Đang tải... (xem toàn văn)
Kỹ thuật chuyển mạch là một trong những kỹ thuật mấu chốt nhất trong các mạng truyền thông. Sự phát triển mạnh mẽ của hạ tầng truyền thông trong một số năm gần đây đã tạo ra các cuộc cách mạng về khoa học công nghệ và kỹ thuật chuyển mạch là một phần của sự phát triển đó. Do vậy chúng em tìm hiểu về kỹ thuật này tìm hiểu về những kiến thức nền tảng của lĩnh vực chuyển mạch,tiếp cận các giải pháp kỹ thuật và công nghệ chuyển mạch mớ i một cách tốt nhất. Từ đó làm nền tảng cho các môn học tiếp theo.
5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com NỘI DUNG LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH .3 1.1 Giớ i thiệu chung 1.2 Một số khái niệm sở .3 1.2.1 Định nghĩa chuyển mạch 1.2.2 Nguyên lý chuyển mạch 1.2.3 Phân loại chuyển mạch CHƢƠNG 2:NGUYÊN LÝ CHUYỂN MẠCH GÓI 2.1 Cơ sở 2.2 Mơ hình kết nối hệ thống mở OSI .7 2.3 Nguyên lý chuyển mạch gói 2.3.1 Chuyển mạch datagram 10 2.3.2 Chuyển mạch kênh ảo 11 CHƢƠNG 3:ĐỊNH TUYẾN TRONG CHUYỂN MẠCH GÓI 12 3.1 Tổng quan về định tuyến 12 3.2 Các thuật toán định tuyến 15 3.2.1 Thuật toán Bellman-Ford định tuyến vector khoảng cách 15 3.2.2 Thuật toán Dijkstra 17 KẾT LUẬN 19 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 1/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com LỜ I MỞ ĐẦU Kỹ thuật chuyển mạch kỹ thuật mấu chốt mạng truyền thông Sự phát triển mạnh mẽ hạ tầng truyền thông số năm gần tạo cách mạng khoa học công nghệ kỹ thuật chuyển mạch phần phát triển Do chúng em tìm hiểu kỹ thuật tìm hiểu kiến thức tảng lĩnh vực chuyển mạch,tiếp cận giải pháp kỹ thuật công nghệ chuyển mạch mớ i cách tốt Từ đó làm tảng cho mơn học Nội dung gồm: Chƣơng thứ đƣa khái niệm lý thuyết tảng viễn thông nhƣ lĩnh vực chuyển mạch Chƣơng thứ hai tiếp cận kỹ thuật chuyển mạch gói từ vấn đề nhƣ nguyên tắc, phƣơng pháp xử lý gói tin mạng trƣờ ng chuyển mạch Chƣơng ba bàn kỹ thuật định tuyến chuyển mạch gói.Các thuật toán định tuyến nhƣ:Bellman-Ford Dijkstra http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 2/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com CHƢƠNG 1:GIỚ I THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 1.1 Giớ i thiệu chung Viễn thông phần khái niệm thông tin - dạng thức chuyển giao thông tin viễn thông đƣợ c coi hạ tầng sở của xã hội sử dụng kỹ thuật điện, điện tử công nghệ khác để chuyển giao thông tin Mạng viễn thơng dƣới góc độ đơn giản đƣợ c nhìn nhận gồm tập hợ p nút mạng, đƣờ ng truyền dẫn kết nối hai hay nhiều điểm xác định thiết bị đầu cuối để thực trao đổi thông tin ngƣờ i sử dụng Một cách khái quát coi tất trang thiết bị,phƣơng tiện đƣợ c sử dụng để cung cấp dịch vụ viễn thông tạo thành mạng viễn thông.Thiết bị đầu cuối trang thiết bị ngƣờ i sử dụng để giao tiếp vớ i mạng cung cấp dịch vụ Thiết bị chuyển mạch nút mạng viễn thơng có chức thiết lập giải phóng đƣờ ng truyền thơng các thiết bị đầu cuối Thiết bị truyền dẫn đƣợ c sử dụng để nối thiết bị đầu cuối hay nút với để thực truyền tín hiệu cách nhanh chóng xác Các phần tử phƣơng tiện mạng truyền thông cấu trúc thành hạ tầng truyền thông nhằm cung cấp dịch vụ cho ngƣờ i sử dụng.Tùy thuộc vào dịch vụ chủ chốt mà giải pháp công nghệ đƣợ c xây dựng,phƣơng pháp tiếp cận tồn hạ tầng mạng truyền thông 1.2 Một số khái niệm sở 1.2.1 Định nghĩa chuyển mạch Chuyển mạch thiết lập kết nối theo yêu cầu để truyền thông tin từ ngõ vào yêu cầu đến ngõ đƣợ c yêu cầu tập ngõ vào ngõ ra.Đó q trình thực đấu nối chuyển thông tin cho ngƣờ i sử dụng thông qua hạ tầng mạng http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 3/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com viễn thơng Nói cách khác, chuyển mạch mạng viễn thông bao gồm chức định tuyến cho thông tin chức chuyển tiếp thơng tin Nhƣ vậy, theo khía cạnh thơng thƣờ ng khái niệm chuyển mạch gắn liền vớ i lớ p mạng lớ p liên kết liệu mơ hình Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO (International Organization for Standardization).Đối vớ i số trƣờ ng hợ p mở rộng, khái niệm chuyển mạch đƣợ c hình thành theo mơ hình phân lớ p trải dài từ lớ p tớ i lớ p mơ hình OSI 1.2.2 Hệ thống chuyển mạch Quá trình chuyển mạch đƣợ c thực nút mạng, mạng chuyển mạch kênh nút mạng thƣờ ng gọi hệ thống chuyển mạch (Tổng đài), mạng chuyển mạch gói thƣờng đƣợ c gọi thiết bị định tuyến (Bộ định tuyến) Trong số mạng đặc biệt, phần tử thực nhiệm vụ chuyển mạch vừa đóng vai tr ò thiết bị đầu cuối vừa đóng vai tr ò chuyển mạch chuyển tiếp thông tin Đối vớ i số kiến trúc mạng đặc biệt ví dụ nhƣ mạng tùy biến (Ad-hoc), thiết bị đầu cuối có thể đóng vai tr ò nhƣ nơi cấp nhận nguồn lƣu lƣợ ng mạng, đồng thời đảm nhiệm chức chuyển tiếp thông tin cho phần tử khác mạng 1.2.3 Phân loại chuyển mạch Các hệ thống chuyển mạch cấu thành mạng chuyển mạch, ta có hai dạng mạng chuyển mạch bản: Mạng chuyển mạch kênh mạng chuyển mạch gói Chuyển mạch kênh: Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin cách cấp kênh dẫn trực tiếp đối tƣợ ng sử dụng.Xử lý gọi tiến hành qua giai đoạn: -Thiết lập đƣờ ng dẫn dựa vào nhƣ cầu trao đổi thơng tin -Duy trì kênh dẫn suốt thời gian trao đổi thông tin -Giải phóng kênh dẫn đối tƣợ ng sử dụng hết nhu cầu trao đổi http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 4/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com Chuyển mạch gói:Bản tin đƣợ c chia thành gói vớ i chiều dài xác định, gói có phần header mang thơng tin địa thứ tự gói.Tại đầu thu tiến hành xếp gói trở lại.Trong gói ln có trƣờ ng kiểm tra đảm bảo gói truyền khơng lỗi qua chặng Trong phạm vi tiểu luận này,chúng em sâu vào nghiên tìm hiểu kỹ thuật chuyển mạch gói,bao gồm:ngun lý chuyển mạch gói,định tuyến chuyển mạch gói… http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 5/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com CHƢƠNG 2: NGUYÊN LÝ CHUYỂN MẠCH GÓI 2.1.Cơ sở Kỹ thuật chuyển mạch gói dựa nguyên tắc chuyển thơng tin qua mạng dƣớ i dạng gói tin Gói tin thực thể truyền thơng hồn chỉnh gồm hai phần: Tiêu đề mang thông tin điều khiển mạng ngƣờ i sử dụng tải tin dữ liệu thực cần chuyển qua mạng Q trình chuyển thơng tin qua mạng chuyển mạch gói khơng cần xác lập đƣờ ng dành riêng mạng chuyển mạch gói đƣợ c coi mạng chia sẻ tài nguyên, gói tin sẽ đƣợ c chuyển giao từ nút mạng tớ i nút mạng khác mạng chuyển mạch gói theo nguyên tắc lƣu đệm chuyển tiếp, nên mạng chuyển mạch gói đƣợ c coi mạng chuyển giao mạng chuyển mạch kênh đƣợ c coi mạng suốt đối vớ i liệu ngƣờ i sử dụng.Trên hƣớ ng tiếp cận tƣơng đối đơn giản từ khía cạnh dịch vụ cung cấp, dịch vụ đƣợ c cung cấp mạng viễn thông chia thành dịch vụ thoại dịch vụ phi thoại,trong đại diện cho dịch vụ phi thoại dịch vụ số liệu Một cách trực quan, mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN đƣợ c phát triển sở kỹ thuật chuyển mạch kênh để cung cấp dịch vụ thoại truyền thống Các mạng liệu nhƣ mạng cục LAN (Local Area Network), mạng Internet mạng chuyển mạch gói dựa kỹ thuật chuyển mạch gói để thực chuyển tải thơng tin liệu cho ngƣờ i sử dụng Dịch vụ thoại mạng chuyển mạch công cộng PSTN thƣờ ng sử dụng kỹ thuật điều chế PCM chiếm dụng băng thông cố định 64kb/s, chất lƣợ ng gọi thoại phụ thuộc chủ yếu vào kỹ thuật điều chế sử dụng kênh dành riêng cho nối Mặt khác, chất lƣợ ng dịch vụ liệu đƣợ c thực qua mạng chuyển mạch gói phụ thuộc lớn vào lƣợng băng thơng cung cấp.Một số ứng dụng đòi hỏi băng thơng lớ n nhiều không cố định, biến động băng thông lớn theo xu hƣớng tăng bất thƣờng đƣợ c gọi tƣợ ng bùng nổ băng http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 6/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com thơng Vì vậy, chế xác định kênh dành riêng trƣớ c mạng chuyển mạch kênh khó có thể đáp ứng đƣợ c tiêu chí bùng nổ băng thơng dịch vụ liệu Một khía cạnh khác chất lƣợ ng dịch vụ ln đƣợc tính đến q trình chuyển thơng tin cho ngƣờ i sử dụng độ trễ trình truyền tin Các dịch vụ thoại đòi hỏi thờ i gian trễ thấp ổn định, yêu cầu hoàn toàn đƣợ c thỏa mãn mạng chuyển mạch kênh mạng chuyển mạch kênh sử dụng kênh dành riêng kết nối có hƣớ ng cho kết nối Trong đó, mạng chuyển mạch gói chủ yếu nhằm mục đích cung cấp dịch vụ truyền liệu có thể đƣợ c xây dựng theo hƣớ ng kết nối sử dụng kênh ảo để cung cấp dịch vụ yêu cầu độ trễ thấp ổn định Tuy nhiên,một yêu cầu độ trễ dịch vụ liệu khơng q ngặt nghèo mạng liệu thƣờng đƣợ c xây dựng theo mơ hình phi kết nối nhằm giảm thiểu quy trình điều khiển lƣu lƣợng điều khiển mạng 2.2 Mơ hình kết nối hệ thống mở OSI Trong khoảng năm 70, cơng nghiệp máy tính bắt đầu phát triển mạnh kéo theo nhu cầu kết nối thông tin máy tính tăng đột biến hạ tầng mạng khác Điều thúc đẩy trình chuẩn hóa kết nối hạ tầng mạng khác kiến trúc Hệ thống mở ra đờ i nhằm tạo tiêu chuẩn hoá cho tất cả các đấu nối kiến trúc mạng, đƣợ c gọi mơ hình kết nối hệ thống mở OSI (Open System Interconnection) tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO đƣa ra. http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 7/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com Mơ hình OSI lớ p Mục tiêu mơ hình kết nối hệ thống mở OSI để đảm bảo xử lý ứng dụng không ảnh hƣở ng tớ i trạng thái nguyên thuỷ dịch vụ, xử lý ứng dụng giao tiếp trực tiếp vớ i hệ thống khác lớ p hệ thống đƣợ c hỗ trợ theo tiêu chuẩn mơ hình OSI Mơ hình OSI cung cấp khung làm việc tiêu chuẩn cho hệ thống kết nối vớ i dựa mơ hình phân lớ p Mơ hình gồm có lớ p chức phân loại thành vùng - Lớ p thấp cung cấp dịch vụ đầu cuối - tớ i - đầu cuối đáp ứng phƣơng tiện truyền số liệu, chức hƣớ ng phía mạng từ lớ p tớ i lớ p - Lớ p cao cung cấp dịch vụ ứng dụng đáp ứng truyền thông tin, chức hƣớ ng về ngƣờ i sử dụng từ lớ p tớ i lớ p Mơ hình OSI chia thành ba mơi trƣờng điều hành: -Môi trƣờ ng mạng: liên quan tớ i giao thức, trao đổi tin tiêu chuẩn liên quan tớ i kiểu mạng truyền thông số liệu khác http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 8/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com -Môi trƣờ ng OSI: Cho phép thêm vào giao thức hƣớ ng ứng dụng tiêu chuẩn cho phép hệ thống kết cuối trao đổi thông tin tớ i hệ thống khác theo hƣớ ng mở -Môi trƣờ ng hệ thống thực: Xây dựng mơ hình OSI liên quan tới đặc tính dịch vụ phần mềm ngƣờ i sản xuất, đƣợ c phát triển để thực nhiệm vụ xử lý thông tin phân tán thực tế Những môi trƣờ ng cung cấp đặc tính sau: - Giao tiếp lớ p - Chức lớ p, giao thức định ngh ĩ a tập hợ p quy tắc quy ƣớ c sử dụng bở i lớp để giao tiếp vớ i lớp tƣơng đƣơng tƣơng tự hệ thống từ xa khác -Mỗi lớ p cung cấp tập định ngh ĩ a dịch vụ tớ i lớ p kế cận -Một thực thể chuyển thông tin phải qua lớ p Các chức chi tiết lớp đƣợc định ngh ĩ a tiêu chuẩn ISO 7498 chuẩn X.200 ITU-T 2.3 Nguyên lý chuyển mạch gói Để có đƣợ c gói tin chuyển mạch, q trình phân mảnh vào tạo gói từ dữ liệu ngƣờ i sử dụng đƣợ c thực lớp cao phía ngƣờ i sử dụng Q trình phân mảnh tạo gói theo lớ p mơ hình OSI hình vẽ gồm mơ hình đóng gói liệu khuôn dạng liệu ứng dụng.Ở bên gửi:Mỗi tầng thêm vào thông tin điều khiển vào phần đầu gói tin(header) truyền xuống tầng dƣớ i.Ở bên nhận:Mỗi tầng xử lý thông tin dựa thông tin ở phần đầu,lấy phần liệu chuyển lên tầng http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 9/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com Đóng gói liệu theo mơ hình OSI Q trình phân mảnh tạo gói theo lớ p mơ hình OSI hình vẽ gồm mơ hình đóng gói liệu khn dạng liệu ứng dụng.Ở bên gửi:Mỗi tầng thêm vào thông tin điều khiển vào phần đầu gói tin(header) truyền xuống tầng dƣớ i.Ở bên nhận:Mỗi tầng xử lý thông tin dựa thông tin ở phần đầu,lấy phần liệu chuyển lên tầng Kỹ thuật chuyển mạch gói cho phép kết nối thơng tin từ đầu cuối tới đầu cuối qua q trình chia sẻ tài nguyên, sử dụng tập thủ tục liên kết có tốc độ khác để truyền gói tin chuyển gói nhiều đƣờ ng dẫn khác Có hai kiểu chuyển mạch gói bản: chuyển mạch datagram chuyển mạch kênh ảoVC (Virtual Circuit) 2.3.1 Chuyển mạch Datagram Chuyển mạch datagram cung cấp cho dịch vụ không yêu cầu thờ i gian thực,việc chuyển gói tin phụ thuộc vào giao thức lớ p cao đƣờ ng liên kết liệu Chuyển mạch kiểu datagram không cần giai đoạn thiết lập kết nối thích hợp đối vớ i dạng liệu có lƣu lƣợ ng thấp thờ i gian tồn ngắn Chuyển mạch datagram chuyển mạch kiểu nỗ lực tối đa (best effort), thông 10 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 10/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com tin trễ không đƣợc đảm bảo nhƣ tƣợ ng lặp gói, gói dễ dàng xảy đối vớ i kiểu chuyển mạch Các datagram phải chứa tồn thơng tin về địa chỉ đích u cầu lớ p dịch vụ phía đƣợ c thể tiêu đề, tiêu đề datagram lớ n Về ƣu điểm, chuyển mạch datagram cho phép lựa chọn đƣờ ng tới đích nhanh đáp ứng thay đổi nhanh mạng Mỗi gói đƣợ c xử lý độc lập,các gói có thể đi theo bất kỳ đƣờ ng thích hợ p gói đến đích khơng theo thứ tự gửi.Trong cách thiết lập kênh logic này,các gói thất lạc đƣờng đi.Bên nhận phải xếp lại gói trật tự khơi phục gói thất lạc 2.3.2 Chuyển mạch kênh ảo Chuyển mạch kênh ảo VC yêu cầu giai đoạn thiết lập tuyến thiết bị gửi thiết bị nhận thông tin, kênh ảo đƣợ c hình thành thiết bị trong đƣờ ng dẫn chuyển mạch; kênh ảo kênh chỉ đƣợc xác định có liệu truyền qua khơng phụ thuộc vào logic thờ i gian Chuyển mạch kênh ảo yêu cầu tuyến trình định tuyến kênh ảo đƣợ c nhận dạng thông qua trƣờ ng nhận dạng kênh ảo VCI (Virtual Channel Identifier) nằm tiêu đề gói tin Trong q trình thiết lập kênh ảo, nhận dạng kênh ảo VCI đƣợ c tạo bở i node chuyển mạch để chỉ định nguồn tài nguyên gói tin chuyển qua (ví dụ: bộ đệm, dung lƣợ ng liên kết) Trong chuyển mạch này, gói yêu cầu gọi chấp nhận gọi đƣợ c dùng để tạo kết nối(handshake).Mỗi đƣờng thiết lập đƣợ c gán số ID,mỗi gói chứa ID đƣờng thay địa chỉ máy đích. 11 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 11/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com CHƢƠNG 3:ĐỊNH TUYẾN TRONG CHUYỂN MẠCH GÓI 3.1 Tổng quan về định tuyến Định tuyến tiến trình lựa chọn đƣờ ng cho thực thể thơng tin chuyển qua mạng, đƣợ c coi khả năng node vấn đề lựa chọn đƣờ ng dẫn cho thông tin qua mạng Định tuyến khái niệm cốt lõi mạng chuyển mạch gói nhiều loại mạng khác Định tuyến cung cấp phƣơng tiện tìm kiếm tuyến đƣờ ng theo thơng tin mà thực thể thông tin đƣợ c chuyển giao mạng Mỗi nút mạng nhận gói liệu từ đƣờ ng vào chuyển tiếp tớ i đƣờng hƣớng đến đích liệu Nhƣ ở mỗi nút trung gian phải thực chức chọn đƣờ ng hay gọi định tuyế n chức chuyển tiếp cho đơn vị liệu Các chức tƣơng đƣơ ng vớ i chức lớ p mạng (lớ p 3) mơ hình OSI Các giao thức định tuyến thƣờ ng hoạt động ở phía lớ p liên kết liệu (lớp 2) để cung cấp dịch vụ suốt cho tầng truyền tải, chúng phải ở dƣớ i tầng giao vận (lớ p 4) Mục tiêu phƣơng pháp định tuyến nhằm sử dụng tối đa tài nguyên mạng, tối thiểu hoá giá thành mạng Để đạt đƣợc điều kỹ thuật định tuyến phải tối ƣu đƣợ c tham số mạng ngƣờ i sử dụng nhƣ: Xác suất tắc ngẽn, băng thông, độ trễ, độ tin cậy, giá thành, v v Vì vậy, kỹ thuật định tuyến phải thực tốt chức sau đây: (i) Quyết định chọn đƣờ ng theo tiêu chuẩn tối ƣu đó. (ii) Cập nhật thơng tin định tuyến, tức thông tin dùng cho chức Tuỳ thuộc vào kiến trúc, hạ tầng cơ sở mạng mà kỹ thuật định tuyến khác đƣợ c áp dụng Các tiêu chuẩn tối ƣu chọn đƣờ ng dẫn từ nút nguồn tớ i nút đích phụ thuộc vào u cầu thông tin cần chuyển Trong miền mạng phức hợp, đa loại hình dịch vụ tồn đa dạng yêu cầu chọn đƣờ ng khác nhau.Điều dẫn tớ i khả năng chọn đƣờ ng mạng cận tối ƣu 12 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 12/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com đối vớ i loại hình dịch vụ cụ thể, vớ i số nhóm ngƣờ i sử dụng dịch vụ cụ thể Để tƣơng thích đƣợ c vớ i biến động mạng, chức cập nhật thông tin định tuyến chức quan trọng mà giao thức định tuyến phải thực để xây dựng nên sở dữ liệu tính tốn Việc cập nhật ln hƣớ ng tớ i giải toán cân đối lƣu lƣợ ng báo hiệu, lƣu lƣợ ng thông tin định tuyến nhằm đảm bảo tính đầy đủ tối ƣu mặt thời gian cho thông tin định tuyến Để đánh giá đƣợc lực phạm vi ứng dụng giao thức định tuyến, ngƣờ i ta sử dụng số tiêu chí để so sánh giao thức định tuyến Một số ví dụ tham số cụ thể sẽ đƣợ c trình bày phần Trong mạng máy tính có nhiều kỹ thuật định tuyến khác đƣợ c đƣa Sự phân biệt kỹ thuật định tuyến chủ yếu vào yếu tố liên quan đến chức chỉ ra Các yếu tố đó thƣờ ng là: (a) Sự phân tán chức chọn đƣờ ng nút mạng (b) Sự thích nghi vớ i trạng thái hành mạng (c) Các tiêu chuẩn tối ƣu để định tuyến Dựa yếu tố (a) ta phân biệt kỹ thuật định tuyến thành: kỹ thuật định tuyến tập trung phân tán Dựa yếu tố (b) ta có kỹ thuật định tuyến t ĩ nh động (tƣơng thích) Cuối kỹ thuật định tuyến loại theo (a) (b) lại phân biệt bở i yếu tố (c) Một số tiêu chí nhằm xác định kỹ thuật định tuyến thực tế là: - Độ trễ trung bình thờ i gian truyền gói tin - Số lƣợ ng nút trung gian nguồn đích gói tin - Độ an tồn việc truyền tin - Nguồn tài nguyên mạng sử dụng cho truyền tin v.v 13 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 13/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com Việc chọn tiêu chí tối ƣu nhƣ phụ thuộc vào dạng mạng cụ thể nhƣ: cấu hình mạng, đặc tính lƣu lƣợ ng mạng, u cầu thơng lƣợ ng, mục đích sử dụng.v.v ).Các tiêu chí lựa chọn cho tốn định tuyến có thể thay đổi cấu trúc mạng không thay đổi Kiến trúc mạng có thể thay đổi theo thờ i gian triển khai ứng dụng mạng, mà vấn đề tối ƣu hố định tuyến ln đƣợc đặt trình thiết kế thờ i gian triển khai mạng Mặt khác, môi trƣờ ng mạng thực tế tồn sự đối lập quan điểm ngƣờ i sử dụng dịch vụ nhà khai thác dịch vụ mạng Ngƣờ i sử dụng muốn có dịch vụ tốt vớ i chất lƣợ ng cao cho họ, nhà khai thác lại muốn tối ƣu dịch vụ ngƣờ i dùng mạng có sẵn đầu tƣ tối thiểu để đem lại lợ i nhuận cao nhất.Vì vậy, giải pháp định tuyến thực tế thƣờ ng giải pháp dung hồ hay gọi giải pháp cận tối ƣu hai hƣớ ng yêu cầu mang tính đối lập Về mặt nguyên tắc, giải pháp quản trị mạng bao gồm chức định tuyến mạng thƣờng đƣợ c chia thành hai loại, quản lý kiểu tập trung kiểu phân tán.Giải pháp quản lý định tuyến cho mạng nhỏ (về kích cỡ mạng độ phức tạp mạng) thƣờ ng ứng dụng kiểu định tuyến tập trung để giảm giá thành thuận tiện công tác quản lý Tuy nhiên kiểu định tuyến tập trung thƣờ ng bộc lộ yếu điểm phải cơng khai thơng tin định tuyến cho tồn mạng dễ bị công Hơn nữa, định tuyến tập trung phản ứng vớ i sự thay đổi trạng thái mạng nhanh nhạy phải thu thập thơng tin tồn mạng xử lý tập trung Giải pháp định tuyến phân tán phù hợ p vớ i mạng lớn độ phức tạp cao, dựa phân cấp kết hợ p nút đƣợc coi ngang hàng để phân vùng, có lỗi xảy mang tính cục nút liên quan Các thông tin định tuyến phân tán đƣợ c xử lý chuyển nhanh mạng qua nút mạng có chức phân bổ thơng tin định tuyến diện rộng mạng 14 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 14/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com 3.2 Các thuật toán định tuyến Các thuật tốn tính tốn định tuyến đƣợ c sử dụng để tính tốn định chọn đƣờng sở thông tin định tuyến nhận đƣợ c qua giao thức định tuyến Các thuật toán tốt phù hợ p vớ i môi trƣờ ng mạng sẽ đảm bảo đƣợ c tốc độ hiệu quy trình định tuyến Trong mục trình bày về các sở lý thuyết thuật toán hai thuật toán thƣờng đƣợ c sử dụng mạng truyền thơng: thuật tốn Bellman – Ford thuật tốn Dijkstra Hai thuật toán đƣợ c gọi thuật toán tìm đƣờ ng ngắn nhất, vớ i mục tiêu tìm đƣờ ng ngắn từ node nguồn tớ i node đích mơ h ình mạng tổng qt (tập trung, phân tán) 3.2.1 Thuật toán Bellman-Ford định tuyến vector khoảng cách 3.2.1.1 Mơ hình tập trung Để xem xét thuật tốn Bellman-ford trong tiếp cận mơ hình tập trung, ta xem xét ví dụ mơ hình hóa mạng hình vẽ Mơ hình mạng ví dụ đƣợ c thể qua đồ thị có trọng số thể liên kết, kết quả tính tốn đƣờ ng dẫn ngắn dựa trọng số trên đồ thị Gọi dij trọng số (giá) liên kết node i node j, Dij giá tối thiểu node i node j Nếu hai node khơng có kết nối trực tiếp giá liên kết đƣợc đặt ∞ Gọi nút trung gian có kết nối trực tiếp tớ i hai node k và biểu thức Bellman-Ford đƣợ c biểu diễn nhƣ sau. Ví dụ mơ hình kết nối mạng 15 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 15/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com Wo ii = vớ i i, Wij = min{Wik + wkj } vớ i i≠j Nhƣ vậy, giá tối thiểu phụ thuộc vào giá tối thiểu từ i tớ i k và giá liên kết k j.Có thể có nhiều node k kết nối trực tiếp tớ i node j(k1, k2, ) ngoại trừ node k=i Một vấn đề quan trọng thuật tốn là: node k khơng kết nối trực tiếp tớ i node j nên dkj=∞ Vớ i giả thiết biết giá tối thiểu Dik từ node i tớ i node k , tính tốn thực tế, biến chạy đƣợ c sử dụng để tính giá tối thiểu sau số bƣớ c, ta có giá tối thiểu sau bƣớ c thứ h ij h Dij 3.2.1.2 Mơ hình phân tán Trong tiếp cận mơ hình phân tán, node mạng tự tính tốn sở thơng tin thu nhận đƣợ c từ mạng để xác định đƣờ ng ngắn từ tới đích Vì vậy,node nguồn cần biết giá đƣờ ng dẫn ngắn tớ i tất node trung gian tớ i đích Dik Theo mơ hình phân tán, ta tìm kiếm liên kết khỏi node i trực tiếp tớ i node k vớ i giá liên kết dik coi giá liên kết tối thiểu k j Djk mà không cần biết cách thức xác định giá trị k Danh sách kết nối trực tiếp tớ i i đƣợ c ký hiệu Ni.Nếu node i tìm đƣợ c node lân cận có đƣờng ngắn tới đích, sử dụng thơng tin để xác định giá tới đích cách cộng vớ i giá liên kết dik .Trong phƣơng pháp tính theo vector khoảng cách, node nhờ vào node lân cận biết giá đƣờng tới đích để xác định tuyến tốt Để thực nhiệm vụ đó, phƣơng pháp thƣờ ng xuyên tính tốn lại theo định kỳ có thơng tin từ node lân cận Ý tƣở ng then chốt thuật tốn mơ hình phân tán node k cần phân tán giá tớ i node j ( Dkj) tớ i tất kết nối trực tiếp tớ i i, phụ thuộc vào i thờ i gian Sự khác biệt vớ i thuật tốn Bellman-Ford tập trung thứ tự tính toán vớ i liên kết đƣa góc độ khác để tính tốn đƣờ ng dẫn ngắn 16 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 16/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com 3.2.2 Thuật toán Dijkstra Thuật toán Dijkstra kiểu tiếp cận khác kỹ thuật tìm đƣờ ng dẫn ngắn hai node mạng Thuật toán Dijkstra hoạt động tập node ứng cử lân cận node nguồn để tính tốn định đƣờ ng dẫn ngắn tớ i node đích Một đặc tính trội thuật tốn Dijkstra tính toán đƣờ ng dẫn ngắn tớ i tất cả các node đích từ node nguồn, thay tính tốn theo cặp nguồn – đích Thuật tốn Dijkstra đƣợ c phân loại hoạt động theo mơ hình tập trung phân tán 3.2.2.1 Mơ hình tập trung Giả thiết node i mạng gồm N node mà từ đó ta muốn tính tốn đƣờ ng dẫn ngắn tớ i tất node lại Danh sách N node đƣợc định ngh ĩ a bở i N={1, 2, 3…,N} Một node đích đƣợ c ký hiệu j (j≠i) Ta sử dụng hai ký hiệu sau: dij =giá liên kết node i j; Dij= giá đƣờ ng dẫn tối thiểu node i và j Thuật toán Dijkstra chia danh sách N node thành hai danh sách: Nó đƣợ c bắt đầu vớ i danh sách cố định S thể node đƣợc xem xét, danh sách đề nghị S’ cho node sẽ đƣợ c xem xét tính tốn Trong q trình tính tốn, danh sách S sẽ mở rộng vớ i node mớ i danh sách S’ sẽ rút ngắn lại node gia nhập vào S Thuật toán dừng tất node danh sách S’ nằm danh sách S.Mấu chốt thuật toán nằm hai phần: (1) cách thức mở rộng tập S (2) cách tính tốn đƣờ ng dẫn ngắn tớ i node lân cận node S (các node chƣa nằm danh sách S) Danh sách S đƣợ c mở rộng sau vòng lặp tính tốn node k node i có giá tối thiểu tớ i node i Tại vòng lặp, thuật tốn tính tốn node lân cận node k ( k #S) để tìm giá tối thiểu có thể thay đổi sau vòng lặp 17 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 17/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com 3.2.2.2 Mơ hình phân tán Biến phân tán thuật toán Dijkstra tƣơng tự nhƣ tiếp cận tập trung Sự khác biệt lớ n giá liên kết nhận đƣợ c bở i node khác vớ i node khác thông tin chuyển tới node khơng đồng Vì ta định ngh ĩ a giá liên kết (k-m) nhận đƣợ c node i dij(t) , tƣơng tự nhƣ đối vớ i giá tối thiểu từ i tớ i j phụ thuộc vào thờ i gian Dij(t). Nhƣ vậy, thuật tốn Dijkstra cho mơi trƣờ ng phân tán trao đổi thông tin giá liên kết theo cách phân tán đƣợ c đƣa vào thuật toán, các bƣớc tăng theo thờ i gian học thông tin từ liên kết giá liên kết mạng 18 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 18/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com KẾT LUẬN Toàn phần tìm hiểu trình bày nguyên tắc hoạt động mạng chuyển mạch gói, phƣơng pháp chuyển gói.Trên sở phân tích cấu trúc chức hệ thống chuyển mạch gói, vấn đề phân loại trƣờ ng chuyển mạch gói, nhƣ phân tích đánh giá kiểu trƣờ ng chuyển mạch gói điển hình nhằm nắm bắt đƣợ c ƣu nhƣợ c điểm cấu trúc trƣờ ng chuyển mạch gói thiết bị chuyển mạch gói Song song với khái niệm về định tuyến chuyển mạch gói-kỹ thuật nhƣng có ứng dụng cao mạng viễn thông nhƣ nhiều mạng khác Thơng qua q trình nghiên cứu phần trình bày ở trên,nhóm chúng em học hỏi tìm hiểu mở mang đƣợ c nhiều kiến thức.Cùng vớ i giảng lớ p trình tìm hiểu chúng em nắm vững kiến thức mạng thông tin nay,củng cố kiến thức viễn thông để chuẩn bị tốt cho môn học sau 19 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 19/20 5/17/2018 Nguy n l chuy n m chg i-slidepdf.com TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tailieu.vn 2.Bài giảng sở kỹ thuật chuyển mạch – Hoàng Trọng Minh,Nguyễn Thanh Hà 3.Giáo trình chuyển mạch thơng tin – Nguyễn Trung Hòa 4.Slide giảng mạng thông tin – Đại học bách khoa Hà Nội 20 http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi 20/20 ... vực chuyển mạch Chƣơng thứ hai tiếp cận kỹ thuật chuyển mạch gói từ vấn đề nhƣ nguyên tắc, phƣơng pháp xử lý gói tin mạng trƣờ ng chuyển mạch Chƣơng ba bàn kỹ thuật định tuyến chuyển mạch gói. Các... tra đảm bảo gói truyền khơng lỗi qua chặng Trong phạm vi tiểu luận này,chúng em sâu vào nghiên tìm hiểu kỹ thuật chuyển mạch gói, bao gồm:ngun lý chuyển mạch gói, định tuyến chuyển mạch gói http://slidepdf.com/reader/full/nguyen-ly-chuyen-mach-goi... để truyền gói tin chuyển gói nhiều đƣờ ng dẫn khác Có hai kiểu chuyển mạch gói bản: chuyển mạch datagram chuyển mạch kênh ảoVC (Virtual Circuit) 2.3.1 Chuyển mạch Datagram Chuyển mạch datagram