Các dịch vụ dữ liệu

Các dịch vụ dữ liệu

1 MỤC LỤC Lời nói đầu Giới thiệu đề tài 1. Các chuẩn cho Frame Relay 1.1. Chuẩn ITU-T/CCITT 1.2. Chuẩn ANSI 1.3. Mở rộng LMI và các giải pháp độc quyền 1.4. Các chuẩn mở rộng LMI 1.5. Các lựa chọn mở rộng 2. Các thơng số và kích thước FR 2.1. Phương pháp tính CIR và EIR 2.2. Kích thước của CIR 2.3. Kích thước cổng truy nhập FR 2.4. Các PVC theo một hướng duy nhất, khơng đối xứng, đơn hình 2.5. Bursting over CIR 2.6. Bit DE (Discard Eligible) 2.7. Oversubscription 2.8. PVC reroute capability 3. Việc kiểm sốt tắc nghẽn và lưu thơng của Frame Relay 3.1. Định nghĩa sự tắc nghẽn trên mạng FR 3.2. FECN và BECN 3.3. Quản lý các lớp được liên kết (CLLM) 4. Dịch vụ trên mạng FR cơng cộng 4.1. Các dạng dịch vụ của FR 4.2. Public versua Private 4.3. Các tham chiếu dịch vụ cơng cộng FR THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 2 4.4. Mạch ảo chuyển mạch SVC 4.5. Giao diện giữa các mạng (NNI) 5. Các kiến trúc mạng FR cơng cộng 5.1. Kiến trúc vòng mở 5.2. Kiến trúc vòng đóng 5.3. FR trên một backbone chuyển mạch ơ 5.4. Các vùng đệm vào/ra 6. Các vấn đề thiết kế truy cập 6.1. Các thiết bị truy cập mạng 6.2. Thiết bị truy cập mạng FR (FRAD) 6.3. Dial Access và Dial BackUp 7. Các vấn đề về thiết kế hiệu năng 7.1. Các Frame bị mất và tỉ lệ lỗi truyền 7.2. Trễ truyền 7.3. Trễ transmission transit 7.4. Trễ gói, trễ nối tiếp và trễ hàng đợi 7.5. Overhead và Throughput 7.6. Định kích thước cửa sổ và ảnh hưởng của chúng 7.7. Buffering và thoughput trong qúa trình tắc nghẽn 8. Giá cả và tốc độ 8.1. Các yếu tố trong việc định giá FR 8.2. Đặt ra các mức giá hay khơng? 8.3. Định giá dựa vào mức sử dụng, một sự lựa chọn đúng đắn? 8.4. Hướng dẫn định giá 8.5. Zero CIR 8.6. Xây dựng hay là mua THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 3 Lời nói đầu Ngày nay, nhu cầu truyền thơng đa phương tiện (tích hợp dữ liệu, văn bản, âm thanh, hình ảnh) ngày càng đòi hỏi các cơng nhệ truyền dẫn cao. Các mạng chuyển mạch gói X25 với thơng lượng tối đa là 64Kbps như hiện nay, rõ ràng là khơng đáp ứng được nhu cầu nói trên. Trong khi chờ cải thiện hiệu năng của X25, người ta tập trung vào việc tìm kiếm các cơng nghệ mới theo hướng tăng vận tốc chuyển mạch tại các nút mạng. Các cơng nghệ loại này được đặt chung tên gọi là FPS (fast packet switching) được xác định trên 2 kỹ thuật cơ bản là Frame relay và Cell relay(ATM). ATM: asynchonous transfer Mode PVC : Permanent Virtual Circuit SVC : Switched Virtual Circuit Điểm khác biệt đầu tiên giữa ATM và Frame relay là: - Trong khi Frame relay dùng các đơn vị dữ liệu có kích thước thay đổi (frame) thì Cell relay lại dùng các đơn vị dữ liệu có kích thước cố định. - Kỹ thuật Frame relay có thơng lượng > 2Mb/s FPS Frame Cell SV SVPV B-SMDS PV THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 4 - Kỹ thuật Cell relay dựa trên phương thức truyền khơng đồng bộ ATM có thơng lượng > hàng trăm Mb/s Cả hai kỹ thuật này đều có thể cài đặt cho SVC và PVC. Kỹ thuật Frame Relay Trong X25 chức năng dồn kênh đối với các liên kết logic chỉ đảm nhận việc kiểm sốt lỗi cho các Frame gửi đi qua giao diện DTE và DCE cục bộ. Do đó làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp thủ tục gữa 2 tầng kề nhau, dẫn tới thơng lượng bị hạn chế do tổng chi phí cho xử lý gói tin lớn. Trái lại với kỹ thuật Frame Relay chức năng dồn kênh và chọn đường được thực hiện ở tầng 2 và việc chọn đường cho các Frame rất đơn giản, vì thế thơng lượng tăng lên rất nhiều so với chuyển mạch gói. Khn dạng tổng qt của Frame dùng trong kỹ thuật Frame Relay. 8 16 variable 16 8 DLCI : Datalink Connection Identifier CF : Congestion Forward (FECN) CB : Congestion Backward (BECN) DE : Discard Eligibility Trong vùng Header có chứa các tham số sau: - DLIC : Để định danh các liên kết dữ liệu được thiết lập ( mỗi khi một liên kết dữ liệu được thiết lập nó được gán một DLCI và giá trị này ln được khai báo trong tất cả các Frame dữ liệu và Frame điều khiển liên kết đó) và nó chỉ mang ý nghĩa cục bộ được dùng để chọn đường. Flag Flag Header Informatio FCS THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 5 - Tại mỗi nút khi nhận được một Frame dữ liệu, chương trình điều khiển (Frame Hander) được cài sẽ đọc DLCI trong Header và kết hợp với số liệu đương truyền vào để xác định đường truyền ra và DLCI ra tương ứng. Giá trị DLCI mới này sẽ được ghi vào phần header của Frame sẽ được đưa vào hàng đợi để gửi tiếp đi trên đường đã chọn. - Do nhiều liên kết dữ liệu logíc có thể đồng thời cùng nhau phân chia một đường truyền vật lý, mặt khác các Frame cùng liên quan đến một liên kết dữ liệu nào đó lại có thể được tạo ra ở các thời điểm ngẫu nhiên. Do đó dẫn đến gây ra tắc nghẽn đường truyền. Khi đó các bit CB, CF, DE trong phần Header được dùng để kiểm sốt hiện tượng tắc nghẽn. - Mỗi khi Frame Hander chuyển thêm một Frame vào hàng đợi. Nó kiểm tra kích thước hàng đợi, nếu q giới hạn thì nó thơng báo cho người dùng ở hai đầu liên kết bằng CF ( nếu dữ liệu đi) và bằng CB ( nếu dữ liệu về). Khi Frame Hander trong máy người sử dụng nhận được thơng báo tắc nghẽn nó giảm tốc độ gửi Frame cho đến khi khơng còn tắc. Tuy nhiên nếu tắc nghẽn q lâu thì Frame Hander tại nút tắc nghẽn sẽ loại bỏ các Frame thơng qua bit DE THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 6 1. Các chuẩn cho Frame Relay 1.1. Chuẩn ITU-T/CCITT Theo ITU-T thì các khuyến nghị nên có tiền tố là chữ cái, như quy ước khuyến nghị có tiền tố thường cung cấp mơ hình cho các dịch vụ giao thức thao tác, trong khi các khuyến nghị có tiền tố Q cung cấp những chỉ định cụ thể đối với từng thao tác như báo hiệu, giao vận và ứng dụng. FR được định nghĩa là một giao diện giữa người dùng và dịch vụ mạng Relaying của HDLC. Đầu tiên được định nghĩa bởi khuyến nghị I122. Khuyến nghị này đã trở thành một chuẩn phổ biến, được áp dụng cho nhiều dịch vụ, trong đó có cả ISDN. Chuẩn ISDN là nền tảng cho các hoạt động giao thức FR> Tất cả các mạng FR tn theo giao thức ISDN ở tầng thứ 2, tức giao thức LAP-D, dùng một kênh D để truyền tín hiệu điều khiển và dùng kênh B hoặc cả kênh D để truyền thơng tin tuỳ theo loại 1 hay loại 2. Theo khuyến nghị I122 thì có 2 loại FR chính, loại 1 là FR riêng và loại 2 là FR cơng cộng. 1.2. Chuẩn ANSI Trong thực tế, rất nhiều chuẩn của ANSI được dùng để bổ sung cho ITU-T. Nó cung cấp cho người dùng các chuẩn giao diện cho phép tơvs đọ truy cập DS0, DS1… Cung cấp các quy định cơ bản cho giao diện người dùng – mạng (UNI), và giao diện mạng-mạng (NNI). 1.3. Chuẩn mở rộng LMI và các giải pháp độc quyền Trước khi ITU-T và ANSI đưa ra các chuẩn của mình thì đã có 4 nhà sản xuất đã giới thiệu dòng sản phẩm FR của họ. 4 nhà sản xuất này gồm: Stratacom, Digital Equipment Coporation, Cisco system và Northern Telecom. Do nhu cầu doanh thu, họ nhanh chóng hình thành một quy ước về mặt kỹ thuật chung gọi là mở rộng LMI. Tính năng của kỹ thuật này, dù là độc quyền, nhưng vẫn có thể bổ THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 7 sung thêm các chuẩn của ANSI và ITU-T.Từ nền tảng đó mà dần dần, họ hình thành nên 1 chuẩn phổ biến để kết nối các thiết bị DTE theo giao diện FR. 1.4. Các chuẩn mở rộng LMI Chuẩn mở rộng LMI có các tính năng sau: - Nhắc nhở người dùng về tình trạng của PVC - Nhắc nhở người dùng về việc thêm, xố, sửa các PVC - Nhắc nhở người dùng về trạng thái của các liên kết vật lý hay logic Chuẩn LMI hỗ trợ: - Kích thước Frame tối đa là 8196 octet - 1024 địa chỉ DLCI - Các mở rộng thơng thường - Thiết lập các bit FECN/BECN và bit báo tắc nghẽn DE - Hỗ trợ multicasting - Đánh địa chỉ chung - Tối đa 1024 kết nối logic 1.5. Các lựa chọn mở rộng Có 4 lựa chọn mở rộng, gồm: - Khả nămg multicast - Kiểm sốt luồng - Quy ước đánh địa chỉ chung - Cập nhật khơng đồng bộ Khả năng multicast cho phép các thiết bị nối với nhau bằng một mạng LAN, làm việc với một địa chỉ duy nhất. Tức là, đối với một router trong một nhóm multicast thì thơng tin gửi tới là broadcast. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 8 Kiểm sốt luồng: biểu thị các thơng báo tắc nghẽn trên mạng và nhắc nhở cho ngươid dùng biết. Kiểu kiểm sốt luồng này tương tự như XON, XOFF, nhưng chỉ được dùng cho dòng dữ liệu một chiều. Quy ước đánh địa chỉ chung: dựa trên phương pháp port by port, phương pháp này dùng một DLCI cho mỗi cổng hoặc thiết bị cuối, sao cho, với một địa điểm mà người dùng có thể giao tiếp, sử dụng cùng một DLCI. Cập nhật khơng đồng bộ: cho phép nhắc nhở người dùng về thay đổi trạng thái của kênh DLCI. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 9 2. Các thơng số và kích thước của FR Tốc độ trao đổi thơng tin (CIR) và tốc độ truyền thơng tin vượt q giới hạn cho phép (EIR) là phần trọng tâm của tốc độ truy cập FR. CIR và EIR liên kết với nhau và được tính tốn thơng qua chuyển mạch FR. Tốc độ CIR trong các mạng FR cơng cộng được lựa chọn cho mỗi PVC dựa trên mơ hình về khả năng tải lớn nhất và nhỏ nhất cho phép, các tham số này được thiết lập dựa vào kiến trúc mạng 2.1. Phương pháp tính CIR và EIR CIR là số đo về chất lượng của dịch vụ. Nó cung cấp tốc độ được bảo đảm qua thống kê của thơng lượng trên đương truyền/nhận của một PVC. CIR được định nghĩa như một thơng lượng nhỏ nhất có thể đạt được trong mọi điều kiện của mạng. CIR là số lượng các bit tính theo kích thước burst liên kết (Bc) có thể đến được đích trong một khoảng thời gian trung bình. CIR = Bc/T Nếu số lượng các bit đến được đích trong khoảng thời gian T vượt q Bc, nhưng khơng vượt q giới hạn (Bc+Be) thì các frame kế tiếp sẽ bị đánh dấu DE. EIR được tính theo cơng thức: EIR = (Bc+Be)/T Các bit đến được đích trong khoảng thời gian T vượt qua giới hạn (Bc+Be) sẽ bị loại bỏ bởi nút FR truy nhập. 2.2. Kích thước của CIR Tốc độ CIR trong mạng FR cơng cộng được chọn cho mỗi PVC dựa trên khả năng tải cho phép lớn nhất và nhỏ nhất. Phạm vi thực tế của mạng phụ thuộc vào mạng FR được load và thiết kế như thế nào: - Với kiến trúc vòng lặp mở, các frame vượt qúa CIR sẽ bị đánh dấu là DE. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 10 - Với kiến trúc vòng lặp đóng, chuyển mạch sẽ khơng cho phép frame vượt q CIR trừ khi đó là giá trị băng thơng end-to-end thơng qua mạng để truyền frame. Tốc độ CIR thường được chọn dựa vào các phương thức truyền dữ liệu, các giao thức được sử dụng và thời gian được u cầu để gửi thơng tin từ nguồn đến đích. Hình dưới minh hoạ 2 PVC tốc đọ 32Kbps được cung cấp qua một router đơn và qua mạch truy nhập vật lý 56 Kbps đơn. Một PVC được nối giữa user A và user C, một PVC khác được nối giữa user B và user D. User A và B cần gửi một file có kích thước 200.000 bytes trong khoảng thời gian đã quy định,giả sử 1 phút; thời gian sẽ xấp xỉ 25s nếu user A truyền với tốc độ lớn hơn CIR sang bằng với tốc độ cổng 62Kbps. Nhưng khi cả user A và user B đều gửi 2 file có kích thước 200.000 bytes đồng thời thì các PVC của chúng sẽ chia các mạch truy nhập FR làm đơi và tốc độ Cỉ của mỗi PVC là 32 Kbps và cả 2 file được truyền tới đích với thời gian tối thiểu 50s. Rounter Rounter User A User B User D User C FR Network FR SW1,2,3 FR Access Ports 64 kbps FR PVC 32 kbps CIR Frame Relay CIR Sizing Example THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN [...]... một dịch vụ FR cơng cộng? Quyết định này được đưa ra dựa trên các mặt như : hiệu năng, việc quản lý các thao tác mạng, dịch vụ ln phiên và các sản phẩm đi kèm Một số cơng ty vẫn đang duy trì mạng riêng để truyền dữ liệu tiếng nhằm che dấu việc truyền dữ liệu tới các Frame cơng cộng và các dịch vụ cell-Relay Một số khác thì vẫn bàn một số các quy ước là vẫn dùng mạng riêng nhưng đang chuyển dần một cách... khả năng bảo mật mạng cơ bản ,trong đó dữ liệu gốc và dữ liệu đầu cuối được giới hạn kết nối qua các mạch ảo của dường truy nhập đó 19 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Các dịch vụ FR cơng cộng đề cập đến các vấn đề :tỉ lệ đường truyền CIR , DE, quản lý mạng khách, báo cáo thực hiện, quản lý thơng tin và cấu hình .Tất cả những vấn đề này là do các nhà cung cấp dịch vụ đề xuất 4.2 Public versua Private Bây... việc truyền dữ liệu trên mạng đều có bộ đệm dữ liệu, nhưng khi dữ liệu được gửi đến vượt q dung lượng của bộ đệm thì sẽ xảy ra tắc nghẽn Trong việc truyền dữ liệu thơng thường trong mạng FR, nếu có một điểm xuất hiện đụng độ , nó sẽ tiến hành chọn các frame để xố: Đầu tiên là các Frame có bit DE trong header =1, các frame có ưu tiên cao hơn thì DE của nó được gán =0 , nhưng sau khi đã xố hết các Frame... khách hàng sẵn có Các nhà quản lý thiết kế và các kỹ sư thường cân nhắc chi tiết trước khi quyết định xem sử dụng kỹ thuật nào để phát triển 1 mạng FR 4.3 Các tham chiếu dịch vụ FR cơng cộng 20 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Có 3 nhóm chính cung cấp các dịch vụ FR cơng cộng là ICX, RBOC& LEC, và các nhà cung cấp truy nhập mạng Vào những năm 1996 các nhà cung cấp thường tạo ra các dịnh vụ cộng thêm để thêm... giao vận như : các dịch vụ tiếng, các lược đồ giá linh hoạt, tốc độ truy nhập linh hoạt và cao hơn Với IXC có thêm các dịch vụ như: - Truy nhập mạng cơng cộng khắp nơi - Vốn đầu tư u cầu qua net - Chuyển mạch đường trục và các kiến trúc phân phối - Mở rộng băng tần IXC - Linh động việc định vị truy nhập và tốc độ truy nhập - Kết hợp FR với các dịch vụ chuyển mạch khác Lợi nhuận tăng thêm ở các mạng cơng... A đang chấp nhận tất cả dữ liệu của user với tốc độ 56 kbps Do đó nếu tình trạng tắc nghẽn vẫn tồn tại ở thời điểm chuyển mạch B truyền dữ liệu tới chuyển mạch C, thì một nửa dữ liệu của user (các frames đã bị đánh dấu DE) có thể bị mất Các chuyển mạch thuần t chỉ tồn các frame thường sử dụng thuật tốn tắc nghẽn vòng mở Các chuyển mạch Frame Relay này sẽ đọc tồn bộ frame vào các buffers trước khi truyền... cục - Trễ giữa các nút < 250ms - Mở rộng hơn các tuỳ chọn đánh địa chỉ - Tỉ lệ lỗi thấp và các thích ứng cao 21 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN - Ngày nay các nhà cung cấp dịch vụ net thường dùng cả hai kỹ thuật FR và ATM 4.4 Mạch ảo chuyển mạch SVC Cả ANSI và TTU-T đều đưa ra các chuẩn cho SVC Những chuẩn đó địng nghĩa một giao diện tín hiệu để xây dựng một mạch ảo chuyển mạch Các dịch vụ SVC đưa ra cho... mang tính chất hỗ trợ nhau 18 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 4 Dịch vụ trên mạng FR cơng cộng FR đã tràn ngập trên thị trường mạng cơng cộng và mạng riêng Phần cứng FR đi kèm bao gồm từ card giao diện PC, bộ dồn kênh, các router phục vụ cho tìm đường, các chuyển mạch Cell IXC có nguồn gốc từ các nhà cung cấp dịch vụ inter-LATA, và các RBOC là từ các nhà cung cấp intra- LATA Đầu tiên người sử dụng lựa chọn... việc trao đổi quốc tế ngày càng tăng, cũng như gía cao khi kết nối các mạch quốc tế thì FR được coi như là một lựa chọn có lợi về băng thơng 4.1 Các dạng dịch vụ của FR FR được nói đến như một dịch vụ dữ liệu cơng cộng dạng Frame, cho phép tốc độ truy nhập đường truyền lên tới 1.544Bbps từ một thiết bị khách như : router, brigde, hay các thiết bị truy nhập FR trong mạng FR cơng cộng Đường trục của mạng... truyền, độ trễ đường truyền .) Tất cả các khả năng trên đều do dịch vụ SVC đảm nhận Chính việc thực hiện nhiều nhiệm vụ làm cho tốc độ xử lý của SVC bị chậm.sự chận chạp này là do sự phức tạp trong quản lý SVC, các chuẩn được đưa ra sau, các u cầu về bảo mật và quả lý rất nghiêm ngặt 4.5 Giao diện giữa các mạng (NNI) Giao diện giữa các mạng NNI được địn nghiã thơng qua các chuẩn như là một phương thức cho