Bài giảng Truyền số liệu: Chương 14 - Nguyễn Việt Hùng

Nội dung chính của bài giảng trình bày tổng quan về chuyển mạch bao gồm: Chuyển mạch gói, chuyển bản tin...Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài giảng này.

Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching CHƯƠNG 14 SWITCHING Bao lâu mà ta dùng nhiều thiết bị, ta ln có vấn đề kết nối chúng thành cặp thông tin lẫn Một giải pháp thiết lập kết nối điểm -điểm cặp thiết bị (cấu trúc lưới) hay hub với thiết bị (cấu trúc sao) Tuy nhiên, phương pháp thường khơng thực tế lãng phí dùng mạng lớn Số lượng chiều dài kết nối đòi hỏi hạ tầng lớn không hiệu phần lớn thời gian không kết nối sử dụng hết Một cấu hình khác dùng kết nối nhiều điểm, thí dụ bus, có khó khăn cự ly số máy kết mạng tăng vượt khả môi trường thiết bị Một phương pháp tốt chuyển mạch Một mạng chuyển mạch gồm chuỗi nút liên kết nối, gọi nút chuyển Chuyển mạch phần cứng và/hay phần mềm có khả tạo kết nối tạm thời hai linh kiện kết nối với chuyển mạch tất Trong mạng chuyển mạch, số nút kết nối với thiết bị cần thông tin Các thiết bị khác dùng làm đường dẫn (routing) Hình 14.1 Hình vẽ mạch chuyển Các linh kiện cần thông tin với (trường hợp máy tính) đặt tên A, B, C, D, v.v, , chuyển mạch I, II, III IV, v.v, Mỗi chuyển mạch kết nối với nhiều đường dùng liên kết chúng, mổi lần hai Mạng truyền thống có ba phương pháp chuyển: chuyển mạch, chuyển gói, chuyển tin Hai phương pháp đầu thường dùng, phương pháp thứ ba thường dùng ứng dụng nối mạng Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 358 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Hình 14.2 14.1 CHUYỂN MẠCH (CIRCUIT SWITCHING) Chuyển mạch tạo kết nối vật lý trực tiếp hai linh kiện thí dụ điện thoại máy tính Thí dụ, hình bên dưới, dùng kết nối điểm-điểm máy tính bên trái với máy tính bên phải, cần đến 12 kết nối, dùng chuyển mạch, cần chuyển mạch để giảm số lượng chiều dài kết nối III A ` B ` C ` I ` D ` E ` F ` G II IV Hình 14.3 Một chuyển mạch linh kiện có n ngõ vào m ngõ nhằm tạo kết nối tạm thời kết nối ngõ vào với kết nối ngõ Số lượng ngõ vào khơng thiết phải tương thích với ngõ Hình 14.4 Một chuyển mạch gấp n x n kết nối n dây chế độ song cơng (full-duplex) Thí dụ, kết nối n điện thoại cho điện thọaicó thể kết nối với máy điện thoại khác Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 359 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching ADVANCED HYBRID SYSTEM F1 F2 CO WXV F4 CO CO4 DND/DND ME SSAGE DEF M NO TRAN SFER P AU S E AU TO DIAL S TOR E AUTO ANSW ER # FLA SH CO1 CO7 CO3 CO NF JKL TUV OPER CO 11 CO CO2 ABC F3 CO1 CO5 CO1 INTERCO M' GHI PRS * RE DI AL MUTE SP-PHONE H OLD ADVANCED HYBRID SYSTEM F1 F2 CO TUV OPER CO CO4 DND/DND DEF M NO WXV CO1 CO7 CO3 CO NF ME SSAGE TRAN SFER P AU S E AU TO DIAL S TOR E AUTO ANSW ER # FLA SH F4 CO 11 CO CO2 ABC JKL F3 CO1 CO5 CO1 INTERCO M' GHI PRS * RE DI AL MUTE SP-PHONE H OLD ADVANCED HYBRID SYSTEM F1 F2 CO TUV OPER CO CO4 DND/DND DEF M NO WXV CO1 CO7 CO3 CO NF ME SSAGE TRAN SFER P AU S E AU TO DIAL S TOR E AUTO ANSW ER # FLA SH F4 CO 11 CO CO2 ABC JKL F3 CO1 CO5 CO1 INTERCO M' GHI PRS * RE DI AL MUTE SP-PHONE H OLD ADVANCED HYBRID SYSTEM F1 F2 CO JKL TUV OPER FLA SH CO CO4 DND/DND DEF M NO WXV # H OLD CO1 CO7 CO3 CO NF F4 CO 11 CO CO2 ABC F3 CO1 CO5 CO1 INTERCO M' GHI PRS * RE DI AL ME SSAGE TRAN SFER P AU S E AU TO DIAL S TOR E AUTO ANSW ER MUTE SP-PHONE • • • Hình 14.5 Các chuyển mạch hiên dùng hai cơng nghệ: chuyển mạch theo không gian chuyển mạch theo thời gian Circuit switching Time-division switching Space-division switching Hình 14.6 Chuyển mạch theo không gian Trong phương pháp này, đường dẫn mạch phân biệt lẫn theo không gian Kỹ thuật ban đầu thiết kế cho mạng analog, nhung dùng mạng số analog Phương pháp đươc phát triển qua nhiều thiết kế Chuyển mạch crossbar Crosspoint To control station I II III IV Hình 14.7 Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 360 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Chuyển mạch crossbar kết nối n ngõ vào với m ngõ theo dạng lưới dùng microswitch điện tử, thí dụ transistor crosspoint Giới hạn lớn phương pháp số crosspoint cần có Nối n ngõ vào với m ngõ cần phải có n x m crosspoint Thí dụ nối 1000 ngõ vào với 1000 ngõ ta cần có 1.000.000 crosspoint Yếu tố làm cho phương pháp trở nên không thực tế làm cho kích thước crossbar trở nên đồ sộ Các chuyển mạch không hiệu thực tế thời gian có khoảng 25% crosspoint sử dụng, số lại rảnh Chuyển mạch nhiều tầng Giải pháp dùng cho chuyển mạch crossbar dùng chuyển mạch nhiều tầng, kết hợp crossbar thành nhiều tầng, đó, linh kiện kết nối với chuyển mạch theo dạng phân cấp chuyển mạch Hình 14.8 Việc thiết kế chuyển mạch nhiều tầng phụ thuộc vào số tầng số chuyển mạch cần thiết (hay mong muốn) tầng Thơng thường tầng có số chuyển mạch chuyển mạch lớp cuối hay lớp đầu Thí dụ hình vẽ trên, khơng có tầng cần 15 x 15 chuyển mạch crossbar Khi có tầng ta thấy số chuyển mạch tâng cần 1/3 đủ Nhiều đường dẫn: Chuyển mạch nhiều cấp cung cấp nhiều lựa chọn cho cặp kết nối cặp Trong hình minh họa hai đường lưu thơng từ ngõ vào đến ngõ dùng chuyển mạch thiết kế cho thí dụ Hình 14.9 Trong hình a, đường dẫn thiết lập từ ngõ vào đến ngõ Tuy nhiên, hình b, có phương án khác tạo đường dNn từ đến Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 361 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Hãy so sánh số crosspoint crossbar 15 x 15 dùng tầng trường hợp nhiều tầng Khi dùng tầng, ta có 15 x 15 = 225 crosspoint Khi dùng nhiều tầng, ta cần: Ba chuyển mạch cho tầng đầu, mổi chuyển mạch có 10 crosspoint (5 x 2), số 30 crosspoint tầng đầu Hai chuyển mạch cho tầng hai, có crosspoint (3 x 3) số 18 crosspoint tầng hai Ba chuyển mạch cho tầng ba, với 10 crosspoint (5 x 2) số 30 crosspoint tầng cuối Tổng số crosspoint cần thiết kế 78 Trong thí dụ này, chuyển mạch nhiều tầng cần có 35% so với trường hợp tầng Nghẽn mạch (blocking): Khi giảm thiểu số crosspoint tạo tượng gọi blocking có lưu thơng nhiều N ghẽn mạch (blocking) nói trường hợp ngõ vào khơng thể kết nối với ngõ khơng có đường dẫn thích hợp, tất khả kết nối bị bận Trong chuyển mạch tầng khơng xảy nghẽn mạch, ln có kết nối Trường hợp chuyển mạch nhiều tầng có số ngõ vào dùng chuyển mạch lúc, đồng thời số ngõ vào tầng góp phần giới hạn hoạt động kết nối Trong hệ thống lớn hơn, thí dụ lên đến 10.000 ngõ vào ra, số tầng gia tăng nhằm giảm bớt số crosspoint cần thiết Từ đó, yếu tố nghẽn mạch dễ xuất hiện, thí dụ nghẽn mạch điện thọai Các cơng thức nhằm xác định số tầng, số chuyển mạch tránh nghẽn mạch cần có phương pháp phân tích thống kê, không thuộc phạm vi nghiên cứu Chuyển mạch theo thời gian Dùng phương pháp đa hợp cách phân chia theo thời gian Có hai phương pháp dùng là: thay đổi khe thời gian (time slot interchange) bus TDM Time-Slot Interchange (TSI) Hình bên vẽ hệ thống kết nối đường vào bốn đường Giả sử đường vào muốn gởi liệu theo trình tự sau: 1Ư 3, 2Ư 4, 3Ư 1, 4Ư Hình a cho thấy kết phương pháp đa hợp cách phân chia theo thời gian bình thường Cịn hình b, trình bày phương pháp gọi time-slot interchange (TSI) kết nối.TSI thay đổi thứ tự slot dựa theo kết nối mong muốn, Trong trường hợp này, thay đổi thứ tự liệu từ A, B, C, D thành C, D, A, B Bây Khi giải đa hợp tách slot ra, để chuyển chúng đến ngõ thích hợp Hình 14.10 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 362 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Phương thức hoạt động TSI đươc minh họa hình bên Một TSI bao gồm RAM (Random Access Memory) với nhiều nhớ Kích thước nhớ tương đương với kích thước slot riêng biệt Số nhớ số ngõ vào (trong hầu hết trường hợp, thường số ngõ vào ngõ nhau) Các ô nhớ RAM nạp đầy với liệu đến từ slot thời gian theo thứ tự nhận Các slot xuất theo thứ tự điều khiển định Hình 14.11 Bus TDM Hình 14.12 Hình vẽ sơ lược bus TDM Các đường vào đường kết nối với bus tốc độ cao thông qua cổng vào cổng dạng microswitch Mỗi cổng vào đóng lại slot bốn slot thời gian Trong slot thời gian, có cổng đóng lại Cặp cổng cho phép chuỗi liệu từ đường vào đến đường khác dùng bus Đơn vị điều khiển mở đóng cổng theo yêu cầu chuyển mạch Thí dụ, hình slot thời gian cổng vào cổng đóng lại; slot thời gian thứ hai, cổng vào cổng đóng lại tiếp tục, Một bus TDM có gấp (folded) thực dùng đường duplex (vào ra) cổng dual (dual gate) Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 363 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Chuyển mạch tổ hợp không-thời gian Khi so sánh chuyển mạch phân chia theo không gian phân chia theo thời gian, ta thấy chuyển mạch khơng gian có ưu điểm tính tức thời, cịn khuyết điểm cần có số crosspoint cần thiết đê làm cho chuyển mạch không gian không bị rơi vào nghẽn mạch Ưu điểm chuyển mạch thời gian khơng có crosspoint, yếu điểm trường hợp TSI có trễ q trình xử lý Mỗi hoạt động phải lưu vào RAM lục lại lấy Hình 14.13 Cách thứ ba kết hợp phương pháp phân chia theo không gian phương pháp phân chia theo thời gian nhằm tận dụng ưu điểm hai loại Khi kết hợp ta chuyển mạch tối ưu mặt vật lý (số crosspoint) thời gian (lượng thời gian trễ) Các chuyển mạch nhiều tầng dạng thiết kế theo dạng thời gian-không gian-thời gian (TST), thời gian –không gian – không gian –thời gian (TSST), hay theo số phương pháp tổ hợp khác Hình mơ tả chuyển mạch TST đơn giản gồm hai tầng theo thời gian tầng theo khơng gian có 12 ngõ vào 12 ngõ Thay dùng chuyển mạch theo thời gian, chia ngõ vào thành ba nhóm (mỗi nhóm bốn) nối chúng với ba slot thời gian interchange Kết trường hợp thời gian trễ giảm 1/3 so với dùng phương pháp phân chia theo thời gian từ việc dùng slot thời gian interchnge để hoạt động với 12 ngõ vào Tầng cuối tầng đầu Tầng chuyển mạch theo không gian (crossbar) nhằm kết nối nhóm TSI với cho phép kết nối tất ngõ vào ngõ (e.g kết nối nhóm với ngõ nhóm hai) Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 364 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching ADVANCED HYBRID SYST EM F1 F F C O1 PR S * C O8 C O4 DND / DN D F3 DEF M NO WX V # H OLD R EDI AL JK L TUV OPE R FLAS H ADVANCED HYBRI D SYSTEM ME S A GE F TRAN SFER F CO1 CO5 * CO8 CO3 CON F PR S CO4 DND / DN D JK L TUV CO1 O7 C CO I NT ERCOM' F CO11 CO6 CO P AU SE G HI F2 CO9 ABC F3 CO1 F C O11 F1 CO12 CO CO12 CO CO2 INTER COM' F C O11 CO6 CO1 MES SAGE F3 CO1 O5 C CO4 DND/DND F CO C O8 CO3 DE F R EDI AL OPE R FLAS H M NO WX V # HOL D TRAN SFER O C8 C O4 D N D /D N D DE F M NO WX V # HOL D CONF C O8 CO3 CONF CO4 DND/DND MES SAGE C O1 C7 O C O3 C ON F ADVANCED HYBRI D SYSTEM P AU SE F A UTO DI AL G HI F2 CO9 STO RE F CO1 F CO11 PR S CO5 CO6 CO O7 C CO I NT ERCOM' * CO8 CO3 CON F CO4 DND / DN D R EDI AL ABC JK L TUV CO1 A UTO AN SW ER M UTE SP- PH ONE ME SSAGE OPE R FLAS H DE F M NO WX V # HOL D TRAN SFER P AU SE A UTO DI AL STO RE A UTO AN SW ER M UTE SP- PH ONE ME SSAGE A UTO DI AL STO RE A UTO AN SW ER M UTE SP- PH ONE GHI ME S S A GE * TRAN SFER CO2 INTER COM' F O C1 C O6 C O2 ABC C O1 O7 C C O3 C ON F P RS JKL T UV OP ER FLA SH CO6 CO1 F C O1 G HI F2 C O1 C O6 CO A BC ADVANCED HYBRID SYST EM F CO O5 C ADVANCED HYBRID SYST EM F1 C9 O O5 C C O1 IN T E R C OM' ADVANCED HYBRI D SYSTEM F C O9 C O5 C1 O I NE T R C OM' GHI P RS * R ED A I L P AUS E R ED A I L A BC JKL T UV OP ER FLA SH DEF M NO WX V # H OLD TRAN SFER GHI P AUS E P RS AU TO DI AL * R ED IA L A BC JKL T UV STOR E AU TO ANSW ER MU TE SP- PHO NE OP ER FLA SH DEF M NO WX V # H OLD TRAN SFER P AUS E AU TO DI AL STOR E AU TO ANSW ER MU TE SP- PHO NE AU TO DI AL STOR E AU TO ANSW ER MU TE SP- PHO NE Hình 14.14 Thí dụ, hình vẽ mạng PTSN dùng Bắc Mỹ trạm chuyển mạch chia thành lớp: regional office (lớp 1), sectional office (lớp 2), primary class (lớp 3), toll office (lớp 4) and office (lớp 5) Các thuê bao điện thoại kết nối dùng local loop, đến end office (hay central office) Một thành phố nhỏ dùng end office, thành phố lơn cần nhiều end office N hiều end office kết nối với toll office N hiều toll office nối với primary office N hiều primary office nối với sectional office, thường phủ rộng tiểu bang Cuối nhiều sectional office nối thành regional office Các regional office kết nối với dùng cấuhình lưới Truy cập vào trạm chuyển mạch end office thường dùng gọi số (dialing) Trước dùng dạng pulse, dùng tone (DTMF: Dual tone muti frequency) Hình 14.15 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 365 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Trong phương pháp touch – tone thay gởi tín hiệu số, user gởi tín hiệu analog, gọi dual tone Tần số tín hiệu gởi tùy thuộc vào hàng cột phím nhấn, thí dụ tronghình ta nhấn phím số hai tần số 852 1336 Hz gởi đến end office CHUYỂN MẠCH GÓI ( PACKET SWITCHING) Chuyển mạch dùng thơng tin thoại Thí dụ điện thoại, thiết lập mạch xong, kết nối thời gian nói chuyện Chuyển mạch tạo kết nối tạm (dialed) hay thường trực (leased) cho đường truyền tùy theo dạng thông tin truyền Chuyển mạch lại khơng thích hợp cho truyền liệu hay thông tin thoại, tồn nhiều khoảng trống (idle gap), dùng chuyển mạch cho truyền số liệu thường kênh rảnh trở thành lãng phí Yếu điểm thứ hai chuyển mạch truyền liệu tốc độ truyền Khi kết nối hai thiết bị xem có đường nối nên tồng tốc độ truyền cho hai thiết bị Điều làm giảm tính mềm dẽo lợi ích kết nối chuyển mạch mạng với nhiều kết nối thiết bị số Thứ ba, chuyển mạch khơng có tính mềm dẽo Một thiết lập xong kết nối, mạch phụ trách tồn phần q trình truyền dẫn cho dù điều cóhiệu hay khơng Cuối cùng, mạch chuyển xem tất truyền dẫn Môi yêu cầu thỏa mãn có kết nối N hưng truyền số liệu thường ta muốn có tính ưu tiên; tức thí dụ x truyền lúc rảnh z phải truyền ngay, không chậm trễ Một phương án tốt dùng chuyểnmạch gói (packet switching), hay mạng chuyển gói (packet-switched network), liệu truyền đơn vị rời rạc có độ dài ngắn khác gọi gói Chiều dài tối đa gói mạng qui định.Các truyền dẫn dài chia thành nhiều gói Mỗi gói khơng chứa liệu cịn có header với thơng tin điều khiển (thí dụ ma ưu tiên, địa nguồn, địa đích Các gói chuyển mạng từ nút đến nút Tại nút, gói lưu trữ tạm thời dẫn đường tùy theo thông tin header Có hai dạng chuyển mạch gói: datagram mạch ảo (virtual circuit) Hình 14.16 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 366 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Phương pháp Datagram Trong phương pháp này, gói xử lý độc lập N gay gói phần truyền nhiều gói mạng ( chức lớp mạng) xử lý chúng đơn lẽ Phương pháp gọi datagram Hình cho thấy hướng data gram dùng để chuyển giao gói từ trạm A đến trạm X thí dụ này, tất bốn gói (hay datagram) thuộc tin đến đích nhiều đường dẫn khác 31 42 Hình 14.17 Tuy nhiên phương pháp làm cho gói đến đích khơng theo thứ tự, điều yêu cầu lớp vận chuyển hầu hết giao thức để xếp lại trước đến cảng đích A Y I III ` 2 ` B X ` II IV ` Hình 14.18 Kết nối liên kết cặp nút gồm nhiều kênh Mỗi kênh lại mang datagram từ hay nhiều nguồn khác Phương pháp đa hợp dùng TDM hay FDM Xem hình bên trên, thiết bị A B gởi datagram đến tiết bị X Y Một số đường dùng kênh đường khác dùng nhiều kênh Ta thấy kết nối bên mang hai gói từ hai nguồn chiều Kết nối bên phải, mang datagram theo hai chiều Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 367 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Virtual Circuit Approach Trong hướng quan hệ tất gói phụ thuộc vào tin hay session dự phòng Một đường chọn máy phát máy thu đầu session Khi liệu gởi đi, tất gói truyền theo đường di chuyển N gày nay, truyền qua mạch ảo thiết lập thành hai format: chuyển mạch ảo (SVC: switched virtual circuit) mạch thường trực ảo (PVC: permanent virtual circuit) SVC: Mạch ảo dạng tương ứng với đường dây dial-up mạng điện thoại Trong phương pháp mạch ảo tạo cần tồn thời gian có cịn trao đổi Thí dụ trạm A muốn gởi gói đến trạm X Đầu tiên, A yêu cầu thiết lập kết nối với X Khi kết nối xong, chuyển gói theo thứ tụ Khi gói cuoối nhận cần thiết xác nhận xong, kết nối gở bỏ mạch ảo không tồn (xem hình bên dưới) Chỉ có đường tồn thời gian truyền, cho dủ mạng thiết lập sữ dụng đường khác có cố hay nghẽn mạch Hình 14.19 Mỗi trạm A cần thơng tin với X đường mở Đường giống nhiêu lần thông tin khác tùy điều kiện mạng PVC: Thì tương ứng với đường thuê (leased line) chuyển mạch Trong phương pháp này, có mạch ảo cung cấp hai user cách liên tục Mạch dùng cho user đặc thù, user khác khơng đươc dùng đường này, kết nối thường trực nên không cần bước thiết lập kết thúc kết nối Trong hai user SVC có đường dẫn khác có u cầu kết nối, cịn hai user PVC ln dùng đường (xem hình bên dưới) Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 368 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Y A II I ` ` X B ` III 1 ` IV Permanent connection for the duration of the lease Hình 14.20 Kết nối mạch chuyển kết nối mạch ảo: Tuy có vẽ giống nhau, mạch chuyển mạch ảo có nhiều điểm khác sau: Path versus route Kết nối mạch chuyển tạo path hai điểm Đường dẫn vật lý tạo cách thiết lập chuyển mạch thời gian gọi (dial-up line) hay thuê (leased line) Mạch ảo tạo route hai điểm Điều có nghĩa mổi switch tạo entry bảng routing thời gian tồn kết nối session (SVC) hay thời gian thuê (PVC) Khi siwtch nhận gói thuộc kết nối ảo, kiểm tra bảng tìm cột entry tương ứng route gói xuất theo giao diện (xem hình bên dưới) Hình 14.21 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 369 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Dedicate (chỉ định) versus sharing (chia sẽ) Trong kết nối mạch chuyển, kết nối tạo đường dẫn (dedicated); kết nối khác dùng đường Trong kết nối mạch ảo, kết nối tạo route đươc chia (sharing) kết nối khác (xem hình vẽ minh họa) Hình 14.22 Hình 14.23 CHUYỂN BẢN TIN (MESSAGE SWITCHING) Chuyển mạch tin tiếng với thuật ngữ mô tả lưu trử chuyển Trong chế này, nút (thường máy tính đặc biệt số đĩa) nhân tin, lưu trữ đường dẫn thích hợp trống, chuyển tin Lưu trữ chuyển tiếp xem kỹ thuật chuyển mạch không tồn kết nối trực tiếp máy phát máy thu trình truyền Một tin chuyển đến nút nằm dọc theo đường chuyển đường dọc theo nút khác nới nhận Chú ý chuyển mạch tin, tin lưu trữ chuyển tiếp từ lưu trữ thứ cấp (đĩa), trong chuyển mạch gói gói lưu trữ chuyển tiếp đến lưu trữ sơ cấp (RAM) Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 370 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Store and forward Store and forward M1 M2 ` ` M1 M2 M1 M2 M1 ` ` Store and forward Store and forward Hình 14.24 Chuyển mạch tin thông dụng năm 1960 1970 Mục tiêu cung cấp dịch vụ chất lượng cao (delayed delivery, broacast) dùng cho linh kiện không thông minh Các linh kiện ngày thay thế, nên dạng chuyển mạch dần biến (virtually) Đồng thời, thời gian trể yêu cầu môi trường lưu trữ lớn nút, làm cho phương pháp ngày không thực tế thông tin trực tiếp Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 371 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching TỪ KHÓA VÀ CÁC Ý NIỆM ‰ Blocking ‰ Circuit switching ‰ Crossbar switch ‰ Datagram ‰ Datagram approach to packet switching ‰ Local loop ‰ Message switching ‰ Multistage switching ‰ Packet ‰ Packet-switchied network Packet switching ‰ Path ‰ Permanent virtua; circuit (PVC) ‰ Point to point connection ‰ Public Switched Telephone N etwork (PTSN ) ‰ Route ‰ Space-division switching ‰ Store and forward ‰ Switch ‰ Switched Virtual Circuit (SVC) ‰ TDM bus ‰ Time-division switching ‰ Time-slot Interchange (TSI) ‰ Toch-tone dialing ‰ Virtual Circuit ‰ Virtual circuit approach to packet switching Crosspoint Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 372 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching TÓM TẮT ™ Chuyển mạch phương pháp nhiều thiết bị thơng tin nối với cách hiệu ™ Chuyển mạch phần cứng trung gian hay phần mềm nhằm kết nối tạm thời thiết bị với ™ Có ba phương pháp chuyển mạch bản: chuyển mạch, chuyển gói chuyển tin ™ Trong mạch chuyển, gói từ thiết bị đơn di chuyển theo kết nối định để đến đích Có hai phuơng pháp là: chia theo không gian và/hay phương pháp chia theo thời gian ™ Trong chuyển mạch theo không gian, đường dẫn từ thiết bị sang thiết bị khác chia theo không gian với đường dẫn khác ™ Crossbar chuyển mạch theo không gian thông dụng nhất, nhằm kết nối n ngõ vào với m ngõ để tạo n x m crosspoint ™ Chuyển mạch nhiều tầng giảm số crosspoint cần có, tạo ta blocking ™ Blocking xuất ngõ vào khơng có đường đến ngõ ™ Trong chuyển mạch theo thời gian, ngõ vào chia theo thời gian, dùng TDM Một đơn vị điều khiển gởi ngõ vào đến ngõ ™ Phương pháp TSI (time-slot interchange) bus TDM hai phương pháp thường dùng chuyển mạch theo thời gian ™ Có thể kết hợp hai phương pháp chuyển mạch theo thời gian chuyển mạch theo khơng gian ™ Chuyển gói thường hiệu chuyển mạch thông tin không thoại ™ Có hai hướng chuyển gói: hướng datagram mạch ảo ™ Trong hướng datagram, gói (được gọi datagram) xử lý độc lập so với gói khác ™ Trong hướng mạch ảo, tất gói tin hay session theo đường Phương pháp chuyển mạch ảo thiết lập hai dạng: SVC: (switched virtual circuit) mạch chuyển ảo mạch thường trực ảo (PVC: permanent virtual circuit) ™ Trong chuyển tin (còn gọi phương pháp lưu trữ chuyển tiếp), tì nút nhận tin, lưu trữ, gởi ™ Trong mạch chuyển nhiều segment khác tin theo dedicated path, hướng chuyển gói ảo segment theo route tao ra, kết nối chia với kết nối khác Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 373 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching BÀI LUYỆN TẬP * Câu hỏi ôn tập Cho biết phương pháp hiệu mạch chuyển hay mạch ảo? sao? Thảo luận ý niệm chuyển mạch vấn đề kết nối thiết bị Ba phương pháp chuyển mạch gì? Hai phương pháp dùng mạch chuyển gì? Crosspoint ý niệm crossbar? Yếu tố giới hạn chuyển mạch crossbar? Blocking ảnh hưởng đến chuyển mạch crossbar? Blocking ảnh hưởng đến chuyển mạch nhiều tầng? So sánh chế chuyển mạch không gian chuyển mạch thời gian? 10 Cho biết hai côngnghệ dùng chuyển mạchthời gian? 11 So sánh TSI bus TDM? 12 Cho biết chức điều khiển TSI và bus TDM? 13 Cho biết ưu điểm chuyển mạch không gian so với chuyển mạch thời gian? 14 Cho biết ưu điểm chuyển mạch thời gian so với chuyển mạch không gian? 15 Liệt kê dạng office PSTN ? 16 Tại phương pháp mạch chuyển không hiệu truyền dẫn không thoại? 17 Cho biết khác biệt chuyển mạch chuyển gói? 18 Cho biết hai phương pháp chuyển gói? 19 Một tin chia thành phần Cho biết tin truyền hướng datagram chuyển gói? 20 Một tin chia thành phần Cho biết tin truyền hướng chuyển dùng mạch ảo thường trực? 21 Một tin chia thành phần Cho biết tin truyền hướng chuyển dùng chuyển mạch ảo? 22 Cho biết phương pháp khác thay cho chuyển gói? * Câu hỏi trắc nghiệm 23 Cho biết dạng chuyển mạch dùng toàn dung lượng kết nối dedicated: a chuyển mạch b chuyển gói datagram c chuyển gói mạch ảo d chuyển tin 24 Thiết bị tạo kết nối n ngõ vào với m ngõ là: Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 374 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching a crosspoint b crossbar c modem d RAM 25 Cho biết dạng chuyển mạch tất datagram tin theo kênh đường dẫn: a a chuyển mạch b chuyển gói datagram c chuyển gói mạch ảo d chuyển tin 26 Có crosspoint cần có trường hợp tầng với 40 ngõ vào 50 ngõ ra: a 40 b 50 c 90 d 2000 27 Một crossbar có 1.000 crosspoint, cho biết xác suất thời gian sử dụng là: a 100 b 250 c 500 d 1000 28 Để điều khiển thứ tự giao nhận giá trị slot lưu trữ RAM TSI, ta dùng: a crossbar b crosspoint c đơn vị điều khiển d thu/phát 29 Khi dùng phương pháp chuyển mạch thời gian truyền liệu bụ trễ yếu tố lưu trữ truy xuất liệu RAM a chia theo không gian b chia theo thời gian c ảo d gói 30 Trong phương pháp gói tin khơng phải theo đường từ máy phát đến máy thu a chuyển mạch b chuyển tin c chuyển gói theo hướng ảo Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 375 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching d chuyển gói dùng datagram 31 Trong phương pháp gói tin phải theo đường từ máy phát đến máy thu a a chuyển mạch b chuyển tin c chuyển gói theo hướng ảo d chuyển gói dùng datagram 32 Mạch chuyển ảo tạo ra: a thiết lập kết nối b truyền liệu c nhả kết nối d tất phương pháp 33 Mạch ảo thường trực tạo a thiết lập kết nối b truyền liệu c nhả kết nối d tất phương pháp 34 Phương pháp tổ hợp chuyển mạch crossbar thành nhiều tầng a chuyển mạch nhiều tầng b crosspoint c chuyển gói d TSI 35 Phương pháp chuyển mạch theo thời gian: a TSI b Bus TDM c Crosspoint d a b 36 Trong chuyển mạch theo thời gian việc lưu trữ gói vào RAM điều khiển bởi: a bus TDM b crosspoint c crossbar d đơn vị điều khiển 37 Mạng PSTN dạng mạch gì: a chuyển gói b chuyển mạch Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 376 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching c chuyển tin d câu sai Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 377 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching BÀI TẬP 38 Cần crosspoint crossbar kết nối 1000 máy điện thoại thành phố nhỏ? 39 Trong hình đây, tìm số crosspoint cần có? Hình 14.25 40 Trong hình trên, tìm số crosspoint cần có dùng chuyển mạch crossbar? 41 Từ tập 39 40, cho biết hiệu cải thiện ta dùng tầng thay một? 42 Trong hình vẽ trên, cho biết tối đa user kết nối lúc ngõ vào? 43 Trong hình vẽ trên, ta giảm bớt tình trạng blocking cách mắc thêm tầng khơng? 44 Trong hình vẽ đây, cho biết dạng có hiệu để giải blocking? chứng minh ? Hình 14.26 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 378 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching 45 Cho biết cơng thức để tìm cuyển mạch crossbar tầng, số crosspoint (n) theo số đường vào/ra (N ), số chuyển mạch tầng ba (K) chuyển mạch tầng hai (L)? 46 Trong hình sau, đến đường đường vào nhận “A”, “B”, “C” “D”? Hình 14.27 47 Thiết kế folded TDM bus? 48 Thiết kế chuyển mạch TSSST có 48 ngõ vào 48 ngõ Bộ đa hợp vào x 1; đa hợp ngõ x 49 Thiết kế chuyển mạch STS với 10 ngõ vào 10 ngõ Chuyển mạch tầng thứ x chuyển mạch tầng cuối x 50 Cho biết chuỗi tín hiệu tần số user dùng phím touch tone để gọi 864-8902? 51 Điền vào bảng để so sánh mạng chuyển mạch mạng chuyển gói Issue Circuit-Switched Packet-Switched Dedicated path Store and forward N eed for connection establishment Routing table Delay 52 Điền vào bảng để so sánh hướng datagram hướng mạch ảo mạng chuyển gói Issue Datagram Virtual Circuit All packets follow the same route Table lookup Connection establishment Packet may arrive out of order Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 379 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching 53 Điền vào bảng để so sánh PVC SVC Issue PVC SVC Connection and disconnection Payment Table lookup Duration of an entry in a table Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 380 https://fb.com/tailieudientucntt ... control station I II III IV Hình 14. 7 Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 360 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Chuyển mạch crossbar... dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 376 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching c chuyển tin d câu sai Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com... chúng đến ngõ thích hợp Hình 14. 10 Biên dịch: N guyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 362 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 14: Switching Phương thức hoạt