1. Giới thiƯu vỊ mạng ATM.
Mạng LAN đưỵc xõy dựng ATM gọi là Locol LAN .Bộ đIỊu khiỊn mạng đỈt trong tỉng đàI ATM , tỉng đài định lộ trỡnh cỏc thụng bỏo và kiĨm soỏt truy nhập trong trường hỵp nghẽn mạch . Ngưỵc lại với bộ kỹ thuật LAN truyỊn thống , viờc điỊu khiĨn đưỵc cài đỈt trong cỏc bộ giao tiếp mạng.
Mạng LAN ATM sư sơng bộ định tuyến chuyĨn mạnh ATM và cỏc giao tiếp ATM tại cỏc trạm làm viƯc. Mỗi trạm làm viƯc liờn lạc với tỉng đàI ATM bằng một liờn kết riờng. Khụng giống như kỹ thuật LAN khỏc, người sư dơng khụng cần phải truyỊn thụng cựng tốc độ dữ liƯu. ĐIỊu này làm cho khả năng hỗ trỵ mạng theo yờu cầu khỏc linh hoạt hơn.
Quy ước sư dơng một tập cỏc giao thức trong cỏc mạng LAN truyỊn 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 diƯn rộng cần thiết phảI sư dơng cỏc thiết
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 33 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 đờng truyền
bị như Gateway, Router.. .đĨ chuyĨn đỉi cỏc giao thức LAN, tốc độ dữ liƯu và cỏc tớn hiƯu giao thức sư dơng cho WAN.
ATM Switch Hỡnh 15: Mạng LAN ATM 2. Kỹ thuật ATM.
Trong kỹ thuật ATM , giao thức ATM cú thĨ dựng cho cả mạng LAN và mạng WAN. ĐiỊu này cho phộp xõy dựng một mạng LAN hoỈc mạng WAN chỉ cần sư dơng cỏc tỉng đàI ATM. ĐĨ kết nối Local ATM vào mạng WAN, chỉ cần sư dơng một cỉng duy nhất trong tỉng đài ATM. ĐĨ kết nối đến mạng cđa tỉng 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 lưỵng kết nối cỉng đến cỏc vị trớ khỏc nhau ít hơn, kết quả tớnh cước phớ sư dơng chớnh xỏc hơn.
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 34 ATM Interfa ce ATM Interfac e ATM Interfa ce
Ethernet LAN
Ethernet LAN
Hỡnh16 : Mạng LAN/ WAN sư dơng bộ định tuyến
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 35 Token Ring địn h tuy ến định tuyế n định tuyế n
ATM Switch
ATM Switch
Hỡnh17 : Mạng LAN /WAN ATM
Cỏc khả năng sư dơng khỏc cđa ATM trong cụng nghƯ mạng LAN như sau: Liờn kết từ đIĨm tới đIĨm ( Point to point)
Cỉng ATM trờn bộ định tuyến
Cỏc mạng LAN truyỊn thống cú thĨ kết nối chuyĨn mạch ATM riờng. Cỏc mạng LAN truyỊn thống kết nối mạng chuyĨn mạch ATM cụng cộng. Cụng nghƯ ATM khụng phơ thuộc bất kỳ phương tiƯn truyỊn hay băng thụng nào. Hỡnh vẽ cho thấy rằng tầng con PMD( Physical Media Dependent) cú thĨ sư dơng cỏp đồng trơc, cỏp xoắn đụI hoỈc cỏp sỵi quang. Tốc độ thay đỉi từ 64Kbps, 1.544Mbps, 45Mbps, 155Mbps, và cao hơn. MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 36 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
II. CỏC CụNG NGHƯ MạNG WAN ( WIDE AREA NETWORK). I. Giao thức đường truyỊn PPP ( Point - to - Point).
1. Giới thiƯu giao thức đường truyỊn.
PPP là giao thức hoạt động trong tầng vật lý và tầng liờn kết dữ liƯu, là một giao thức cho phộp kết nối Internet thụng qua đường đIƯn thoạI quay số.
Do đơn giản, dƠ cài đỈt và khụng đũi hỏi cấp phỏt địa chỉ IP riờng cho mỏy người sư dơng( Địa chỉ này sẽ đưỵc nhà cung cấp dịch vơ cung cấp tạm thời khi sư dơng dịch vơ) nờn PPP rất đưỵc ưa chuộng so với cỏc dịch vơ khỏc như SLIP ( Serial Line Internet Protocol - giao thức tuyến nối tiếp ) PPP đưỵc cung cấp một số tớnh năng ưu viƯt bao gồm viƯc kiĨm tra, sưa lỗi, khả năng truyỊn đồng bộ và khụng đồng bộ. PPP đưỵc hỗ trỵ bởi cỏc giao thức sau:
Data link layer protocol: Giao thức điỊu khiĨn lớp liờn kết dữ liƯu tương tự như chuẩn HDLC ( High lever Data Link Control ) cho phộp PPP hoạt động trong cỏc mụi trường sư dơng nhiỊu giao thức lớp mạng khỏc nhau. HDLC là chuẩn cung cấp dịch vơ truyỊn 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.
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
Link Control Protocol ( LCP) : Cung cấp thụng tin đIỊu khiĨn qua đường dõy nối tiếp, sư dơng đĨ thiết lập cuộc nối, thụng số cấu hỡnh nối, kiĨm tra chất lưỵng kết nối.
Network Control Protocol ( NCP) : Là cỏc giao thức riờng rẽ cung cấp thụng tin vỊ cấu hỡnh và đIỊu khiĨn lớp mạng cho cỏc giao thức lớp mạng.
2.Những đỈc điĨm ưu viƯt cđa PPP.
Dịch vơ thiết lập kết nối và kết thĩc kết nối động đĨ giảm cước phớ đường điĐn thoạI trong thời gian tạm ngưng. Khi cuộc nối bị giỏn đoạn tiến trỡnh chạy PPP vẫn tiếp tơc dịch vơ như là khụng hỊ nhận đưỵc tớn hiƯu bỏo tớn hiƯu giỏn đoạn đường truyỊn. Khi tiến trỡnh này truyỊn hay nhận dữ liƯu thỡ cuộc nối lại tự động thiết lập.
Chia sẽ đường serial với cỏc giao thức khỏc như UUCP KiĨm tra và sưa lỗi cđa dữ liƯu chuyĨn đỉi.
Hỗ trỵ cho cỏc đường kết nối tốc độ cao như T1, E1.. . Thiết lập liờn kết PPP.
3. Cỏc giai đoạn thiết lập PPP.
ĐĨ thiết lập một cuộc nối đIĨm tới đIĨm, mỗi trạm cđa liờn kết PPP đầu tiờn phảI gưi cỏc gúi LCP đĨ kiĨm tra chất lưỵng đường truyỊn và tầng Data Link. Sau đú cỏc mỏy cú thĨ cú những yờu cầu xỏc thực. Tiếp theo PPP phảI dữ cỏc gúi NCP cho phộp chọn lựa và cấu hỡnh giao thức lớp mạng. Khi giao thức ở lớp mạng đưỵc xỏc định, cỏc ứng dơng thực sự cđa người sư dơng sẽ đưỵc sư dơng. Kết nối sẽ đưỵc duy trỡ cho đến khi LCP , NCP gưi cỏc gúi yờu cầu cắt đứt cuộc nối. Cú thĨ miờu tả cỏc giai đoạn thiết lập PPP.
a / Giao diƯn PPP đưỵc khởi tạo, bắt đầu quỏ trỡnh trao đỉi LCP
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
Gưi gúi yờu cầu cấu hỡnh
Gưi gúi yờu cầu cấu hỡnh Gưi gúi chấp nhõn cấu hỡnh Gưi gúi chấp nhận cấu hỡnh
b / LCP đó mở, bắt đầu pha xỏc thực, PAP hoỈc 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 Gưi gúi yờu cầu xỏc thực Yờu cầu
Gưi gúi yờu cầu xỏc thực Trả lời
c/ Hoàn thành viƯc xỏc thực, bắt đầu quỏ trỡnh trao đỉi LCP Gưi gúi yờu cầu cấu hỡnh
Gưi gúi yờu cầu cấu hỡnh Gưi gúi chấp nhận cấu hỡnh Gưi gúi chấp nhận cấu hỡnh
d/ Hoàn thành viƯc xỏc thực, bắt đầu quỏ trỡnh trao đỉi NCP. NCP đó mở, bắt đầu truyỊn dữ liƯu
Dữ liƯu
Cỏc gúi LCP( Link configure – Packet) cú thĨ 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 phđ nhận cấu hỡnh ( Configure NCK)
Gúi cắt liờn kết đĨ xoỏ bỏ liờn kết, bao gồm cú yờu cầu cắt( Terminate Request) và xỏc nhận liờn kết ( Terminate ACK).
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
Gói duy trỡ liờn kết đĨ diỊu khiĨn và kiĨm tra liờn kết, gồm cú cỏc gúi Code- Reject, Echo – Reply, Echo Request, Discarrd Request.
Mỗi khi nhận đưỵc cỏc gúi yờu cầu cấu hỡnh (Configure Request ). Reuter cú thĨ trả lời bằng một trong ba gói sau:
Gúi xỏc nhận cấu hỡnh ( Configure ACK Packet). Gói phđ nhận cấu hỡnh ( Configure NCK Packet) Gúi loại bỏ cấu hỡnh ( Configure Reject)
Pha xỏc thực liờn kết PPP - PAP và CHAP.
Sau pha LCP thỡ giao thức PPP cịng cung cấp tuỳ chọn đú là pha xỏc thực trước khi vào pha NCP. Theo mỈc định pha này khụng xảy ra và thường đưỵc thực hiƯn trong cỏc đường nối dial - up từ cỏc trạm server hoỈc cịng cú thĨ dựng cỏc đường thuờ bao, dựa vào định danh cđa cỏc trạm này mà server hoỈc cịng cú thĨ dựng trong cỏc đường thuờ bao, dựa vào định danh cđa cỏc trạm này mà server sẽ cấu hỡnh cỏc thụng số lớp mạng tương ứng. Cỏc Authentication Protocol Packet đưỵc đúng gúi trong cỏc gúi PPP cú trường giao thức bằng C023(PAP) hoỈc C223(CHAP).
Trong phương phỏp PAP, sau pha LCP ,đầu đưỵc đũi hỏi xỏc thực phảI định danh cđa người sư dơng, mật khẩu tới đầu yờu cầu xỏc thực cho tới khi đưỵc chấp nhận hoỈc sẽ cắt đứt liờn kết PPP. PAP khụng phải là một giao thức xỏc thực tốt bởi vỡ định danh và mật khẩu cđa người sư dơng đưỵc gưi đi rừ ràng dưới dạng Plail
Text, khụng mó hoỏ. CHAP , Router khởi tạo gưi cho đầu kia một thụng bẫ( message) . Router nhận thụng bỏo sẽ tớnh toỏn đỏp lại theo quy tắc bớ mật và đưỵc hai bờn thoả thuận. Router đầu tiờn khi nhận đưỵc lời đỏp sẽ so sỏnh với giỏ trị nú tớnh đưỵc. Nếu hai giỏ trị khớp nhau thỡ nú sẽ gưi lạI lời thụng bỏo tốt đĐp( Success message) và liờn kết đưỵc thiết lập. CHAP cịng cho phộp tiến hành
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
cỏc tỏc dơng xỏc thực theo từng chu kỳ hoỈc ở bất cứ thời đIĨm cần thiết nào đĨ chắc chắn rằng đối tưỵng kết nối ở đầu bờn kia là hỵp phỏp.
Đúng gúi dữ liƯu.
PPP đúng gúi dữ liƯu trước khi truyỊn vào cỏc khung.Khuụn dạng cđa gúi dữ liƯu PPP đưỵc mụ tả như (hỡnh 18).
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
Hỡnh18 : Khuụn dạng gúi dữ liƯu PPP.
Khung đưỵc bắt đầu và kết thĩc bởi byte cờ (flag byte) 0 7e.Cỏc router ở hai đầu liờn kết liờn tơc trao đỉi cỏc cờ này khi khụng cú khung dữ liƯu nào đưỵc truyỊn đi.
Trường địa chỉ (Address byte ): phỏt hiƯn thiết bị phỏt sinh ra gói .
Trường điỊu khiĨn (Control byte ) chỉ ra loạI khung ;dữ liƯu hay điỊu
khiĨn .
Trường giao thức ( protocol Field ) quyết định kiĨu gói trong trường dữ
liƯu , nếu trường này mang giỏ trị 0021thỡ trường dữ liƯu là gúi IP ,nếu là C021thỡ trường dữ liƯu là cỏc gúi LCP , nếu 8021 thỡ trường dữ liƯu là cỏc gúi NCP MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 41
Trưũng dữ liƯu ( Data Field ) chứa thụng tin cần truyỊn . ChiỊu dàI cđa trường này nhỏ hơn hoỈc bằng giỏ trị MTU ( Maximum Transmission Unit). Giỏ trị MTU mỈc định là 1600 byte , cũn giỏ trị thực tế sẽ do LCP quyết định trong quỏ trỡnh trao đỉi cỏc gúi cấu hỡnh .
Trường FCS ( Frame Check Sequence) cú thĨ lựa chọn nhiỊu phương
phỏp kiĨm tra lỗi trong khung. Cơ thĨ cú thĨ dựng phương phỏp kiĨm tra mó dư vũng CRC . Trường FCS cú độ dài 2 byte, viƯc tớnh toỏn CRC dựa trờn cỏc bit cđa tất cỏc trường nằm giữa hai cờ trừ chớnh nú .
ĐĨ tăng giải thụng thực sự cho cỏc ứng dơng chạy trờn kờnh nối tiếp , PPPcú cỏc phương phỏp cho phộp loại bỏ cỏc byte constant khụng cần thiết như byte địa chỉ 0 FF, byte điỊu khiĨn 0 03, giảm trưũng giao thức xuống 1 byte , ngoàI ra cũn cho phộp kiĨm tra xem cú nộn cỏc Header IP hay khụng
ĐiỊu khiĨn liờn kết
ĐĨ khẳng định chắc chắn rằng router cú thĨ truyỊn dữ liƯu tới đưỵc đớch TPP điỊu khiĨn liờn kết đIĨm đIĨm bằng cỏc gúi LQM (Link Quality Monitoring - gúi điỊu khiĨn liờn kết ) và LQR (Link Quality Report ) - gúi thụng bỏo chất lưỵng liờn kết khi kớch hoạt quỏ trỡnh điỊu khiĨn chất lưỵng liờn kết thụng qua giao thức LQP (Link Quality Protocol ) cú nghĩa là ỏp dơng cho router ở dạng địa phương .
Cỏc gúi LQR chứa thụng tin vỊ số lưỵng cỏc gúi dữ liƯu đó gưi và nhận ở mỗi router . Mỗi khi một router nhận đưỵc một gúi LQC , PPP đưỵc sư dơng thụng tin trong gúi đĨ tớnh chất lưỵng gưi. (Outbound Quality tỷ lƯ phần trăm cỏc gúi router này gưi đi và router kia nhận đưỵc ) và chất lưỵng nhận ( Inound Quality tỷ lƯ phần trăn cỏc gúi router kia gưi đi và router kia nhận đưỵc ).Sau 5 chu kỡ trao đỉi LQR, TPP tớnh trung bỡnh cỏc giỏ trị “ chất lưỵng gưi” và “chất lưỵng nhận” và so sỏnh với giỏ trị ngưỡng đó đỈt. Quỏ trỡnh thực tuần hoàn, PPP liờn tơc nhận đựoc cỏc gúi LQR mới , loại bỏ cỏc gúi cị và tỡnh trung bỡnh với 5 MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ
CƯỜNG
chu kỡ hiƯn tai. Nếu 1 trong 2 hai giỏ trị “chất lưỵng gưi “ và “ chất lưỵng nhận “ tơt xuống dưới ngưỡng cho phộp thỡ PPP sẽ hủ bỏ liờn kết. Khi chất lưỵng đường truyỊn đưỵc cảI thiƯn 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 chuyĨn mạch gúi phỏt triĨn bởi ủ ban tư vấn diƯn thoạI và đIƯn tớn quốc tế CCITT (Internation Telegraph and Telephone Consulatative Committee ) . Nay đưỵc đỉi tờn thành liờn minh viƠn thụng quốc tế. ITU ( International Telecom -munication Union ). Nguyờn thủ cđa giao thức này sư dựng truyỊn dữ liƯu qua Leased Line ( Routable Data Transmission) X.25 sư dơng địa chỉ và thụng tin sưa lỗi (Error correction Information). Theo cỏch gần giống với mạng cơc bộ (LAN) . X.25 cho phộp cỏc khung dữ liƯu số hoỏ ( Digital Frame – Frame và Packet là cỏc khỏi niƯm chỉ khối thụng tin đưỵc gưi qua đường truyỊn ) đưỵc truyỊn (Router ) qua cỏc khoảng cỏch lớn.
Tương ứng với tầng vật lý mụ hỡnh OSI. Cú cỏc giao thức khỏc nhau hỗ trỵ cho khả năng liờn kết X.21.X.21bis , V.32 . . .
LAP_B (Link Access procedure Balanced) là giao thức LLC tầng con cđa liờn kết giữ liƯu, chuẩn hướng dữ liƯu 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) đưỵc sư dơng cho đến năm 1984 , giờ đõy X.25 yờu cầu cung cấp dịch vơ tin cậy và tớnh năng đIỊu khiĨn luồng giữ liƯu nĩt đến nĩt ( End to End ). Do cỏc thiết bị trờn mạng cú thĨ hoạt động theo nhiỊu mạch ảo , nờn X.25 phải cung cấp tớnh năng điỊu khiĨn luồng cho mỗi mạch . MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 43
Cỏc mạng chuyĨn mạch X.25 cung cấp cỏc lựa chọn cho chuyĨn mạch ảo hoỈc cố định .X.25 cung cỏc dịch vơ tin cậy cịng như điỊu khiỊn luồng dữ liƯu từ nĩt tới nĩt (End to End) .
Cỏc mạng X.25 thường cú tốc độ truyỊn tối đa 64 kbps .Tốc độ này thường thớch hỵp với cỏc tiến trỡnh truyỊn thụng chuyĨn giao tƯp và cỏc thiết bị đầu cuối lưu thụng mạng lớn .Tuy nhiờn với tốc độ như vậy khụng thớch hớp với viƯc cung cấp cỏc dịch vơ theo tốc độ LAN . Cỏc dịch vơ 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 vơ ứng dơng LAN trong mụi trưũng WAN .
Trong mạch X.25 một mỏy tớnh hay terminal đưỵc gọi là thiết bị đầu cuối DTE (Data terminal Equipment ) một DTE cú thĨ là một Gateway cho phộp truy nhập tới mạng cơc bộ . Thiết bị truyỊn số liƯu DCE ( Data communication Equipment ) cho phộp truy nhập tới mạng chuyĨn mạch gúi PSN ( packet -switched network ) .X.25 Protocol cho phộp truyỊn số liƯu giữa DTE và DCE . Một thiết bị đưỵc dọi là bộ tập hỵp / giải hỵp PAD ( Packet assembler /Disassembler) dịch tớn hiƯu đầu vào khụng đồng bộ từ DTE thành cỏc gúi tin thớch hỵp với PDN.
III. Frame Relay.
Frame Relay đưỵc thiết kế đĨ hỗ trỵ mạng tớch hỵp số đa dịch vơ dải rộng (B.ISDN ) . Tương tự X.25 Frame Relay cịng là mạng chuyĨn mạch gúi , tuy nhiờn Frame Relay ra đời sau và cú tốc độ cao hơn X.25 . Frame Relay là một cụng nghƯ thay thế cho X.25 , giĩp giảm chi phớ đừơng truyỊn bằng cỏch tạo một