Mạng ATM và ứng dụng

Mạng ATM ( ATM network) và ứng dụng ( Application) của mạng ATM trong công nghiệp. Bộ môn mạng tốc độ cao trong công nghiệp. Đại học Bách Khoa Hà Nội.Giới thiệu tổng quan về mạng ATM, về vấn đề giải quyết tắc nghẽn trong mạng ATM cũng như ứng dụng của mạng và Mô phỏng mạng ATM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ********** MẠNG TỐC ĐỘ CAO E E4550 Bài tập lớn ATM ứng dụng Giảng viên phụ trách Sinh viên thực hiện: Hà Nội, 2020 Mục Lục ATM & Ứng Dụng ATM & Ứng Dụng Danh Mục Hình Ảnh ATM & Ứng Dụng Lời nói đầu Ngày nay, với phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin người ngày cao Bởi công nghệ điện tử viễn thông có vai trị đặc biệt quan trọng giai đoạn bùng nổ thông tin Các hệ thống điện tử viễn thông phương tiện hữu ích để phục vụ cho nhu cầu trao đổi thông tin cách cấp thiết Công nghệ truyền liệu băng thông rộng ATM đời cho phép hỗ trợ nhiều dịch vụ đa phương tiện khác ATM phương thức truyền thơng cho mạng số tích hợp dịch vụ băng thông rộng (B-ISDN - Broadband Integrated Services Digital Network) đề nghị Tổ chức viễn thơng quốc tế (ITU – International Telecommunication Union) Nó cung cấp kỹ thuật dồn kênh mềm dẻo kiểu liệu khác tương ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS – Quality of Service) khác “ATM đề tài thời nghiên cứu chuẩn hóa nghiên cứu ứng dụng Việc nghiên cứu ATM hướng tới tích hợp hồn tồn công nghệ ATM vào internet tạo xa lộ thông tin đa phương tiện mạng thông tin công cộng” Với nhận định chúng em tập trung tìm hiểu chủ đề chuyển mạch ATM ứng dụng Mặc dù thành viên nhóm tích cực tìm hiểu báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy bạn góp ý để báo cáo chúng em đạt kết cao Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Đăng Thảnh hướng dẫn chúng em làm đề tài này! ATM & Ứng Dụng I Tổng quan mạng ATM Tổng quan mạng viễn thông 1.1 Khái niệm mạng viễn thông Mạng viễn thông tập hợp tất thiết bị viễn thông phương thức dùng để truyền thông tin người sử dụng thực dịch vụ tương ứng Các dịch vụ viễn thông bao gồm dịch vụ truyền tín hiệu thoại, dịch vụ, truyền số liệu truyền hình… 1.2 Thiết bị cấu thành mạng Về phần cứng, mạng viễn thông bao gồm thiết bị cấu thành mạng là: thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch thiết bị truyền dẫn - Thiết bị đầu cuối: o Thiết bị đầu cuối (Terminal Device) thiết bị giao tiếp với người sử dụng (cịn gọi đối tượng sử dụng, người máy móc tự động) cầu nối người sử dụng mạng o Thiết bị đầu cuối có chức thu/phát tin chuyển tin dạng tín hiệu điện thành dạng thơng tin mà người hiểu như: hình ảnh, âm thanh, văn bản… ngược lại o Giao diện với người (Man-Machine): thân thiện, dễ dùng, đa nhiệm, di động o Giao diện với mạng (UNI – User Network Interface): phải chuẩn hố, tương thích với nhiều mạng, cước phí, quản lý dễ dàng, bảo mật tốt, có giao diện chuẩn để tương thích với nhiều mạng, nhiều vị trí khác + Thiết bị đầu cuối hữu tuyến : máy điện thoại cố định, Fax, telex, PC, máy rút tiền tự động ATM, camera,… + Thiết bị đầu cuối vô tuyến như: Mobile, Wifi, Radio… ATM & Ứng Dụng - Thiết bị chuyển mạch: chức thiết lập đường truyền dẫn thiết bị đầu cuối cho mạng viễn thơng Nó phân thành chuyển mạch nội hạt chuyển mạch chuyển tiếp Trong nội hạt chuyển mạch cung cấp trực tiếp tuyến truyền dẫn tới thuê bao, chuyển mạch chuyển tiếp - chuyển mạch cung cấp truyền dẫn chuyển mạch nội hạt Thiết bị truyền dẫn: Là thiết bị sử dụng để truyền tuyến truyền dẫn mà thiết bị chuyển mạch thiết lập Tùy theo tính chất truyền dẫn mà có kiểu truyền dẫn thiết bị truyền dẫn tương ứng Có thể cáp quang, cáp đồng trục, vi ba, vệ tinh 1.3 Đặc điểm mạng viễn thông Hiện nay, mạng viễn thơng có đặc điểm chung tồn cách riêng rẽ, ứng với loại dịch vụ thơng tin lại có loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ Ví dụ: - Mạng Telex: dùng để gửi điện dạng ký tự mã hoá - mã bit (mã Baudot) Tốc độ truyền thấp (từ 75 tới 300 bit/s) Mạng điện thoại cơng cộng, cịn gọi mạng POST (Plain Old Telephone Service): thông tin tiếng nói số hố chuyển mạch hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Swiched Telephone - Network) Mạng truyền số liệu: bao gồm mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu máy tính dựa giao thức X.25 hệ thống truyền số liệu - chuyển mạch kênh dựa giao thức X.21 Các tín hiệu truyền hình truyền theo ba cách: truyền sóng vơ tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình CATV (Community Antenna TV) cáp đồng trục truyền qua hệ thống vệ tinh, gọi hệ thống truyền qua hệ thống vệ tinh, cịn gọi hệ thống truyền hình trực tiếp DBS (Direct - Broadcast System) Trong phạm vi quan, số liệu máy tính trao đổi thông qua mạng cục LAN (Local Area Network) mà tiếng mạng Ethernet, Token Bus Token Ring ATM & Ứng Dụng Mỗi mạng thiết kế cho dịch vụ riêng biệt khơng thể sử dụng cho mục đích khác Thí dụ, ta khơng thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 trễ qua mạng q lớn Hậu có nhiều loại mạng khác song song tồn Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác Như hệ thống mạng viễn thơng có nhiều nhược điểm mà quan trọng là: - Chỉ truyền dịch vụ độc lập tương ứng với mạng Thiếu mềm dẻo: Sự đời thuật tốn nén tiếng nói, nén ảnh tiến công nghệ VLSI ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngồi cịn có nhiều dịch vụ truyền thơng tương lai mà chưa dự đoán trước được, loại dịch vụ có tốc độ truyền khác Ta dễ dàng nhận thấy hệ thống khó thích nghi với u cầu dịch vụ khác - tương lai Kém hiệu việc bảo dưỡng, vận hành việc sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẵn có mạng chia sẻ cho mạng sử dụng 1.4 Sự đời mạng băng rộng B-ISDN Từ yêu cầu dịch vụ bang thông rộng, phát triển cơng nghệ chuyển mạch, xử lý tín hiệu, truyền dẫn tốc độ cao đến Mb/s, chí Gb/s cho đời BISDN (Brand -swiching intergrated sevices digital network) – Mạng tích hợp đa dịch vụ băng thông rộng B-ISDN hoạt động dựa sở kiểu truyền không đồng ATM ATM công nghệ làm thay đổi mặt ngành viễn thông tương lai Khuyến nghị ITU-T I.121 đưa tổng quan khả B-ISDN sau: Mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng ( Broadband Integrated Services Digital Network – B-ISDN) cung cấp nối thông qua chuyển mạch, nối cố định (Permanent) bán cố định (Semi-Permanent), nối từ điểm tới điểm tới điểm từ điểm tới nhiều điểm cung cấp dịch vụ yêu cầu, dịch vụ dành trước dịch vụ yêu cầu cố định Cuộc nối B-ISDN phục vụ cho ATM & Ứng Dụng dịch vụ chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói theo kiểu đa phương tiện ( Multimedia), đơn phương tiện (Monomedia), theo kiểu hướng liên kết (Connection-Oriented) không liên kết (Connectionless) theo cấu hình đơn hướng đa hướng - Các yêu cầu dịch vụ băng rộng tăng lên Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyền dẫn tốc độ cao (cỡ khoảng - vài trăm Mbit/s tới vài Gbit/s) trở thành thực Tiến khả xử lý ảnh số liệu Sự phát triển ứng dụng phần mềm lĩnh vực tin học viễn thông Sự cần thiết phải tổ hợp dịch vụ phụ thuộc lẫn chuyển mạch kênh chuyển mạch gói vào mạng băng rộng So với mạng khác, dịch vụ tổ hợp mạng tổ hợp có nhiều ưu điểm mặt kinh tế, phát triển, thực - hiện, vận hành bảo dưỡng Sự cần thiết phải thoả mãn tính mềm dẻo cho yêu cầu phía người sử dụng người quản trị mạng (về mặt tốc độ truyền, chất lượng dịch vụ, …) B-ISDN mạng thơng minh có khả cung cấp dịch vụ cải tiến, cung cấp công cụ bảo dưỡng vận hành (OAM), điều khiển quản lý mạng hiệu Khái niệm ATM đặc điểm ATM B-ISDN theo ITU-T dựa sở kiểu truyền không đồng ATM (Asynchronous Transfer Mode) Như ATM tảng B-ISDN tương lai Công nghệ ATM dựa sở phương pháp chuyển mạch gói, thơng tin nhóm vào gói tin có chiều dài cố định, ngắn; vị trí gói khơng phụ thuộc vào đồng hồ đồng dựa nhu cầu kênh cho trước Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ dịch vụ khác - Thứ nhất, ATM sử dụng gói có kích thước nhỏ cố định gọi tế bào ATM, tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn làm cho trễ truyền biến động ATM & Ứng Dụng trễ giảm đủ nhỏ dịch vụ thời gian thực, tạo điều kiện cho - việc hợp kênh tốc độ cao dễ dàng Thứ hai, ATM có khả nhóm vài kênh ảo thành đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến dễ dàng Trong kiểu truyền không đồng bộ, thuật ngữ “truyền” bao gồm lĩnh vực truyền dẫn chuyển mạch, “dạng truyền” ám chế độ truyền dẫn chuyển mạch thông tin mạng Thuật ngữ “khơng đồng bộ” giải thích cho kiểu truyền gói nối lặp lại cách bất bình thường lúc chúng tạo theo yêu cầu cụ thể mà không theo chu kỳ Trong dạng truyền đồng STM (Synchronous Transfer Mode), phần tử số liệu tương ứng với kênh cho nhận biết vị trí khung truyền ATM, gói thuộc nối lại tương ứng với kênh ảo cụ thể xuất vị trí Cơng nghệ ATM (Asynchronous Transfer Mode) dựa sở phương pháp chuyển mạch gói Thơng tin nhóm vào gói tin có độ dài cố định ngắn, vị trí gói khơng phụ thuộc vào đồng hồ đồng dựa nhu cầu kênh cho trước Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ dịch vụ khác ATM có hai đặc điểm quan trọng: - ATM có khả nhóm số kênh ảo thành đường ảo nhằm giúp cho công việc định tuyến dễ dàng - ATM sử dụng gói có kích thước nhỏ cố định gọi tế bào ATM Các tế bào nhỏ với tốc độ truyền cao làm cho trễ truyền lan biến động trễ giảm đủ nhỏ dịch vụ thời gian thực, tạo điều kiện cho việc hợp kênh tốc độ cao dễ dàng Quá trình chuyển giao tế bào qua tổng đài ATM giống chuyển giao gói qua router Tuy nhiên ATM chuyển mạch nhanh nhãn gắn cell có kích thước cố định nhỏ IP, kích thước bảng định tuyến nhỏ nhiều so với IP router Việc thực thiết bị phần cứng chuyên dụng nên dung lượng tổng đài ATM thường lớn dung lượng IP router truyền thống ATM & Ứng Dụng So sánh công nghệ IP ATM thể bảng Bảng So sánh công nghệ IP ATM Công nghệ IP ATM - Là giao thức chuyển mạch gói - Sử dụng gói tin có có độ tin cậy khả mở rộng chiều dài cố định cao Bản chất - Do phương thức định tuyến theo Công nghệ chặng nên điều khiển lưu lượng khó thực 53 byte gọi tế bào (cell) - Nguyên tắc định tuyến chuyển đổi VPI/VCI -Nền tảng phần cứng tốc độ cao -Tốc độ chuyển mạch cao, Ưu điểm -Đơn giản, hiệu mềm dẻo hỗ trợ QoS theo yêu cầu - Giá thành cao, không Nhược điểm - Không hỗ trợ QoS mềm dẻo hỗ trợ ứng dụng IP VoA ATM cells 3.1 Đặc điểm chung Nguyên lý ATM kết hợp ưu điểm chuyển mạch kênh với chuyển mạch gói TDMA Trong cơng nghệ kỹ thuật chuyển mạch gói, ví dụ giao thức X.25 gói tin có phần tiêu đề phức tạp, kích thước lớn khơng chuẩn hố độ dài gói tin Như có nghĩa xử lý chuyển mạch gói tương đối khó, kích thước lớn nên độ trễ lớn, xử lý truyền dẫn chậm đồng thời khó quản lý trình 10 ATM & Ứng Dụng vị thời gian Nếu số switch bắt đầu truyền đến đích lúc với tốc độ cực đại chúng, mục tiêu sớm bị tác nghẽn Tóm lại: Sự tắc nghẽn vấn đề động, giải pháp tĩnh không đủ để giải vấn đề Tất vấn đề trình bày trên: thiếu đệm, liên kết chậm, xử lý chậm triệu chứng nguyên nhân gây tắc nghẽn Cơ chế quản lý tắc nghẽn cách quan trọng hết Cơ chế quản lý tắc nghẽn Phân loại sơ đồ kiểm soát tắc nghẽn theo giai đoạn mà hoạt động thực hiện: - Phòng ngừa tắc nghẽn: phương pháp làm cho tắc nghẽn xảy - Tránh tắc nghẽn: tắc nghẽn xảy ngẫu nhiên, tránh xảy cách làm cho trạng thái mạng cân - Phục hồi tắc nghẽn: bước khắc phục cần thiết để kéo hệ thống khỏi trạng thái tắc nghẽn sớm tốt làm cho bị hư hại tắc nghẽn xảy Tuy nhiên: Bất kể loại sơ đồ sử dụng, vấn đề sau khác biệt cần xử lý cẩn thận: bùng nổ lưu lượng liệu, khó lường nhu cầu tài nguyên độ trễ lan truyền lớn băng thơng lớn Quy trình đề xuất Để đáp ứng mục tiêu kiểm soát lưu thơng kiểm sốt tắc nghẽn mạng ATM, quy trình sau đề xuất Ủy ban Cơng nghệ Diễn đàn ATM: 4.1 Kiểm sốt kết nối thêm vào Kiểm soát kết nối thêm vào (CAC) định nghĩa tập hợp hành động thực mạng giai đoạn thiết lập để xác định xem yêu cầu kết nối bị từ chối hay nên bị từ chối 24 ATM & Ứng Dụng Dựa thuật toán CAC, yêu cầu kết nối tiến hành có đủ tài nguyên băng thông không gian đệm dọc theo đường dẫn kết nối Quyết định đưa dựa danh mục dịch vụ Định tuyến phân bổ tài nguyên phần CAC kết nối chấp nhận 4.2 Điều khiển thông số sử dụng (Usage Parameter Control) Điều khiển thông số sử dụng (UPC) định nghĩa tập hợp hành động thực mạng để giám sát kiểm soát lưu lượng truy cập hệ thống cuối Mục đích bảo vệ tài ngun mạng khỏi hành vi sai trái người dùng, điều ảnh hưởng đến QoS kết nối khác, cách phát vi phạm tham số đàm phán thực hành động thích hợp 4.3 Kiểm soát ưu tiên (Priority Control) Hệ thống cuối (end-system) tạo luồng lưu lượng có mức độ ưu tiên khác cách sử dụng bit Cell Loss Priority (CLP) Mạng loại bỏ có chọn lọc có mức độ ưu tiên thấp cần thiết, xảy tắc nghẽn để bảo vệ, nhiều tốt, hiệu suất mạng cho có mức độ ưu tiên cao 4.5 Traffic shaping Làm giảm tốc độ truyền gói tin Để làm giảm tốc độ này, router làm việc luân phiên trạng thái Đó trạng thái truyền gói tin trạng thái giữ gói tin hàng đợi Thuật tốn Leaky Bucket 25 Hình III.13 Thuật tốn Leaky Bucket ATM & Ứng Dụng Phương pháp cung cấp đệm giả Bất người dùng gửi tế bào, hàng đợi đệm giả tăng thêm Miễn hàng đợi không trống tế bào truyền với tốc độ khơng đổi tốc độ dịch vụ Vì vậy, thuật tốn nhận lưu lượng truy cập lớn kiểm soát tốc độ đầu Nếu lưu lượng vượt q làm cho tràn đệm giả, thuật tốn chọn loại bỏ cell gắn thẻ chúng với CLP = 4.6 Quản lý tài nguyên mạng (Network Resource Management) Quản lý tài nguyên mạng (NRM) có trách nhiệm phân bổ tài nguyên mạng để phân tách luồng lưu lượng theo đặc điểm dịch vụ khác nhau, để trì hiệu suất mạng tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên Chức chủ yếu liên quan đến việc quản lý đường dẫn ảo để đáp ứng yêu cầu QoS 4.7 Frame Discard Nếu mạng bị tắc nghẽn cần loại bỏ tế bào, tốt bỏ tất tế bào khung thả ngẫu nhiên tế bào thuộc khung khác nhau, tế bào gây việc truyền lại tồn khung, điều gây lưu lượng truy cập nhiều tắc nghẽn vừa xảy Do 26 ATM & Ứng Dụng đó, loại bỏ khung giúp tránh sụp đổ tắc nghẽn tăng thơng lượng Nếu thực có chọn lọc, loại bỏ khung cải thiện tính cơng 4.8 Điều khiển phản hồi (Feedback Control) Điều khiển phản hồi định nghĩa tập hợp hành động thực mạng Hình III.14 Mơ tả thuật tốn Leaky Bucket hệ thống đầu cuối để điều chỉnh lưu lượng gửi kết nối 27 ATM & Ứng Dụng III Ứng Dụng ATM - Tầng vật lý định nghĩa giao diện điện tử vật lý, tốc độ đường truyền, đặc tính vật lý khác ATM độc lập với phương tiện truyền - Tầng ATM định nghĩa định dạng cell, cách thức cell truyền, cách xử lý tắc nghẽn Nó định nghĩa thiết lập hủy bỏ mạch ảo - Tầng thích nghi ATM định nghĩa quy trình chuyển đổi thông tin từ tầng cao thành ATM cell Trong mơi trường mạng, cung cấp giao diện cho việc chuyển khung thành cell cho Ethernet, Token Ring, giao thức mạng khác Tầng vật lý - Tầng vật lý ATM không định nghĩa phương tiện riêng Các LAN thiết kế cho cáp đồng trục hay dây xoắn-đơi có qui cách kỹ thuật cứng nhắc định băng thơng xác Những quy cách kỹ thuật thiết lập để phù hợp với thành phần điện có sẵn thời điểm thiết kế ATM hỗ trợ nhiều phương tiện khác nhau, bao gồm phương tiện có dùng hệ thống liên lạc khác - Các nhà cơng nghiệp có xu hướng chấp nhận SONET (Synchronous Optical Network - Mạng Quang Đồng bộ) phương tiện truyền vật lý ATM cho ứng dụng LAN WAN ATM Forum (Diễn đàn ATM) đề nghị dùng FDDI (100 Mbits/sec), Fibre Channel (155 Mbits/sec), OC3 SONET (155 Mbits/sec), T3 (45 Mbits/sec) làm giao diện vật lý cho ATM Hiện tại, hầu hết hãng truyền tải cung cấp đường nối T3 vào mạng ATM họ Tầng ATM - Tầng ATM định nghĩa cấu trúc ATM cell Nó định nghĩa việc định tuyến kênh ảo, kiểm soát lỗi 28 ATM & Ứng Dụng - ATM cell có hai dạng tiêu đề (header) Một UNI (User Network Interface Giao diện Mạng Người dùng), dùng cell người dùng gửi, tiêu đề thứ hai NNI (Network-to-Network Interface - Giao diện Mạng-đến-Mạng), gửi chuyển mạch đến chuyển mạch khác NNI cell khơng có trường GFC (Generic Flow Control - Điều khiển Dòng Tổng quát) - ATM cell dài 53 bytes; 48 bytes dùng cho liệu bytes dùng cho thông tin tiêu đề Chú ý thông tin tiêu đề chiếm gần 10 phần trăm cell, tạo chi phí phát sinh lớn đường truyền dài Các ATM cell gói thơng tin chứa liệu thơng tin tiêu đề, thông tin tiêu đề chứa thông tin kênh thông tin đường giúp định hướng cell đến đích Thơng tin chứa trường (field) tiêu đề định nghĩa I.2 Tầng Thích nghi ATM - AAL tập trung gói liệu từ tầng cao vào ATM cell Cho ví dụ, trường hợp gói liệu 1K, AAL phân thành 21 phần đặt phần vào cell để chuyển - AAL có nhiều kiểu tầng điều hành dịch vụ khác để phù hợp với kiểu lưu thông khác Các tầng dịch vụ phân loại ứng dụng dựa phương pháp bit truyền, băng thơng kiểu kết nối địi hỏi Kiểu Một dịch vụ CRB (constant bit rate - tốc độ bit không đổi) hướng kết nối với việc quy định thời gian cho ứng dụng audio video Kiểu Một dịch vụ VBR (variable bit rate - tốc độ bit thay đổi) cho ứng dụng thời gian thực mát nhỏ chấp nhận, cho ứng dụng không-thời gian thực, xử lý giao dịch Kiểu ¾ Một dịch vụ ABR (available bit rate - tốc độ bit có sẵn) cho ứng dụng không-quan trọng-về-thời gian liên mạng LAN hay giả lập LAN Một mức dịch vụ ln ln sẵn sàng, băng thơng dự phịng cho cao điểm lưu thông, băng thông mạng 29 ATM & Ứng Dụng Kiểu Một dịch vụ UBR (unspecified bit rate - tốc độ bit không rõ) cung cấp băng thông rảnh cho dịch vụ không quan trọng truyền tập tin Cũng có thơng số liên quan đến điều sau: - Điều khiển lệ phí: Với kênh chuyển mạch, khả kiểm soát mạch dựa tầng người dùng Khi mạng bận, người dùng tầng cao quyền ưu tiên mạch, phải trả phí cho ưu tiên - Điều khiển tắc nghẽn: Điều khiển liên quan đến mạng bị tắc nghẽn nơi cell bị bỏ rơi Về bản, trạm gởi thơng tin có quyền ưu tiên thấp bị yêu cầu tạm hoãn để thơng tin có quyền ưu tiên cao qua chất lượng dịch vụ QoS xác định thông qua tham số đặc trưng tỷ lệ tổn thất tế bào CLR (Cell Loss Rate), tỷ lệ lỗi tế bào CER (Cell Error Rate), tỷ lệ tế bào đến nhầm địa CMR (Cell Misinsertion Rate ), trễ truyền tế bào cực đại Max-CTD, trễ thay đổi đỉnh/đỉnh P2P-CDV, biến động trễ (Jitter Delay) Các tham số chia thành nhóm trễ tổn thất Mỗi loại dịch vụ mạng ATM có yêu cầu khác trễ tổn thất Ví dụ, dịch vụ thời gian thực thoại, truyền hình theo yêu cầu yêu cầu độ trễ nhỏ chịu tỷ lệ tổn thất định Ngược lại, dịch vụ truyền số liệu ftp, email tỷ lệ tổn thất quan trọng thời gian trễ Ngồi ra, có số dịch vụ yêu cầu cao trễ tổn thất - Trong mạng ATM, người sử dụng mạng thoả thuận với qua hợp đồng lưu lượng Qua đó, mạng phải đảm bảo QoS cho người sử dụng kết nối thiết lập Đây ưu điểm thách thức đặt việc điều khiển lưu lượng quản lý tài nguyên mạng Để giải vấn đề này, mạng ATM có nhiều chế điều khiển điều khiển UPC/NPC, điều khiển chấp nhận gọi CAC, điều khiển ưu tiên PC, Như đề cập, ATM cơng nghệ hướng kết nối, nghĩa thiết lập mạch ảo liên kết hệ thống cuối Các cell truyền tiếp cách nhanh chóng qua mạng, địi hỏi việc xử lý trạm trung gian dọc đường 30 ATM & Ứng Dụng VC(virtual channel kênh ảo) cầu nối logic trạm cuối VP (virtual path đường ảo) bó VC - Có thể tưởng tượng VP cáp chứa bó dây Cáp kết nối hai điểm, dây bên cáp cung cấp mạch riêng lẻ hai điểm Lợi ích phương pháp kết nối dùng chung đường xuyên qua mạng nhóm với quản lý chung Nếu VP thiết lập, dễ dàng thêm VC có sẵn định nghĩa đường đi, cần thiết lập điểm cuối cần xong Ngoài ra, trường hợp cần chuyển VP để tránh tắc nghẽn hay chuyển mạch không làm việc, tất VC (có thể lên đến 65,000) bên VP thay đổi theo - Trong phần tiều đề ATM cell, VPI (Virtual Path Identifier - Phần tử Định danh Đường ảo) định danh liên kết hình thành đường ảo VCI (Virtual Channel Identifier - Phần tử Định danh Kênh ảo) định danh kênh bên đường ảo VPI VCI định danh tương ứng với điểm kết thúc chuyển mạch ATM - ATM hỗ trợ PVC (permanent virtual circuits - mạch ảo cố định) SVC (switched virtual circuits - mạch ảo chuyển mạch) Các PVC ln ln có sẵn cịn SVC đòi hỏi phải thiết lập lần chúng dùng - Các chuyển mạch thương lượng với để xây dựng VC, khơng có liệu truyền đến VC thiết lập cách hoàn chỉnh ngang qua mạng Dĩ nhiên, thiết lập VC tương đối thời gian, nhiều chuyển mạch đánh giá theo thời gian thiết lập gọi chúng Một chuyển mạch kiểu mẫu thiết lập lên đến từ 100 tới 200 VC/giây Điều vấn đề môi trường cục bộ, vấn đề truyền tải đường dài Các tính ưu việt ATM môi trường ATM: - Ghép kênh không đồng (ATDM) thống kê cho kiểu lưu lượng - Gán độ rộng kênh linh hoạt mềm dẻo 31 ATM & Ứng Dụng - Giảm mạng riêng - Chấp nhận mạng có nhờ kết nối chúng với mạng ATM - Tốc độ truy cập cao (155 Mbt/s- 16Gbt/s) Tiết kiệm giá thành OA&M ( Operation Administrantion and Maintenance) nhờ công nghệ cao đồng 32 ATM & Ứng Dụng IV Mơ Điều kiện Phải chọn dịng Router có hỗ trợ giao thức ATM Do phần mềm Cisco Packet Tracer khơng hỗ trợ dịng Router cần thiết nên sử dụng phần mềm GNS3, sử dụng dòng Router C7200 Cisco Các bước cấu hình giao thức ATM cho Router Switch GNS3 2.1 Cấu hình Switch Tạo PVC (permanent virtual circuit) nguồn đích gồm số mạch ảo (VPI/VCI) cổng vật lý tương ứng Hình V.15 Cấu hình switch 2.2 Cấu hình Router - Cấu hình R1: - Cho phép giao thức ATM 33 ATM & Ứng Dụng + Chọn cổng kết nối ATM1/0 Router, thực câu lệnh sau: interface atm1/0 no shut exit + Thiết lập địa Router mạng ATM R1 192.168.123.1 R2 192.168.123.2 R3 192.168.123.3 Hình V.16 Hình ảnh mơ Thực câu lệnh sau: interface atm1.0/123 multipoint 34 ATM & Ứng Dụng ip address 192.168.123.1 255.255.255.0 - Cấu hình mạch ảo PVC (permanent virtual circuit): + Tạo pvc với tên (hoặc không tên) số mạch ảo (VPI/VCI) cấu hình Switch bên trên, mạch ảo R1-R2 pvc 0/102 + Cấu hình lớp thích ứng AAL dạng đóng gói encapsulation aal5snap + Broadcast đến địa ip mạng ATM protocol ip 192.168.123.2 broadcast + Tương tự với mạch ảo R1-R3 + Kết thúc cấu hình R1 lệnh: end - Xem lại kết cấu hình lệnh: show run Hình V.17 Kết cấu hình 35 ATM & Ứng Dụng - Ở atm1/0.123 có pvc 0/102 0/103, thành cơng - Cấu hình R2: - Cấu hình R2 tương tự R1 với pvc 0/201, địa mạng 192.168.123.2 - Lưu ý nút R2 đến R1 nên tạo chế độ point-to-point thay multipoint R1 - Cấu hình R3: - Cấu hình R3 R2 với pvc 0/301, địa mạng 192.168.123.3 Kết - Tiến hành ping từ R2 đến R1 lệnh ping 192.168.123.1 thành công (sẽ xuất dấu chấm than thể cho gói tin gửi thành cơng) Hình V.18 Kết ping - Tiến hành tìm đường từ R2 đến R3 cho kết đường R2-R1-R3 Có thể xem video hướng dẫn đường dẫn: Hình V.19 Kết tìm đường R2-R3 https://www.youtube.com/watch?v=fKFxhliLIt4&t=7s Kết luận 36 ATM & Ứng Dụng Sau thời gian nỗ lực không ngừng học tập nhiệt tình bảo thầy Bùi Đăng Thảnh, nhóm em hồn thành đề tài: “Tìm hiểu Mạng ATM Ứng dụng” Trong trình thực đề tài em đúc kết nhiều kinh nghiệm quý báu để phục trình học tập làm việc sau Trong phần tìm hiểu, nhóm em có đề cập đến nội dung: - Cấu trúc tế bào ATM - Các loại dịch vụ mạng ATM - Một số ứng dụng có mạng B-ISDN dựa ATM - Ứng dụng mạng cục LAN Và mô để giải toán: Nghiên cứu kết nối mạng cục ATMLAN mạng máy tính cục LAN Kết thu được: Đã hiểu tổng quan mạng ATM, nguyên tắc hoạt động, vận hành, ưu điểm, nhược điểm, mục đích, đối tượng hướng đến mạng ATM, mô để hiểu cách cài đặt phần mềm mạng ATM hệ thống 37 ATM & Ứng Dụng Tài liệu tham khảo [1] Doãn Thị Ngọc Thi (2012) Ứng dụng mạng Hopfield điều khiển kết nối mạng ATM Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Trường ĐH Đà Nẵng [2] Phạm Minh Hà – Bạch Hưng Khang (1998) Cơng nghệ chuyển tải khơng đồng ATM Chương trình KHCN 01.10 [3] Vũ Duy Lợi (1999) Công nghệ ATM ứng dụng mạng cục LAN Tạp chí Tin học Điều khiển học, T.15, S.2(1999), 35-39 [4] Nguyễn Văn Toản (2002) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng ATM Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Trường Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Công nghệ [5] Kari Melkko -Asynchoronous Transfer Mode – Department of Computer Science and Engineering – Helsinki University of Technology [6] Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch - Học viện Bưu Viễn thông [7] Công nghệ ATM - Giải pháp cho mạng băng rộng - Tổng cơng ty bưu Viễn thơng Việt nam – Trung tâm thông tin Bưu điện – NXB Bưu điện 1998 [8] Nguyễn Hữu Thanh - Tổng quan kỹ thuật mạng B-IDSN - NXB Khoa học kỹ thuật 1997 38 ... dung: - Cấu trúc tế bào ATM - Các loại dịch vụ mạng ATM - Một số ứng dụng có mạng B-ISDN dựa ATM - Ứng dụng mạng cục LAN Và mô để giải toán: Nghiên cứu kết nối mạng cục ATMLAN mạng máy tính cục LAN... Hình II.6 SVC mạng ATM hoạ hoạt động mạng ATM phục vụ cho gọi Thuê bao chủ gọi nhấc máy quay số, gọi hướng tới ATM- Hub (Trung tâm ATM) , thích ứng thông tin báo hiệu vào tế bào ATM ATM-Hub kiểm... phần cứng chuyên dụng nên dung lượng tổng đài ATM thường lớn dung lượng IP router truyền thống ATM & Ứng Dụng So sánh công nghệ IP ATM thể bảng Bảng So sánh công nghệ IP ATM Công nghệ IP ATM -