Bài giảng Mạng máy tính - Chương 2: Mạng cục bộ - Nguyễn Hữu Thanh

1PGS. TS. Nguyễn Hữu Thanh Bộ môn Kỹ thuật thông tin Viện Điện tử - Viễn thông ĐHBK Hà Nội Email: thanhnh@mail.hut.edu.vn Chương 2. Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN) Nội dung Giới thiệu chung Kỹ thuật hỏi vòng (polling) Kỹ thuật dành sẵn kênh truyền với phương pháp điều khiển truy nhập phân tán (channel reservation with distributed control) Truy nhập ngẫu nhiên (random access) 23 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Medium Access Control (MAC) N etw ork Access PHY Medium Access Control Logical Link Control LLC (IEEE 802.2) IEEE 802.3 IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.6 IEEE 802.11 IEEE 802.15 IEEE 802.16 IEEE 802.20 3GPP 3G, HSPA 3GPP LTE Internetwork 4 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Nhiệm vụ của lớp MAC Một trong những vấn đề cơ bản mà các mạng băng rộng tập trung vào là lớp MAC (Medium Access Control) - Lớp điều khiển truy nhập  Nhiệm vụ Quy định việc đánh địa chỉ MAC cho các thiết bị mạng Đưa ra cơ chế chia sẻ môi trường vật lý kết nối nhiều máy tính Phỏng tạo kênh truyền song công (duplex channel), đa điểm (multipoint) 35 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Nhiệm vụ của lớp MAC (tiếp)  Một số vấn đề cơ bản tại lơp MAC:  Hiệu suất: Chia sẻ tài nguyên kênh truyền với hiệu suất cao nhất  với một kênh truyền với dung lượng C, phải truyền với thông lượng T  C  Tính công bằng: Chia sẻ tài nguyên (băng thông, tài nguyên vô tuyến ) một cách công bằng giữa các thiết bị truy cập Medium 6 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập 2 phương pháp chia sẻ tài nguyên kênh truyền: Ghép kênh (multiplexing) Đa truy nhập (multiple access) 47 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp)  Ghép kênh:  Tần số  Thời gian Mã  Ưu điểm: không xảy ra tranh chấp tài nguyên  Nhược điểm:  Phải thiết lập kênh truyền trước khi gửi dữ liệu  không thích hợp cho truyền số liệu  Hiệu suất kênh truyền thấp f W 1 2 n t 1 2 n tf ts 8 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp)  Ghép kênh (tiếp):  Ghép kênh phù hợp cho phương pháp hướng liên kết (connection-oriented)  Hướng liên kết: quá trình trao đổi thông tin có 3 giai đoạn:  Thiết lập kết nối (connection setup)  Trao đổi dữ liệu  Hủy bỏ kết nối (connection tear- down) Thiết lập kết nối Dữ liệu Hủy bỏ kết nối t t End-user Network device 59 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp)  Đa truy nhập:  Người sử dụng sử dụng chung một băng tần  Nhiều người sử dụng có thể truy nhập kênh truyền tại cũng một thời điểm  Ưu điểm:  Không phải thiết lập kênh truyền trước khi gửi dữ liệu  Nhược điểm:  Tranh chấp tài nguyên f W u1 u2 t tf u2u1 10 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp)  Đa truy nhập (tiếp):  Đa truy nhập phù hợp cho cơ chế truyền không liên kết (connectionless)  Không liên kết: thiết bị mạng khi có nhu cầu có thể gửi trực tiếp dữ liệu lên mạng (không cần phải thiết lập và hủy bỏ kết nối)  Khái niệm xung đột (collision): Xung đột xảy ra khi 2 hay nhiều thiết bị mạng cùng truy nhập kênh truyền tại cùng một thời điểm 611 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp) Chú ý: Ghép kênh luôn sử dụng cho cơ chế hướng liên kết Tuy nhiên, hướng liên kết có thể áp dụng cả ghép kênh lẫn đa truy nhập Phương pháp không liên kết chỉ sử dụng đa truy nhập, không sử dụng ghép kênh 12 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các phương pháp điều khiển truy nhập (tiếp) MAC Hướng liên kết (connection-oriented) Không liên kết (connectionless) Hỏi vòng (Polling) Dành sẵn kênh truyền với phương pháp điều khiển truy nhập phân tán (channel reservation with distributed control) Truy nhập ngẫu nhiên (random access) Tập trung Phân tán ATM WiMAX Roll Call Token Ring Token Bus Ethernet WiFi Hub 713 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Cấu hình kênh truyền trong mạng băng rộng  Hữu tuyến: Bus Ring Star 14 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Cấu hình kênh truyền trong mạng băng rộng (tiếp)  Vô tuyến  Cấu hình kênh truyền ảnh hưởng đến phương pháp truy nhập kênh:  Môi trường quảng bá (broadcasting domain): bus, ring, kênh vô tuyến, (star) – dữ liệu gửi đi được nhận bởi tất cả các nút  Môi trường không quảng bá: star  Cấu hình kênh trong các mạng thực tế:  LAN, MAN: bus, star, ring (thông thường là quảng bá)  MAN, WAN: star Kênh vô tuyến 815 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Kỹ thuật hỏi vòng  Kỹ thuật hỏi vòng (polling):  Roll Call Polling  Hub Polling  Mạng hỏi vòng tuy không còn được sử dụng rộng rãi nhưng nó là cơ sở để đánh giá hiệu năng một số mạng thông dụng khác C 16 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Nguyên lý chung Nguyên lý chung: Việc điều khiển truy nhập kênh thông qua một trạm trung tâm Trung tâm C gửi lần lượt lệnh “poll command” cho từng trạm con. Trạm nào nhận được “poll command” sẽ được phép truyền dữ liệu Việc trao đổi dữ liệu phải được thực hiện thông qua trung tâm C (trạm A  trung tâm  trạm B) 917 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Roll Call Polling  Ts: Thời gian phục vụ gói  Nm: Số gói trong bộ đệm đầu ra tại thời điểm phục vụ  w: Thời gian đợi từ khi trạm i được phục vụ xong cho đến khi trạm (i+1) được phục vụ  Tc: Chu kỳ gửi lệnh poll hết một vòng  tp: trễ lan truyền tín hiệu trên kênh truyền C i i+1 poll i . . . data p ackets go-ahe ad poll i+1 go-ahe ad NmxTs w. . . . . poll i Tc t t t tp 18 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Hub Polling C i i+1 poll i data p ackets go-ahe ad(i+1 ) go-ahe ad(i+2 ) NmxTs t t t go-ahead(i+1) . . . . . . data p ackets go-ahead(i+2) 10 19 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp điều khiển truy nhập phân tán Không có trạm trung tâm điều phối việc truy nhập kênh Các trạm trên mạng cùng tham gia vào quá trình điều khiển truy nhập Điển hình của phương pháp điều khiển phân tán là các mạng: Token Ring Token Bus 20 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Token Ring  Được phát triển bởi IBM vào năm 1985  Token Ring vê ̀ sau được chuẩn hóa bởi IEEE theo IEEE 802.5  Cấu hình kênh: hình vòng (Ring) 11 21 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Token Ring – Nguyên lý  Các gói tin được truyền theo một chiều nhất định trên kênh truyền  Khi nhận được header của gói tin, một trạm kiểm tra địa chỉ MAC đích, nếu gói tin không gửi cho nó thì trạm sẽ tự động gửi gói đến trạm tiếp theo mà không cần đợi đến khi nhận được toàn bộ gói tin đó  Nhược điểm:  Nếu card mạng một trạm bị hỏng thì toàn bộ mạng không hoạt động  Trễ toàn mạng tỷ lệ thuận với số trạm trong mạng  2 phương pháp truy nhập kênh:  Thẻ bài đơn (single token)  Đa thẻ bài (multiple tokens) 22 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Token Ring – Nguyên ly ́ (tiếp)  Truy nhập kênh:  Token Ring sử dụng thẻ bài (token) để điều khiển truy nhập.  Thẻ bài là một gói đặc biệt, lưu thông trên kênh truyền  Trạm nào nhận được thẻ bài thì được phép truy nhập kênh  Mỗi lần truy nhập mỗi trạm chỉ được phép gửi một gói tin  Sau khi gửi gói tin, trạm vừa phát gói phải gửi trả thẻ bài lên mạng token 12 23 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp thẻ bài đơn  Giả thiết A cần gửi dữ liệu đến C  t0: một thẻ bài đang lưu thông từ D  A: A giữ thẻ bài và bắt đầu phát gói dữ liệu token A B C D 24 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp)  t1: B nhận được gói dữ liệu từ A, sau khi phân tích địa chỉ MAC đích (C), B gửi tiếp gói dữ liệu lên kênh truyền A B C D data 13 25 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp)  t2: C tiếp nhận được gói dữ liệu A gửi cho nó, sau khi copy gói dữ liệu vào bộ đệm thu, C gửi gói này theo hướng C  D với trường FC=1 (Frame Copied) A B C D data 26 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp)  t3: A nhận được gói dữ liệu với FC=1, nó hiểu C đã nhận được gói dữ liệu. A trả lại thẻ bài lên mạng token A B C D 14 27 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp thẻ bài đơn (tiếp)  Nhược điểm của phương pháp thẻ bài đơn: Tại một thời điểm có tối đa một gói dữ liệu trên kênh  Hiệu suất của kênh truyền thấp, đặc biệt trong trường hợp kích thước gói ngắn data ring 28 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp đa thẻ bài Mục đích: nâng hiệu suất kênh truyền  t0: một thẻ bài đang lưu thông từ D  A: A giữ thẻ bài và bắt đầu phát gói dữ liệu token A B C D 15 29 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp đa thẻ bài (tiếp)  t1: B nhận được gói dữ liệu từ A, sau khi phân tích địa chỉ MAC đích (C), B gửi tiếp gói dữ liệu lên kênh truyền Sau khi gửi hết gói dữ liệu, A lập tức giải phóng thẻ bài A B C D data token 30 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Phương pháp đa thẻ bài (tiếp)  Ưu điểm của đa thẻ bài so với đơn thẻ bài: Trong cùng một thời điểm có thể có nhiều gói dữ liệu  hiệu suất kênh truyền có thể đạt tới 100% data ring token 16 31 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Cấu trúc khung của IEEE 802.5  SD, ED: bắt đầu, kết thúc một gói tin  AC (access control byte): bao gồm token bit  FC: Frame Copied  Dest./Src. Addr: 48 bit địa chỉ MAC  Checksum: CRC  FS (frame status) SD AC FC Dest. Addr. Src. Addr. DataSD AC FC Checksum ED FS Gói token Gói dữ liệu 32 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Truy nhập ngẫu nhiên  Truy nhập ngẫu nhiên: Random Access  Đặc điểm chung: Không có các cơ chế điều khiển truy nhập kênh (khác với cơ chế hỏi vòng và điều khiển truy nhập phân tán) Ưu điểm: do không cần phối hợp giữa các trạm  các trạm có thể được lắp đặt hoặc tháo ra khỏi mạng dễ dàng Nhược điểm: tại một thời điểm, nếu có hơn 2 trạm cùng tranh chấp kênh truyền  va đập (collision) 17 33 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các mạng sử dụng kỹ thuật truy nhập ngẫu nhiên Truy nhập ngẫu nhiên ALOHA Slotted ALOHA CSMA 1-persistentCSMA p-persistentCSMA none-persistentCSMA CSMA/CD (IEEE 802.3) CSMA/CA (IEEE 802.11) 34 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA Giới thiệu Được phát triển bởi ĐH Hawaii năm 1971 Mạng truyền số liệu không dây đầu tiên Sử dụng tần số UHF Là mạng đầu tiên sử dụng truy nhập ngẫu nhiên (sau này được sử dụng nhiều trong Ethernet và mạng thông tin vệ tình INMARSAT) 18 35 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA (tiếp) Yêu cầu kết nối và truyền dữ liệu giữa Oahu và các đảo khác Oahu (Univ. of Hawaii) 36 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Nguyên tắc hoạt động  Khi một trạm có dữ liệu, nó gửi ngay lên đường truyền vô tuyến  Va đập sẽ xảy ra khi có hơn một trạm cùng truy nhập kênh  mất gói  Không có cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền  Không có cơ chế phát hiện mất gói do va đập  việc phát lại phụ thuộc vào các giao thức bậc cao (lớp host-to-host)  “send-and-pray” ALOHA 19 37 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng  Giả thiết:  Có n trạm gửi dữ liệu vào mạng với lưu lượng tuân theo tiến trình Poisson, tham số tương ứng {1, 2 ,, n}. Như vậy lưu lượng tổng cộng gửi vào mạng tuân theo tiến trình Poisson, tham số:  Kênh truyền có dung lượng là C (bit/s)  Các gói tin có kích thước cố định L  thời gian phục vụ gói: ts=L/C  ALOHA     n i i1  38 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp)  Giả thiết:  Tại t0, gói pi của trạm i truy nhập kênh. Gọi Tx là khoảng “thời gian nhạy cảm”, nếu trong khoảng thời gian này các trạm khác truy nhập kênh thì va đập sẽ xảy ra t0 t0+ts pi Trạm i Tx t0+ts t0-ts Trạm j 20 39 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp) Như vậy: Gọi G là số lần truy nhập kênh trung bình trong một đơn vị thời gian ts – G chính là tải đầu vào sx tt 2 (8.23)   stG (8.24) 40 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp) Gọi S là số lần truy nhập thành công trung bình trong khoảng thời gian ts – S chính là thông lượng của ALOHA  S=G.P[không có truy nhập nào trong khoảng Tx]  theo phân bố Poisson có:     Gttxsx GeGee t GttNPGS sx 22 0 !0 .0)2(.     (8.25) 21 41 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp) Như vậy: Khảo sát cực trị của S: Từ (8.27), khi G có giá trị 0,5 thì S đạt giá trị cực đại: GGeS 2 (8.26) GG Gee dG dS 22 2   (8.27) 184,05,0max  eS (8.28) 42 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp)  Thông lượng kênh của ALOHA đạt cực đại 18% khi tải đầu vào đạt 50%  Thí dụ: mạng có dung lượng 10Mbps, thông lượng cực đạt sẽ là 1,8Mbps khi tải đầu vào là 5Mbps  3,2Mbps còn lại là lưu lượng tổn thất do va đập G 86420 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 S 0,5 0,18 22 43 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập ALOHA – Đánh giá hiệu năng (tiếp) Nhận xét: Hiệu suất kênh truyền trong ALOHA rất thấp. Nguyên nhân: xác suất va đập cao  Mục tiêu: nâng cao hiệu suất kênh truyền bằng cách giảm xác suất va đập 44 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Slotted ALOHA  Nguyên tắc hoạt động:  Giống như ALOHA  Tuy nhiên, kênh truyền được chia thành các “khe thời gian” (slot), mỗi slot có độ dài ts. Các trạm chỉ được phép truy nhập kênh tại thời điểm đầu của các slot. t0 t0+ts pi Trạm i Tx t0+tst0-ts Trạm j pj 23 45 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Slotted ALOHA – Đánh giá hiệu năng Thời gian “nhạy cảm”: Thông lượng kênh: Khảo sát cực trị của S:     Gttxsx GeGee t GttNPGS sx     !0 .)0(. 0 (8.30) sx tT  (8.29) GG Gee dG dS   (8.31) 46 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Slotted ALOHA – Đánh giá hiệu năng  Phương trình (3.31) đạt cực trị tại G=1 với S=0,368  Hiệu suất của slotted ALOHA gấp đôi so với ALOHA nhưng vẫn thấp 86420 G 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 S 0,5 0,18 1,0 0,36 ALOHA Slotted ALO HA 24 47 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA  CSMA – Carrier Sense Multiple Access  Nhận xét: để nâng cao hiệu suất kênh  giảm xác suất va đập  cần phải có cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền  CSMA: trước khi truy nhập kênh, trạm có cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền (carrier sense):  Nếu có sóng mang (carrier): kênh truyền bận (có một trạm khác đang truy nhập kênh)  Nếu không có sóng mang: kênh truyền rỗi  Phân loại:  1-persistent CSMA  p-persistent CSMA  None-persistent CSMA 48 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập 1-persistent CSMA  Cơ chế truy nhập kênh: kênh rỗi? Truy nhập kênh ĐợiN Y Bắt đầu Kết thúc 25 49 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập 1-persistent CSMA (tiếp)  Nhận xét:  Va đập xảy ra khi có từ 2 trạm cùng đợi và cùng truy nhập kênh truyền khi kênh chuyển sang trạng thái rỗi  Xác suất xảy ra va đập vẫn cao, đặc biệt khi tải lớn hoặc với gói dài pi t0 t0+ts Trạm i Trạm j pj Trạm k pk collision 50 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập p-persistent CSMA  p-persistent CSMA khắc phục nhược điểm của 1-persistent CSMA  p-persistent CSMA đưa ra khái niệm mini slot: với tms << ts, thông thường là thời gian lan truyền tối đa của tín hiệu trên kênh (2 x round trip propagation delay)  Cơ chế truy nhập kênh: Khi kênh truyền rỗi, trạm truy nhập kênh với xác suất p Ngược lại, trạm đợi một mini slot với xác suất (1-p) sau đó kiểm tra trạng thái kênh 26 51 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập p-persistent CSMA (tiếp) kênh rỗi? Truy nhập kênh ĐợiN Y Bắt đầu Kết thúc Tạo một số ngẫu nhiên l   l  p Đợi 01 mini slot Y N 52 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập p-persistent CSMA (tiếp)  Nhận xét:  Va đập xảy ra khi có từ 2 trạm trở lên cùng truy nhập với xác suất p hoặc tất cả các trạm cùng đợi với xác suất (1-p)  Với p càng nhỏ thì xác suất va đập càng thấp, tuy nhiên hiệu suất kênh cũng giảm do thời gian kênh truyền không bị chiếm (idle) tăng pi t0 Trạm i Trạm j pj Trạm k pk collision (1-p) 1 mini slot (1-p) 27 53 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập p-persistent CSMA (tiếp)  Chọn p như thế nào để cải thiện hiệu suất kênh?  Giả thiết có N trạm cùng truy nhập kênh truyền và kênh truyền bận  Tại thời điểm kênh truyền rỗi, xác suất xảy ra va đập là (khi có hơn 1 trạm truy nhập kênh hoặc tất cả các trạm cùng đợi một mini slot):  Khảo sát cực trị của (8.32), có thể tıńh được:   111  nc ppp (8.32) n p 1 (8.33) 54 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập p-persistent CSMA (tiếp) G 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 S 0.5-persistent CSMA 0.1-persistent CSMA 0.01-persistent CSMA 28 55 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập None-persistent CSMA Khái niệm “back-off”: Khi kênh truyền bận, một trạm sẽ trì hoãn truy nhập kênh một khoảng thời gian ngẫu nhiên bằng số nguyên lần của mini slot 56 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập None-persistent CSMA (tiếp) kênh rỗi? Truy nhập kênh Đợi một số ngẫu nhiên nguyên lần mini slot N Y Bắt đầu Kết thúc 29 57 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập None-persistent CSMA (tiếp)  Nhận xét: nếu thời gian back-off lớn: hiệu suất cũng giảm t0 Trạm i Trạm j pj Trạm k pk 1 mini slot pi tboj=3 2 1 0 tbok=5 4 3 2 1 0 tbok=3 2 1 0 58 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập None-persistent CSMA (tiếp) G S 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Aloha Slotted Aloha 1-persistent CSMA 0.5-persistent CSMA 0.1-persistent CSMA 0.01-persistent CSMA Nonpersistent CSMA 30 59 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD Đặt vấn đề: Trong non-persistent CSMA, va đập có còn xảy ra không? 60 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD (tiếp) i t0 j t1 collision tc tp ts 31 61 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD (tiếp) Nhận xét: Va đập vẫn xảy ra do tp>0  chiều dài kênh truyền càng lớn thì xác suất va đập càng tăng. tc: thời gian kênh truyền bị chiếm để truyền số liệu bị va đập; phụ thuộc vào kích thước gói (ts); tc càng lớn thì hiệu suất càng nhỏ  tăng hiệu suất kênh truyền bằng cách giảm tc. 62 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD (tiếp) CSMA/CD: Đưa thêm cơ chế phát hiện va đập (collision detection - CD) Khi va đập xảy ra, các trạm thực hiện các bước: ◊Các trạm dừng truyền gói ◊Gửi bản tin PURGE để báo hiệu cho các trạm khác ◊Backoff 32 63 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD (tiếp) i t0 j t1 collision tc tp ts 64 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD (tiếp) i t0 jt1 tc tp PURGE PURGE tc’ 33 65 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CD (tiếp) Thời gian back-off: Trong đó k là số lần truy nhập không thành công. Tác dụng của tbo: Giảm xác suất va đập Điều khiển luồng: số lần truy nhập không thành công càng lớn, lưu lượng gửi dữ liệu vào mạng càng giảm k bot 20  (8.34) 66 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.3  IEEE 802.3 ~ Ethernet  IEEE 802.3 định nghĩa: Các chuẩn truyền dẫn và biến đổi tín hiệu lớp vật lý Cơ chế MAC: CSMA/CD (Metcalfe’s Ethernet Sketch) 34 67 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.3 (tiếp)  Các chuẩn truyền dẫn:  10BASE2: cáp đồng trục, cấu trúc bus, tốc độ 10Mbps  10BASE-T: cáp xoắn, cấu trúc sao, tốc độ 10Mbps  100BASE-TX: cáp xoắn, cấu trúc sao, tốc độ 100Mbps (Fast Ethernet)  1000BASE-T: cáp xoắn, cấu trúc sao, tốc độ 1Gbps (Gigabit Ethernet)  1000BASE-SX: cáp quang, cấu trúc sao, tốc độ 1Gbps 68 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.3 (tiếp) Cấu trúc khung lớp MAC (MAC frame) Preamble Dest. Addr. Src. Addr. Length/ Ethertype Data FCS 8 6 6 2 46 - 1500 4 • Preamble: Bắt đầu khung • Destination Address: Địa chỉ MAC máy đích • Source Address: Địa chỉ MAC máy nguồn • Ethertype: Loại dữ liệu được đóng gói vào MAC frame (IP, ARP .v.v.) • Data: Dữ liệu, bao gồm cả khung LLC 802.2 • Frame Check Sequence: 32 bit chống lỗi CRC 35 69 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.3 (tiếp)  Cấu trúc địa chỉ MAC: 6 bytes ~ 48 bits Địa chỉ MAC được quản lý bởi IEEE Địa chỉ duy nhất và cố định Nhà sản xuất mua dải địa chỉ và gán cho giao diện mạng (Network Interface Card - NIC) Địa chỉ MAC được biểu diễn bằng 1 nhóm 6 số hex, TD: 01:23:45:67:89:ab Byte đầu tiên là byte có trọng số lớn nhất Địa chỉ MAC không có cấu trúc (flat address) 70 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.3 (tiếp) Địa chỉ MAC được sử dụng để:  Nhận biết trạm gửi dữ liệu (MAC src. addr.)  Bên nhận kiểm tra địa chỉ đích (MAC dest. addr) để nhận biết các khung gửi đến cho mình 36 71 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Miền quảng bá (broadcast domain)  Trong cơ chế truy nhập ngẫu nhiên có khái niệm: Miền quảng bá (broadcast domain) = miền xung đột (collision domain) = LAN segment 72 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA/CA CSMA/CA được sử dụng trong các mạng không dây. Do tính chất của môi trường vô tuyến: Cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền hoạt động không hiệu quả. Cơ chế phát hiện va đập hoạt động không hiệu quả. 37 73 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các tính chất của đường truyền vô tuyến Hiện tượng công suất giảm theo khoảng cách (pathloss): công suất tín hiệu tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách  mỗi mạng không dây có một tầm phủ sóng với bán kính R 74 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các tính chất của đường truyền vô tuyến (tiếp)  Vấn đề nút ẩn (hidden node problem):  (A,B), (B,C) nằm trong vùng phủ sóng của nhau  (A,C) nằm ngoài tầm phủ sóng  A và C đều gửi dữ liệu cho B: va đập xảy ra tại B  Cơ chế kiểm tra trạng thái kênh làm việc không hiệu quả A B C R collision 38 75 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Các tính chất của đường truyền vô tuyến (tiếp)  Vấn đề nút hiện (expose node problem):  B gửi dữ liệu cho A  Do (B,C) nằm trong vùng phủ sóng, khi C truy nhâp kênh để gửi dữ liệu cho D, nó thầy kênh truyền bận  C trì hoãn truy nhập kênh  Hiệu suất kênh truyền giảm A B C R D 76 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA trong mạng không dây  Trước khi truy nhập kênh, kiểm tra trạng thái kênh như CSMA/CD.  Nếu kênh truyền bận: đợi đến khi kênh truyền rỗi  Sau đó đợi thêm một khoảng thời gian DIFS (DCF Inter-Frame Space – 34us) cho trước (DIFS=RTT)  Back-off một số mini slot (9us) tBO ngẫu nhiên  Sau mỗi mini slot: tBO = tBO -1  Nếu trong thời gian back-off kênh truyền lại bận thì trạm dừng đếm lùi và bảo toàn giá trị tBO tại thời điểm dừng.  Sau khi kênh truyền chuyển sang trạng thái rỗi một khoảng thời gian DIFS, trạm tiếp tục đếm lùi.  Nếu tBO =0  truy nhập kênh và gửi gói 39 77 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA trong mạng không dây (tiếp) Trạm i Trạm j t0 pj pi 0 DIFS 2 1 0 tboi=2 3 DIFS 2 2 DIFS 1 78 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA trong mạng không dây (tiếp) Do kênh truyền vô tuyến là kênh không tin cậy: Sau khi nhận được gói một khoảng SIFS (Service Inter-Frame Space), bên thu sẽ trả lại bên phát một gói ACK. SIFS < DIFS  gói ACK có độ ưu tiên cao hơn gói dữ liệu 40 79 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập CSMA trong mạng không dây (tiếp) Trạm i Trạm j t0 pj pi 0 DIFS 2 1 0 tboi=2 tboi=3 DIFS 2 2 DIFS 1 SIFS ACK SIFS ACK3 80 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Tránh va đập trong mạng không dây Mạng không dây không sử dụng cơ chế phát hiện va đập (CD) mà sử dụng cơ chế tránh va đập (Collision Avoidance - CA)  Collision Avoidance: Trước khi phát: bên phát quảng bá bản tin RTS (Ready-To-Send) Khi nhận được RTS, bên thu quảng bá bản tin CTS (Clear-To-Send) Trong RTS và CTS mang theo bản tin NAV (Network Allocation Vector) chứa thời gian chiếm kênh của bên phát. Các trạm khác dừng việc truy nhập kênh trong khoảng thời gian được chỉ ra trong NAV 41 81 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Tránh va đập trong mạng không dây (tiếp)  Giả sử A gửi dữ liệu cho B  C khi nhận được CTS  trì hoãn gửi dữ liệu cho B A B C RTS RTS CTS CTS 82 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Tránh va đập trong mạng không dây (tiếp) RTS DIFS ACK SIFS CTS tBO SIFS pi SIFS Trạm i Trạm j NAVi NAVj 42 83 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 IEEE 802.11 ~ WiFi IEEE 802.11 định nghĩa: Các chuẩn truyền dẫn và biến đổi tín hiệu lớp vật lý Cơ chế MAC: CSMA/CA 84 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp)  02 chế độ: Chế độ cơ sở: Basic Service Set (BSS) ◊ Các trạm liên lạc với nhau thông qua Access Point (AP) Chế độ Adhoc: Các trạm liên lạc trực tiếp với nhau AP BSS1 AP BSS2 43 85 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp)  802.11a  Dải 5-6 GHz  Thông lượng tối đa 54 Mbps  802.11b  Dải tần 2.4-5 GHz (unlicensed spectrum)  Thông lượng tối đa 11 Mbps  802.11g  Dải 2.4-5 GHz  Thông lượng tối đa 54 Mbps  802.11n: cho phép dùng nhiều ăng-ten (MIMO)  Dải 2.4-5 GHz  Tốc độ tối đa 200 Mbps 86 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp)  Phân phối tài nguyền vô tuyến tại dải tần 2,4 GHz: 14 kênh vật lý Mỗi kênh có độ rộng 22MHz OFDM/DSSS 44 87 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp) Thêm các chức năng bảo mật cần thiết trong mạng không dây Chống sử dụ ng tài nguyên mạng khi không được phé (truy nhập trái phép) Chống nghe trộm dữ liệu Các công nghệ bảo mật chính: WEP (Wired Equivalent Privacy) WPA (WiFi Protected Access) 88 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp)  Cấu trúc khung Frame Ctrl. Duration ID. Src. Addr. Sequence Ctrl. Data FCS 2 2 6 2 0 - 2312 4 Dest. Addr. 6 Rx. node Addr. 6 Tx. node Addr. 6 • Frame Control: mang các thông tin điều khiển (loại bản tin .v.v.) • Duration Identifier: Chiều dài của frame (RTS/CTS) • Destination Address: Địa chỉ MAC máy đích • Source Address: Địa chỉ MAC máy nguồn • Receiver Node Address: Địa chỉ nút (trung gian) nhận (AP) • Transmission Node Address: Địa chỉ nút (trung gian) gửi (sử dụng ở chế độ adhoc) • Sequence Control: Số thự tự các phân mảnh dữ liệu khi đóng vào nhiều frame khác nhau • Data: Dữ liệu, bao gồm cả khung LLC 802.2 • Frame Check Sequence: 32 bit chống lỗi CRC 45 89 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp) Frame Ctrl. Duration ID. Src. Addr. 2 2 6 Dest. Addr. 6 Rx. node Addr. 6 Type FromAPSubtype To AP More frag WEP More data Power mgtRetry Rsvd Protocol version 2 2 4 1 1 1 1 1 11 1 frame type (RTS, CTS, ACK, data) 90 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập IEEE 802.11 (tiếp) AP 802.3 MAC frame 802.3 switch MN PC1 PC2 PC3 802.11 MAC frame WiFi Ethernet MN MAC addr PC2 MAC addr AP MAC addr Src. MAC Addr. Dest. MAC Addr. Rx. Node Addr. PC2 MAC addr MN MAC addr dest. address source address 46 91 CHƯƠNG 2 – MẠNG CỤC BỘ PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh Hỏi vòng Truy nhập phân tán Truy nhập ngẫu nhiên Giới thiệu Bài tập Bài tập  Cho mạng ALOHA với các tham số sau:  Tốc độ truyền trên kênh truyền 10Mbit/s. Độ dài đường truyền là 500m. Tốc độ lan truyền tín hiệu trên đường truyền là 2.108m/s.  Có 30 máy tính được nối vào mạng này.  Tốc độ trung bình của dòng dữ liệu từ các ứng dụng gửi đến bộ đệm phát của mỗi trạm là như nhau và là 100kbit/s. Biết rằng tiến trình các gói đến tuân theo tiến trình Poisson với độ dài gói cố đinh là 1000bit.  Hỏi: ◊ 1. Tính thông lương S của dòng số liệu trên kênh truyền. ◊ 2. Vẫn tốc độ tới bộ đệm phát 100kbit/s không đổi, tuy nhiên chiều dài gói là 100bit. Tính thông lương S của dòng số liệu trên kênh truyền. ◊ 3. Tính thông lượng cực đại Smax của kênh truyền theo đơn vị bit/s trong hai trường hợp độ dài gói là 100bit và 1000bit. Có nhận xét gì về mối liên hệ giữa độ dài gói, độ dài kênh truyền và thông lượng Smax? Tài liệu tham khảo  Joseph L. Hammond, Peter J. P. O’Reilly, Performance Analisys of Local Computer Networks, Addison-Wesley 1986  Stefan Mangold, Sunghyun Choi, Guido R. Hiertz, Ole Klein, Bernhard Walke, Analysis of IEEE 802.11e for QoS Support in Wireless LANs, IEEE Wireless Communications, December 2003