Bài giảng Mạng máy tính và hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 3.1 - Đào Đức Thịnh

Mạng máy tính
&
Hệ thống thông tin công nghiệ
Đào Đức Thịnh
BM Kỹ thuật đo & THCN
Truyền song song.
z Máy tính l−u và xử lý số liệu theo từng từ ( có độ dài -8,-16,-32,-64 
bit). 
z Dữ liệu sẽ đ−ợc cấp theo dạng song song mỗi lần một từ, mỗi một 
bit có một đ−ờng dẫn riêng. 
z Ta có 8 (16,32,64) dây dẫn song song nối giữa 2 điểm truyền đồng 
thời 8 (16,32,64) mức điện áp (0/1).
z Nh− vậy truyền song song là truyền từng byte ( từ có độ dài 
8,16,32,64 bit). 
z Ph−ơng pháp truyền song song có tốc độ truyền cao, nó th−ờng 
đ−ợc sử dụng khi truyền bên trong các thiết bị hay giữa các linh 
kiện trên cùg một tấm mạch in,
z Tuy nhiên khi truyền ở khảng cách xa ph−ơng pháp này có nh−ợc 
điểm là tốn dây dẫn và có sự sai khác về mặt thời gian của các tín 
hiệu
Truyền song song.
Truyền nối tiếp.
z Sử dụng hai dây dẫn nối giữa hai điểm. Các mức điện áp 
ON/OFF sẽ đ−ợc truyền tuần tự với một chuẩn thời gian theo 
hai dây dẫn.
z Nh− vậy truyền nối tiếp là truyền từng bit
z Ph−ơng pháp này tuy có tốc độ thấp hơn ph−ơng pháp song 
song nh−ng nó khắc phục đ−ợc các hạn chế của ph−ơng pháp 
song song khi truyền ở khoảng cách xa. 
Truyền nối tiếp.
Truyền nối tiếp.
z Máy tính dù tồn tại ở dạng nào đều có các bộ
VXL và bus song song và xử lý số liệu song 
song. Vì vậy, để có thể dùng ph−ơng pháp 
truyền nối tiếp, ta cần có các bộ chuyển đổi 
song song và nối tiếp 
Truyền nối tiếp.
Truyền không đồng bộ
z Có thời gian nghỉ giữa các khung bản không cố định.
z Việc truyền đ−ợc bắt đầu bởi 1 Start bit, các bit đ−ợc truyền với 
một thông số định tr−ớc. 
z Một đặc điểm quan trọng là thông số của cổng truyền phải 
giống nhau ở bên phát và bên thu để đảm bảo độ dài của chuỗi 
bit dữ liệu là nh− nhau.
z Trong truyền bất đồng bộ, đồng hồ thu chạy một cách bất đồng 
bộ với tín hiệu thu. Đê xử lý thu hiệu quả, cần phải có kế hoạch 
dùng đồng hồ thu để lấy mẫu tín hiệu đến, ngay điểm giữa thời 
bit của dữ liệu
z Đề đạt đ−ợc điều này, tín hiệu đồng hồ thu nhanh gấp N lần 
đồng hồ phát và mỗi bit đ−ợc dịch vào SIPO sau N chu kỳ xung 
đồng hồ
Truyền không đồng bộ
Truyền không đồng bộ
Nguyên tắc đồng bộ ký tự
Mạch điều khiển truyền nhận đ−ợc lập trình để hoạt động với số
bit bằng nhau trong một ký tự kể cả số stop bit, start bit và bit 
kiểm tra giữa thu và phát. Sau khi phát hiện và nhận start bit, 
việc đồng bộ ký tự đạt đ−ợc tại đầu thu rất đơn giản, chỉ việc 
đếm đúng số bit đã đ−ợc lập trình. Sau đó sẽ chuyển ký tự nhận 
đ−ợc vào thanh ghi đệm thu nội bộ và phát tín hiệu thông báo 
với thiết bị điều khiển (CPU) rằng đã nhận đ−ợc một ký tự mới. 
Và sẽ đợi cho đến khi phát hiện một start bit kế tiếp.
Truyền không đồng bộ
Nguyên tắc đồng bộ frame
Khi thông điệp gồm một khối các ký tự th−ờng xem 
nh− một frame thông tin (information frame) đ−ợc 
truyền, bên cạnh việc đồng bộ bit và đồng bộ ký tự, 
máy thu còn phải xác định đ−ợc điểm bắt đầu và
điểm kết thúc một frame. Điều này đ−ợc gọi là sự
đồng bộ frame
Truyền không đồng bộ
Truyền đồng bộ
So với truyền không đồng bộ, truyền đồng bộ có một số khác 
biệt nh− là: 
z Số liệu đ−ợc truyền liên tục, không có các bit start, stop
z Có khung bản tin lớn hơn
z Cần có giao thức để điều khiển và ổn định luồng dữ liệu.
z Tuy nhiên, cũng giống nh− truyền bất đồng bộ chúng ta chí 
chấp nhận ph−ơng pháp nào cho phép máy thu đạt đ−ợc sự
đồng bộ bit, đồng bộ ký tự và đồng bộ frame. 
Truyền đồng bộ
Truyền đồng bộ
Truyền đồng bộ
Truyền đồng bộ
Truyền đồng bộ h−ớng ký tự:
Đê thực hiện việc đồng bộ này, máy phát thêm vào các ký tự
điều khiển truyền, gọi là các ký tự đồng bộ SYN, ngay tr−ớc các 
khối ký tự truyền. Các ký tự điều khiển này phải có hai chức 
năng: tr−ớc hết, chúng cho phép máy thu duy trì đồng bộ bit. 
Thứ hai, khi điều này đã đ−ợc thực hiện, chúng cho phép máy 
thu bắt đầu biên dịch luồng bit thu theo các ranh giới ký tự chính 
xác sự đồng bộ ký tự.
Truyền đồng bộ-H−ớng bit
Truyền đồng bộ
Truyền đồng bộ
Truyền 1 chiều ( simplex)
Truyền đơn công (Simplex): Là hệ đ−ợc thiết kế để truyền số
liệu theo một chiều không cung cấp chiều ng−ợc lại.
Truyền 2 chiều ( duplex)
Hệ song công (Duplex): Là hệ đ−ợc thiết kế để
truyền số liệu theo cả hai chiều
Truyền Half-duplex)
Bán song công ( Half Duplex): Là hệ có thể truyền số liệu theo 
cả hai chiều nh−ng tại mỗi thời điểm chỉ thực hiện một chiều.
Truyền Full-duplex)
Hệ song công ( Full Duplex): Là hệ có thể truyền số liệu hai 
chiều một cách đồng thời
Truyền tải cơ sở
Một tín hiệu mang một nguồn thông tin có thể biểu diễn bằng 
tổng của nhiều dao động có tần sỗ khác nhau nằm trong một 
phạm vi hẹp, đ−ợc gọi là dải tần cơ sở ( Base Band) hay dải 
hẹp. Tín hiệu đ−ợc truyền đi cũng chính là tín hiệu đ−ợc tạo ra 
sau khi mã hóa bit, nên có tần số cố định hoặc nằm trong một 
khoảng hẹp nào đó, tùy thuộc vào ph−ơng pháp mã hóa bit
Truyền tải dải mang
Trong một sồ tr−ờng hợp, dải tần cơ sở không t−ơng thích trong 
môi tr−ờng làm việc. Để khắc phục tình trạng này, ng−ời ta sử
một tín hiệu khác - gọi là tín hiệu mang, có tần số nằm trong 
một dải tần thích hợp - gọi là dải mang. Dải tần này th−ờng lớn 
hơn nhiều so với tần số nhịp. Dữ liệu cần truyền tải sẽ dùng để
điều chế tần số, biên độ hoặc pha của tín hiệu mang
Truyền tải dải rộng
Một tín hiệu có thể chứa đựng nhiều nguồn thông tin khác nhau 
bằng cách sử dụng kết hợp một cách thông minh nhiều thông 
số thông tin. Sau khi nhiều nguồn thông tin khác nhau đã đ−ợc 
mã hoá bịt, mỗi tín hiệu đ−ợc tạo ra sẽ dùng để điều biến một 
tín hiệu khác, th−ờng có tần số lớn hơn nhiều, gọi là tín hiệu 
mang. Các tín hiệu mang đã đ−ợc điều biến có tần sồ khác 
nhau, nên có thể pha trộn, xếp chồng thành một tín hiệu duy 
nhất có phổ tần trải rộng. Đây chính là kỹ thuật dồn kênh phân 
tần trong truyền tải thông tin, nhằm mục đích sử dụng hiệu quả
hơn đ−ờng truyền. Phía bên nhận sẽ thực hiện việc giải điều 
biến và phân kênh, hồi phục các tín hiệu mang các nguồn 
thông tin khác nhau.
Truyền tải dải rộng
Liên kết
* Liên kết: Liên kết (link) là mối quan hệ vật lý hoặc logic giữa 
hai hoặc nhiều đối tác truyền thông. Đối với liên kết vật lý, các 
đối tác chính là các trạm truyền thông đ−ợc liên kết với nhau 
qua một môi tr−ờng vật lý.
Có thể phân biệt các kiểu liên kết sau đây:
-Liên kết điểm-điểm (potnt-to-point): Một mối nên kết chỉ có hai 
đối tác tham gia. 
- Liên kết điểm-nhiều điểm (mu/ti-drop): Trong một mối liên kết 
có nhiều đối tác tham gia, tuy nhiên chỉ một đối tác cố định duy 
nhất (trạm chủ) có khả năng phát trong khi nhiều đối các còn lại 
(các trạm tớ) thu nhận thông tin cùng một lúc. 
Liên kết
- Liên kết nhiều điểm (Multipoint): Trong một mối liên kết có 
nhiều đối tác tham gia và có thể trao đổi thông tin qua lại tự do 
theo bất kỳ h−ớng nào. Bất cứ một đối tác nào cũng có quyền 
phát và bất cứ trạm nào cũng nghe đ−ợc. Cũng nh− kiểu liên 
kết điểm-nhiều điểm có thể sử dụng một cáp dẫn duy nhất để
nối mạng giữa các đối tác.
Topology
* Topology:
Topology là cấu trúc liên kết của một mạng, hay nói cách khác 
chính là tổng hợp của các liên kết. Topology có thể hiểu là cách 
sắp xếp, tổ chức về mặt vật lý của mạng, nh−ng cũng có thể là
cách sắp xếp logic của các nút mạng, cách định nghĩa về tổ
chức logic các mối liên kết giữa các nút mạng.
Cấu trúc mạng dạng sao
Cấu trúc mạng dạng sao
- Cấu trúc hình sao là một cấu trúc mạng tất cả các trạm đ−ợc 
nối vào một trạm trung tâm
- Trạm trung tâm này sẽ điều khiển hoạt động truyền thông của 
toàn mạng. 
- Tuỳ theo yêu cầu truyền thông trạm trung tâm có thể là một 
bộ chuyển mạch (switch), một bộ chọn đ−ờng (router) hay đơn 
giản là một bộ phân kênh. 
-Ta có thể nhận thấy ở đây kiểu liên kết về mặt vật lý là điểm-
điểm. Tuy nhiên, liên kết về mặt logic vẫn có thể là nhiều điểm. 
Nếu trạm trung tâm đóng vai trò tích cực, nó có thể đảm đ−ơng 
nhiệm vụ kiểm soát toàn bộ việc truyền thông của mạng, còn 
nếu không sẽ chỉ nh− một bộ chuyển mạch. 
Cấu trúc mạng dạng sao
- Nh−ợc điểm của cấu trúc hình sao là sự cố ở trạm trung tâm 
sẽ làm tê liệt toàn bộ các hoạt động truyền thông trong mạng, 
tốn dây dẫn và độ dài của dây nối với trạm trung tâm hạn chế.
- Ưu điểm của cấu trúc hìng sao là lắp đặt đơn giản, dễ kiểm 
soát và khắc phục sự cố. Do sử dụng liên kết điểm-điểm do vây 
có thể tận dụng tối đa tốc độ truyền của đ−ờng truyền vậy lý.
Cấu trúc mạng dạng vòng
Cấu trúc mạng dạng vòng
- Cấu trúc mạch vòng đ−ợc thiết kế sao cho các thành viên 
trong mạng đ−ợc nối từ điểm này đến điểm kia một cách tuần tự
theo một mạch vòng khép kín.
- Trong vòng, tín hiệu đ−ợc truyền đi theo một chiều qui định. 
Mỗi trạm nhận đ−ợc dữ liệu từ trạm đứng tr−ớc và chuyển tiếp 
sang trạm lân cận đứng sau. Quá trình này đ−ợc lặp lại tới khi 
dữ liệu quay trở về trạm đã gửi. 
- Ưu điểm cơ bản của mạng cấu trúc theo kiểu này là mỗi một 
nút đồng thời có thể là một bộ khuếch đại, do vậy khi thiết kế 
mạng theo kiểu cấu trúc vòng có thể thực hiện với khoảng cách 
và số trạm rất lớn. Mỗi trạm có khả năng vừa nhận vừa phát tín 
hiệu cùng một lúc. Bởi mỗi thành viên ngăn cách vòng ra làm 
hai phần.
Cấu trúc mạng dạng vòng
- Với kiều mạch vòng không có điều khiển trung tâm, các trạm 
đều bình đẳng nh− nhau trong quyền nhận và phát tín hiệu. 
Nh− vậy việc kiểm soát đ−ờng dẫn sẽ do các trạm tự phân chia. 
- Với kiểu có điều khiển trung tâm, một trạm chủ sẽ đảm nhiệm 
vai trò kiểm soát việc truy nhập đ−ờng dẫn.
- Cấu trúc mạch vòng thực chất dựa trên cơ sở liên kết điểm-
điểm, vì vậy thích hợp cho việc sử dụng các ph−ơng tiện truyền 
tín hiệu hiện đại nh− cáp quang, tia hồng ngoại, v.v. 
- Một −u điểm tiếp theo của cấu trúc mạch vòng là khả năng 
xác định vị trí xảy ra sự cố, ví dụ đứt dây hay một trạm ngừng 
làm việc. Tuy nhiên, sự hoạt động bình th−ờng của mạng còn 
trong tr−ờng hợp này chỉ có thể tiếp tục với một đ−ờng dây dự
phòng. Mạng dạng vòng đòi hỏi phải có một giao thức điều 
khiển truy nhập đ−ờng truyền khá phức tạp.
Cấu trúc mạng dạng Bus
Cấu trúc mạng dạng Bus
- Trong cấu trúc đơn giản này, tất cả các thành viên của mạng 
đều đ−ợc nối trực tiếp với một đ−ờng dẫn chung. 
- Khi một trạm gửi tín hiệu ra Bus thì nó sẽ quảng bá tới tất cả
các trạm còn lại. 
- Đặc điểm cơ bản của cấu trúc bus là việc sử dụng chung một 
đ−ờng dẫn duy nhất cho tất cả các trạm, vì thế tiết kiệm đ−ợc 
cáp dẫn và công lắp đặt 
Cấu trúc mạng dạng Bus
-Bên cạnh việc tiết kiệm dây dẫn thì tính đơn giản, dễ thực hiện 
là những −u điểm chính của cấu trúc bus, 
- Mạng cần phải có một giao thức để điều khiển việc truy nhập 
đ−ờng truyền.
Ngoài việc cần phải kiểm soát truy nhập đ−ờng truyền, cấu trúc 
bus có những nh−ợc điểm sau:
- Một tín hiệu gửi đi có thể tới tất cả các trạm và theo một trình 
tự không kiểm soát đ−ợc, vì vậy phải thực hiện ph−ơng pháp 
gán địa chỉ (logic) theo kiểu thủ công cho từng trạm. Trong thực 
tế, công việc gán địa chỉ này gây ra không ít khó khăn.
Cấu trúc mạng dạng Bus
- Tất cả các trạm đều có khả năng phát và phải luôn luôn nghe 
đ−ờng dẫn để phát hiện ra một thông tin có phải gửi cho mình 
hay không, nên phải đ−ợc thiết kế sao cho đủ tải với số trạm tối 
đa. Đây chính là lý do phải hạn chế số trạm trong một đoạn 
mạng. Khi cần mở rộng mạng, phải dùng thêm các bộ lặp.
- Chiều dài dây dẫn th−ờng t−ơng đối dài, vì vậy đối với cấu trúc 
đ−ờng thẳng xảy ra hiện t−ợng phản xạ tại mỗi đầu dây làm 
giảm chất l−ợng của tín hiệu. Để khắc phục vấn đề này ng−ời ta 
chặn hai đầu dây bằng hai trở đầu cuối (Terminator). Việc sử
dụng các trở đầu cuối cũng làm tăng tải của hệ thống.
Cấu trúc mạng dạng Bus
- Tr−ờng hợp đ−ờng dẫn bị đứt, hoặc do ngắn mạch trong phần 
kết nối bus của một trạm bị hỏng đều dẫn đến ngừng hoạt động 
của cả hệ thống. Việc định vị lỗi ở đây cũng gặp rất nhiều khó 
khăn.
- Cấu trúc đ−ờng thẳng, liên kết đa điểm gây khó khăn trong 
việc áp dụng các công nghệ truyền tín hiệu mới nh− sử dụng 
cáp quang.
Cấu trúc mạng dạng cây
Điều khiển truy nhập đ−ờng truyền
- Trong một mạng có cấu trúc bus,hay dạng vòng, các thành 
viên phải chia nhau một đ−ờng dẫn chung. 
- Để tránh sự xung đột về tín hiệu gây ra sai lệnh về thông tin, ở
mỗi thời điểm trên một đ−ờng dẫn chỉ duy nhất một điện tín 
đ−ợc phép truyền đi. Chính vì vậy mạng phải đ−ợc điều khiển 
sao cho tại một thời điểm nhất định chỉ một thành viên trong 
mạng đ−ợc gửi thông tin đi. Còn số l−ợng thành viên trong 
mạng muốn nhận thông tin thì không hạn chế. 
- Một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu ảnh h−ởng tới 
chất l−ợng của mỗi hệ thống là ph−ơng pháp phân chia thời 
gian gửi thông tin trên đ−ờng dẫn hay ph−ơng pháp truy nhập 
đ−ờng truyền.
Điều khiển truy nhập đ−ờng truyền
- Ph−ơng pháp truy nhập đ−ờng truyền là một trong những vấn 
đề cơ bản đối với các hệ thống , bởi mỗi ph−ơng pháp có những 
ảnh h−ởng khác nhau tới các tính năng kỹ thuật của hệ thống. 
Cụ thể, ta phải quan tâm tới ít nhất 3 khía cạnh: độ tin cậy, tính 
năng thời gian, hiệu xuất sử dụng đ−ờng truyền.
Các ph−ơng pháp điều khiển truy nhập đ−ờng truyền có thể
chia thành hai nhóm chính:
- Điều khiển truy nhập ngẫu nhiên: việc truy nhập không đ−ợc 
qui định chặt chẽ tr−ớc mà xảy ra hoàn toàn ngẫu nhiên theo 
nhu cầu của các trạm.
- Điều khiển truy nhập có điều khiển: Trình tự truy nhập đ−ợc 
xác định rõ ràng từ tr−ớc. Việc truy nhậy đ−ợc kiểm soát chặt 
chẽ theo cách tập trung hay phân tán bởi các thành viên.
CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection-Ph−ơng 
pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có pháp hiện xung đột
- Ph−ơng pháp truy nhập ngẫu nhiên này đ−ợc sử dụng cho 
topo dạng bus, trong đó tất cả các trạm của mạng đ−ợc nối trực 
tiếp vào bus. 
- Mọi trạm đều có thể truy nhập vào bus chung (đa truy nhập) 
một cách ngẫu nhiên và do vậy rất có thể dẫn đến xung đột (hai 
hoặc nhiều trạm đồng thời truyền dữ liệu).
-Dữ liệu đ−ợc truyền đi theo khuôn dạng chuẩn trong đó có 
vùng thông tin điều khiển chứa địa chỉ của dữ liệu.
CSMA/CD
- CSMA/CD là ph−ơng pháp cải tiến từ ph−ơng pháp CSMA, hay còn 
gọi là LBT (Listen Before Talk - Nghe tr−ớc khi nói). T− t−ởng của nó là
: một trạm cần truyền dữ liệu tr−ớc hết phải "nghe" xem đ−ờng truyền 
xem đang rỗi hay bận. Nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi (theo khuôn dạng 
chuẩn). Ng−ợc lại, nếu đ−ờng truyền đang bận (đã có dữ liệu khác) thì
trạm phải thực hiện theo một trong 3 giải thuật sau (th−ờng gọi là các 
giải thuật "kiên nhẫn"-persistent algorithms) :
(1) Trạm tạm "rút lui" chờ đợi trong một thời đoạn ngẫu nhiên nào đó rồi lại 
bắt đầu "nghe" đ−ờng truyền (Non persistent) .
(2) Trạm tiếp tục "nghe" đến khi đ−ờng truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với 
xác suất bằng 1 (1-persistent)
(3) Trạm tiếp tục "nghe" đến khi đ−ờng truyền rỗi thì truyền đi với xác suất 
p xác định tr−ớc (0<p<1) (p-persistent).
CSMA/CD
- Việc xẩy ra xung đột th−ờng là do độ trễ truyền dẫn : một trạm 
truyền dữ liệu (cùng sóng mang) đi rồi nh−ng do độ trễ truyền 
dẫn nên một trạm khác lúc đó đang "nghe" đ−−ờng truyền sẽ
t−−ởng là rỗi và cứ thế truyền dữ liệu đi. Mấu chốt vấn đề là ở
chỗ : vì các trạm chỉ "nghe tr−ớc khi nói" mà không "nghe trong 
khi nói" nên thực tế có xung đột nh−ng các trạm vẫn không hay 
biết gì và vẫn cứ tiếp tục truyền dữ liệu đi, gây ra việc chiếm 
dụng đ−−ờng truyền một cách vô ích.
CSMA/CD
Để có thể phát hiện xung đột, CSMA/CD-hay còn gọi là
LWT(Listen While Talk-Nghe trong khi nói) đă bổ sung thêm qui 
tắc :
- Khi một trạm đang truyền nó vẫn tiếp tục "nghe" đ−ờng 
truyền.Nếu phát hiện thấy xung đột thì nó ngừng ngay việc 
truyền nh−ng vẫn tiếp tục gửi tín hiệu sóng mang thêm một thời 
gian nữa để đảm bảo rằng tất cả các trạm trên mạng đều có thể
"nghe" đ−ợc sự kiện xung đột đó.
- Sau đó trạm chờ đợi trong một thời đoạn ngẫu nhiên nào đó 
rồi thử truyền lại theo các qui tắc của CSMA
CSMA/CD
- Rõ ràng với CSMA/CD, thời gian chiếm dụng vô ích đ−ờng 
truyền đ−ợc giảm xuống bằng thời gian dùng để phát hiện một 
xung đột. 
- Ưu điểm của CSMA/CD là tính chất đơn giản, linh hoạt, việc 
ghép thêm hay bỏ đi một trạm trong mạng không ảnh h−ởng gì
tới hoạt động của hệ thống. 
- Nh−ợc điểm của CSMA/CD là tính bất định của thời gian phản 
ứng, hiệu xuất sử dụng đ−ờng truyền vì thế cũng thấp.
CSMA/CA
(Carrier Sense Multiple Access with Collislon Avoidance) 
- Sử dụng cho Topo mạng dạng Bus. T−ơng tự nh− CSMA/CD, 
mỗi trạm đều phải nghe đ−ờng dẫn tr−ớc khi gửi cũng nh− sau 
khi gửi thông tin.
- ở đây sử dụng một ph−ơng pháp mã hóa bit thích hợp để trong 
tr−ờng hợp xảy ra xung đột, một tín hiệu "trội" (dominant) sẽ lấn 
át tín hiệu kia "lặn" (recessive). 
- Nếu một trạm gửi đi tín hiệu "lặn" mà giám sát về tín hiệu "trội" 
thì nó sẽ mất quyền −u tiên và phải dừng truyền. Sau đó trạm 
sẽ chờ một thời gian ngẫu nhiên nào đó và thử nghe lại đ−ờng 
truyền.
CSMA/CA
- Mỗi bức điện đều đ−ợc bắt đầu bằng một dãy bit đặc biệt đ−ợc 
gọi là cờ hiệu, sau đó là tới các phần khác nh− thông tin kiểm 
soát, địa chỉ,... 
- Ph−ơng pháp CSMA/CA, có thể sử dụng mức −u tiên cho mỗi 
trạm (hoặc theo loại thông tin) và gắn mã −u tiên vào phần 
đằng sau cờ hiệu của mỗi bức điện.
- Nhờ có ph−ơng pháp sử dụng mức −u tiên mà tính năng thời 
gian thực của hệ thống đ−ợc cải thiện. Có thể thấy rõ, tuy bị 
hạn chế về tốc độ truyền và chiều dài đây dẫn, hiệu suất sử
dụng đ−ờng truyền ở ph−ơng pháp này rất cao. Các trạm chỉ
gửi thông tin đi khi có nhu cầu và nếu xảy ra xung đột thì một 
trong hai bức điện vẫn tiếp tục đ−ợc gửi đi.
TDMA (Time Divsion Multiple Access): 
- Sử dụng cho Topo mạng dạng Bus.Trong ph−ơng pháp kiểm 
soát truy nhập phân chia thời gian TDMA, mỗi trạm đ−ợc phân 
một thời gian truy nhập bus nhất định. Các trạm có thể lần l−ợt 
thay nhau gửi thông tin trong khoảng thời gian cho phép gọi là
khe thời gian hay lát thời gian (time slot, tim slice ) theo một 
tuần tự qui định sẵn. Việc phân chia nàyđ−ợc thực hiện tr−ớc 
khi hệ thống đi vào hoạt động (tiền định). 
- Hệ thống có thể hoạt động không có trạm chủ. Trong tr−ờng 
hợp có một trạm chủ thì vai trò của nó chỉ hạn chế ở mức độ
kiểm soát việc tuân thủ đảm bảo giữ đúng lát thời gian của các 
trạm khác. Mỗi trạm đều có khả năng đảm nhiệm vai trò chủ
động trong giao tiếp trực tiếp với các trạm khác. 
TDMA (Time Divsion Multiple Access): 
TDMA (Time Divsion Multiple Access): 
- Ngoài các lát thời gian phân chia cố định cho các trạm dùng 
dể trao đổi dữ liệu định kỳ (đánh số từ 1 tới N), th−ờng còn có 
một khoảng dự trữ dành cho việc trao đổi dữ liệu bất th−ờng 
theo yêu cầu, ví dụ gửi thông tin cảnh báo, mệnh lệnh đặt cấu 
hình, dữ liệu tham số, setpoint.. 
Master/Slave
- Sử dụng cho cấu trúc mạng dạng Bus. Trong ph−ơng pháp 
chủ/tớ, một trạm chủ (master) có trách nhiệm chủ động phân 
chia quyền truy nhập bus cho các trạm tớ (slave). 
- Các trạm tớ đóng vai trò bị động, chỉ có quyền truy nhập bus 
và gửi tín hiệu đi khi có yêu cầu. Trạm chủ có thể dùng ph−ơng 
pháp hỏi tuần tự (polling) theo chu kỳ để kiểm soát toàn bộ hoạt 
động giao tiếp của cả hệ thống. 
Master/Slave
Master/Slave
- Trong một số hệ thống, thậm chí các trạm tớ không có quyền 
giao tiếp trực tiếp với nhau, mà bất cứ dữ liệu cần trao đổi nào 
cũng phải qua trạm chủ. Nếu hoạt động giao tiếp diễn ra theo 
chu kỳ, trạm chủ sẽ có trách nhiệm chủ động yêu cầu dữ liệu từ 
trạm tớ cần gửi và sau đó sẽ chuyển tới trạm tớ cần nhận. 
Trong tr−ờng hợp một trạm tớ cần trao đổi dữ liệu bất th−ờng 
với một trạm khác phải thông báo yêu cầu của mình khi đ−ợc 
trạm chủ hỏi đến và sau đó chờ đ−ợc phục vụ. Trình tự tham gia 
giao tiếp, hay trình tự hỏi/đáp của các trạm tớ có thể do ng−ời 
dùng qui định tr−ớc (tiền định) bằng các công cụ đặt cấu hình. 
Master/Slave
- Ph−ơng pháp chủ/tớ có một −u điểm là việc kết nối mạng các 
trạm tớ đơn giản, đỡ tốn kém bởi gần nh− toàn bộ "trí tuệ" tập 
trung tại trạm chủ. Một trạm chủ th−ờng là một thiết bị điều 
khiển, vì vậy việc tích hợp thêm chức năng xử lý truyền thông là
điều không khó khăn.
- Một nh−ợc điểm của ph−ơng pháp kiểm soát tập trung chủ/tớ
là hiệu suất trao đổi thông tin giữa các trạm tớ bị giảm do phải 
dữ liệu phải đi qua khâu trung gian là trạm chủ, dẫn đến giảm 
hiệu suất sử dụng đ−ờng truyền. 
Master/Slave
- Một hạn chế nữa của ph−ơng pháp này là độ tin cậy của hệ
thống truyền thông phụ thuộc hoàn toàn vào một trạm chủ duy 
nhất. Trong tr−ờng hợp có xảy ra sự cố trên trạm chủ thì toàn 
bộ hệ thống truyền thông ngừng làm việc. Một cách khắc phục 
là sử dụng một trạm tớ đóng vai trò giám sát trạm chủ và có khả
năng thay thế trạm chủ khi cằn thiết.
Token Bus
- Ph−ơng pháp này sử dụng cho topo mạng dạng Bus. 
- Nguyên lý của ph−ơng pháp này là : để cấp phát quyền truy 
nhập đ−ờng truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ
liệu, một thẻ bài đ−ợc l−u chuyến trên một vòng lôgic thiết lập 
bởi các trạm đó.
- Khi một trạm nhận đ−ợc thẻ bài thì nó có quyền sử dụng 
đ−ờng truyền trong một thời gian xác định tr−ớc. Trong thời gian 
đó nó có thể truyền một hay 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 lôgic. 
Token Bus
- Nh− vậy, công việc phải làm đầu tiên là thiết lập vòng lôgic 
(hay còn gọi là vòng ảo) bao gồm các trạm đang có nhu cầu 
truyền dữ liệu đ−ợc xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự mà trạm 
cuối cùng của ch−uỗi sẽ tiếp liều sau bởi trạm đấu tiên. Mỗi 
trạm đ−ợc biết địa chỉ của các trạm kề tr−ớc và sau nó. 
- Thứ tự của các trạm trên vòng lôgic có thể độc lập với thứ tự
vật lý. Các trạm không hoặc ch−a có nhu cầu truyền dữ liệu thì
không đ−ợc đ−a vào vòng lôgic và chúng chi có thể tiếp nhân 
dữ liệu.
Token Bus
Token Bus
Việc thiết lập vòng lôgic trong ch−ơng trình là không khó, nh−ng việc 
duy trì nó theo trạng thái thực tế của mạng mới là khó. Cụ thể phải 
thực hiện đ−ợc các chức năng sau :
- Bổ sung một trạm vào vòng lôgic : các trạm nằm ngoài vòng lôgic 
cần đ−ợc xem xét định kỳ để nếu có nhu cầu truyền dữ liệu thì bổ sung 
vào vòng lôgic.
- Loại bỏ một trạm khỏi vòng lôgic : khi một trạm không còn nhu cầu 
truyền dữ liệu cần loại nó ra khỏi vòng lôgic để tối −u hóa việc điều 
khiển truy nhập bằng thẻ bài.
- Quản lý lỗi : một số lỗi có thể xảv ra, chẳng hạn trùng địa chỉ (hai 
trạm đều nghĩ rằng đến l−ợt mình) hoặc "đứt vòng" không trạm nào 
nghĩ tới l−ợt mình.
- Khởi tạo vòng lôgic : khi cài đặt mạng hoặc sau khi "đứt vòng", cần 
phải khởi tạo lại vòng.
Token Ring
- Ph−ơng pháp này áp dụng cho Topo dạng vòng.
- Ph−ơng pháp này cũng dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để
cấp phát quyền truy nhập đ−ờng truyền. Nh−ng ở đây thẻ bài 
l−u chuyển theo vòng vật lý chứ không cần thiết lập vòng lôgic 
nh− đối với ph−ơng pháp Token Bus. 
Token Ring
- Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu 
diễn trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Một trạm muốn 
truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận đ−ợc một thẻ bài "rỗi" 
(free) . Khi đó trạm sẽ đổi bít trạng thái của thẻ bài thành "bận" 
(busy) và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo 
chiều của vòng. Giờ đây không còn thẻ bài "rỗi" trên vòng nữa, 
do đó các trạm có dữ liệu cần. truyền cũng phải đợi. Dữ liệu đến 
trạm đích sẽ đ−ợc sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho 
đến khi quay về trạm nguồn. Trạm nguồn sẽ xóa bỏ dữ liệu và
đổi bít trạng thái trở về "rỗi" và cho l−u chuyển tiếp trên vòng để
các trạm khác có thể nhận đ−ợc quyền truyền dữ liệu.
Token Ring
Token Ring
- Sự quay về lại trạm nguồn của dữ liệu và thẻ bài nhằm tạo 
một cơ chế báo nhận (acknowledgment) tự nhiên : trạm đích có 
thể gửi vào đơn vị dữ liệu phần header các thông tin về kết quả
tiếp nhận dữ liệu của mình. Chẳng hạn, các thông tin đó có thể
là : (1)trạm đích không tồn tại hoặc không hoạt động ; (2) trạm 
đích tồn tại nh−ng dữ liệu không đ−ợc sao chép; (3) dữ liệu đã
đ−ợc tiếp nhận; (4) có lỗi.
Token Ring
- Trong ph−ơng pháp này cần giải quyết hai vấn đề có thể dẫn 
đến phá vỡ hệ thống. Một là việc mất thẻ bài làm cho trên vòng 
không còn thể bài l−u chuyển nữa. Hai là một thẻ bài "bận" l−u 
chuyển không dừng trên vòng. Có thể có nhiều giải pháp khác 
nhau cho hai vấn đề này. Sau đây là một giải pháp đ−ợc 
khuyến nghị :
- Đối với vấn đề mất thê bài, có thể qui định tr−ớc một trạm điều 
khiển chủ động (active monitor). Trạm này sẽ phát hiện tình 
trạng mất thẻ bài bằng cách dùng cơ chế ng−ỡng thời gian 
(time-out) và phục hồi bằng cách phát đi một thẻ bài "rỗi" mới.
Token Ring
- Đối với vấn đề thẻ bài "bận" l−u chuyển không dừng, trạm 
monitor sử dụng một bit trên thẻ bài (gọi là monitor bit) để
"đánh dấu" (đặt giá trị 1) khi gặp một thẻ bài "bận" đi qua nó. 
Nếu nó gãp lại một thẻ bài "bận" với bit đã đánh dấu đó thì có 
nghĩa là trạm nguồn đã không nhận lại đ−ợc đơn vị dữ liệu của 
mình và thẻ bài "bận" cứ quay vòng măi. Lúc đó, trạm monitor 
sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành "rỗi" và chuyển tiếp trên 
vòng. Các trạm còn lại trên vòng sẽ có vai trò bị động : chúng 
theo dõi phát hiện tình trạng sự cố của trạm monitor chủ động 
và thay thế vai trò đó.