Giới thiệu giáo trình ” Giáo Trình Cài Đặt Và Điều Hành Mạng Máy Tính “
IV – CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUY NHẬP ĐƯỜNG TRUYỀN VẬT LÝ
Trong phần topo mạng đã nghiên cứu ở trên, có thể thấy các topo dạng Bus và Ring cần có một cơ chế “trọng tài” để giải quyết xung đột khi có nhiều trạm muốn truyền tin cùng một lúc. Vì vậy, phải xây dựng quy tắc chung cho tất cả các trạm nổi vào mạng để đảm bảo đường truyền được truy nhập và sử dụng một cách tốt đẹp, hạn chế thời gian “chết” của đường truyền. Có thể truy nhập đường truyền vật lý theo: phương pháp truy nhập ngẫu nhiên (Random access) hoặc phương pháp truy nhập có điều khiển (Controlled access). Phương pháp truy nhập có điều khiển chủ yếu dùng kỹ thuật chuyển thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập. Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thước và nội dung (các thông tin điều khiển) được quy định riêng.
1. CSMA/CD – phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột
Phương pháp truy nhập ngẫu nhiên này được sử dụng cho topo dạng Bus, là sự cải tiến của phương pháp CSMA hay còn gọi là LBT (Listen Before Talk Nghe trước khi Nói). Tư tưởng của nó là: một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải nghe xem đường đang rỗi hay bận. Nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi (theo khuôn dạng chuẩn). Ngược lại, nếu đường truyền đang bận (trạm khác đang truyền dữ liệu) thì trạm phải thực hiện theo 1 trong 3 giải thuật :
(1) Trạm tạm rút lui, chờ trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi 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 (1-persistent)
(3) Trạm tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất p xác định trước (p-persistent).
Nhược điểm của các giải thuật này là các trạm chỉ nghe trước khi nói mà không nghe trong khi nói nên thực tế có xung đột nhưng các trạm không biết và tiếp tục truyền dữ liệu đi, gây ra việc chiếm dụng đường truyền một cách vô ích.
Để có thể phát hiện xung đột, CSMA/CD hay LWT (Listen While Talk – Nghe trong khi Nói) bổ sung thêm quy tắc :
Khi một trạm đang truyền, nó vẫn tiếp tục nghe đường truyền. Nếu phát hiện thấy xung đột thì ngừng ngay việc truyền nhưng vẫn tiếp tục gửi tín hiệu sóng mang thêm một thời gian nữa để đảm bảo tất cả các trạm trên mạng đều có thể nghe được sự kiện xung đột đó. Sau đó, trạm chờ đợi trong một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi thử truyền lại theo các quy tắc của CSMA.
2. Token Bus
Nguyên lý của phương pháp này là: để cấp phát quyền truy nhập đường truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu. Một thẻ bài được lưu chuyển trên một vòng logic, thiết lập bởi các trạm đó. Khi một trạm nhận được thẻ bài thì nó có quyền sử dụng đường truyền trong một thời gian xác định. Trong khoảng thời gian đó, nó có thể truyền một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã hết dữ liệu hoặc hết thời gian cho phép, trạm phải chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng logic. Như vậy, công việc phải làm đầu tiên là thiết lập vòng logic (vòng ảo) bao gồm các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu được xác định vị trítheo một chuỗi thứ tự mà trạm cuối cùng của chuỗi sẽ tiếp liền sau trạm đầu tiên. Mỗi trạm được biết địa chỉ của các trạm kề trước và sau nó. Thứ tự của các trạm trên vòng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý. Các trạm không hoặc chưa có nhu cầu truyền dữ liệu không được đưa vào vòng logic và chúng chỉ có thể nhận dữ liệu.
Việc thiết lập vòng logic trong chương trình là không khó nhưng duy trì nó theo trạng thái thực tế của mạng mới khó. Cụ thể phải thực hiện được các chức năng sau :
Bổ sung một trạm vào vòng logic: các trạm nằm ngoài vòng logic cần được xem xét định kỳ để bổ sung vào vòng logic nếu có nhu cầu truyền dữ liệu.
Loại bỏ một trạm khỏi vòng logic: khi một trạm không còn nhu cầu truyền dữ liệu, cần loại bỏ nó ra khỏi vòng logic để tối ưu hóa việc điều khiển truy nhập bằng thẻ bài.
– Quản lý lỗi : một số lỗi có thể xảy ra như trùng địa chỉ (2 trạm đều nghĩ đến lượt mình) hoặc đứt vòng (không trạm nào nghĩ đến lượt mình).
– Khởi tạo vòng logic : khi cài đặt mạng hoặc sau khi đứt vòng cần phải khởi tạo vòng logic.
3. Token Ring
Phương pháp này cũng dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập đường truyền nhưng thẻ bài được lưu chuyển theo vòng vật lý mà không cần thiết lập vòng logic như với phương pháp Token Bus.
Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu diễn trạng thái sử dụng (bận/rỗi) của nó. Một trạm muốn truyền dữ liệu phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi. Khi đó trạm sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành bận và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng. Lúc này, không còn thẻ bài rỗi trên vòng nữa, do đó các trạm có dữ liệu cần truyền phải đợi. Dữ liệu đến trạm đích sẽ được sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay về trạm nguồn. Trạm nguồn xóa bỏ dữ liệu, đổi bít trạng thái của thẻ bài thành rỗi và cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận được quyền truyền dữ liệu. Sự quay về trạm nguồn dữ liệu của thẻ bài nhằm tạo ra cơ chế báo nhận (acknowledgement): trạm đích có thể gửi các thông tin về kết quả tiếp nhận dữ liệu của mình.
Trong phương pháp này cần giải quyết 2 vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống :
Việc mất thẻ bài làm cho trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa.
Thẻ bài bận lưu chuyển không ngừng trên vòng.
