Chương 5: Tầng Liên Kết và Mạng Cục Bộ (Link Layer & LAN)

1. Giới Thiệu Tầng Liên Kết

1.1 Các thuật ngữ cơ bản

• Node: bất kỳ host hoặc router nào trong mạng.
• Link (liên kết): kênh truyền thông kết nối hai node lân cận nhau. Có thể là kết nối có dây, không dây, hoặc LAN.
• Frame: đơn vị dữ liệu ở tầng liên kết (Layer 2). Datagram từ tầng mạng được đóng gói (encapsulate) vào trong frame trước khi truyền đi.

1.2 Ngữ cảnh hoạt động

Datagram từ nguồn đến đích có thể đi qua nhiều loại liên kết khác nhau: đoạn đầu qua WiFi, đoạn giữa qua Ethernet, đoạn cuối qua cáp quang. Mỗi loại liên kết sử dụng một giao thức tầng liên kết khác nhau.

Tương tự giao thông vận tải: Datagram = khách du lịch, liên kết = phương tiện vận chuyển, giao thức tầng liên kết = cách thức di chuyển (xe limo, máy bay, tàu hỏa).

1.3 Các dịch vụ của tầng liên kết

1.4 Tầng liên kết được triển khai ở đâu?

Tầng liên kết không chỉ là phần mềm thuần túy. Nó được triển khai trong NIC (Network Interface Card) — card mạng Ethernet hoặc chip WiFi — gắn vào bus hệ thống (PCI) của máy tính. NIC kết hợp cả hardware, firmware và software.

[CPU] -- [Memory] -- [Host Bus (PCI)] -- [NIC / Network Adapter]
                                              ↕
                                        Link layer + Physical layer

2. Phát Hiện và Sửa Lỗi

2.1 Nguyên lý chung

Bên gửi thêm các bit EDC (Error Detection and Correction) vào dữ liệu D trước khi gửi. Bên nhận dùng EDC để kiểm tra tính toàn vẹn.

Bên gửi: [ D | EDC ] ──────────────────► Bên nhận
                        (kênh có thể lỗi)    Kiểm tra D' và EDC'
                                             → Nếu sai: phát hiện lỗi
                                             → Nếu đúng: OK (nhưng vẫn có thể có lỗi nhỏ sót)

2.2 Kiểm tra chẵn lẻ (Parity Checking)

Parity bit đơn (Single-bit parity)

Thêm 1 bit sao cho tổng số bit 1 trong dữ liệu + parity bit là chẵn (even parity).

Dữ liệu:  0111000110101011
Số bit 1:  9 (lẻ)
Parity bit: 1 → tổng trở thành 10 (chẵn)

Truyền đi: 0111000110101011 | 1

• Ưu điểm: đơn giản.
• Nhược điểm: chỉ phát hiện được lỗi số lẻ bit. Nếu lỗi 2 bit cùng lúc → không phát hiện được.

Parity 2 chiều (2D parity)

Sắp xếp dữ liệu thành ma trận i×j. Tính parity cho từng hàng và từng cột.

Dữ liệu gốc:     Thêm parity hàng/cột:
0 1 1 0 1  →  0 1 1 0 1 | 1
1 0 1 1 1  →  1 0 1 1 1 | 0
1 1 1 0 0  →  1 1 1 0 0 | 1
─────────     ─────────────
1 0 1 1 1  ← parity cột

• Phát hiện và sửa được lỗi 1 bit: giao điểm của hàng lỗi và cột lỗi chỉ đúng vị trí bit sai.
• Phát hiện được nhiều lỗi hơn parity đơn.

2.3 Internet Checksum

Dùng ở tầng transport (UDP, TCP). Coi nội dung segment là chuỗi số nguyên 16-bit, cộng tất cả lại (bù 1 - ones’ complement sum), lấy phần bù làm checksum.

Bên gửi: tính checksum, điền vào trường checksum của header.

Bên nhận: tính lại checksum của segment nhận được, so với trường checksum:

• Khác nhau → phát hiện lỗi.
• Giống nhau → OK (có thể vẫn có lỗi không phát hiện được).

2.4 CRC (Cyclic Redundancy Check)

CRC là phương pháp mạnh nhất trong ba phương pháp, được dùng rộng rãi trong Ethernet, WiFi 802.11.

Nguyên lý

• D: dữ liệu gốc (d bit).
• G: chuỗi bit generator (bộ tạo), có độ dài r+1 bit (được thỏa thuận trước giữa hai phía).
• R: r bit CRC được thêm vào sau D.

Mục tiêu: chọn R sao cho <D, R> (tức D nối R) chia hết cho G theo phép chia modulo 2 (XOR).

Công thức: D * 2^r XOR R ≡ 0 (mod G)
→ R = remainder[ D * 2^r / G ]  (phép chia mod 2)

• D * 2^r = dịch chuyển D sang trái r bit (thêm r bit 0 vào cuối).
• Phép chia mod 2: thay phép trừ bằng XOR.

Ví dụ tính CRC

D = 101110 (d = 6 bit)
G = 1001   (r = 3, nên thêm 3 bit CRC)
D * 2^3 = 101110000

Thực hiện phép chia nhị phân D*2^3 / G:
101110000 ÷ 1001

101110000
1001
─────────
 00101000
    1001
    ─────
     01100
      1001
      ────
       1010
       1001
       ────
        011  ← R = 011

Kết quả truyền đi: <D, R> = 101110 011

Bên nhận: chia <D', R'> cho G. Nếu dư khác 0 → có lỗi.

3. Các Giao Thức Đa Truy Cập (Multiple Access Protocols)

3.1 Vấn đề đặt ra

Khi nhiều node cùng chia sẻ một kênh broadcast, nếu hai node truyền đồng thời sẽ xảy ra xung đột (collision) — tín hiệu chồng lấp, dữ liệu bị hỏng.

Giao thức MAC (Multiple Access Control) định nghĩa khi nào một node được phép truyền, và cách xử lý khi xảy ra xung đột.

3.2 Ba lớp giao thức MAC

3.3 Phân hoạch kênh

TDMA (Time Division Multiple Access)

Chia thời gian thành các slot (khe thời gian) cố định, mỗi node được gán một slot riêng.

Vòng 1:  | Node1 | Node2 | Node3 | Node4 | Node5 | Node6 |
Vòng 2:  | Node1 |  idle | Node3 |  idle |  idle | Node6 |

• Ưu điểm: không có xung đột, công bằng.
• Nhược điểm: lãng phí khi tải thấp (node không có dữ liệu vẫn “chiếm” slot của mình, các node khác không được dùng).

FDMA (Frequency Division Multiple Access)

Chia băng thông kênh thành các dải tần riêng, mỗi node được gán một dải tần cố định.

Băng tần kênh:
|──Node1──|──Node2──|──Node3──|──Node4──|──idle──|──idle──|
 f1        f2        f3        f4         f5       f6

• Tương tự TDMA: không xung đột, nhưng lãng phí khi tải thấp.

3.4 Truy cập ngẫu nhiên

Node không phối hợp trước khi gửi. Nếu xung đột → phát hiện và truyền lại sau một thời gian ngẫu nhiên.

Pure ALOHA (Unslotted ALOHA)

Node gửi ngay khi có dữ liệu, không cần đợi đầu slot. Xung đột xảy ra khi hai frame chồng lấp về thời gian.

• Frame gửi tại t₀ có thể xung đột với frame gửi trong khoảng [t₀-1, t₀+1].
• Hiệu suất tối đa: 1/(2e) ≈ 18% — rất thấp.

Slotted ALOHA

Thời gian chia thành slot đồng đều. Node chỉ bắt đầu gửi vào đầu slot. Tất cả node đồng bộ.

Hoạt động:

• Nhận frame mới → gửi vào slot tiếp theo.
• Nếu không xung đột → thành công, chuyển frame mới.
• Nếu xung đột → truyền lại ở slot tiếp theo với xác suất p (ngẫu nhiên hóa để tránh xung đột lặp).

Tính hiệu suất Slotted ALOHA:

• Xác suất 1 node thành công trong 1 slot = p(1-p)^(N-1)
• Xác suất bất kỳ node nào thành công = Np(1-p)^(N-1)
• Tối ưu hóa theo p, khi N → ∞:

$$\text{Hiệu suất tối đa} = \frac{1}{e} \approx 37%$$

CSMA (Carrier Sense Multiple Access)

“Lắng nghe trước khi nói” — nghe xem kênh có đang bận không trước khi gửi.

• Kênh rảnh → gửi toàn bộ frame.
• Kênh bận → chờ đến khi rảnh rồi gửi.

Vẫn có thể xung đột! Vì có độ trễ lan truyền (propagation delay): node A bắt đầu gửi, nhưng tín hiệu chưa đến node B, B nghe thấy kênh rảnh và cũng bắt đầu gửi → xung đột.

CSMA/CD (Collision Detection)

Cải tiến từ CSMA: phát hiện xung đột trong khi đang truyền và dừng ngay khi phát hiện, thay vì truyền hết frame rồi mới biết bị lỗi.

Thuật toán CSMA/CD (Ethernet):

1. NIC nhận datagram từ tầng mạng, tạo frame
2. NIC nghe kênh:
   - Rảnh → bắt đầu truyền
   - Bận → đợi đến khi rảnh rồi truyền
3. Nếu truyền xong không có xung đột → hoàn thành ✓
4. Nếu phát hiện xung đột TRONG KHI truyền:
   - Hủy truyền ngay
   - Gửi tín hiệu "jam" (tắc nghẽn) để báo cho các node khác
5. Thực hiện Binary Exponential Backoff:
   - Sau lần xung đột thứ m: chọn K ngẫu nhiên từ {0, 1, ..., 2^m - 1}
   - Đợi K × 512 × (thời gian truyền 1 bit)
   - Quay lại bước 2

Hiệu suất CSMA/CD:

$$\text{Efficiency} = \frac{1}{1 + 5 \cdot t_{prop}/t_{trans}}$$

• t_prop → 0 hoặc t_trans → ∞ thì hiệu suất → 1 (100%)
• Trong thực tế: tốt hơn ALOHA đáng kể, đơn giản, rẻ, phi tập trung.

3.5 Giao thức Luân phiên (Taking Turns)

Kết hợp ưu điểm của cả hai loại trên: hiệu quả ở cả tải cao lẫn tải thấp.

Polling (Kiểm soát vòng)

Có một node điều khiển (controller/master) trung tâm. Master lần lượt “mời” (poll) từng slave gửi dữ liệu.

Master → Slave1: "Mày có gì gửi không?"
Slave1 → Master: [dữ liệu]
Master → Slave2: "Mày có gì gửi không?"
Slave2 → Master: [không có gì]
...

• Ưu điểm: không xung đột, có thứ tự.
• Nhược điểm: overhead polling, độ trễ do chờ lượt, điểm lỗi duy nhất (nếu master chết → toàn mạng chết).

Token Passing (Chuyển token)

Không có master. Một token (bản tin đặc biệt) được truyền vòng quanh theo thứ tự cố định. Node nào giữ token mới được gửi dữ liệu.

Token: [T] → Node A (có data) → gửi data, rồi chuyển [T] → Node B (không có data) → chuyển [T] → Node C...

• Dùng trong: Bluetooth, FDDI, Token Ring.
• Nhược điểm: nếu token bị mất hoặc node đang giữ token chết → cần cơ chế phục hồi phức tạp.

4. Mạng LAN

4.1 Địa chỉ MAC

So sánh địa chỉ MAC và IP

Phân bổ địa chỉ MAC: do IEEE quản lý. Nhà sản xuất mua một block OUI (Organizationally Unique Identifier) 24 bit đầu, tự gán 24 bit sau → đảm bảo duy nhất toàn cầu.

4.2 ARP (Address Resolution Protocol)

Vấn đề

Tầng mạng biết địa chỉ IP của đích, nhưng để tạo frame L2, cần biết địa chỉ MAC của node đó. ARP giải quyết vấn đề này.

Bảng ARP

Mỗi node duy trì một bảng ARP trong RAM:

< Địa chỉ IP | Địa chỉ MAC | TTL (Time To Live) >
137.196.7.14  58-23-D7-FA-20-B0  500s
137.196.7.23  71-65-F7-2B-08-53  300s

TTL thường là 20 phút — sau đó entry bị xóa (để phòng khi MAC thay đổi).

Quy trình ARP (A muốn gửi cho B, chưa biết MAC của B)

Bước 1: A gửi ARP Request broadcast (FF-FF-FF-FF-FF-FF), chứa IP của B cần tìm. Tất cả node trong LAN đều nhận.

Bước 2: Node có IP trùng (là B) gửi ARP Reply unicast về cho A, chứa MAC của mình.

Bước 3: A cập nhật bảng ARP, lưu ánh xạ IP_B → MAC_B.

Định tuyến qua mạng con khác (A → R → B)

Khi A và B ở khác subnet, A không thể gửi trực tiếp cho B. Phải đi qua router R.

A (111.111.111.111) ──── Router R ──── B (222.222.222.222)
         Subnet 1                           Subnet 2

4.3 Ethernet

Lịch sử và đặc điểm

• Công nghệ LAN đầu tiên được sử dụng rộng rãi (do Robert Metcalfe phát minh).
• Đơn giản, rẻ, dễ triển khai.
• Tốc độ phát triển liên tục: 10 Mbps → 100 Mbps → 1 Gbps → 10 Gbps → 400 Gbps.

Cấu trúc vật lý

• Bus (trước ~1990s): tất cả node cùng kết nối vào một cáp đồng trục chung → cùng miền xung đột.
• Switch (hiện đại): mỗi node kết nối riêng đến switch → không xung đột, full-duplex.

Cấu trúc Ethernet Frame

| Preamble (7B) | SFD (1B) | MAC đích (6B) | MAC nguồn (6B) | Type (2B) | Data (46-1500B) | CRC (4B) |

Ethernet: Không kết nối, Không tin cậy

• Connectionless: không có quá trình bắt tay trước khi gửi.
• Unreliable: NIC nhận không gửi ACK/NAK. Frame bị mất → không tự động truyền lại ở tầng liên kết.
• Dữ liệu mất chỉ được khôi phục nếu tầng trên (TCP) hỗ trợ.
• Giao thức đa truy cập: Unslotted CSMA/CD với binary exponential backoff.

4.4 Switch (Bộ chuyển mạch Ethernet)

Đặc điểm cơ bản

Switch là thiết bị tầng liên kết (Layer 2):

• Store-and-forward: nhận toàn bộ frame trước khi chuyển tiếp.
• Selective forwarding: dựa trên MAC đích, chỉ gửi ra đúng cổng cần thiết, không flood ra tất cả cổng.
• Transparent: các host không biết có switch — cắm vào là chạy.
• Plug-and-play, self-learning: không cần cấu hình tay.
• Mỗi cổng switch là một collision domain riêng → không xung đột giữa các host.

Bảng chuyển tiếp (Switch Forwarding Table)

Mỗi switch duy trì bảng:

| MAC địa chỉ      | Cổng | TTL |
|------------------|------|-----|
| AA-BB-CC-DD-EE-01 |  1   |  60 |
| AA-BB-CC-DD-EE-02 |  3   |  60 |

Switch tự học (Self-learning)

Kết nối nhiều Switch

Nhiều switch có thể kết nối nhau tạo thành mạng lớn. Switch học địa chỉ MAC theo nguyên tắc tương tự như với một switch đơn — qua quá trình flood và tự học.

Switch vs Router

4.5 VLAN (Virtual LAN)

Vấn đề khi LAN mở rộng

Khi một LAN vật lý lớn, tất cả broadcast traffic (ARP, DHCP, MAC chưa biết) phải gửi tới tất cả node → lãng phí băng thông, giảm hiệu năng, rủi ro bảo mật.

Thêm vào đó: nhân viên di chuyển giữa các phòng ban nhưng vẫn muốn giữ kết nối logic với VLAN cũ của mình.

VLAN là gì?

VLAN cho phép một switch vật lý hoạt động như nhiều switch ảo độc lập. Các nhóm cổng khác nhau tạo thành các broadcast domain tách biệt.

Switch vật lý (16 cổng):
┌────────────────────────────────┐
│ EE VLAN: cổng 1-8              │
│ CS VLAN: cổng 9-15             │
└────────────────────────────────┘
→ Frame từ cổng 1 chỉ có thể đến cổng 1-8, không qua được cổng 9-15

Port-based VLAN

Cấu hình bằng phần mềm quản lý switch: gán từng cổng vào VLAN nào.

• Cách ly lưu lượng: frame chỉ đi trong cùng VLAN.
• Thành viên động: có thể gán lại cổng cho VLAN khác bằng lệnh (không cần cắm lại dây).
• Routing giữa VLAN: cần qua router (hoặc switch L3) — traffic không tự đi qua được giữa các VLAN.

VLAN Trunk Port

Khi VLAN cần trải rộng qua nhiều switch vật lý, cần trunk port — cổng đặc biệt cho phép frame của nhiều VLAN khác nhau đi qua.

Frame trên trunk port phải mang thêm thông tin VLAN ID để switch đích biết frame thuộc VLAN nào.

Chuẩn 802.1Q

Thêm 4 byte tag vào giữa Ethernet frame:

Ethernet frame gốc:
| Preamble | MAC đích | MAC nguồn | Type | Data | CRC |

802.1Q frame (thêm VLAN tag):
| Preamble | MAC đích | MAC nguồn | 802.1Q Tag (4B) | Type | Data | CRC |
                                    ↕
                          | Protocol ID (2B: 0x8100) | Priority (3b) | VLAN ID (12b) |

• VLAN ID: 12 bit → tối đa 4094 VLAN trên một mạng.
• Priority: 3 bit → ưu tiên QoS (tương tự IP TOS).
• Switch trunk thêm tag khi gửi ra trunk port, xóa tag khi chuyển vào access port.

5. Tổng Hợp: Hành Trình Của Một Yêu Cầu Web

Kịch bản: sinh viên cắm laptop vào mạng UIT, mở trình duyệt vào www.google.com.

Bước 1: DHCP — Lấy địa chỉ IP

Gói DHCP được đóng gói: DHCP → UDP → IP → Ethernet frame.

Bước 2: ARP — Tìm MAC của Default Gateway

Trước khi gửi DNS query, laptop cần MAC của router (default gateway).

ARP Request broadcast → tất cả node trong LAN
Router trả lời ARP Reply → laptop có MAC của router

Bước 3: DNS — Phân giải tên miền

Laptop gửi DNS query hỏi IP của www.google.com:

DNS query → UDP → IP → Ethernet frame (MAC đích = MAC router)
→ Router chuyển tiếp qua ISP → DNS server → trả lời IP của Google

Bước 4: TCP — Thiết lập kết nối

Laptop → Google: TCP SYN
Google → Laptop: TCP SYN-ACK
Laptop → Google: TCP ACK
→ Kết nối TCP đã thiết lập

Bước 5: HTTP — Yêu cầu và nhận trang web

Laptop → Google: HTTP GET /
Google → Laptop: HTTP 200 OK (nội dung trang web)
→ Trình duyệt hiển thị trang Google

6. Tóm Tắt Chương 5

50+ Câu Trắc Nghiệm Ôn Tập

Câu 1. Nhiệm vụ chính của tầng liên kết là gì?

• A. Định tuyến gói tin từ nguồn đến đích qua nhiều mạng
• B. Chuyển datagram từ một node đến node liền kề vật lý qua một đường liên kết
• C. Mã hóa dữ liệu để bảo mật truyền thông
• D. Phân giải tên miền thành địa chỉ IP

Câu 2. Đơn vị dữ liệu ở tầng liên kết được gọi là gì?

• A. Segment
• B. Datagram
• C. Frame
• D. Packet

Câu 3. Tầng liên kết được triển khai chủ yếu ở đâu trong máy tính?

• A. Trong nhân hệ điều hành (kernel)
• B. Trong card mạng (NIC) hoặc chip mạng
• C. Trong CPU
• D. Trong RAM của máy tính

Câu 4. Sự khác biệt giữa phát hiện lỗi và sửa lỗi là gì?

• A. Phát hiện lỗi xảy ra ở bên gửi, sửa lỗi xảy ra ở bên nhận
• B. Phát hiện lỗi chỉ thông báo có lỗi, sửa lỗi tự xác định và sửa bit sai không cần truyền lại
• C. Phát hiện lỗi dùng CRC, sửa lỗi dùng checksum
• D. Không có sự khác biệt, đây là hai tên gọi của cùng một kỹ thuật

Câu 5. Single-bit parity có khả năng phát hiện bao nhiêu bit lỗi?

• A. Không phát hiện được lỗi nào
• B. Phát hiện tất cả lỗi bit
• C. Phát hiện lỗi khi số bit lỗi là lẻ
• D. Phát hiện lỗi khi số bit lỗi là chẵn

Câu 6. 2D Parity có thể làm gì mà single-bit parity không làm được?

• A. Phát hiện lỗi nhiều bit hơn và sửa lỗi 1 bit
• B. Nén dữ liệu trước khi truyền
• C. Mã hóa dữ liệu
• D. Tăng tốc độ truyền

Câu 7. CRC được sử dụng trong công nghệ nào sau đây?

• A. Chỉ trong mạng không dây WiFi
• B. Chỉ trong mạng Ethernet
• C. Cả Ethernet và WiFi 802.11
• D. Chỉ trong mạng điện thoại di động

Câu 8. Trong CRC, nếu phần dư khi chia <D', R'> cho G tại bên nhận bằng 0, điều đó có nghĩa là gì?

• A. Chắc chắn có lỗi xảy ra
• B. Chắc chắn không có lỗi
• C. Không phát hiện thấy lỗi (nhưng vẫn có thể có lỗi không phát hiện được)
• D. CRC không hoạt động đúng

Câu 9. Trong CRC với generator G có r+1 bit, có thể phát hiện tất cả lỗi burst có độ dài tối đa bao nhiêu bit?

• A. r-1 bit
• B. r bit
• C. r+1 bit
• D. 2r bit

Câu 10. Giao thức đa truy cập lý tưởng với kênh R bps và M node đều muốn gửi, mỗi node nên gửi được ở tốc độ?

• A. R bps
• B. R/2 bps
• C. R/M bps
• D. M×R bps

Câu 11. TDMA là viết tắt của gì và hoạt động theo nguyên lý nào?

• A. Time Division Multiple Access — chia kênh thành các khe thời gian, mỗi node được gán 1 khe
• B. Transmission Data Multiple Access — truyền dữ liệu theo nhiều đường
• C. Total Division Media Access — chia tổng thể kênh truyền
• D. Time Domain Media Architecture — kiến trúc kênh theo miền thời gian

Câu 12. Nhược điểm chính của TDMA và FDMA là gì?

• A. Dễ gây xung đột
• B. Lãng phí khi tải thấp — node không truyền vẫn giữ slot/tần số của mình
• C. Phức tạp, khó triển khai
• D. Không thể sử dụng cho nhiều hơn 2 node

Câu 13. Trong Slotted ALOHA, khi xảy ra xung đột, node xử lý thế nào?

• A. Hủy bỏ frame và không gửi lại
• B. Truyền lại ngay lập tức ở slot tiếp theo
• C. Truyền lại ở mỗi slot tiếp theo với xác suất p ngẫu nhiên
• D. Chờ đúng 2 slot rồi truyền lại

Câu 14. Hiệu suất tối đa của Slotted ALOHA là bao nhiêu?

• A. 100%
• B. 50%
• C. 37% (1/e)
• D. 18% (1/2e)

Câu 15. Hiệu suất tối đa của Pure (Unslotted) ALOHA là bao nhiêu?

• A. 37%
• B. 25%
• C. 18% (1/2e)
• D. 50%

Câu 16. Tại sao Pure ALOHA có hiệu suất thấp hơn Slotted ALOHA?

• A. Pure ALOHA dùng nhiều băng thông hơn
• B. Không đồng bộ slot → frame có thể xung đột trong khoảng thời gian rộng gấp đôi (t₀-1 đến t₀+1)
• C. Pure ALOHA không phát hiện được xung đột
• D. Pure ALOHA yêu cầu nhiều node hơn

Câu 17. CSMA là viết tắt của gì và nguyên lý hoạt động?

• A. Collision Sense Multiple Access — phát hiện xung đột trước khi gửi
• B. Carrier Sense Multiple Access — cảm biến sóng mang (nghe kênh) trước khi truyền
• C. Channel Sharing Multiple Access — chia sẻ kênh truyền
• D. Coded Signal Multiple Access — dùng mã để truy cập kênh

Câu 18. Tại sao CSMA vẫn có thể xảy ra xung đột dù đã “nghe kênh” trước khi gửi?

• A. Vì CSMA không thể phát hiện tín hiệu
• B. Vì có độ trễ lan truyền: tín hiệu của node A chưa đến B khi B bắt đầu gửi
• C. Vì CSMA chỉ hoạt động với mạng không dây
• D. Vì các node không đồng bộ thời gian

Câu 19. CSMA/CD khác CSMA như thế nào?

• A. CSMA/CD không cần nghe kênh trước khi gửi
• B. CSMA/CD phát hiện xung đột trong khi đang truyền và dừng ngay, giảm lãng phí
• C. CSMA/CD chỉ dùng cho mạng không dây
• D. CSMA/CD cho phép gửi mà không cần chờ kênh rảnh

Câu 20. Tín hiệu “jam” trong CSMA/CD có tác dụng gì?

• A. Tăng tốc độ truyền sau xung đột
• B. Thông báo cho tất cả các node biết đã xảy ra xung đột
• C. Yêu cầu node đích gửi ACK
• D. Reset bộ đếm thời gian backoff

Câu 21. Binary Exponential Backoff trong CSMA/CD hoạt động như thế nào?

• A. Luôn đợi đúng 512 bit-times trước khi truyền lại
• B. Sau lần xung đột thứ m, chọn K ngẫu nhiên từ {0,…,2^m-1} rồi đợi K×512 bit-times
• C. Tăng tốc độ truyền gấp đôi sau mỗi xung đột
• D. Đợi thời gian cố định sau mỗi xung đột

Câu 22. Hiệu suất CSMA/CD tốt nhất khi nào?

• A. Khi t_prop lớn và t_trans nhỏ
• B. Khi t_prop → 0 hoặc t_trans → ∞
• C. Khi số node trong mạng lớn
• D. Khi tốc độ truyền thấp

Câu 23. Giao thức MAC nào được sử dụng trong Ethernet?

• A. Slotted ALOHA
• B. TDMA
• C. Unslotted CSMA/CD với binary exponential backoff
• D. Token Passing

Câu 24. Giao thức MAC nào được sử dụng trong WiFi 802.11?

• A. CSMA/CD
• B. CSMA/CA
• C. Token Passing
• D. Pure ALOHA

Câu 25. Polling (kiểm soát vòng) có nhược điểm gì?

• A. Gây quá nhiều xung đột
• B. Không thể dùng với nhiều hơn 2 node
• C. Overhead polling, độ trễ, và điểm lỗi duy nhất (node điều khiển chết → cả mạng chết)
• D. Không hiệu quả với tải cao

Câu 26. Token Passing được sử dụng trong công nghệ mạng nào?

• A. Ethernet và WiFi
• B. Bluetooth, FDDI, Token Ring
• C. 4G/5G và vệ tinh
• D. DOCSIS và cáp đồng trục

Câu 27. Địa chỉ MAC có độ dài bao nhiêu bit?

• A. 32 bit
• B. 48 bit
• C. 64 bit
• D. 128 bit

Câu 28. Ai quản lý việc phân bổ địa chỉ MAC?

• A. IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
• B. IETF
• C. IEEE
• D. Mỗi nhà sản xuất tự quyết định

Câu 29. Sự khác biệt quan trọng nhất giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP là gì?

• A. MAC dài hơn IP
• B. MAC cố định với phần cứng (portable), IP phụ thuộc vào vị trí mạng
• C. MAC dùng số thập phân, IP dùng số hex
• D. MAC là địa chỉ tầng mạng, IP là địa chỉ tầng liên kết

Câu 30. ARP Request được gửi như thế nào?

• A. Unicast đến node đích
• B. Broadcast đến tất cả node trong LAN (MAC đích = FF-FF-FF-FF-FF-FF)
• C. Multicast đến một nhóm node
• D. Chỉ gửi đến default gateway

Câu 31. TTL trong bảng ARP thường là bao lâu và mục đích là gì?

• A. 1 phút — để tiết kiệm bộ nhớ
• B. 20 phút — để entry cũ bị xóa khi MAC thay đổi (ví dụ thay NIC)
• C. 1 giờ — để giảm số lần gửi ARP Request
• D. Vĩnh viễn — MAC không bao giờ thay đổi

Câu 32. Khi A gửi datagram cho B ở subnet khác qua router R, địa chỉ MAC đích trong frame đầu tiên (từ A đến R) là gì?

• A. MAC của B
• B. MAC của A
• C. MAC của cổng router R kết nối với subnet của A
• D. Địa chỉ broadcast

Câu 33. Khi frame A→R đến router, điều gì xảy ra với datagram IP bên trong?

• A. Router sửa địa chỉ IP nguồn và đích
• B. Router tách frame, giữ nguyên datagram IP (IP nguồn/đích không đổi), tạo frame mới với MAC đích = MAC của B
• C. Router đóng gói thêm một lớp IP nữa
• D. Router loại bỏ datagram và tạo datagram mới hoàn toàn

Câu 34. Trường Preamble trong Ethernet frame có tác dụng gì?

• A. Xác định giao thức tầng trên
• B. Đồng bộ hóa clock giữa bên gửi và bên nhận
• C. Kiểm tra lỗi của frame
• D. Ghi địa chỉ MAC nguồn

Câu 35. Trường “Type” trong Ethernet frame dùng để làm gì?

• A. Xác định kích thước của frame
• B. Xác định giao thức tầng trên (IPv4, ARP, IPv6…) để demultiplex tại bên nhận
• C. Ghi số thứ tự frame
• D. Chỉ định tốc độ truyền

Câu 36. Ethernet có đặc điểm nào sau đây?

• A. Kết nối (connection-oriented) và đáng tin cậy (reliable)
• B. Không kết nối và đáng tin cậy
• C. Kết nối nhưng không đáng tin cậy
• D. Không kết nối và không đáng tin cậy

Câu 37. Switch khác hub như thế nào?

• A. Switch hoạt động ở Layer 3, hub ở Layer 2
• B. Switch chuyển tiếp có chọn lọc dựa trên MAC, hub chỉ lặp lại tín hiệu ra tất cả cổng
• C. Switch dùng CSMA/CD, hub không dùng
• D. Switch chỉ dùng cho mạng không dây

Câu 38. Switch “tự học” (self-learning) hoạt động theo nguyên lý nào?

• A. Nhận cấu hình từ admin qua SNMP
• B. Khi nhận frame, ghi lại ánh xạ MAC_nguồn → số cổng vào bảng chuyển tiếp
• C. Trao đổi bảng MAC với các switch khác qua giao thức định tuyến
• D. Dùng ARP để khám phá địa chỉ MAC của các node

Câu 39. Khi switch nhận frame có MAC đích chưa có trong bảng chuyển tiếp, nó làm gì?

• A. Loại bỏ frame
• B. Gửi ARP Request để tìm MAC
• C. Flood: gửi ra tất cả cổng trừ cổng nhận vào
• D. Gửi về cổng nhận vào

Câu 40. Khi switch nhận frame có MAC đích trùng với cùng phân đoạn (segment) mà frame đến, switch làm gì?

• A. Chuyển tiếp frame ra cổng đó
• B. Loại bỏ (drop) frame — vì nguồn và đích cùng segment, không cần chuyển qua switch
• C. Flood ra tất cả cổng
• D. Gửi NACK về nguồn

Câu 41. So sánh Switch và Router: điểm giống nhau là gì?

• A. Cả hai đều dùng địa chỉ IP để chuyển tiếp
• B. Cả hai đều là thiết bị store-and-forward và đều có bảng chuyển tiếp
• C. Cả hai đều hoạt động ở Layer 2
• D. Cả hai đều dùng thuật toán định tuyến như OSPF

Câu 42. Vấn đề gì phát sinh khi một LAN vật lý mở rộng quá lớn mà không dùng VLAN?

• A. Địa chỉ IP không đủ
• B. Tất cả broadcast traffic (ARP, DHCP…) phải gửi đến toàn bộ mạng → giảm hiệu năng và bảo mật
• C. Switch không thể học địa chỉ MAC
• D. CRC không còn hoạt động chính xác

Câu 43. Port-based VLAN là gì?

• A. VLAN dựa trên địa chỉ IP của node
• B. Các cổng của switch được gán vào nhóm VLAN bằng phần mềm, tạo ra nhiều switch ảo từ 1 switch vật lý
• C. VLAN được tạo bằng cách thêm phần cứng vào switch
• D. VLAN chỉ hoạt động với mạng không dây

Câu 44. Trunk port trong VLAN có chức năng gì?

• A. Cổng kết nối với internet
• B. Cho phép frame của nhiều VLAN khác nhau đi qua giữa các switch vật lý
• C. Cổng dành riêng cho traffic quản lý
• D. Cổng có băng thông cao nhất trong switch

Câu 45. Chuẩn 802.1Q thêm bao nhiêu byte vào Ethernet frame và ở vị trí nào?

• A. 2 byte vào cuối frame
• B. 4 byte vào giữa frame (giữa MAC nguồn và trường Type)
• C. 8 byte vào đầu frame (sau Preamble)
• D. 6 byte thay thế trường CRC

Câu 46. Trong kịch bản yêu cầu trang web, giao thức nào được dùng đầu tiên khi laptop kết nối vào mạng mới?

• A. DNS
• B. ARP
• C. DHCP
• D. HTTP

Câu 47. Trong kịch bản yêu cầu trang web, tại sao ARP cần chạy trước DNS?

• A. ARP nhanh hơn DNS
• B. Để gửi DNS query qua mạng, cần biết MAC của default gateway — ARP phân giải MAC từ IP của gateway
• C. ARP cung cấp địa chỉ IP cho DNS server
• D. DNS phụ thuộc vào bảng ARP để hoạt động

Câu 48. Sau khi nhận được IP của www.google.com từ DNS, bước tiếp theo là gì?

• A. Gửi HTTP GET ngay lập tức
• B. Thiết lập kết nối TCP bằng 3-way handshake (SYN → SYN-ACK → ACK)
• C. Gửi thêm ARP Request đến Google
• D. Cập nhật bảng định tuyến

Câu 49. DHCP Request được đóng gói theo thứ tự nào?

• A. DHCP → TCP → IP → Ethernet
• B. DHCP → UDP → IP → Ethernet
• C. DHCP → IP → UDP → Ethernet
• D. DHCP → Ethernet → IP → UDP

Câu 50. Trong suốt hành trình từ laptop đến server Google, yếu tố nào không thay đổi?

• A. Địa chỉ MAC nguồn và đích
• B. Địa chỉ IP nguồn và đích
• C. Cả MAC lẫn IP đều thay đổi ở mỗi hop
• D. Số cổng TCP

Câu 51. Trong mạng cáp (DOCSIS), phương thức truy cập upstream sử dụng kết hợp những gì?

• A. Chỉ TDMA
• B. Chỉ FDMA
• C. Kết hợp TDM (slot được chỉ định) và truy cập ngẫu nhiên (tranh chấp với binary backoff)
• D. Token Passing

Câu 52. Điều gì xảy ra khi adapter nhận được frame có địa chỉ MAC đích không khớp với MAC của nó (và không phải broadcast)?

• A. Xử lý frame như bình thường
• B. Gửi NACK về nguồn
• C. Loại bỏ frame — không chuyển lên tầng mạng
• D. Lưu vào bộ đệm để xử lý sau

Câu 53. Giao thức MAC “luân phiên” (Taking Turns) kết hợp ưu điểm của hai loại giao thức nào?

• A. CSMA/CD và CSMA/CA
• B. Phân hoạch kênh (hiệu quả tải cao) và Truy cập ngẫu nhiên (hiệu quả tải thấp)
• C. TDMA và FDMA
• D. Slotted ALOHA và Pure ALOHA

Câu 54. Tại sao không thể dùng CSMA/CD trong mạng không dây (WiFi)?

• A. Sóng WiFi không đủ mạnh
• B. Trong môi trường không dây, node đang phát không thể “nghe” đồng thời để phát hiện xung đột
• C. WiFi quá nhanh để phát hiện xung đột
• D. Chuẩn 802.11 không hỗ trợ xử lý xung đột

Câu 55. VLAN ID trong chuẩn 802.1Q có bao nhiêu bit và hỗ trợ tối đa bao nhiêu VLAN?

• A. 8 bit — tối đa 256 VLAN
• B. 12 bit — tối đa 4094 VLAN (0 và 4095 dự trữ)
• C. 16 bit — tối đa 65535 VLAN
• D. 4 bit — tối đa 16 VLAN