhiên gọi “trạm đấu đôi” (dual attachment station – DAS) Một tập trung (concentrator) sử dụng để nối SAS vào vòng đôi (xem H5.34) 7/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Các SAS nối vào tập trung (H5.34) Nếu SAS bị hỏng hóc, tập trung phát tình trạng sử dụng chế bỏ qua tín hiệu quang (obtical bypass) để cô lập SAS bị hỏng, giữ cho vòng thông suốt Trong FDDI, đệm giao diện mạng có kích thước khác trạm khác nhau, kích thước không nhỏ bit lớn 80 bit Một trạm bắt đầu phát bit đệm trước đệm bị đầy Dĩ nhiên tổng thời gian để thẻ di chuyển hết vòng hàm kích thước đệm Ví dụ, FDDI mạng tốc độ 100 Mbps, có thời gian xử lý bit 10 ns Nếu trạm cài đặt buffer dài 10 bit chờ buffer bị đầy nửa bắt đầu truyền, trạm tạo thời gian trì hoãn × 10 ns = 50 ns tổng thời gian xoay vòng mạng FDDI có tính chất vật lý khác Chẳng hạn, mạng đơn có giới hạn chuẩn có tối đa 500 trạm làm việc, với khoảng cách xa cặp trạm km Nhưng hết, mạng lại bị giới hạn với kích thước tổng cộng 200 km cáp quang Do tính chất vòng đôi, nên tổng kích thước cáp quang nối tất trạm 100 km Ngoài ra, ký tự “F” ám cáp quang, chuẩn FDDI định nghĩa để chạy số thiết bị tải khác, bao gồm cáp đồng trục cáp xoắn đôi Tuy nhiên nên cẩn thận xét đến tổng kích thước mà vòng bao phủ Như thấy đây, lượng thời gian bỏ thẻ hết vòng mạng đóng vai trò quan trọng giải thuật điều khiển truy cập FDDI sử dụng phương pháp mã hóa 4B/5B Do FDDI chuẩn mạng phổ biến sử dụng cáp quang, nên chíp mã hóa dạng 4B/5B chạy tốc độ FDDI có nhiều thị trường Giải thuật “Thẻ định thời” – Timed Token Các luật qui định thời gian giữ thẻ FDDI phức tạp 802.5 THT cho trạm tính phần trình bày Token Ring, tinh chỉnh để có giá trị hợp lý Ngoài ra, để đảm bảo cho trạm có hội truyền 8/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN khoảng thời gian cụ thể đó, nghĩa để đặt cận cho giá trị TRT mà trạm thấy được, định nghĩa thông số “đích thời gian xoay vòng thẻ bài” (target token rotation time – TTRT) (Việc trạm thống với thời gian TTRT trình bày phần phía dưới) Mỗi trạm đo thời gian hai lần liên tiếp thẻ đến nó, gọi thời gian TRT đo trạm (measured TRT) Nếu thời gian TRT đo trạm lớn thời gian TTRT dàn xếp trước thẻ bị trễ, trạm không truyền liệu Ngược lại, thẻ đến sớm trạm có quyền giữ thẻ khoảng thời gian (TTRTTRT) Tuy nhiên, có vấn đề phát sinh sau: Nếu nút có nhiều liệu cần phải gởi có hội giữ thẻ bài, tận dụng hết thời gian giữ thẻ phép Vì nút kế sau tính toán thấy thời gian TTRT TRT nhau, nghĩa nút kế sau quyền truyền liệu Để tính đến khả này, FDDI định nghĩa hai lớp giao thông mạng: đồng dị Khi trạm có thẻ bài, phép gởi liệu dạng đồng mà không cần phải quan tâm thẻ tới sớm hay trễ Ngược lại, trạm gởi liệu dạng dị thẻ tới sớm Chú ý khái niệm đồng dị gây hiểu lầm Bằng cách dùng khái niệm đồng bộ, FDDI ám giao thông mạng có nhạy cảm với độ trễ thông tin Ví dụ, người ta muốn gởi âm hay video mạng FDDI theo kiểu đồng Ngược lại, ứng dụng quan tâm đến thông lượng đường truyền thích kiểu truyền dị Ví dụ, ứng dụng truyền file mạng muốn sử dụng kiểu lưu thông dị FDDI Lại thêm vấn đề phát sinh: Do kiểu lưu thông dạng đồng quan tâm đến việc thẻ đến sớm hay muộn, nên có khả trạm co-dãn thời gian gởi liệu đồng thông số TTRT không ý nghĩa nữa! Để giải vấn đề này, ta qui định: tổng thời gian gởi liệu đồng vòng xoay thẻ không vượt TTRT Quản lý thẻ Các chế mà FDDI dùng để đảm bảo có thẻ hợp lệ chạy vòng khác so với 802.5, chúng dính với trình thiết đặt TTRT Trước tiên, tất trạm vòng quan sát để đảm bảo thẻ không bị Để ý trạm vòng thấy thời gian truyền hợp lệ khung thẻ Thời gian rỗi tối đa lần truyền hợp lệ mà trạm nên biết qua độ trễ vòng cộng với thời gian bỏ để truyền khung đầy (Trên vòng có kích thước tối đa, thời gian tối đa để truyền khung đầy nhỏ 2.5 ms) Do đó, trạm đặt đếm lên, đếm hết hạn thời gian 2.5 ms Nếu đếm hết hạn, trạm nghi ngờ có vấn đề không ổn phát khung “thỉnh cầu” Ngược lại đếm 9/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN chưa hết hạn mà trạm thấy truyền hợp lệ, đặt lại giá trị tối đa đếm 2.5 ms Khung thỉnh cầu FDDI khác với 802.5 có chứa giá trị TTRT mà trạm mời chào (bid for the TTRT), nghĩa là: thời gian xoay vòng thẻ mà trạm cảm thấy đủ để ứng dụng chạy thỏa mãn ràng buộc thời gian Một trạm gởi khung thỉnh cầu thẻ tay, thường làm có nghi ngờ thẻ tham gia vào vòng lần Nếu khung thỉnh cầu hết vòng quay lại, trạm phát xóa hiểu giá trị TTRT mời chào giá trị nhỏ Bây coi trạm nắm thẻ bài, nghĩa có trách nhiệm chèn vào mạng thẻ hợp lệ, tiếp tục với giải thuật dùng thẻ thông thường Khi nút nhận khung thỉnh cầu, kiểm tra xem giá trị TTRT mời chào có nhỏ giá trị TTRT không Nếu nhỏ hơn, đặt lại giá trị TTRT thành giá trị TTRT mời chào Nếu lớn hơn, trạm xóa khung thỉnh cầu đi, chèn vào vòng khung thỉnh cầu chứa giá trị TTRT mời chào giá trị TTRT Trường hợp cuối cùng, giá trị TTRT mời chào với giá trị TTRT trạm, trạm so sánh địa trạm gởi khung thỉnh cầu địa nó, địa lớn thắng – nghĩa bên thắng sở hữu khung thỉnh cầu Do đó, khung thỉnh cầu hết vòng trở trạm gởi, trạm gởi biết người mời chào giá trị TTRT tạo thẻ cách an toàn Tại thời điểm đó, tất trạm đồng ý giá trị TTRT giá trị đủ nhỏ để làm cho tất chúng cảm thấy hạnh phúc! Khuôn dạng khung thông tin Khung thông tin FDDI Do FDDI sử dụng chế mã hóa 4B/5B, nên dùng ký tự điều khiển 4B/5B Ngoài phần Control có tồn bit để phân biệt kiểu lưu thông dị hay đồng Mạng không dây (802.11) Mạng không dây kỹ thuật nối mạng phát triển nhanh Như biết, khả để xây dựng mạng không dây giới hạn, trải dài từ cách sử dụng tín hiệu hồng ngoại để dựng mạng nội phạm vi tòa nhà việc kiến thiết mạng toàn cầu từ lưới vệ tinh quĩ đạo thấp Phần có 10/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN nhìn gần vào kỹ thuật cụ thể xoay quanh chuẩn 802.11 Giống người anh em Ethernet Token Ring, 802.11 thiết kế để hoạt động phạm vi địa lý hẹp (các nhà, tòa nhà văn phòng, khu đại học) thách thức quan trọng đặt phải trù tính đến việc truy xuất đến phương tiện truyền thông chia sẻ - trường hợp tín hiệu lan truyền không gian 802.11 hỗ trợ thêm số tính dịch vụ có giới hạn thời gian, quản lý lượng chế an toàn, tập trung vào thảo luận chức Các tính chất vật lý 802.11 thiết kế để chạy ba phương tiện vật lý khác - hai dựa sóng radio phổ rộng dựa tia hồng ngoại khuếch tán Phiên chạy sóng radio chạy với tốc độ 11 Mbps, sớm đạt tốc độ 54 Mbps Ý tưởng đằng sau khái niệm phổ tần rộng nhằm trải rộng tín hiệu lên băng tần rộng so với bình thường, giảm thiểu tác động giao thoa tín hiệu với thiết bị khác Ví dụ, kỹ thuật “nhảy tần số” (frequency hopping) kỹ thuật sử dụng phổ tần rộng, xoay quanh việc gởi tín hiệu qua dãy tần số ngẫu nhiên; nghĩa lần đầu gởi tần số, lần hai gởi tần số khác, lần thứ ba vân vân Dãy tần số không thật ngẫu nhiên mà tính toán cách có giải thuật sinh số ngẫu nhiên Bên nhận dùng giải thuật bên gởi nhảy qua tần số khác đồng với bên gởi để nhận xác khung thông tin Một kỹ thuật sử dụng phổ tần rộng khác, gọi “dãy trực tiếp”(direct sequence), đạt hiệu cách thể bit khung thành nhiều bit tín hiệu truyền Với bit bên gởi muốn truyền đi, thực gởi chuỗi bit kết phép toán exclusive-OR bit với chuỗi n bit ngẫu nhiên Cũng frequency hopping, chuỗi n bit sinh sinh số ngẫu nhiên hiểu hai bên gởi nhận Các giá trị truyền đi, gọi “mã cắt lát” n bit (n-bit chipping code), rải tín hiệu dãi tần rộng gấp n lần so với dãi tần mà thông thường khung cần để truyền H5.35 ví dụ mã cắt lát bit Ví dụ mã cắt lát bit (H5.36) 11/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN 802.11 định nghĩa lớp vật lý sử dụng chế “nhảy tần số” (trên 79 dải tần có độ rộng 1-Mhz), lớp vật lý thứ hai sử dụng “dãy trực tiếp” (sử dụng dãy cắt lát 11 bit) Cả hai chuẩn chạy sóng điện từ băng tần 2.4 GHz Trong hai trường hợp, việc trải rộng phổ truyền có điểm thú vị làm cho tín hiệu giống nhiễu bên nhận chuỗi ngẫu nhiên giả Chuẩn vật lý thứ ba 802.11 dựa tín hiệu hồng ngoại Tín hiệu lưu thông khuếch tán, nghĩa bên gởi bên nhận không cần phải hướng vào không cần tầm nhìn rõ ràng Kỹ thuật có phạm vi hoạt động khoảng 10 m bị giới hạn tòa nhà mà Tránh đụng độ (Collision Avoidance) Thoạt nhìn, giao thức không dây tuân thủ giải thuật Ethernet: đợi đường truyền rỗi truyền, lùi lại có đụng độ 802.11 làm tương tự Tuy nhiên, vấn đề phức tạp hệ thống mạng không dây, tất nút thấy nhau! Ví dụ mạng không dây (H5.37) Xét tình H5.37, trạm gởi nhận tín hiệu đến hai nút kề trái phải Ví dụ nút B trao đổi khung liệu với nút A C phát tín hiệu đến D được, C trao đổi với B D mà với A (Tầm phủ sóng A D không vẽ hình) Giả sử A C muốn nói giao tiếp với B chúng gởi khung đến B A C sóng xa Hai khung bị đụng độ B, không Ethernet, không A C hay biết đụng độ A C gọi nút ẩn (hiden nodes) Một vấn đề liên quan nữa, gọi vấn đề “nút bị phơi trần” (exposed node problem), phát sinh tính sau: Giả sử B gởi cho A, nút C nhận biết tình nghe việc truyền B Và sai lầm C kết luận truyền đến nút khác nghe thấy B truyền Ví dụ, giả sử C muốn truyền cho D việc không gây ảnh hưởng việc truyền từ C đến D không can dự vào khả nhận tín hiệu A từ B (Chỉ gây ảnh hưởng A truyền cho B, trường hợp B truyền) 12/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN 802.11 giải hai vấn đề giải thuật gọi “Đa truy cập với chế tránh đụng độ” – Multiple Access with Collision Avoidance (MACA) Ý tưởng cho hai bên gởi nhận trao đổi khung điều khiển với trước thật truyền liệu Việc trao đổi dụng ý để thông báo cho trạm lân cận phiên truyền liệu xảy Cụ thể giải thuật sau: Bên gởi gởi khung “yêu cầu gởi” – Request To Send (RTS) đến bên nhận; khung RTS có chứa trường, bên gởi muốn giữ kênh truyền ( nghĩa chiều dài khung cần gởi) Bên nhận trả lời khung “sẵn sàng nhận” – Clear To Send (CTS); khung lặp lại trường chiều dài khung phía bên gởi Bất kỳ trạm thấy khung CTS hiểu trạm bên nhận gần nó, gởi khung khoảng thời gian CTS Còn trạm thấy khung RTS không thấy khung CTS đâu chắn không gần bên nhận, chúng có quyền tự gởi khung Có thêm hai chi tiết để hoàn thiện tranh Wireless LAN Thứ nhất, bên nhận gởi khung báo nhận (ACK) cho bên gởi sau nhận thành công khung liệu Tất nút khác phải chờ khung ACK qua trước thử truyền khung (Khung ACK phiên MACA gốc, thay vào đề nghị phiên mở rộng gọi MACW: MACA for Wireless LANs) Thứ hai, trường hợp có hai trạm phát kênh truyền rỗi, chúng gởi khung RTS lúc, dẫn đến khung bị va chạm với 802.11 hỗ trợ chế phát đụng độ, thay vào đó, trạm nhận đụng độ chúng không nhận khung CTS sau khoảng thời gian Nếu thế, trạm chờ đợi sau khoảng thời gian ngẫu nhiên trước thử gởi khung RTS lần Khoảng thời gian mà trạm chờ để thử lại định nghĩa giống thuật toán back-off Ethernet Hệ thống phân tán Như trình bày, 802.11 thích hợp với cấu hình mạng dạng ad-hoc, nút giao tiếp với nút lại, tùy thuộc vào khoảng cách chúng gần hay xa Ngoài ra, thuận lợi mạng không dây nút tự di chuyển chúng không bị trói buộc hệ thống dây nối, tập nút thấy trực tiếp thay đổi theo thời gian Để giúp giải vấn đề di động nối kết phần này, 802.11 định nghĩa thêm kiến trúc tập nút Các nút có quyền tự giao tiếp trực tiếp với trình bày, thực tế chúng hoạt động bên kiến trúc 13/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Các điểm truy cập nối kết vào mạng phân tán (H5.38) Thay tất nút tạo nhau, số nút phép lang thang (đó máy laptop bạn) số nối kết tới hạ tầng mạng có nối dây Các trạm nối kết có dây gọi điểm truy cập - “access point” (AP) chúng nối với gọi hệ thống phân tán H5.38 mô hệ thống phân tán nối kết ba điểm truy cập, điểm truy cập phục vụ nút di động khu vực phụ trách Mỗi khu vực giống cell hệ thống điện thoại di động, với AP hoạt động giống Base station Mặc dù hai nút giao tiếp trực tiếp với chúng tầm với nhau, nhiên ý tưởng kiến trúc là: nút kết hợp với điểm truy cập Ví dụ, để nút A giao tiếp với nút E, A gởi khung đến điểm truy cập AP-1, AP-1 gởi khung qua hệ thống phân tán đến AP-3, AP-3 phân phát khung đến E Chỉ AP-1 làm cách để chuyển khung đến AP-3 nằm phạm vi 802.11, giao thức cầu nối (sẽ nghiên cứu tầng mạng) sử dụng để làm nhiệm vụ Những 802.11 làm xác định cách thức nút chọn AP chúng, thú vị giao thức hoạt động tình cảnh nút di chuyển từ cell đến cell khác Kỹ thuật để chọn AP gọi kỹ thuật “quét” (scanning) xoay quanh bốn bước sau: Nút gởi khung Probe (thăm dò) Tất điểm truy cập (AP) tầm với nút trả lời khung Probe Response (trả lời thăm dò) Nút chọn điểm truy cập gởi đến điểm truy cập khung Association Request (yêu cầu gia nhập) Điểm truy cập trả lời khung Association Reponse (trả lời cho yêu cầu gia nhập) Một nút tiến hành giao thức lần đầu tham gia vào mạng không hài lòng với AP Điều xảy ra, ví dụ tín hiệu từ AP yếu dần 14/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN nút di chuyển xa AP Mỗi nút kiếm AP mới, AP nhắc nhở AP cũ thay đổi Sự di động nút mạng (H5.39) Lấy ví dụ H5.38, mà nút C di chuyển từ cell phục vụ AP-1 sang cell phục vụ AP-2 Khi C di chuyển, gởi khung Probe đến AP-2 AP-2 trả lời khung Probe Response Tại thời điểm đó, C thích AP-2 AP-2, gia nhập vào điểm truy cập Cơ chế vừa mô tả gọi chế “quét chủ động” – active scanning, nút chủ động dò tìm điểm truy cập Các AP thường xuyên gởi khung Beacon (đèn hiệu) để quảng cáo cho khả mình, bao gồm tốc độ truyền điểm truy cập hỗ trợ Cơ chế gọi “quét thụ động” – passive scanning, nút chuyển sang điểm truy cập đơn giản cách gởi môt khung Association Request ngược lại AP Khuôn dạng khung Khuôn dạng khung 802.11 (H5.40) Hầu hết thông tin khung 802.11, vẽ H5.40, mong muốn Khung bao gồm địa nguồn đích, dài 48 bits; liệu tối đa 2312 bytes; phần kiểm tra lỗi CRC 32 bits Trường Control chứa ba trường con: Trường Type dài bits – dùng để khung khung liêu, khung RTS, CTS, sử dụng giải thuật quét; cặp trường trường dài bit gọi ToDS FromDS, giải thích sau Điều kỳ dị khung 802.11 chứa đến bốn địa Cách thức thông dịch địa lại phụ thuộc vào việc thiết đặt bít ToDS FromDS trường Control Điều để tính đến khả khung phải chuyển tiếp qua hệ thống phân tán, 15/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN có nghĩa bên gởi nguyên thủy không thiết phải nút phát khung gần Cũng tương tự địa bên nhận Trong trường hợp đơn giản nhất, nút gởi khung trực tiếp đến nút kia, hai bit DS có giá trị 0, Addr1 chứa địa nút đích, Addr2 chứa địa nút nguồn Trong trường hợp phức tạp nhất, hai bit DS mang giá trị 1, khung thông tin từ nút không dây qua hệ thống phân tán từ hệ thống phân tán đến nút không dây bên đích Với hai bit DS đặt, Addr1 định danh đích cuối cùng, Addr2 định danh nút gởi tạm thời (là nút chuyển khung từ hệ thống phân tán đến đích cuối cùng), Addr3 định danh nút đích tạm thời (là nút nhận khung từ nút không dây trung chuyển khung xuyên qua hệ thống phân tán), Addr4 định danh nút gởi nguyên thủy Trong ví dụ H5.37, Addr1=E, Addr2=AP-3, Addr3=AP-1, Addr4=A 16/16 [...]... đã trình bày, nhưng trong thực tế chúng hoạt động bên trong kiến trúc này 13/16 Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN Các điểm truy cập được nối kết vào mạng phân tán (H5.38) Thay vì tất cả các nút được tạo ra như nhau, một số nút được phép đi lang thang (đó là máy laptop của bạn) và một số được nối kết tới một hạ tầng mạng có nối dây Các trạm nối kết có dây được gọi là các điểm truy cập - “access point”... sẽ rải tín hiệu trên một dãi tần rộng hơn gấp n lần so với dãi tần mà thông thường khung cần để được truyền đi H5.35 là một ví dụ về mã cắt lát 4 bit Ví dụ về mã cắt lát 4 bit (H5.36) 11/16 Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN 802.11 định nghĩa một lớp vật lý sử dụng cơ chế “nhảy tần số (trên 79 dải tần có độ rộng 1-Mhz), lớp vật lý thứ hai sử dụng “dãy trực tiếp” (sử dụng dãy cắt lát 11 bit) Cả hai... đang truyền) 12/16 Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN 802.11 giải quyết hai vấn đề trên bằng một giải thuật gọi là “Đa truy cập với cơ chế tránh đụng độ” – Multiple Access with Collision Avoidance (MACA) Ý tưởng là cho hai bên gởi và nhận trao đổi những khung điều khiển với nhau trước khi thật sự truyền dữ liệu Việc trao đổi này dụng ý là để thông báo cho các trạm lân cận rằng một phiên truyền dữ.. .Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN cái nhìn gần hơn vào một kỹ thuật cụ thể xoay quanh chuẩn 802.11 đang nổi hiện nay Giống như những người anh em Ethernet và Token Ring, 802.11 được thiết kế để hoạt động trong một phạm vi địa lý hẹp (các ngôi nhà, các tòa nhà văn phòng, các khu đại học) và thách thức quan... hiệu lên trên một băng tần rộng hơn so với bình thường, vì thế có thể giảm thiểu tác động của sự giao thoa tín hiệu với các thiết bị khác Ví dụ, kỹ thuật “nhảy tần số (frequency hopping) là một kỹ thuật sử dụng phổ tần rộng, nó xoay quanh việc gởi tín hiệu qua một dãy tần số ngẫu nhiên; nghĩa là lần đầu sẽ gởi trên một tần số, lần hai gởi trên tần số khác, lần thứ ba và vân vân Dãy tần số này không... vào mạng hoặc nó không hài lòng với AP hiện tại Điều này có thể xảy ra, ví dụ như vì tín hiệu từ AP hiện tại yếu dần 14/16 Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN do nút càng di chuyển xa AP Mỗi khi nút kiếm được AP mới, AP mới sẽ nhắc nhở AP cũ về sự thay đổi này Sự di động của nút mạng (H5.39) Lấy ví dụ như trong H5.38, khi mà nút C di chuyển từ cell được phục vụ bởi AP-1 sang cell được phục vụ bởi AP-2... thuật quét; một cặp trường mỗi trường dài 1 bit gọi là ToDS và FromDS, sẽ được giải thích ngay sau đây Điều kỳ dị trong khung 802.11 là nó chứa đến bốn địa chỉ Cách thức thông dịch các địa chỉ này lại phụ thuộc vào việc thiết đặt các bít ToDS và FromDS trong trường Control Điều này là để tính đến khả năng khung phải được chuyển tiếp qua hệ thống phân tán, 15/16 Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN có nghĩa... là ngẫu nhiên mà được tính toán một cách có giải thuật bởi một bộ sinh số ngẫu nhiên Bên nhận sẽ dùng cùng một giải thuật như bên gởi và do đó có thể nhảy qua các tần số khác nhau đồng bộ với bên gởi để nhận chính xác khung thông tin Một kỹ thuật sử dụng phổ tần rộng khác, được gọi là “dãy trực tiếp”(direct sequence), cũng đạt được cùng một hiệu quả bằng cách thể hiện một bit trong khung thành nhiều... hoàn thiện bức tranh về Wireless LAN Thứ nhất, bên nhận gởi một khung báo nhận (ACK) cho bên gởi sau khi đã nhận thành công một khung dữ liệu Tất cả các nút khác phải chờ khung ACK này đi qua trước khi thử truyền khung của mình (Khung ACK này không có trong phiên bản MACA gốc, thay vào đó nó được đề nghị trong một phiên bản mở rộng được gọi là MACW: MACA for Wireless LANs) Thứ hai, trường hợp có hơn... (AP) trong tầm với của nút sẽ trả lời bằng một khung Probe Response (trả lời thăm dò) 3 Nút sẽ chọn một trong các điểm truy cập trên và gởi đến điểm truy cập đó một khung Association Request (yêu cầu gia nhập) 4 Điểm truy cập trả lời bằng một khung Association Reponse (trả lời cho yêu cầu gia nhập) Một nút tiến hành giao thức này khi nó lần đầu tham gia vào mạng hoặc nó không hài lòng với AP hiện tại ... trúc 13/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Các điểm truy cập nối kết vào mạng phân tán (H5.38) Thay tất nút tạo nhau, số nút phép lang thang (đó máy laptop bạn) số nối kết tới hạ tầng mạng có nối... Ethernet Mỗi host mạng Ethernet (thật tất host giới) có địa Ethernet Mô tả cách kỹ thuật, địa gắn vào card mạng không 3/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN phải máy tính; ghi vào ROM card mạng Các địa... bus Trong trường hợp mạng có nhiều segments, repeaters sử dụng để nối kết segments lại 5/16 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN Mô hình mạng 10BASE2 (H2.31) 10-BASE-T 100-BASE-T Mạng đạt tốc độ 10/100