CHƯƠNG 3: CHUYỂNMẠCH ATM 3.1 Giới thiệu
3.2.1.Nguyờn tắc chuyểnmạch và định tuyến
3.2.1.1. Quỏ trỡnh chuyển mạch và xử lý gọi qua hệ thống chuyển mạch ATM
Giao thức ATM tương ứng với lớp 2 như đó định nghĩa trong mụ hỡnh tham chiếu (OSI) cỏc hệ thống mở. ATM là kờt nối cú hướng, một kết nối cuối- cuối (hay kờnh ảo) cần được thiết lập trước khi định tuyến cỏc tế bào ATM. Cỏc tế bào được định tuyến dựa trờn hai giỏ trị quan trọng chứa trong 5 byte mào đầu tế bào: nhận dạng luồng ảo (VPI) và nhận dạng kờnh ảo (VCI), trong đú một luồng ảo bao gồm một số cỏc kờnh ảo. Số cỏc bit dành cho VPI phụ thuộc vào kiểu giao diện. Nếu đú là giao diện người sử dụng (UNI), giữa người sử dụng và chuyển mạch ATM đầu tiờn, 8 bit được dành cho VPI. Điều này cú nghĩa là cú tới 28 = 256 luồng ảo sẵn cú trong điểm truy nhập người sử dụng. Mặt khỏc nếu nú là giao diện node mạng (NNI), giữa cỏc chuyển mạch trung gian ATM, 12 bit sẽ dành cho VPI. Điều này cho thấy cú 212=4096 luồng ảo cú thể cú giữa cỏc chuyển mạch ATM. Trong cả UNI và NNI, cú 16 bit dành cho VCI. Vỡ thế cú 216=65 536 kờnh ảo cho mỗi luồng ảo.
Sự kết hợp cả VPI và VCI tạo nờn một liờn kết ảo giữa hai đầu cuối. Thay vỡ cú cựng VPI/VCI cho toàn bộ luồng định tuyến, VPI/VCI được xỏc định trờn mỗi liờn kết cơ sở thay đổi với mỗi chuyển mạch ATM. Một cỏch cụ thể, tại mỗi liờn kết đầu vào đến một node chuyển mạch, một VPI/VCI cú thể được thay thế bằng một VPI/VCI khỏc tại đầu ra bằng sự tham chiếu tới một bảng gọi là bảng định tuyến (Routing Information Table –RIT) trong chuyển mạch ATM. Với bảng định tuyến mạng ATM cú thể tăng số lượng cỏc đường định tuyến.
Mỗi chuyển mạch ATM cú một bảng định tuyến chứa ớt nhất cỏc trường sau: VPI/VCI cũ, VPI/VCI mới, địa chỉ cổng đầu ra, và trường ưu tiờn (tuỳ chọn). Khi một tế bào ATM đến một đường đầu vào của chuyển mạch, nú bị chia thành 5 byte mào đầu và 48 byte tải trọng.
Bằng cỏch sử dụng VPI/ VCI chứa trong phần mào đầu như giỏ trị VPI/VCI cũ, chuyển mạch tỡm trong bảng định tuyến VPI/VCI mới của cỏc tế bào đang đi đến. Khi đó tỡm thấy, giỏ trị VPI/VCI cũ sẽ được thay thế bằng VPI/VCI mới. Hơn nữa địa chỉ cổng đầu ra tương ứng và trường ưu tiờn được đớnh kốm trong 48 byte tải trọng trước khi nú được gửi đến kết cấu chuyển mạch. Địa chỉ cổng đầu ra chỉ tới cổng đầu ra nào
mà tế bào được định tuyến. Cú ba kiểu định tuyến trong kết cấu chuyển mạch: chế độ unicast là chế độ mà một tế bào được định tuyến tới một cổng đầu ra xỏc định, multicast là chế độ một tế bào được định tuyến tới một số cỏc cổng đầu ra, và broadcast là chế độ một tế bào được định tuyến tới tất cả cỏc cổng đầu ra. Trường ưu tiờn cho phộp chuyển mạch truyền cỏc tế bào một cỏch cú lựa chọn tới cỏc cổng đầu ra hay loại chỳng khi bộ đệm bị đầy, tuỳ theo cỏc yờu cầu dịch vụ.
Cỏc kết nối ATM được thiết lập trước hoặc thiết lập một cỏch linh động theo bỏo hiệu được sử dụng, giống như bỏo hiệu UNI và bỏo hiệu định tuyến giao diện mạng – mạng riờng (PNNI). Thiết lập trước được tham chiếu tới cỏc kết nối ảo cố định (PVCs), thiết lập linh động được tham chiếu tới cỏc kết nối ảo chuyển mạch (SVCs). Với cỏc SVCs, bảng định tuyến được cập nhật bởi bộ xử lớ cuộc gọi trong suốt quỏ trỡnh thiết lập cuộc gọi. Qỳa trỡnh thiết lập cuộc gọi sẽ tỡm một đường định tuyến phự hợp giữa nguồn và đớch. VPI/VCI của mỗi đường dẫn dọc theo tuyến, cỏc địa chỉ cổng đầu ra của cỏc bộ chuyển mạch và trường ưu tiờn được xỏc định và được bộ xử lớ cuộc gọi điền vào bảng. Bộ xử lớ cuộc gọi phải đảm bảo rằng tại mỗi chuyển mạch, VPI/VCI của cỏc tế bào đang đến từ cỏc cổng đầu vào khỏc nhau cú cựng một cổng đầu ra là khỏc nhau. Mỗi chuyển mạch ATM cú một bộ xử lớ cuộc gọi. Hỡnh 3.8 chỉ ra một bộ xử lớ cuộc gọi cập nhật bảng định tuyến trong chuyển mạch.
3.2.1.2. Nguyờn tắc định tuyến trong chuyển mạch ATM
Cú hai phương thức định tuyến được sử dụng trong chuyển mạch ATM, đú là nguyờn tắc tự định tuyến và định tuyến dựng bảng định tuyến.
Theo nguyờn tắc này: Việc biờn dịch VPI/VCI cần phải thực hiện tại đầu vào của cỏc phần tử chuyển mạch sau khi biờn dịch xong tế bào sẽ được thờm phần mở rộng bằng một định danh nội bộ thể hiện rằng đó xử lý tiờu đề của tế bào. Tiờu đề mới của tế bào được đặt trước nhờ nội dung của bảng biờn dịch, việc tăng thờm tiờu đề tế bào ở đõy yờu cầu tăng them tốc độ nội bộ của ma trận chuyển mạch. Ngay sau khi tế bào cú được định danh nội bộ, nú được định hướng theo nguyờn tắc tự định hướng. Mỗi cuộc nối từ đầu vào tới đầu ra cú một tờn nội bộ nằm trong ma trận chuyển mạch xỏc định. Trong cỏc cuộc nối đa điểm VPI/VCI được gỏn tờn nội bộ nhiều chuyển mạch do đú cú khả năng cỏc tế bào được nhõn bản và định hướng tới cỏc đớch khỏc nhau phụ thuộc vào tờn được gỏn.
Hỡnh 3.10: Nguyờn tắc tự định tuyến Quy tắc gỏn tiờu đề cho tế bào:
VPI / VCI cũ = VPI / VCI mới + định danh nội bộ. b/ Nguyờn tắc bảng định tuyến
Theo nguyờn tắc này, VPI/VCI trong tiờu đề tế bào được biờn dịch tại mỗi phần tử chuyển mạch thành một tiờu đề mới và mó số cổng đầu ra thớch hợp nhờ một bảng định tuyến gắn với phần tử chuyển mạch này. Trong giai đoạn thiết lập cuộc nối, nội dung của bảng được cập nhật.
Hinh 3.11: Nguyờn tắc bảng điều khiển