- Thực thể: là thành phần tớch cực trong mỗi tầng, nú cú thể là một tiến trỡnh
7.2.2.Mạng chuyển gúi (Packet Switching Network)
Hỡnh 7.9: Mụ hỡnh kết nối WAN dựng chuyển mạch gúi
Mạng chuyển mạch gúi hoạt động theo nguyờn tắc sau : Khi một trạm trờn mạng cần gửi dữ liệu nú cần phải đúng dữ liệu thành từng gúi tin, cỏc gúi tin đú được đi trờn mạng từ nỳt này tới nỳt khỏc tới khi đến được đớch. Do việc sử dụng kỹ thuật trờn nờn khi một trạm khụng gửi tin thỡ mọi tài nguyờn của mạng sẽ dành cho cỏc trạm khỏc, do vậy mạng tiết kiệm được cỏc tài nguyờn và cú thể sử dụng chỳng một cỏch tốt nhất.
Người ta chia cỏc phương thức chuyển mạch gúi ra làm 2 phương thức: − Phương thức chuyển mạch gúi theo sơ đồ rời rạc.
− Phương thức chuyển mạch gúi theo đường đi xỏc định.
Với phương thức chuyển mạch gúi theo sơ đồ rời rạc cỏc gúi tin được chuyển đi trờn mạng một cỏch độc lập, mỗi gúi tin đều cú mang địa chỉ nơi gửi và nơi nhận. Mổi nỳt trong mạng khi tiếp nhận gúi tin sẽ quyết định xem đường đi của gúi tin phụ thuộc vào thuật toỏn tỡm đường tại nỳt và những thụng tin về mạng mà nỳt đú cú. Việc truyền theo phương thức này cho ta sự mềm dẻo nhất định do đường đi với mỗi gúi tin trở nờn mềm dẻo tuy nhiờn điều này yờu cầu một số lượng tớnh toỏn rất lớn tại mỗi nỳt nờn hiện nay phần lớn cỏc mạng chuyển sang dựng phương chuyển mạch gúi theo đường đi xỏc định.
Hỡnh 3-10: Vớ dụ phương thức sơ đồ rời rạc
Phương thức chuyển mạch gúi theo đường đi xỏc định:
Trước khi truyền dữ liệu một đưũng đi (hay cũn gọi là đường đi ảo) được thiết lập giữa trạm gửi và trạm nhận thụng qua cỏc nỳt của mạng. Đường đi trờn mang số hiệu
phõn biệt với cỏc đường đi khỏc, sau đú cỏc gúi tin được gửi đi theo đường đó thiết lập để tới đớch, cỏc gúi tin mang số hiệu củ đường ảo để cú thể được nhận biết khi qua cỏc nỳt. Điều này khiến cho việc tớnh toỏn đường đi cho phiờn liờn lạc chỉ cần thực hiện một lần.
Kết nối dựng ATM
• Giới thiệu về cụng nghệ ATM
Mạng ATM (Cell relay), hiện nay kỹ thuật Cell Relay dựa trờn phương thức truyền thụng khụng đồng bộ (ATM) cú thể cho phộp thụng lượng hàng trăm Mbps. Đơn vị dữ liệu dựng trong ATM được gọi là tế bào (cell). cỏc tế bào trong ATM cú độ dài cố định là 53 bytes, trong đú 5 bytes dành cho phần chứa thụng tin điều khiển (cell header) và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trờn.
Trong kỹ thuật ATM, cỏc tế bào chứa cỏc kiểu dữ liệu khỏc nhau được ghộp kờnh tới một đường dẫn chung được gọi là đường dẫn ảo (virtual path). Trong đường dẫn ảo đú cú thể gồm nhiều kờnh ảo (virtual chanell) khỏc nhau, mỗi kờnh ảo được sử dụng bởi một ứng dụng nào đú tại một thời điểm.
ATM đó kết hợp những đặc tớnh tốt nhất của dạng chuyển mạch liờn tục và dạng chuyển mạch gúi, nú cú thể kết hợp dải thụng linh hoạt và khả năng chuyển tiếp cao tốc và cú khả năng quản lý đồng thời dữ liệu số, tiếng núi, hỡnh ành và multimedia tương tỏc.
Mục tiờu của kỹ thuật ATM là nhằm cung cấp một mạng dồn kờnh, và chuyển mạch tốc độ cao, độ trễ nhỏ dỏp ứng cho cỏc dạng truyền thụng đa phương tiện (multimedia).
Chuyển mạch cell cần thiết cho việc cung cấp cỏc kết nối đũi hỏi băng thụng cao, tỡnh trạng tắt nghẽn thấp, hổ trợ cho lớp dịch vụ tớch hợp lưu thụng dữ liệu õm thanh hỡnh ảnh. Đặc tớnh tốc độ cao là đặc tớnh nổi bật nhất của ATM.
ATM sử dụng cơ cấu chuyển mạch đặc biệt: ma trận nhị phõn cỏc thành tố chuyển mạch (a matrix of binary switching elements) để vận hành lưu thụng. Khả năng vụ
hướng (scalability) là một đặc tớnh của cơ cấu chuyển mạch ATM. Đặc tớnh này tương phản trực tiếp với những gỡ diễn ra khi cỏc trạm cuối được thờm vào một thiết bị liờn mạng như router. Cỏc router cú năng suất tổng cố định được chia cho cỏc trạm cuối cú kết nối với chỳng. Khi số lượng trạm cuối gia tăng, năng suất của router tương thớch cho trạm cuối thu nhỏ lại. Khi cơ cấu ATM mở rộng, mỗi thiết bị thu trạm cuối, bằng con đường của chớnh nú đi qua bộ chuyển mạch bằng cỏch cho mỗi trạm cuối băng thụng chỉ định. Băng thụng rộng được chỉ định của ATM với đặc tớnh cú thể xỏc nhận khiến nú trở thành một kỹ thuật tuyệt hảo dựng cho bất kỳ nơi nào trong mạng cục bộ của doanh nghiệp.
Như tờn gọi của nú chỉ rừ, kỹ thuật ATM sử dụng phương phỏp truyền khụng đồng bộ (asynchronouns) cỏc tề bào từ nguồn tới đớch của chỳng. Trong khi đú, ở tầng vật lý người ta cú thể sử dụng cỏc kỹ thuật truyền thụng đồng bộ như SDH (hoặc SONET).
Nhận thức được vị trớ chưa thể thay thế được (ớt nhất cho đến những năm đầu của thế kỷ 21) của kỹ thuật ATM, hầu hết cỏc hóng khổng lồ về mỏy tớnh và truyền thụng như IBM, ATT, Digital, Hewlett - Packard, Cisco Systems, Cabletron, Bay Network,... đều đang quan tõm đặc biệt đến dũng sản phẩm hướng đến ATM của mỡnh để tung ra thị trường. Cú thể kể ra đõy một số sản phẩm đú như DEC 900 Multiwitch, IBM 8250 hub, Cisco 7000 rounter, Cablectron, ATM module for MMAC hub.
Nhỡn chung thị trường ATM sụi động do nhu cầu thực sự của cỏc ứng dụng đa phương tiện. Sự nhập cuộc ngày một đụng của cỏc hóng sản xuất đó làm giảm đỏng kể giỏ bỏn của cỏc sản phẩm loại này, từ đú càng mở rộng them thị trường. Ngay ở Việt Nam, cỏc dự ỏn lớn về mạng tin học đều đó được thiết kế với hạ tầng chấp nhận được với cụng nghệ ATM trong tương lai.
• Cỏc đặc trưng chớnh của cụng nghệ ATM
Mạng chuyển mạch ATM là mạng cho phộp xử lý tốc độ cao, dung lượng lớn, chất lượng truy nhập cao, và việc điều khiển quỏ trỡnh chuyển mạch dễ dàng và đơn giản. Đặc tớnh của chuyển mạch ATM là ở chỗ nú thử nghiệm sự biến đổi của độ trễ tế bào thụng qua việc sử dụng kỹ thuật tự định tuyến của lớp phần cứng, và cú thể dễ dàng hỗ trợ cho truyền thụng đa phương tiện sử dụng dữ liệu, tiếng núi và hỡnh ảnh. Hơn thế nữa, nú cú thể đảm bảo việc điều khiển phõn tỏn và song song ở mức độ cao. Nhược điểm của hệ thống chuyển mạch ATM là sự phức tạp của phần cứng và sự tǎng thờm của trễ truyền dẫn tế bào, và là sự điều khiển phức tạp do việc chức nǎng sao chộp và xử lý phải được thực hiện đồng thời.
• Đỏnh giỏ khi dựng kế nối ATM
Khi mụi trường của xó hội thụng tin được hoàn thiện, thỡ mạng giao tiếp thụng tin bǎng rộng cần thiết phải tỏ ra thớch nghi với cỏc tớnh nǎng như tốc độ cao, bǎng rộng,
đa phương tiện. Và vỡ vậy phải tớnh đến việc thiết lập mạng thụng tin tốc độ siờu cao ở tầm quốc gia.
Mạng thụng tin tốc độ siờu cao đó dựa vào sử dụng cụng nghệ ATM (phương thức truyền tải khụng đồng bộ) để tạo ra mạng lưới quốc gia rộng khắp với tớnh kinh tế và hiệu quả cho phộp cỏc nhà cung cấp dịch vụ cú thể cung cấp nhiều loại hỡnh dịch vụ thụng tin khỏc nhau.
Cụng nghệ ATM là cụng nghệ đang trờn quỏ trỡnh hoàn thiện và chuẩn hoỏ, nờn việc triển khai nú cần được nghiờn cứu chuẩn bị rất đầy đủ và chi tiết, để cú khả năng duy trỡ và mở rộng.
Kết nối dựng mạng Frame Relay
Hỡnh 7.10: Mụ hỡnh kết nối WAN dựng mạng Frame relay
• Giới thiệu về mạng Frame Relay (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Frame relay - mạng chuyển mạch khung:
Bước sang thập kỷ 80 và đầu thập kỷ 90, cụng nghệ truyền thụng cú những bước tiến nhảy vọt đặc biệt là chế tạo và sử dụng cỏp quang vào mạng truyền dẫn tạo nờn chất lượng thụng tin rất cao. Việc xử dụng thủ tục hỏi đỏp X25 để thực hiện truyền số liệu trờn mạng cỏp quang luụn đạt được chất lượng rất cao, và vỡ thế khung truyền từ 128 byte cho X25 được mở rộng với khung lớn hơn, thế là cụng nghệ Frame Relay ra đời. Frame relay cú thể chuyển nhận cỏc khung lớn tới 4096 byte, và khụng cần thời gian cho việc hỏi đỏp, phỏt hiện lỗi và sửa lỗi ở lớp 3 (No protocol at Network layer) nờn Frame Relay cú khả nǎng chuyển tải nhanh hơn hàng chục lần so với X25 ở cựng tốc độ. Frame Relay rất thớch hợp cho truyền số liệu tốc độ cao và cho kết nối LAN to
LAN và cả cho õm thanh, nhưng điều kiện tiờn quyết để sử dụng cụng nghệ Frame relay là chất lượng mạng truyền dẫn phải cao.
• Cỏc thiết bị dựng cho kết nối Frame Relay Cơ sở để tạo được mạng Frame relay là:
o Cỏc thiết bị truy nhập mạng FRAD (Frame Relay Access Device),
o Cỏc thiết bị mạng FRND (Frame Relay Network Device), Đường nối giữa cỏc thiết bị và mạng trục Frame Relay, mụ tả trong hỡnh vẽ dưới đõy.
Hỡnh 7.11: Mạng Frame relay - mạng chuyển mạch khung
Thiết bị FRAD cú thể là cỏc LAN bridge, LAN Router v.v...
Thiết bị FRND cú thể là cỏc Tổng đài chuyển mạch khung (Frame) hay tổng đài chuyển mạch tế bào (Cell Relay - chuyển tải tổng hợp cỏc tế bào của cỏc dịch vụ khỏc nhau như õm thanh, truyền số liệu, video v.v..., mỗi tế bào độ dài 53 byte, đõy là phương thức của cụng nghệ ATM). Đường kết nối giữa cỏc thiết bị là giao diện chung cho FRAD và FRND, giao thức người dựng và mạng hay gọi F.R UNI (Frame Relay User Network Interface). Mạng trục Frame Relay cũng tương tự như cỏc mạng viễn thụng khỏc cú nhiều tổng đài kết nối với nhau trờn mạng truyền dẫn, theo thủ tục riờng của mỡnh. Trong OSI 7 lớp, lớp 3 - lớp network, Frame Relay khụng dựng thủ tục gỡ cả (Transparent).
• Cỏc đặc tớnh của Frame Relay
Người sử dụng gửi một Frame (khung) đi với giao thức LAP-D hay LAP-F (Link Access Protocol D hay F), chứa thụng tin về nơi đến và thụng tin người sử dụng, hệ thống sẽ dựng thụng tin này để định tuyến trờn mạng. Cụng nghệ Frame Relay cú một ưu điểm đặc trưng rất lớn là cho phộp người sử dụng dựng tốc độ cao hơn mức họ đǎng ký trong một khoảng thời gian nhất định , cú nghĩa là Frame Relay khụng cố định độ rộng bǎng thụng (Bandwith) cho từng cuộc gọi một mà phõn phối bandwith một cỏch linh hoạt, điều mà dịch vụ X25 và thuờ kờnh riờng khụng cú. Vớ dụ người sử dụng ký hợp đồng sử dụng với tốc độ 64 kb, khi họ chuyển đi một lượng thụng tin quỏ lớn, Frame Relay cho phộp truyền chỳng ở tốc độ cao hơn 64 kb. Hiện tượng này được gọi là "bựng nổ" - Bursting.
Thực tế trờn mạng lưới rộng lớn cú rất nhiều người sử dụng với vụ số frame chuyển qua chuyển lại, hơn nữa Frame Relay khụng sử dụng thủ tục sửa lỗi và điều khiển thụng lượng (Flow control) ở lớp 3 (Network layer), nờn cỏc Frame cú lỗi đều bị loại bỏ thỡ vấn đề cỏc frame được chuyển đi đỳng địa chỉ, nguyờn vẹn, nhanh chúng và khụng bị thừa bị thiếu là khụng đơn giản. Để đảm bảo được điều này Frame relay sử dụng một số giao thức sau:
DLCI (Data link connection identifier) - Nhận dạng đường nối data.
Cũng như X25, trờn một đường nối vật lý frame relay cú thể cú rất nhiều cỏc đường nối ảo, mỗi một đối tỏc liờn lạc được phõn một đường nối ảo riờng để trỏnh bị lẫn, được gọi tắt là DLCI.
CIR (Committed information rate) - Tốc độ cam kết.
Đõy là tốc độ khỏch hàng đặt mua và mạng lưới phải cam kết thường xuyờn đạt được tốc độ này.
CBIR (Committed burst information rate) - Tốc độ cam kết khi bựng nổ thụng tin.
Khi cú lượng tin truyền quỏ lớn, mạng lưới vẫn cho phộp khỏch hàng truyền quỏ tốc độ cam kết CIR tại tốc độ CBIR trong một khoảng thời gian (Tc) rất ngắn vài ba giõy một đợt, điều này tuỳ thuộc vào độ "nghẽn" của mạng cũng như CIR.
DE bit (Discard Eligibility bit) - Bit đỏnh dấu Frame cú khả nǎng bị loại bỏ. Về lý mà núi nếu chuyển cỏc Frame vượt quỏ tốc độ cam kết, thỡ những Frame đú sẽ bị loại bỏ và bit DE được sử dụng. Tuy nhiờn cú thể chuyển cỏc frame đi với tốc độ lớn hơn CIR hay thậm chớ hơn cả CBIR tuỳ thuộc vào trạng thỏi của mạng Frame relay lỳc đú cú độ nghẽn ớt hay nhiều (Thực chất của khả nǎng này là mượn độ rộng bǎng thụng"Bandwith" của những người sử dụng khỏc khi họ chưa dựng đến). Nếu độ nghẽn của mạng càng nhiều (khi nhiều người cựng làm việc) thỡ khả nǎng rủi ro bị loại bỏ của cỏc Frame càng lớn. Khi Frame bị loại bỏ, thiết bị đầu cuối phải phỏt lại.
Do mạng Frame relay khụng cú thủ tục điều khiển thụng lượng (Flow control) nờn độ nghẽn mạng sẽ khụng kiểm soỏt được, vỡ vậy cụng nghệ Frame relay sử dụng hai phương phỏp sau để giảm độ nghẽn và số frame bị loại bỏ.
Sử dụng FECN (Forward explicit congestion notification):
Thụng bỏo độ nghẽn cho phớa thu và BECN (Backward Explicit Congestion Notification)
Thụng bỏo độ nghẽn về phớa phỏt . Thực chất của phương phỏp này để giảm tốc độ phỏt khi mạng lưới cú quỏ nhiều người sử dụng cựng lỳc.
Hỡnh 7.12: Nguyờn lý sử dụng FECN và BECN
Sử dụng LMI (Local Manegment Interface): để thụng bỏo trạng thỏi nghẽn mạng cho cỏc thiết bị đầu cuối biết. LMI là chương trỡnh điều khiển giỏm sỏt đoạn kết nối giữa FRAD và FRND.
• Đỏnh giỏ khi dựng kế nối Frame Relay
Hiện nay nhu cầu kết nối WAN được đặt ra và biến đổi theo từng ngày, cú rất nhiều cụng nghệ được đưa ra thảo luận và thử nghiệm để xõy dựng nền tảng mạng lưới cung cấp cỏc dịch vụ truyền số liệu cho quốc gia. Theo xu thế chung, tất cả cỏc dịch vụ thoại và phi thoại dần dần sẽ tiến tới được sử dụng trờn nền của mạng thụng tin bǎng rộng tớch hợp IBCN (Integrated Broadband Communacation Network). Trờn cơ sở mạng IBCN, ngoài cỏc dịch vụ truyền thống về thoại và truyền số liệu cũn cú thể cung cấp rất nhiều dịch vụ liờn quan tới hỡnh ảnh động và dịch vụ từ xa như: truyền hỡnh chất lượng cao, hội thảo truyền hỡnh, thư viện điện tử, đào tạo từ xa, kờnh video theo yờu cầu (video on demand),...
Quỏ trỡnh tiến tới mạng IBCN hiện tại cú thể xem như cú hai con đường: Hướng thứ nhất là từ cỏc mạng điện thoại tiến tới xõy dựng mạng số đa dịch vụ tớch hợp ISDN (Integrated Service Digital Network) rồi tiến tới BISDN hay IBCN. Hướng thứ hai là từ cỏc mạng phi thoại tức là cỏc mạng truyền số liệu tiến tới xõy dựng cỏc mạng chuyển khung (Frame-Relay) rồi mạng truyền dẫn khụng đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) để làm nền tảng cho IBCN.
Cụng nghệ Frame-Relay với những ưu điểm của nú như là một cụng nghệ sẽ được ứng dụng trờn mạng truyền số liệu của Việt nam trong thời gian tới.
Theo số liệu của diễn đàn Frame-Relay thỡ nguyờn nhõn để người dựng chọn Frame-Relay là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Kết nối LAN to LAN: 31%
• Tạo mạng truyền ảnh: 31%
• Tốc độ cao: 29%
• Giỏ thành hợp lý: 24%
• Xử lý giao dịch phõn tỏn: 16%
• Hội thảo video: 5%
Rừ ràng là cỏc ứng dụng trờn Frame-Relay đều sử dụng khả nǎng truyền số liệu tốc độ cao và cần đến dịch vụ bǎng tần rộng cú tớnh đến khả nǎng bựng nổ lưu lượng (trafic bursty) mà ở cỏc cụng nghệ cũ hơn như chuyển mạch kờnh hay chuyển mạch gúi khụng thể tạo ra.
Kết nối dựng dịch vụ chuyển mạch tốc độ cao (SMDS)
• Giới thiệu
SMDS (Switched Multimegabit Data Service) mạng chuyển mạch tốc độ cực cao. Giống như mạng frame relay, nú cung cấp cỏc kờnh ảo(virtual channels) với tốc độ thấp nhất là T1(gần 1.5 Mbps) đến tốc độ T3(gần 45 Mbps).
SMDS dựng phương phỏp truy nhập mạng và giao diện theo chuẩn IEEE 802.6. khoảng cỏch kết nối tối đa là 160 kilụ một(100 dặm Anh).
SMDS dựng cụng nghệ tế bào kớch thước cố định gần như ATM, nú thường cung cấp dịch vụ dựng tốc độ cao trờn T-1, hay T-3 thường là 4, 10, 16, 25 and 34 Mbps.
Mạng trục SMDS cú tốc độ DS-3 (45 Mbps), OC-3 (155 Mbps) hỗ trợ tốc độ truyền SONET, và OC-12 (622 Mbps).
Dựng SMDS rất cú lợi cho cỏc ứng dụng đũi hỏi tốc độ cao như truyền ảnh, thiết