ơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM 5.1.Tổng quan về kết nối Internet qua mạng ATM
5.2.1. Các vấn đề cần giải quyết trong phơng pháp IP truyền thống trên ATM
Phơng pháp IP truyền thống trên ATM đợc phát triển dựa theo ý tởng của mạng LAN truyền thống. Trong phơng pháp này mạng ATM đợc coi gần giống
nh một mạng LAN truyền thống đóng vai trò mạng truyền dẫn cho giao thức IP,
đó là lý do vì sao nó đợc gọi là phơng pháp IP truyền thống trên ATM. Nếu xét theo mô hình phân lớp thì trong phơng pháp này mạng ATM đóng vai trò nh lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý. Hình 5.2 so sánh mô hình phân lớp của mạng LAN truyền thống và của phơng pháp IP truyền thống trên ATM.
Các lớp cao hơn Lớp IP
IP over ATM LLC
Lớp tơng thích ATM Lớp ATM
Lớp điều khiển truy nhập thiết bị (MAC) Lớp vật lý Lớp vật lý Mạng ATM có triển khai
IP over ATM
Mạng LAN truyền thống
Hình 5.2: Phơng pháp IP truyền thống trên ATM khi so sánh với mạng LAN Vì phơng pháp IP truyền thống trên ATM dựa trên nguyên tắc hoạt động của giao thức IP trên môi trờng mạng LAN truyền thống lên khi nghiên cứu ph- ơng pháp IP truyền thống trên ATM ta cần phải giải quyết ba vấn đề cơ bản sau đây:
• Phơng pháp đóng gói các Datagrams: Các đơn vị số liệu của giao thức Internet (các Datagrams) cần đợc đóng gói vào các đơn vị số liệu của mạng ATM. Các đơn vị số liệu của ATM đợc sử dụng là các AAL5 CPCS-SDUs.
• Chuyển đổi địa chỉ: Mỗi thiết bị cuối trong mạng ATM sẽ có hai loại địa chỉ
là địa chỉ IP và địa chỉ ATM. Khi hai thiết bị cuối muốn thiết lập kết nối cũng nh trong các mạng LAN chúng không những phải biết địa chỉ IP của nhau mà còn phải biết địa chỉ ATM. Tức là cần phải có một cơ chế để chuyển đổi địa chỉ IP sang địa chỉ ATM và ngợc lại.
• Các quy tắc báo hiệu để thiết lập kết nối: Báo hiệu trong mạng ATM khi sử
dụng cho phơng pháp IP truyền thống trên ATM ngoài bao gồm các thủ tục thiết lập kết nối còn có một số thủ tục khác nh kích thớc cực đại của các gói tin, tham số lu lợng tải, kiểu giao thức ở lớp bên trên ....
Tuy nhiên mạng ATM có một số đặc điểm khác với mạng LAN nh:
Mạng LAN có các phơng tiện dùng chung trong khi mạng ATM có phơng
tiện truyền dẫn riêng cho mỗi kết nối. ATM cung cấp một môi trờng chuyển
mạch kiểu kết nối ảo. Một kết nối ảo có thể đợc thiết lập thông qua một kết nối ảo cố định (PVC) hoặc một kết nối ảo chuyển mạch (SVC).
Mạng LAN là mạng hoạt động theo phơng thức không liên kết
(Connectionless) trong khi mạng ATM hoạt động theo phơng thức hớng liên kết (Connection-Oriented).
Trong mạng LAN việc quảng bá thông tin (sử dụng địa chỉ cuối mạng) đợc thực hiện dễ dàng. Trong mang ATM việc truyền quảng bá thông tin không đợc mạng hỗ trợ do đó thực hiện quảng bá thông tin rất khó khăn.
Một địa chỉ ATM đầu cuối có thể đợc mã hoá theo một trong hai kiểu: kiểu địa chỉ NSAP hoặc kiểu địa chỉ E.164. Trong một số trờng hợp cả hai địa chỉ này đều cần thiết cho một máy khách ATMARP để có thể liên lạc đợc với một Router hoặc một máy khác. Việc sử dụng địa chỉ ATM cuối cùng và địa chỉ E.164 bởi ATMARP cũng tơng tự nh địa chỉ của mạng Ethernet.
Từ sự khác nhau đó lên việc xem xét các vấn đề trên đối với mạng ATM có khác so với mạng LAN.
Các vấn đề nêu trên sẽ lần lợt đợc xem xét trong từng mục dới đây.
5.2.2.Ph ơng pháp đóng gói dữ liệu
Có ba phơng pháp đóng gói dữ liệu là: phơng pháp LLC/SNAP, phơng pháp ghép kênh VC và phơng pháp TULIP/TULIC. Hình 5.3 minh hoạ ba phơng pháp đóng gói đó.
Higher layer TCP Higher layer Higher layer IP TCP LLC IP TCP
AAL5 AAL5 AAL5
ATM ATM ATM
LLC/SNAP VC multiPlexing TUNIC
Hình 5.3: Các phơng pháp đóng gói khi truyền các gói IP qua mạng ATM Trong đó :
LLC: Logic Link Control. Điều khiển liên kết Logic.
SNAP: Subnetwork Attachment Point. Điểm gắn vào mạng con. TUNIC : TCP and UDP over non-existent IP.
Với các kiểu đóng gói khác nhau thì các thông tin dùng để tách kênh ở các trạm cuối và thông tin cần mang trong bản tin báo hiệu là khác nhau. Tuy nhiên khi càng nhiều thông tin cần dùng để tách kênh tại các trạm cuối thì càng có ít thông tin cần truyền đi trong bản tin báo hiệu.
Bảng 5.1 trình bày các thông tin cần truyền trong bản tin báo hiệu và các thông tin dùng để tách kênh của các phơng pháp đóng gói khác nhau.
Phơng pháp đóng gói Thông tin dùng để tách kênh tại trạm cuối
Thông tin trong bản tin báo hiệu
LLC/SNAP Địa chỉ nguồn
Địa chỉ đích Họ giao thức Giao thức Cổng
Không có
Ghép kênh ảo Địa chỉ nguồn Địa chỉ đích Giao thức Cổng
TUNIC Không có Địa chỉ nguồn Địa chỉ đích Họ giao thức Giao thức Cổng
Bảng 5.1: Các thông tin cần thiết để tách kênh và các thông tin cần truyền trong bản tin báo hiệu của các phơng pháp đóng gói khác nhau
5.2.2.1.Ph ơng pháp đóng gói LLC/SNAP (Điều khiển kết nối Logic/điểm gắn vào
mạng con)
Đối với phơng pháp này hầu hết các chức năng ghép kênh cần phải thực hiện ở trạm cuối. ở đó LLC/SNAP Header đợc thêm vào hoặc ớc lợng tơng ứng.
Phơng pháp đóng gói này là phù hợp nhất cho mạng dùng PVC hoặc mạng không có khả năng mang song song nhiều kênh VCs. Do đó một vài kết nối của các giao thức bậc cao có thể dễ dàng chia sẻ một VCC đơn. Mặc dù ph- ơng pháp đóng gói này đòi hỏi phải xử lý và truyền dẫn nhiều hơn nhng nó là phơng pháp đợc sử dụng cho nhiều mạng và là kiểu đóng gói mặc định cho ph- ơng pháp IP truyền thống trên ATM.
Trong phơng pháp đóng gói này, đơn vị dữ liệu giao thức Internet đợc gắn thêm phần tiếp đầu điều khiển liên kết logic có độ dài 3 Bytes nh hình sau.
Bytes 1 2 3
DSAP SSAP Ctrl
Trong đó:
DSAP (1 Byte): Destination Service Access Piont -Điểm truy nhập dịch vụ đích.
SSAP (1 Byte): Source Service Access Piont -Điểm truy nhập dịch vụ nguồn.
Ctrl (1 Byte) : Xác định các loại khung khác nhau.
Ngoài ra đơn vị số liệu giao thức còn đợc gắn thêm phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con SNAP nếu giao thức không phải là giao thức chuẩn ISO. Cấu trúc phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con có dạng nh hình sau.
Bytes 1 2 3 4 5
OUI PID
Trong đó:
OUI (3 Bytes): Organizationally Unique Identifier - Xác định tổ chức quy định ý nghĩa trờng PID. OUI có giá trị 0x00-00-00 cho cả hai trờng hợp gói dữ liệu là gói IP hoặc gói ATMARP.
PID (2 Bytes): Protocol Identifier- Xác định giao thức lớp trên. PID = 0x08-00: Trờng hợp gói dữ liệu là gói IP.
PID = 0x08-06: Trờng hợp gói dữ liệu là gói ATMARP/InATMARP. ở đây ta không quan tâm đến chi tiết từng giá trị của phần tiếp đầu điều khiển liên kết Logic và phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con mà chỉ quan tâm đến giá trị của chúng trong trờng hợp giao thức Internet. Với giao thức Internet không phải là giao thức chuẩn ISO nên phần tiếp đầu điều khiển liên kết Logic có giá trị 0xAA-AA-03 để biểu thị sự tồn tại của phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con. Phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con dùng để xác định giao thức Internet có giá trị 0x00-00-00 cho trờng OUI và 0x80-00 cho trờng PID.
Nh vậy sau khi thêm phần tiếp dầu điều khiển liên kết logic và phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con vào đơn vị dữ liệu giao thức Internet ta sẽ có đơn vị dữ liệu giao thức của lớp con hội tụ chung (CPCS) có dạng nh hình 5.4.
Bytes LLC (0xAA-AA-03) 3 OUI (0x00-00-00) 6 PID (0x08) 8 Đơn vị số liệu giao thức Internet
(độ dài tối đa 216-9 Bytes)
9
Ta thấy đơn vị số liệu giao thức của giao thức Internet có độ dài lên đến (216 –9) Bytes. Mặc dù giá trị 9180 Bytes là giá trị mặc định. Độ dài của đợn vị
số liệu giao thức có thể thay đổi tuỳ theo sự thoả thuận của hai bên trao đổi dữ liệu. Hình 5.5 trình bày quá trình chuyển các gói dữ liệu của các giao thức khác nhau qua một kênh ảo sử dụng phơng pháp đóng gói LLC/SNAP.
Hình 5.5: Phơng pháp đóng gói LLC/SNAP
Với đơn vị số liệu của giao thức phân tích địa chỉ ATM thì các giá trị các trờng trong phần tiếp đầu điều khiển liên kết logic và phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con cũng giống nh đơn vị số liệu của giao thức Internet. Chỉ khác ở tr- ờng xác định giao thức PID. Trong trờng hợp giao thức phân tích địa chỉ ATM trờng PID có giá trị 0x08-06.
IP ARP A-Talk etc...