TRONG LIS
• Tất cả cỏc thành viờn trong LIS (host IP và router IP) phải được kết nối trực tiếp vào mạng ATM
• Tất cả cỏc thành viờn trong LIS khỏc nhau muốn truyền thụng cho nhau phải truy xuất qua router
• Mọi thành viờn của LIS đều cú thể phõn giải địa chỉ IP/ATM thụng qua giao thức ATMARP/In ATMARP.
• Cỏc thành viờn trong cựng một LIS hay khỏc LIS cú thể truyền thụng với nhau qua mạng ATM mà cỏc LIS này kết nối vào.
• Khi sử dụng kết nối ảo PVC, việc phõn giải địa chỉ sẽ dựng giao thức InATMARP cũn khi sử dụng kết nối ảo SVC, việc phõn giải địa chỉ sẽ dựng giao thức ATMARP.
• Tất cả cỏc hoạt động phải được hỗ trợ bởi thủ tục bao đúng gúi IEEE 802LLC/SNAP theo RFC 1483.
• Kớch thước tối đa của đơn vị dữ liệu (MTU) truyền cho IP thành viờn trong LIS là 9180 octets.Do tiờu đề LLC/SNAP gồm 8 octets và đơn vị dữ liệu mặc định cho ATM AAL5 là 9188 bytes (tuy vậy vẫn cú thể thương lượng để cú MTU lờn đến 65.535 octets)
• Địa chỉ ATM của một host IP được ATMARP server tỡm thấy trong LIS thụng qua việc tỡm đến địa chỉ ATM của router trong LIS thụng qua việc tỡm đến địa chỉ ATM của router trong LIS đú. Điều này cú nghĩa là ATMARP server cú khả năng giải quyết yờu cầu ATMARP cho tất cả cỏc host IP trong LIS
2.3.V N Ấ ĐỀ GểI TIN T I L P TẠ Ớ ƯƠNG THÍCH ATM
2.3.1. NH C MTU CHO IP QUA ATMĐỊ Ỡ
Khi TCP/IP gửi dữ liệu thụng qua mạng ATM nú chuyển toàn bộ dữ liệu bằng cỏch dựng AAL5 . Như chỳng ta đó biết AAL5 cú thể nhập và chuyển cỏc gúi chứa tối đa 65 Kbyte. Giao thức NFS sử dụng gúi tin cú kớch thước mặc định là 8192 byte hay 8 Kbyte. Giao thức NFS sử dụng gúi tin cú kớch thước mặc định là 8192 byte hay 8 Kbyte và nú được sử dụng thụng dụng. Giao thức này cho phộp phần header thay đổi trong một giới hạn xỏc định (RSC, UDP, IP và LLC/ SNAP) và ước tớnh con số 8300
bytes là hợp lý. Mặt khỏc , với SMDS thỡ IP MTU được xỏc định là cú kớch thước 9180 byte, con số này gần với 8300 và IETF cho rằng khụng cú lý do nào để ATM MTU khỏc đi do đú kớch thước chuẩn được giới hạn tối đa là 9180 byte- nghĩa là IP giới hạn mỗi đơn vị dữ liệu truyền cực đại MTU trờn mạng ATM là 9180 byte
Khi đơn vị dữ liệu được truyền cú kớch thước lớn hơn MTU, IP sẽ phõn đoạn đơn vị dữ liệu đú rồi chuyển cỏc đoạn qua AAL-5
2.3.2.BAO ểNG GểI TIN (Encapsulation)Đ
“Encapsulation” là thuật ngữ liờn quan đến quỏ trỡnh chốn thờm vào dữ liệu ban đầu cỏc thụng tin điều khiển, quản lý hoạt động truyền thụng của đơn vị dữ liệu (PDU) qua một mạng truyền thụng nào đú được thể hiện bởi giao thức đặc trưng của mạng đú. Một số mạng truyền thụng mà cỏc PDU cú thể chuyển qua LAN- Ethernet, mạng chuyển mạch gúi với chế độ cú kết nối X25, mạng chuyển mạch nhanh Frame Relay, ATM.... Khi cỏc PDU lưu thụng qua mạng chuyển tiếp cú giao thức hoạt động khỏc nhau, cỏc PDU phải được chuyển đổi giao thức hoạt động tại bộ liờn kết mạng (Internetworking Unit) thụng qua kĩ thuật đúng gúi (Encapsulation)
Trở lại với mạng ATM, lớp tương thớch AAL5 cú thể được sử dụng để bao đúng một IP Datagram và truyền nú qua mạng ATM. Quỏ trỡnh truyền được thực hiện : nơi gửi thiết lập một kờnh ảo đến trạm đớch là nơi nhận dữ liệu qua mạng ATM. Kờnh ảo này cú thể là kờnh ảo cố định PVC hay kờnh ảo chuyển mạch SVC . Nơi gửi sẽ “mụ tả” rằng kờnh ảo này sử dụng AAL5 . Sau khi thiết lập một kờnh ảo thỡ nơi gửi đó cú thể chuyển IP Datagram đến AAL5 để truyền qua kờnh ảo đó được thiết lập. AAL5 sau đú tạo ra một trailer chia datagram thành cỏc tế bào và chuyển cỏc tế bào qua mạng. Tại nơi nhận , AAL5 lại tiến hành tỏi lắp rỏp cho datagram , nú kiểm tra thụng tin trong phần trailer để đảm bảo rằng khụng cú bit dữ liệu nào bị mất hoặc truyền quẩn và cuối cựng là chuyển dữ liệu cho IP ở trạm đớch. Như vậy, khi một kờnh liờn kết được thiết lập giữa hai trạm trờn mạng để chuyển IP datagram qua mụi trường ATM thỡ việc bao đúng gúi tin đũi hỏi phải đỏp ứng được nhu cầu cú thể bao đúng gúi được gúi tin của nhiều loại giao thức lớp 3 khỏc nhau trờn cựng một kết nối để tiết kiệm thời gian. Ngoài ra, nếu giao thức lớp 3 yờu cầu hỗ trợ QoS thỡ buộc phải thiết lập một kết nối mới , do đú cú hai phương phỏp để bao đúng gúi tin:
• Bao đúng gúi LLC/SNAP (Logical Link Control / SubNetwork Attachment Point): trong cỏch này, gúi tin của nhiều loại giao thức cú thể sử dụng chung một kết nối ảo với một trường phõn loại gúi tin bao gúi ở phần header theo tiờu chuẩn LLC/SNAP . Trường thụng tin này cho phộp mỏy thu sử dụng để xỏc định xem giao thức nào sẽ thu gúi nào.
Hỡnh 3.3: Bao đúng gúi LLC/SNAP
• Dồn kờnh ảo( Multipexing): là cỏch sử dụng bản thõn ATM VCC để dồn kờnh cỏc giao thức khỏc nhau. Với cỏch này ta chỉ cú thể sử dụng một giao thức duy nhất trờn từng kết nối. Loại giao thức được xỏc định khi thiết lập kết nối vỡ vậy khụng cần thiết phải cú một trường chỉ ra loại của gúi tin được bao gúi.
Khỏi niệm dồn kờnh ảo được minh hoạ trong hỡnh dưới đõy: AAL ATM PHY IP IP LLC VC AAL ATM PHY IP IP VC
Hỡnh 3.4: Bao đúng gúi dồn kờnh ảo
Ở cả hai trường hợp, cỏc datagram được bao đúng gúi trong AAL5 PDU. Khi sử dụng việc dồn kờnh , cú một sự thuận lợi là khụng cần chứa thờm thụng tin mụ tả kiểu của gúi tin, song mỗi kờnh ảo chỉ được sử dụng cho một giao thức nào đú nờn phải thiết lập nhiều kờnh ảo cho cỏc giao thức tương ứng giữa hai trạm. Do vậy, cỏch này được sử dụng khi một số lượng lớn cỏc kết nối cú thể được thiết lập nhanh chúng và kinh tế, nghĩa là thực hiện mục đớch hỗ trợ QoS .
Trờn thực tế, việc bao đúng gúi LLC/SNAP được sử dụng thường xuyờn hơn để tiết kiệm về mặt thời gian nhưng vỡ chỉ sử dụng một kờnh duy nhất nờn cỏc gúi tin được truyền cần phải dành ra một vựng dữ liệu để mụ tả kiểu của giao thức và tất cả cỏc gúi tin từ cỏc giao thức đều được truyền với cựng một độ trễ và cựng một mức ưu tiờn. Cỏc chuẩn TCP/IP cho phộp cỏc trạm cú thể lựa chọn một trong hai cỏch trờn, nghĩa là nơi gửi và nơi nhận phải thoả thuận xem kờnh ảo sẽ được sử dụng như thế nào. Tuy nhiờn LLC/SNAP encapsulation vẫn được khuyến cỏo là mặc nhiờn và hầu hết cỏc phương phỏp kĩ thuật khỏc đều tập trung hỗ trợ cho loại này. Vỡ vậy trong phần liờn quan của đồ ỏn sẽ đi theo hướng giải quyết chung của khuyến cỏo.
Kỹ thuật bao đúng gúi LLC/SNAP
Bao đúng gúi LLC/SNAP qui định mỗi kết nối ảo trong ATM tương ứng cho mỗi giao thức sử dụng trong PDU trước khi được đưa vào mạng ATM. Ở hai đầu cuối ATM sẽ trao đổi với nhau dũng dữ liệu là cỏc PDU hoạt động theo kiểu khụng hướng kết nối qua mạng trung gian . Như vậy sự lựa chọn cỏch ghộp luồng cỏc PDU này vào cỏc kờnh ảo ATM cú thể thụng qua cỏc kết nối cố định PVC hay kết nối động SVC
Khuụn dạng khung AAL5 để nhận PDU từ lớp ứng dụng bờn trờn
Khụng phõn biệt cỏch thức ghộp luồng cỏc PDU và cỏc kết nối ảo ATM , ở đõy cỏc PDUs được bắc cầu hay định tuyến đều được bao đúng gúi trong từng trường dữ liệu (payload) của AAL5 CPCS-PDU và khuụn dạng của AAL5 CPCS- PDU được chỉ ra trong hỡnh phớa dưới .
Trong đú:
• PAYLOAD: Trường dữ liệu , gồm từ 1 đến 216 octets và chứa thụng tin người sử dụng nhận từ lớp ứng dụng qua lớp con SSCS (Specified Services
Convergen Sublayer)
• PAD: trường đệm được chọn để toàn bộ CPCS- PDU là bối số của 48 để cú thể trực tiếp phõn đoạn cho nú vào tải trọng của tế bào.
• CPCS-UU: thụng tin người sử dụng với người sử dụng được truyền trong suốt giữa cỏc khỏch hàng đầu cuối qua mạng ATM
• CPI: chỉ thị phần chung làm đồng chuẩn đuụi để đạt được 64 bits
• LENGTH: trường độ dài để chỉ thị độ dài của tải trọng CPCS- PDU
• CRC: dựng để kiểm tra lỗi của toàn bộ CPCS- PDU
CPCS-PDU Trailer
Hỡnh 3.5:Dạng thức của AAL5 CPCS- PD
Bao đúng gúi LLC/ SNAP tại lớp AAL5
LLC/SNAP Encapsulation là kĩ thuật bao đúng gúi tại lớp tương thớch ATM AAL 5 , thực hiện việc chốn thờm cỏc thụng tin điều khiển cần thiết vào cỏc PDU khi đưa vào PAYLOAD của CPCS- AAL5 . Cỏc thụng tin này là cỏc nhận dạng giao thức sử dụng trong PDUs được bắc cầu hay định tuyến từ lớp cao đưa xuống và sẽ sử dụng cỏc kết nối ảo ATM làm phương tiện chuyển tiếp. Dựa vào cỏc nhận dạng giao thức này mà đầu thu cú thể tiến hành cỏc xử lý thớch hợp và chuẩn được đề nghị dựng cho việc này là IEEE 802
Theo chuẩn IEEE802 kĩ thuật bao đúng gúi LLC gồm 2 loại:
• Bao đúng gúi LLC cho cỏc giao thức định tuyền
• Bao đúng gúi LLC cho cỏc giao thức bắc cầu
Trong phạm vi đề tài , ta chỉ xột đến kĩ thuật bao đúng gúi cho cỏc giao tiếp định tuyến nghĩa là chỉ xột dũng cỏc datagram (cỏc PDU đó được định tuyến, Router PDUs) . Ta cú định dạng đơn vị dữ liệu tại lớp AAL5
LLC/SNAP –header(8 octets) CPCS-PDU Payload (1C216 octets)
PAD(0P47 octets) CPCS-UU( 1 octet)
CPI(1 octet) Length (2 octets)
PAYLOAD (1ữ216 octets) PAD (0ữ 47 octets) TRAILER (8 octets)
Hỡnh 3.6: Định dạng đơn vị dữ liệu tại lớp AAL5 (AAL-PDU) Gúi dữ liệu này chia thành 4 phần cơ bản:
• Header: Chứa thụng tin nhận dạng giao thức
• Payload: Chứa thụng tin người sử dụng
• Pad: Trường đệm
• Trailer: Thụng tin điều khiển thờm vào
Phần header của AAL5 –PDU gồm 8 octets chia làm 2 phần:
• Trường điều khiển liờn kết logic LLC gồm 3 octets
• Trường điểm truy nhập mạng con SNAP gồm 5 octets
DSAP SSAP Ctrl OUT PID
LLC SNAP
Hỡnh 3.7: Thành phần của header trong AAL5 – PDU
Bộ giỏ trị của 3 octets LLC: DSAP, SSAR, và Ctrl sẽ chỉ rừ PDU được định tuyến cú chuẩn theo ISO hay khụng (Router ISO PDUs) . Trường hợp LLC mang giỏ trị OxFE-FE-03 tương ứng với PDUs chuẩn theo ISO, ngược lại LLC mang giỏ trị OxAA-AA-03 tương ứng với PDU khụng chuẩn theo ISO (Router non ISO PDUs) , Classical IP over ATM là một vớ dụ điển hỡnh với PDU khụng chuẩn theo ISO . Trường SNAP gồm OUI và PID:
• OUI dài 3 octets chứa số hiệu nhận dạng đơn vị tổ chức nghĩa là cho biết tổ chức cung cấp cỏc giỏ trị trong trường kiểu.
• PID dài 2 octets dành cho việc mụ tả kiểu của gúi tin
Với IP truyền thống , giỏ trị của OUI :0x00.00.00 xỏc định trường PID theo sau là một Ether Type cú giỏ trị 0x08-00 để nhận dạng cho giao thức IP
Ta cú định dạng tải cho Router IP PDU trong trường hợp của Classical IP
LLC 0x AA-AA-03 OUI 0x00-00-00 PID(Ether Type) 0x08-00
Non –ISO PDU (IP PDU) (9-216 octets)
Hỡnh 3.8: Định dạng Payload cho Router IP PDU với IP truyền thống over ATM ( Non –ISO PDUs) theo chuẩn IEEE802.2
2.2.4.PHÂN O N VÀ TÁI L P RÁP D LI U TRONGĐ Ạ Ắ Ữ Ệ
AAL5
Khi một ứng dụng gửi dữ liệu qua AAL5 , mỏy chủ trao một khối dữ liệu cho giao tiếp AAL5 , giao tiếp này sinh ra một trailer , chia thụng tin thành cỏc khối 48 bytes và chuyển qua mạng ATM dưới dạng những tế bào đơn.
Bờn đầu thu của kết nối , AAL5 tỏi hợp cỏc tế bào đến một gúi , kiểm tra CRC để đảm bảo gúi dữ liệu đến là chớnh xỏc và đưa kết quả cho phần mềm ở mỏy chủ. Quỏ trỡnh chia gúi tin thành cỏc tế bào và tập hợp chỳng lại được gọi là phõn đoạn và tỏi lắp rỏp cỏc tế bào ATM. Để cho AAL 5 phớa thu biết được cú bao nhiờu tế bào hợp thành gúi, AAL5 phớa phỏt phải sử dụng bit thẩp trong trường kiểu payload của header trong tế bào ATM để đỏnh dấu tế bào cuối trong một gúi. Như vậy AAL5 phớa thu sẽ gộp cỏc tế bào cho đến khi nú tỡm thấy trường phỏt triển cú bit kết thỳc gúi được thiết lập
Hỡnh 3.9 dưới đõy sẽ mụ tả quỏ trỡnh phõn đoạn PDU hỡnh thành tế bào ATM và tỏi lắp rỏp chỳng tại giao tiếp AAL5 của bờn gửi và bờn nhận khi thực hiện ứng dụng TCP/ IP qua ATM
TCP segment 20 octets IP datagram 20 octets CPSDU ATM 8octets cell 48 octets 53 octets Send Receive
Hỡnh 3.9: Mụ phỏng quỏ trỡnh bao đúng gúi phõn đoạn và tỏi lắp rỏp dữ liệu của bờn gửi , bờn nhận khi ứng dụng TCP/IP vào mụi trường ATM
2.4.V N Ấ ĐỀ ĐỊ A CHỈ Data TCP header IP header PAD CPCS trailer ATM Header ATM Header ATM Header ATM Header
Khi hai host IP trong cựng một LIS trao đổi dữ liệu cho nhau và sử dụng phương tiện vận chuyển ATM ở lớp thấp thỡ mỗi host thành viờn đều phải được phõn định địa chỉ IP , địa chỉ ATM và do đú mạng vận chuyển ATM sẽ cung cấp một kết nối ảo thớch hợp cho đỏp ứng này.Kết nối ảo ATM(VCs) cú thể ở dạng cố định PVC hay dạng động SVC. Vấn đề được xột đến như sau:
Trường hợp sử dụng một kết nối ảo cố định PVC giữa hai host IP nguồn và đớch , một yờu cầu phõn giải địa chỉ từ địa chỉ IP host đớch xỏc định giỏ trị VCI của kết nối ảo được đặt ra. Yờu cầu này đưa ra hai vấn đề:
Bản thõn mỗi host phải cú cơ sở dữ liệu về thụng tin cỏc kết nối ảo PVCs (cache) mà host sử dụng để nối đến cỏc host khỏc
Phải cú một mỏy chủ (server) đặc biệt chứa cỏc cơ sở dữ liệu thụng tin về cỏc kết nối ảo PVCs từ một host thuộc phạm vi quản lý của server đến cỏc host khỏc . Như vậy , mỏy này sẽ đỏp ứng khi một host cú yờu cầu cung cấp thụng tin về PVC đến một host nào đú.
Cả hai vấn đề đều được thoả món khi ứng dụng TCP/IP qua mạng ATM thụng qua thủ tục In- ATM ARP và sự tồn tại của mỏy chủ phõn giải địa chỉ (ATMARP- server) cũng như sự hiện diện bảng cache chứa thụng tin địa chỉ tại cỏc host. Ở đú cỏc giỏ trị VCIs cấu hỡnh cho cỏc host đó xỏc định trước, nghĩa là cỏc địa chỉ ATM tương ứng của từng host đó biết. Trờn cơ sở này , cỏc datagram sẽ được chuyển tiếp về tới đớch.
Trường hợp sử dụng kết nối ảo động SVC sẽ khắc phục được sự hạn chế của nguồn tài nguyờn PVC tại một cổng ATM qua đú mạng ATM sẽ cú thể mềm dẻo luõn chuyển sử dụng cỏc kờnh ảo cho cỏc host theo từng thời điểm. Như vậy giữa hai host IP cần truyền thụng phải xỏc định một kết nối ảo bằng cỏch gửi một yờu cầu đến nỳt chuyển mạch ATM, nhưng chuyển mạch ATM chỉ được xử lý được với một địa chỉ IP của host đớch phải phõn giải ra một địa chỉ ATM tương ứng của nú.l
Cũng như cỏch giải quyết trong trường hợp sử dụng PVC , với SVC cũng sử dụng mỏy chủ phõn giải địa chỉ ATMARP server) như đó đề cập ở trờn nhưng thủ tục phõn giải ở đõy là ATMARP. Thủ tục ATMARP ngược với InATMARP bởi việc cung cấp thụng tin địa chỉ ATM của một host khi nhận địa chỉ IP của nú qua gúi yờu cầu ATMARP –Request được gửi từ host IP nguồn
ATMARP server IP-addr-s
Hỡnh 3.10:Mụ hỡnh mạng con LIS với sự hỗ trợ của ATMARP server
Trở lạ với việc trao đổi dữ liệu giữa cỏc host IP , trường hợp 2 host trao đổi dữ liệu cho nhau nằm ở cỏc LIS khỏc nhau. Khi đú , mỗi host IP với cơ chế định tuyến đặc