OVER ATM
Classical IP over ATM là một trong những cỏch tiếp cận để ứng dụng TCP/IP vào mạng ATM. Hoạt động của phương thức này khỏ đơn giản song cú nhiều nhược điểm . Để khắc phục những nhược điểm đú, cú một số giao thức đó được đặt ra.
2.6.1.GIAO TH C H I ÁP BỨ Ỏ Đ ƯỚC CHUY N TI PỂ Ế
THEO NHRP
Classical IP over ATM cú nhược điểm lớn nhất là việc liờn lạc giữa cỏc host thuộc cỏc LIS khỏc nhau phải qua router, đõy là nhược điểm của CLIP khụng những chỉ cú trong mạng ATM núi riờng mà cũn cú trong cỏc mạng NBMA (Non- Broadcast Multi Access) như ATM Frame Relay , X 25 núi chung. Trong cỏc mạng này việc kết nối trực tiếp giữa cỏc mỏy là điều luụn cú thể thực hiện được. Hơn nữa do việc truyền dữ liệu cũng loại bỏ luụn khả năng thiết lập kết nối trực tiếp với chất lượng dịch vụ nhất định giữa hai host.
Để khắc phục nhược điểm này, nhúm làm việc ROLC (Routing Over Large Clounds) của IETF đó đề xuất ra một giao thức mới cú tờn là NHRP sử dụng NHRP server (NHs) . Trong mỗi NHS cú lưu giữ một bảng dữ liệu ỏnh xạ địa chỉ IP và ATM với NHS khi trạm khởi tạo.
NHS cú thể hoạt động ở hai chế độ . Ở chế độ “server” mỗi NHS trong LIS được cấu hỡnh với cỏc địa chỉ IP của cỏc trạm và địa chỉ của NHS khỏc để cú thể trả lời yờu cầu ỏnh xạ địa chỉ IP . Cỏch hoạt động này chỉ thớch hợp cho cỏc mạng nhỏ.
Ở chế độ “fabric” , NHS tự tỡm hiểu cỏc địa chỉ IP mà cỏc NHS khỏc cú thể trả lời được thụng qua cỏc giao thức định tuyến intradomain và interdomain. Để bớt phức tạp, NHS giả định rằng cỏc NHS cú thể trả lời địa chỉ ỏnh xạ ATM từ IP sẽ nằm trờn đường định tuyến gúi tin tới đớch. Điều này cú nghĩa là tất cả cỏc router ở lối ra của mạng phải đúng vai trũ là NHS cho tất cả cỏc trạm khụng thuộc LIS chứa nú. Giao thức sẽ hoạt động như sau: Khi một trạm trong LIS muốn chuyển gúi tin đến một trạm trực thuộc LIS khỏc, nú sẽ tạo một gúi tin yờu cầu NHRP Request theo khuụn dạng đinh trước và sử dụng thực thể NHC (NHRP Client ) để gửi cho NHS thuộc LIS chứa nú. Sau khi nhận được yờu cầu này, NHS tiến hành kiểm tra và gửi trở lại cho trạm nguồn một NHRP- Reply nếu nú biết được địa chỉ ATM mà trạm nguồn yờu cầu. Trường hợp ngược lại , nếu NHS này khụng biết, khi đú NHS sẽ căn cứ vào bảng định tuyến của nú để xỏc định NHS tiếp theo phải gửi gúi tin yờu cầu này đến. Tại NHS tiếp theo quỏ trỡnh được lặp lại cho đến khi cú một NHS nào đú biết được địa chỉ ATM của trạm đớch. Khi đú gúi tin NHRP- Reply sẽ được truyền trở lại và đi qua tất cả cỏc NHS mà gúi tin yờu cầu đó được gửi qua với mục đớch để cỏc NHS cú thể biết thờm được một
nối được thiết lập trực tiếp giữa trạm nguồn và trạm đớch . Hỡnh 3.16 dưới đõy sẽ minh hoạ cho quỏ trỡnh xỏc định địa chỉ với giao thức NHRP.
Tuy nhiờn, trong quỏ trỡnh đợi NHRP- Reply , trạm nguồn cú thể tiếp tục gửi gúi tin cho router mặc định của mỡnh để giảm trễ cho đến khi biết được địa chỉ ATM của trạm đớch thụng qua NHS và nú sẽ sử dụng kết nối trực tiếp để truyền dữ liệu. Trong đặc tả của giao thức NHRP khụng núi đến việc thứ tự cỏc gúi tin cú thể bị lẫn lộn do việc cỏc gúi tin truyền qua router đến sau cỏc gúi tin truyền qua kết nối trực tiếp. Việc giải quyết lẫn lộn đú do cỏc giao thức tầng mạng của trạm đớch đảm nhiệm.
Hỡnh 3.16: Hoạt động của NHRP
Ngoài khả năng cung cấp hoạt động theo chế độ “fabric” ra , NHS cũn cung cấp thờm một số Option như ghi lại đường đi để xỏc định vũng lặp hay NHS cú thể gửi trực tiếp cỏc gúi tin của trạm nguồn cho trạm đớch trong trường hợp host đớch khụng chấp nhận một kết nối trực tiếp với host nguồn. Một Option khỏc nữa là NHS cú thể trả về khụng những địa chỉ ATM tương ứng với địa chỉ IP biết trước mà cũn cả subnet mask của nú. Khi đú cỏc NHS trờn đường truyền cú thể dễ dàng trả lời cỏc yờu cầu hỏi địa chỉ hơn. Ngoài ra cũn cú cơ chế Timer và làm tươi sao cho cỏc ỏnh xạ địa chỉ trong bảng lưu trữ luụn phản ỏnh đỳng thực tế.
Một vấn đề được đặt ra khi sử dụng giao thức NHRP đú là khi kết nối hai trạm là router , việc sử dụng NHRP cú thể dẫn tới trường hợp vũng lặp do khi sử dụng NHRP
NHS3 NHS2 NHS1 NHS4 HOST 1 HOST 2 ATM Network
cho router ta đó vi phạm giả thiết cỏc router sẽ truyền dẫn cỏc gúi tin để làm tươi bảng định tuyến cho tất cả cỏc router kề nú. Tuy nhiờn , hiện nay ATM sử dụng chủ yếu cho mạng backbone, hơn thế để xảy ra trường hợp vũng lặp trạm phải là dạng multihome (ngoài đường truyền với trạm đớch qua mạng ATM, nú cũn cú đường truyền khỏc cũng cú thể đến được trạm đớch), khả năng này hiếm khi xảy ra.
Tuy nhiờn, nhúm RDLC đó bàn đến một giải phỏp cú thể khắc phục được hạn chế này, đú là khi một NHS hiện ra sự thay đổi về tỡnh trạng mạng cú thể dẫn tới lặp, nú sẽ gửi gúi tin tới tất cả cỏc trạm và lưu giữ cỏc thụng tin về ỏnh xạ địa chỉ nhận được để làm tươi bảng lưu giữ của mỡnh.
2.6.2.GIAO TH C H TR MULTICASTỨ Ỗ Ợ
Qua quỏ trỡnh phõn tớch ở trờn, ta nhận thấy phương thức của Classical IP over ATM chỉ hỗ trợ gửi gúi tin unicast mà khụng hỗ trợ gửi gúi tin multicast. Do vậy, để hỗ trợ multicast cần giải quyết hai vấn đề:
• Phải cú giao thức phõn giải địa chỉ để cú thể biết được danh sỏch địa chỉ ATM ứng với địa chỉ IP multicast. Vấn đề này được giải quyết qua Multicast Address Resolution Server (MARS)
• Việc chuyển dữ liệu multicast được thực hiện như thế nào? Cú hai cỏch để truyền dữ liệu multicast này là qua kết nối VC đầy đủ (VC mesh) hoặc sử dụng multicast server (MCS) MARC là server phõn giải địa chỉ trong hoạt động multicast. Đõy là một mở rộng của ARP trong TCP/IP và ATMARP trong ATM với việc tham chiếu địa chỉ đa truyền thụng (multicast) ở mạng Internet cho một hay nhiều địa chỉ ATM. Cỏc bản tin về tham chiếu này gọi là host map, gồm địa chỉ IP multicast (gọi đến hay gọi đi từ một địa chỉ ATM) . Cấu hỡnh MARS cho thấy ở hỡnh 3.17 , ở đú server và client truyền thụng cho nhau qua mạch ảo ATM hai hướng đồng thời nối điểm.
MARS
Client Client
Kết nối ảo điểm -điểm Kết nối ảo điểm- đa điểm
Hỡnh 3.17: Cấu hỡnh MARS
MSC là server đa truyền thụng dựng để quản lý cỏc client thụng qua cluster và sử dụng tại cỏc giao tiếp ATM. Hỡnh 3.18 phớa dưới cho ta thấy được mụ hỡnh MCS và server MARS
Kết nối ảo điểm- đa điểm điều khiển giữa MARS và MCS
Kết nối ảo điểm – đa điểm giữa client sử dụng multicast với MCS Kết nối ảo điểm – đa điểm giữa MCS và cỏc thành viờn trong nhúm multicast
Hỡnh 3.18: Mụ hỡnh server và MAR
Khi một client cần gửi gúi tin đến một địa chỉ multicast nào đú, nú sẽ thiết lập kết nối với MARS và gửi yờu cầu MARS- Request để cú được địa chỉ ATM cuối cựng. Nếu chưa cú client nào đăng kớ vào địa chỉ đú trong bảng lưu trữ , núi cỏch khỏc MARS khụng mapping được địa chỉ multicast. Khi đú nú sẽ gửi MARS- NAK để client nguồn biờt mà khụng gửi gúi tin nữa. Ngược lại nú sẽ gửi địa chỉ của cỏc MCS hay danh sỏch
Client MARS MSC LIS Client Client Client
địa chỉ ATM của cỏc client trong địa chỉ multicast đú tuỳ thuộc vào cỏch truyền dữ liệu multicast là VC mesh hay MSC.
Nếu sử dụng VC mesh , client nguồn sẽ thiết lập kết nối điểm –đa điểm tới tất cả cỏc client trong nhúm multicast và gửi dữ liệu.
Nếu sử dụng MCS , MARS sẽ gửi lại cho client nguồn bản tin MARS- multicast bỏo rằng đó tỡm ra host map và cung cấp địa chỉ MCSs phục vụ cho nhúm multicast đú. Sau đú client nguồn sẽ thiết lập kết nối điểm – đa điểm, hoặc điểm - điểm tuỳ thuộc vào số địa chỉ MCS nhận được và gửi gúi tin multicast qua cỏc kết nối này. MCS cú trỏch nhiệm chuyển tiếp cỏc gúi tin tới cỏc client đó đăng kớ với MCS địa chỉ của multicast đú.
Việc sử dụng MCS thỡ dễ dàng hơn khi thờm hoặc bớt client tham gia vào nhúm multicast , trong khi sử dụng VC mesh, toàn bộ mesh phải thiết lập lại . Bất cứ MCS nào muốn phục vụ cho một hay nhiều địa chỉ multicast phải đăng kớ với MARS bằng thụng bỏo MARS- MSERV. MARS sử dụng cỏc thụng bỏo này để xõy dựng lờn danh sỏch cỏc địa chỉ ATM của client nằm trong một địa chỉ multicast nào đú. MCS muốn biết địa chỉ ATM cảu cỏc client nằm trong một địa chỉ multicast nào đú nú cũng sử dụng thụng bỏo MARS- Request , nhưng MARS sẽ biết được yờu cầu này là từ MCS căn cứ vào địa chỉ ATM của MCS để gửi cỏc gúi tin chứa cỏc địa chỉ ATM của client trong multicast . Trờn cơ sở đú MCS cú thể thiết lập kết nối điểm- đa điểm tới cỏc client trong nhúm multicast.
Cỏc client muốn ở trong một địa chỉ nào đú phải đăng kớ với MARS bằng thụng bỏo MARS –Join ở trờn cho tất cả cỏc client trong địa chỉ multicast để thụng bỏo cho chỳng biết cú thờm thành viờn gia nhập nhúm. Tương tự như vậy , client sử dụng thụng bỏo MARS –Leave để rời khỏi nhúm và MARS cũng sẽ chuyển tiếp gúi tin này tới cỏc client khỏc trong nhúm để chỳng biết đó cú một thành viờn rời nhúm.
Trường hợp sử dụng MCS, MARS sẽ chuyển tiếp cỏc gúi tin MARS-Join hay MARS – Leave cho MCS để MCS thờm hoặc bớt địa chỉ client trong địa chỉ multicast nào đú (núi cỏch khỏc, MCS thờm hoặc bớt cỏc lỏ trong kết nối điểm – đa điểm của mỡnh).
KẾT LUẬN
Trờn cơ sở phõn tớch về họ giao thức TCP/IP , kiến trỳc của mạng sử dụng cụng nghệ ATM và cỏc vấn đề trong việc ứng dụng TCP/IP vào mạng truyền khụng đồng bộ ATM, đồ ỏn đó thu được một số kết quả chớnh như sau:
Một là, trỡnh bày cỏc vấn đề họ giao thức TCP/IP với cấu trỳc phõn lớp cựng hoạt động của chỳng, giới thiệu được cụ thể về một số giao thức chớnh với cỏc đơn vị dữ liệu sử dụng cựng cỏc vấn đề kĩ thuật phục vụ cho việc truyền cỏc đơn vị dữ liệu trờn liờn mạng.
Hai là, tỡm hiểu cỏc vấn đề cơ bản liờn quan đến mạng truyền thụng khụng đồng bộ ATM , cụ thể nờu được cấu trỳc phõn lớp trong mạng ATM , cấu trỳc tế bào nhiệm vụ, chức năng , cỏc đặc tớnh kĩ thuật... cựng cỏc vấn đề về kết nối kờnh ảo , chuyển mạch bỏo hiệu... trong mạng ATM.
Ba là, phõn tớch được vấn đề sử dụng TCP/IP trờn mạng ATM, giới thiệu mang tớnh chất tổng quan về cỏc mụ hỡnh ứng dụng TCP/IP vào ATM , đi sõu phõn tớch giao thức kết nối liờn mạng Classical IP over ATM , cụ thể đưa ra khỏi niệm về mạng con IP logic – LIS , tỡm hiểu cỏc vấn đề trọng tõm dựa trờn cỏc khuyến nghị cú liờn quan như việc bao đúng gúi tin tại lớp tương thớch ATM AAL-5 (RFC 1483) , phõn giải địa chỉ trờn mạng ATM với hoạt động của ATMARP server , ATMARP client (RFC 1577) , đồng thời giới thiệu một số giao thức hỗ trợ cho Classical IP over ATM như NHRP , hỗ trợ Multicast.
Từ cỏc kiến thức thu được nờu trờn ta cú thể thấy rằng với kĩ thuật mạng núi chung và mạng ATM núi riờng mặc dự đó được nghiờn cứu và đưa vào sử dụng từ lõu song cho đến nay vẫn cũn một số vấn đề bỏ ngỏ đũi hỏi con người phải tiếp tục nghiờn cứu để hoàn thiện chỳng.
Một điều khỏ quan trọng là khi thực hiện kết nối liờn mạng , để cỏc trạm làm việc được kết nối trong đú cú thể trao đổi dữ liệu với nhau cần phải cú những kĩ thuật hoàn hảo để đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đến đỳng địa chỉ với chi phớ thấp nhất, tốc độ nhanh nhất và độ tin cậy cao nhất. Đõy là một vấn đề rất phức tạp đũi hỏi cỏc cụng nghệ hiện nay phải được cải tiến liờn tục để đỏp ứng yờu cầu ngày càng cao của con người.
Đồ ỏn tuy đó đạt được một số nội dung như đề cập ở trờn song do năng lực bản thõn cú hạn nờn đồ ỏn chưa đề cập đến cỏc điểm như định tuyến trong ATM, sự cải tiến IPv4 .... để phõn tớch trọn vẹn cỏc vấn đề liờn quan của “ Classical IP over ATM” . Qua đõy em rất mong nhận được sự gúp ý của cỏc thầy cụ giỏo và tất cả cỏc bạn quan tõm.