đồ án tốt nghiệp đặc điểm công nghệ trong giao thức pnni

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đặc biệt là các ứng dụng trên môi truờng mạng Internet thì yêu cầu về thông tin không còn đơn thuần là các trang web hay thư điện tử, mà còn có các ứng dụng đa phương tiện với hình ảnh, âm thanh… và hơn nữa là phải đáp ứng được các đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng dịch vụ, tính bảo mật Đa số các dịch vụ hiện nay chạy trên nền công nghệ IP, tuy nhiên, công nghệ này có một số nhược điểm về chất lượng dịch vụ và độ an toàn không cao . Do vậy ngành công nghiệp viễn thông hiện nay đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể phối hợp các ưu điểm của công nghệ IP ( như cơ cấu định tuyến ) và của ATM ( như băng thông, độ tin cậy, chất lượng dịch vụ). Công nghệ PNNI là một trong những giải pháp đuợc đưa ra nhằm đáp ứng nhu cầu này. Nội dung chính của báo cáo này sẽ giới thiêu về một số đặc điểm công nghệ chính trong giao thức PNNI. 1 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Giới thiệu về PNNI Hình 1 : Mô hình mạng PNNI PNNI được viết tắt từ cụm từ: Private Network Network Interface – giao diện nút mạng riêng. PNNI là phương pháp định tuyến dựa vào kỹ thuật trạng thái liên kết được sử dụng trong mạng chuyển mạch ATM riêng. PNNI gồm có 2 giao thức : • Giao thức báo hiệu nói về các bản tin sử dụng trong quá trình thiết lập kết nối từ điểm tới điểm và điểm tới nhóm đích trên mạng ATM. Giao thức này xây dựng trên nền tảng là các tín hiệu theo chuẩn UNI trong mạng ATM , có bổ sung thêm cơ chế hỗ trợ định tuyến nguồn, thủ tục Crankback và định tuyến luân phiên ( phục vụ cho viêc thiết lập lại kênh truyền trong trường hợp có lỗi khi kết nối ) • Giao thức định tuyến nói về cấu hình mạng phân phối giữa các chuyển mạch ATM . Giao thức này dùng để tính toán đường đi trên mạng. Mô hình phân cấp của mạng PNNI đảm bảo nó có thể ứng dụng trong các môi trường mạng lớn . 2 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Báo cáo này sẽ phân tích về 2 giao thức trên, theo đó chương 1 của báo cáo sẽ nói về báo hiệu trong PNNI và chương 2 nói về định tuyến trong PNNI. 3 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Chương 1: Báo hiệu PNNI Trong chương này chúng ta sẽ mô tả về các thủ tục báo hiệu được sử dụng trong giao thức PNNI, các thủ tục này giúp tạo kênh ảo để truyền tin qua mạng ATM PNNI giai đoạn một có một số đăc điểm chính như sau : • Hỗ trợ tất cả các báo hiệu của chuẩn UNI 3.1 và tương thích với một số đặc điểm của báo hiệu chuẩn UNI 4.0. • Phù hợp cho ứng dụng với các mạng lớn. • Hỗ trợ định tuyến phân cấp. • Hỗ trợ đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS • Hỗ trợ định tuyến với nhiều tham số và thuộc tính • Sử dụng định tuyến nguồn. • Hoạt động trong các khu vực đã được phân chia. • Giải pháp định tuyến động, có thể đáp ứng sự thay đổi về cơ sở mạng • Hỗ trợ anycast Báo hiệu PNNI được xây dựng tương thích với chuẩn UNI 3.1 về các giao diện kết nối trong mạng ATM, gồm các tính chất cơ bản như sau : • Kết nối điểm – điểm và điểm – đa điểm . • Có tính đến chất lượng dịch vụ • Hỗ trợ Anycast • Cung cấp tín hiệu ABR (available bit rate ) • Kết nối đường dẫn chuyển mạch ảo • Thỏa thuận về tham số truyền – số khối tối đa, số khối tối thiểu và kích thước khối Ngoài ra, báo hiệu PNNI xây dựng để tương thích với phiên bản UNI 4.0 nên có thêm kênh ảo cố định mềm - SPVC (Soft Permanent Vitual Circuit), ở cả mức kênh ảo -VC (vitural chanel) và luồng ảo – VP (Virutal Path). Hơn nữa, do 4 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 mô hình PNNI sử dụng kỹ thuật định tuyến nguồn nên giao thức báo hiệu có thể hỗ trợ cả danh sách đường đi định sẵn DTL, thủ tục Crankback, và định tuyến luân phiên. 1.1 Thủ tục thiết lập kênh ảo trong mạng PNNI Khi thiết lập kênh ảo từ điểm đầu đến điểm cuối đi qua mạng PNNI, tại nút nguồn, thủ tục thiết đặt được khởi tạo. Đầu tiên, nút nguồn quyết định yêu cầu thiết lập kênh và sử dụng thông tin có trong sở dữ liệu mạng tại chính nút nguồn để tìm đường đưa đến đích theo yêu cầu tạo kênh, đường đi được thiết lập phụ thuộc vào luật định tuyến tại nút nguồn. Sau khi tìm được đường đi, nút nguồn đẩy danh sách các nút trung gian được chọn để đi qua vào phần tử thông tin gọi là DTL ( danh sách đường đi định sẵn ). DTL bao gốm các thông điệp báo hiệu để có thể thông qua nút chuyển kế tiếp. Kênh ảo có thể bị lỗi nếu như thông tin định tuyến được đưa vào thời điểm nút nguồn xác định đường đi không còn chính xác, trường hợp này có thể xảy ra với các mạng lớn do có độ trễ khi truyền giữa các nút. Vì vậy PNNI bổ sung thêm thủ tục quay vòng Crankback để báo cáo lỗi cho nút nguồn, từ đó nút nguồn sẽ tìm một đường đi khác để thiết lập kênh ảo. Thủ tục quay vòng này sẽ đựoc giới thiệu trong phần 2.3 của báo cáo này. 1.2 DTL – Danh sách đường đi định sẵn PNNI sử dụng định tuyến nguồn để chuyển tiếp yêu cầu của kênh ảo chuyển mạch SVC qua một nút hoặc một tầng trong cấu trúc phân cấp của định tuyến PNNI. PNNI xác định hướng đi từ nút nguồn bằng danh sách đường đi định sẵn. DTL (Designated Transit List ) là một bảng thông tin được định nghĩa đầy đủ đường đi từ nguồn đến đích qua các nhóm cùng cấp của cấu trúc phân tầng PNNI. Danh sách đường đi định sẵn được tính toán từ nút nguồn hay nút đầu tiên trong nhóm để nhận yêu cầu về kênh ảo chuyển mạch SVC. Dựa trên cơ sở dữ liệu về tình trạng mạng của nút đầu tiên, nó tính toán đường đi đến đích để 5 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Các nút trung gian tạo các liên kết đến nút kế tiếp theo danh sách định sẵn, thực hiện quản lý kênh ảo và chuyển tiếp yêu cầu của kênh ảo chuyển mạch trên mạng. DTL thực hiện như phần tử thông tin khi gửi bản tin SETUP trong mạng PNNI. Nút nguồn tính tóan danh sách đường đi định sẵn cho toàn bộ đường đi đến đích qua các nhóm cùng cấp. Một DTL được tính toán trên yêu cầu cho các nhóm cùng cấp. Khi nút nguồn cung cấp danh sách DTL đầy đủ cho các nhóm cùng cấp , nó đưa ra tên định danh của các nhóm khác, các nút mà nó sẽ đi qua. Danh sách DTL sẽ chứa địa chỉ tường minh của các chuyển mạch trong các nhóm cùng cấp của nút nguồn và địa chỉ logic hóa của các chuyển mạch trên các nhóm cùng cấp khác. Khi có một yêu cầu nằm trong phạm vi nút trong một nhóm mới, nó xóa danh sách DTL cũ và tính tóan DTL mới để đi qua nhóm này. Khi yêu cầu đến đích nằm trong phạm vi nhóm cùng cấp, nút ở biên của nhóm cùng cấp sẽ tính toán đường đi đến nút đích. 1.3 Thủ tục Crankback và định tuyến luân phiên Trong mạng PNNI , khi tìm đuờng đến đích, đường đi được tính toán theo cơ sở dữ liệu trạng thái mạng tại nút nguồn, bao gồm thông tin về các node dự định đi qua tại thời điểm yêu cầu kết nối. Đối với một mạng lớn , thông tin về tình trạng của các nút có thể không được cập nhật kịp thời do một số nguyên nhân liên quan đến thời gian hội tụ và độ trễ lan truyền giữa các node. Trong truờng hợp này, yêu cầu tạo kênh có thể bị hủy giữa chừng vì băng thông của kênh truyền, nút truyền trung gian không đáp ứng được như thông tin về đuờng truyền theo tính toán tại nút nguồn, nguyên nhân ở đây là do băng thông của hệ thống vào thời điểm cập nhật bảng DTL và băng thông khi kênh truyền được thiết đặt không còn giống nhau. Nút mà DTL bị chặn lại gửi bản tin RELEASE đến nút trước nó theo danh sách đường đi định sẵn DTL và cũng bao gồm phần từ thông tin Crankback . 6 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Khi thống kê tất cả các thông tin cần thiết để tìm đường định tuyến luân phiên, phần tử thông tin xác định lý do bị hỏng của quá trình lập kênh truyền và chặn nút hoặc liên kết đã xảy ra hỏng đó. Thông tin này được sử dụng tại nút nguồn để tìm đường định tuyến luân phiên. Nút nguồn bỏ qua nút hoặc liên kết đã bị chặn và thử tìm đường đi khác đến đích. Nếu nó tìm được đường đi, bản tin SETUP mới được điền vào bảng DTL và cùng gửi đến đích. Thủ tục Crankback và định tuyến luân phiên mang lại cho PNNI lợi thế để nâng cao khả năng thành công trong việc thiết lập kênh. Người sử dụng có thể đặt được số lần thử lại tối đa của thuật toán quay ngược để thử kết nối tại nút nguồn kết nối với đầu cuối nhằm đạt được hiệu năng cao nhất cho mạng. Trên đây đã trình bày một số điểm chính về danh sách đường đi định sẵn , thủ tục Crankback và định tuyến luân phiên trong báo hiệu của định tuyến PNNI. Phần tiếp theo của báo cáo sẽ trình bày về giao thức định tuyến trong PNNI. 7 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Chương 2: Định tuyến PNNI Trong chương này chúng ta sẽ giới thiệu tóm tắt về quá trình định tuyến PNNI. Các chức năng chính của định tuyến PNNI bao gồm: • Tìm kiếm thông tin trạng thái các nút lân cận. • Trao đổi thông tin về cơ sở dữ liệu cấu hình mạng • Tràn lụt các tin trạng thái cấu hình PTSE • Bầu ra truởng nhóm trong nhóm cùng cấp – PGL • Tổng kết lại các thông tin trạng thái của cấu hình mạng. • Xây dựng đường đi trong hệ thống phân cấp. Ban đầu, thuật toán Dijkstra được sử dụng trong định tuyến PNNI. Tuy nhiên, nó chỉ đáp ứng được yêu cầu tìm đường trong đó đòi hỏi đáp ứng tham số chất lượng dich vụ đơn lẻ .Vì vậy, thuật tóan Dijkstra không thể sử dụng cho định tuyến đáp ứng đảm bảo chất lượng với nhiều dịch vụ cùng lúc. 2.1 Cấu trúc vật lý mạng 8 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Hình 2 .1: Cấu trúc vật lý mạng Hình 2.1 giới thiệu một mô hình mạng với 26 nút và các liên kết vật lý của các nút đó, ở đây mỗi nút được mô tả bằng một vòng tròn nhỏ, các liên kết là các đường thẳng nối giữa 2 nút với nhau. Cấu trúc vật lý của định tuyến PNNI được áp dụng trên nền của mô hình mạng này. Tuy nhiên, nếu giao thức PNNI chỉ hỗ trợ mô hình mạng phẳng như hình vẽ 2.1 thì mỗi nút sẽ phải cập nhật mọi thông tin về liên kết cũng như các nút của cả mạng. Điều này có thể hiệu quả đối với những mô hình mạng nhỏ, tuy nhiên đối với mô hình mạng lớn thì nó không còn phù hợp. Do vậy định tuyến PNNI cung cấp một cấu hình phân cấp nhằm mang lại hiệu quả cao hơn trong quá trình làm việc. 9 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 2.2 Cấu trúc phân cấp của mạng PNNI Hình 2.2 Mô hình phân cấp của mạng PNNI Hình vẽ 2.2 mô tả mô hình phân cấp của mạng PNNI, sau đây chúng ta sẽ nói rõ hơn về các thành phần trong mô hình này. Nút logic và liên kết logic: Nút logic là thành phần cơ bản nhất trong mô hình hệ thống mạng PNNI, nó nằm ở tầng dưới cùng trong hệ thống phân cấp mạng. Liên kết giữa các 2 nút logic gọi là liên kết logic, liên kết này có thể là một liên kết vật lý hoặc một kênh VPC. 10 [...]... c nh ngha trong 3 giao thc chc nng c bit u tiờn l giao thc Hello cú bn cht ging nh giao thc Hello PNNI giai on 1 Giao thc hello thit lp cỏc liờn liờn kt gia cỏc Proxy-PAR server v Proxy-PAR client ng ký th t v cỏc bn tin truy vn cú th truyn Server cng thụng tin cho cỏc client qua giao thc hello thi gian phc v cỏc d liu Th hai, l giao thc ng ký Proxy-PAR client s dng giao thc ny ng ký cỏc giao thc IP... bit, I -PNNI tớch hp cỏc chc nng nh tuyn ca IP v PNNI vo mt giao thc n trờn nn PNNI Trong ú nú ch dựng PNNI nh ngha cỏc IG mang thụng tin nh tuyn IP I -PNNI c thit k iu hnh trờn chuyn mch ATM, cỏc b nh tuyn gn ATM, Cỏc b nh tuyn non-ATM v thm chớ c trm ch (Host) I -PNNI tng thớch hon ton vi cỏc hot ng iu hnh chuyn mch ATM Mi mt b nh tuyn gn cỏc phng tin nh ethernet hoc chuyn mch khung, I -PNNI s dng giao. .. mch chy giao thc I -PNNI c ch ra trờn hỡnh 2.7 Ngi iu hnh trong nhúm C gm cú cỏc mỏy ch nh tuyn v cỏc thit b g mng Mỏy ch nh tuyn (vớ d, mỏy ch cho MPOA) thng giao thc IP thỡ nay thay th bng I -PNNI Cỏc thit b g mng khụng chy I -PNNI m chy giao thc client IP/ATM tiờu chun nh LANE hoc MPOA Cỏc chc nng c bn ca I -PNNI gm cú: Tt c cỏc b nh tuyn, chuyn mch v mỏy ch phc v u chy giao thc nh tuyn n nht I -PNNI ... nm tng thp hn trong h thng phõn cp ca cu trỳc mng PNNI Trong mụ hỡnh PNNI, mt nhúm mc con cú th cú th nm tng thp hn so vi cỏc nhúm con ca cỏc nỳt khỏc trong nhúm cựng cp vi nhúm cha Vớ d trong hỡnh 2.2, nhúm con PGC nm tng thp nht, cựng vi cỏc nhúm PGA1,PGA2,PGB1,PGB2 Giao thc HELLO Giao thc HELLO l th tc trng thỏi liờn kt s dng bi cỏc nỳt lõn cn tỡm kim s tn ti v nhn dng vi nhau Trong gúi tin... cỏc giao thc phõn gii a ch IP/ATM hot ng trờn mụ hỡnh chng ln hin cú (ATMARP, NHRP,v v) 2.5 PNNI tớch hp Mt phng phỏp m rng th ba ca PNNI l tớch hp nh tuyn IP v ATM gi l I -PNNI (Intergrated PNNI) I -PNNI cú th nhỡn nhn nh tip cn 24 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 ngc hng vi OSPF ARA Thay vỡ s dng nh tuyn IP phõn b cỏc a ch ATM, I -PNNI s dng giao thc nh tuyn PNNI. .. cu hỡnh mng PNNI Chỳng trao i bn tin Hello v tham gia vo nhúm ngang hng nhau Cỏc b nh tuyn PAR trao i cỏc phn t trng thỏi cu hỡnh PNNI (PTSE) vi cỏc nỳt PNNI lõn cn v xõy dng, duy trỡ c s d liu cu hỡnh PNNI Chỳng cng a cỏc thụng tin ca cỏc b nh tuyn non-ATM vo trong PTSE qung bỏ trong nhúm Cỏc chuyn mch ATM chy cỏc PNNI tiờu chun s b qua cỏc thụng tin ny v chuyn ton b ti cỏc nỳt khỏc trong nhúm iu... riờng ti chuyn mch 2.3 nh tuyn PNNI m rng nh tuyn PNNI m rng PAR (PNNI Augmented Routing) l phng phỏp u tiờn m ra kh nng nh tuyn PNNI h tr IP 17 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Trong mng PAR tt c cỏc b nh tuyn IP chy cỏc giao thc IP truyn thng nh l OSPF xõy dng v qun lý bng chuyn tip gúi tin Tt c cỏc chuyn mch ATM chy giao thc nh tuyn PNNI PAR cho phộp cỏc b nh... ca cỏc thanh viờn trong vựng PNNI Cui cựng nú cho phộp cỏc thụng tin c bit liờn quan ti PAR c phõn b trong vựng phõn cp PNNI Vớ d, mt b nh tuyn ng ký cỏc dch v OSPF phõn b ti cỏc b nh tuyn khỏc trong cựng lp vựng phõn cp PNNI, cỏc dch v BGP ti cỏc b nh tuyn BGP khỏc trong vựng phõn cp lp trờn Khuụn dng ca mt gúi tin dch v Proxy-PAR in hỡnh ch ra trờn hỡnh 2.5 trờn õy Nú gm tiờu PNNI, a ch ATM, s... erv e r R o u ter T h iế t b ị g ờ R o u ter N hóm C Hỡnh 2.7 PNNI tớch hp 25 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 T gúc nhỡn ca IP, I -PNNI ch l mt giao thc liờn kt trng thỏi c s dng phõn b cỏc tin t a ch IP trong mng v tớnh toỏn tuyn ng theo phng phỏp tng chng Mt khỏc, t gúc ATM I -PNNI ch l mt giao thc PNNI vi vi chc nng m rng s dng chun b cho cỏc d liu khụng phi... nhúm ngang hng Giao thc PNNI c trao i liờn tc khi cú mi liờn kt , do vy cú th núi nú cng xỏc nh c cỏc liờn kt b hng Sau khi trao i giao thc HELLO, nỳt to ra phn t trng thỏi cu hỡnh PTSE ( PNNI Topology State Element ) v trao i liờn tc vi cỏc nỳt lõn cn bng k thut trn lt PTSE : phn t trng thỏi cu hỡnh PNNI PTSE l tp hp thụng tin nh nht ca thụng tin nh tuyn PNNI c trn lt gia cỏc nỳt logic trong mt nhúm . thiêu về một số đặc điểm công nghệ chính trong giao thức PNNI. 1 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Giới thiệu về PNNI Hình 1 : Mô hình mạng PNNI PNNI được viết. trên nền công nghệ IP, tuy nhiên, công nghệ này có một số nhược điểm về chất lượng dịch vụ và độ an toàn không cao . Do vậy ngành công nghiệp viễn thông hiện nay đã và đang tìm một phương thức. Interface – giao diện nút mạng riêng. PNNI là phương pháp định tuyến dựa vào kỹ thuật trạng thái liên kết được sử dụng trong mạng chuyển mạch ATM riêng. PNNI gồm có 2 giao thức : • Giao thức báo