ISAS Asynchronous transfer mode

Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin ISAS Asynchronous transfer mode

ISAS REPORT

Student Name: Phạm Phú Quốc

Registration number:R083012200044Batch: B080005

Group Project Number:1.02

Individual Project Number: 04,05

An Giang

ISAS END-SEM PROJECT SUBMISSION FORM

Group Project Number:1.09Individual Project Number:04,05Individual Project Title: VIRTUAL NETWORK COMPUTING

Engines used for information search:1 Google.com.vn

Strings used for information search and no of hits returned by search engine on eachstring: (focus on the strings that gave the maximum number of relevant hits & the minimum# of total hits)

1 Google.com.vn2.

Enter number of documents accessed in brackets:

Contents Usage:Editorial ( )White Papers ( )Technical Articles ( )Products & Services documentation ( )

Source Awareness

* Newspapers:General ( )Commercial or Business ( )

* Magazines:Business / Commercial ( )Technical/IT Industry ( )* International:Business / Commercial ( )Management ( )

Technical ( )Industry/Trade/Techno ( )Information services/On-line/databases ( )

List titles of other magazines/papers/journals consulted:

List any other sources of information used (give details):People/technologists/teachers/etc:

Visits to factory/Research Lab/Edu Institute

I.Giới Thiệu Chung Về ATMII.Ứng Dụng ATM

1 Tầng Vật Lý ATM2 Tầng ATM

3 Tầng Thích Nghi ATMIII Giao Tiếp ATM

IV Liên Kết Dùng Mạng ATM

V.Kết Nối Các Mạng LAN Cũ Vào ATMVI Cách Thay Đổi Trên ATM

VII Kết Luận

I Giới Thiệu Chung Về ATM:

- Dựa trên kiểu truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) cung cấpnhiều loại dịch vụ trên một mạng truyền thông duy nhất ATM được xem là kỹ thuậtchuyển mạch chọn gói tốc độ cao được xây dựng trên cơ sở tổ hợp các ưu điểm củachuyển mạch gói và chuyển mạch kênh ATM có khả năng cung cấp nhiều loại dịch vụvới các yêu cầu khác nhau về QoS nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng.Tế bào * Cell ) là đơn vị thông tin cơ bản trong ATM, có độ dài cố định 53 byte, bao gồm48 byte thông tin và 5 byte tiêu đề chứa các thông tin liên quan để thiết lập và điều khiểnkết nối Các dịch vụ trong mạng ATM gồm: CBR (Constant Bit Rate), rt-VBR (real time -Variable Bit Rate ), nrt-VBR (non real time - Variable Bit Rate), ABR (Avalible BitRate ), UBR (Unspecific Bit Rate) Các dịch vụ này có thể phân thành hai loại là dịch vụthời gian thực (CBR và rt-VBR) và dịch vụ không theo thời gian thực (nrt-VBR, ABR vàUBR).ATM có các tính năng QoS (quality of service - chất lượng dịch vụ), cho phépkhách hàng chọn kiểu lưu thông cần ưu tiên, như cho tiếng nói và video phải đến đúng lúc,để đảm bảo rằng thông tin ít quan trọng không chiếm lĩnh dòng lưu thông thời gian-thực.Nó là một công nghệ có thể mở rộng, vận hành từ 25 Mbits/sec đến 2.46 Gbits/sec, nó cóthể dễ dàng tích hợp với các mạng của các hãng truyền tải, và nó hỗ trợ việc tích hợp vớicác công nghệ có sẵn (với những sự điều chỉnh phù hợp).Khả năng mở rộng của ATM cóý nghĩa quan trọng đối với những công ty đang phát triển.

Ứng Dụng ATM:

- ATM khởi đầu được thiết kế như một phần của tiêu chuẩn B-ISDN Integrated Services Digital Network - Mạng Số Dịch vụ Tích hợp-Băng tần Rộng) B-ISDN là một tiêu chuẩn mạng viễn thông số công cộng, được thiết kế để cung cấp mạngmultimedia đầu cuối mức cao (high-end), truyền hình, âm nhạc chất lượng-CD, dữ liệu, vànhững dịch vụ khác cho những người dùng công ty và gia đình ATM là công nghệ mạngnền, giúp cho việc hiện thực thành công B-ISDN

(Broadband Tầng vật lý định nghĩa giao diện điện tử hoặc vật lý, các tốc độ đường truyền, và nhữngđặc tính vật lý khác ATM độc lập với bất kỳ phương tiện truyền nào.

- Tầng ATM định nghĩa định dạng cell, cách thức các cell được truyền, và cách xử lý tắtnghẽn Nó cũng định nghĩa sự thiết lập và hủy bỏ mạch ảo.

- Tầng thích nghi ATM định nghĩa qui trình chuyển đổi thông tin từ những tầng cao hơnthành các ATM cell Trong môi trường mạng, nó cung cấp giao diện cho việc chuyển cáckhung thành các cell cho Ethernet, Token Ring, và những giao thức mạng khác.

1.Tầng vật lý:

- Tầng vật lý của ATM không định nghĩa bất kỳ một phương tiện riêng nào Các LAN đãđược thiết kế cho cáp đồng trục hay dây xoắn-đôi và có những qui cách kỹ thuật cứngnhắc định ra băng thông chính xác Những qui cách kỹ thuật đã được thiết lập để phù hợpvới những thành phần điện có sẵn tại thời điểm thiết kế ATM hỗ trợ nhiều phương tiệnkhác nhau, bao gồm cả những phương tiện hiện có được dùng trong những hệ thống liênlạc khác.

Các nhà công nghiệp có xu hướng chấp nhận SONET (Synchronous Optical Network Mạng Quang Đồng bộ) như phương tiện truyền vật lý ATM cho cả các ứng dụng LAN vàWAN ATM Forum (Diễn đàn ATM) thì đang đề nghị dùng FDDI (100 Mbits/sec), FibreChannel (155 Mbits/sec), OC3 SONET (155 Mbits/sec), và T3 (45 Mbits/sec) làm giaodiện vật lý cho ATM Hiện tại, hầu hết các hãng truyền tải đang cung cấp các đường nốiT3 vào các mạng ATM của họ.

- ATM cell dài 53 byte; 48 byte dùng cho dữ liệu và 5 byte dùng cho thông tin tiêu đề.Chú ý rằng thông tin tiêu đề chiếm gần 10 phần trăm cell, tạo chi phí phát sinh lớn trênnhững đường truyền dài Các ATM cell là những gói thông tin chứa dữ liệu và thông tintiêu đề, trong đó thông tin tiêu đề chứa thông tin kênh và thông tin đường đi giúp địnhhướng cell đến đích của nó Thông tin được chứa trong mỗi trường (field) của tiêu đềđược định nghĩa như sau :

+ GFC (Generic Flow Control - Điều khiển Dòng Tổng quát) Trường này vẫn chưađược định nghĩa trong tiêu đề UNI cell và ngay cả trong tiêu đề NNI cell.

+ VPI (Virtual Path Identifier - Phần tử Định danh Đường Ảo) Định dạng nhữngđường ảo giữa các người dùng hay giữa các người dùng và các mạng.

+ VCI (Virtual Channel Identifier - Phần tử Định danh Kênh Ảo) Định dạng kênh ảogiữa các người dùng hay giữa người dùng và mạng.

+ PTI (Payload Type Indicator - Bộ chỉ thị Kiểu Tải-thuê) Chỉ ra kiểu của thông tintrong vùng dữ liệu của cell, cho biết đó là thông tin của người dùng, thông tin mạng, haythông tin quản lý.

+ CLP (Cell Loss Priority - Quyền Ưu tiên Hủy Cell) Định nghĩa cách thức để hủy bỏnhững cell nào đó nếu tắc nghẽn mạng xảy ra Trường nầy chứa những giá trị ưu tiên, với0 chỉ ra rằng cell có độ độ ưu tiên cao nhất.

+ HEC (Header Error Control - Điều khiển Lỗi Tiêu đề) Cung cấp thông tin cho việcphát hiện và sửa sai những lỗi đơn bit.

3.Tầng Thích nghi ATM:

- AAL tập trung các gói dữ liệu từ các tầng cao hơn vào các ATM cell Cho ví dụ, trongtrường hợp của một gói dữ liệu 1K, AAL sẽ phân nó thành 21 phần và đặt mỗi phần vàomột cell để chuyển đi.

- AAL có nhiều kiểu và tầng điều hành dịch vụ khác nhau để phù hợp với những kiểu lưuthông khác nhau Các tầng dịch vụ phân loại các ứng dụng dựa trên phương pháp các bitđược truyền, băng thông và những kiểu kết nối đòi hỏi

Kiểu 1 Một dịch vụ CRB (constant bit rate - tốc độ bit không đổi) hướng kết nối với việc

qui định thời gian cho các ứng dụng audio và video

Kiểu 2 Một dịch vụ VBR (variable bit rate - tốc độ bit thay đổi) cho các ứng dụng thời

gian thực trong đó những mất mác nhỏ là có thể chấp nhận, và cho những ứng dụngkhông-thời gian thực, như xử lý giao dịch.

Kiểu ¾ Một dịch vụ ABR (available bit rate - tốc độ bit có sẵn) cho các ứng dụng

không-quan trọng-về-thời gian như liên mạng LAN hay giả lập LAN Một mức dịch vụ cơ bảnluôn luôn sẵn sàng, và băng thông dự phòng cho những cao điểm lưu thông, nếu băngthông mạng vẫn còn.

Kiểu 5 Một dịch vụ UBR (unspecified bit rate - tốc độ bit không được chỉ rõ) cung cấp

băng thông rảnh cho những dịch vụ không quan trọng như truyền tập tin.

 Cũng có những thông số liên quan đến những điều sau:

- Điều khiển lệ phí: Với các kênh chuyển mạch, đây là khả năng kiểm soát mạch dựa trên tầng của người dùng Khi mạng bận, những người dùng tầng cao hơn được quyền ưu tiênmạch, nhưng phải trả phí cho sự ưu tiên này.

- Điều khiển tắt nghẽn: Điều khiển này liên quan đến những mạng bị tắc nghẽn nơi đó cáccell đang bị bỏ rơi Về cơ bản, các trạm gởi thông tin có quyền ưu tiên-thấp bị yêu cầu tạmhoãn để những thông tin có quyền ưu tiên cao hơn có thể đi qua và Chất lượng dịch vụ

QoS được xác định thông qua các tham số đặc trưng như tỷ lệ tổn thất tế bào CLR (CellLoss Rate), tỷ lệ lỗi tế bào CER (Cell Error Rate), tỷ lệ tế bào đến nhầm địa chỉ CMR(Cell Misinsertion Rate ), trễ truyền tế bào cực đại Max-CTD, trễ thay đổi đỉnh/đỉnh P2P-CDV, biến động trễ (Jitter Delay) Các tham số này được chia thành 2 nhóm là trễ và tổnthất Mỗi loại dịch vụ trong mạng ATM có yêu cầu khác nhau về trễ và tổn thất Ví dụ, đốivới các dịch vụ thời gian thực như thoại, truyền hình theo yêu cầu yêu cầu độ trễ nhỏnhưng có thể chịu được một tỷ lệ tổn thất nhất định Ngược lại, các dịch vụ truyền số liệunhư ftp, email thì tỷ lệ tổn thất quan trọng hơn thời gian trễ Ngoài ra, có một số dịch vụyêu cầu cao cả về trễ và tổn thất.

- Trong mạng ATM, người sử dụng và mạng thoả thuận với nhau qua hợp đồng lưu lượng.Qua đó, mạng phải đảm bảo QoS cho người sử dụng một khi kết nối đã được thiết lập.Đây chính là ưu điểm và cũng là thách thức đặt ra trong việc điều khiển lưu lượng và quảnlý tài nguyên mạng Để giải quyết vấn đề này, mạng ATM có nhiều cơ chế điều khiển nhưđiều khiển UPC/NPC, điều khiển chấp nhận cuộc gọi CAC, điều khiển ưu tiên PC, Như đã đề cập, ATM là một công nghệ hướng kết nối, nghĩa là nó thiết lập những mạchảo liên kết các hệ thống cuối Các cell có thể được truyền tiếp một cách nhanh chóng quamạng, và đòi hỏi rất ít việc xử lý bởi các trạm trung gian dọc đường VC (virtual channel –kênh ảo) Những cầu nối lôgíc giữa các trạm cuối.VP (virtual path - đường ảo) Một bó cácVC.

- Có thể tưởng tượng một VP như một cáp chứa một bó dây Cáp kết nối hai điểm, và cácdây bên trong cáp cung cấp những mạch riêng lẻ giữa hai điểm Lợi ích của phương phápnầy là những kết nối dùng chung một đường xuyên qua mạng được nhóm với nhau đượcquản lý chung Nếu một VP đã được thiết lập, dễ dàng thêm một VC mới do đã có sẵnđịnh nghĩa đường đi, chỉ cần thiết lập các điểm cuối cần là xong Ngoài ra, trường hợp cầnchuyển một VP để tránh tắc nghẽn hay do một bộ chuyển mạch không làm việc, tất cả cácVC (có thể lên đến hơn 65,000) bên trong VP được thay đổi theo.

- Trong phần tiều đề của ATM cell, VPI (Virtual Path Identifier - Phần tử Định danhĐường ảo) định danh một liên kết hình thành bởi một đường ảo và một VCI (VirtualChannel Identifier - Phần tử Định danh Kênh ảo) định danh một kênh bên trong mộtđường ảo VPI và VCI được định danh và tương ứng với các điểm kết thúc tại những bộ

- ATM hỗ trợ cả các PVC (permanent virtual circuits - các mạch ảo cố định) và các SVC(switched virtual circuits - các mạch ảo chuyển mạch) Các PVC luôn luôn có sẵn còn cácSVC đòi hỏi phải thiết lập mỗi lần chúng được dùng

- Các bộ chuyển mạch thương lượng với nhau để xây dựng các VC, và không có dữ liệunào được truyền đến khi VC đã được thiết lập một cách hoàn chỉnh ngang qua mạng Dĩnhiên, thiết lập các VC tương đối mất thời gian, do đó nhiều bộ chuyển mạch đã đượcđánh giá theo thời gian thiết lập cuộc gọi của chúng Một bộ chuyển mạch kiểu mẫu có thểthiết lập lên đến từ 100 tới 200 VC/giây Điều này không phải một vấn đề trong môitrường cục bộ, nhưng là một vấn đề trong truyền tải đường dài.

- FUNI (Frame UNI) Đường truyền FUNI truyền các khung đến mạng ATM, tại đó chúngđược chuyển thành các cell bởi hãng truyền tải FUNI có thể giảm những chi phí phầncứng.

- NNI (Network-to-Network Interface - Giao diện Mạng-đến-Mạng) Đây là giao diện giữacác thiết bị ATM.

- ICI (Intercarrier Interface - Giao diện giữa các -hãng truyền tải).Đây là giao diện giữacác điểm kết nối ATM giữa các mạng của hãng truyền tải khác nhau.

- DXI (Data Exchange Interface - Giao diện Trao đổi Dữ liệu) Phương pháp này cung cấpmột giao diện cho thiết bị cũ dùng lại như các bộ định tuyến và ATM bằng phương pháptạo khung HDLC (High-level Data Link Control - Điều khiển Liên kết dữ liệu Mức-cao).Các gói dữ liệu, không phải các cell, được truyền đến giao diện ATM.

Liên Kết Dùng Mạng ATM:

- Hầu hết những thảo luận trên đây liên quan đến việc dùng các mạng ATM của hãngtruyền tải để xây dựng các WAN, nhưng ATM cũng có thể được dùng để xây dựng cácmạng dùng riêng Một LAN nội bộ có thể được xây dựng hoàn chỉnh bằng ATM bằngcách cài đặt các ATM NIC trong các máy trạm và kết nối các máy trạm nầy đến một bộchuyển mạch ATM Tuy nhiên, mạng thuần túy ATM là hiếm Một kịch bản phổ biến hơnlà liên kết các mạng kiểu khung như Ethernet đến một đường trục của ATM hay xây dựngmột mạng chuyển mạch

- Ngày nay, mọi người có thể gọi trực tiếp cho nhau mà không cần sự giúp đỡ của điềuhành viên Đây là mục tiêu của ATM cho phép một người dùng kết nối với bất kỳ ngườidùng khác qua một mạng ATM cục bộ hay diện rộng Yếu tố quan trọng là người dùng(hay các ứng dụng người dùng) có thể yêu cầu rõ các thông số chất lượng dịch vụ QoS củaATM Nói cách khác, nếu một người dùng cần một tốc độ bit không đổi cho video, thì anhta hay cô ta có thể yêu cầu mạng ATM đáp ứng điều đó (hay ứng dụng sẽ yêu cầu).Vấn đề duy nhất là những chiến lược giả lập LAN hiện tại có khuynh hướng dấu khôngcho các giao thức và ứng dụng tầng cao hơn chạy trong máy tính của người dùng biết vềATM Vì điều này, các ứng dụng không có cách nào để yêu cầu rõ QoS Tuy nhiên, nhàcung cấp và các ATM Forum (Diễn đàn ATM) đang phát triển những chiến lược mới đểcho phép điều này.

Kết Nối Các Mạng LAN Cũ Vào ATM:

- Việc kết nối các mạng LAN cũ dùng lại vào ATM thì khó khăn Một lý do là các mạngLAN truyền thống là các mạng phi kết nối còn ATM là hướng kết nối Khi một trạmEthernet thực hiện truyền, tất cả các trạm khác trên mạng có thể thấy thông điệp, nhưngchỉ có trạm mà thông điệp được định địa chỉ đến mới đáp ứng Nhưng nếu mạng được xâydựng với một bộ chuyển mạch ATM, các trạm có khả năng nối kết với nhau qua các mạchảo ATM thay cho môi trường dùng chung để phát tán thông tin.

thức Phân giải Địa chỉ) Một máy chủ gởi một thông điệp đến tất cả các trạm để hỏi về địa chỉ IP của trạm đó Một địa chỉ MAC (Medium Access Control - Điều khiển Truy cậpPhương tiện) được trả về bởi trạm sở hữu địa chỉ.

- Phương pháp này không làm việc trên ATM bởi vì ATM không hỗ trợ kỹ thuậtbroadcast Một trạm sẽ cần gởi một yêu cầu như vậy lên mọi mạch Điều này gây lãng phíbăng thông Vấn đề đã được giải quyết bằng cách đưa ra một phương pháp để giả lập mộtLAN cho ATM ATM Forum (Diễn đàn ATM) đã định nghĩa qui cách kỹ thuật LAN 1.0(LAN Emulation - Giả lập LAN) vào năm 1995 Nhưng về cơ bản LAN thực hiện hai việcsau:

+ Nó cung cấp một phương pháp độc lập với giao thức để các thiết bị của một LANphi kết nối, dựa trên khung, liên lạc qua một mạng hướng kết nối, dựa trên cell.Nó định nghĩa cách các client được gắn vào-LAN có thể liên lạc với những server đượcgắn vào một ATM nhưng không cần thay đổi phần mềm ứng dụng.

+ Để giải quyết vấn đề tìm kiếm địa chỉ mạch tương ứng với các địa chỉ IP, LANE địnhnghĩa một LES (LAN Emulation Server - Server Giả lập LAN) Server duy trì một bảngđể ghi những địa chỉ mạch tương ứng với các địa chỉ IP IETF (Internet Engineering TaskForce - Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet) cũng chấp nhận mô hình này đến mộtmức độ nào đó và đã gọi LES Server là ATM-ARP server (ATM Address ResolutionProtocol - Giao thức Phân giải Địa chỉ ATM).

- Vẫn còn một vấn đề khác là các mạng Ethernet dùng kỹ thuật broadcast hay multicast(gởi đến tất cả hay những trạm được chọn, thứ tự tương ứng) để thi hành nhiều tác vụ.Nếu bạn dự định nối kết Ethernet và ATM với nhau, bạn cần hỗ trợ những tác vụ này.Trong trường hợp nầy, một BUS (broadcast/unknown server) được đưa ra Nó duy trì mộtsự kết nối đến mọi trạm và có thể thi hành các tác vụ broadcast hay multicast.

- LAN không cung cấp một giải pháp đầy đủ cho việc có được khả năng kết nối ATMxuyên suốt Một khi các LAN client cũ dùng lại được kết nối đến đường trục ATM nầy,chúng vẫn cần tìm cách đặc tả được QoS của ATM Như đã được đề cập, LAN có khuynhhướng dấu không cho ATM biết về các ứng dụng do đó các client của Ethernet và Token