142 Ch-ơng 7: Lớp mạng
7.2.2. Chuyển mạch tin.
Chuyển mạch kênh là một kỹ thuật dễ dùng và thích hợp trong tr-ờng hợp luồng trao đổi dữ liệu hầu nh- liên tục, nh- liên lạc thoại hay một vài dạng lấy từ các đầu vào cảm biến hay đo xa. Tuy nhiên, mạng chuyển mạch kênh có những nh-ợc điểm rõ rệt:
• Đòi hỏi sự sẵn sàng đồng thời của cả hai trạm mới trao đổi đ-ợc dữ liệu.
• Địi hỏi các tài nguyên phải sẵn có và sẽ dành một phần tài nguyên trong mạng này cho riêng hai trạm.
Một cách tiếp cận khác thích hợp hơn cho việc trao đổi dữ liệu số là trao đổi từng khối logic dữ liệu, gọi là các thơng điệp (Message). Ví dụ các thơng điệp có thể là một bức điện, một th- điện tử, một File máy tính, một đáp ứng ... Khi đã coi việc trao đổi dữ liệu chỉ còn là việc truyền theo cả hai h-ớng một dẫy các thơng điệp thì có rất nhiều cách khác nhau, đ-ợc gọi là chuyển mạch tin, có thể đ-ợc sử dụng.
Với chuyển mạch tin, không cần phải thiết lập một đ-ờng dành riêng giữa hai trạm. Khi một trạm muốn phát một thơng điệp, nó cộng thêm địa chỉ trạm đích vào thơng điệp. Thông điệp sẽ đ-ợc truyền đi qua mạng từ node này tới node khác. Tại mỗi node, từng thông điệp sẽ đ-ợc thu nhận, l-u giữ tạm thời và gửi tới node tiếp theo.
Ch-ơng 7: Lớp mạng 151 Trong chuyển mạch kênh, mỗi node là thiết bị chuyển mạch điện tử hay cơ điện, phát dữ liệu nhận đ-ợc cũng nhanh nh- khi thu vào. Các node trong chuyển mạch tin thông th-ờng là một máy tính minicomputer, với dung l-ợng đủ lớn để ghi giữ các thông điệp khi chúng tới. Nó tiếp nhận thông điệp, xem xét địa chỉ trong tiếp đầu và chuyển thông điệp tới trạm thu. Khác với chuyển mạch kênh, chuyển mạch tin là công nghệ ghi giữ và phát tiếp các thông điệp. Các thông điệp bị giữ chậm tại mỗi node một thời gian đủ để thu nhận tồn bộ các bit của thơng điệp, cộng thêm thời gian chậm do xếp hàng chờ cơ hội để phát tiếp tới node kế cận.
Vẫn với ví dụ trên hình 7.5 khi cần truyền một thông điệp từ trạm A tới trạm E. Trạm A thêm địa chỉ của trạm E vào thông điệp và gửi tới node 4. Node 4 sẽ ghi giữ thơng điệp, quyết định chọn nhánh đ-ờng tiếp theo, ví dụ là nhánh đ-ờng tới node 5, sau đó nó xếp thơng điệp vào hàng chờ tới node 5. Khi liên kết 4-5 là có thể, thơng điệp đ-ợc phát tới node 5, sau đó theo cách t-ơng tự đ-ợc gửi tới node 6 và tới trạm E. Trong một số tr-ờng hợp, tại node mà trạm truy nhập tới (trong ví dụ này là node 4) hay tại một số node trung tâm thông điệp đ-ợc chứa lại bằng cách lập bản ghi sao.
Do dữ liệu đ-ợc ghi tại các node, liên lạc không thể tiến hành theo thời gian thực. Tuy nhiên, có những liên lạc đặc biệt đ-ợc thực hiện với tốc độ cao nhờ thiết lập các mức -u tiên khác nhau. Các cuộc liên lạc mức -u tiên cao chỉ phải xếp hàng chờ một thời gian ngắn.
Một số -u điểm của chuyển mạch tin so với chuyển mạch kênh là:
• Hiệu quả đ-ờng dây lớn hơn, do một kênh đơn từ node tới node có thể đ-ợc dùng chung bởi rất nhiều thông điệp theo thời gian. Với cùng một l-ợng thơng tin thì khả năng truyền tổng cộng của mạng chuyển mạch tin chỉ cần thấp hơn. Do các thông điệp đ-ợc ghi tạm thời tại các node tại một điểm bất kỳ trên tuyến, do vậy cao điểm liên lạc đ-ợc làm dịu và không cần thiết phải bắt tay theo thời gian thực.
152 Ch-ơng 7: Lớp mạng
• Không cần sự sẵn sàng đồng thời của cả đầu thu và đầu phát. Mạng có thể l-u giữ các thơng điệp cho đến khi đầu thu sẵn sàng.
• Khi mạng chuyển mạch kênh bị nặng tải, một vài cuộc gọi có thể bị khố. Đó là vì mạng sẽ bị ngắt và khơng tiếp nhận bất kỳ một yêu cầu nối mạch thêm nào cho đến khi tải đ-ợc giảm bớt. Trong mạng chuyển mạch tin, thông điệp luôn luôn đ-ợc tiếp nhận, mà chỉ có tăng độ giữ chậm gửi tới.
• Hệ thống chuyển mạch tin có thể gửi một thơng điệp tới nhiều địa chỉ. Có thể copy thơng điệp và gửi từng thơng điệp tới đích cần thiết. Tiện ích này khơng thể có trong chuyển mạch kênh.
• Có thể đặt các mức -u tiên cho thơng điệp. Nhờ vậy, khi tại một node đang có một số thơng điệp đang xếp hàng chờ truyền, nó có thể chọn phát thơng điệp với mức -u tiên cao nhất. Các thông điệp này sẽ bị giữ chậm ít hơn đáng kể so với các thông điệp -u tiên thấp.
• Các giao thức hồi phục và điều khiển lỗi trên cơ sở thơng điệp có thể đ-ợc đặt vào trong mạng. Các thơng điệp có thể đ-ợc đánh số và bản copy đ-ợc cấp cho lần phát lại sau đó trong tr-ờng hợp bản gốc truyền qua mạng bị sai.
• Mạng chuyển mạch tin không gặp phải vấn đề về phối hợp tốc độ và dạng mã. Hai trạm với tốc độ khác biệt có thể nối với nhau do chúng đ-ợc nối tới node của mình với tốc độ thích hợp. Mạng chuyển mạch tin cũng dễ dàng biến đổi dạng thơng điệp (ví dụ từ dạng ASCII sang dạng EBCDIC). Các đặc tính này ít gặp hơn trong mạng chuyển mạch kênh.
• Các thơng điệp gửi tới các đầu cuối khơng hoạt động vẫn có thể đ-ợc tiếp nhận và có thể l-u giữ hay chuyển tới đầu cuối khác.
Cần l-u ý rằng, trong chuyển mạch tin, tồn bộ thơng điệp đ-ợc coi là một thực thể tách biệt và là đối t-ợng để xử lý.
Ch-ơng 7: Lớp mạng 153 Nh-ợc điểm chủ yếu của chuyển mạch tin là khơng thích hợp cho thơng tin theo thời gian thực hay thông tin t-ơng tác. Độ giữ chậm qua mạng là khá lớn và thay đổi trong một dải rộng. Bởi vậy không thể dùng trong thơng tin thoại và khơng thích hợp cho việc liên kết t-ơng tác termial-host.