thiết kế phần truy cập cho hệ thống mạng TSL

Sau đó một topology tổng quát củamạng truy cập có thể được phác thảo để có thể đặt những ứng dụng, những thiết bị truycập và thiết kế mạch mạng và mạch truy cập, và để giao tiếp được với

Phần đầu của chương này sẽ đề cập đến thiết kế phần truy cập cho hệ thống mạng Nóbao gồm những điểm mà mạng truy cập giao tiếp với mạng truyền dữ liệu Phần truy cập

sẽ có thể bao gồm một số phần trong việc truyền dữ liệu thật sự đến mạng lõi Bước đầutiên là xác định những yêu cầu truy cập, đã được đưa ra ở chương 15 và chương 16 Tiếptheo, dung lượng yêu cầu trong mạng truy cập và trong mỗi thiết bị truy cập cũng phảiđược định nghĩa Kiểu mà những truy cập cục bộ được sắp xếp sẽ được đề cập tiếp theo:

cả kiểu truy cập ngang hàng và truy cập có phân cấp Sau đó một topology tổng quát củamạng truy cập có thể được phác thảo để có thể đặt những ứng dụng, những thiết bị truycập và thiết kế mạch mạng và mạch truy cập, và để giao tiếp được với cả các thiết bị truycập và mạng lõi, điều này có thể đưa ra mô hình của 1 dịch vụ mạng công cộng Cuốicùng, những phương pháp cụ thể để nối giữa lưu lượng SNA và non SNA và việc nốimạng cục bộ vào 1 mạng truy cập duy nhất của một vùng rộng mạng lõi sẽ được giảithích

19.1 Định nghĩa thiết kế ở mức độ mạng truy cập và mạng xương sống:

Có 3 mức độ truy cập có thể có đối với bất kì một thiết kế mạng nào: người sử dụng hayứng dụng, sự tập trung hay truy cập, và lõi Những mức độ truy cập này được biểu diễn ởhình 19.1 và được giải thích dưới đây Nói chung, thiết kế lớp người sử dụng hay lớp ứngdụng tập trung vào tất cả 7 lớp trong mô hình OSI ( và những mức tương ứng trongnhững cấu trúc khác) Thiết kế mạng truy cập và mang lõi tập trung vào 3 lớp đầu (lớpvật lí, data link và network) với riêng mạng truy cập thì đôi khi kèm theo lớp thứ tư(transport) Những hỗ trợ cho các lớp cao hơn (lớp thứ 5, thứ 6 và thứ 7) thường đượcđiều khiển bởi phần mềm ứng dụng

Thiết kế về phía người sử dụng/ ứng dụng: tầng đầu tiên xác định cách người sử dụng

hay ứng dụng truy cập vào tài nguyên mạng Giao diện vật lí ở mức này cơ bản bao gồmcard giao tiếp mạng máy tính LAN (workstation và server), chuẩn giao tiếp FEP vàomạng LAN theo kiểu Token Ring hoặc bất kì thiết bị nào khác mà ở đó dữ liệu được tạo

ra hoặc là đầu cuối dữ liệu Thường thì một vài dịch vụ mạng tồn tại ở lớp này, nhưngđiều này còn tùy thuộc mức của cấu trúc protocol được điều khiển bởi người sử dụnghoặc ứng dụng Lĩnh vực này cung cấp sự đa dạng rất lớn về các chuẩn giao tiếp, các giaothức, cấu trúc, công nghệ và các chuẩn của bất kì một lớp mạng nào Lớp người sử dụngcủa thiết kế không chỉ phụ thuộc vào các giao thức dùng để truy cập và truyền dữ liệutrong mạng mà còn phụ thuộc vào giao thức truyền file và giao thức định hướng thànhphần (session-oriented protocol)

Hình 19.1 Các mức truy cập mạng

Thiết kế mạng truy cập: tầng thứ 2 xác định các điểm mà người sử dụng truy cập vào

mạng Các thiết bị truy cập điển hình bao gồm router, bridge, PBX, switch hoặc bất kì 1thiết bị nào cung cấp 1 điểm tập trung đáp ứng các tiêu chuẩn về các chuẩn giao tiếp, cácgiao thức, cấu trúc, đặc điểm công nghệ, chức năng và dịch vụ Các giao thức là tiêuchuẩn về network, data link và lớp vật lí, và thường tương tự nhau, nếu không phải làgiống nhau hoàn toàn giữa các tất cả thiết bị truy cập mạng Đây cũng là điểm mà người

sử dụng tương tác và giao tiếp với các dịch vụ chuyển mạch dữ liệu và mạng WAN Thiết

bị truy cập thường được gọi là thiết bị đầu cuối hoặc thiết bị mạng, adapter đầu cuối hayDCE Thiết bị đầu cuối (DTE) là đầu cuối dữ liệu, trong khi adapter đầu cuối (DCE) sẽchuyển hoặc sửa đổi dữ liệu

Thiết kế mạng lõi: Tầng thứ 3 xác định phần truyễn dẫn lõi cho tất cả các lớp mạng truy

cập cho thiết kế Nói chung, nó thường (vô hình) trong suốt đối với phần truy cập củamạng, trừ phi người sử dụng bỏ qua hoặc loại bỏ phần mạng truy cập và giao tiếp trựctiếp với mạng lõi Mạng lõi cung cấp một mô hình giao diện, giao thức, cấu trúc và côngnghệ chuẩn Nó cũng cung cấp các đặc điểm, chức năng và dịch vụ của người sử dụng.Đối với người sử dụng, mạng lõi có thể là dịch vụ chuyển mạch cung cấp sóng mang, trởthành “đám mây mạng” mà thiết bị truy cập sẽ gởi các tin tức tới đó 1 ví dụ là dịch vụSMDS, ở đó thiết bị truy cập của người sử dụng (1 router) giao tiếp với cổng nối cungcấp sóng mang để vào dịch vụ mạng lõi, hoặc người sử dụng có thể trực tiếp truy cập vàochuyển mạch khối của mạng lõi IXC Phương pháp giao tiếp này sẽ trở nên thông dụngkhi mà dịch vụ dữ liệu băng thông rộng phát triển

19.2 Những yêu cầu truy cập mạng:

Truy cập mạng yêu cầu những gì? Thiết kế truy cập sẽ chủ yếu dựa trên những phân tích

về thông lượng trước đó và kế hoạch dung lượng Những bước này đã được đề cập tớitrong một vài chương trước về những phân tích các yêu cầu và việc lên kế hoạch thônglượng nên sẽ không lặp lại ở chương này Tuy nhiên, cũng phải nhấn mạnh rằng sẽ khôngcần thiết phải kết hợp những yêu cầu của người sử dụng vào những mô hình thông dụngdùng để xác định các chuẩn giao tiếp, các giao thức, cấu trúc, công nghệ, đặc trưng, côngdụng và dịch vụ được yêu cầu bởi người sử dụng

19.2.1 Chuẩn giao tiếp và các kết nối vật lí:

Có lẽ sự khác biệt lớn nhất của bất kì các yêu cầu kết nối nào là ở tầng phương tiện vật

lí Thiết kế các thiết bị truy cập cần phải thích hợp ở cả 2 đầu giao tiếp phía người sửdụng (được xác định rõ ở Chương 15 và 16) và giao tiếp phía hệ thống mạng Nếu xâydựng một mạng private chỉ gồm những điểm truy cập, giao diện của mạch sẽ là những kếtnối point-to-point giữa các nốt truy cập Thường thì sẽ có các kết nối đồng bộ để tậndụng các giao thức hiệu quả nhất tới thiết bị được chọn Khi giao tiếp với những mạngpublic, phía hệ thống mạng thường sẽ được xác định bởi sự truy cập (cổng) mạng public

và giao diện mạng lõi

Cấu hình nối dây hiện có ở mỗi phía truy cập sẽ điều khiển rất nhiều các lựa chọn kết nối.Lựa chọn cơ bản nhất bao gồm cáp xoắn không có vỏ bọc (UTP), cáp xoắn có vỏ bọc(STP), cáp đồng trục dày và mỏng, và sợi thủy tinh (đơn mode hoặc đa mode) hoặc cápquang plastic (đa mode)

Đầu tiên là cáp xoắn Cáp xoắn (cả loại có vỏ và không có vỏ) đều có thể được sử dụngtrong cả việc truyền dữ liệu và tín hiệu tương tự Rất nhiều nơi hiện nay sẽ có cáp điệnthoại là cáp xoắn, đây này là loại cáp chính được sử dụng Những kĩ thuật mới đã tăng tốc

độ truyền dữ liệu truyền qua cáp xoắn đôi Tốc độ đang được thử nghiệm với Ethernet là10M bps, Token Ring là 16M bps và FDDI là 100M bps

Cáp đồng trục là thế hệ thứ 2 về dây dẫn được tạo ra Cáp đồng trục được dùng rộng rãivới tốc độ Ethernet 10M bps Rất nhiều công trình sử dụng cáp đồng trục cho dây điệnthoại và truyền hình cáp, cũng như các ứng dụng về an ninh khác Hơn nữa, trước khi cótriển khai cáp quang, cáp đồng trục đã được dùng cho việc đi dây giữa các tòa nhà Cápđồng trục có thể xử lí những băng thông rộng hơn cáp xoắn, có thể lên tới 500 MHz.Cáp quang cung cấp băng thông rộng nhất, tốc độ truyền dữ liệu lên tới cỡ gigabit trên 1giây Dữ liệu được truyền thông qua các xung sóng ánh sáng được chuyển đổi từ tín hiệuđiện Ưu điểm của cáp quang là khả năng băng thông rộng hơn rõ ràng, bảo mật hơn, ít bịảnh hưởng của nhiễu do truyền qua cáp đồng, và những thuận lợi về phương diện vật línhư nhẹ hơn, nhỏ hơn

Hàng loạt các chuẩn giao tiếp vật lí và điện đã được sinh ra, từ thế giới của viễn thông tớilĩnh vực mang máy tính LAN Phương tiện vật lí (cơ sở vật chất) truyền tải tín hiệu viễnthông bao gồm các đường truy cập vật lí và điện Những chuẩn giao tiếp vật lí và điện,hay cơ tương ứng bao gồm DB – 25 (RS 232, RS 530 – sự mở màn cho việc thay thế RS449) DB 37 (EIA – 449) M 34 (V 35)

…… (sách gốc bị mất trang không dịch đựơc đoạn này)

Những thiết bị kết nối khác có thể cần thiết là driver cho một đường truyền RS-232 hoặcmodem khoảng cách giới hạn (LDM – Limited-distance modem), một balun để phù hợp

về trở kháng, và modem ngoài tần số radio hoặc một đường truyền sử bộ lặp liên tiếp sửdụng cáp quang cho những kết nối khoảng cách xa Mang ARCnet sử dụng cáp đồng trục

có vỏ Những kết nối cuối cùng chỉ đòi hỏi phải giao tiếp đuợc với các thiết bị truy cậpmạng, như là bộ lặp, CSU/DSU, modem, bridge hay lả router

Hình 19.2 Các kết nối thiết bị truy cập của người sử dụng

19.2.2 Giao thức:

Các hỗ trợ về giao thức yêu cầu những gì? Hỗ trợ về giao thức có thể bao gồm từ cungcấp phương thức vận chuyển trong suốt tới chuyển đổi từ các đa cấu trúc thành các đagiao thức Đầu tiên, mỗi giao thức phải được xác định rằng sẽ hoạt động trong mỗi giaodiện bằng cách nhận biết cú pháp, ngữ nghĩa, sự điều hòa thời gian, và các sự thực thi độcquyền và đặc tính của nó Sau đó, xác định phần nào của giao thức đang được sử dụng.Xác định và tập trung vào giao thức mà không phải phương tiện vật lí hay phần cứng độclập

Nhận dạng đặc tính của giao thức truyền file đối với sự xung đột, đặc biệt là kích thướcgói trong mỗi chiều (ví dụ như NFS thì chỉ truyền đi kích thước gói lớn và nhận lại kíchthước gói nhỏ) Xác định mỗi giao thức nghĩa là xác định một kích thước đơn vị dữ liệu

và tỉ số đơn vị dữ liệu truyền/đơn vị dữ liệu nhận Sau đó xác định loại giao thức nào cóthể hay ko thể thực hiện được bắc cầu (bridge), định tuyến (route) hoặc chuyển mạch(switch) Các li các giao thức truy cập phương tiện, và xác định xem chúng có đượctruyền đi trong suốt trong mạng hay không, có gói gọn không (tunneled), được chuyểnđổi bởi mạng không Ngoài ra, rất nhiều giao thức có sự phụ thuộc những giao thức khác,điều này có thể làm hạn chế khả năng xử lí và hoạt động của nó Phân tích những giaothưc nào có thể bị ảnh hưởng bởi sự phát hiện lỗi, sự sửa lỗi, sự điều khiển dòng thôngbáo, hoặc việc đệm (buffering)

Sẽ có khả năng có rất nhiều giao thức không giống nhau, và hầu hết đều không liên lạctrực tiếp với các giao thức khác, hoặc nếu chúng liên lạc thì chúng sẽ thực hiện thông qua

IP hoặc trong thế giới của SNA/SDLC sử dụng cổng nối Những giao thức này phải được

sắp xếp theo sự phụ thuộc của chúng và phải hiểu rõ sự xung đột giữa chúng Cũng phảitìm hiểu các yêu cầu về giao thức trong bối cảnh nhìn ra từ bên trong các nốt truy cập.Phần truy cập của mạng cần những yêu cầu nào về giao thức? Ví dụ, những đặc tínhgiao thức của chuyển mạch gói sẽ là tốc độ cỡ bps hay Bps, số lượng gói, cuộc gọi, sựxác lập lại (reset) và những ngắt cho phép bởi sự cấp ô nhớ cuộc gọi VC (VC callmemory allocation), kích thước gói và kích thước cửa sổ trên một VC Tất cả nhữngthông số này đều được thiết lập bởi thiết bị truy cập (PAD) và chuyển mạch mạng, vànhất thiết là phải được xác định rõ Những công nghệ khác có những thông số đặc trưng

về giao thức cũng phải được định rõ

Điều này làm nảy sinh một cầu hỏi về số lượng điều khiển mà mạng truy cập cần đạtđược để áp dụng cho người sử dụng hay ứng dụng, hoặc quan trọng hơn là mức độ yêucầu của thiết bị mạng truy cập trong việc tương tác với người sử dụng Một lần nữa, sẽ có

sự khác biệt phụ thuộc vào giao thức được sử dụng Người thiết kế mạng sẽ được yêu cầuphải làm rõ tất cả các sự phụ thuộc trước khi tiến hành thiết kế mạng truy cập Vậy làchúng ta đã rõ về tầm quan trọng của những chi tiết này đối với sự chính xác trong thiết

kế mạng truy cập

19.2.3 Kiến trúc và công nghệ:

Tiếp theo sẽ xác định kiến trúc nào mà các giao thức sẽ tương tác, và những kiến trúc nàytương tác với nhau như thế nào Hầu hết các thiết kế sẽ là đặc tính giao thức với giao thức(protocol-to-protocol) Một lần nữa, việc xác định mức độ yêu cầu của sự đóng gói, sựchuyển đổi, sự bắc cầu, sự định tuyến hay chuyển mạch lại được yêu cầu Đồng thời cũngđặt ra câu hỏi, những chức năng này sẽ được thực hiện ở đâu: tại đầu vào vật lí hay đầu racủa thiết bị truy cập (phương tiện truyền dẫn), trong thiết bị truy cập hay trong mạng lõi.Một câu hỏi khác là: Liệu cơ sở công nghệ này là công nghệ đơn lẻ hay đa công nghệ?

Rõ ràng, càng tổng hợp phức tạp nhiều công nghệ, càng tạo ra được một thiết kế mạngtruy cập phức tạp, và càng hạn chế các lựa chọn về số lượng thiết bị có thể dùng được.Khi thực hiện những thiết kế mạng truy cập này, nên quay lại chương 17, so sánh côngnghệ và nên đảm bảo rằng sự lựa chọn công nghệ là không thay đổi Trừ phi các kế hoạchtương lại thay đổi hoặc do mục đích kinh tế, đừng sử dụng những thiết bị phức tạp hơn sovới yêu cầu Ví dụ, đừng sử dụng 1 brigde khi mà bộ lặp là đủ rồi, và một bộ lặp nhiềucổng đôi khi cũng nên được lựa chọn hơn là nhiều thiết bị phức tạp hơn Đừng sử dụngrouter khi cần một brigde là đủ, v v … Nhớ rằng càng nhiều topology phức tạp và đachức năng (dynamic), thì thiết bị truy cập sẽ càng phải thông minh hơn

19.2.4 Các đặc trưng, chức năng và dịch vụ yêu cầu:

Khi người sử dụng giao tiếp với mạng WAN thông qua thiết bị truy cập, những đặctrưng, những chức năng và dịch vụ nhất định sẽ được yêu cầu thông qua những chuẩngiao tiếp và hỗ trợ giao thức thông thường Những đặc điểm và chức năng này là đặctrưng riêng biệt đối với sự kết hợp giữa chuẩn giao tiếp vào giao thức được chọn, ví dụ sửdụng FECN, BECN, và bit DE với đồng bộ khung (frame relay) Có giao thức có thể hỗtrợ những chức năng này, nhưng làm sao người sử dụng và thiết bị truy cập có thể sửdụng chúng để thực thi dòng điều khiển Một ví dụ khác là lớp truy cập của SMDS Rất

nhiều những câu hỏi kiểu này có thể được trả lời khi xác định được lưu lượng của người

sử dụng tồn tại trong dịch vụ Nhưng điểm giao tiếp dịch vụ thường là những điểm màcác đặc điểm và chức năng hoạt động Phải chăng, những nốt truy cập cung cấp nhữngtiện ích ban đầu đối với dịch vụ dữ liệu, hay nó bắt đầu khi truyền đi tới mạng lõi, hayngay cả trong chính mạng lõi? Những dịch vụ giá trị gia tăng thì bắt đầu ở đâu: tại mạngtruy cập hay trong mạng lõi? Một khi những câu hỏi này được trả lời thì những bước khởiđầu của công việc thiết kế mạng truy cập có thể bắt đầu

19.3 Những yêu cầu về dung lượng của mạng truy cập:

Trong chương 16, vấn đề tải mỗi thiết bị truy cập đã được tính toán dựa trên những đầuvào đã biết Đối với nhiều thiết kế mạng nhỏ hoặc mạng private những ứng dụng củangười dùng và các đầu vào là biết trước Nếu đó là trường hợp trong thiết kế mạng thì cáccấu hình của nốt mạng cũng được biết rồi Nếu thế thì chỉ cần tiếp tục nối những thiết bịtruy cập thông qua một trong những kiến trúc đã được dịnh nghĩa ở chương tiếp theo.Tuy nhiên, khi thiết kế những mạng dữ liệu lớn, cả mạng private hay mạng public, thìnhững đặc trưng truy cập của người dùng thường không rõ ràng và không được xác định

rõ Điều này đặc biệt đúng khi thiết kế một mạng từ đầu, và những đầu vào của người sửdụng thì chỉ là những ước tính, hoặc tệ hơn chỉ là sự suy đoán Trong trường hợp này,một vài sự ước lượng lớn về thông lượng của người sử dụng có thể được đưa vào 1 môhình để xác định số lượng cổng truy cập và cổng mạng lõi cần thiết, tốc độ của chúng rasao và sự tận dụng chúng như thế nào Điều này sẽ mặc định rằng đặc tính giao thức củangười sử dụng là gần như giống nhau hoặc tương tự, và công nghệ đơn lẻ đó cũng nhưtập hợp tất cả các giao thức là được dùng để nối mạng cho những thuê bao này Ngoài ra,nếu tính thêm về mặt dịch vụ, như là CIR trong đồng bộ khung, điều này có thể gây ramột vài sự gượng ép về mặt logic, và có thể bị quá tải bởi người sử dụng bất kì lúc nào

19.3.1 Tải cho các thiết bị truy cập và sự tận dụng đường truyền:

Bây giờ để tính toán những thiết kế cần thiết cho mạng truy cập khi chỉ được biết các con

số về băng thông truy cập đơn thuần Những tính toán này là giao thức và công nghệ độclập và sẽ cần thêm những sửa đổi cho những sự ghép kênh thống kê, xếp hàng, hay bất kìviệc đệm thêm hoặc tăng hiệu suất từ đầu vào tới đầu ra của thiết bị truy cập Những tínhtoán này thường được được áp dụng để tính toán những thiết bị ghép kênh, cũng như làđồng bộ khung và thiết bị truy cập mạng ATM

Cộng đồng người sử dụng nhất định sẽ truyền đi 1 con số cho MByte dữ liệu cho trướcmỗi ngày thông qua mạng dữ liệu (M) và truyền qua một số cổng nốt mạng cho trước(n) Với những con số này, một mô hình cho mạng truy cập với (n) cổng đầu vào người

sử dụng và (T) đường truyền truy cập mạng lõi Một giới hạn phải được thiết lập đối vớikích cỡ (trong những cổng) của thiết bị truy cập, cũng như đối với tốc độ truy cập vàđường truyền cho phép Một khi những điều này đã được tiến hành đối với mô hình củamạng truy cập, những sửa đổi có thể được thực hiện đối với những biến này bằng cáchcộng thêm các hệ số như độ trễ chờ của mô hình, sự ghép kênh thống kê, và thông lượnglóng (internodal traffic)

Hình 19.3 Đo kích cỡ cổng truy cập

Hình 19.3 chỉ ra một ví dụ mà M = # MByte/ ngày/ mạng = 950,000 và số cổng truy cậptrong mạng là = n = 2000 Đối với những thiết kế đơn giản hóa thì tốc độ cổng truy cập =

s = 1.544 Mbps (T1) Sự tận dụng trung bình cho mỗi cổng sẽ được tính như sau:

M * 1 Ngày * 1h * 8 bit * 1 cổng = độ tận dụng trung bình (%)

N 24h 3600s 1 byte s 1 cổng

Bây giờ, cộng phần tính toán cho 1 giờ bận, khi đó 20% tổng số thông lượng sẽ đồng thờitồn tại trong mạng trong suốt giờ bận Những tính toán mới này sẽ bao gồm những hệ sốcủa 5 giờ bân mỗi ngày đạt được tới đỉnh là 20% giờ bận

…

Chú ý rằng sự tận dụng cổng đã tăng từ 5.7 lên 27.35% trong suốt quãng thời gian bận.Hãy tiếp tục làm 1 bước nữa và xem xét sự tận dụng này trong suốt phút bận và giây bận.Phút bận hay giây bận có thể được tính toán bằng cách giảm số giây trong tử số của phépđổi đổi giờ sang giây Khi làm được điều này, thông lượng tăng đột biến có một ảnhhưởng mạnh mẽ đối với sự tận dụng băng thông của một mạch chuyên biệt nào đó

19.3.2 Thiết kế nốt mạng:

Bây giờ chúng ta sẽ xem xét các thiết kế nốt mạng trung bình Vì chỉ biết những ý tưởngchung chung về thông lượng ở mỗi nốt mạng, những giả định thêm có thể được tạo radựa trên những dữ kiện mà chúng ta đã biết là mỗi nốt mạng sẽ được cấu hình gần như làgiống nhau Thiết kế mạng truy cập có thể khởi đầu theo cách này, và khi có nhiều thông

tin chi tiết riêng biệt hơn về mỗi phía, thiết kế mạng truy cập có thể được cải tiến và bổsung thêm.

Để phát hiện được sự tận dụng những nốt truy cập từ đầu vào tới đầu ra, một sự so sánh

sẽ được đặt ra ở đây liên quan tới số cổng, tốc độ của mỗi cổng, và sự tận dụng các cổngnhư thế nào đối với sự tận dụng các đường truyền đầu ra Công thức sẽ là:

Những tính toán này có thể tiến thêm 1 bước nữa, khi có những tốc độ đa truy cập, và có

sự tận dụng cổng, nhưng tốc độ đường truyền vẫn giữ nguyên Công thức bây giờ là:(T)(S)(%UT) = (pi)(s)(%Upi)

Còn đây là một ví dụ khác về những đầu vào là 5 đồng bộ khung T1, 10 FT1 (256K), và

12 mạch DS0 (56k) Giả sử sự tận dụng truy cập là giữ nguyên 27%, số đường truyềntổng cộng cần thiết phải là:

19.3.3 Sự tận dụng, hệ số tải và sự thất bại của việc dự đoán trước:

Sự tận dụng đường truyền và hiệu suất của đường truyền phụ thuộc chủ yếu vào nhữnggiao thức đang hoạt động trên đường truyền và công nghệ đang được sử dụng Chúng có

thể thay đổi từ đồng bộ và HDLC, rất hiệu quả, tới BSC và giao thức không đồng bộ, íthiệu quả hơn rất nhiều Sự tận dụng tối đa đường truyền bị ảnh hưởng bởi số thiết bị sửdụng chung đường truyền ở đầu cuối người sử dụng, độ trễ truyền, kích thước gói và sựhao phí do điều khiển dòng, điều khiển lỗi, kích thước cửa và bộ đệm, và rất nhiều giaothức khác cũng như những hệ số công nghệ nhất định.

Sự tận dụng đường truyền sẽ nằm trong khoảng từ độ tận dụng trung bình tớigiờ/phút/giây bận và thậm chí còn có cả sự tận dụng trong khoảng thời gian đỉnh cỡ miligiây Người thiết kế mạng có thể lên kế hoạch cho khoảng thời gian có sự tận dụng caothông qua 3 phương pháp chính của việc định tải cho đường truyền Việc đầu tiên là xâydựng qua thông lượng Đây là phương pháp đơn giản chứ chưa phải đắt tiền để đưa thêmthông lượng vào đường truyền (đường truyền có thể tạo thành nhiều mạch giữa 2 điểmđầu cuối khác nhau) Việc thứ 2 chỉ đơn giản là cộng thêm thông lượng cần thiết và tănggấp đôi số đường truyền Một lần nữa, điều này lại gây tốn kém và lãng phí băng thông.Phương pháp hiệu quả nhất để định tải cho đường truyền là cho phép xảy ra những hưhỏng đối với 1 đường truyền mà không mất đi tin tức bằng cách tải đường truyền ở mứcphần trăm hư hỏng mà ở mức đó cho phép hư hỏng trên một đường dây đơn theo côngthức sau:

Lf = [ - (μ/N)]

Trong đó Lf là hệ số tải của mỗi đường truyền, N là số đường truyền truy cập mạng lõivới cùng 1 tốc độ, và µ là phần trăm tải lớn nhất trên 1 đường truyền cho trước phần trăm

hư hỏng của một đường dây khác trong cùng 1 nốt mạng truy cập

Ví dụ, một mạng mà trong đó hao tổn trên đường truyền chiếm 50% băng thông (µ) làmột trường hợp khá xấu Đối với 2 đường truyền có tốc độ T1, hệ số tải sẽ là 25% hay386bps tải thông lượng lớn nhất (do đó, 1 đường truyền có thể hư hỏng và 1 đườngtruyền khác sẽ vẫn đảm bảo được thông lượng ở mức tận dụng là 50%) Bây giờ, cũngvới ví dụ như vậy, với 4 đường truyền với cùng phí tổn như vậy Ví dụ này được biểudiễn ở hình 19.4 Mỗi đường truyền có tải không quá 37,5% thông lượng, hay 578 bps, vìnếu 1 đường truyền hư hỏng, thì những đường truyền còn lại sẽ phải gánh thêm 12,5%của thông lượng tổng cộng, kết quả là sẽ có một sư tận dụng 50% trên 3 đường truyềncòn lại Công thức này cũng có thể thay đổi dựa trên 12547* mức độ tin cậy của phântích hư hỏng và định tải của đường truyền hợp lý Tải chuẩn 9600bps đối với chuyểnmạch gói là vào khoảng 60 – 65% và đối với tải 56K bps là khoảng 75 – 80% Thiết bịtruy cập mạng trong mạng gói là được tận dụng chủ yếu ở những mức thấp hơn so vớiphía đường truyền của mạng

Ví dụ này chỉ là trường hợp xấu nhất cho 1 phí tổn 50%, nhưng một số công nghệ thực sự

có thể cho phép nhiều phí tổn hơn Ví dụ xét một kênh ATM truyền qua một DS3 Khốilượng dữ liệu đầu vào của DS3 (44,763 M bps) là 43,008 bps (phí tổn là 4% tùy theo việcđịnh khung) Phí tổn của cấu trúc gói ATM của một gói 53- byte là 5 byte Vì vậy phí tổntổng cộng là xấp xỉ 14,6% Điều này là chưa kể đến phí tổn của giao thức lớp cao ngaybên trong cell Hao phí đạt được trên 40% không phải là điều thường thấy đối với những

dữ liệu thật của người sử dụng, thường là ở dạng một file

Sự tận dụng của đường truyền LAN thường được đo trong các gói Ví dụ, trong mộtmạng LAN Ethernet thì thường mất 3,00PPS (đối với gói nhỏ nhất) để tận dụng hoàntoàn 1 đường T1, và đối với gói 64 byte, hoặc lớn hơn, thì đầu vào dữ liệu sẽ còn nhỏhơn Nếu đầu vào dữ liệu bắt đầu suy biến, và kích thước gói vẫn giữ nguyên như banđầu, thì có thể cần thiết phải xác định lại vị trí của nguồn tài nguyên của mạng LAN,hoặc của các đoạn trong mạng LAN Những đường dây thêm vào lúc đó cũng có thể làmột lựa chọn Hoặc là xác định các ranh giới cho phép và hạn chế truy cập chỉ nội trongnhững ranh giới này thôi.

Hình 19.4 Đo kích cỡ đường dây mạng

19.3.4 Hiệu suất của việc ghép kênh thống kê:

Như đã từng nhắc đến trước đây, việc ghép kênh dữ liệu có thể tăng hiệu suất sử dụngcủa một băng thông sẵn có Việc ghép kênh thống kê thường thấy ở trong các chuyểnmạch, các router, các chuyển mạch tế bào, và tất nhiên là các bộ đa công thống kê Hoạtđộng của mạng LAN và WAN có thể được xem xét dưới dạng của việc ghép kênh dữliệu, bởi vì người sử dụng chỉ cần băng thông khi nó rảnh thôi Nếu một trạm nào đó trênmạng LAN/WAN cần toàn bộ băng thông, thì trạm đó phải lấy phần lớn băng thông đó(một lần nữa, điều này lại tùy thuộc vào cấu trúc) Các tỉ số của việc ghép kênh thống kê

sẽ được biểu diễn dưới dạng X:Y, trong đó X là đầu vào người sử dụng, và Y là đầu rathiết bị truy cập Ví dụ, nếu 8 mạch đầu vào của người sử dụng T1 đang truyền đi vớimức tận dụng trung bình mỗi đường dây là 12,5% mỗi đường, thì tỉ số sẽ là 8:1 Mặtkhác, nếu có 4 đầu vào với mức tận dụng là 25% mỗi đường, thì tỉ số sẽ là 4:1 Cũng vớicách đó, tỉ số có thể thay đổi tùy thuộc vào tải của mỗi đầu vào người sử dụng

19.3.5 Dung lượng dự kiến:

Giờ hãy lên kế hoạch để cung cấp dung lượng dự kiến cả về mặt vật lí và logic trong mỗithiết bị mạng Việc lên kế hoạch cho sự phát triển này là một phần trong kế hoạch ngắnhạn và dài hạn của kế hoạch vể dung lượng Phải đảm bảo các nguồn tài nguyên sẽ ởđúng vị trí của nó để bắt đầu, cũng như được đặt trong khu vực có sự phát triển cho tươnglai Những nguời thiết kế mạng nhanh nhạy sẽ đoán trước được lĩnh vực nào sẽ phát triển

và xây dựng dung lượng dư ra cho những khu vực đó Dung lượng này cũng sẽ kèm theothêm các phần cứng hay các cổng, những sự tận dụng đường truyền ban đầu thấp, nguồn

năng lượng để xử lí thêm, hoặc chỉ đơn giản là cộng thêm khả năng để mở rộng mạngcho khu vực đó.

19.4 Kiểu:

Kiểu đã được nhắc tới trước đây khi nói tới kiểu topology của mạng Trong phần này sẽtrình bày làm thế nào để một thiết kế về môi trường địa lí cục bộ có thể có một sự tácđộng lớn đối với một mạng WAN, đối với việc định tải và cả topology Đầu tiên phải cómột cái nhìn tổng quát về các phân bố địa lí về yêu cầu của người sử dụng được xác địnhtrong ma trận thông lượng, sau đó sẽ tiếp tục với sự phân bố các nguồn tài nguyên nàytrong mỗi vùng địa lí trong các kiểu hệ có phân cấp hoặc kiểu ma trận (truy cập đồngthời)

19.4.1 Dựa trên phân bố địa lí:

Việc đặt các nốt truy cập cục bộ sẽ chủ yếu dựa vào vị trí địa lí của người sử dụng vàphân bố của các ứng dụng Sử dụng ma trận thông lượng trong chương 16 sẽ xác địnhđược vị trí của các nốt truy cập Từ đó tổ chức việc truy cập theo CPE, LATA, theo quốcgia hay theo lục địa

Hình 19.5 Ví dụ về truy cập đồng thời

Hình 19.6 Truy cập có phân cấp

19.4.3 Kiểu truy cập có phân cấp:

Các thiết kế kiểu có phân cấp cung cấp sự phân cấp cho các truy cập của người sử dụngkhi mà thông lượng chỉ được dự tính sử dụng cho những khu vực gần, trong thành phố,hoặc những vùng rộng lớn nhưng chỉ giới hạn trong 1 vùng địa lí nào đó, chứ không truycập vào một chuyển mạch chung, hay 1 điểm định tuyến như trong phương pháp truy cậpđồng thời Hình 19.6 biểu diễn 1 tòa nhà nối mạng kiểu phân cấp thứ 4, mỗi người sửdụng đều được kết nối vào một mạng LAN của tầng đó, mỗi mạng LAN của mỗi tầngđược nối vào mạng LAN của cả tòa nhà, mạng LAN của 4 tòa nhà được nối với 1 mạngMAN của toàn khu vực, và mạng MAN của toàn khu vực đó sẽ được nối vào mạngWAN

Một biến tấu của những thiết kế theo kiểu phân cấp sẽ sử dụng những hub thông minh.Thông lượng sẽ được tập hợp lại vào các router của cả tòa nhà, sau đó được chuyển tớicác hub trung tâm như trong hình 19.7 Thiết kế này sẽ tiến thêm một bước như tronghình 19.8, trong đó hub của 3 tòa nhà cùng truy cập vào router của mang WAN Nhữngrouter sẽ đóng vai trò định tuyến trong tòa nhà, và hub sẽ đóng vai trò như các điểm kếtnối trung tâm cho tòa nhà Những router này sẽ cân bằng tải và thực hiện chức năng địnhtuyến Và các hub sẽ đóng vai trò hub đơn thuần Bởi vì router có số cổng hạn chế nênvai trò của router và hub có thể đảo lại