1 Tổng quan ATM ATM (Asynchronous Transfer Mode) phương thức truyền tải bất đồng Đơn vị thông tin lưu chuyển mạng có chiều dài cố định gọi tế bào ATM Cụm từ "truyền tải” bao hàm việc truyền dẫn lẫn chuyển mạch tể bào Sở dĩ gọi truyền tải “không đồng bộ” tế bào cùa kết nối xuất thời điểm chúng tạo mà chịu ràng buộc phương thức truvền tải đồng STM (Synchronous Transfer Mode) Mơ hình ATM chuẩn mơ hình ATM chuẩn tương ứng với lớp lớp vật lý (physical layer) lớp liên kết liệu (data link layer) Của mơ hình OSI Mơ hình ATM chuẩn chia làm lớp: + Lớp thứ tuý lớp vật lý ATM: Có nhiệm vụ tuý liên quan tới ghép nối ATM với hệ thống truyền dẫn vật lý + Lớp thứ hai lớp ATM: Thực vai trò chuyển mạch tế bào node + Lớp thứ ba lỡp tương thích ATM: Đóng vai trò trung gian làm nhiệm vụ ghép ATM với lớp cao a, Lớp tương thích ATM AAL Các lớp cao gọi lớp ứng dụng Các đơn vị liệu SDU lớp ứng dụng chuyển tới điểm truy nhập dịch vụ SAP (Service Access Point) lớp tương thích ATM (AAL) Do dịch vụ có chất khác (về tốc độ bit, độ trễ v.v ) nên lớp tương thích AAL có nhiều điểm truy nhập dịch vụ tương ứng với kiểu AAL khác để đảm bảo liệu lớp ứng dụng truyền phù hợp hồn hảo mạng ATM Chức lóp tương thích ATM - AAL làm nhiệm vụ tiếp nhận đơn vị liệu SDU với độ dài khác ghép chúng vào tế bào ATM có kích thước cố định Lớp tương thích AAL chia làm hai lớp con: lớp Hội tụ CS (Convergence Sublayer) lớp Phân đoạn - Lắp ráp SAR (Segmentaton and Reassembly) Lớp hội tụ cs có nhiệm vụ ghép kênh gói liệu lớp ứng dụng, khôi phục/phát lỗi tế bào thực điều khiển luồng Lớp Phân đoạn - Lắp ráp thực ghép kênh đơn vị liệu lớp hội tụ CS PDU, phân đoạn đơn vị liệu PDU để ghép vào phần tải trọng tế bào ATM khơi phục lại đơn vị liệu PDU từ tế bào ATM chuyển lên cho lớp hội tụ CS Lớp CS chia thành hai lớp nữa: lóp phần chung CP (Common Part) CS hai lớp dịch vụ SS (Service Specific) CS Chức lớp CP CS phụ thuộc vào dịch vụ lớp sử dụng lớp AAL ví dụ thực thêm/tách phần mào đầu (header) hay đuôi (tailer) cho khung AAL trước khung chuyển cho lớp SAR b, Lớp ATM Lớp ATM hoạt động không phụ thuộc vào lớp vật lý lớp tương thích AAL Chức chủ yếu lớp ATM có liên quan tới phần mào đầu tế bào ATM Tại phía phát, đơn vị liệu SAR đóng ráp vào phần tải trọng tế bào, lớp ATM có nhiệm vụ khởi tạo phần mào đầu cho tải trọng Phần mào đầu dán nhãn ghi thơng tin liên quan tới việc truyền tải tế bào mạng ATM giá trị nhận dạng đường ảo VPI, giá trị nhận dạng kênh ảo VCI v.v Tại phía thu, tế bào tiếp nhận bị tách bóc phần mào đầu phần tải trọng đẩy trả lên cho lớp tương thích AAL Như thấy rằng, lóp ATM hồn tồn khơng có tác động lên phần tải trọng cùa tế bào ATM Một chức quan trọng khác lórp ATM nhiệm vụ ghép/tách kênh tế bào Tại phía phát, tế bào đường ảo VP (Virtual Path) hay Kênh ảo (Virtual Channel) khác ghép vào luồng tế bào để truyền Như cách ghép kênh vậy, nhiều kết nối độc lập khác ghép kênh để truyền đưòng truyền vật lý Ngồi ra, lớp ATM thơng dịch giá trị VPI VCI để thực nhiệm vụ chuyển mạch, nhiệm vụ khác liên quan đến điều khiển luồng, kiểm soát tắc nghẽn quản lý mạng c, Lớp vật lý Lớp vật lý tách làm hai lớp con: lớp hội tụ truyền dẫn TC (Transmisión Convergence) lớp phụ thuộc môi trường truyền dẫn PM (Physical Medium) Lớp TC thực chức cần thiết cho việc chuyển luồng tế bào thành luồng bit mà thiết bị lớp vật lý thu phát Chức bao gồm việc khởi tạo tiếp nhận khung truyền dẫn, phía thu phải đảm bảo nạp thích hợp luồng tế bào vào phần tải trọng khung trụyền dẫn phía phát làm nhiệm vụ tách luồng tế bào từ khung truyền dẫn nhận Khi tốc độ truyền dẫn lớn số lượng tế bào có thực để truyền, TC chèn (hoặc tách phía thu) tế bào đặc biệt gọi tế bào rỗng (idle cell) vào khung truyền dẫn để đảm bảo tốc độ truyền dẫn hợp lý Lóp phải có khả nhận biết tế bào từ luồng tế bào thu (thực chất chuỗi bit bóc tách từ khung truyền dẫn) Nó có nhiệm vụ khởi tạo/kiểm tra chuỗi kiểm tra HEC tế bào Lớp PM cung cấp khả truyền dẫn bit vật lý Chức phụ thuộc nhiều vào mơi trường truyền dẫn sử dụng (SDH, PDH v.v ) Nó thực nhiệm vụ mã hoá đường hay cần thiết, thực chuyển đổi điện/quang ngược lại Cấu trúc tổng quan mạng ATM Có thể tồn nhiều mạng ATM tách rời gọi mạng công cộng (Public ATM Network) hay mạng ATM dùng riêng (Private ATM Network) Thông thường mạng ATM cơng cộng có khả thơng (throughput) cao nhiều so với mạng ATM dùng riêng Phần tử quan trọng mạng ATM chuyển mạch ATM, chuyển mạch thực việc vận chuyển liệu dạng tế bào mạng ATM, chúng gọi tương ứng chuyển mạch ATM công cộng (public ATM switch) hay chuyển mạch ATM dùng riêng (private ATM switch) tuỳ theo mạng ATM chúng Các chuyển mạch ATM mạng ATM công cộng kết nối với thông qua giao tiếp NNI (Network Node Interface) Các điểm cuối ATM (ATM endpoint) thiết bị người dùng có ghép nối với mạng ATM Việc ghép nối điểm cuối người dùng với mạng ATM công cộng thông qua giao tiếp người dùng - mạng UNI (User Network Interface), cấu trúc giao tiếp hoàn toàn tương ứng với giao tiếp UNI mạng ISDN Tuy nhiên chuyển mạch ATM dùng riêng (Private ATM network) kết nối với chuyển mạch ATM cơng cộng khơng dùng giao thức NNI mà lúc coi điểm cuối ATM phải hoạt động thông qua giao tiếp UNI công cộng (Public UNI) Trong thân mạng ATM dùng riêng điểm cuối ATM phải kết nối với chuyển mạch ATM dùng riêng thông qua giao tiếp UNI dùng riêng (Private UNI) 4, Kênh ảo đường ảo a, Kênh ảo Kênh ảo VC(Virtual Channel) hiểu tập hợp truyền đơn hướng tế bào ATM kênh vật lý có giá trị nhận dạng gọi nhận dạng kênh ảo VCI (VCIdentifier) Để ý kênh ảo VC không nhận dạng giá trị VCI mà giá trị nhận dạng khác VPI b, Đường ảo Đường ảo VP (Virtual Path) tập hợp nhiều kênh ảo khác kênh vật lý có nhận dạng giá trị nhận dạng chung gọi nhận dạng đường ảo VPI Như kênh truyền vật lý có nhiều kênh ảo có giá trị nhận dạng VCI kênh ảo phân biệt với thơng giá trị nhận dạng VPI kênh Như node ATM có nhiều kênh vật lý Trong kênh vật lý có nhiều đường ảo, đường ảo phân biệt thơng qua giá trị nhận dạng đưòng ảo VPI số lượng đường ảo tuỳ thuộc theo số lượng bit dành cho VPI phần mào đầu tế bào (8 bit 12 bit) Trong đường ảo lại tồn nhiều kênh ảo phân biệt thông qua giá trị nhận dạng kênh ảo VCI số kênh ảo có đường ảo tối đa 2^16 5, Nguyên lý chuyển mạch ATM Mạng ATM thực định tuyến liệu mạng dưa "nguyên tắc hoán đổi giá trị nhận dạng logic" Các giá trị nhận dạng logic hai giá trị nhận dạng kênh ảo VCI giá trị nhận dạng đường ảo VPI Một chuyển mạch ATM phải thiết nhận hiểu hai giá trị 6, Cấu trúc tế bào ATM Trường Điều khiển luồng chung GFC (Generic Flow Control) Trưòmg có chiều dài bit, nhiệm vụ tạo chế giúp kiểm soát lưu lượng kết nối ATM giao tiếp B-ISDN ƯNI GFC giúp loại bỏ tình trạng q tải tạm thời xảy mạng người dùng Khi không sử dụng cho tính có giá trị mặc định 0000 Hiện chức GFC chuẩn hoá Đổi với mạng ATM, giá trị GFC không áp dung cho giao tiếp NNI nên có ý nghĩa logic điểm cuối ATM, nghĩa thực việc kiểm soát đầu cuối kết nối vào mạng Giá trị nhận dạng đường ảo VPI nhận dạng kênh ảo VCI Đây hai giá trị quan trọng có ý nghĩa phần mào đầu tế bào Cả hai giá trị giúp xác định đường truyền cho chặng tế bào Đối với mạng ATM, không tồn gọi “địa mạng đích” tế bào ATM với kích thước 53 Byte nhỏ để chứa thêm địa Tại chuyển mạch ATM, giá trị VPI VCI xem xét để tìm hướng truyền tiếp theo, chuyển sang hướng truyền mới, giá trị VPI VCI bị thay đổi Trường loại tải trọng PT (Payload Type) Loại tải trọng giúp phân loại tải trọng tế bào thời chứa thông tin người dùng hay chứa thông tin mạng v.v Trường ưu tiên tổn thất tế bào CLP (Cell Loss Priority) Trường có chiều dài bit, bit khả huỷ tế bào mức độ định Nếu bit có giá trị 1, tế bào có độ ưu tiên thấp, chẳng hạn cần phải huỷ tế bào có tượng tắc nghẽn tế bào ưu tiên huỷ trước tiên Trường kiểm soát lỗi mào đầu HEC (Header Error Check) TrưÒTig nằm phần mào đầu tế bào lớp ATM nhiên lớp ATM lại khơng sử dụng chúng Nó chuỗi bit xử lý lớp vật lý phía HEC giúp phát lỗi bit đa bit phần mào đầu cho phép thực sửa lỗi bit đơn phần mào đầu tế bào 7, Báo hiệu ATM ATM cơng nghệ chuyển mạch hướng kết nối (connection oriented), tức kết nối phải thiết lập trước liệu nối truyền qua Các loại kênh báo hiệu giao tiếp UNI Kênh báo hiệu meta: Tại giao tiếp có kênh báo hiệu meta mà Kênh báo hiệu chiều cố định Nó dạng kênh quản lý giao tiếp sử dụng để thiết lập, kiểm tra giải phóng kênh báo hiệu quảng bả kênh báo hiệu điểm-điếm Báo hiệu meta không sử dụng báo hiệu mạng-mạng Kênh báo hiệu điểm-điếm: Trong kênh báo hiệu meta cố định kênh báo hiệu điểmđiểm cấp phát cho người dùng có nhu cầu báo hiệu Kênh báo hiệu kênh chiều, sử dụng để thiết lập, kiểm sốt giải phóng kết nối kênh ảo vcc cho người dùng Kênh bảo hiệu quảng bả chung/chọn lọc: Đây kênh báo hiệu đơn hướng (từ phía mạng phía người sử dụng), chúng sử dụng để gửi thông điệp báo hiệu mạng chọn tất (đối với quảng bá chung) số định (đối với quảng bá chọn lọc) 8, Chốt hạ Qua phần trình bày, ta tóm tắt lại đặc điểm mạng ATM sau: Hướng kết Mạng ATM hệ thống hướng kết nối Sẽ khơng có cách gửi liệu qua mạng ATM không thiết lập trước kết nối kênh ảo vcc Mạng ATM sử dụng loại kết nối (bán) cố định kết nối chuyển mạch Là hệ thống hướng kết nối khơng có nghĩa ứng dụng phi kết nối (connectionless operation) chạy qua mạng ATM Việc áp dụng ứng dụng phi kết nối phụ thuộc vào phần lớp mạng phía mạng ATM Quảng bả truyền chọn lọc ATM hỗ trợ hai chế truyền quảng bá truyền có chọn lọc (đa truyền) Truyền có chọn lọc thể dạng kết nối điểm-đa điểm, đảm bảo thực kết nối từ gốc (root) đến nhánh khác Truyền quảng bá truyền chọn lọc ứng dụng phong phú mạng ATM thủ tục báo hiệu hay ứng dụng video theo yêu cầu (video onđemand) v.v Thứ tự truyền Dữ liệu truyền mạng ATM dạng tế bào, kết nối, thứ tự truyền tế bào đảm bảo Nghĩa phía thu tiếp nhận tế bào y thứ tự thứ tự tế bào phía phát truyền Điều quan trọng, phía thu khơng cần phải xếp lại thứ tự tế bào nên tiểt kiệm nhiều đệm, làm đơn giản hố q trình tiếp nhận tế bào Đảm bảo tham sổ chất lượng dịch vụ QoS Mỗi kết nối kênh ảo vcc thiết lập đồng thời loạt tham số chất lượng dịch vụ QoS gán cho kết nối đỏ Các tham số mức băng thơng trung bình mức băng thơng đỉnh tức thời mà kết có chiếm Nếu có tình trạng q tải liên tục mạng huỷ bỏ tế bào có độ ưu tiên thấp để trì chất lượng dịch vụ kết nối đề Các tham sổ chất lượng dịch vụ QoS hay dùng mạng ATM gồm có: □ Trễ truyền tế bào; □ Sai khác trễ truyền tế bào; □ Khả truyền tế bào như: tốc độ truyền trung bình tốc độ đỉnh; □ Tỷ lệ lỗi tế bào; □ Tỷ lệ tế bào; □ Tỷ lệ chèn nhầm tế bào Huỷ tế bào Các tế bào bị huỷ bị trình truyền qua mạng ATM Tuy nhiên, mạng ATM khơng có trách nhiệm phát tưọng khơng thơng báo việc huỷ tế bào cho người dùng Cơ chế phát tế bào bị hay truyền lại tể bào hay không phụ thuộc vào lớp ứng dụng cao hon bên lớp ATM Ví dụ với ứng dụng video hay âm có tốc độ bit thay đổi, bit liệu phải chia làm thành nhóm bit □ Nhóm bit chính: lun trữ thông tin nhàm đảm bảo tính liên tục dịch vụ Những bit có độ ưu tiên cao khơng bị huỷ □ Nhóm bit phụ: chứa liệu giúp cải thiện chất lượng dịch vụ Những bit đánh dấu mức ưu tiên thấp bị huỷ mạng trạng thái tắc nghẽn Việc khôi phục hay truyen lại bit bị huỷ thực lớp ứng dụng cao thông thường thực với khối tế bào, không tế bào riêng lẻ Kiểm sốt luồng (flow control) Thực tế mạng ATM, khơng tồn chế kiểm sốt luồng đích thực sử dụng giao thức kiểu cửa sổ trượt giống mạng truyền thông khác Tuy nhiên mạng ATM thực chế giám sát liệu điểm vào mạng theo tham số chất lượng dịch vụ QoS đăng ký Mạng ngăn chặn không cho phép truyền q định mức cho phép Tính tồn vẹn liệu Mạng ATM khơng đảm bảo tính tồn vẹn liệu kết nối hai đầu người sử dụng Thiết bị ứng dụng phía người sử dụng phải có trách nhiệm đảm bảo tính tồn vẹn Mức độ sửa lỗi lớp tương thích AAL đem lại hạn chế khơng có trách nhiệm khơi phục liệu việc huỷ tế bào gây nên END ... đổi điện/ quang ngược lại Cấu trúc tổng quan mạng ATM Có thể tồn nhiều mạng ATM tách rời gọi mạng công cộng (Public ATM Network) hay mạng ATM dùng riêng (Private ATM Network) Thông thường mạng ATM. .. chuyển mạch ATM dùng riêng (private ATM switch) tuỳ theo mạng ATM chúng Các chuyển mạch ATM mạng ATM công cộng kết nối với thông qua giao tiếp NNI (Network Node Interface) Các điểm cuối ATM (ATM endpoint)... với mạng ATM dùng riêng Phần tử quan trọng mạng ATM chuyển mạch ATM, chuyển mạch thực việc vận chuyển liệu dạng tế bào mạng ATM, chúng gọi tương ứng chuyển mạch ATM công cộng (public ATM switch)