- 3 4 Khả năng bảo vệ/phục hồi mạng hiệu quả
1.3.2.2.Công nghệ chuyển mạch gói quang a) Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gó
a) Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói
Công nghệ chuyển mạch gói quang thuộc công nghệ chuyển mạch gói. Hình 1.31 là sơ đồ khối chức năng của một nút chuyển mạch gói tổng quát. Cấu trúc gồm 2 phần: khối chuyển mạch (Switching Fabric) và khối xử lý mào đầu (Header Processor). Gói sẽ đ−ợc chuyển từ một đầu vào sang một hay nhiều đâu ra. Cấu tạo gói đầu vào gồm hai phần mào đầo (header) và tải(payload). Khi Nút nhận đ−ợc gói, nó sẽ tách lấy phần mào đầu và chuyển thông tin mào đầu này xuống khối xử lý mào đầu để xác định đầu ra cho gói. Bộ xử lý mào đầu sẽ thiết lập khối chuyển mạch không gian để chuyển phần payload đến đúng đầu ra mong muốn. Khi hai hay nhiều payload cùng đ−ợc h−ớng tới một đầu ra tại một thời điểm, chúng sẽ đ−ợc tạm thời đ−a vào bộ
Nghiên cứu phân bổ tối −u bộ chuyển đổi b−ớc sóng trong mạng AON
LUậN VĂN THạC Sỹ Chuyên ngành: Điện tử-Viễn thông
- 48 -
đệm. Khối xử lý mào đầu sẽ tái tạo lại một mào đầu mới và gán nó vào payload tr−ớc khi gói đ−ợc đ−a ra một ngõ ra ra.
Hình 1.31: Sơ đồ khối chức năng của một nút chuyển mạch gói
Nếu chỉ xét về vị trí đặt các bộ đệm trong khối chuyển mạch, ta có 3 loại cấu trúc chuyển mạch nh− ở hình 1.32. Mô hình thứ nhất (xem hình 1.32a), tranh chấp đ−ợc giải quyết ngay tại đầu vào. Mỗi cổng đầu vào đ−ợc trang bị một bộ đệm l−u các gói đến theo cơ chế FIFO. D−ới cơ chế tùy ý sẽ điều khiển bộ đệm phát gói vào phần chuyển mạch (Switching media). Nh−ợc điểm của mô hình này là có trễ lớn. Giả sử ở cổng đầu vào A và B đều có gói muốn đ−ợc chuyển đến cùng một cổng ra X. Theo một cơ chế phát gói nào đó, chỉ cho phép cổng A đ−ợc phát gói đến cổng X, trong khi cổng B sẽ bị chặn. Nh− vậy cổng B không thể gửi gói tiếp theo mặc dù cổng đầu ra của gói này đang rỗi. Loại nghẽn này gọi là nghẽn đầu dòng (Head of Line Blocking). Loại nghẽn HOL này ảnh h−ởng đến thông l−ợng của phần chuyển mạch. Rất nhiều các thuật đệm và phát gói đã đ−ợc nghiên cứu để hạn chế ảnh h−ởng của loại nghẽn này.
Nghiên cứu phân bổ tối −u bộ chuyển đổi b−ớc sóng trong mạng AON
LUậN VĂN THạC Sỹ Chuyên ngành: Điện tử-Viễn thông
- 49 -
Hình 1.32:Các loại chuyển mạch không gian
Mô hình chuyển mạch thứ hai cho ở hình 1.32b có bộ đệm đ−ợc thiết kế đặt ở đầu ra. Trong mô hình này phần chuyển mạch có thể truyền đồng thời nhiều gói đến từ các ngõ vào khác nhau tới cùng một ngõ ra. Mỗi ngõ ra đ−ợc đặt một bộ đệm để tránh tranh chấp ở đầu ra. Bộ đệm có thể nhận và l−u trữ tạm thời nhiều gói tại cùng một thời điểm, sau đó phát gói tới ngõ ra của nó từng gói một theo kiểu FIFO. Mô hình này thì đơn giản nh−ng cần bộ đệm và phần chuyển mạch có tốc độ cao hơn nhiều. Cụ thể là nó không cần bộ đệm phức tạp và một thuật phát để tránh nghẽn HOL. Nh−ng nó lại yêu cầu bộ đệm phải có khả năng chứa gói nhanh gấp N lần sơ với tốc độ phát ở ngõ vào khi phần chuyển mạch có N cổng vào.
Mô hình chuyển mạch thứ 3 (hình 1.32c) có bộ đệm đ−ợc dùng chung cho tất cả các ngõ vào và ngõ ra. Mỗi ngõ vào l−u tất cả các gói ở bộ đệm trung tâm, và mỗi ngõ ra truy cập bộ đệm này theo kiểu FIFO. Mô hình này
Nghiên cứu phân bổ tối −u bộ chuyển đổi b−ớc sóng trong mạng AON
LUậN VĂN THạC Sỹ Chuyên ngành: Điện tử-Viễn thông
- 50 -
có hiệu suất sử dụng bộ nhớ tốt hơn hai mô hình trên, tuy nhiên việc quản lý bộ nhớ của bộ đệm trung tâm phức tạp hơn rất nhiều.