Hỡnh 4 .2 Cấu trỳc tế bào ATM, UNI và NNI
Hỡnh 4.9 Cỏc khối bỏo hiệu trong mạng ATM
UNI: Giao thức bỏo hiệu UNI
PNNI: Giao thức bỏo hiệu PNNI
SAAL: Lớp tương thớch dành cho bỏo hiệu
4.6 Ứng dụng cụng nghệ IP trờn nền ATM [10] 4.6.1 Lý do sử dụng cụng nghệ IPoA 4.6.1 Lý do sử dụng cụng nghệ IPoA
Như phõn tớch ở phần trờn ta thấy, cụng nghệ ATM đó đúng vai trũ chủ đạo trong thiết kế mạng từ cuối những năm 1980 do tốc độ và khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ của nú. Ngày nay, cỏc cụng nghệ mạng khỏc như Gigabit Ethernet và chuyển mạch đa lớp cú khả năng cung cấp cỏc lợi ớch về hiệu năng mạng và tiện dụng hơn ATM. Tuy nhiờn, ATM vẫn được cài đặt trong nhiều mụi trường vỡ khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ của và hỗ trợ việc thiết kế lưu lượng. Bờn cạnh đú, cụng nghệ mạng Internet IP đó được sử dụng rất phổ biến và trở thành một khỏi niệm rất quen thuộc với những người làm cụng nghệ thụng tin hay điện tử viễn
thụng và với cả những người sử dụng. Cú rất nhiều dịch vụ mới được xõy dựng dựa trờn cụng nghệ IP như VPN, VoIP, MPLS… (chương 2). Vỡ vậy, việc chồng phủ cụng nghệ IP trờn nền cụng nghệ ATM (cụng nghệ IP trờn nền ATM- IPoA) đang tỡm hiểu và triển khai rộng rói.
Tuy nhiờn, trước khi bắt tay vào triển khai cụng nghệ IPoA ta cần lưu ý:
Kết nối ATM là kết nối cú định hướng cú nghĩa là chỳng phải thiết lập kết nối trước, và tất cả dữ liệu giữa chỳng được gửi theo đường kết nối đú. Ngược lại, kết nối IP là kết nối khụng định hướng. Mỗi gúi tin IP được chuyển đi bởi cỏc router một cỏch độc lập. Như vậy, khi cần chuyển lưu lượng IP qua mạng ATM, chỳng ta cú hai lựa chọn: hoặc một kết nối mới được thiết lập theo yờu cầu giữa hai bờn, hoặc dữ liệu được truyền thụng qua cỏc kết nối được cấu hỡnh trước. Với phương phỏp đầu tiờn, khi lượng dữ liệu được truyền là nhỏ, giỏ thành cao để thiết lập và huỷ bỏ một kết nối là khụng thể bào chữa. Bờn cạnh đú, với phương phỏp thứ hai, cỏc đường được cấu hỡnh trước khụng thể là đường tối ưu và cú thể bị quỏ tải bởi lượng dữ liệu truyền qua.
Chất lượng dịch vụ QoS là một khỏi niờm quan trọng trong cỏc mạng ATM. Nú bao gồm cỏc thụng số như cỏc yờu cầu trễ và băng thụng của một kết nối. Cỏc yờu cầu như vậy chứa trong cỏc bản tin bỏo hiệu được sử dụng để thiết lập một kết nối. IP hiện tại (IPv4) khụng cú cỏc khỏi niệm này và mỗi gúi tin được chuyển dựa vào best-effort (chuyển đi ngay khi đường truyền rỗi) bởi cỏc router. Để lợi dụng cỏc lợi thế về chất lượng dịch vụ của cỏc mạng ATM, giao thức IP cần được thay đổi để chứa thụng tin đú
4.6.2 Cỏc mụ hỡnh IP trờn nền ATM
4.6.2.1 Mụ hỡnh ngang hàng
Để chạy IP trờn nền cỏc mạng ATM, đầu tiờn chỳng ta cần hiểu cỏch liờn kết cỏc lớp giao thức ATM với cỏc lớp giao thức TCP/IP. Người ta đề xuất hai mụ hỡnh,
mụ hỡnh ngang hàng và mụ hỡnh chồng phủ. Mụ hỡnh ngang hàng xem lớp ATM
như một lớp mạng ngang hàng với IP và đề xuất việc sử dụng cựng một hệ thống định địa chỉ như IP cho hệ thống cuối gắn với ATM. Cỏc yờu cầu bỏo hiệu ATM sẽ bao gồm cỏc địa chỉ IP và cỏc chuyển mạch trung gian sẽ gửi cỏc yờu cầu đú bằng cỏch sử dụng cỏc giao thức định tuyến sẵn cú như OSPF. Tuy nhiờn hệ thống này
khụng được sử dụng bởi vỡ mặc dự nú đơn giản hoỏ việc định địa chỉ cho cỏc hệ thống cuối, nhưng nú lại làm phức tạp thiết kế của cỏc chuyển mạch ATM với việc yờu cầu chỳng cú tất cả cỏc chức năng của một router IP. Hơn thế nữa, nếu mạng ATM đú cũng hỗ trợ cỏc giao thức lớp mạng khỏc như IPX hoặc Appletal k, thỡ chuyển mạch đú phải hiểu tất cả cỏc giao thức định tuyến của chỳng
4.6.2.2 Mụ hỡnh chồng phủ
Mụ hỡnh chồng phủ, xem ATM như một giao thức lớp liờn kết dữ liệu, giao thức IP chạy ở phớa trờn nú. Trong mụ hỡnh chồng phủ, cỏc mạng ATM sẽ cú hệ thống định địa chỉ và cỏc giao thức định tuyến riờng của nú. Khụng gian địa chỉ ATM và khụng gian địa chỉ IP khụng phải là một cặp logic, khụng cú sự ỏnh xạ số học giữa chỳng. Mỗi hệ thống đầu cuối sẽ cú một địa chỉ ATM và một địa chỉ IP riờng. Vỡ khụng cú việc ỏnh xạ giữa hai địa chỉ này, cỏch duy nhất chuyển đổi giữa chỳng là thụng qua cỏc giao thức phõn giải địa chỉ. Với mụ hỡnh chồng phủ, cú hai cỏch quan trọng để chạy IP trờn nền ATM. Một là xem ATM như một mạng LAN và cỏc chia một mạng ATM thành cỏc mạng con logic bao gồm cỏc hệ thống đầu cuối với cựng tiờn tố IP. Người ta gọi đú là mụ hỡnh IP truyền thống trờn nền ATM (CIP - Classical IP over ATM). Trong Classical IP over ATM, cỏc hệ thống đầu cuối trong cựng một mạng con logic liờn lạc với nhau thụng qua c ỏc kết nối ATM từ đầu cuối đến đầu cuối và giống trong một LAN, cỏc mỏy chủ ARP được sử dụng trong cỏc mạng con logic để phõn giải cỏc địa chỉ IP sang cỏc địa chỉ ATM. Tuy nhiờn, lưu lượng giữa cỏc hệ thống đầu cuối trong cỏc mạng con logic khỏc nhau phải đi qua một router cho dự chỳng được gắn vào cựng mạng ATM đú. Đõy là điều khụng mong muốn vỡ cỏc router cú độ trễ cao và là cỏc nỳt cổ chai băng thụng. Giao thức phõn giải trạm kế tiếp (NHRP) từng bước giải quyết vấn đề này. Khi làm việc trong một mạng ATM được chia thành cỏc mạng con logic, nú cho phộp một hệ thống đầu cuối trong một mạng con phõn giải địa chỉ ATM (từ địa chỉ IP) của một hệ thống đầu cuối trong mạng con logic khỏc và thiết lập một kết nối ATM từ đầu cuối đến đầu cuối, gọi là một đường tắt (short-cut), giữa chỳng. Phương phỏp khỏc sử dụng một mạng ATM để giả lập cỏc giao thức LAN phổ biến như Ethernet hoặc token ring. IP chạy trờn nền của nú giống như chạy trờn nền Ethernet hoặc token ring. Cỏi này gọi là giả lập LAN (LANE-LAN Emulation). LANE cho phộp cỏc ứng dụng IP hiện tại chạy trờn một mạng ATM mà khụng phải sửa đổi. Điều này sẽ đẩy
nhanh việc sử dụng cỏc mạng ATM. Tuy nhiờn, giống như trong IP cổ điển trờn nền ATM, lưu lượng giữa cỏc mạng LAN giả lập (ELAN) khỏc nhau vẫn cần đi qua một router. Kết hợp giữa LANE và NHRP, đa giao thức trờn ATM (MPOA) giải quyết được vấn đề bằng cỏch tạo ra cỏc đường tắt để trỏnh đi qua cỏc router giữa cỏc ELAN.
4.6.2.3 PAR (PNNI Augmented Routing) và I-PNNI (Intergrated-PNNI)
Với cỏc khỏi niệm ở trờn, ATM và IP mỗi cỏi chạy trờn một giao thức định tuyến riờng. Đối với ATM, đú là PNNI (Private Network to Network Interface) và đối với IP là OSPF. Với IP, cỏc router khụng biết về topology bờn trong của mạng ATM, và với ATM, cỏc chuyển mạch khụng phõn biệt gi ữa một ATM- được gắn với router và một hệ thống ATM đầu cuối. Đụi khi người ta muốn cỏc router hiểu cỏc giao thức định tuyến của ATM đề tớnh toỏn cỏch thiết lập cỏc kết nối ATM với cỏc router khỏc. Kết quả là ra đời giao thức PAR, trong đú cỏc router gắn vào ATM được đối xử như một chuyển mạch ATM và trao đổi thụng tin về cấu hỡnh và tuyến đường giữa cỏc chuyển mạch và cỏc router khỏc. Một phương phỏp khỏc, được gọi là PNNI tớch hợp (I-PNNI), đề xuất việc sử dụng PNNI như một giao thức độc lập được sử dụng trong một mạng cú cả cỏc chuyển mạch và cỏc router.
4.6.3 IP truyền thống trờn ATM, NHRP, và IP Multicast trờn ATM
4.6.3.1 IP truyền thống trờn ATM
Mạng con logic LIS (LIS-logical IP subnet)