“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 dưới đõy sẽ minh hoạ cho khỏi niệm bao đúng gúi LLC/SNAP
AAL ATM
IP IP
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:
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
VC AAL ATM PHY IP IP VC VC
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 (1216 octets)
PAD(047 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