Nguyen ly chuyen mach atm 194334

Chơng Tổng quan mạng băng rộng đa dịch vụ Việc thực dựa phơng thức atm Trong năm 80, tiến khoa học, nhu cầu trao đổi thông tin ngày tăng, hàng loạt mạng viễn thông đời từ mạng điện thoại công cộng, mạng truyền số liệu sử dụng chuyển mạch gói, mạng đa dịch vụ băng hẹp (N_ISDN) Cho đến năm 90 đà hình thành mạng đa dịch vụ băng rộng (B_ISDN Broadcast Integrent Service Digital Network) đáp ứng đợc nhu cầu truyền thông : điện thoại truyền hình, truyền hình chất lợng cao, truyền hình hội nghị Mạng băng rộng B_ISDN đà đợc liên minh viễn thông giới (ITU_T) nghiên cứu chuẩn hoá dựa phơng thức truyền không đồng gọi ATM (Asynchrous Transfer Mode) Phơng thức ATM phơng thức thích hợp cho việc kiểm soát loại tải băng rộng khác ATM phù hợp cho tải dạng gián đoạn nh dạng tải liên tục bao gồm tiếng nói, liệu, hình ảnh video ATM dạng chuyển mạch gói với kích thớc gói thông tin cố định (đợc gọi Cell) Các Cell truyền môi trờng truyền dẫn khác nh SONET, SDH, E1/T1 theo định dạng khác Ưu điểm bật phơng thức ATM cho phép tải mạng dịch vụ có tốc độ chất lợng đáp ứng đợc yêu cầu khác ngời sử dụng ®ång thêi nã cã tÝnh b¶o mËt cao tÝnh chất chuyển mạch gói mang lại Đó lý ATM đợc khuyến nghị ứng dụng cho mạng băng rộng đa dịch vụ (B_ISDN) I Phơng thức truyền tải không đồng ATM Phơng thức truyền tải không đồng ATM công nghệ tiên tiến đà đợc nghiên cứu vào năm 80 áp dụng cho mạng đa dịch vụ băng rộng B_ISDN cïng víi sù ph¸t triƠn cđa trun dÉn c¸p quang Sau vào nghiên cứu tổng quan kỹ thuật áp dụng cho phơng thức ATM I.1 Kỹ thuật ghép tách kênh Trong phơng thức ATM, ngời ta áp dụng chế ghép kênh phân chia theo thời gian không đồng Khái niệm không đồng có nghĩa đờng truyền gói thông tin nguồn phát đến đích xếp không theo chu kỳ Việc xếp tuỳ thuộc vào khả băng thông mạng gói tin phải chờ đệm mà có điều khiển tơng ứng Hình vẽ sau mô tả hai phơng thức ghép kênh đồng STM (Synchrous Transfer Mode) ghép kênh không đồng ATM : 31 31 H×nh 1 : Kü thuËt trun ®ång bé 4 Hình : Kỹ thuật truyền không đồng Trong phơng thức đồng để phân biệt kênh thông tin ngời ta dựa vào tính chu kỳ lặp lặp lại Còn phơng thức truyền bất đồng để phân biệt ngời ta phải đa thêm thông tin nhận diện vào Cell gièng nh kü tht chun m¹ch gãi Chi tiÕt thông tin nhận diện đợc trình bày phần sau nội dung I.2 Cấu trúc mét tÕ bµo ATM ATM lµ mét kü tht chun mạch gói tiên tiến mà đơn vị liệu đợc gọi Cell (hay gói tin) Khác với dạng chuyển mạch gói thông thờng, gói tin ATM có kích thớc cố định (bao gồm bytes Header vµ 48 bytes Data) KÝch thíc nµy đà đợc tính toán dựa yếu tố nh : hiệu suất, độ trễ kênh truyền độ phức tạp chuyển mạch để đạt đợc tối u Header (5 bytes) Data(48 bytes) Trong mạng viễn thông ta thờng phântếchia làm hai dạng giao diện Hình 1.3: ngời Cấu trúc tổng quát bàora ATM bản, : giao diện mạng với ngời sử dụng (UNI _User Network Interface) giao diện Node mạng với (NNI_Network Network Interface) Đối với phơng thức truyền ATM phân theo có hai dạng cấu trúc tế bào khác ứng với giao diện Dới hình vẽ mô tả cấu trúc hai dạng tế bào nói : VPI GFC VPI VCI VCI VCI PT CLP VPI VCI VCI VCI PT CLP HEC Data (48 bytes) VPI HEC Data (48 bytes) H×nh : CÊu trúc tế bào ATM giao diện NNI Hình : Cấu trúc tế bào ATM giao diện UNI ý nghĩa chức trờng Header dạng tế bào ATM đợc trình bày phụ lục I Sau giải thích chữ viết tắt trờng để tiện theo dõi : GFC Genric Flow Control _ Trêng ®iỊu khiĨn luång chung VPI Virtual Path Identifier _ Sè hiÖu nhận dạng đờng ảo VCI Virtual Chanel Identifier _ Số hiệu nhận dạng kênh ảo PT Payload Type _ Trêng kiĨu tÕ bµo CLP Cell Loss Priority _ Trờng qui định mức u tiên tế bào HEC Header Error Control _ Trờng điều khiển lỗi tế bào phần tiêu đề ATM có đặc điểm hớng liên kết, dạng chuyển mạch gói nhng trờng để địa nguồn, địa đích, số thứ tự không cần thiết Hơn nữa, chất lợng đờng truyền sử dụng tốt nên chế chống lỗi từ liên kết đến liên kết đợc bỏ qua ATM không cần cung cấp chế điều khiển luồng Node cấu điều khiển gọi Chức phần tiêu đề nhận dạng nói ảo I.3 Cấu trúc phân lớp ATM áp dụng mô hình phân lớp OSI, ngời ta ph©n líp cho ATM gåm líp : líp vËt lý (Physical), líp ATM (Asynchrous Transfer Mode), líp thÝch ứng AAL (ATM Adapter Layer) Trong lớp lại đợc chia thành phân lớp Dới cấu trúc phân lớp ATM tơng ứng với lớp mô hình OSI lớp : Application Líp AAL Presention Session Transport Network Data Link Physical CS SAR Lớp ATM TC Physical PM Sau chức phân lớp ATM Hình : Quan hệ phân lớp ATM với mô hình OSI líp Líp héi tơ trun CS (Convergence Sublayer) Líp thÝch øng ATM (ALL)  NhËn /gưi c¸c PDU(Protocol Data Unit) từ/tới lớp cao tạo dạng CS_PDU Kiểm tra khôi phục xác CS_PDU Cung cấp vài chức ALL phần tiêu đề CS_PDU Điều khiển luồng, gửi thông điệp trả lời yêu cầu truyền lại tế bào lỗi Lớp tạo Tạo tế bào từ CS_PDU, khôi phục tháo tế bào SAR CS_PDU (Segmentation  KiĨm tra m· vßng CRC trờng liệu And tế bào Reassembly) Tạo hai bytes tiêu đề hai bytes cuối SAR_PDU Điều khiển luồng Lớp ATM Tạo phân tách tiêu đề tế bào Đọc thay đổi phần tiêu đề tế bào Thêm lấy tế bào trống (Idle Cell) Tạo kiểm tra mà HEC Lớp hội tụ Nhận dạng giới hạn tế bào truyền dẫn (TC) Biến đổi dòng tế bào thành khung phù hợp Lớp Phát / khôi phục khung truyền dẫn vật Lớp đờng Đồng bit lý truyền vật lý Thu phát số liệu (PM) I.4 Mạng truyền tải ATM Mạng truyền tải ATM bao gồm phần : mạng truyền tải thông tin ngời sử dụng mạng truyền tải thông tin điều khiển quản lý Hình vẽ sau mô tả cấu trúc mạng truyền tải ATM Service Control Node OAM Node OAM Node B_STP Mạng quản lý TB TB Mạng truyền tải thông tin ngời sử dụng Đờng ảo mang thông tin quản lý điều khiển Đờng ảo mang thông tin ngời sử dụn Node mạng OAM Node : Node vận hành quản lý B_STP : Broadcast Signal Terminal Point Hình : Mạng truyền tải ATM Cho việc trao đổi tin mạng ATM có hai khái niệm : kết nối (connection) liên kết (link) Một kết nối cho phép trao đổi thông tin hai điểm cuối cđa kÕt nèi (Connection End Point) th«ng qua mét sè liên kết qua điểm kết nối trung gian Trong ATM, kết nối liên kết đợc thực theo hai lớp chức : Lớp vật lý : cung cÊp m«i trêng trun dÉn  Líp tách ghép kênh (lớp ATM) : thực ghép tách kênh hai mức kênh ảo VP đờng ảo VC Với đờng truyền vật lý, mạng ATM, phục vụ cho nhiều kênh thông tin; đợc hiểu kênh ảo VC đờng ảo VP Kênh ảo VC kết nối logic chiều hai đầu cuối Đờng ảo VP khái niệm nói đến tập hợp nhóm kênh ảo với Đờng ảo chiều hai thực thể ATM liên tiếp thờng đợc dùng để nhóm kênh ảo có điểm xuất phát điểm kết thúc lại với Mối quan hệ lên kết vật lý, đờng ảo, kênh ảo đợc minh hoạ hình vẽ sau : VP VC Theo nh mimh hoạ liên kết vật lý cho phÐp thùc hiƯn trao ®ỉi tin theo hai chiỊu (song còngiữa kênh đờng ảo cho phép Hình :công) Quan hệ liênảo kếtvàvật lý, kênh ảo đờng ảo trao đổi tin theo chiều I.5 Điều khiển quản lý mạng ATM Điều khiển quản lý mạng hoạt động thiếu cho mạng truyền thông Trong mạng ATM điều khiển quản lý thực bao gồm chức sau : Điều khiển quản lý kÕt nèi ATM : bao gåm viÖc thiÕt lËp, trì, giải phóng kết nối VPC / VCC thông qua tin báo hiệu tin quản lý trung tâm quản lý mạng NMC (Network Manage Controler) thành phần mạng Chức bảo hành bảo dỡng mạng : quản lý điều khiển trạng thái kết nối thành phần mạng thông qua tin vận hành quản lý OAM (Operation And Maneger) Quản lý lu lợng tài nguyên mạng Hỗ trợ dịch vụ cung cấp mạng thông minh Thông tin thực chức quản lý đợc truyền qua mạng truyền tải điều khiển quản lý Mạng đợc phân tách mặt logic với mạng truyền tải thông tin ngời sử dụng thông qua giá trị VPI I.6 Quá trình báo hiệu mạng ATM Các tin báo hiệu đợc trao đổi ngời sử dụng ngời sử dụng với mạng đợc truyền kết nối ảo cho báo hiệu (Signaling VCC) Các kết nối đợc phân biệt theo kết nối điểm _ điểm hay ®iĨm _ ®a ®iĨm; ®ã b¸o hiƯu ®iĨm _ đa điểm áp dụng chế báo hiêu đặc biệt báo hiệu Meta _ Signalling Kênh ảo báo hiệu SVCS Kênh ảo báo hiệu SVCS cung cấp khả truyền tin báo hiệu đợc thiết lập theo hai hớng hai điểm sử dụng giá trị VPI / VCI Thông thờng, trình báo hiệu để thiết lập, trì, giải phóng kết nối đợc thực gộp lại cho mức kết nối đờng ảo VP, có nghĩa VP ta giành riêng VCI cho kênh báo hiệu Meta _ Signaling Nh ta đà nói, Meta _Signaling chế báo hiệu dùng cho báo hiệu điểm đến đa điểm để thiết lập kênh báo hiệu cho cặp điểm _ điểm Một kênh ảo giành cho báo hiệu Meta Signaling (MSVC _ Meta Signaling Virtual Chanel) quản lý kênh ¶o b¸o hiƯu cã cïng mét VPI víi nã MSVC kết nối kênh ảo cố định đợc kích hoạt đờng ảo bắt đầu đợc thành lập MSVC kết nối thiết bị đầu cuối khách hàng (CEQ _ Customer Equipment) nút mạng mà thiết bị đầu cuối truy nhập vào mạng (khối chức kết nối CRF _ Cell Related Funtion) kết nối CEQ với Các kênh ảo báo hiệu tơng ứng kết nối CEQ Local CRF để thiết lập VCC đầu cuối CEQ với ®Ó thiÕt lËp VPC CEQ Local CRF To transit network Case A : thiÕt lËp VCC CEQ CEQ Case B : thiÕt lËp VPC CEQ CEQ I.7 C¸c Node mạng Các mạng chức chuyển mạch nối chéo trªn hai møc CaseNode C : thiÕt lËpthùc VCChiƯn & VPC đờng ảo VP kênh ảo VC (cụ thể cách thức thực đợc trình bày chơng Thùc thĨvai thiÕt b¸o kÕt hiƯunèi Meta Signaling sau) Node mạng có :thể đóng tròlập điểm trung gian điểm ci kÕt : Thùc thĨ thiÕt lËp b¸o hiƯu SVCs nối Các điểm cuối kết nối : nơi kết thúc kết nối (VPC/VCC) trao đổi Hình : Thiết lập báo hiệu ATM thông tin ngời sử dụng với nhau, tạo tách giá trị tiêu đề, tham gia vào trình quản lý lu lợng điều khiển tắc nghẽn Các điểm trung gian : trun th«ng tin cđa ngêi sư dơng qua cách suốt Nó tham gia vào trình quản lý lu lợng điều khiển tắc nghÏn cho m¹ng II CÊu tróc m¹ng B_ISDN/ATM ATM End System Public UNI M¹ng Public B P_NNI NNI P_NNI Mạng Public A ATM Switch Hình 1.10 : Cấu trúc mạng B_ISDN / ATM Mô hình mạng ATM điển hình bao gồm mạng ATM công cộng (Public Network) đợc liên kết với nhạu, mạng ATM riêng (Private Network) hệ thống đầu cuối ngời sử dụng đợc kết nối với mạng Public ATM thông qua giao diện ngời sử dụng mạng II.1 Cấu trúc phân cấp mạng ATM Mạng ATM công cộng bao gồm cấp mạng trục công cộng cấp mạng truy nhập, mạng riêng bao gồm mạng trục riêng nhóm làm việc Hình vẽ sau minh hoạ cho cấu trúc phân cấp mạng ATM (cho hai cấp) ATM Node Mạng trục công cộng Mạng truy nhập Mạng truy nhập ATM Access Node Hình 1.11: Mạng ATM công cộng Mạng trục riêng Nhóm làm việc Nhóm làm việc II.2 Các ứng dụng truyền tải mạng ATM Mạng ATM đợc sử dụng nh dạng truyền tải chung có khả kết nối loại hình dịch vơ ®ang sư dơng nh POST, LAN, Frame Relay, thông qua giao diện UNI Mạng ATM hỗ trợ dịch vụ kết nối định hớng dịch vụ Hình 1.12: Mạng riêng hai cấp ATM không kết nối nhờ lớp chuyển đổi tơng thích khác Hình vẽ sau mô tả loại giao diện khác cho dịch vụ khác : LAN FDDI Điện thoại tơng tự Tele Phone Frame Relay Fax M¹ng Private ATM Work Station PBX Video ATM Node ATM Node ATM công cộng Hình 13 : Các ứng dụng mạng ATM II.3 Giao diện Node mạng Mạng ATM công cộng bao gồm Node mạng ATM đợc kết nối với qua giao diện đợc gọi NNI (Network Node Interface) Các Node mạng ATM thiết bị ATM thực chức chuyển mạch chức kết nối chéo bao gồm hai chức II.4 Giao diện mạng ngời sử dụng Các mạng ATM riêng hệ thống đầu cuối khách hàng đợc kết nối với mạng ATM công cộng qua giao diƯn UNI c«ng céng (Public User Network Interface) Ngoài hệ thống đầu cuối nèi víi m¹ng Private ATM qua giao diƯn Private UNI 1