CÔNG NGHỆ LÀM NỀN TẢNG TRONG NGN
3.3.3. IP over ATM
IP over ATM truyền thống là một kỹ thuật kiểu xếp chồng, trong đó xếp IP (kỹ thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2). Do giao thức của hai tầng này hoàn toàn độc lập với nhau, nên chúng phải nhờ các giao thức như NHRP, ARP,… mới đảm bảo nối thông giữa hai lớp. Điều này trên thực tế đã được ứng dụng rộng rãi. Nhưng với tình hình mạng lưới được mở rộng nhanh chóng, cách xếp chồng đó cũng gây ra nhiều vấn đề cần xem xét lại.
Vấn đề nổi bật nhất là phương thức xếp chồng, phải thiết lập các liên kết VP/VC tại N điểm nút. Khi mà mạng lưới ngày càng rộng lớn, chi phối kiểu này sẽ làm cho mạng lưới quá tải. Thứ hai là, phương thức xếp chồng sẽ phân cắt cả mạng lưới IP over ATM ra làm nhiều mạng logic nhỏ (LIS). Các LIS trên thực tế đều trong một mạng vật lý. Giữa các LIS dùng bộ định tuyến trung gian để liên kết, điều này sẽ có ảnh hưởng đến việc truyền nhóm gói tin giữa các LIS khác nhau.
Mặt khác khi lưu lượng lớn, những bộ định tuyến này sẽ gây ra hiện tượng tắc nghẽn cổ chai đối với băng rộng. Hai điểm nêu trên đều làm cho IP over ATM chỉ có thể dùng thích hợp cho mạng tương đối nhỏ, như mạng xí nghiệp,….nhưng không thể đáp ứng được nhu cầu của mạng đường trục Internet.
Trên thực tế hai kỹ thuật này đang tồn tại vấn đề yếu kém về khả năng mở rộng. Thứ ba, trong phương thức xếp chồng, IP over ATM vẫn không có cách đảm bảo QoS
thật sự. Thứ tư là, khi thiết kế và phát triển, hai loại kỹ thuật IP và ATM đều phát triển riêng lẻ. Điều này làm cho sự nối thông tin giữa hai bên phải dựa vào một loạt giao thức phức tạp khác. Cách làm như thế có thể gây ảnh hưởng không tốt đối với độ tin cậy của mạng đường trục.
Các kỹ thuật MPOA (Multiprotocol over ATM-đa giao thức trên nền ATM ), LANE (LAN Emulation - mô phỏng LAN)… chỉ giải quyết được một phần các tồn tại, chẳng hạn như vấn QoS. Phương thức mà các kỹ thuật này dùng vẫn là xếp chồng, khả năng mở rộng vẫn không đủ.
Hiện nay đã xuất hiện một loại kỹ thuật IP over ATM không dùng phương thức xếp chồng, mà dùng công nghệ chuyển mạch nhãn (kỹ thuật này là nền tảng của MPLS ) áp dụng phương thức tích hợp.
Ngày nay, các giao thức định tuyến IP thông thường chạy trên ATM hoặc Frame Relay với sự tích hợp rất nhỏ. Các nhà cung cấp ISP xây dựng các lõi ATM hoặc Frame Relay trong mạng của họ. Vùng lõi này được sử dụng các tuyến giữa các tuyến router ở biên. Nói cách khác, hai mạng được định tuyến IP kết nối với nhau bằng các kênh ảo cố định (PVC) thông qua đám mây mạng ATM hoặc Frame Relay. Điều này tạo nên một mô hình chồng lấn cả về cấu trúc mạng và cách quản lý, bởi vì tất cả các Router trong đám mây mạng trở thành hàng xóm về mặt IP.
Phương pháp này sử dụng tài nguyên mạng một cách kém hiệu quả vì các liên kết ATM trở nên vô hình đối với định tuyến IP. Nghĩa là một PVC dùng nhiều bước nhảy sẽ được sử dụng bởi giao thức IP dễ dàng như một PVC một bước nhảy, bởi vì cả hai loại PVC này đều là một bước nhảy IP đơn.
Vấn đề nữa ở đây cần quan tâm về nền tảng mạng này là do các giao thức định tuyến, như OSPF, không hoạt động hiệu quả trên một mạng lớn cấu trúc lưới do phải thực hiện việc sao chép, cập nhật trạng thái liên kết và trạng thái của rất nhiều các router hàng xóm.
Hình 3.5 Mô hình chồng lấn IP over ATM
MPLS giải quyết được vấn đề mạng lưới bằng cách loại bỏ khái niệm về đám mây ATM. Với MPLS, các liên kết ATM được đối xử như các liên kết IP và mỗi chuyển mạch ATM có thể trở thành một định tuyến IP ngang hàng, như trong hình 3.6:
Bằng cách bổ sung sự thông minh của IP vào chuyển mạch ATM, các nhà thiết kế đã loại bỏ sự chồng lấn của các liên kết IP trên ATM và thực hiện ánh xạ 1-1 giữa chúng. Thêm vào đó, sự tích hợp của các lớp này hình thành mô hình định tuyến/ chuyển mạch có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với từng loại riêng lẻ, như là:
- Phần của bộ định tuyến cần thiết để sử dụng các giải thuật định tuyến như OSPF và BGP 4 cho trao đổi thông tin và tính toán đường đi.
- Phần MPLS cần thiết để dịch các thông tin mà các bộ chuyển mạch có thể hiểu được. Phần chuyển mạch tận dụng được cả dung lượng chuyển mạch và tốc độ chuyển mạch cao của phần cứng.
Hình 3.6 Mô hình tích hợp IP over ATM