phảilà một hạn chế nh− ứng dụng đầu tiên. Thời gian không lớn là cần thiết để tạo ra thời gian hoán chuyển phù hợp cho những file lớn.
3, Tốc độ dồn kênh bit thấp. ứng dụng của tốc độ dồn kênh bit thấp sử dụng khả năng dồn kênh của chuyển mạch khung để tạo ra một cách truy cập thích hợp đôí với nhóm các ứng dụng tốc độ bit thấp. D−ới đây là một thí dụ cho ứng dụng tốc độ bit thấp, các nguồn tốc độ bit, tốc độ đ−ợc dồn thành một kênh bởi chức năng NT.
4, Đặc tính t−ơng tác của tải. Một thí dụ trong việc ứng dụng đặc tính này là việc soạn thảo văn bản. Tính chất quan trọng của loại ứng dụng này là khung truyền ngắn, trễ ít, thông l−ợng lớn. Chuyển mạch khung có thể đ−ợc xem nh− là bản X.25 đã đ−ợc tối −u hoá. Nó thực hiện đầy đủ các chức năng của X.25 mà chỉ sử dụng 2 lớp . Nói cách khác có thể xem chuyển mạch khung nh− là phân bản I.465/V.120 đã nâng cấp. Chuẩn sau đó cho phép nhiều kết nối logic dồn vào một chuyển mạch đơn nhất giữa hai thuê bao. Chuyển mạch khung không những chỉ bổ trợ cho việc dồn kênh mà cả chuyển mạch. Nhiều kết nối logic trừ một thuê bao qua một kênh có thể đ−ợc thiết lập đến nhiều thuê bao thông qua mạng.
Kiến trúc chuyển mạch khung.
Hình 8.17 thể hiện kiến trúc giao thức cho chuyển mạch khung. Nh− các phần khác của ISDN, ta cần xem xét 2 lĩnh vực khác nhau của sự vận hành. Lĩnh vực điều khiển (C ) đ−ợc sử dụng để thiết lập và kết thúc kết nối logic. Lĩnh vực ng−ời dùng có trách nhiệm hoán chuyển dữ liệu giữa các thuê bao. Do đó C-plane thực hiện giữa thuê bao và mạng trong khi U-plane lại thực hiện các chức năng đầu cuối.
Trên thực tế thì trong việc thực hiện hoán chuyển thông tin giữa những ng−ời sử dụng đầu cuối thì U-plane là Q.922. Q.922 là bản phác thảo mới công bố lần đầu tiên năm 1991, đó là bản nâng cấp của LAPD (I.441/Q.921). Chỉ có những chức năng cốt lõi của Q.922 đ−ợc sử dụng cho chuyển mạch khung:
Hình 8.17 Kiến trúc giao thức Frame relay
♦ Giới hạn khung, sắp xếp khung,làm khung rõ r àng hơn. ♦ Dồn kênh, phân kênh cho khung sử dụng tr−ờng địa chỉ.
♦ Kiểm soát khung truyền để đảm bảo rằng nó bao gồm một số nguyên các octet −u tiên cho các bit chèn (zero)hoặc bit bổ sung sau đó.
♦ Kiểm soát khung để đảm bảo rằng nó không quá dài hay không quá ngắn. ♦ Dò lỗi đ−ờng truyền.
♦ Thực hiện chức năng kiểm soát quá tải. Chức năng cuối cùng đ−ợc liệt kê là chức năng mới của Q.922và đ−ợc thảo luận ở phần sau.Các chức năng còn lại là chức năng cốt lõi của I.441/Q.921.
Chức năng cốt lõi của Q.922 trong U-plane tạo lập lớp con của lớp liên kết dữ liệu. Điều này tạo ra dịch vụ hoán chuyển khung truyền dữ liệu kết nối rỗng đi từ thuê bao này đến thuê bao khác mà không có điều khiển quá trình và kiểm soát lỗi. Trên đó ng−ời dùng có thể chọn dữ liệu liên kết bổ sung hoặc lớp mạng thực hiện chức năng đầu cuối. Do đó không có phần dịch vụ ISDN cung cấp chuyển mạch khung nh− dịch vụ định h−ớng kết nối lớp liên kết với các tính năng sau:
♦ Bảo toàn yêu cầu hoán chuyển khung truyền từ một bên của mạng đến bên còn lại. ♦ Không sao lại khung truyền.
ở C-plane Q.922 đ−ợc sử dụng để cung cấp một dịch vụ điều khiển kết nối dữ liệu đáng tin cậy có cả điều khiển quá trình và giám sát lỗi để phục hồi lại đ−ợc thông tin I.451/Q.931.
Hình 8.18 So sánh X25 và Frame Relay
Ta nhận thấy,kiến trúc này giảm tối đa công việc cho mạng. Dữ liệu sử dụng đ−ợc truyền dẫn trong khung truyền với tính chất ảo không cần xử ký bởi nut mạng trung gian, Hơn nữa nó còn kiểm soát đ−ợc lỗi và định tuyến đ−ợc dựa vào số kết nối. Lỗi trên khung đ−ợc loại bỏ một cách dễ dàng dựa vào việc khôi phục ở lớp cao hơn. Điều khiển cuộc gọi trên chuyển mạch khung. Giao thức điều khiển cuộc gọi cho chuyển mạch khung phải giả quyết với những số liệu luân phiên. Đầu tiên, ta hãy xem xét 2 tr−ờng hợp cung cấp dịch vụ xử lý khung truyền. Đối với sự vận hành chuyển mạch khung, một ng−ời sử dụng không thể nối trực tiếp với ng−ời sử dụng ISDN khác mà phải thông qua một thiết bị điều khiển trên mạng. Chỉ với X.25 một ng−ời sử dụng ISDN mới đ−ợc nối vào thiết bị điều khiển dạng gói tin.
Và đây là hai tr−ờng hợp ( Hình 8.19).
♦ Tr−ờng hợp A : Tổng đài địa ph−ơng không cung cấp khả năng điều khiển khung. Trong tr−ờng hợp này thì ở tất cả mại chỗ trên mạng thì phải có cái chuyển truy cập từ TE đến thiết bị điều khiển khung. Đó có thể là yêu cầu kết nối cũng có thể là kết nối nửa cố định trong tr−ờng hợp khác thì dịch vụ chuyển mạch khung đ−ợc thực hiện qua kênh B hoặc kênh H.
♦ Tr−ờng hợp B : Cũng là tổng đài địa ph−ơng không cung cấp khả năng điều khiển khung. Trong tr−ờng hợp này dịch vụ chuyển mạch khung có thể đ−ợc cung cấp trên kênh B, kênh H hoặc kênh D. Đối với dịch vụ kênh B hoặc kênh H yêu cầu kết nối phải đ−ợc dùng riêng cho kênh B hoặc kênh H để chuyển mạch khung trừ phi đã tồn tại sẵn phép gán nửa cố định. Đối với dịch vụ kênh, điểm này không đ−ợc quy định nh−ng có vẻ nh− cả hai dịch vụ yêu cầu và dịch vụ nửa cố định đều có thể đ−ợc lựa chọn.
Tất cả các sự suy xét tr−ớc đó phải thực hiện với kết nối thuê bao và thiết bị điều khiển khung truyền hay đó chính là truy cập kết nối. Một khi đã tồn tại kết nối này thì có thể dồn kênh nhiều kết nối logic hoặc kết nối chuyển mạch khung qua truy cập kết nối, Các kết nối logic này có thể là dịch vụ yêu cầu hoặc dịch vụ nửa cố định.
Bảng 8.6 So sánh X.25 /X.31 chuyển mạch gói và Frame relay
Chức năng X.25 trong ISDN Frame relay
Phát /phát hiện cờ Trong suốt
Phát / phát hiện FCS
Phát hiện khung không đ−ợc nhận Huỷ khung lỗi
Truyền đị chỉ
Lấp đầy thời gian trong khung Hợp các kênh logic
Quản lí trậng thái thay đổi V(S) Quản lí trạng thái thay đổi V(R) Các gọi đệm chờ ACK
Quản lí thời gian phát lại T1 ACK đ−ợc nhận I-Frame
Kiểm tra đ−ợc nhận N(S) với V(R) Phát ra REJ
Đáp ứng tới bit P/F Giữ khe của số phát lại Act upon reception of REJ Đáp ứng tới RNR Đáp ứng tới RR Quản trị bit D Quản trị bit M Quản trị bit Q Quản trị bit P(S) Quản trị bit P(R) Phát hiện mất thứ tự Quản trị lớp mạng RR Quản trị lớp mạng RNR X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X x X X X X X X X X
Bảng 8.7 tóm tắt lại những điều khiển cuộc gọi luân chuyển. Tr−ớc tiên hãy xem xét cách thiết lập một truy cập kết nối. Nếu kết nối này nửa cố định thì sau đó không cần yêu cầu một giao thức điều khiển cuộc gọi nào cả. Nếu kết nối đ−ợc thiết lập trên yêu cầu thì sau đó có hai tr−ờng hợp.
♦ Tr−ờng hợp A : Truy cập kết nối đ−ợc thiết lập trên kênh B hoặc kênh H đến thiết bị điều khiển khung truyền từ xa.Giao thức điều khiển cuộc gọi của ISDN thông th−ờng I.451/Q.931 đ−ợc sử dung trên kênh D để thiết lập truy cập kết nối.Đó là những nguyên tắc giống nhau sử dụng để bổ trợ cho X.25 trên kênh B.
♦ Tr−ờng hợp B : Truy cập kết nối đ−ợc thiết lập đến tổng đài nội hạt. Nếu kết nối đ−ợc thiết lập trên kênh B hoặc kênh H thì sau đó I.451/Q.931 đ−ợc dùng trên kênh
D để thiết lập truy cập kết nối. Nếu kênh D đã đ−ợc sử dụng và truycập kết nối là yêu cầu chứ không phải là nửa cố định ( Đối với X.25 kết nối luôn là nửa cố định ) sau đó I.451/Q.931 đ−ợc sử dụng trên kênh D để thiết lập truy cập kết nối.
Hình 8.19 Mode truy cập Frame relay Bảng 8.7 Thiết lập kết nối các dịch vụ Frame Relay
Truy cập kết nối / Kết nối Frame Relay Yêu cầu / Yêu cầu Bán vĩnh viến / Yêu cầu Bán vĩnh viến / Bán vĩnh viến Tr−ờng hợp A Thiét lập truy cập kết nối I.451 / Q.931 tại kênh D thiết lập kết nối tại kênh B hoặc H Bán vĩnh viễn Thiết lập kết nối Frame Relay Bản tin trong Trên kênh B kênh FR hay H , DLCI=0 Bán vĩnh viễn Tr−ờng hợp B Thiét lập truy cập kết nối I.451 / Q.931 tại kênh D thiết lập kết nối tại kênh D, B hoặc H Bán vĩnh viễn Thiết lập kết nối Frame Relay Bản tin trong Trên kênh D kênh FR , SAPI=0 Bán vĩnh viễn
Bây giờ ta hãy xem xét cách thiết lập kết nối chuyển mạch khung. Để thực hiện đ−ợc điều này thì phải luôn tồn tại truy cập kết nối. Đối với kết nối chuyển mạch khung nửa cố địng thì không cần một giao thức điều khiển kết nối nào, nh−ng chú ý rằng ần phải có truy cập kết nối nửa cố định. Nếu kết nối chuyển mạch khung đã đ−ợc thiết lập trên yêucầu qua truy cập kết nối đã tồn tại thì có hai tr−ờng hợp:
♦ Tr−ờng hợp A : Ta có thể sử dụng tín hiệu điều khiển cuộc gọi trên kết nối chuyển mạch khung DLCI = 0. Nh− I.465/V.120 những tín hiệu này đ−ợc mang ở tr−ờng thông tin của khung truyền dữ liệu liên kết.
♦ Tr−ờng hợp B : Đối với I .465/V.120 cũng có thể sử dung tín hiệu điều khiển cuộc gọi đặt vào khung truyền của LAPD trên kênh D. Để thực hiện đ−ợc điều này thì phải sử dụng SAPI O nh− là đối với tín hiệu I.451/Q.931.
Trong tr−ờng hợp này, tín hiệu điều khiển cuộc gọi trên thực tế là tập con của tín hiệu đ−ợc sử dụng trong I.451/Q.931 với một vài thông số mới đ−ợc thích ứng hoá với ứng dụng chuyển mạch khung. Do đó chúng ta sẽ thảo luận vấn đề này ở ch−ơng 9
Hình 8.20 Khuôn dạng Frame Relay
Hoán chuyển dữ liệu ng−ời dùng
Việc giải thích sự vận hành chuyển mạch khung đối với hoán chuyển dữ liệu sử dụng đ−ợc bắt đầu bằng địng dạng khung truyền đ−ợc minh hoạ ở hình 8.20a. Định dạng này t−ơng tự nh− LAPD và LAPB với phần bỏ đi một cách hiện nhiên : Không có tr−ờng điều khiển có hai mối quan hệ sau đây:
♠ Chỉ có một loại khung truyền đ−ợc sử dụng cho việc mang dữ liệu ng−ời dùng, Không có khung truyền điều khiển.
♠ Không thể sử dụng đ−ợc giải tín hiệu, kết nối logic chỉ có thể mang dữ liệu sử dụng. ♠ Không thể thực hiện đ−ợc việc điều khiển quá trình và giám sát lỗi vì không có
chuỗi số
Chức năng của tr−ờng cờ và tr−ờng kiểm tra trật tự khung truyền thì t−ơng tự nh−
LAPD và LAPB. Tr−ờng thông tin mang dữ liệu ở lớp cao hơn. Nếu ng−ời dùng quyết định thực hiện thêm chức năng điều khiển liên kết dữ liệu đầu cuối thì sau đó tr−ờng này sẽ phải mang khung dữ liệu liên kết. Đặc biệt chúng ta sẽ sử dụng phiên bản LAPD tăng c−ờng một cách phổ biến nh− đã định nghĩa trong Q.922. Do đó đối t−ợng của khung truyền LAPD có thể đ−ợc mang trong tr−ờng thông tin. Điều đó t−ơng tự nh−
ph−ơng pháp thực hiện trong I.465/V.120 ở đó tr−ờng thông tin của khung I.465/V.120 sẽ mang khung HDLC. Chú ý rằng giao thức thực hiện cách thức này một cách hoàn toàn giữa những thue bao đầu cuối và nó cũng trong suốt đói với ISDN
Tr−ờng địa chỉ có chiều dài mặc định là 2 octet và nó có thể đ−ợc mở rộng đến 3 hoặc 4 octet. Nó mang đ−ợc bộ nhận dạng kết nối dữ liệu( DLCI ) 10bit, 17 bit hoặc 24 bit. DLCI cũng có chức năng giống nh− mạch số ảo trong X.25. Nó cho phép nhiều kết nối chuyển mạch khung logic đ−ợc dồn vào trên một kênh đơn. Đối với X.25 thì nhận dạng kết nối chỉ có ý nghĩa cục bộ. Mỗi đầu cuối của kết nối lôgic gán cho DLCI của riêng nó từ những số dự trữ không sử dụng đến và mạng phải chuyển đổi từ cái này thành cái khác. Khi sử dụng cùng một DLCI cho hai đầu cuối thì cần phải cómột vài cách thức điều khiển giá trị DLCI cục bộ.
Đối với chuyển mạch khung trên kênh D ta giả định tr−ờng địa chỉ có hai octet và giá trị DLCI nằm trong khoảng 480-1007. Điều này t−ơng ứng với khoảng giá trị của SAPI từ 32-62. Do đó các khung truyền của chuyển mạch khung có thể đ−ợc trộn lẫn với khung truyền của LAPI trên kênh D và 2 loại khung này đ−ợc phân biệt bằng các bit thứ 8 đến bit thứ 3 của octet thứ nhất của tr−ờng địa chỉ.
Độ dài của tr−ờng địa chỉ đ−ợc xác định bằng các bit mở rộng của tr−ờng địa chỉ. Tỉ số bit C/R là ứng dụng riêng và không một giao thức chuẩn chuyển mạch khung nào có thể sử dụng nó. Các bit cố định trong tr−ờng địa chỉ phải có điều khiển nghẽn mạch và đ−ợc thảo luận ở mục sau.
Chức năng của mạng
ISDN thực kiện chức năng chuyển mạch khung hoặc bất cứ một mạng nào có thể bổ trợ cho chuyển mạch khung thì đều bao gồm định tuyến khung truyền với định dạng nh− định dạng trên hình 8.15a dựa vào những giá trị DLCI cuả chúng. Hình 8.21 chỉ ra sự vận hành của các thiết bị điều khiển khung truyền trong bối cảnh có một số ng−ời sử dụng đ−ợc nối trực tiếp với cùng một thiết bị điều khiển khung truyền qua các kênh vật lý khác nhau. Sự vận hành này chỉ đ−ợc thực hiện khi có sự tham gia của hai thiết bị
điều khiển khung truyền trở lên. Trong hình vẽ này các dấu lôgic đ−ợc biểu thị nh− là các đơn vị riêng biệt hay điểm điều khiển chuyển mạch khung. Đơn vị này có thể đáp ứng đ−ợc bằng các dấu định tuyến. Nói chung, quá trình đ−ợc điều khiển bởi các đề mục nh−
trong bảng kết nối dựa trên DLCI đã sắp xếp thành các khung truyền từ kênh này đến kênh khác. Các thiết bị điều khiển khung truyền chuyển một khung từ kênh lối vào đến kênh lối ra dựa vào đề mục t−ơng thích trong bảng kết nối và chuyển thành DLCI trong khung tr−ớc khi truyền dẫn. Ví dụ nh− khung đầu vào từ TE B trên kết nối 306 đ−ợc tái truyền dẫn đến TE D trên kết nối 342. Đây là kỹ thuật móc xích định tuyến liên kết. Hình vẽ cũng chỉ ra các chức năng phân kênh:nhiều kết nối lôgic trên cùng một kênh lôgic.
Hình 8.21 Vận hành sử lý khung
Chú ý rằng tất cả các TE đều có kết nối lôgic đến điểm chuyển mạch khung vơi giá trị của DLCI =0. Các kết nối lôgic này đ−ợc đảo lại trên kênh điều khiển cuộc gọi để có thể sử dụng khi không dùng đ−ợc I.451/Q.931 trên kênh D cho điều khiển cuộc gọi chuyển mạch khung.
Giống nh− một trong số các chức năng của chuyển mạch khung FCS của mỗi khung lối vào đều đ−ợc kiểm tra. Khi thấy có lỗi, khung loại bỏ lỗi, ng−ời sử dụng đầu cuối sẽ bổ nhiệm thêm việc tái tạo lỗi trên giao thức chuyển mạch khung. Hình 9.17 xem xét các giao thức tham gia vào chuyển mạch khung. Bắt đầu bằng cách xem xét từng kết nối chuyển mạch khung riêng biệt. Có một lớp vật lý và lớp chuyển mạch khung con. Trên lớp chuyển mạch khung con có chứa đựng giao thức điều khiển kết nối dữ liệu lớp 2. Đây là các ứng dụng độc lập và khác với các chuyển mạch khung khác. Nếu trong các khung truyền chuyển mạch khung chứa đựng tín hiệu điều khiển cuộc gọi chuyển mạch khung thì chúng đ−ợc mang trên khung DLCI 0 . Nó cung cấp kết nối chuyển mạch khung giữa ng−ời sử dụng và thiết bị điều khiển khung truyền DLCI 8191dùng để nhận dạng thủ tục điều hành.
Điều khiển nghẽn mạch.
Cơ sở : Mạng chuyển mạch khung là một dạng của mạng chuyển mạch gói