Giáo trình Truyền số liệu (Phần 2) - Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng

CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
36 
CHƯƠNG 4 
XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
Trang bị cho sinh viên: Các phương pháp mã hóa số liệu mức vật lý, phương pháp phát hiện 
sai và sửa sai, cách thức nén số liệu và mật mã hóa số liệu trong quá trình truyền số liệu. 
4.1 MÃ HÓA SỐ LIỆU MỨC VẬT LÝ 
Số liệu cung cấp từ máy tính hoặc các thiết bị đầu cuối số liệu thường ở dạng nhị phân đơn 
cực (unipolar) với các bit 0 và 1 được biểu diễn cùng mức điện áp âm hoặc dương. Tốc độ 
truyền dẫn của chúng được tính bằng số bit truyền trong một giây. Các số liệu này khi truyền 
đi sẽ được biến đổi sang dạng tín hiệu với các kỹ thuật mã hóa khác nhau. Các tín hiệu này 
được đặc trưng bằng sự thay đổi mức điện hoặc tốc độ truyền của chúng vì thế chúng được 
xác định bằng tốc độ của sự thay đổi này, còn được gọi là tốc độ điều chế và được tính bằng 
Baud. 
4.1.1 Unipolar: 
Là dạng đơn giản nhất và nguyên thủy nhất. Cho dù đây là dạng đã lạc hậu,nhưng tính chất 
đơn giản của nó luôn là tiền đề cho các ý niệm về phát triển các hệ thốngphức tạp hơn, đồng 
thời phương pháp này cũng giúp ta nhìn thấy nhiều vấn đề trong truyền số liệu phải giải 
quyết. Hệ thống truyền số liệu hoạt động trên cơ sở gởi các tín hiệu điện áp trong môi trường 
kết nối, thường là dây dẫn hay cáp. Trong nhiều dạng mã hóa, một mức điện áp biểu thị cho 
giá trị nhị phân 0 và một mức khác cho giá trị 1. Cực tính của xung tùy thuộc vào giá trị điện 
áp là dương hay âm. Mã hóa đơn cực (unipolar) là phương pháp chỉ dùng một dạng cực tính, 
thường thì cực tính này biểu diễn một giá trị nhị phân, thường là 1, còn giá trị điện áp không 
thường dùng cho giá trị bit 0. 
4.1.2 Mã hóa NRZ (Non Return to Zero Level): 
NRZ là một kỹ thuật mã hóa kênh giúp chuyển các giá trị logic bit thành các xung điện có thể 
truyền qua đường truyền hữu tuyến. Mã hóa NRZ là trong thời gian một bit tín hiệu không trở 
về mức 0, dùng trong trường hợp lưu dữ bằng vật liệu bằng từ tinh. Ít dùng trong truyền số 
liệu 
4.1.3 Nonreturn - to - Zero - Level (NRZ – L) 
0 = mức cao 
1 = mức thấp 
Đây là dạng mã đơn giản nhất, hai trị điên thế cùng dấu (đơn cực) biểu diễn hai trạng thái 
logic. Loại mã này thường được dùng trong việc ghi dữ liệu lên băng từ, đĩa từ,. . . 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
37 
4.1.3 Nonreturn - to - Zero Inverted (NRZ – I) 
0 = chuyển mức điện thế ở đầu bit 
1 = không chuyển mức điện thế ở đầu bit 
NRZI là một thí dụ của mã vi phân: sự mã hóa tùy vào sự thay đổi trạng thái của các bit liên 
tiếp chứ không tùy thuộc vào bản thân bit đó. Loại mã này có lợi điểm là khi giải mã máy thu 
chỉ cần dò sự thay đổi trạng thái của tín hiệu thì có thể phục hồi dữ liệu thay vì phải so sánh 
tín hiệu với một trị ngưỡng để xác định trạng thái logic của tín hiệu đó. Kết quả là các loại mã 
vi phân cho độ tin cậy cao hơn. 
4.1.4 Mã RZ 
Các mức nhị phân của dữ liệu được biểu diễn bằng các mức điện áp tương ứng trong nữa chu 
kỳ bít, sau đó trở về 0 trong nữa chu kỳ kế tiếp 
4.1.5 Mã Manchester 
0 = Chuyển từ cao xuống thấp ở giữa bit 
1 = Chuyển từ thấp lên cao ở giữa bit 
4.1.6 Mã Manchester vi sai (Differential Manchester) 
Luôn có chuyển mức ở giữa bit 
0 = chuyển mức ở đầu bit 
1 = không chuyển mức ở đầu bit 
4.1.7 Mã B8ZS 
Là mã AMI có thêm tính chất: chuỗi 8 bit 0 liên tục được thay bởi một chuỗi 8 bit có cả bit 0 
và 1 với 2 mã vi phạm luật đảo bit 1 
Nếu trước chuỗi 8 bit 0 là xung dương, các bit 0 này được thay thế bởi 000 + - 0 - + 
Nếu trước chuỗi 8 bit 0 là xung âm, các bit 0 này được thay thế bởi 000 - + 0 + - 
Nhận xét bảng mã thay thế ta thấy có sự vi phạm luật đảo bit ở 2 vị trí thư 4 và thứ 7 của 
chuỗi 8 bit. 
4.1.8 Mã HDB3 
Là mã AMI có thêm tính chất: chuỗi 4 bit 0 liên tục được thay bởi một chuỗi 4 bit có cả bit 0 
và 1 với 1 mã vi phạm luật đảo bit 1 
Sự thay thế chuỗi 4 bít của mã HDB3 còn 
theo qui tắc sau: Cực tính của xung trước 
đó 
Số bít 1 từ lần thay thế cuối cùng 
Lẻ chẵn 
- 
+ 
000- +00+ 
000+ -00- 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
38 
4.2 PHÁT HIỆN LỖI VÀ SỬA SAI 
4.2.1 Tổng quan 
Khi dữ liệu được truyền giữa 2 DTE, các tín hiệu điện đại diện luồng bit truyền rất dễ bị thay 
đổi sai số đó do nhiều nguyên nhân: đường dây truyền, lưu lượng truyền, loại mã đùng, loại 
điều chế, loại thiết bị phát, thiết bị thu. Đặc biệt là do sự thâm nhập điện từ cảm ứng lên các 
đường dây từ các thiết bị điện gần đó, Nếu các đường dây tồn tại trong một môi trường xuyên 
nhiễu thí dụ như mạng điện thoại công cộng. Điều này có nghĩa là các tín hiệu đại diện cho bit 
1 bị đầu thu dịch ra như bit nhị phân 0 và ngược lại. Để xác suất thông tin thu được bởi DTE 
đích giống thông tin đã truyền đạt được giá trị cao, cần phải có một vài biện pháp để nơi thu 
có khả năng nhận biết thông tin thu được có chứa lỗi hay không, nếu có lỗi sẽ có một cơ cấu 
thích hợp để thu về bản copy chính xác của thông tin. 
Để chống sai khi truyền số liệu thường có 2 cách : 
Dùng bộ giải mã có khả năng tự sửa sai 
Truyền lại một bộ phận của dữ liệu để thực hiện việc sửa sai, cách này gọi là 
ARQ(Automatic Repeat Request). 
4.2.2 Phương pháp kiểm tra chẵn lẻ theo ký tự (Parity Bit) 
Phương pháp thông dụng nhất được dùng để phát hiện lỗi của bit trong truyền không đồng bộ 
và truyền đồng bộ hướng ký tự là phương pháp parity bit. Với cách này máy phát sẽ thêm vào 
mỗi ký tự truyền một bit kiểm tra parity đã được tính toán trước khi truyền. Khi nhân được 
thông tin truyền, máy thu sẽ thực hiện các thao tác tính toán trên các ký tự thu được , và so 
sánh với bit parity thu được. Nếu chúng bằng nhau thì được giả sử là không có lỗi, ở đây ta 
dùng từ giả sử, bởi vì cách này có thể không phát hiện được lỗi trong khi lỗi vẫn tồn tại trong 
dữ liệu. Nhưng nếu chúng khác nhau thì chắc chắn một lỗi xảy ra . 
Để tính toán parity bit cho một ký tự, số các bit trong mã ký tự được cộng module 2 với nhau 
và parity bit được chọn sao cho tổng số các bit 1 bao gồm cả parity bit là chẵn (even parity) 
hoặc là lẻ (odd parity) 
Trong bộ mã ASCII mỗi ký tự có 7 bit và một bit kiểm tra 
Với kiểm tra chẵn giá trị của bit kiểm tra là 1 nếu số lượng các bit có giá trị 1 trong 7 bit là lẻ 
và có giá trị 0 trong trường hợp ngược lại. 
Với kiểm tra lẻ thì ngược lại. Thông thường người ta sử dụng kiểm tra chẵn và bit kiểm tra 
gọi là P. Giá trị kiểm tra đó cho phép ở đầu thu phát hiện những sai sót đơn giản 
Ví dụ: Kí tự Mã ASCII Từ mã phát đi Bit kiểm tra P 
 A 1000001 10000010 0 
 E 1010001 10100011 1 
 Phương pháp parity bit chỉ phát hiện các lỗi đơn bit (số lượng bit lỗi là số lẻ )và không thể 
phát hiện các lỗi 2 bit (hay số bit lỗi là một số chẵn) 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
39 
4.2.3 Phương pháp kiểm tra tổng khối 
Khi truyền đi một khối thông tin, mỗi ký tự được truyền đi sẽ được kiểm tra tính chẵn lẻ theo 
chiều ngang, đồng thời cả khối thông tin này cũng được kiểm tra tính chẵn lẻ theo chiều dọc. 
Cứ sau một số byte nhất định thì một byte kiểm tra chẵn lẻ cũng được gửi đi, byte chẵn lẻ này 
được tạo ra bằng cách kiểm ta tính chẵn lẻ của khối ký tự theo cột. Dựa vào các bit kiểm tra 
ngang và dọc ta sẽ xác định được toạ độ của bit sai và sửa được bit sai này 
Chúng ta có thể thấy rằng mặc dù các lỗi 2 bit trong một ký tự sẽ thoát khỏi kiểm tra parity 
theo hàng, nhưng chúng sẽ bị phát hiện bởi kiểm tra parity theo cột tương ứng. Dĩ nhiên điều 
này là đúng chỉ khi không có lỗi 2 bit xảy ra trong cùng một cột tại cùng thời điểm. Rõ ràng 
xác suất xảy ra trường hợp này nhỏ hơn nhiều so với xác suất xảy ra lỗi 2 bit trong một ký tự. 
Việc dùng kiểm tra theo ma trận cải thiện đáng kể các đặc trưng phát hiện lỗi của kiểm tra 
chẵn lẻ 
Vị trí bit truyền Dãy bit truyền đi Kiểm p theo hang 
1 1 0 0 0 0 0 1 0 
2 1 0 0 1 0 1 0 1 
3 1 0 1 0 0 1 1 0 
Kiểm tra p theo cột 1 0 1 1 0 0 0 0 
Ví dụ: sau khi truyền nhận được dãy truyền như dưới đây dựa vào sự thay đổi của các bit p 
dọc và ngang sẽ xác định được vị trí lỗi tương ứng (hình dưới) 
Vị trí bit truyền Dãy bit truyền đi Kiểm p theo hang 
1 1 0 0 1 0 0 1 1 
2 1 0 0 1 1 1 0 0 
3 1 0 1 0 0 1 1 0 
Kiểm tra p theo cột 1 0 1 0 1 0 0 0 
Tuy nhiên phương pháp này cũng không hoàn toàn hiệu quả. Giả sử bit thứ nhất và bit thứ 3 
của ký tự thứ nhất bị sai kiểm tra hàng sẽ không bị sai, nhưng kiểm tra chẵn lẻ của cột sẽ phát 
hiện bị sai, nhưng không xác định được vị trí sai ??? 
Vị trí bit truyền Dãy bit truyền đi Kiểm p theo hang 
1 1 0 0 0 1 0 0 0 
2 1 0 0 1 0 1 0 1 
3 1 0 1 0 0 1 1 0 
Kiểm tra p theo cột 1 0 1 1 1 0 0 1 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
40 
Bây giờ ta lai giả thiết rằng bit thứ nhất và bit thứ 3 của ký tự thứ 3 cũng bị sai đồng thời vớí 
bit thứ nhất và bit thứ 3 của ký tự thứ nhất, lúc đó kiểm tra chẵn lẻ của cột và hàng đều không 
thấy sai nên đã không phát hiện được sai??? 
Vị trí bit truyền Dãy bit truyền đi Kiểm p theo hang 
1 1 0 0 0 1 0 0 0 
2 1 0 0 1 0 1 0 1 
3 1 0 1 0 1 1 0 0 
Kiểm tra p theo cột 1 0 1 1 0 0 0 0 
4.2.4 Phương pháp mã dư thừa - mã vòng (CRC) 
Một từ mã được viết dưới dạng một đa thức 
C(x) = Cn-1 X
n-1+ Cn-2 X
n-2+ ......+ C1 X + C0 
Phương pháp kiểm tra tín hiệu bằng mã vòng được thực hiện như sau: Tín hiệu cần phát đi 
gồm k bit sẽ được bên phát thêm vào n bit nữa để kiểm tra được gọi là Frame Check Sequence 
(FCS). Như vậy tín hiệu phát đi bao gồm k+n bit. Bên thu khi nhận được tín hiệu nay sẽ đem 
chia cho một đa thức được gọi là đa thức sinh đã biết trước (bên phát và bên thu đều cùng 
chọn đa thức này). Nếu kết quả chia không dư coi như tín hiệu nhận được là đúng. Vấn đề 
được đặt ra là n bit thêm vào sẽ được xác định như thế nào khi đã biết khung tin cần truyền đi, 
và biết đa thức sinh đã được chọn, n bit thêm vào đó được gọi là CRC (Cyclic Redundancy 
Check). Phương pháp tạo ra CRC bao gồm việc dịch thông báo sang trái c bit (c chính là bậc 
của đa thức đã chọn trước) sau đó thực hiện phép chia cho đa thức được chọn này. Kết quả dư 
lại của phép chia chính là CRC. Bên thu sau khi nhân được thông báo cũng đem chia cho hàm 
biết trước như bên phát. Nếu kết quả bằng 0. phép truyền không sai số. 
Tính xâu phải truyền đi FCS theo 4 bước: 
Bước 1: Chuyển thông báo nhị phân thành đa thức M(x), sau đó chọn đa thức sinh cho trước 
G(x) = Xc + 1 có bậc cao nhất là c (c là độ dài của xâu kiểm tra CRC) 
Bước 2: Nhân M(x) với Xc 
Bước 3: Thực hiện M(x)*Xc/G(x) được kết quả là thương Q(x) và số dư R(x). R(x) chính là 
xâu kiểm tra CRC 
Bước 4: Thành lập xâu truyền đi là: M(x)*Xc +R(x) 
Ví dụ: xâu cần truyền là: 110101 hãy sử dụng phương pháp mã CRC để kiểm tra lỗi khi 
truyền 
Giải: 
Bước 1: Dãy nhị phân 110101 có thể được dạng đa thức là M(x) = X5 + X4 + X2 +1 
Bước 2: Chọn đa thức sinh có số mũ là 3: G(x) = X3 + 1 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
41 
Bước 3: Tính M(x)*X3/G(x) = Q(x) + R(x) = (X8 + X7 + X5 + X3)/X3 + 1 
 Kết quả cho: Q(x) = X5 +X4 + X + 1 
 R(x) = X + 1 
  Xâu kiểm tra CRC là: X +1 = 011 (dài 3 ký tự) 
Bước 4: Xâu phải truyền có mã CRC là: M(x)*Xc + CRC = 110101011 
Thu và kiểm tra CRC 
Để kiểm tra sai số khi truyền bên thu đem khối thông tin thu được chia cho G(x) theo modul 
2, nếu số dư nhận được là 0 thì truyền đúng, ngược lại dữ liệu đã bị truyền sai 
Ví dụ: Thông tin truyền đi là: 110101011 
 Thông tin nhận được là: 110101011 
Có nghĩa thông tin truyền đúng tức là R(x) = 0 
Kiểm tra CRC như sau: 
Chuyển thông tin nhận được thành đa thức: x8 +x7 +x5 + x3 + x1 + 1 
Đa thức sinh của hai bên phát và thu là: G(x) = x3 + 1 
Chia đa thức nhận được cho G(x), kết quả R(x) = 0, vậy không có truyền sai 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
42 
4.2.5 Phát hiện và sửa sai theo mã Hamming 
Mã Hamming là một mã sửa lỗi tuyến tính được đặt tên theo tên của người phát minh ra nó, 
Richard Hamming. Mã Hamming có thể phát hiện và sửa được sai cho một số bit nhất định 
Nguyên tắc: 
Một từ mã Hamming gồm m bit nhị phân dữ liệu và p bit kiểm tra chẵn lẻ (2p -1 ≥ m + p), p 
bit kiểm tra được bố trí tại các vị trí thích hợp để phát hiện chính xác vị trí lỗi là các số mũ 
của 2 ví dụ: 20, 21, 22, 
Tất cả các vị trí bit khác được dùng cho dữ liệu sẽ được mã hóa. (các vị trí 3, 5, 6, 7,  
Mỗi bit chẵn lẻ tính giá trị chẵn lẻ cho một số bit trong m bit. Vị trí của bit chẵn lẻ quyết định 
chuỗi các bit mà nó luân phiên kiểm tra và bỏ qua 
Vị trí 1 (n=1): bỏ qua 0 bit(n-1), kiểm 1 bit(n), bỏ qua 1 bit(n), kiểm 1 bit(n), bỏ qua 1 bit(n), 
v.v. → p1 (20) 
Vị trí 2(n=2): bỏ qua 1 bit(n-1), kiểm 2 bit(n), bỏ qua 2 bit(n), kiểm 2 bit(n), bỏ qua 2 bit(n), 
v.v. → p2 (21) 
Vị trí 4(n=4): bỏ qua 3 bit(n-1), kiểm 4 bit(n), bỏ qua 4 bit(n), kiểm 4 bit(n), bỏ qua 4 bit(n), 
v.v. → p3 (22) 
Vị trí 8(n=8): bỏ qua 7 bit(n-1), kiểm 8 bit(n), bỏ qua 8 bit(n), kiểm 8 bit(n), bỏ qua 8 bit(n), 
v.v. → p4 (23) 
Vị trí 16(n=16): bỏ qua 15 bit(n-1), kiểm 16 bit(n), bỏ qua 16 bit(n), kiểm 16 bit(n), bỏ qua 16 
bit(n), v.v. → (24) 
Vị trí 32(n=32): bỏ qua 31 bit(n-1), kiểm 32 bit(n), bỏ qua 32 bit(n), kiểm 32 bit(n), bỏ qua 32 
bit(n), v.v. → (25) 
và tiếp tục như trên. 
Xác định vị trí lỗi bằng cách lấy mudul 2 (xor) của các bit chẵn lẻ của dữ liệu sau và trước khi 
truyền nếu = 0 thì không có lỗi, ngược lại thì vị trí lỗi là kết của phép môdul 2 chuyển sang 
hệ thập phân. 
b) Ví dụ 1: cho m bit dữ liệu cần truyền là: 0110101 hãy chèn các bit cần thiết vào theo 
phương pháp mã sửa sai Hamming. (cho biết dãy truyền từ phải sang trái →) 
Giải: 
- m = 7, p = 4 (2p -1 ≥ 7 + 4) các bit p1, p2, p3, p4 được bố trí vào các vị trí 1,2,4,8 
- Các vị trí 3,5,6,7,9,10,11 là các bit dữ liệu 
- Xác định p1, p2, p3, p4 theo thuật toán kết quả là: 1000 
p1= 01011 = 1 (xor) 
p2= 01001 = 0 
p3= 110 = 0 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
43 
p4= 101 = 0 
- Rải các bit vừa tính được vào trong xâu gốc ta được xâu cần truyền là: 10001110010 
Xác định vị trí bit lỗi như sau: 
- Giả sử sau khi truyền nhận được dãy nhị phân là: 10001100100. 
- Bằng cách xác định các bit chẵn lẻ p1, p2, p3, p4 như trên ta được: p1=0, p2=1, p3=0, 
p4=1 
- Thực hiện phép XOR các bit chẵn lẻ trước và sau khi truyền ( chú ý phải viết ngược 
lại): 
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU TRUYỀN 
44 
 p4 p3 p2 p1 
 1 0 1 0 
XOR 0 0 0 1 
 1 0 1 1 = 11(10) → vị trí lỗi là 11 
c) ví dụ 2: Cho chuỗi bit gốc m = 1101100111, hãy chèn các bit cần thiết vào theo 
phương pháp mã sửa sai Hamming. (cho biết dãy truyền từ trái sang phải ) 
Giải: 
- m = 10, p = 4 (24 -1 > 10 + 4) các bit p1, p2, p3, p4 được bố trí vào các vị trí 1,2,4,8 
- Các vị trí 3,5,6,7,9,10,11,12,13,14 là các bit dữ liệu 
- Xác định p1, p2, p3, p4 theo thuật toán kết quả là: 
 p1= 110011 = 0 
 p2= 110111 = 1 
 p3= 110110 = 0 
 p4= 011011 = 0 
Rải các bit vừa tính được vào trong xâu gốc ta được xâu cần truyền là: 
1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 
Giả sử sau khi truyền xâu nhận được là: 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 hãy xác định vị trí lỗi 
Tìm p1, p2, p3, p4 của xâu nhận: 
 P1 = 111011 = 1 
 P2 = 111111 = 0 
 P3 = 111011 = 1 
 P4 = 011011 = ...  ghi. Mặt khác khi bit 7 của 
thanh ghi dạng dữ liệu (Data Format register) là 1 thì thành ghi thứ nhất và thứ hai của 8250 
trở thành byte thấp và byte cao của số chia tốc độ (Baud Rate Divisor Latch). Bit 7 của thanh 
ghi dạng dữ liệu được gọi là DLAB (Divisor Latch Access Bit). 
73 
PHỤ LỤC B. KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU 
TRONG MẠNG MÁY TÍNH CỤC BỘ 
Trang bị cho sinh viên: Cấu trúc và hoạt động của các hệ thống Ethernet, hệ thống token ring, 
hệ thống mạng token bus 
1. TỔNG QUAN 
Mạng LAN là hệ thống thông tin dữ liệu cho phép nhiều thiết bị độc lập thông tin trực tiếp lẫn 
nhau trong một vùng địa lý giới hạn. 
Kiến trúc mạng LAN gồm 4 dạng chính: 
- Ethernet chuẩn IEEE. 
- Token Bus chuẩn IEEE. 
- Token Ring chuẩn IEEE. 
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface) chuẩn ANSI. 
LAN dùng giao thức (protocol) trên nền HDLC. Tuy nhiên, tùy công nghệ mà có các yêu cầu 
chuyên biệt (thí dụ công nghệ mạng vòng thì không giống như trường hợp mạng sao, ...) nên 
nhất thiết có các giao thức khác nhau cho từng ứng dụng cụ thể. 
2. ĐỀ ÁN 802 (PROJECT 802) 
Năm 1985, Ban Computer của IEEE bắt đầu một đề án, PROJECT 802 nhằm thiết lập các 
chuẩn cho phép thông tin qua lại giữa các thiết bị từ nhiều nguồn gốc sản xuất khác nhau; 
chuẩn này không nhằm mục đích thay thế bất kỳ phần nào của mô hình OSI mà chỉ nhằm 
cung cấp phương tiện chuyên biệt hóa các chức năng của lớp vật lý, lớp kết nối dữ liệu, và 
tiến dần đến lớp mạng nhằm cho phép kết nối liên mạng với các giao thức mạng LAN khác 
nhau. Năm 1985, Ủy ban Computer của IEEE phát triển Project 802. Bước đầu nhằm vào hai 
lớp của mô hình OSI và một phần của lớp thứ ba; quan hệ giữa Project 802 và mô hình mạng 
OSI: chia lớp kết nối dữ liệu thành hai lớp con: điều khiển kết nối luận lý (LLC: logical link 
control) và điều khiển môi trường truy xuất (MAC: medium access control). Lớp con LLC 
không có kiến trúc đặc thù; điều này tương tự như hầu hết các mạng LAN dùng chuẩn IEEE. 
Lớp con chứa một số các modun phân biệt, mỗi modun mang các thông tin chuyên biệt riêng 
cho từng ứng dụng LAN. 
2.1 IEEE 802.1 
Phần của Project 802.1 nhằm kết nối liên mạng LAN và MAN, tuy chưa hoàn chỉnh nhưng 
chuẩn này nhằm giải quyết việc tương thích giữa các kiến trúc mạng mà không cần phải thay 
đổi các yếu tố hiện hữu như các địa chỉ, truy cập và cơ chế khắc phục lỗi IEEE 802.1 là chuẩn 
kết nối liên mạng dùng cho LAN. 
74 
2.2 LLC 
Thông thường, mô hình project 802 dùng kiến trúc khung HDLC rồi chia thành hai tập hàm; 
tập một chứa đựng phần người dùng sau cùng (end-user) của khung như: địa chỉ luận lý, 
thông tin về điều khiển, và dữ liệu. Các hàm này thuộc IEEE 802.2 logic link control protocol 
(LLC); LLC được xem là phần trên của lớp liên kết dữ liệu IEEE 802 và dùng cho các 
protocol của mạng LAN; IEEE 802.2 logic link control protocol (LLC) là phần mạng con phía 
trên của lớp kết nối dữ liệu. 
2.3 MAC 
Tập hàm thứ hai, là lớp con điều khiển môi trường truy xuất (MAC: medium access control), 
giải quyết về yếu tố tranh chấp của môi trường được chia xẻ. Chứa các đặc tính về đồng bộ, 
cờ, lưu lượng và kiểm soát lỗi cần cho việc di chuyển thông tin từ nơi này đến nới khác, cũng 
như địa chỉ vật lý của trạm nhận kế tiếp và chuyển đường (route) cho gói (packet). Các giao 
thức MAC được chuyên biệt cho từng dạng mạng LAN (Ethernet, Token ring, và Token bus, 
v.v,...) Lớp con MAC là lớp con phía dưới của lớp kết nối dữ liệu. 
2.4 Protocol Data Unit (PDU) - Đơn vị giao thức dữ liệu 
Đơn vị dữ liệu của mức LLC được gọi là PDU, chứa 4 trường quen thuộc của HDLC là: 
- Điểm truy cập dịch vụ đích (DSAP: destination service access point). 
- Điểm truy cập dịch vụ nguồn (SSAP: source service access point). 
- Trường điều khiển. 
- Trường thông tin. 
DSAP và SSAP là các địa chỉ được LLC dùng để nhận dạng giao thức được dùng trong phần 
phát và phần thu để tạo và nhận dữ liệu. Bit đầu của DSAP cho biết khung là đơn hay nhóm. 
Bit đầu của SSAP chỉ cho biết thông tin là lệnh hay đáp ứng của PDU. 
PDU không có trường flags, không CRC, và cũng không có địa chỉ trạm, các trường này được 
thêm vào ở phần cuối của lớp con thứ 2 (lớp MAC) 
3. ETHERNET 
Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máy tính với tốc 
độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps); hiện thời công nghệ Ethernet thường được sử 
dụng nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10Mbps đến 100 Mbps. 
3.1 Địa chỉ 
Mỗi trạm trên mạng Ethernet (như máy tính, trạm hay máy in, ...) đều có riêng một card giao 
tiếp mạng (NIC: network interface card), các card này thường được đặt bên trong trạm dùng 
địa chỉ vật lý gồm sáu byte, số trong NIC là duy nhất. 
3.2 Các thành phần của Ethernet 
Hệ thống Ethernet bao gồm 3 thành phần cơ bản: 
- Hệ thống trung gian truyền tín hiệu Ethernet giữa các máy tính 
75 
- Các nhóm thiết bị trung gian đóng vai trò giao diện Ethernet làm cho nhiều máy tính 
có thể kết nối tới cùng 1 kênh Ethernet 
- Các khung Ethernet đóng vai trò làm các bit chuẩn để luân chuyển dữ liệu trên 
Ethernet. 
3.3 Hoạt động của Ethernet 
Mỗi máy Ethernet, hay còn gọi là máy trạm, hoạt động độc lập với tất cả các trạm khác trên 
mạng, không có một trạm điều khiển trung tâm; mọi trạm đều kết nối với Ethernet thông qua 
một đường truyền tín hiệu chung còn gọi là đuờng trung gian. Tín hiệu Ethernet được gửi theo 
chuỗi, từng bit một, qua đường trung gian tới tất cả các trạm thành viên; để gửi dữ liệu trước 
tiên trạm cần lắng nghe xem kênh có rỗi không, nếu rỗi thì mới gửi đi các gói (dữ liệu), cơ hội 
để tham gia vào truyền là bằng nhau đối với mỗi trạm; tức là không có sự ưu tiên. Sự thâm 
nhập vào kênh chung được quyết dịnh bởi nhóm điều khiển truy nhập trung gian (Medium 
Access ControlMAC) được đặt trong mỗi trạm . MAC thực thi dựa trên cơ sở sự phát hiện va 
chạm sóng mang (CSMA/CD). 
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) 
Nhiều thiết bị được kết nối vào cùng một mạng và tất cả đều cùng có quyền truy xuất đồng 
thời; khi một thông điệp được gửi đi, nó được truyền thông qua một mạng; phía nhận được 
định danh bởi một địa chỉ duy nhất, và chỉ có nút này đọc thông điệp, còn các nút khác thì bỏ 
qua. Một vấn đề đặt ra là khi có nhiều nút cùng cố gắng gửi thông điệp tại cùng một thời 
điểm, điều này có thể phá hỏng các gói tin; giải pháp cho vấn đề này là mỗi nút mạng giám 
sát mạng và có thể phát hiện mạng đang rảnh hay bận; một nút chỉ có thể bắt đầu gửi dữ liệu 
khi không có dữ liệu nào được gửi đi trên mạng trước đó. Tuy nhiên vẫn có khả năng là hai 
nút, sau khi kiểm tra thấy mạng không bận, bắt đầu gửi gói tin cùng một thời điểm trên cùng 
cáp mạng; điều này có thể gây lên xung đột giữa hai gói tin, kết quả là phá hỏng dữ liệu. Cả 
hai phía gửi đều nhận thức được gói tin bị hỏng bởi vì nó vẫn lắng nghe mạng khi gửi dữ liệu 
và vì thế có thể phát hiện xung đột; đây là CD (Collision Dection) trong CSMA/CD; cả hai 
nút dừng việc truyền dữ liệu ngay tức thời, và chờ một thời điểm nhất định trước khi kiểm tra 
mạng trở lại để xem mạng có rỗi hay không và truyền lại. Mỗi nút trên mạng sử dụng một địa 
chỉ MAC (Media Access Control) để định danh duy nhất; địa chỉ này được định nghĩa bởi 
thiết bị giao tiếp mạng; một gói tin được gửi đi trên mạng, nhưng nếu thiết bị mạng không 
nhận diện host của nó như một host nhận, nó sẽ bỏ qua gói tin và chuyển tiếp nó. 
3.4 Khung Ethernet 
Phần mở đầu (Preamble): 
Phần này chứa 7 byte (56 bit) gồm các bit 1 và 0 liên tiếp nhằm cảnh báo với máy thu là có 
khung đến và cho phép đồng bộ với khung này. Mẫu 1010101 chỉ cung cấp cảnh báo và xung 
định thời. HDLC kết hợp tín hiệu cảnh báo, định thời, và tín hiệu bắt đầu đồng bộ trong một 
trường duy nhất: trường flag. IEEE 802.3 chia ba chức năng này vào trong phần mở đầu. 
Start frame delimiter (SFD): giới hạn khung start; trường thứ hai (một byte: 10101011) của 
76 
khung tín hiệu 802.3 cho máy thu biết là phần phía tiếp sau là dữ liệu, bắt đầu bằng các địa 
chỉ. 
IEEE 802.3 
7 1 6 6 2 64-1500 4 
Preamble 
Start 
Frame 
Delimiter 
Dest. Address 
Source 
Address 
L
en
g
th
 802.2 Header & 
Data 
FCS 
(CRC) 
Địa chỉ đến (Destination Address) gồm 6 byte và chứa các địa chỉ vật lý đích kế tiếp của gói. 
Địa chỉ vật lý của hệ thống là nhóm các bit được mã hóa trong card giao diện mạng NIC. Nếu 
gói phải đi xuyên qua mạng LAN để đến đích, thì trường DA chứa địa chỉ vật lý của router 
đang kết nối với mạng để chuyển sang mạng khác. Khi gói đã đi đến mạng đích, thì trường 
DA chứa địa chỉ vật lý của thiết bị cần đến. 
Địa chỉ nguồn (Source Address) là trường gồm 6 byte và chứa địa chỉ vật lý của thiết bị mà 
gói vừa đi qua. Thiết bị này có thể là trạm phát hay là router gần nhất để nhận và chuyển tiếp 
gói đi 
Chiều dài/dạng của PDU. Hai byte kế này cho biết số byte trong PDU sắp tới. Nếu chiều dài 
của PDU là không đổi thì trường này có thể dùng để chỉ dạng của PDU, hay là cơ sở của 
protocol khác. Thí dụ Novell và Internet dùng trường này để nhận dạng protocol của lớp 
mạng có dùng PDU. 
Khung 802.2 (PDU). Trường này chứa toàn bộ các khung của 802.2 như là đơn vị modun, di 
chuyển được. PDU có thể nằm trong khoảng từ 46 đến 1500 byte, tùy theo dạng khung 
và chiều dài của trường mạng thông tin. PDU được tạo ra bởi lớp con LLC, rồi kết nối 
với khung 802.3 
CRC. Trường cuối cùng chứa các thông tin về phát hiện lỗi, trường hợp này là CRC-32 
4 TOKEN BUS 
Mạng cục bộ có các ứng dụng trực tiếp trong xí nghiệp sản xuất tự động và điều khiển quá 
trình, trong đó các nút là các máy tính điều khiển quá trình sản xuất; trong dạng ứng dụng 
này, yêu cầu quan trọng là quá trình xử lý trong thời gian thực và thời gian trể là bé nhất. Quá 
trình xử lý cần có cùng tốc độ trong khi mà các đối tượng lại di chuyển trong dây chuyền sản 
xuất; Ethernet (IEEE 802.3) không phải là một giao thức thích hợp cho mục đích này do xuất 
hiện nhiều xung đột không tiền định và thời gian trể của bản tin gởi từ trung tâm điều khiển 
77 
đến các máy tính dọc theo dây chuyền cũng không có cùng thời gian trể. Token Ring (IEEE 
802.5) cũng chưa phải là một giao thức thích hợp do cấu trúc của dây chuyền sản xuất thường 
có dạng bus chứ không phải là dạng vòng.Token Bus (IEEE 802.4) phối hợp các tính năng 
của Ethernet và vòng Token; chuẩn này dùng cấu hình vật lý của Ethernet (cấu trúc bus) với 
khả năng không bị xung đột của vòng Token (dùng thời gian trể định trước được). Token Bus 
là dạng bus vật lý vận hành như một vòng luận lý dùng Token. Các trạm được tổ chức về mặt 
luận lý như một vòng. Một Token được treuỳ6n qua các trạm; nếu một trạm cần truyền dữ 
liệu, thì cần phải đợi cho đến khi bắt giử được Token, tuy nhiên, các trạm lại thông tin với 
nhau qua một bus chung như trong trường hợp của Ethernet; Token bus được giới hạn trong 
tự động hóa xí nghiệp và điều khiển quá trình và chưa được ứng dụng thương mại vào thông 
tin số; đồng thời, chi tiết về hoạt động của hệ thống này rất phức tạp. 
5 TOKEN RING 
Token Ring thực hiện theo một nguyên tắc, phương pháp truy cập có trật tự. Một mạng Token 
Ring xắp xếp các nút theo vòng quay tròn logic .Các nút chuyển tiếp các Frame theo một 
hướng xung quanh vòng tròn, loại bỏ Frame này khi nó đã thực hiện xong một vòng tròn dữ 
liệu. 
- Vòng tròn làm việc bằng cách tạo một dấu hiện ( Token), là một loại khung đặc biệt 
cho phép một trạm truyền dữ liệu. 
- Token quay tròn xung quanh vòng tròn như bất kỳ một khung cho đến khi nó gặp một 
trạm mà muốn truyền dữ liệu 
- Trạm này sau đó"chiếm lĩnh" token bằng cách thay Frame Token bằng một Frame 
chứa giữ liệu, sẽ được đi vòng quanh mạng. 
- Mỗi khi khung dữ liệu trở lại trạm truyền tải, trạm đó loại bỏ đi Frame dữ liệu, tạo một 
token mới và chuyển tiếp token đó tới nút kế tiếp trên vòng tròn. 
Các nút Token- ring không tìm kiếm tín hiệu truyền thông hay nghe ngóng sự xung đột, sự 
hiện diện của khung token cho phép đảm bảo rằng trạm có thể truyền tải các Frame dữ liệu 
mà không làm các trạm khác bị nghẽn lại. Bởi một trạm truyền tải chỉ một Frame dữ liệu 
trước khi chuyển dọc Token, nên mỗi trạm trên vòng tròn sẽ trở nên liên lạc theo một phương 
thức công bằng và tự quyết định. 
Thông thường, khi Token đã được thả ra thì trạm kế trong vòng cùng dữ liệu đóng vai trò chịu 
trách nhiệm về vòng; tuy nhiên, theo mô hình IEEE 802.5, thì còn có khả năng khác. Token 
đang giữ có thể được dành cho môt trạm đang chờ gởi tin bất chấp vị trí của traạm trong 
vòng; Mỗi trạm có mã ưu tiên riêng, khi Token đi qua, trạm đang chờ gởi tin có thể dành 
quyền giử Token bằng cách nhập mã số ưu tiên của mình vào trường điều khiển truy xuất 
(AC: access control field) của Token hay vào frame dữ liệu (sẽ thảo luận sau); trạm có mức 
ưu tiên cao có thể loại quyền của mức ưu tiên thấp hơn và thay thế mình vào; trong mạng với 
các trạm đồng quyền, thì cơ chế phục vụ là đến trước, thì phục vụ trước. Nhờ cơ chế này, trạm 
đã đăng ký có cơ hội gởi tin ngay khi Token trống. 
78 
Giới hạn về thời gian 
Để cho lộ trình chuyển động được thì Token Ring qui định giới hạn thời gian sử dụng quyền 
của các trạm; một starting delimiter (trường đầu tiên của Token hay của data frame) phải đến 
mỗi trạm trong một khoảng thời gian qui định (thường là 10 mili giây); nói cách khác, thì mỗi 
trạm nhận được bản tin trong một thời khoảng nhất định. 
Giám sát các trạm 
Nhiều khó khăn có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động của mạng vòng Token; thí dụ một trạm 
có thể quên không chuyển Token cho trạm kế, hay Token bị nhiễu hủy hoại; nhằm giải quyết 
vấn đề này, một trạm trong mạng được phân công làm giám sát trạm. Giám sát sẽ thiết lập 
thời gian cho mỗi bước chuyển Token, nếu Token không xuất hiện theo đúng thời gian qui 
định, thì giám sát xem là Token đã bị phá hủy và tạo ra Token mới rồi đưa vào mạng vòng. 
Giám sát bảo vệ chống lại hiện tượng chạy vòng liện tục (perpetually recirculating) của frame 
dữ liệu bằng cách thiết lập một bit trong trường AC của mỗi frame. Khi một frame đi qua, bộ 
giám sát kiểm tra trường trạng thái (status). Nếu thấy bit trạng thái đã được thiết lập, thì giám 
sát biết là gói đang chạy vòng quanh mạng và cần được loại bỏ. Giám sát sẻ hủy frame nay và 
đưa Token mới vào trong mạng, nếu giám sát không đảm nhận được vai trò này, thì một trạm 
khác, đóng vai trò dự phòng, sẽ tiếp tục công việc giám sát. 
Định địa chỉ (addressing) 
Token Ring dùng 6 byte địa chỉ, được in vào card NIC tương tự như địa chỉ Ethernet. 
Signaling 
Token Ring dùng phương pháp mã hóa Manchester vi sai. 
79 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Lại Nguyễn Duy, Huỳnh Thanh Hòa, Bài giảng Truyền Số Liệu, Trường CĐ KT Cao 
Thắng, 2012. 
[2] Trần Văn Sư, Truyền số liệu và Mạng thông tin số, NXB ĐHQG TP. HCM. 
[3] Nguyễn Hồng Sơn, Kỹ thuật Truyền Số Liệu, NXB Lao động - Xã hội. 
[4] William Stallings, Data and Computer Communications, Prentice Hall. 
[5] Phạm Ngọc Dĩnh, Kỹ thuật Truyền Số Liệu, Học viện CNBCVT.