- Trung tâm dịch vụ diện rộng
CHƯƠNG V-CÁC VẤN ĐỀ VỀ CHUYỂN MẠCH
5.3 CHUYỂN MẠCH Gể
Kỹ thuật chuyển mạch gúi ngày nay đó trở thành một kỹ thuật rất cú tiềm năng và quan trọng trong lĩnh vực Viễn thụng bởi vỡ nú cho phộp cỏc nguồn tài nguyờn viễn thụng sử dụng một cỏch hiệu quả nhất. Chuyển mạch gúi cú thể thớch ứng với diện rất rộng cỏc dịch vụ và yờu cầu của khỏch hàng. Trờn thế giới ngày nay, mạng chuyển mạch gúi cũng đang được phỏt triển rất mạnh mẽ và sử dụng chủ yếu cho cỏc dịch vụ truyền thụng số liệu giữa cỏc mỏy tớnh. Tuy vậy chuyển mạch gúi cũng đang thể hiện hiệu quả và tớnh hấp dẫn của nú cho cỏc dịch vụ viễn thụng khỏc như điện thoại, Video và cỏc dịch vụ băng rộng khỏc.
Nguyờn lý của chuyển mạch gúi là dựa trờn khả năng của cỏc mỏy tớnh tốc độ cao và cỏc quy tắc để tỏc động vào bản tin cần truyền sao cho cú thể chia cắt cỏc cuộc gọi, cỏc bản tin hoặc cỏc giao dịch (Transaction) thành cỏc thành phần nhỏ gọi là “Gúi” tin. Tuỳ thuộc vào việc thực hiện và hỡnh thức của thụng tin mà cú thể cú nhiều mức phõn chia. Vớ dụ một cỏch thực hiện phổ biến được ỏp dụng của chuyển mạch gúi hiện nay là bản tin của Người sử dụng được chia thành cỏc Segments và sau đú cỏc Segments lại được chia tiếp thành cỏc gúi (Packet) cú kớch thước chuẩn hoỏ. Hỡnh vẽ dưới đõy minh hoạ giao thức cắt gúi theo nguyờn tắc nờu trờn.
Hỡnh 5.7: Nguyờn lý cắt mảnh và tạo gúi
Cỏc Segment sau khi được chia cắt từ Bản tin của khỏch hàng sẽ được xử lý chuẩn hoỏ tiếp bằng cỏch dỏn “Đầu” (Leader) và “Đuụi” (Trailer), như vậy chỳng chứa ba trường số liệu là: Đầu chứa địa chỉ đớch cựng cỏc thụng tin điều khiển mà mạng yờu cầu vớ dụ như số thứ tự của Segment #, mó kờnh Logic để tỏch cỏc thụng tin khỏch hàng đó ghộp kờnh, đỏnh dấu Segment đầu tiờn và Segment cuối cựng của bản tin và nhiều thụng tin khỏc liờn quan tới chức năng quản lý và điều khiển từ “Đầu cuối-tới-Đầu cuối”.
Đối với cỏc gúi tin truyền qua mạng chuyển mạch gúi cũn phải chứa cỏc mẫu tạo khung để đỏnh dấu điểm đầu và điểm cuối của mỗi gúi. Tiờu đề (Header) của gúi tương tự như Đầu của Segment, ngoài ra nú cũn cú thờm cỏc thụng tin mà mạng chuyển mạch yờu cầu để điều khiển sự truyền tải cuả cỏc gúi qua mạng, vớ dụ như thụng tin cần bổ sung vào tiờu
Transaction / Message cú độ dài L
Đầu Trường tin CRC Trường tin cú độ dài tới M bit (M>=N)
Tiờu đề Tải tin (Tới Nbit) CRC
Tạo khung bắt đầu Tạo khung kết thỳc
Segment#1 Segment#2 ….. Segment#n
Bản tin
Segment
đề của gúi là địa chỉ Nguồn, địa chỉ Đớch, số thứ tự của gúi và cỏc khối số liệu điều khiển để chống vũng lặp, quản lý QoS, suy hao, lặp gúi v.v...
Trường kiểm soỏt lỗi CRC cho phộp hệ thống chuyển mạch gúi phỏt hiện sai lỗi xảy ra trong gúi nếu cú, nhờ đú đảm bảo yờu cầu rất cao về độ chớnh xỏc truyền tin.
Tổng số tin chứa trong cỏc trường số liệu Đầu của Segment và Tiờu đề của Gúi là rất quan trọng. Thụng thường cỏc trường số liệu này cú khoảng từ 64 đến 256 bit trong tổng số N khoảng 1000 bit. Hỡnh vẽ sau đõy minh hoạ cấu trỳc gúi tin trong mạng chuyển mạch gúi.
Hỡnh 5.8: Cấu trỳc gúi tin trong chuyển mạch gúi
Cỏc gúi tin sẽ được chuyển qua mạng chuyển mạch gúi từ Node chuyển mạch này tới Node chuyển mạch khỏc trờn cơ sở “Lưu đệm và phỏt chuyển tiếp“, nghĩa là mỗi Node chuyển mạch sau khi thu một gúi sẽ tạm thời lưu giữ một bản sao của gúi vào bộ nhớ đệm cho tới khi cơ hội phỏt chuyển tiếp gúi tới Node tiếp theo hay thiết bị đầu cuối của Người dựng được đảm bảo chắc chắn. Bởi vỡ mọi quỏ trỡnh thụng tin được cắt nhỏ thành cỏc gúi giống nhau nờn cỏc bản tin dự dài hay ngắn đều cú thể chuyển qua mạng với sự ảnh hưởng lẫn nhau ớt nhất và nhờ sự chuyển tải cỏc gúi qua mạng gần như nhau được thực hiện trong thời gian thực nờn chuyển mạch cú thể đỏp ứng được yờu cầu hoạt động một cỏch nhanh chúng kể cả khi cú sự thay đổi mẫu lưu lượng hoặc cú sự hỏng húc một phần hay nhiều tớnh năng khỏc của mạng.
Hỡnh 5.9 minh hoạ nguyờn tắc hoạt động của mạng chuyển mạch gúi. Cỏc bản tin của khỏch hàng từ mỏy chủ gọi A sẽ khụng được gửi đi một cỏch tức thỡ và trọn vẹn qua mạng tới mỏy bị gọi như trong mạng chuyển mạch bản tin, mà sẽ được cắt và tạo thành cỏc gúi chuẩn ở Node chuyển mạch gúi nguồn PSWs. Mỗi gúi sẽ được phỏt vào mạng một cỏch riờng rẽ độc lập và chỳng sẽ dịch chuyển về Node chuyển mạch gúi đớch PSWĐ theo một đường dẫn khả dụng tốt nhất tại bất kỳ thời điểm nào, đồng thời mỗi gúi sẽ được kiểm tra giỏm sỏt lỗi trờn dọc hành trỡnh.
Hỡnh 5.9: Mạng chuyển mạch gúi
Tại PSWĐ cỏc gúi sẽ được tỏi hợp lại để tạo thành bản tin nguyờn vẹn ban đầu rồi gửi tới thuờ bao B. Ưu điểm đặc sắc của chuyển mạch gúi là kờnh truyền dẫn chỉ bị chiếm dựng trong thời gian thực sự truyền gúi tin, sau đú kờnh sẽ trở thành rỗi và khả dụng cho cỏc gúi tin của cỏc thiết bị đầu cuối số liệu khỏc. Ngoài ra, nhiều gúi tin của cựng một bản tin cú thể được truyền một cỏch đồng thời và cú thể theo cỏc tuyến hoàn toàn khỏc nhau, nhờ đú mà chuyển mạch gúi cú thể sử dụng một cỏch triệt để hoàn toàn cỏc tớnh năng truyền dẫn cuả hệ thống. Nguyờn tắc cơ bản của tổng đài chuyển mạch gúi được minh hoạ trờn hỡnh vẽ sau đõy :
Hỡnh 5.10: Nguyờn tắc tổng đài chuyển mạch gúi
Số liệu đến và cỏc gúi điều khiển được phõn phối vào cỏc bộ đệm mà tại đú chỳng được kiểm tra, giỏm sỏt lỗi. Sau đú chỳng được tạm thời lưu trữ lại để sẵn sàng chuyển vào Bus số liờu hoặc được diễn giải bởi bộ điều khiển Controller để tạo ra cỏc tỏc động điều
User A PSWĐ
PSWS
khiển. Gúi số liệu vào cú thể được truyền vào BUS số liệu dạng nối tiếp hoặc song song và sau đú được chuyển tới bộ đệm đầu ra bởi bộ điều khiển mà nú xỏc nhận được địa chỉ của gúi chứa trong trường tin định hướng.