x Khe bị chiếm hữu
X XO O
U
Hình 4.3:U Nhầm khe thời gian giữa các cạnh trong mạng 4.3.Chuyển mạch gói nhanh
Từ những kết luận trong ch ơng 1, ta thấy chuyển mạch gói nhanh có đặc điểm sau:
1. Nhờ sử dụng nguyên lý xếp hàng FCFS (First Come First Serve), chúng ta không cần theo dõi việc gán khe trong một khung. Gán khe xuyên qua một mạng chuyển mạch đ ợc tính toán kỷ càng còn hơn thế nữa khi kết nối có tốc độ bít dao động.
2. Chúng ta không cần một bộ nhớ lớn cho toàn bộ khung, nh ng cần bộ nhớ nhỏ hơn để xếp hàng các gói trong toàn bộ khung.
Từ đó chúng ta có cấu trúc của chuyển mạch gói nhanh xuất phát từ chuyển mạch kênh TS đa tầng Chúng ta đơn giản biến đổi chuyển . mạch T một từ TSI thành một hàng FCFS tại mỗi đầu vào nh trong hình 4.4. Chuyển mạch gói sử dụng bộ đệm đầu vào tại mỗi nút chuyển mạch.
Một chuyển mạch gói nhanh có thể vận chuyển các gói chiều dài cố định hoặc là biến đổi. Nút chuyển mạch kết nối một trong các hàng đợi đầu vào đến đầu ra để truyền các gói tại đầu hàng đợi đầu vào đó. Sau hoàn thành truyền dẫn một gói, đầu ra đó đ ợc kết nối lại đến đầu vào bất kỳ đang chờ phục vụ đối với đầu ra đó. Theo cách này, điều khiển nút chuyển mạch chỉ phụ thuộc vào thông tin nội bộ, không
giống chuyển mạch kênh đa khe yêu cầu so khớp khe xuyên qua toàn bộ mạng. Chuyển mạch gói nhanh ở hình 4.4 gọi là mạng anyan có đệm. B
Bộ đệm FCFS
Chuyển mạch 2 x 2
U
Hình 4.4:UChuyển mạch gói nhanh
Do có trễ ngẫu nhiên tr ớc khi một gói đ ợc phục vụ tại một nút chuyển mạch nên thỉnh thoảng gây ra tràn bộ đệm. Một gói tới một bộ đệm đầu vào đã đầy có thể bị mất. Cần một kỹ thuât để tránh mất gói nh ở hình 4.5 khi bộ đệm đầy. Một bộ đệm đầy thông báo ng ợc đến các nút chuyển mạch đến đ ợc kết nối tới bộ đệm, để ngăn chặn các nút này truyền dẫn đến bộ đệm đang đầy. Do đó, liệu một gói tại đầu hàng đợi đầu vào đ ợc phục vụ hay không phụ thuộc vào 2 yếu tố: một là tranh chấp đầu ra trong số các đầu vào va chạm; hai là, tính khả dụng không gian bộ đệm luồng ra.
Có nhiều thay đổi và cải thiện đối với chuyển mạch gói nhanh này, chúng ta sẽ trình bày một vài nét về chúng:
1.Nối thông ảo: Dựa vào sự đến của một gói tại một nút, ta truyền ngay gói đến tuyến ra mong muốn nếu tuyến rỗi, do đó tránh đ ợc phải đệm tại nút (hình 4.5), một gói chỉ đ ợc đệm nếu tuyến đầu ra bận hoặc bộ đệm tuyến đầu ra đầy. Quá trình nối thông này giảm trễ và cải thiện thông l ợng.
2. Đệm đầu ra: Đối với đệm đầu vào, chỉ một trong các gói từ các đầu vào
khác nhau đang tranh chấp cùng một đầu ra đ ợc giải phóng. Mặt khác, một nút chuyển mạch có thể đ ợc xây dựng sao cho mọi gói đang tranh chấp tại các đầu vào khác nhau đ ợc giải phóng và l u trữ tại các đầu ra. Do đó, đệm đầu ra cho thông l ợng tốt hơn bộ đệm đầu vào. Tuy nhiên, đệm đầu ra yêu cầu mỗi nút chuyển mạch có khả năng kết nối đồng thời tất cảcác đầuvào của nó đến một đầu ra. Bộ đệm đầu ra có thể nhận và quản lý đồng thời nhiều gói (hình 4.6). Đệm đầu ra cũng có thể đ ợc thực hiện một cách hiệu quả nhờ bộ nhớ rất nhanh. Mỗi nút chuyển mạch trong mạng chuyển mạch đa tầng đ ợc thực hiện bằng một bộ nhớ chung có khả năng đọc
mọi gói từ đầu vào nút trong một khe thời gian. Sự đọc này đ ợc thực hiện định kỳ, và một bộ đệm gói trên mỗi đầu vào đ ợc yêu cầu để l u trữ các gói tạm thời tr ớc khi nó đ ợc đọc. Các gói đ ợc l u trữ cho cùng một đầu ra đ ợc đọc ra dựa vào nguyên lý FCFS và đ ợc thực hiện định kỳ.
Gói nghẽn áp lực
phía sauBộ đệmđầy