Tiểu Luận Các nguyên lý cơ bản của các giao thức mức thấp cho truyền dữ liệu trong mạng truyền thông công nghi

Các nguyên lý cơ bản của các giao thức mức thấp cho truyền dữ liệu trong mạng truyền thông công nghiệp

Lời nói đầu
Do đặc thù của ngành công nghiệp mà đã tạo ra nhiều loại mạng truyền thông khác nhau. Mặt khác mạng truyền thông trong công nghiệp cũng có những đặc thù riêng, có thể phân biệt chúng với mạng thông tin quảng đại về một số khía cạnh như: Phạm vi hoạt động, yêu cầu độ tin cậy khi truyền Có thể thấy các ưu điểm của mạng truyền thông công nghiệp như: Thay thế được hoàn toàn hệ thống cũ (0-20mA, 0-10V ), cho phép làm việc với các nhà sản xuất khác nhau, là hệ thống mở, cho phép điều khiển và hiệu chỉnh, giá thành thấp, lượng thông tin truyền tải lớn Như vậy, tìm hiểu và phát triển mạng truyền thông công nghiệp là một việc làm rất cần thiết. Một trong những khía cạnh đáng quan tâm là các giao thức mức thấp trong mạng truyền thông công nghiệp. Nội dung dưới đây chúng tôi xin trình bày “các nguyên lý cơ bản của các giao thức mức thấp cho truyền dữ liệu trong mạng truyền thông công nghiệp”. Do hạn chế về thời gian cũng như kiến thức chưa thực sự chuyên sâu, nên không thể tránh được những thiếu sót, chúng tôi sẽ cố gắng khắc phục và tìm hiểu kĩ hơn để hoàn thiện nội dung một cách đầy đủ hơn. Xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS.Nguyễn Văn Khang đã định hướng cho chúng tôi phát triển đề tài và tham khảo tài liệu để hoàn thiện bài báo cáo này.
Nhóm thực hiện: Nhóm 20











1. Giới thiệu
Trong mạng chuyển mạch gói, các lớp thấp (lớp liên kết dữ liệu, lớp điều khiển truy cập, lớp vật lý) đã giải quyết một vài nhiệm vụ cơ bản tạo thuận lợi để truyền thông hiệu quả. Các lớp thấp đề cập đến thông tin giữa các trạm lân cận, còn các lớp trên (lớp mạng, lớp truyền tải) đề cập đến truyền thông kết cuối (end-to-end) thông qua nhiều trạm trung gian.
Do các lớp thấp truyền qua kênh vật lý nên bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi đặc tính vật lý của kênh (như băng thông, lỗi kênh .) , điều đó ảnh hưởng đến thiết kế của chúng. Điều quan trọng của các lớp thấp đối với các hệ thống thông tin công nghiệp phải đảm bảo thời gian thực ngặt nghèo và độ tin cậy: nếu các lớp thấp không bảo đảm truyền thành công một gói/ khung trong một khoảng thời gian nhất định, thì ở các lớp trên không thể bù lại được bằng bất kỳ cách nào. Do đó nhiều kỹ thuật đã được phát triển để thực hiện các bảo đảm này và khắc phục những thuộc tính kênh vật lý xấu như các lỗi truyền dẫn.
Hầu hết trong các mạng thông tin công nghiệp, truyền dẫn dựa trên truyền gói, tức là dữ liệu được phân đoạn thành một số gói riêng biệt và các gói này được truyền qua kênh. Do đó chúng ta sẽ quan tâm đến các vấn đề sau đây:
Khi nào ta truyền một gói tin? Nếu có nhiều trạm, cùng 1 lúc muốn truyền tải gói dữ liệu của họ trên cùng một kênh truyền, do đó, cần có 1 giải pháp chia sẻ kênh truyền cho từng trạm, nhằm đảm bảo các kênh đều có thể truyền dữ liệu. Vấn đề này được giải quyết bằng cách ứng dụng giao thức điều khiển truy nhập MAC.
Vậy làm thế nào để khắc phục sự cố khi có các lỗi trên kênh truyền? Đây là lý do tại sao ta cần có cơ chế kiểm soát lỗi.
Gói tin nào được truyền đi tiếp theo? Đây là vấn đề của việc lập kế hoạch gói tin.
Làm thế nào để đảm bảo an toàn khi người nhận phải nhận quá nhiều luồng dữ liệu từ máy phát? Đây là vấn đề của việc kiểm soát luồng.
Sau đây, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu một số vấn đề cơ bản nhất.
2. Tạo khung và đồng bộ