1. Giới thiệu về mạng ATM.
Mạng LAN được xõy dựng ATM gọi là Locol LAN. Bộ điều khiền mạng đặt trong tổng đài ATM, tổng đài định lộ trỡnh cỏc thụng bỏo và kiểm soỏt truy nhập trong trường hợp nghẽn mạch. Ngược lại với bộ kỹ thuật LAN truyền thống , viờc điều khiển được cài đặt trong cỏc bộ giao tiếp mạng.
Mạng LAN ATM sử dụng bộ định tuyến chuyển mạnh ATM và cỏc giao tiếp ATM tại cỏc trạm làm việc. Mỗi trạm làm việc liờn lạc với tổng đài ATM bằng một liờn kết riờng. Khụng giống như kỹ thuật LAN khỏc, người sử dụng khụng cần phải truyền thụng cựng tốc độ dữ liệu. Điều này làm cho khả năng hỗ trợ mạng theo yờu cầu khỏc linh hoạt hơn.
Quy ước sử dụng một tập cỏc giao thức trong cỏc mạng LAN truyền thống khỏc với quy ước tập cỏc giao thức trong tầng vật lý mạng WAN. Vỡ vậy khi liờn kết cỏc mạng LAN lại thành một mạng diện rộng cần thiết phải sử dụng cỏc thiết
Trạm
nối đơn Trạm nối đơn Trạm nối đơn
Trạm nối kép Trạm nối kép Trạm nối kép Trạm nối kép Trạm nối kép Trạm nối kép Trạm nối đơn Trạm nối kép Trạm nối kép Lỗi đ ờng truyền
bị như Gateway, Router...để chuyển đổi cỏc giao thức LAN, tốc độ dữ liệu và cỏc tớn hiệu giao thức sử dụng cho WAN.
ATM Switch Hỡnh 2.8 : Mạng LAN ATM 2. Kỹ thuật ATM.
Trong kỹ thuật ATM , giao thức ATM cú thể dựng cho cả mạng LAN và mạng WAN. Điều này cho phộp xõy dựng một mạng LAN hoặc mạng WAN chỉ cần sử dụng cỏc tổng đài ATM. Để kết nối Local ATM vào mạng WAN, chỉ cần sử dụng một cổng duy nhất trong tổng đài ATM. Để kết nối đến mạng của tổng đài ATM. Hỡnh vẽ minh hoạ một mạng LAN/ WAN ATM. Nếu so sỏnh với mạng LAN/WAN dựa trờn cỏc bộ định tuyến như hỡnh vẽ, sẽ thấy số lượng kết nối cổng đến cỏc vị trớ khỏc nhau ít hơn, kết quả tớnh cước phớ sử dụng chớnh xỏc hơn.
ATM Interfa ce ATM Interfac e ATM Interfa ce
Ethernet LAN
Ethernet LAN
Hỡnh 2.9: Mạng LAN/ WAN sử dụng bộ định tuyến
Token Ring định tuyến định tuyến định tuyến
ATM Switch
ATM Switch
Hỡnh 2.11: Mạng LAN /WAN ATM
Cỏc khả năng sử dụng khỏc của ATM trong cụng nghệ mạng LAN như sau: Liờn kết từ đIểm tới đIểm ( Point to point)
Cổng ATM trờn bộ định tuyến
Cỏc mạng LAN truyền thống cú thể kết nối chuyển mạch ATM riờng.
Cỏc mạng LAN truyền thống kết nối mạng chuyển mạch ATM cụng cộng.
Cụng nghệ ATM khụng phụ thuộc bất kỳ phương tiện truyền hay băng thụng nào. Hỡnh vẽ cho thấy rằng tầng con PMD( Physical Media Dependent) cú thể sử dụng cỏp đồng trục, cỏp xoắn đụI hoặc cỏp sợi quang. Tốc độ thay đổi từ 64Kbps, 1.544Mbps, 45Mbps, 155Mbps, và cao hơn. ATM Interfa ce ATM Interfac e ATM Interfa ce ATM Interfa ce ATM Interfac e ATM Interfa ce ATM Switch ATM Switch ATM Switch
64 kbps 1.544 Mbps 45 Mbps 155 kbps 622 kbps 2.5 Gbps Physical layer Coax Twisted
Pair Fiber optical Physical Media
Dependent(PMDƯ
CHƯƠNG III. CÁC CễNG NGHỆ MẠNG WAN ( WIDE AREA NETWORK).
I. GIAO THỨC ĐƯỜNG TRUYỀN PPP ( POINT - TO - POINT PROTOCOL). 1. Giới thiệu giao thức đường truyền.
PPP là giao thức hoạt động trong tầng vật lý và tầng liờn kết dữ liệu, là một giao thức cho phộp kết nối Internet thụng qua đường điện thoại quay số.
Do đơn giản, dễ cài đặt và khụng đũi hỏi cấp phỏt địa chỉ IP riờng cho mỏy người sử dụng (Địa chỉ này sẽ được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp tạm thời khi sử dụng dịch vụ) nờn PPP rất được ưa chuộng so với cỏc dịch vụ khỏc như SLIP (Serial Line Internet Protocol - giao thức tuyến nối tiếp) PPP được cung cấp một số tớnh năng ưu việt bao gồm việc kiểm tra, sửa lỗi, khả năng truyền đồng bộ và khụng đồng bộ. PPP được hỗ trợ bởi cỏc giao thức sau:
Data link layer protocol: Giao thức điều khiển lớp liờn kết dữ liệu tương tự
như chuẩn HDLC High lever Data Link Control) cho phộp PPP hoạt động trong cỏc mụi trường sử dụng nhiều giao thức lớp mạng khỏc nhau. HDLC là chuẩn cung cấp dịch vụ truyền dữ tin cậy qua cỏc đường đồng bộ nối tiếp, đảm bảo phõn phỏt một cỏch tin cậy qua bất kỳ một loại đường nối tiếp nào.
Link Control Protocol (LCP): Cung cấp thụng tin đIều khiển qua đường dõy
nối tiếp, sử dụng để thiết lập cuộc nối, thụng số cấu hỡnh nối, kiểm tra chất lượng kết nối.
Network Control Protocol ( NCP) : Là cỏc giao thức riờng rẽ cung cấp thụng
tin về cấu hỡnh và điều khiển lớp mạng cho cỏc giao thức lớp mạng.
2. Những đặc điểm ưu việt của PPP.
Dịch vụ thiết lập kết nối và kết thỳc kết nối động để giảm cước phớ đường
điẹn thoại trong thời gian tạm ngưng. Khi cuộc nối bị giỏn đoạn tiến trỡnh chạy PPP vẫn tiếp tục dịch vụ như là khụng hề nhận được tớn hiệu bỏo tớn hiệu giỏn đoạn đường truyền. Khi tiến trỡnh này truyền hay nhận dữ liệu thỡ cuộc nối lại tự động thiết lập.
Chia sẽ đường serial với cỏc giao thức khỏc như UCP
Kiểm tra và sửa lỗi của dữ liệu chuyển đổi.
Hỗ trợ cho cỏc đường kết nối tốc độ cao như T1, E1.. .
Thiết lập liờn kết PPP.
3. Cỏc giai đoạn thiết lập PPP.
Để thiết lập một cuộc nối điểm tới điểm, mỗi trạm của liờn kết PPP đầu tiờn phải gửi cỏc gỳi LCP để kiểm tra chất lượng đường truyền và tầng Data Link. Sau đú cỏc mỏy cú thể cú những yờu cầu xỏc thực. Tiếp theo PPP phải dữ cỏc gỳi NCP cho phộp chọn lựa và cấu hỡnh giao thức lớp mạng. Khi giao thức ở lớp mạng được xỏc định, cỏc ứng dụng thực sự của người sử dụng sẽ được sử dụng. Kết nối sẽ được duy trỡ cho đến khi LCP, NCP gửi cỏc gỳi yờu cầu cắt đứt cuộc nối. Cú thể miờu tả cỏc giai đoạn thiết lập PPP.
a / Giao diện PPP được khởi tạo, bắt đầu quỏ trỡnh trao đổi LCP Gửi gúi yờu cầu cấu hỡnh
Gửi gúi yờu cầu cấu hỡnh Gửi gúi chấp nhõn cấu hỡnh Gửi gúi chấp nhận cấu hỡnh
b / LCP đó mở, bắt đầu pha xỏc thực, PAP hoặc CHAP. Trong đú PAP và
CHAP là hai giao thức xỏc thực bằng mật khẩu PAP (Password Authentication Protocol) CHAP ( Challenge handshake Authentication Protocol)
PAP CHAP Gửi gúi yờu cầu xỏc thực Yờu cầu
Gửi gúi yờu cầu xỏc thực Trả lời
c/ Hoàn thành việc xỏc thực, bắt đầu quỏ trỡnh trao đổi LCP
Gửi gỳi yờu cầu cấu hỡnh
Gửi gúi yờu cầu cấu hỡnh Gửi gúi chấp nhận cấu hỡnh Gửi gúi chấp nhận cấu hỡnh
d/ Hoàn thành việc xỏc thực, bắt đầu quỏ trỡnh trao đổi NCP. NCP đó mở, bắt đầu truyền dữ liệu
Dữ liệu
Cỏc gỳi LCP( Link configure – Packet) cú thể chia làm 3 loại.
Cấu hỡnh liờn kết thiết lập và cấu hỡnh liờn kết bao gồm: Yờu cầu cấu
hỡnh ( Configure – Request), xỏc nhận cấu hỡnh liờn kết ( Configure- ACK) và phủ nhận cấu hỡnh ( Configure NCK)
Gói cắt liờn kết để xoỏ bỏ liờn kết, bao gồm cú yờu cầu cắt( Terminate
Request) và xỏc nhận liờn kết ( Terminate ACK).
Gói duy trỡ liờn kết để diều khiển và kiểm tra liờn kết, gồm cú cỏc gỳi
Code- Reject, Echo – Reply, Echo Request, Discarrd Request.
Mỗi khi nhận được cỏc gỳi yờu cầu cấu hỡnh (Configure Request ). Reuter cú thể trả lời bằng một trong ba gói sau:
Gói xỏc nhận cấu hỡnh ( Configure ACK Packet).
Gói phủ nhận cấu hỡnh ( Configure NCK Packet)
Gói loại bỏ cấu hỡnh ( Configure Reject)
Pha xỏc thực liờn kết PPP - PAP và CHAP.
Sau pha LCP thỡ giao thức PPP cũng cung cấp tuỳ chọn đú là pha xỏc thực trước khi vào pha NCP. Theo mặc định pha này khụng xảy ra và thường được thực hiện trong cỏc đường nối dial - up từ cỏc trạm server hoặc cũng cú thể dựng cỏc đường thuờ bao, dựa vào định danh của cỏc trạm này mà server hoặc cũng cú thể dựng trong cỏc đường thuờ bao, dựa vào định danh của cỏc trạm này mà server sẽ cấu hỡnh cỏc thụng số lớp mạng tương ứng. Cỏc Authentication Protocol Packet được đúng gúi trong cỏc gỳi PPP cú trường giao thức bằng C023(PAP) hoặc C223(CHAP).
Trong phương phỏp PAP, sau pha LCP ,đầu được đũi hỏi xỏc thực phảI định danh của người sử dụng, mật khẩu tới đầu yờu cầu xỏc thực cho tới khi được chấp nhận hoặc sẽ cắt đứt liờn kết PPP. PAP khụng phải là một giao thức xỏc thực tốt bởi vỡ định danh và mật khẩu của người sử dụng được gửi đi rừ ràng dưới dạng Plail Text, khụng mú hoỏ. CHAP , Router khởi tạo gửi cho đầu kia một thụng baỳ( message). Router nhận thụng bỏo sẽ tớnh toỏn đỏp lại theo quy tắc bớ mật và được hai bờn thoả thuận. Router đầu tiờn khi nhận được lời đỏp sẽ so sỏnh với giỏ trị nú tớnh được. Nếu hai giỏ trị khớp nhau thỡ nỳ sẽ gửi lạI lời thụng bỏo tốt đẹp( Success message) và liờn kết được thiết lập. CHAP cũng cho phộp tiến hành cỏc tỏc dụng xỏc thực theo từng chu kỳ hoặc ở bất cứ thời đIểm cần thiết nào để chắc chắn rằng đối tượng kết nối ở đầu bờn kia là hợp phỏp.
Đúng gúi dữ liệu.
PPP đúng gúi dữ liệu trước khi truyền vào cỏc khung.Khuụn dạng của gúi dữ liệu PPP được mụ tả như (hỡnh 3.1).
2 or 4 1byte 1byte 1byte 2byte 0 MTU byte byte 1byte
Flag Address Control Protocol Data FSC Flag
0021 IP Data
C021 LCP Data
8021 NCP Data
Hỡnh3.1 : Khuụn dạng gúi dữ liệu PPP.
Khung được bắt đầu và kết thỳc bởi byte cờ (flag byte) 0 7e.Cỏc router ở
hai đầu liờn kết liờn tục trao đổi cỏc cờ này khi khụng cú khung dữ liệu nào được truyền đi.
Trường địa chỉ (Address byte ): phỏt hiện thiết bị phỏt sinh ra gói .
Trường điều khiển (Control byte ) chỉ ra loạI khung ;dữ liệu hay điều
khiển .
Trường giao thức ( protocol Field ) quyết định kiểu gúi trong trường dữ
liệu , nếu trường này mang giỏ trị 0021thỡ trường dữ liệu là gúi IP ,nếu là C021thỡ trường dữ liệu là cỏc gỳi LCP , nếu 8021 thỡ trường dữ liệu là cỏc gỳi NCP
Trường dữ liệu (Data Field) chứa thụng tin cần truyền. Chiều dài của
trường này nhỏ hơn hoặc bằng giỏ trị MTU (Maximum Transmission Unit). Giỏ trị MTU mặc định là 1600 byte, cũn giỏ trị thực tế sẽ do LCP quyết định trong quỏ trỡnh trao đổi cỏc gúi cấu hỡnh .
Trường FCS ( Frame Check Sequence) cú thể lựa chọn nhiều phương
phỏp kiểm tra lỗi trong khung. Cụ thể cú thể dựng phương phỏp kiểm tra mó dư vũng CRC. Trường FCS cú độ dài 2 byte, việc tớnh toỏn CRC dựa trờn cỏc bit của tất cỏc trường nằm giữa hai cờ trừ chớnh nú .
Để tăng giải thụng thực sự cho cỏc ứng dụng chạy trờn kờnh nối tiếp, PPPcỳ cỏc phương phỏp cho phộp loại bỏ cỏc byte constant khụng cần thiết như byte địa chỉ 0 FF, byte điều khiển 0 03, giảm trưũng giao thức xuống 1 byte, ngoài ra
cũn cho phộp kiểm tra xem cỳ nộn cỏc Header IP hay khụng
Điều khiển liờn kết
Để khẳng định chắc chắn rằng router cú thể truyền dữ liệu tới được đớch TPP điều khiển liờn kết điểm điểm bằng cỏc gỳi LQM (Link Quality Monitoring - gúi điều khiển liờn kết) và LQR (Link Quality Report ) - gói thụng bỏo chất lượng liờn kết khi kớch hoạt quỏ trỡnh điều khiển chất lượng liờn kết thụng qua giao thức LQP (Link Quality Protocol ) cú nghĩa là ỏp dụng cho router ở dạng địa phương .
Cỏc gỳi LQR chứa thụng tin về số lượng cỏc gỳi dữ liệu đó gửi và nhận ở mỗi router. Mỗi khi một router nhận được một gúi LQC , PPP được sử dụng thụng tin trong gúi để tớnh chất lượng gửi. (Outbound Quality tỷ lệ phần trăm cỏc gỳi router này gửi đi và router kia nhận được ) và chất lượng nhận ( Inound Quality tỷ lệ phần trăn cỏc gỳi router kia gửi đi và router kia nhận được ).Sau 5 chu kỡ trao đổi LQR, TPP tớnh trung bỡnh cỏc giỏ trị “ chất lượng gửi” và “chất lượng nhận” và so sỏnh với giỏ trị ngưỡng đó đặt. Quỏ trỡnh thực tuần hoàn, PPP liờn tục nhận được cỏc gỳi LQR mới, loại bỏ cỏc gỳi cũ và tỡnh trung bỡnh với 5 chu kỡ hiện tai. Nếu 1 trong 2 hai giỏ trị “chất lượng gửi “ và “ chất lượng nhận “ tụt xuống dưới ngưỡng cho phộp thỡ PPP sẽ huỷ bỏ liờn kết. Khi chất lượng đường truyền được cảI thiện đỏp ứng yờu cầu thỡ PPP sẽ tự động khởi tạo lại liờn kết .
II. Giao thức X.25.
X.25 là một chuẩn mạng chuyển mạch gúi phỏt triển bởi uỷ ban tư vấn diện thoại và điện tớn quốc tế CCITTT (Internation Telegraph and Telephone Consulatative Committee ). Nay được đổi tờn thành liờn minh viễn thụng quốc tế. ITU (International Telecom -munication Union ). Nguyờn thuỷ của giao thức này sử dựng truyền dữ liệu qua Leased Line ( Routable Data Transmission) X.25 sử dụng địa chỉ và thụng tin sửa lỗi (Error correction Information). Theo cỏch gần giống với mạng cục bộ (LAN). X.25 cho phộp cỏc khung dữ liệu số hoỏ ( Digital Frame – Frame và Packet là cỏc khỏi niệm chỉ khối thụng tin được gửi qua đường truyền ) được truyền (Router ) qua cỏc khoảng cỏch lớn.
Tương ứng với tầng vật lý mụ hỡnh OSI. Cỳ cỏc giao thức khỏc nhau hỗ trợ
cho khả năng liờn kết X.21.X.21bis , V.32 . . .
LAP_B (Link Access procedure Balanced) là giao thức LLC tầng con của
liờn kết giữ liệu, chuẩn hướng dữ liệu bit , hoạt động theo chế độ song cụng và đồng bộ .
Giao thức X.25 cung cấp cỏc khả năng chọn cỏc mạch ảo thường trực hay
theo nhu cầu .Tuy giao thức Datagram ( Khụng tin cậy) được sử dụng cho đến năm 1984 , giờ đừy X.25 yờu cầu cung cấp dịch vụ tin cậy và tớnh năng đIều khiển luồng giữ liệu nút đến nút ( End to End ). Do cỏc thiết bị trờn mạng cú thể hoạt động theo nhiều mạch ảo , nờn X.25 phải cung cấp tớnh năng điều khiển luồng cho mỗi mạch .
Cỏc mạng chuyển mạch X.25 cung cấp cỏc lựa chọn cho chuyển mạch ảo hoặc cố định .X.25 cung cỏc dịch vụ tin cậy cũng như điều khiền luồng dữ liệu từ nút tới nút (End to End) .
Cỏc mạng X.25 thường cú tốc độ truyền tối đa 64 kbps. Tốc độ này thường thớch hợp với cỏc tiến trỡnh truyền thụng chuyển giao tệp và cỏc thiết bị đầu cuối lưu thụng mạng lớn. Tuy nhiờn với tốc độ như vậy khụng thớch hớp với việc cung cấp cỏc dịch vụ theo tốc độ LAN. Cỏc dịch vụ này thường đũi hỏi 1Mbps trở lờn. Vỡ vậy cỏc mạng X.25 là phương ỏn khụng mấy hấp dấn khi cung cấp cỏc dịch vụ ứng dụng LAN trong mụi trưũng WAN .
Trong mạch X.25 một mỏy tớnh hay terminal được gọi là thiết bị đầu cuối DTE (Data terminal Equipment ) một DTE cú thể là một Gateway cho phộp truy nhập tới mạng cục bộ. Thiết bị truyền số liệu DCE (Data communication Equipment) cho phộp truy nhập tới mạng chuyển mạch gúi PSN (packet -switched network). X.25 Protocol cho phộp truyền số liệu giữa DTE và DCE. Một thiết bị được gọi là bộ tập hợp / giải hợp PAD (Packet assembler /Disassembler) dịch tớn hiệu đầu vào khụng đồng bộ từ DTE thành cỏc gúi tin thớch hợp với PDN.
III. Frame Relay.
Frame Relay được thiết kế để hỗ trợ mạng tớch hợp số đa dịch vụ dải rộng (B.ISDN ). Tương tự X.25 Frame Relay cũng là mạng chuyển mạch gói , tuy nhiờn Frame Relay ra đời sau và cú tốc độ cao hơn X.25. Frame Relay là một cụng nghệ thay thế cho X.25 , giỳp giảm chi phớ đừơng truyền bằng cỏch tạo một mạch truyền ảo cố định ( Permanent Virtual Ciruit )cho cỏc WAN connection thay vỡ truyền từng gói ( Paket by Paket Rounting).
Frame Relay tưong ứng với tầng vật lý và tầng liờn kết dữ liệu trong mụ hỡnh tham chiếu OSI .
Frame Relay được coi là điển hỡnh về mạng truyền số liệu cụng cộng, do đú