Chương I – Computer networking

 cho ñến nay vẫn tiếp tục ñược sử dụng ở nhiều nơi
1: Introduction 16
“Lõi”: Chuyển Mạch Ảo
Tài nguyên (băng thông) 
ñược chia thành “phần”

 Mỗi phần ñược cấp phát cho
một kết nối

 “Phần” sẽ rơi vào trạng thái
rỗi nếu kết nối sở hữu
không sử dụng (không chia
sẻ)

 Băng thông ñược chia theo:
 Tần số
 Thời gian
1: Introduction 17
Chuyển Mạch ảo : Quá trình

 Ba giai ñoạn
1. Thiết lập các mạch
2. Truyền Dữ liệu
3. Giải phóng tất cả các mạch

 Nếu không thiết lập ñược một mạch nào ñó: “tín 
hiệu bận”
1: Introduction 18
Thiết lập 
các mạch 
DỮ LiỆU
Truyền dữ liệu
ðóng mạch
Host A Host B
Node 1 Node 2
ðộ trễ lan
tỏa từ A tới Nút 1
ðộ trễ lan tỏa
từ B tới A
ðộ trễ xử lý tại nút 1
Lược ñồ Thời gian Chuyển mạch ảo
1: Introduction 19
Tính toán ðộ trễ trong Mạng Chuyển Mạch ảo
ðộ trễ Truyền:

 R = Băng thông ñịnh trước
(bps)

 L = Kích thước gói dữ liệu
(bits)

 Thời gian ñể truyền = L/R
ðộ trễ lan tỏa:

 d = ðộ dài kênh truyền vật lý

 s = Tốc ñộ lan tỏa trong môi 
trường (~2x105 km/sec)

 ðộ trễ lan tỏa = d/s

 ðộ trễ Lan tỏa: Thời gian ñể bit ñầu 
tiên ñi từ nơi Gửi ñến nơi Nhận

 ðộ trễ Truyền: Thời gian ñể “ñổ” dữ
liệu ra kênh truyền với tốc ñộ ñịnh trước
DATA
d/s
L/R
1: Introduction 20
Ví dụ

 ðộ trễ Lan tỏa
 Giả sử khoảng cách giữa A và B là 4000 km, ðộ trễ lan tỏa một chiều 
sẽ là:

 ðộ trễ Truyền
 Giả sử chúng ta dành một slot HSCSD 
• GSM frame có thể truyền với tốc ñộ 115 kbps
• GSM frame ñược chia thành 8 slots
• Mỗi slot HSCSD có băng thông khoảng 14 Kbps (=115/8)
 ðộ trễ truyền của gói tin 1 Kbits là
msskm
km 20/000,200
4000
=
mskbps
kbits 7014
1
≈
1: Introduction 21
Ví dụ (Tiếp)

 Giả sử Thông ñiệp thiết lập ñường truyền vô cùng nhỏ và Tổng thời gian 
trễ do xử lý thiết lập là 200 ms

 ðộ trễ ñể chuyển gói dữ liệu 1 Kbits từ A ñến B (từ ñầu cho ñến khi bên 
nhận nhận ñược bit cuối cùng của file) là:
ms31070202020020 =++++
DATA
20 + 200
20
20
70
1: Introduction 22
“Lõi”: Chuyển Gói – Tổng quan
Luồng dữ liệu ñược chia thành
các gói tin (packet)

 Gói tin của người A và B chia
sẻ tài nguyên mạng

 Mỗi gói tin có thể sử dụng
toàn bộ băng thông của kênh
truyền

 Tài nguyên ñược sử dụng khi
có nhu cầu
Tranh chấp Tài nguyên

 Tổng lượng tài nguyên yêu
cầu có thể lớn hơn tài
nguyên của mạng

 Tắc nghẽn: Các gói tin 
“xếp hàng” ñợi ñến lượt sử
dụng tài nguyên

 Giữ và Chuyển: Mỗi lần
gói tin di chuyển qua từng
chặng
 Truyền qua một chặng
 ðợi ở một chặng kế tiếp
Băng thông chia thành các “phần”
Cấp phát riêng
Dự trữ tài nguyên cho mỗi kết nối
1: Introduction 23
Tiêu ñề Gói tin
Luồng dữ liệu giữa hai ñầu cuối (chẳng hạn tiến trình Gửi-Nhận) 
ñược chia thành gói tin (packet) Packet có khuôn dạng chung 
sau:
• Header and Trailer chứa thông tin kiểm soát (ñịa chỉ, checksum) 
• Thông tin ñiều khiển cho chuyển mạch ñặt ở ñâu ?

 Mỗi nút trung gian sẽ nhận toàn bộpacket, xử lý (chẳng hạn ñịnh 
tuyến), lưu trữmột thời gian và sau ñó chuyển tiếp packet tới nút 
kế tiếp. Hành vi này còn ñược gọi là Giữ và Chuyển 
Header Data Trailer
1: Introduction 24
Bên trong Bộ ñịnh tuyến Mạng Gói
Thiết bị trung chuyển
ðường vào ðường raNút
BỘ NHỚ
1: Introduction 25
Hành vi Giữ và Chuyển
Chuyển mạch Gói: 
Hành vi Giữ và Chuyển
1: Introduction 26
Chuyển Gói : Datagram

 Ví dụ: Mạng IP

 Mỗi gói tin ñược chuyển ñộc lập
 Tiêu ñề mỗi gói tin chứa ðịa chỉ ñích
 Khi nhận ñược một gói tin, router sẽ nhìn vào ñịa chỉ ñích của gói 
tin và tìm kiếm trên Bảng ñịnh tuyến ñể xác ñịnh nút ñến kế tiếp

 Thảo luận
 Ví dụ nào tương tự trong ñời sống con người ?
 Ưu ñiểm ?
 Vấn ñề phát sinh ?
1: Introduction 27
Host A
Host B
Host E
Host D
Host C
Node 1 Node 2
Node 3
Node 4
Node 5
Node 6 Node 7
Chuyển Gói : Datagram
1: Introduction 28
Packet 1
Packet 2
Packet 3
Packet 1
Packet 2
Packet 3
Packet 1
Packet 2
Packet 3
Thời gian 
Xử lý và
ðộ trễ xếp
hàng của
Packet 1 tại
Nút 2
Nút A Nút B
Nút 1 Nút 2
ðộ trễ lan
tỏa từ A ñến
Nút 1 Thời gian truyền
Packet 1
từ Nút A
Thời gian trong Chuyển gói Datagram
1: Introduction 29
ðộ trễ trong Mạng chuyển mạch Gói
Các gói dữ liệu bị trễ trên
toàn tuyến ñường ñến ñích

 4 nguyên nhân gây trễ tại
mỗi chặng

 Trễ do phải xử lý tại nút: 
 Kiểm tra xem có lỗi bit 
không?
 Xác ñịnh ñường ra

 Trễ do xếp hàng
 ðợi tại cổng ra ñề truyền ñi
tiếp
 Phụ thuộc vào mức ñộ tắc
nghẽn của routerA
B
Lan tỏa
Truyền
Xử lý
tại nút Xếp hàng
1: Introduction 30
ðộ Trễ trong Mạng chuyển mạch Gói
ðộ trễ do truyền:

 R=Băng thông kênh truyền
(bps)

 L=Kích thước gói dữ liệu (bits)

 Thời gian ñề gửi gói tin trên
kênh truyền = L/R
ðộ trễ lan tỏa

 d = ðộ dài kênh truyền

 s = Tốc ñộ lan tỏa trong môi
trường (~2x108 m/sec)

 ðộ trễ lan tỏa = d/s
A
B
Lan tỏa
Truyền
Xử lý
tại nút Xếp hàng
Chú ý: s và R là những ñại lượng
hoàn toàn khác nhau!
1: Introduction 31
ðộ trễ Xếp hàng

 R=Băng thông kênh truyền
(bps)

 L=Kích thước gói dữ liệu (bits)

 a=Tốc ñộ ñến trung bình của
các gói tin
Mật ñộ giao thông = La/R

 La/R ~ 0: ðộ trễ trung bình tại hàng ñợi nhỏ

 La/R -> 1: ðộ trễ lớn dần

 La/R > 1: Lượng dữ liệu ñến nhiều hơn khả năng có
thể phục vụ. ðộ trễ tiến ra vô cùng !
1: Introduction 32
“Lõi”: Chuyển Gói
Chuyển gói khác với Chuyển mạch: ðến Khách sạn có
ñặt chỗ trước ?

 Ví dụ nào khác ?
A
B
C
10 Mbs
Ethernet
1.5 Mbs
45 Mbs
D E
statistical multiplexing
Các gói tin xếp hàng
ñợi ñược gửi ñi
1: Introduction 33
Chuyển Mạch Gói : ðịnh tuyến

 Mục tiêu: Di chuyển gói tin qua các router từ ñiểm ñầu ñến
ñiểm cuối
 Chương 4 : Các thuật toán lựa chọn ñường ñi

 Mạng chuyển mạch gói:
 Sử dụng ðịa chỉ ñích ñể xác ñịnh chặng kế tiếp
 Có thể ñi theo nhiều tuyến ñường khác nhau
 Ví dụ : ði ñến ngã tư, Hỏi ñường chú Công An 

 Chuyển mạch ảo:
 Mỗi gói tin có một thẻ (ðịnh danh mạch ảo), ñược sử dụng ñể xác
ñịnh chặng kế tiếp
 Tuyến ñường cố ñịnh ñược xác ñịnh tại thời ñiểm thiết lập kênh
truyền
 Các routers duy trì trạng thái cho mỗi kênh truyền
1: Introduction 34
So sánh Chuyển Mạch và Chuyển Gói

 1 Mbit link

 Mỗi người dùng: 
 100Kbps khi sử dụng
 Sử dụng trong 10% thời
gian

 Chuyển mạch: 
 10 người sử dụng

 Chuyển gói: 
 Với 35 NSD, xác suất > 10 
người ñồng thời sử dụng là
.004
Chuyển gói cho phép nhiều người sử dụng Mạng !
N NSD
ðường truyền
1 Mbps
1: Introduction 35
So sánh Chuyển Mạch và Chuyển Gói

 Ưu ñiểm khi gửi Khối dữ liệu lớn
 Chia sẻ tài nguyên
 Không cần thiết lập kết nối

 Tắc nghẽn: Gói tin bị mất hoặc ñến trễ
 Cần giao thức ñể truyền tin cậy và kiểm soát tắc nghẽn

 Làm sao ñể cung cấp hành vi giống chuyển mạch ?
 ðảm bảo băng thông cho các ứng dụng truyền thông ña
phương tiện vẫn còn là những vấn ñề chưa giải quyết.
Mạch gói ?
1: Introduction 36
Truy cập vào Mạng và Môi trường Vật lý
Làm thế nào ñể kết nối thiết bị
ñầu cuối vào các Router ?

 Truy cập từ nhà riêng

 Truy cập từ cơ quan, trường
học

 Truy cập qua mạng di ñộng
Chú ý: 

 Băng thông của ñường
truyền (bps)

 Chia sẻ hay Dùng riêng?
1: Introduction 37
Truy cập từ nhà : ðiểm nối ðiểm

 Dialup qua modem
 Tốc ñộ kết nối trực tiếp ñến router 
là 56kbps

 ISDN: Intergrated Services Digital 
Network: tốc ñộ 128Kbps trên tất cả
kết nối ñến router

 ADSL: Asymmetric Digital 
Subscriber Line
 Có thể tới 1 Mbps nhà => router
 Có thể tới 8 Mbps router => nhà
 Sử dụng ADSL ?
1: Introduction 38
Local Access: ADSL

Asymmetrical Digital Subscriber Loop 
(ADSL)
1: Introduction 39
Truy cập từ nhà: cable modem

 HFC: hybrid fiber coax
 Không ñối xứng: 10Mbps 
download, 1 Mbps upload

 Mạng các cáp và cáp quang kết
nối từ nhà ñến router của ISP
 Chia sẻ router giữa nhiều nhà
 Vấn ñề: Tắc nghẽn và Mở rộng

 Cài ñặt: Các công ty cáp
1: Introduction 40
Local Access: Cable Modems

 Fiber node: 500 - 1K Ngôi nhà

 Distribution hub: 20K - 40 K Ngôi nhà

 Regional headend: 200 K - 400 K Ngôi nhà
Also called 
Hybrid 
Fiber-coaxial 
Cable (HFC)
1: Introduction 41
Truy cập từ Cơ quan : Mạng Cục bộ

 Mạng cục bộ (LAN) của cơ
quan kết nối các máy tính ñầu
cuối vào router

 Ethernet:
 Cáp dùng riêng hoặc chia sẻ
kết nối máy tính với các
router
 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit 
Ethernet

 Sử dụng tại: cơ quan, nhà riêng
(ñã có nhiều)

 LAN: Chương 5
1: Introduction 42
Truy cập qua mạng không dây

 Môi trường không dây
dùng chung sẽ kết nối thiết
bị ñầu cuối với router

 LAN không dây:
 Băng tần radio thay thế dây
dẫn
 Ví dụ : Lucent Wavelan 10 
Mbps

 Không dây trên diện rộng
 CDPD: Truy cập không dây
tới router của ISP thông qua 
mạng cellular
base
station
mobile
hosts
router
1: Introduction 43
Môi trường truyền Vật lý

 Kết nối vật lý: Bit chứa dữ
liệu lan tỏa trong môi
trường kết nối

 Môi trường ñịnh hướng:
 Lan tỏa trong môi trường
ðặc: dây ñồng, cáp quang

 Môi trường không ñịnh
hướng :
 Lan tỏa trong môi trường
Tự do: sóng radio
Cáp ñồng trục (TP)

 Hai loại
 Loại 3: Cáp ñiện thoại, 10 
Mbps Ethernet
 Loại 5: 100Mbps Ehernet
1: Introduction 44
Môi trường truyền Vật lý: Dây ñồng, Cáp quang
Cáp ñồng

 Dây (môi trường truyền
dẫn) nằm trong dây (lớp vỏ)
 baseband: một kênh trên một
cáp
 broadband: nhiều kênh trên
một cáp

 Truyền trên cả 2 hướng

 Chủ yếu sử dụng trong
10Mbs Ethernet
Cáp quang:

 Sợi quang là môi trường
truyền dẫn xung ánh sáng

 Tốc ñộ truyền cao:
 100Mbps Ethernet
 Tốc ñộ truyền rất cao giữa 2 
ñiểm (5 Gps)

 Tỷ lệ lỗi rất thấp
1: Introduction 45
Môi trường truyền Vật lý: Radio

 Tín hiệu lan truyền trong
môi trường sóng ñiện từ

 Không có “dây” vật lý

 Hai hướng

 Môi trường lan tỏa bị tác
ñộng bởi:
 Phản xạ
 Các ñối tượng cản
 Giao thoa
Các kiểu sóng Radio:

 microwave
 Tốc ñộ truyền 45 Mbps

 LAN (waveLAN)
 2Mbps, 11Mbps

 wide-area (cellular)
 CDPD, 10’s Kbps

 Vệ tinh
 Kênh 50Mbps 
 ðộ trễ 270 Msec