Đồ án tcp ip trong mạng atm – classical ip over atm

Đồ án tốt nghiệp Giới thiệu đề tài: TCP/ IP TRONG MẠNG ATM_ CLASSICAL IP OVER ATM Khi thời đại công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ trợ giúp công nghệ viễn thông tiên tiến , nghĩ đến mạng thông tin hệ Hiện , Internet sản phẩm tích hợp mạng truyền thống với mạng tảng TCP/ IP phát triển với lượng lớn thuê bao ngày tăng mạnh mẽ Tuy nhiên chưa đáp ứng cách thực cho yêu cầu dịch vụ giá trị gia tăng quy mô đa phương tiện mạng thống Mặt khác , cơng nghệ ATM lại có vai trị vơ to lớn , đưa điều kiện quan trọng cho phát triển kĩ thuật mạng cục LAN lẫn mạng diện rộng WAN Nó cho phép thiết lập hệ thống mạng đa dịch vụ khơng cho phép tiếng nói số liệu vận chuyển mạng dịch vụ tảng TCP/ IP mà cịn cho phép tích hợp luồng liệu video có tốc độ truyền thay đổi theo yêu cầu sử dụng Một giải pháp kế thừa mang tính tối ưu cho phối hợp độc đáo TCP/ IP ATM ( họ giao thức thiết kế cho mạng không kết nối – connectionless mạng sử dụng kĩ thuật hướng kết nối – connection oriented ) việc áp dụng vào mạng backbone đưa triển lãm TELECOM 99 tổ chức Geneve Dựa kiến thức sở họ giao thức TCP/IP công nghệ ATM , phân công nhà trường , khoa Điện - Điện tử môn Kỹ thuật viễn thông nên thời gian làm đồ án em tìm hiểu vấn đề “TCP/IP mạng ATM – Classical IP over ATM “ Với khuôn khổ đồ án tốt nghiệp , em xin trình bày vấn đề chủ yếu để làm rõ vấn đề sau: Phần I: Tổng quan Internet họ giao thức TCP/IP  Cấu trúc phân lớp TCP/IP  Giao thức Internet – IP  Giao thức điều khiển truyền – TCP  Hoạt động TCP/IP Phần II : Giới thiệu mạng truyền không đồng ATM  Tổng quan ATM  Cấu trúc phân lớp ATM, lớp tương thích ATM AAL –5  Chuyển mạch ATM  Báo hiệu cấu trúc địa ATM Phần III: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM – Classical IP over ATM  Các mơ hình kết nối TCP/IP qua mạng ATM TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp     Classical IP over ATM Bao đóng gói tin lớp tương thích ATM AAL –5 Phân giải địa ATM dựa vào giao thức ATMARP/InATMARP Các giao thức hỗ trợ cho Classical IP over ATM TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp PHẦN MỘT: INTERNET VÀ HỌ GIAO THỨC TCP/IP TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp 1.GIỚI THIỆU SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA INTERNET CÙNG HỌ GIAO THỨC TCP/IP Mạng Internet có tiền thân ARPANET cục dự án nghiên cứu tiên tiến ARPA( Advanced Research Project Agency) thuộc Bộ quốc phòng Mỹ xây dựng lên vào khoảng cuối năm 60 kỉ 20 Thời gian , giao thức truyền thống dùng ARPANET đặt tên NCP (Network control protocol).Tuy nhiên nhu cầu thực tế , nhà thiết kế ARPANET từ buổi ban đầu nhận thức cần xây dựng “ mạng mạng” vào năm 70 , họ giao thức TCP/IP đời tồn với mạng NCP đến năm 1983 hịan tịan thay NCP ARPANET ARPANET nhanh chóng mở rộng tầm hoạt động trở thành mạng quốc gia Trong thời gian , hãng Xerox phát triển công nghệ sớm phổ biến mạng cục Ethernet với phương pháp truy nhập đường truyền vật lý CSMA/CD Họ giao thức TCP/IP tích hợp vào môi trường điều hành (do trường đại học California Berkeley sáng tạo ra) sử dụng chuẩn Ethernet để kết nối trạm làm việc với Đến xuất máy tính cá nhân PC TCP/IP lại chuyển sang mơi trường PC , cho phép máy PC chạy DOS tạm làm việc chạy UNIX liên tác mạng Cứ TCP/IP ngày sử dụng nhiều tron mạng diện rộng WAN lẫn mạng cục LAN Thuật ngữ “Internet” xuất lần vào khoảng năm 1974, mạng với tên gọi ARPANET tồn thức đến đầu năm 80 Đến năm 1986, Ủy ban khoa học quốc gia Mỹ - NSF ( National Science Foundation) bảo trợ cho năm trung tâm siêu tính tồn liên bang kết nối chúng với thành trạm xương sống phục vụ cho nghiên cứu khoa học Vào năm 1978 mạng NSF đời cho phép kết nối mạng vùng với trạm siêu tính Sự xuất mạng xương sống NSF mạng vùng thúc đẩy mạnh mẽ phát triển Internet Sau tổ chức phủ giới kinh doanh vào ngày chiếm tỷ trọng đáng kể giới Internet Internet nhanh chóng vượt khỏi nước Mỹ trở thành mạng tồn cầu Vậy Internet mạng truyền thơng liệu diện rộng, bao trùm giới với cấu hình mạng nhện nhằm hướng đến an tồn thơng tin có cố xảy (chiến tranh, phá hoại ) Mạng Internet xa lộ thông tin liên kết máy tính lại với thơng qua mạng điện thoại hay kênh chuyên dùng đặc biệt Thông qua Internet người dùng TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp liên lạc với nhau, tìm kiếm liệu thông tin truy xuất số dịch vụ khác Mạng Internet coi cộng đồng mạng LAN kết nối với sử dụng giao thức TCP/IP HỌ GIAO THỨC TCP/IP Khái niệm giao thức khái niệm mạng truyền thơng Có thể hiểu cách khái quát tập hợp tất qui tắc , qui ước cần thiết ( thủ tục , khuôn dạng liệu , chế phụ trợ ) cho phép thao tác trao đổi thông tin mạng thực cách xác an tồn Có nhiều họ giao thức thực mạng truyền thông IEEE 802 X dùng mạng cục , CCITT –X25 dùng cho mạng diện rộng đặc biệt họ giao thức chuẩn ISO (tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ) dựa mơ hình tham chiếu bẩy tầng cho việc kết nối hệ thống mở Và gần họ giao thức TCP/IP đưa vào sử dụng Bộ giao thức TCP/IP ( Transport Control Protocol/ Internet Protocol- giao thức điều khiển truyền số liệu / giao thức Internet) lấy tên hai giao thức quan trọng , họ giao thức làm việc với để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng TCP giao thức hướng liên kết ( connection oriented ) lớp mô hình lớp OSI cung cấp phương thức truyền liệu tin cậy , xác , cho phép truyền lại gói tin bị q trình truyền IP họ giao thức “ không hướng liên kết” ( connectionless) lớp mơ hình mạng lớp OSI , cung cấp phương thức truyền linh hoạt , tạo liên kết ảo truyền gói liệu Đây giao thức đảm bảo độ tin cậy truyền tin mơi trường WAN Hình 1.1 minh họa kiến trúc kết nối mạng sử dụng TCP IP , tất hệ thống thành viên liên mạng đòi hỏi phải cài đặt IP tầng mạng TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp DHa, PHYa: Giao thức truy nhập mạng host A DHb, PHYb: Giao thức truy nhập mạng host B Hình 1.1:Kết nối mạng thành liên mạng với TCP/I 2.1 CẤU TRÚC PHÂN LỚP TRONG TCP/IP Để có nhìn tổng quan họ giao thức TCP/IP , hình 1.2 mơ tả kiến trúc với so sánh mơ hình tham chiếu chuẩn OSI Mơ hình OSI Mơ hình TCP/IP Và Ứng dụng Ứng dụng Trình diễn Phiên Giao vận Hình 1.2: So sánh mơ hình phân lớp TCP/IP OSI Giao vận Mạng Internet hình 1.3 kiến trúc chi tiết Liên kết liệu Truy nhập mạng họ giao thức TCP/IP Vật lý Ứng dụng TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp Giao vận Mạng Giao diện Hình 1.3:Kiến trúc họ giao thức TCP/IP Từ hai hình ta nhận thấy TCP/IP cấu trúc thành lớp :  Lớp truy nhập mạng (Network Access Layer)  Lớp liên mạng ( Internet Layer)  Lớp vận chuyển ( Transport Layer)  Lớp ứng dụng( Application Layer) 2.1.1 LỚP TRUY NHẬP MẠNG Network Access Layer lớp thấp cấu trúc phân cấp TCP/IP Giao thức lớp cung cấp hệ thống phương thức để truyền liệu tầng vật lý khác mạng Nó định nghĩa cách thức truyền khối liệu IP Các giao thức phải biết chi tiết phần cấu trúc vật lý mạng (bao gồm cấu trúc gói , địa ) để định dạng xác liệu truyền tùy thuộc vào mạng cụ thể So sánh với cấu trúc OSI lớp TCP tương ứng với ba lớp Network , Data Link Physical cấu trúc OSI Chức định dạng liệu truyền lớp bao gồm việc bao đóng gói gói liệu IP vào frame truyền mạng việc xếp địa IP vào phần địa vật lý dùng cho mạng 2.1.2 LỚP LIÊN MẠNG Internet Layer lớp lớp Network Access cấu trúc phân lớp TCP/IP Internet Protocol – IP giao thức trung tâm TCP/IP phần quan trọng lớp Internet IP cung cấp gói lưu chuyển mà thơng qua mạng dùng TCP/IP xây dựng IP bao gồm số chức sau:  Định nghĩa khối liệu (datagram)- khối việc truyền tin TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp     Định nghĩa hệ thống địa IP Truyền liệu lớp Transport lớp Network Access Định tuyến đường để gửi gói liệu đến trạm xa Thực việc phân đoạn tái lắp ráp khối liệu 2.1.3.LỚP VẬN CHUYỂN Lớp giao thức nằm IP Transport Hai giao thức quan trọng lớp TCP UDP TCP cung cấp dịch vụ truyền liệu tin tưởng với khả phát lỗi sửa lỗi theo kiểu End – to –end Còn UDP cung cấp chương trình ứng dụng thâm nhập trực tiếp đến dịch vụ lưu chuyển Datagram , điều cho phép trao đổi thơng điệp ngồi mạng với số lượng nhỏ giao thức Cả hai giao thức truyền liệu lớp ứng dụng lớp Internet Trong IP giao thức thuộc loại “ không hướng liên kết” nói TCP thuộc loại “ có hướng liên kết” nghĩa phải có thủ tục thiết lập liên kết giải phóng liên kết Về chức TCP tương đương với lớp giao thức đầy đủ giao thức chuẩn Transport OSI Tuy nhiên , khác với mơ hình OSI , TCP sử dụng phương pháp trao đổi dòng liệu ( data stream) người sử dụng Dữ liệu theo dòng phân đoạn thành TPDU ( Transport Protocol Data Unit ) để truyền Giao thức UDP giao thức “ không hướng liên kết “ Trong hệ thống mạng, UDP truyền liệu cách trực tiếp Nó sử dụng 16 bit để ghi nhận cổng nguồn cổng đích phần header liệu Cổng có khái niệm số với giá trị từ đến 1023 Các cổng chuẩn cổng hay dùng tới , ý nghĩa cổng qui định theo chuẩn định UDP làm công việc đơn giản , truyền thơng điệp tới IP để yêu cầu truyền Do IP loại giao thức khơng thực nên khơng có đảm bảo cho truyền.Khi lớp ứng dụng gửi yêu cầu qua UDP datagram lời đáp không quay trở lại số lần yêu cầu lớp ứng dụng gửi lại yêu cầu 2.1.4.LỚP ỨNG DỤNG Lớp ứng dụng giao thức nằm cấu trúc phân lớp giao thức TCP/IP Lớp bao gồm tất tiến trình dùng giao thức lớp Transport để truyền liệu Có nhiều giao thức ứng dụng lớp Phần lớn chúng cung cấp cho người dùng dịch vụ tương ứng Các dịch vụ thông dụng lớp này:  Telnet: cung cấp khả truy cập từ xa thông qua mạng  FTP: dùng để truyền file mạng  SMTP: truyền thư điện tử  Các dịch vụ khác Gopher, Mosaic Ngồi lớp phân tích , kiến trúc chi tiết họ giao thức TCP/IP ta gặp số thủ tục trợ giúp ICMP, ARP RARP TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp  Thủ tục ICMP ( Internet Control Message Protocol) Thủ tục dùng để gửi tin thông tin điều khiển host theo giao thức IP , có ích cho việc gỡ rối cho mạng thơng báo tình trạng mạng Các router phát tin ICMP để báo cho host trường hợp gói tin khơng tới tồn đường tốt Một số tình thường xảy  Bản tin khơng tới đích có lỗi khơng tìm đường  Thay đổi đường tin tồn đường tối ưu  Hết / thời gian TTL  Xuất yêu cầu trả lời  Thủ tục ARP( Address Resolution Protocol) Mỗi ghép nối mạng có địa giao thức mạng (IP) địa giao thức liệu riêng Do cần có bảng ánh xạ hai địa (tức địa ảo địa vật lý) Việc ánh xạ giải thơng qua thủ tục ARP.Các gói tin ARP đóng gói khung liệu liên kết (datalink frame) ARP ánh xạ địa IP sang địa liệu liên kết Trạm tin gửi gói tin yêu cầu ARP nhận gói tin trả lời ARP  Thủ tục RAPR (Reverse Address Resolution Protocol) RAPR có chức ngược với ARP , sử dụng để ánh xạ địa vật lý sang địa mạng 2.2.GIAO THỨC INTERNET IP IP giao thức cung cấp dịch vụ truyền thông theo kiểu “không hướng liên kết” hay gọi dịch vụ datagram( tên gọi đơn vị liệu sử dụng giao thức IP) Phương thức không liên kết cho phép cặp đối tác không cần phải thực việc thiết lập liên kết trước truyền liệu không cần phải giải phóng liên kết khơng cịn nhu cầu truyền liệu Điều làm giảm nhẹ công sức cài đặt hệ thống tăng độ phức tạp kiểm soát luồng liệu tiếp nhận đắn liệu trường hợp nhiều người sử dụng đồng thời mạng Cấu trúc liệu truyền lớp IP định nghĩa datagram Mỗi datagram có header chứa thơng tin cần thiết để truyền liệu Trong phần header có chứa địa đích IP truyền liệu cách kiểm tra địa đích Nếu địa đích địa trạm nằm mạng với máy nguồn gói liệu truyền thẳng tới đích , cịn địa đích khơng nằm mạng với máy nguồn gói liệu phải gửi đến gateway để truyền đi( gateway thực lưu chuyển gói liệu nằm hai mạng vật lý khác nhau) 2.2.1.KHN DẠNG GĨI DỮ LIỆU IP TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp Đơn vị liệu sử dụng giao thức truyền thống IP datagram, gồm hai phần :  Phần thơng tin điều khiển ( header) có chiều dài lớn đến 60 octets chiều dài nhỏ 20 octets  Phần liệu người sử dụng có kích thước khơng q 65.536 octets Các thành phần datagram tóm tắt sau: Bit 15 16 31 Version IHL Type of service Total length Identification Flags Fragement offset Header Time to live Protocol Header checksum Error! Not a Source Address valid link Destination Option + Padding Hình 1.4: Data (max: 65.535 bytes) Khuôn dạng IP datagram  Version ( phiên giao thức IP ) : gồm bit dùng để phiên hành IP cài đặt Các phiên hành không liên kết làm việc với phiên cũ Nếu datagram đến mang phiên không phù hợp bị hủy bỏ phần mềm phiên hành  Internet Header Length ( chiều dài tiêu đề _IHL) : trường độ dài header , tính theo đơn vị word of service ( loại dịch vụ sử dụng): trường chứa thông tin word = 32 bit = byte Độ dài tối thiểu header word  Type of service : Nó gồm bit, thông báo cho mạng biết chất lượng dịch vụ QoS yêu cầu mức độ ưu tiên, thời gian trễ cho phép , độ tin cậy , hiệu suất đường truyền  Total length( chiều dài tổng cộng datagram): trường sử dụng16bit để độ dài tồn datagram tính theo đơn vị octets Kích thước tối đa datagram 65.535 octets Hiện chưa có datagram đạt tới giá trị việc sử dụng đệm khác kích thước kĩ thuật mạng làm giới hạn kích cỡ datagram  Phân đoạn tái lắp ráp datagram: trường Identification , Flag Fragment –offset đóng vai trị việc phân đoạn tái lắp ráp datagram Identification( trường nhận dạng ) : gồm 16 bit, định danh datagram cịn mạng Thơng tin giúp trạm đích nhận đoạn liệu mà phân từ datagram Flag( cờ):gồm bit TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 10 Đồ án tốt nghiệp bwd-max-sdu-size-ident 129 bwd-max-sdu-size 65535 sscs-type identifier 132 sscs-type Tốc độ tế bào người sử dụng fwd-peak-cell-rate-0-1-ident 132 fwd-peak-cell-rate-0-1 bwd-peak-cell-rate-0-1-ident 133 bwd-peak-cell-rate-0-1 best – effort- indication Dung lượng truyền tải băng rộng Spare Bearer class 16 Spare Traffic type Timing Reqs Susceptibility to clipping Spare User plane configuration 0 0 Thông tin lớp thấp băng rộng Layer –2-id User information layer gửi giá trị mặc định 9188 Nhận dạng kích thước lớn AALSDU hướng Kích thước lớn AAL- SDU hướng nhận Nhận dạng kiểu SSCS Null sscs Nhận dạng tốc độ cell định hướng Tốc độ cell định hướng đi( link rate) Nhận dạng tốc độ cell định hướng Tốc độ cell định hướng về( link rate) Chỉ thị khả tối đa Dự trữ Lớp vật mang Dự trữ Kiểu chuyển vận (lưu thông ) ( không thị) Yêu cầu định thời ( không thị) Độ cảm clipping Dự trữ Cấu hình mặt phẳng người sử dụng ( point to point) Nhận dạng lớp 12 Lớp thông tin người sử dụng( LAN LLC/ISO 802.2) QoS class- fwd Yêu cầu QoS hướng QoS – class- bwd Yêu cầu QoS hướng Tham số QoS Số thành phần tiếp nhận gọi type of number Kiểu số( số quốc tế, không biết) Addr – plan- ident Nhận dạng kiểu địa (ISDN/ điều chỉnh hệ thống ATM) Số thành phần gọi đến TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 99 Đồ án tốt nghiệp Type of number Kiểu số( số quốc tế/ không biết) Addr – plan- ident Nhận dạng kiểu địa (ISDN/ điều chỉnh hệ thống ATM) Presentation – indic Chỉ thị cách thể (cho phép thể hiện) Spare Dự trữ Screening – indic Chỉ thị cách bọc (người sử dụng cung cấp cách thực chuyển) Number Số  Các thành phần tin CONNECT Phần tử thông tin Giá trị Diễn giải IE/ trường (field) Thông số AAL AAL- type fwd-max- sdu- size- ident 140 fwd-max –sdu- size 65535 bwd-max-sdu-size-ident 129 bwd- max- sdu- size 65535 sscs- type- identifier sscs- type Thông tin lớp thấp băng rộng Layer –2-id User –information- layer 132 AAL5 Nhận dạng kích thước lớn AAL –SDU hướng tới Kích thước lớn AAL- SDU gửi giá trị mặc định 9188 Nhận dạng kích thước lớn AAL- SDU hướng Kích thước lớn AAL- SDU hướng nhận Nhận dạng kiểu SSCS (Null sscs) Nhận dạng kết nối Spare Vp-assol- signaling Preferred exclusive Vpci Vci 12 Nhận dạng lớp Lớp thông tin người sử dụng (LANLLC/ISO 802.2) Dự trữ Báo hiệu kết nối VP( thị rõ VPCI) Loại trừ VPCI/VCI Nhận dạng VPC gán mạng Nhận dạng VC gán mạng TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 100 Đồ án tốt nghiệp 2.6.CÁC GIAO THỨC HỖ TRỢ CHO CLASSICAL IP OVER ATM Classical IP over ATM cách tiếp cận để ứng dụng TCP/IP vào mạng ATM Hoạt động phương thức đơn giản song có nhiều nhược điểm Để khắc phục nhược điểm đó, có số giao thức đặt 2.6.1.GIAO THỨC HỎI ĐÁP BƯỚC CHUYỂN TIẾP THEO NHRP Classical IP over ATM có nhược điểm lớn việc liên lạc host thuộc LIS khác phải qua router, nhược điểm CLIP khơng có mạng ATM nói riêng mà cịn có mạng NBMA (Non- Broadcast Multi Access) ATM Frame Relay , X 25 nói chung Trong mạng việc kết nối trực tiếp máy điều ln thực Hơn việc truyền liệu loại bỏ khả thiết lập kết nối trực tiếp với chất lượng dịch vụ định hai host Để khắc phục nhược điểm này, nhóm làm việc ROLC (Routing Over Large Clounds) IETF đề xuất giao thức có tên NHRP sử dụng NHRP server (NHs) Trong NHS có lưu giữ bảng liệu ánh xạ địa IP ATM với NHS trạm khởi tạo NHS hoạt động hai chế độ Ở chế độ “server” NHS LIS cấu hình với địa IP trạm địa NHS khác để trả lời yêu cầu ánh xạ địa IP Cách hoạt động thích hợp cho mạng nhỏ Ở chế độ “fabric” , NHS tự tìm hiểu địa IP mà NHS khác trả lời thông qua giao thức định tuyến intradomain interdomain Để bớt phức tạp, NHS giả định NHS trả lời địa ánh xạ ATM từ IP nằm đường định tuyến gói tin tới đích Điều có nghĩa tất router lối mạng phải đóng vai trị NHS cho tất trạm không thuộc LIS chứa Giao thức hoạt động sau: Khi trạm LIS muốn chuyển gói tin đến trạm trực thuộc LIS khác, tạo gói tin yêu cầu NHRP Request theo khuôn dạng đinh trước sử dụng thực thể NHC (NHRP Client ) để gửi cho NHS thuộc LIS chứa Sau nhận yêu cầu này, NHS tiến hành kiểm tra gửi trở lại cho trạm nguồn NHRP- Reply biết địa ATM mà trạm nguồn yêu cầu Trường hợp ngược lại , NHS không biết, NHS vào bảng định tuyến để xác định NHS phải gửi gói tin yêu cầu đến Tại NHS q trình lặp lại có NHS biết địa ATM trạm đích Khi gói tin NHRP- Reply truyền trở lại qua tất NHS mà gói tin yêu cầu gửi qua với mục đích để NHS biết thêm ánh xạ IP- ATM NHRP-Reply đến trạm nguồn , trạm tiếp TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 101 Đồ án tốt nghiệp nhận kết nối thiết lập trực tiếp trạm nguồn trạm đích Hình 3.16 minh hoạ cho trình xác định địa với giao thức NHRP Tuy nhiên, trình đợi NHRP- Reply , trạm nguồn tiếp tục gửi gói tin cho router mặc định để giảm trễ biết địa ATM trạm đích thơng qua NHS sử dụng kết nối trực tiếp để truyền liệu Trong đặc tả giao thức NHRP khơng nói đến việc thứ tự gói tin bị lẫn lộn việc gói tin truyền qua router đến sau gói tin truyền qua kết nối trực tiếp Việc giải lẫn lộn giao thức tầng mạng trạm đích đảm nhiệm NHS3 NHS2 NHS1 NHS4 ATM ATMNetwork Network LIS4 LIS4 LIS3 LIS3 LIS2 LIS2 LIS1 LIS1 HOST HOST Hình 3.16: Hoạt động NHRP Ngồi khả cung cấp hoạt động theo chế độ “fabric” , NHS cung cấp thêm số Option ghi lại đường để xác định vòng lặp hay NHS gửi trực tiếp gói tin trạm nguồn cho trạm đích trường hợp host đích không chấp nhận kết nối trực tiếp với host nguồn Một Option khác NHS trả địa ATM tương ứng với địa IP biết trước mà subnet mask Khi NHS đường truyền dễ dàng trả lời yêu cầu hỏi địa Ngồi cịn có chế Timer làm tươi cho ánh xạ địa bảng lưu trữ phản ánh thực tế Một vấn đề đặt sử dụng giao thức NHRP kết nối hai trạm router , việc sử dụng NHRP dẫn tới trường hợp vòng lặp sử dụng NHRP TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 102 Đồ án tốt nghiệp cho router ta vi phạm giả thiết router truyền dẫn gói tin để làm tươi bảng định tuyến cho tất router kề Tuy nhiên , ATM sử dụng chủ yếu cho mạng backbone, để xảy trường hợp vòng lặp trạm phải dạng multihome (ngoài đường truyền với trạm đích qua mạng ATM, cịn có đường truyền khác đến trạm đích), khả xảy Tuy nhiên, nhóm RDLC bàn đến giải pháp khắc phục hạn chế này, NHS thay đổi tình trạng mạng dẫn tới lặp, gửi gói tin tới tất trạm lưu giữ thông tin ánh xạ địa nhận để làm tươi bảng lưu giữ 2.6.2.GIAO THỨC HỖ TRỢ MULTICAST Qua trình phân tích trên, ta nhận thấy phương thức Classical IP over ATM hỗ trợ gửi gói tin unicast mà khơng hỗ trợ gửi gói tin multicast Do vậy, để hỗ trợ multicast cần giải hai vấn đề:   Phải có giao thức phân giải địa để biết danh sách địa ATM ứng với địa IP multicast Vấn đề giải qua Multicast Address Resolution Server (MARS) Việc chuyển liệu multicast thực nào? Có hai cách để truyền liệu multicast qua kết nối VC đầy đủ (VC mesh) sử dụng multicast server (MCS) MARC server phân giải địa hoạt động multicast Đây mở rộng ARP TCP/IP ATMARP ATM với việc tham chiếu địa đa truyền thông (multicast) mạng Internet cho hay nhiều địa ATM Các tin tham chiếu gọi host map, gồm địa IP multicast (gọi đến hay gọi từ địa ATM) Cấu hình MARS cho thấy hình 3.17 , server client truyền thông cho qua mạch ảo ATM hai hướng đồng thời nối điểm MARS Client Client LIS LIS TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 103 Đồ án tốt nghiệp Kết nối ảo điểm -điểm Kết nối ảo điểm- đa Client điểm Hình 3.17: Cấu hình MARS MSC server đa truyền thông dùng để quản lý client thông qua cluster sử dụng giao tiếp ATM Hình 3.18 phía cho ta thấy mơ hình MCS server MARS MARS LIS LIS Client MSC Client Kết nối ảo điểm- đa điểm điều khiển MARS MCS Client Kết nối ảo điểm – đa điểm client sử dụng multicast với MCS Kết nối ảo điểm – đa điểm MCS thành viên nhóm multicast Hình 3.18: Mơ hình server MAR Khi client cần gửi gói tin đến địa multicast đó, thiết lập kết nối với MARS gửi yêu cầu MARS- Request để có địa ATM cuối Nếu chưa có client đăng kí vào địa bảng lưu trữ , nói cách khác MARS khơng mapping địa multicast Khi gửi MARS- NAK để client nguồn biêt mà khơng gửi gói tin Ngược lại gửi địa MCS TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 104 Đồ án tốt nghiệp hay danh sách địa ATM client địa multicast tuỳ thuộc vào cách truyền liệu multicast VC mesh hay MSC Nếu sử dụng VC mesh , client nguồn thiết lập kết nối điểm –đa điểm tới tất client nhóm multicast gửi liệu Nếu sử dụng MCS , MARS gửi lại cho client nguồn tin MARS- multicast báo tìm host map cung cấp địa MCSs phục vụ cho nhóm multicast Sau client nguồn thiết lập kết nối điểm – đa điểm, điểm - điểm tuỳ thuộc vào số địa MCS nhận gửi gói tin multicast qua kết nối MCS có trách nhiệm chuyển tiếp gói tin tới client đăng kí với MCS địa multicast Việc sử dụng MCS dễ dàng thêm bớt client tham gia vào nhóm multicast , sử dụng VC mesh, toàn mesh phải thiết lập lại Bất MCS muốn phục vụ cho hay nhiều địa multicast phải đăng kí với MARS thơng báo MARS- MSERV MARS sử dụng thông báo để xây dựng lên danh sách địa ATM client nằm địa multicast MCS muốn biết địa ATM cảu client nằm địa multicast sử dụng thơng báo MARS- Request , MARS biết yêu cầu từ MCS vào địa ATM MCS để gửi gói tin chứa địa ATM client multicast Trên sở MCS thiết lập kết nối điểm- đa điểm tới client nhóm multicast Các client muốn địa phải đăng kí với MARS thông báo MARS –Join cho tất client địa multicast để thông báo cho chúng biết có thêm thành viên gia nhập nhóm Tương tự , client sử dụng thông báo MARS –Leave để rời khỏi nhóm MARS chuyển tiếp gói tin tới client khác nhóm để chúng biết có thành viên rời nhóm Trường hợp sử dụng MCS, MARS chuyển tiếp gói tin MARS-Join hay MARS – Leave cho MCS để MCS thêm bớt địa client địa multicast (nói cách khác, MCS thêm bớt kết nối điểm – đa điểm mình) TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 105 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Trên sở phân tích họ giao thức TCP/IP , kiến trúc mạng sử dụng công nghệ ATM vấn đề việc ứng dụng TCP/IP vào mạng truyền không đồng ATM, đồ án thu số kết sau: Một là, trình bày vấn đề họ giao thức TCP/IP với cấu trúc phân lớp hoạt động chúng, giới thiệu cụ thể số giao thức với đơn vị liệu sử dụng vấn đề kĩ thuật phục vụ cho việc truyền đơn vị liệu liên mạng Hai là, tìm hiểu vấn đề liên quan đến mạng truyền thông không đồng ATM , cụ thể nêu cấu trúc phân lớp mạng ATM , cấu trúc tế bào nhiệm vụ, chức , đặc tính kĩ thuật vấn đề kết nối kênh ảo , chuyển mạch báo hiệu mạng ATM Ba là, phân tích vấn đề sử dụng TCP/IP mạng ATM, giới thiệu mang tính chất tổng quan mơ hình ứng dụng TCP/IP vào ATM , sâu phân tích giao thức kết nối liên mạng Classical IP over ATM , cụ thể đưa khái niệm mạng IP logic – LIS , tìm hiểu vấn đề trọng tâm dựa khuyến nghị có liên quan việc bao đóng gói tin lớp tương thích ATM AAL-5 (RFC 1483) , phân giải địa mạng ATM với hoạt động ATMARP server , ATMARP client (RFC 1577) , đồng thời giới thiệu số giao thức hỗ trợ cho Classical IP over ATM NHRP , hỗ trợ Multicast Từ kiến thức thu nêu ta thấy với kĩ thuật mạng nói chung mạng ATM nói riêng nghiên cứu đưa vào sử dụng từ lâu song số vấn đề bỏ ngỏ đòi hỏi người phải tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện chúng Một điều quan trọng thực kết nối liên mạng , để trạm làm việc kết nối trao đổi liệu với cần phải có kĩ thuật hồn hảo để đảm bảo liệu truyền đến địa với chi phí thấp nhất, tốc độ nhanh độ tin cậy cao Đây vấn đề phức tạp địi hỏi cơng nghệ phải cải tiến liên tục để đáp ứng yêu cầu ngày cao người TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 106 Đồ án tốt nghiệp Đồ án đạt số nội dung đề cập song lực thân có hạn nên đồ án chưa đề cập đến điểm định tuyến ATM, cải tiến IPv4 để phân tích trọn vẹn vấn đề liên quan “ Classical IP over ATM” Qua em mong nhận góp ý thầy cô giáo tất bạn quan tâm THUẬT NGỮ TIẾNG ANH VIẾT TẮT A B C E F AAL AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5 ABR ARP ATM Adaptation AAL Type AAL Type AAL Type ¾ AAL Type Available bit rate Address Resolution Protocol ATM Asynchronous Transfer Mode ATMARP ATM Address Resolution Protocol ATMARP- SERVER/ CLIENT B-ISDN Broadband Intergrate Services Digital Network BROADCAST CAC Connection Admission Control CBR Constant Bit Rate CE Connection Element CLIP Classical IP over ATM CPCS Common Part CS CS Convergence Sublayer CSPDU CS Protocol Data Unit EGP FDDI Fiber Distributed Data Interface FEC Forward Error Correction FTP File Transport Protocol TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Lớp tương thích ATM Lớp tương thích ATM loại I Lớp tương thích ATM loại Lớp tương thích ATM loại ¾ Lớp tương thích ATM loại Tốc độ bit khả dụng Giao thức phân giải địa Phương thức truyền dẫn không đồng Giao thức phân giải địa ATM Máy chủ/máy khách ATMARP Mạng số tích hợp đa dịch vụ băng rộng Quảng bá Điều khiển chấp nhận kết nối Tốc độ bit cố định Phần tử kết nối Kết nối IP cổ điển qua ATM Phần lớp hội tụ chung Lớp hội tụ Đơn vị liệu giao thức CS Giao diện liệu phân bố cáp quang Sửa lỗi trước Giao thức truyền file 107 Đồ án tốt nghiệp G H I L M N O FORUM GATEWAY GFC HEADER HEC ICMP Diễn đàn Generic Flow Control Thiết bị liên kết hai mạng khác điều khiển luồng chung Phần tiêu đề Header Error Control Điều khiển lỗi tiêu đề Protocol Message Giao thức tin điều khiển Control Internet internet IE Information Element Phần tử thông tin IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers IETF Internet Engineering Talk Force IN-ATMARP ATM Invert ARP Giao thức phân giải địa ATM ngược IN- ATMARP SERVER / CLIENT Máy chủ/máy khách phân giải địa ATM ngược IP Internet Protocol Giao thức mạng IPV4/6 IP version 4/6 Giao thức mạng phiên 4/6 ISO International Standard Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế Organization LAN Local Area Network Mạng cục LANE LAN Emulation Mô LAN LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic LIS Logical IP subnet Mạng IP logic MAN Metropolitan Area Mạng thành phố Network MCR Maximum Cell Rate Tốc độ tế bào cực đại MPOA Multi Protocol Over Đa giao thức ATM ATM MTU Maximum Transport Đơn vị liệu truyền lớn Unit MAC NHRP Next Hop Resolution Giao thức phân giải bước Protocol chuyển NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng N-ISDN Narrowband Intergrate Mạng số tích hợp đa dịch vụ Services Digital băng hẹp Network NPC Network Parameter Điều khiển tham số mạng Control OAM Operation Khai thac quản lý bảo dưỡng Administration Maintenace OSI Open System Kết nối hệ thống mở Interconnection OSPE TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 108 Đồ án tốt nghiệp P Q R OCTET=BYTE PDU PM PCR PVC Protocol Data Unit Physical Peak Cell Rate Peamanent Virtual Circuit PVC- CONNECTION QoS Quality of Service RARP Reverse ARP ROUTER S RFC Request for Commont SAP SAR Service Access Point Segmentation and Reassembly Service Data Unit Subnetwork Attachment Point Service Specific SDU SNAP SS SMDS SRC-ADDR SSCS T U Source Address SS Convergence Sublayer SVC Switching Virtual Circuit SVC CONNECTION TCP Transport Control Protocol TTL Time to Live TC Transmission Convergence UDP User Datagram Protocol UNI V UNICAST VBR VC VCI VCC User Network Interface Variable Bit Rate Virtual Channel Virtual Channel Identifier Virtual Channel Connection TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đơn vị liệu giao thức Môi trường vật lý Tốc độ tế bào đỉnh Kênh ảo cố định Kết nối kênh ảo cố định Chất lượng dịch vụ Giao thức phân giải địa ngược Thiết bị sử dụng để kết nối hai mạng Tập hợp chuẩn tiêu kĩ thuật đề nghị Điểm truy nhập dịch vụ Phân đoạn tái lắp ráp Đơn vị liệu dịch vụ Dịch vụ đặc thù Địa nguồn Lớp hội tụ dịch vụ đặc thù Kênh ảo chuyển mạch/ Kênh ảo động Kết nối kênh ảo động Giao thức điều khiển truyền Thời gian sống Đồng qui truyền dẫn Giao thức liệu người sử dụng Giao diện mạng - đối tượng sử dụng Đơn vị truyền thông Tốc độ bit biến đổi Kênh ảo Nhận dạng kênh ảo Kết nối kênh ảo 109 Đồ án tốt nghiệp VP VPC VPI WAN W Virtual Path Virtual Path Connection Virtual Path Identifier Wide Area Network Đường ảo Kết nối đường ảo Nhận dạng đường ảo Mạng diện rộng TÀI LIỆU THAM KHẢO               Công nghệ ATM , giải pháp cho mạng viễn thông băng rộng Chủ biên Đỗ Trung Tá- NXB Bưu điện Công nghệ chế độ truyền dẫn dị ATM Nguyễn Phạm Anh Dũng- Học viện BCVT Mạng máy tính hệ thống mở Nguyễn Thúc Hải- NXB Giáo dục Mạng máy tính Nguyễn Gia Hiểu- NXB Thống kê Internetworking over ATM network NXB Mc Graw Hill Internetworking ATM for the internet and enterprise network John A.Chiong – NXB Mc Graw Hill TCP/IP Architecture , Protocol and Implementation Sidnie Feit – NXB Mc Graw Hill TCP/IP over ATM Berry Kercheval- NXB Prentice Hall TCP/IP and ATM Design Principlé William Stalling- NXB Prentice Hall TCP/IP Blueprints Robin Burk , Martin J Bligh, Thomas Lee - NXB Mc Graw Hill RFC 1483 Mutiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer RFC 1577 Classical IP and ARP over ATM RFC 1626 Default IP MTU for use over ATM , AAL –5 RFC 1755 ATM Signalling Suport for IP over ATM TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 110 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Giới thiệu đề tài PHẦN MỘT :INTERNET VÀ HỌ GIAO THỨC TCP/IP -1 Giới thiệu đời phát triển Internet họ giao thức TCP/IP Họ giao thức TCP/IP -3 2.1 Cấu trúc phân lớp TCP/IP -6 2.1.1 Lớp truy nhập mạng 2.1.2 Lớp liên mạng 2.1.3 Lớp vận chuyển -8 2.1.4 Lớp ứng dụng -8 2.2.Giaothức Internet IP 2.2.1.Khn dạng gói liệu IP 10 2.2.2.Địa IP 13 2.2.3.Hoạt động IP -14 2.2.3.1.Quá trình thực thực thể IP -15 2.2.3.2 Định đường cho IP datagram -15 2.3.Giao thức điều khiển truyền TCP -17 2.3.1.Khuôn dạng đơn vị liệu TCP -17 2.3.2.Khái niệm cổng , socket cửa sổ trượt -20 2.3.2.1.Cổng -20 2.3.2.2.Socket -20 2.3.2.3.Cửa sổ trượt TCP 21 2.3.4.Hoạt động TCP/IP 22 2.3.3.1.Thiết lập xoá bỏ liên kết TCP 24 2.3.3.2.Trao đổi liệu 26 2.4.Hoạt động TCP/IP -28 PHẦN HAI: MẠNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG ĐỒNG BỘ ATM 35 1.Tổng quan ATM -36 1.1.Nhiệm vụ chức -36 1.2.Tế bào ATM đặc tính liên quan 36 TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 111 Đồ án tốt nghiệp 1.3 Đặc tính kĩ thuật -37 2.Cấu trúc vật lý mạng ATM -38 2.1.Lớp vật lý 40 2.1.1.Lớp môi trường vật lý PM -40 2.1.2.Lớp hội tụ truyền dẫn TC -40 2.2.Lớp ATM 42 2.2.1.Cấu trúc tế bào ATM -43 2.2.2.Các kết nối ảo ATM -45 2.2.2.1.Kết nối kênh ảo 48 2.2.2.2.Kết nối đường ảo -48 2.3.Lớp tương thích ATM 49 2.3.1.Lớp tương thích ATM kiểu -51 2.3.2.Lớp tương thích ATM kiểu -53 2.3.3.Lớp tương thích ATM kiểu ¾ 53 2.3.4.Lớp ATM tương thích kiểu -57 3.Chuyển mạch ATM -59 3.1.Chuyển mạch có phương tiện dùng chung 61 3.2.Chuyển mạch có nhớ chung -62 3.3.Chuyển mạch phân chia không gian -62 4.Báo hiệu cấu trúc địa ATM -64 4.1.Cấu trúc địa ATM 64 4.2 Đăng kí địa qua mạng ATM -66 4.3.Báo hiệu mạng ATM 66 PHẦN BA: TCP/IP TRONG MẠNG ATM- CLASSICAL IP OVER ATM 69 Giới thiệu chung: -70 1.Các mơ hình thực việc ứng dụng TCP/IP vào ATM -71 1.1.Mơ hình hàng ngang 71 1.2.Mô hình Overlay 71 2.Classical IP over ATM 72 2.1.Khái qt mơ hình Classical IP over ATM 73 2.1.1.Kiến trúc -73 2.1.2.Các thành phần mạng hỗ trợ CLIP 74 2.1.3.Một số tính CLIP 75 2.2.Mạng IP logic 75 2.2.1.Tham số cài đặt cho host IP thành viên LIS 77 2.2.2.Các yêu cầu host router LIS 77 2.3.Vấn đề gói tin lớp tương thích ATM -78 TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 112 Đồ án tốt nghiệp 2.3.1 Định cỡ MTU cho IP qua ATM -78 2.3.2.Bao đóng gói tin 78 2.3.3.Phân đoạn tái lắp ráp liệu AAL-5 84 2.4.Vấn đề địa 85 2.4.1.Phân giải địa môi trường kết nối ảo cố định PVC ATM 87 2.4.2.Phân giải địa môi trường kết nối kênh ảo động 88 2.4.3.Hoạt động phân giải địa dựa vào ATMARP server ATMARP client -88 2.4.3.1.Yêu cầu hoạt động ATMARP server 90 2.4.3.2.Yêu cầu hoạt động ATMARP client -92 2.4.3.3.Bảng lưu giữ thơng tin ATMARP, chu kì sống điểm truy nhập bảng ATMARP 93 2.4.3.4.Bao đóng gói ATMARP InATMARP -96 2.5.Báo hiệu cho hoạt động giao thức Internet mạng ATM -96 2.5.1.Thiết lập kết nối ảo -97 2.5.2.Giải phóng kết nối 98 2.5.3.Sơ lược phần tử thông tin tin báo hiệu -98 2.6.Các giao thức hỗ trợ cho Classical IP over ATM 101 2.6.1.Giao thức hỏi đáp bước chuyển NHRP -101 2.6.2.Giao thức hỗ trợ Multicast 103 KẾT LUẬN -107 THUẬT NGỮ TIẾNG ANH VIẾT TẮT -109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 TCP/IP mạng ATM- Classical IP over ATM 113 ... khác TCP/ IP mạng ATM- Classical IP over ATM 33 Đồ án tốt nghiệp Hình1.19: Hoạt động bên nhận TCP/ IP mạng ATM- Classical IP over ATM 34 Đồ án tốt nghiệp PHẦN HAI: MẠNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG ĐỒNG BỘ ATM. .. cho Classical IP over ATM TCP/ IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp PHẦN MỘT: INTERNET VÀ HỌ GIAO THỨC TCP/ IP TCP/ IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp 1.GIỚI THIỆU SỰ... giao thức TCP/ IP Vật lý Ứng dụng TCP/ IP mạng ATM- Classical IP over ATM Đồ án tốt nghiệp Giao vận Mạng Giao diện Hình 1.3:Kiến trúc họ giao thức TCP/ IP Từ hai hình ta nhận thấy TCP/ IP cấu trúc