1. Trình bày mô hình OSI và chức năng mỗi tầng. So sánh với mô hình DoD?

Chức năng mỗi tầng:

Tầng 1 - Tầng vật lý ( Physical Layer) :

Điều khiển việc truyền tải các bit trên đường truyền vật lý. Nó định nghĩa các tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, phương pháp mã hóa dữ liệu, các loại đầu nối được sử dụng.

Tầng 2 - Tầng liên kết dữ liệu (Data-Link Layer):

Đảm bảo truyền tải các khung dữ liệu (frame) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp với nhau. Nó cài đặt cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu nhận.

Tầng 3 - Tầng mạng (Network Layer):

Đảm bảo các gói tin dữ liệu (Packet) có thể truyền từ máy tính này đến máy tính kia cho dù không có đường truyền vật lý trực tiếp giữa chúng. Nó nhận nhiệm vụ tìm đường đi cho dữ liệu đến các đích khác nhau trong mạng.

Tầng 4 - Tầng vận chuyển (Transport Layer):

Đảm bảo truyền tải dữ liệu giữa các quá trình. Dữ liệu gởi đi được đảm bảo không có lỗi, theo đúng trình tự, không bị mất mát, trùng lắp. Đối với các gói tin có kích thước lớn, tầng này sẽ phân chia chúng thành các phần nhỏ trước khi gởi đi, cũng như tập hợp lại chúng khi nhận được.

Tầng 5 - Tầng giao dịch (Session Layer):

Cho phép các ứng dụng thiết lập, sử dụng và xóa các kênh giao tiếp giữa chúng (được gọi là giao dịch). Nó cung cấp cơ chế cho việc nhận biết tên và các chức năng về bảo mật thông tin khi truyền qua mạng.

Tầng 6 - Tầng trình bày (Presentation Layer):

Đảm bảo các máy tính có kiểu định dạng dữ liệu khác nhau vẫn có thể trao đổi thông tin cho nhau. Thông thường các máy tính sẽ thống nhất với nhau về một kiểu định dạng dữ liệu trung gian để trao đổi thông tin giữa các máy tính. Một dữ liệu cần gởi đi sẽ được tầng trình bày chuyển sang định dạng trung gian trước khi nó được truyền lên mạng. Ngược lại, khi nhận dữ liệu từ mạng, tầng trình bày sẽ chuyển dữ liệu sang định dạng riêng của nó.

Tầng 7 - Tầng ứng dụng (Application Layer):

Cung cấp các ứng dụng truy xuất đến các dịch vụ mạng. Nó bao gồm các ứng dụng của người dùng, ví dụ như các Web Browser, các Mail User Agent hay các chương trình làm server cung cấp các dịch vụ mạng như các Web Server, các FTP Server, các Mail server.

So sánh mô hình OSI với DoD:

- Tầng ứng dụng trong TCP/IP có chức năng tương đương với ba tầng trên của mô hình OSI. Như vậy tầng ứng dụng của TCP/IP kiêm luôn chức năng mã hóa trình diễn và điều khiển đối thoại. Tầng này chứa một số lớn các chương trình ứng dụng như FTP, HTTP, SMTP...

- Tầng giao vận có chức năng điều khiển luồng, kiểm soát lỗi, đảm bảo chất lượng của dịch vụ. Hai giao thức sử dụng ở lớp này là TCP và UDP. TCP là giao thức hướng kết nối, nó có thể thực hiện việc truyền phát lại nếu cần thiết nên nó là giao thức có độ tin cậy cao còn UDP thì ngược lại (không kết nối, ko thể truyền lại thông tin, kém tin cậy).

- Internet thực hiện việc chia các segment của TCP thành các gói và gửi chúng từ bất kì mạng nào. Mỗi gói thông tin có thể đến đích theo các đường khác nhau. Giao thức đặc biệt kiểm soát tầng này là IP kết hợp với ICMP, ARP... IP hỗ trợ rất nhiều giao thức để liên kết dữ liệu. IP là một giao thức đa năng cho phép máy tính ở bất kì nơi đâu đều có thể truyền thông vào bất kì thời điểm nào. Nói cách khác, bất kì máy tính nào đều có thể trao đổi thông tin trên mạng internet nếu lớp mạng được cài giao thức IP.

- Tầng truy nhập mạng bao gồm cả phần vật lý và phần logic cần thiết để tạo ra liên kết vật lý. Nó bao gồm tất cả mọi chi tiết trong các tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI.

2. Vai trò và chức năng tầng vật lý. Khái niệm DTE và DCE

- Tầng vật lý cung cấp các phương tiện điện, cơ, chức năng thủ tục để kích hoạt, duy trì và giải phóng liên kết vật lý giữa các tầng.

Về phương diện điện: liên quan đến biểu diễn các bít qua mức thế. Về phương diện cơ: liên quan đến chuẩn giao diện với môi trường truyền. Về thủ tục liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền các xâu bít qua môi trường vật lý.

Tầng vật lý là tầng thấp nhất, không có PDU, không có phần header chứa thông tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dòng bít.

- DTE (Data Terminal Equipment): là nơi sản sinh, xử lý, gửi/nhận tín hiệu số. Ví dụ máy tính là một DTE. DTE không thể truyền tín hiệu dạng tương tự mà phải thông qua DCE.

- DCE (Data circuit terminal Equipment): là thiết bị trung gian có thể truyền/nhận tín hiệu tương tự/số, biến đổi AD, DA. Ví dụ trong truyền thông phổ biến nhất là modem.

3. Môi trường truyền thông

- Đường truyền hữu tuyến: cáp đồng trục, xoắn đôi và cáp sợi quang.

- Đường truyền vô tuyến: radio, sóng cực ngắn và tin hồng ngoại.

a. Cáp xoắn đôi (Twisted Pair) : Cáp xoắn đôi có hai loại: Có vỏ bọc (Shielded Twisted Pair) và không có vỏ bọc (Unshielded Twisted Pair). Cáp xoán đôi có vỏ bọc sử dụng một vỏ bọc đặc biệt quấn xung quanh dây dẫn có tác dụng chống nhiễu. Cáp xoán đôi trở thành loại cáp mạng được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Nó hỗ trợ hầu hết các khoảng tốc độ và các cấu hình mạng khác nhau và được hỗ trợ bởi hầu hết các nhà sản xuất thiết bị mạng.

UTP: giá rẻ, mềm dẻo, dễ cài đặt, đường kính nhỏ nên không chiếm nhiều không gian trong ống dẫn. Nhược điểm là dễ bị ảnh hưởng bởi tạp âm điện.

STP: giảm được các tạp âm từ cả bên trong và bên ngoài cáp nhưng đắt tiền, khó lắp đặt hơn UTP.

b. Cáp đồng trục (Coaxial Cable) : Cáp đồng trục là loại cáp được chọn lựa cho các mạng nhỏ ít người dùng, giá thành thấp, khoảng cách truyền xa mà không cần repeater.

c. Cáp quang (Fiber Optic) : Chống tạp âm tốt vì can nhiễu từ áng sáng bên ngoài đã bị chặn lại, ít bị suy hao tín hiệu, độ rộng băng cao. Nhược điểm là giá thành cao, cài đặt và bảo dưỡng phức tạp, dễ vỡ.

4. Cơ chế kiểm soát lỗi và điều khiển luồng

a. Kiểm soát lỗi :

Khi truyền đi 1 byte trong hệ thống máy tính thì khả năng xảy ra 1 lỗi do hỏng hóc ở phần nào đó hoặc do nhiễu gây nên là luôn có thể. Các kênh vào ra thường xảy ra lỗi, đặc biệt là ở truyền số liệu. Để kiểm tra lỗi ta có thể :

- Dùng Timer, nghĩa là nếu quá thời gian quy định bên gửi không nhận được tín hiệu trả lời, xem như lỗi, phát lại gói tin hỏng.

- Đánh số Frame gửi đi, nếu không nhận đúng thứ tự khung là lỗi, yêu cầu phát lại.

- Để kiểm tra thu đúng gói tin gửi đi, thường khi phát tin có kèm theo trường kiểm tra lỗi (FCS) bằng cách sử dụng các phương pháp sau :

• Phương pháp bit chẵn lẽ.

• Phương pháp mã đa thức.

• Phương pháp mã sửa sai dùng nguyên lý cân bằng parity để chỉ ra các bit lỗi.

Khi điều khiển xử lý tiếp nhận cần phải thực hiện thủ tục điều khiển lỗi tự động bằng cách tính trường lỗi khung tin thu được so với trường lỗi truyền qua, nếu đúng thì trả lời ACK, nếu sai trả lời NAK hoặc bên thu không nhận được tín hiệu ACK sau 1 thời gian để bên phát truyền lại khung hỏng. Kiểu điều khiển lỗi này gọi là yêu cầu lặp lại tự động (ARQ : Automatic Repeat Request).

b. Điều khiển luồng

Trong việc truyền dữ liệu trên mạng thường xuyên xảy ra hiện tượng lượng thông tin gửi vào vượt quá khả năng phục vụ của mạng dẫn đến hiện tượng tắc nghẽn. Nếu khả năng tài nguyên của mạng có hạn, cơ chế cấp phát tài nguyên khóa tĩnh tức là không thích nghi được với mọi trạng thái của mạng và nếu không sử dụng phương pháp nào để điều tiết lượng thông tin gửi vào thì sẽ xảy ra các tình trạng sau đây:

- Các PDU dồn về một trạm nào đó và gây nên tắc nghẽn do khả năng tài nguyên của trạm không đáp ứng được dẫn đến độ trễ của gói tin sẽ rất lớn.

- Tài nguyên của một số trạm nào đó có hiệu suất sử dụng quá thấp do rất ít dữ liệu được chuyển qua nó.

Nguyên nhân việc truyền lặp lại gói tin:

- Khi kích thước hàng đợi quá dài là tràn bộ đệm phải hủy bớt gói tin.

- Khi trạm đích gửi trả lời quá chậm nên nút nguồn cho rằng các gói tin này đã bị mất và gửi lại các gói tin đó.

Tóm lại cơ chế điều khiển luồng được đưa ra để khắc phục những hiện tượng trên và nhằm các mục đích sau:

- Hạn chế bớt lượng thông tin gửi vào mạng khi đã quá tải. Đây là chức năng chính của thuật toán điều khiển luồng.

- Bảo đảm sự công bằng của người dùng trong mạng khi hạn chế lượng thông tin gửi vào.

- Duy trì băng/giải/khả thông mạng ở mức cần thiết và không để xảy ra hiện tượng treo mạng.

5. Kỹ thuật định đường

a. Kỹ thuật định đường tập trung

Một (hoặc vài) trung tâm điều khiển mạng thực hiện việc chọn đường sau đó gửi các bảng chọn đường tới tất cả các nút dọc theo con đường đã được chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường chỉ được cất giữ tại trung tâm điều khiển mạng. Các nút mạng có thể không gữi bất cứ thông tin nào về trạng thái của chúng tới trung tâm, hoặc gữi theo định kỳ, hoặc chỉ gữi khi xảy ra một sự kiện nào đó. Trung tâm điều khiển sẽ cập nhập các bảng chọn đường dựa trên các thông tin nhận được đó.

b. Kỹ thuật định đường phân tán

Trong kỹ thuật này không tồn tại các trung tâm điều khiển. Quyết định chọn đường được thực hiện tại mỗi nút của mạng. Điều này đòi hỏi việc trao đổi thông tin giữa các nút.

c. Kỹ thuật định đường không thích nghi (hay còn gọi tĩnh)

Kỹ thuật này được thực hiện mà không có sự trao đổi thông tin, không cập nhật thông tin. Tiêu chuẩn để chon đường và bản thân tuyến đường được chọn một lần cho toàn bộ cuộc truyền, không hề có sự thay đổi giữa chừng. Kỹ thuật này đơn giản nên được sử dụng rộng rãi, đặt biệt trong các mạng ổn định.

d. Kỹ thuật định đường thích nghi (hay còn gọi động)

Kỹ thuật này được quan tâm do khả năng đáp ứng đối với các trạng thái khác nhau của mạng. Với kỹ thuật này, mạng có khả năng cung cấp các con đường khác nhau để đề phòng sự cố và thích nghi nhanh chóng với những thay đổi trên mạng. Các thông tin được đo lường và sử dụng cho việc chọn đường bao gồm:

- Các trạng thái của đường truyền.

- Các độ trễ truyền dẫn.

- Mức độ lưu thông.

- Các tài nguyên khả dụng.

6. Tình trạng tắc ngẽn trong mạng là gì? Nêu 1 vài nguyên nhân thường gây ra hiện tượng tắc ngẽn trên mạng và biện pháp khắc phục?

Khi có quá nhiều gói tin trong mạng hay 1 phần của mạng làm cho hiệu suất của mạng giảm đi vì các nút mạng không còn đủ khả năng lưu trữ, xử lý, gửi đi và chúng bắt đầu bị mất các gói tin. Hiện tượng này gọi là sự tắc ngẽn trong mạng.

Nguyên nhân gây ra tắc nghẽn:

- Băng thông đường truyền thấp.

- Các gói tin đến một nút tại nhiều ngõ vào và đều cần một ngõ ra.

- Các bộ xử lý chậm.

Các biện pháp chống tắc ngẽn:

Mặc dù sinh ra cơ chế kiểm soát luồng dữ liệu nhằm tránh tình trạng tắc nghẽn trên mạng nhưng trong thực tế thì nó vẫn cứ xảy ra và người ta phải dự kiến các giải pháp thích hợp. Nhiệm vụ giải quyết tắc nghẽn này thường dành cho tầng mạng. Có thể dùng một số biện pháp sau đây:

- Dành sẵn các bộ đệm chỉ để dùng khi xẩy ra tắc nghẽn. Phương pháp này đã được dùng trong mạng ARPANET nhưng hiệu quả không cao vì bản thân bộ nhớ đệm cũng nhanh chóng bị tràn.

- Gắn cho các gói tin một thời gian "sống" xác định trước, nếu quá thời gian đó thì chúng bị hủy. Tuy nhiên giải pháp này khá nguy hiểm vì có thể hủy bỏ các gói tin ngay khi chúng vừa đạt đích. Đơn giản hơn, ta có thể loại bỏ các gói tin muốn đi qua một liên kết đã quá tải. Tầng giao vận sẽ chịu trách nhiệm truyền lại các gói tin bị loại bỏ đó.

- Trong các mạng dùng mạch ảo như là mạng X25, sự tắc nghẽn có thể do mở ra quá nhiều VC qua một nút. Cần phải đóng bớt một số để tránh tắc nghẽn. Tầng mạng chịu trách nhiệm mở lại các VC đó thì không còn nguy cơ tắc nghẽn nữa.

Ngoài ra còn có các biện pháp sau:

- Bố trí khả năng vận chuyển, lưu trữ, xử lý của mạng dư so với yêu cầu.

- Hủy bỏ các gói tin bị tắc nghẽn quá thời hạn.

- Hạn chế số gói tin vào mạng nhờ cơ chế của sổ.

- Chặn đường vào của các gói tin khi mạng quá tải.

7. Trình bày giao thức HDLC

- Khuôn dạng bản tin, vấn đề trong suốt bản tin. Định nghĩa các bit trong trường điều khiển?

- Các định nghĩa bit trong trường điều khiển và sơ đồ điều khiển trao đổi số liệu?

- Cho biết tên một số giao thức được cải biên từ HDLC?

Giao thức định hướng bit là giao thức được dùng phổ biến hiện nay. Tất cả các loại dữ liệu có thể được truyền dưới dạng bit nghĩa là phải được giải mã thành các bit trước khi truyền. Tất cả các giao thức định hướng bit đều bắt nguồn từ HDLC.

Khuôn dạng bản tin:

Flag Address Control Information FCS Flag

Flag: vùng mã đóng khung cho frame, chỉ sự bắt đầu và kết thúc của frame.

Address: ghi địa chỉ trạm đích của frame.

Control: là vùng định danh cho các frame khác nhau của HDLC.

Information: vùng ghi thông tin cần truyền đi có kích thước không xác định.

FCS: là vùng ghi mã kiểm soát lỗi cho nội dung của frame.

HDLC có 3 chế độ hoạt động: dị bộ cân bằng (SABM), trả lời chuẩn (SNRM), trả lời dị bộ (SARM).

HDLC định nghĩa ba loại khung, tương ứng có ba loại trường điều khiển:

- Khung thông tin (I-frame) dùng để chứa thông tin cần truyền đi của người sử dụng và được đánh số thứ tự để kiểm soát.

- Khung giám sát (supevisor frame, S-frame) là frame điều khiển được dùng để kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu trong quá trình truyền tin.

- Khung không số (unnumbered frame, U-frame) bổ sung các chức năng điều khiển liên kết (thiết lập/giải phóng liên kết).

Một số giao thức cải biên từ HDLC: LAP - B, LAP - D, PPP...

8. So sánh CSMA/CD với các phương pháp thẻ bài (Token Ring, Token Bus)?

Độ phức tạp của phương pháp dùng thẻ bài lớn hơn nhiều so với phương pháp truy cập ngẫu nhiên CSMA/CD.

Những công việc của một trạm phải làm của CSMA/CD là đơn giản hơn phương pháp thẻ bài.

Trong điều kiện tải nhẹ, hiệu quả phương pháp thẻ bài không cao do một trạm có thể đợi khá lâu mới đến lượt (có thẻ bài). Ngược lại trong điều kiện tải nặng, phương pháp dùng thẻ bài có hiệu quả sơn so với CSMA/CD.

Ưu điểm lớn nhất của phương pháp dùng thẻ bài là khả năng điều hòa lưu thông trong mạng bằng cách cho phép các trạm truyền số lượng đơn vị dữ liệu khác nhau khi nhận được thẻ bài hoặc bằng cách thiết lập chế độ ưu tiên cấp phát cho các trạm cho trước.

9. Định nghĩa Modem là gì ? Vẽ sơ đồ truyền tin đơn giản được kết nối qua Modem. Cho biết các kỹ thuật điều chế cơ bản ? Các modem hiện đại có kiểu hoạt động ở chế độ nào?

Modem là bộ điều chế và giải điều chế để biến đổi các tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại trên mạng thọai.

Sơ đồ truyền tin đơn giản được kết nối qua Modem

DTE A DCE DCE DTE B

Tín hiệu số từ máy tính đến Modem, được Modem biến đổi thành tín hiệu tương tự để có thể đi qua mạng thoại. Tín hiệu này đến Modem ở điểm B được biến đổi ngược lại thành tín hiệu số đưa vào máy tính ở B

Các kỹ thuật điều chế cơ bản:

- Điều chế biến đổi biên độ (Amplitude Modulation)

- Điều chế tần số (Frequency Modulation)

- Điều chế pha (Phase Modulation)

Hiện có rất nhiều modem hiện đại từ loại thấp: 300, 600, 1200, 2400bit/s đến loại 9600, 14400, 28800, 56600 bit/s. Với tốc độ truyền tương đối cao trên đường biên hẹp nên đòi hỏi những điều chế phức tạp.

Các phương thức truyền giữa hai điểm có thể là:

- Đơn công (Simplex):

Chỉ cho phép truyền một hướng.

- Bán song công (Haft - duplex):

Có thể truyền theo hai hướng nhưng mỗi thời điểm chỉ truyền một hướng.

- Song công (Duplex):

Có thể nhận hoặc phát cùng một lúc.

Các Modem hiện đại đều có kiểu hoạt động ở hai chế độ song công và bán song công.

10. Chức năng các giao thức TCP và IP? Tại sao phải có quá trình fragment và assembly trong khi truyền dữ liệu trên mạng? Quá trình bắt tay 3 bước?

Chức năng chính của giao thức liên mạng IP(v4):

Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. IP cung cấp các chức năng chính sau:

- Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ

liệu trên Internet.

- Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP.

- Truyền dữ liệu giữa tầng vận chuyển và tầng mạng .

- Định tuyến để chuyển các gói dữ liệu trong mạng.

- Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (fragmentation -reassembly) các gói dữ liệu và nhúng / tách chúng trong các gói dữ liệu ở tầng liên kết.

TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức "có liên kết" (connection - oriented), nghĩa là cần thiết lập liên kết (logic), giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. TCP cung cấp khả năng truyền dữ liệu một cách an toàn giữa các máy trạm trong hệ thống các mạng. Nó cung cấp thêm các chức năng nhằm kiểm tra tính chính xác của dữ liệu khi đến và bao gồm cả việc gửi lại dữ liệu khi có lỗi xảy ra. TCP cung cấp các chức năng chính sau:

1. Thiết lập, duy trì, kết thúc liên kết giữa hai quá trình.

2. Phân phát gói tin một cách tin cậy.

3. Đánh số thứ tự (sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữ liệu một cách tin cậy.

4. Cho phép điều khiển lỗi.

5. Cung cấp khả năng đa kết nối với các quá trình khác nhau giữa trạm nguồn và trạm đích nhất định thông qua việc sử dụng các cổng.

6. Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song công (full-duplex).

Việc phân mảnh các gói dữ liệu: Trong quá trình truyền dữ liệu, một gói dữ liệu (datagram) có thể được truyền đi thông qua nhiều mạng khác nhau. Một gói dữ liệu (datagram) nhận được từ một mạng nào đó có thể quá lớn để truyền đi trong gói đơn ở trên một mạng khác, bởi mỗi loại cấu trúc mạng cho phép một đơn vị truyền cực đại (Maximum Transmit Unit - MTU) khác nhau. Đây chính là kích thước lớn nhất của một gói mà chúng có thể truyền. Nếu như một gói dữ liệu nhận được từ một mạng nào đó mà lớn hơn MTU của một mạng khác thì nó cần được phân mảnh ra thành các gói nhỏ hơn, gọi là fragment. Quá trình này gọi là quá trình phân mảnh.

Quá trình bắt tay ba bước trong TCP:

Yêu cầu kết nối luôn được tiến trình trạm khởi tạo, bằng cách gửi một gói TCP với cờ SYN=1 và chứa giá trị khởi tạo số tuần tự ISN của client. Giá trị ISN này là một số 4 byte không dấu và được tăng mỗi khi kết nối được yêu cầu (giá trị này quay về 0 khi nó tới giá trị 232). Trong thông điệp SYN này còn chứa số hiệu cổng TCP của phần mềm dịch vụ mà tiến trình trạm muốn kết nối (bước 1).

Khi thực thể TCP của phần mềm dịch vụ nhận được thông điệp SYN, nó gửi lại gói SYN cùng giá trị ISN của nó và đặt cờ ACK=1 trong trường hợp sẵn sàng nhận kết nối. Thông điệp này còn chứa giá trị ISN của tiến trình trạm trong trường hợp số tuần tự thu để báo rằng thực thể dịch vụ đã nhận được giá trị ISN của tiến trình trạm (bước 2).

Tiến trình trạm trả lời lại gói SYN của thực thể dịch vụ bằng một thông báo trả lời ACK cuối cùng. Bằng cách này, các thực thể TCP trao đổi một cách tin cậy các giá trị ISN của nhau và có thể bắt đầu trao đổi dữ liệu. Không có thông điệp nào trong ba bước trên chứa bất kỳ dữ liệu gì; tất cả thông tin trao đổi đều nằm trong phần tiêu đề của thông điệp TCP (bước 3).

11. a. Có bao nhiêu phương pháp truy nhập đường truyền trong mạng cục bộ thường được sử dụng và được phân thành bao nhiêu loại? Trình bày phương pháp truy nhập CSMA/CD?

b. Cho biết tên gọi của dữ liệu được truyền trong cấu trúc 4 tầng TCP/IP được định nghĩa như thế nào?

a. Có 2 phương pháp truy nhập đường truyền trong mạng cục bộ đó là đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD) và điều khiển truy nhập bằng token (Token Bus, Token Ring).

Trình bày phương pháp truy nhập CSMA/CD:

Đây là phương pháp truy nhập ngẫu nhiên sử dụng cho mạng có cấu trúc dạng hình Bus. Tất cả các node truy nhập ngẫu nhiên vào Bus chung. Vì vậy cần có cơ chế tránh xung đột và nghẽn thông tin. CSMA/CD là phương pháp cải tiến của phương pháp CSMA (Nghe trước khi nói - Listen before talk).

Nguyên tắc hoạt động: Khi một trạm truyền dữ liệu, trước hết nó sẽ phải "nghe" xem đường truyền "bận" hay "rỗi". Nếu "rỗi" nó sẽ truyền dữ liệu đi (theo khuôn dạng chuẩn), nếu đường truyền đang "bận" thì nó sẽ thực hiện 1 trong 3 giải thuật sau:

1. Trạm tạm "rút lui" chờ đợi trong một thời gian ngẫu nhiên, sau đó lại bắt đầu nghe đường truyền (Non persistent)

2. Trạm tiếp tục "nghe" đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất bằng 1 (persistent).

3. Trạm tiếp tục "nghe" đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất bằng 0<p<1 xác định trước (p-persistent).

Ưu, nhược điểm của từng giải thuật trên: Giải thuật 1 có hiệu quả trong việc tránh xung đột. Tuy nhiên, có thể có thời gian "chết" của đường truyền vì cả hai cùng đợi. Giải thuật 2 ngược lại, cố gắng giảm được thời gian "chết" của đường truyền nhưng nếu có hơn một trạm cùng truyền thì khả năng xảy ra xung đột sẽ cao và giải thuật 3 với giá trị p chọn một cách hợp lý có thể tối thiểu hoá được khả năng xung đột cũng như giảm được thời gian "chết" của đường truyền.

Tuy nhiên, xung đột xảy ra thường do độ trễ truyền dẫn. CSMA thực chất là các trạm chỉ "Nghe trước khi nói" mà không "nghe trong khi nói", nên thực tế có xung đột nhưng các trạm vẫn không thể biết và tiếp tục truyền dữ liệu dẫn đến tắc nghẽn, xung đột thông tin trên đường truyền. Giải pháp CSMA/CD (hay còn gọi là LWT - Listen while talk) có thể phát hiện xung đột như sau:

- Khi một trạm đang truyền, vẫn tiếp tục "nghe" đường truyền. Nếu phát hiện thấy xung đột, nó ngừng ngay việc truyền nhưng vẫn tiếp tục gửi sóng mang đi thêm một thời gian để đảm bảo rằng các trạm trên mạng đều có thể "nghe" được xung đột đó.

- Sau đó, trạm chờ đợi trong một thời đoạn ngẫu nhiên, nó tiếp tục thử truyền lại theo nguyên tắc các giải thuật của CSMA.

Với CSMA/CD, thời gian chiếm dụng vô ích đường truyền giảm xuống đúng bằng thời gian dùng để phát hiện một xung đột. CSMA/CD cũng sử dụng 3 giải thuật "kiên nhẫn" của CSMA, trong đó giải thuật (2) (1-persistent) là được dùng hơn cả.

b. Tên gọi của dữ liệu được truyền trong cấu trúc 4 tầng TCP/IP:

Process/Application Layer: Data stream.

- Host - To- Host Layer (Transport layer): Segment.

- Internet Layer: Packet/Datagram

- Network Layer: Frame

12. Trình bày kỹ thuật yêu cầu phát lại tự động từ gói tin hỏng có chọn lọc trong cơ chế điều khiển luồng bằng cửa sổ?

Cách thứ nhất: gọi là ARQ phát lại gói tin N, bên thu hủy toàn bộ các gói tin đứng sau gói tin hỏng bằng cách không phúc đáp. Nó tương ứng với của sô bên thu bằng 1. Cuối cùng sau khoảng thời gian timeout thì bên phát sẽ gửi lại cho bên thu tất cả những gói tin chưa được biên nhận bắt đầu từ gói tin hỏng thứ N.

Cách thứ hai: gọi là ARQ phát lại có chọn lọc, cho phép bên thu lưu toàn bộ các khung nguyên vẹn đến sau khung bị hỏng trong bộ đệm của mình. Khi bên phát nhận thấy có sự cố, nó chỉ truyền lặp lại khung hỏng mà thôi, còn bên thu nếu nhận được khung này lần thứ hai không có lỗi thì tầng liên kết dữ liệu của nó chỉ việc xếp đặt lại các khung theo thứ tự và gửi các khung tương tứng liên tầng mạng.

13. Cho xâu bit 10010100011011. Tìm tập bit kiểm tra (Checksum) thích hợp để ghép vào xâu cần truyền đi sao cho biên nhận có thể kiểm soát được lỗi. Với đa thức chuẩn x4 + x + 1

Đặt M = 10010100011011

P = x4 + x + 1 = 10011

{dựa vào sỗ mũ của x để đổi ra nhị phân,nghĩa là x4 có nên viết 1, x3 không có nên viết 0}

Tính M*25 rồi đem chia cho P,lấy phần dư

{M*25 nghĩa là P biểu diễn bởi 5bit nên thêm 5 số 0 vào sau M}

1001010001101100000 / 10011

Phần dư của phép chia trên là 110

Tập bit kiểm tra (checksum) là 00110

Tập khung gửi đi T = 1001010001101100110

14. 2 máy tính có 2 địa chỉ IP là 153.5.18.15 và 153.6.18.15 có thể trao đổi trực tiếp với nhau không ? Tại sao

Ta thấy 2 địa chỉ IP này đều thuộc lớp B nên 2 byte đầu giống nhau mới trao đổi được

Mà 153.5 # 153.6 nên 2 máy tính trên không thể trao đổi trực tiếp với nhau

{ xem byte đầu 0 -> 127 : lớp A

128 -> 191 : lớp B

192 -> 223 : lớp C

224 -> 240 : lớp D

241 -> 255 : lớp E }

15. Cho 1 datagram (ICMP echo request) có kích thước 4048 byte. Khi chuyển datagram này trên mạng Ethernet, sự phân mãnh dữ liệu chắc chắn sẽ xảy ra. Cho biết datagram này sẽ được chia thành bao nhiêu mảnh? Độ dài mỗi mảnh là bao nhiêu? Payload của mỗi mảnh?

Cho biết : IP Header = 20 byte, Ethernet Header = 20 byte, MTU Header = 1500 byte, ICMP Header = 8 byte

Datagram được chia thành 4048/1500 = 3 mảnh { kích thước / MTU }

Độ dài mỗi mảnh là 1500 byte, 1500 byte, 1048 byte { mỗi mảnh tối đa là MTU }

1500

Ethernet Header IP Header ICMP Header payload

20 20 8 1452

Payload mỗi mảnh:p1=p2=1500-(20+20+8)=1452

P3=1048-(20+20+8)=1000

16. Cho sơ đồ mạng ( trong đề cương )

Địa chỉ IP của R1 : 192.168.0.1 Subnet Mask : 255.255.255.128

Địa chỉ IP của B : 192.168.0.1 Subnet Mask : 255.255.255.240

Default Gateway : 192.168.100.97

Địa chỉ IP của R3 : 203.162.119.21 Subnet Mask : 255.255.255.252

Hãy cho biết :

- Tên gọi các thiết bị mạng T1, T2, T3, T4, T5

- Tìm IP Address, Subnet Mask, Network Address, Broadcast Address của R2, R4

T1 là Hub/Switch {do các máy nối theo mạng hình sao}

T2 là Transceiver {do mạng hình sao là cáp xoắn đôi, mạng bus là cáp dồng trục}

T3, T4 là Modem { do nối nhau qua mạng điện thoại}

T5 là Router

- R2

Theo hình, R2 nối với R3,nên IP tương tự IP R3,Subnet Mask R2 giống Subnet Mask R3

Subnet Mask R2 : 255.255.255.252

R3 : IP Address : 203.162.119.21

Net Mask : 255.255.255.252

Thực hiện phép AND giữa IP Address và Net Mask,hay chỉ cần thực hiện

21 = 00010101 And 252 = 11111100

Sẽ được 00010100 = 20

Nên Network Address R2 : 203.162.119.20

00010100 => 00010111 = 23

Nên Broadcast Address R2 : 203.162.119.23

Suy ra IP Address R2 : 203.162.119.22

{20 là Net, 21 là IP của R3, 23 là Broad => R2 là 22}

-R4

Theo hình, R4 nối với B nên IP R4 giống Default Gateway của B, Subnet Mask R4 giống Subnet Mask B

Subnet Mask R4 : 255.255.255.240

IP Address R4 : 192.168.100.97

Network Mask : 255.255.255.240

97 = 01100001 And 240 = 11110000 được 01100000 = 96

Nên Network Address R4 : 192.168.100.96

01100000 => 01101111 = 111

Nên Broadcast Address R4 : 192.168.100.111