Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói X25

Chia sẻ: Nguyễn Trung Thành | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:160

1
641
lượt xem
336
download

Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói X25

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các tuyến liên lạc của mạng là các thành phần để ghép nối cùng với các thành phần khác của một mạng chuyển mạch gói. Công nghệ chính xác được dùng cho các tuyến mạng độc lập với các giao thức cấp cao hơn bao trùm lên các tuyến. Chủ đích của các tuyến là chuyển thông tin của các giao thức cấp cao hơn từ một địa điểm vật lý tới một địa điểm khác với sự biến dạng tin ít nhất. Trừ các trường hợp đặc biệt, các tuyến mạng chuyển mạch gói là "chuỗi bit". Tức là thông...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói X25

  1. Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói X25
  2. Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói X25 Các thành phần của mạng chuyển mạch gói X.25 - Giao thức mạng chuyển mạch gói Bảo mật trong các mạng chuyển mạch gói Khi nào sử dụng chuyển mạch gói Các giao tiếp vật lý của mạng chuyển mạch gói Trang bị cho các mạng chuyển mạch gói 3. Các thành phần của mạng chuyển mạch gói • 3.1. Mở đầu • 3.2. Các tuyến liên lạc của mạng • 3.3. Thiết bị chuyển mạch gói o 3.3.1. Giao tiếp lớp vật lý o 3.3.2. Giao tiếp lớp tuyến o 3.3.3. Modul chuyển mạch gói o 3.3.4. Modul quản lý mạng o 3.3.5. Cấu trúc phần cứng của các bộ chuyển mạch gói o 3.3.6. Đặc tính của thiết bi chuyển mạch gói • 3.4. Các PAD o 3.4.1. Giao tiếp không đồng bộ o 3.4.2. Module chuyển đổi ký tự - gói o 3.4.3. Module giao thức lớp mạng o 3.4.4. Giao tiếp lớp tuyến o 3.4.5. Giao tiếp vật lý o 3.4.6. Module quản lý mạng o 3.4.7. Cấu trúc phần cứng của PAD o 3.4.8. Chất lượng của PAD • 3.5. Các giao tiếp chủ o 3.5.1. Cấu trúc phần cứng của giao tiếp chủ o 3.5.2. Hiệu quả của giao tiếp chủ • 3.6. Các đường nối cổng mạng o 3.6.1. Phần cứng của cửa cổng o 3.6.2. Hiệu ích của cửa cổng
  3. • 3.7. Hệ thống quản lý mạng o 3.7.1. Giao tiếp quản lý mạng NMS o 3.7.2. Phần cứng và phần mềm của NMS • 3.8. Kết luận
  4. Chương 3.Các thành phần của mạng chuyển mạch gói 3.1. Mở đầu Chương này ta sẽ xem xét chi tiết hơn các chức nǎng của các thành phần tạo nên mạng chuyển mạch gói. Mỗi một kiểu thành phần có một tập hợp đặc tính riêng của nó. Cần phải hiểu các khía cạnh riêng của các đặc tính của các thành phần nếu sự quyết định chuẩn xác cần được tạo ra khi ghép với nhau vào một mạng chuyển mạch gói. 3.2. Các tuyến liên lạc của mạng Các tuyến liên lạc của mạng là các thành phần để ghép nối cùng với các thành phần khác của một mạng chuyển mạch gói. Công nghệ chính xác được dùng cho các tuyến mạng độc lập với các giao thức cấp cao hơn bao trùm lên các tuyến. Chủ đích của các tuyến là chuyển thông tin của các giao thức cấp cao hơn từ một địa điểm vật lý tới một địa điểm khác với sự biến dạng tin ít nhất. Trừ các trường hợp đặc biệt, các tuyến mạng chuyển mạch gói là "chuỗi bit". Tức là thông tin chuyển qua tuyến được chuyển đi từng bit một. Nếu thông tin có thể phát đi theo cả hai hướng đồng thời thì gọi là tuyến "song công hoàn toàn". Nếu thông tin chỉ được phát đi theo một hướng ở một thời điểm thì tuyến này là "bán song công". Để thông tin phát đi được khôi phục lại ở máy thu thì luồng tin chuỗi bit cần phải được chuyển đổi lại sang dạng tin trong bộ nhớ của máy thu. Máy thu cần phải được cung cấp tín hiệu đồng hồ nhịp để xác định chính xác thông tin gì đang được thu nhận. Tín hiệu đồng hồ này cho máy thu biết khi nào cần lấy mẫu tín hiệu số liệu để khôi phục thông tin. Hình 3.1 mô tả tín hiệu đồng hồ này được sử dụng như thế nào để lấy mẫu luồng số liệu cần thu.
  5. Tuỳ thuộc vào từng kiểu chính xác của tuyến thông tin, có thể có một tín hiệu đồng hồ riêng cho mỗi hướng chuyển tin; chỉ một đồng hồ được dùng cho cả hai hướng hoặc không có tín hiệu đồng hồ nào cả. ở trường hợp sau, luồng số liệu cũng mang theo cả thông tin về đồng hồ nhịp. Có nhiều phương pháp riêng để mã hoá luồng số liệu cho phép đồng hồ này có thể tách ra từ số liệu một loại kỹ thuật được gọi là "mã hoá Manchester". ở hầu hết các trường hợp có sự khác biệt giữa các giao tiếp ở mỗi phía của tuyến liên lạc. Một đầu gọi là "thiết bị kết cuối mạch điện số liệu", hay DCE. Còn đầu kia gọi là "thiết bị đầu cuối số liệu", hay DTE. Nói chung các thiết bị trong mạng (tức là các nút chuyển mạch gói) là các DCE để giao tiếp với các thiết bị đầu cuối phía ngoài vành đai mạng. Còn các thiết bị đầu cuối đại diện cho DTE để đấu nối với các giao tiếp DCE. Khi đấu nối vào mạng thông tin thì luôn phải có một CDE của mạng và thiết bị người sử dụng phải có một giao tiếp DTE. ở mức này thì giữa DCE và DTE khác gì nhau? ở hầu hết các trường hợp, giao tiếp DCE cung cấp các tín hiệu đồng hồ để định thời cho tuyến. DTE cần sử dụng thông tin định thời do DCE cung cấp khi lẫy mẫu số liệu thu được và phát số liệu. Còn có sự khác biệt về vật lý giữa các giao tiếp DCE và DTE. Các giao tiếp DCE luôn sử dụng các bộ đấu chuyển cái, "trong khi các giao tiếp DTE thì sử dụng các bộ đấu chuyển đực". Điều này lại liên quan đến tình trạng mạng công cộng, vì để an toàn điện, các mạch điện nối trực tiếp vào giao tiếp mạng công cộng không bao giờ được để lộ chân ra. Điều này sẽ xảy ra nếu sử dụng bộ nối chuyển đực cho các DCE. Đường dây phổ thông nhất cho các tuyến của mạng chuyển mạch gói là các đôi dây xoắn hoặc cáp nhiều sợi thông thường. Các đôi dây xoắn là kiểu đặc biệt của cáp nhiều sợi. ở đây các cặp dây của cáp được xoắn quanh nhau dọc theo sợi cáp. Đối với một số loại tín hiệu điện
  6. (ví dụ như giao tiếp X.21) thì cáp được sử dụng phải là dây cáp xoắn vì nó rất quan trọng cho thao tác của thiết bị điều khiển và thiết bị thu ở mỗi đầu cáp. Kiểu dây nối này có thể dùng cho bất kỳ tốc độ số lượng nào tới 10 triệu bit mỗi dãy ở cự ly rất ngắn. Cáp dài tối đa 1 km cũng có thể được sử dụng ở các tốc độ thấp hơn. Nếu cần có tốc độ cao hơn hoặc cự ly dài hơn thì thường sử dụng cáp quang. Tất cả các giao tiếp vật lý cho các mạng chuyển mạch gói sẽ đề cập chi tiết ở chương 10. 3.3. Thiết bị chuyển mạch gói Thiết bị chuyển mạch gói là trung tâm của mạng chuyển mạch gói. Chúng tạo ra các phân vùng của mạng (như mô tả ở nhiều sơ đồ mạng) và tạo ra mạng chuyển mạch gói hoàn chỉnh có nhiều đặc tính khai thác quan trọng. Vì vậy cần phải đảm bảo chắc chắn rằng, các thiết bị chuyển mạch gói được chọn cho một mạng phải có đặc tính và khả nǎng chuẩn xác cho những gì mà mạng cần sử dụng. 3.3.1. Giao tiếp lớp vật lý Hình 3.2 mô tả các phần tử cơ bản của một thiết bị chuyển mạch gói. Các tuyến thông tin của mạng dẫn vào thiết bị chuyển mạch được nối vào các giao tiếp vật lý của thiết bị chuyển mạch. Chúng cung cấp các điểm nối vật lý (tức là các bộ đấu chuyển) và các điểm nối điện (các bộ điều khiển và bộ thu báo hiệu đường điện đang sử dụng). Vì kiểu giao tiếp có thể thay đổi nên các giao tiếp này thường ở dạng các phiến nối kiểu chấu cắm. Nhiều kiểu giao tiếp khác nhau được sử dụng cho các mạng chuyển mạch gói sẽ được bao quát chi tiết ở chương 10. Mục tiêu của chương này là giới thiệu tên các giao tiếp mà không đi sâu vào chi tiết. Giao tiếp vật lý phổ thông nhất (tức là giao tiếp lớp vật lý) gọi là X.21. BIS, đôi khi còn gọi là V.24. Còn giao tiếp báo hiệu điện thường là V.28, còn gọi là RS.232. Các cơ cấu
  7. này thích hợp ở các tốc độ tới khoảng 19,2 Kbit/s trên một cự ly tuyến không quá dài. Nó có thể làm việc ở tốc độ cao hơn, tới 76,8 kbit/s theo đường cáp ngắn, nhưng điều này không được khuyến nghị. Điều quan trọng thứ hai (dựa vào số lượng giao tiếp đang được sử dụng) đối với X.21 bis là giao tiếp X.21. Đây là giao tiếp lớp vật lý tốc độ cao, nó phù hợp với các tốc độ tuyển tới 10 triệu bit mỗi giây trên cự ly vừa phải. Giao tiếp này ngày càng quan trọng hơn bởi vì các tuyến liên lạc sử dụng trong các mạng chuyển mạch gói càng ngày tốc độ càng cao và yêu cầu khả nǎng làm việc với tốc độ cao. Giao tiếp thứ ba đôi khi gặp ở các mạng chuyển mạch gói là V.35. Giao tiếp tốc độ trung bình này thường thấy ở các giao tiếp máy chính xác X.25. V.35 được quy định làm việc ở tốc độ 48 kbit/s mặc dù nó có thể làm việc ở các tốc độ khác. Ngày nay V.35 có nhiều nhược hơn ưu và hy vọng trong thời gian không xa nó sẽ bị loại bỏ hoàn toàn. 3.3.2. Giao tiếp lớp tuyến Các giao tiếp lớp vật lý đấu nối phía trong bộ chuyển mạch gói tới các giao tiếp lớp tuyến. ở chuyển mạch gói X.25 các giao tiếp lớp tuyến bao quát một phần hay toàn bộ lớp 2 của X.25. Quy mô mà giao thức lớp tuyến hoạt động phía trong của giao tiếp lớp tuyến tuỳ thuộc vào sự thông minh của phần cứng được dùng cho chức nǎng này. Chỉ có một giao tiếp lớp vật lý và một giao tiếp lớp tuyến cho mỗi tuyến của mạng đấu vào bộ chuyển mạch gói, và chức nǎng chuyển mạch gói ở lớp mạng cung cấp sự liên lạc giữa các tuyến với nhau. 3.3.3. Module chuyển mạch gói Module chuyển mạch gói nhận các gói do các giao tiếp lớp tuyến thu về, tạo hướng ra chuẩn xác cho chúng rồi chuyển giao chúng cho giao tiếp lớp tuyến để phát các gói này ra khỏi thiết bị chuyển mạch tới đích nhận nó. Đó là
  8. chức nǎng của module lớp mạng của các thiết bị chuyển mạch gói. Có hai kiểu module chuyển mạch gói khác nhau tuỳ thuộc bộ chuyển mạch gói kiểm tra như thế nào các gói đang cần chuyển mạch. Kiểu thứ nhất thực hiện công việc chuyển "thông suốt" các gói. Có nghĩa là các gói thu về được định tuyến, nếu có thể không kiểm tra nội dung của chúng có ý nghĩa hay chúng vi phạm thể thức lớp mạng theo cách nào đó. Kiểu chuyển mạch này thường diễn ra ở các mạng khối số liệu, bởi vì thiết bị chuyển mạch chỉ xem tiêu đề khối số liệu của bản tin. Vì nó không có thông tin trạng thái như ở mạng gọi thực hiện bộ chuyển mạch gói chỉ tiến hành kiểm tra rất ít. Ưu điểm của kiểu chuyển mạch này là thao tác rất nhanh. Công việc xử lý tiêu đề các gói chỉ duy trì ở mức rất thấp nên tốc độ chuyển mạch cao. Điều này cũng có nghĩa là phần mềm của thiết bị chuyển mạch tương đối đơn giản. Nhược điểm của phương thức chuyển qua này là các thiết bị chuyển mạch gói có thể để cho lỗi qua mạng. Điều này sẽ không hệ trọng nếu mỗi thiết bị trên mạng có thể xử lý được từng trạng thái lỗi có thể nhận biết được. Kinh nghiệm cho thấy mặc dù các thiết bị vẫn làm việc chuẩn xác ở điều kiện thông thường nhưng ngoài trạng thái thông thường còn có lỗi ở phần mềm hay phần cứng và dẫn tới sự cố, thậm chí rất nghiêm trọng. Trường hợp xấu nhất toàn bộ mạng có thể bị đình trệ. Khi thực hiện phần mềm tạo lập mạng, một tỷ lệ lớn phần mềm dành để đối phó khi lỗi xảy ra. Nó là chuẩn mực kiểm tra lỗi và phục hồi phần mềm với điều kiện thực tế khi khó có thể do kiểm mọi trạng thái lỗi sinh ra. Rõ ràng là công nghệ soạn thảo phần mềm hoàn thiện thì có thể khẳng định rằng sản phẩm phần mềm của từng mạng có thể làm việc chuẩn xác ở mọi tình huống. Tuy vậy ở thời điểm này vẫn còn vướng mắc.
  9. Nếu các thiết bị chuyển mạch gói kiểm tra khắt khe từng gói một, thì các lỗi có thể được định vị và ngǎn ngừa để không đưa vào mạng. Điều này có hiệu quả nhất ở các mạng gọi thực. Vì các bộ chuyển mạch gói cần có trạng thái của các cuộc gọi thực chuyển qua chúng nên chúng phải có toàn bộ thông tin cần để kiểm tra xem từng gói có thích hợp về trạng thái của cuộc gọi thực cho nó hay không. Để mô tả việc này có thể thực hiện ra sao, ta xem xét trường hợp một thiết bị đầu cuối chịu được một kiểu lỗi phần mềm riêng. Lỗi này gây cho thiết bị không tuân thủ công việc điều khiển luồng lớp mạng để dẫn tới việc phát đi một dãy liên tiếp các gói theo một cuộc thực vào mạng. Nếu nút chuyển mạch gói của thiết bị đầu cuối này đã chuyển mạch cho các gói này qua thì dãy gói sẽ được đưa vào mạng. Nó có thể làm mất nhiều tiềm nǎng ở các nút chuyển mạch gói theo đường nối của cuộc gọi thực và có thể dẫn tới sự cố ở nút chuyển mạch gói, hoặc ít nhất cũng làm giảm chất lượng công việc. Vì bộ chuyển mạch gói có thông tin về trạng thái của cuộc gọi thực nên nó có thể tự khống chế công việc điều khiển luồng của giao thức lớp mạng. Một khi thiết bị đầu cuối không tuân thủ giao thức lớp mạng thì thiết bị chuyển mạch gói có thể bẫy các gói không hợp lệ và thông báo cho thiết bị đầu cuối là nó đã gây lỗi. Vì vậy lỗi đã bị sa bẫy ngay khi nó tới mạng, nên không thể lan qua mạng. Kiểu phòng vệ này đặc biệt quan trọng đối với các mạng chuyển mạch gói công cộng vì chúng có hiệu suất sử dụng rất cao và không cho phép một thuê bao cá biệt làm ảnh hưởng tới các thuê bao khác. Một ví dụ kiểu này là mạng X.25 PSS của Bưu điện Anh. Các nút chuyển mạch bắt buộc phải tôn trọng triệt để giao thức X.25 (theo quy định của viễn thông Anh) và mọi sự vi phạm đều bị bẫy. Số lượng công việc mà module chuyển mạch gói cần làm phụ thuộc vào tính thông minh của giao tiếp lớp tuyến. Nó
  10. có thể thay đổi từ một phần cứng rất đơn giản chỉ tạo ra các chức nǎng thông tin cơ bản tới việc thực hiện một giao thức lớp hai hoàn thiện nhất. ở trường hợp trước, chức nǎng chuyển mạch gói phải được kết hợp bổ trợ của giao thức lớp tuyến và dẫn tới số lượng gói được chuyển mạch có chất lượng thấp đi và tốc độ bit của các tuyến của mạng cũng giảm đi. Còn ở trường hợp sau, chức nǎng chuyển mạch gói không chịu ảnh hưởng tý nào của lớp tuyến. Như vậy tốc độ chuyển mạch gói sẽ cao và không bị ảnh hưởng bởi tốc độ bit của các tuyến. 3.3.4. Module quản lý mạng Phần tử quan trọng mang tính quyết định của một thiết bị chuyển mạch gói là module quản lý mạng. Công việc quản lý mạng sẽ được đề cập chi tiết hơn ở cuối phần này. Nói chung phần tử quản lý mạng trợ giúp cho các chức nǎng như cấu hình thiết bị chuyển mạch gói (bao gồm tất cả các bảng định tuyến cố định) và theo dõi tính nǎng của thiết bị chuyển mạch khi nó thao tác. Khi kích cỡ của mạng chuyển mạch gói tǎng lên thì dịch vụ quản lý mạng của các nút chuyển mạch gói càng quan trọng hơn. Nó cung cấp thông tin cho người quản lý về trạng thái làm việc của các bộ chuyển mạch và khả nǎng sử dụng các tuyến của mạng. 3.3.5. Cấu trúc phần cứng của các bộ chuyển mạch gói Tư duy thiết kế đối với cấu trúc phần cứng của các thiết bị chuyển mạch gói hiện tại khá khác nhau. Các thiết bị chuyển mạch gói thế hệ đầu sử dụng các máy tính mini tiêu chuẩn điều khiển phần mềm chuyển mạch gói. Giao tiếp lớp tuyến là các giao tiếp nối tiếp đơn giản. Bộ xử lý đơn trong máy tính điều khiển toàn bộ giao thức lớp tuyến và mọi thứ khác. Thông thường tốc độ tuyến làm việc kiểu này tương đối thấp, 9.6 kbit/s là loại tiêu biểu có trông đợi được. Máy tính DEC PDP.11 có thể được sử dụng làm nhiệm vụ này.
  11. Cấu trúc đơn giản như vậy có lợi vì phần cứng thông dụng và tiêu chuẩn hoá có thể được sử dụng. Chỉ có phần mềm phải soạn thảo đặc biệt. Ưu điểm nữa của các cấu trúc này là phần mềm phát triển dùng cho máy tính mini cũng có thể dùng được để cài đặt các ứng dụng của mạng cho thiết bị chuyển mạch gói. Nhược điểm của cấu trúc này là thuộc tính nghèo nàn và giá thành phần cứng rất cao. Thuộc tính có thể được hoàn thiện nhờ sử dụng các giao tiếp lớp tuyến thông minh hơn để gánh đỡ công việc cho bộ xử lý chính, nhưng điều này làm cho thiết bị chuyển mạch gói đắt hơn. Dường như giải pháp thông dụng nhất hiện nay là sử dụng bộ vi xử lý, thường được thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng thông tin. ở hầu hết các trường hợp chỉ có một bộ vi xử lý đơn đảm nhiệm mọi công việc, nhưng do toàn bộ phần cứng và phần mềm là chuyên dụng để chuyển mạch gói nên chất lượng được cải thiện hơn. Ngoài ra phần cứng vi xử lý có xu hướng rẻ hơn máy vi tính nên tỷ lệ "giá thành/chất lượng" sẽ tốt hơn. Một phương pháp mới dùng cho cấu trúc chuyển mạch gói là sử dụng nhiều bộ xử lý trong thiết bị chuyển mạch. Thông thường một hệ thống bộ vi xử lý điều khiển giao thức lớp tuyến cho một số tuyến (thường từ 1 tới 4). Một số giao tiếp lớp tuyến kiểu thông minh được sử dụng phối hợp với nhau để tạo ra các bộ chuyển mạch gói lớn hơn. Các giao thức lớp tuyến này ghép vào bộ xử lý chính để điều hành các module chuyển mạch gói và quản lý mạng. Tốc độ chuyển mạch gói rất cao có thể thu được khi sử dụng cấu trúc này vì tải được phân ra cho nhiều bộ vi xử lý. Dù cho cấu trúc nào thì hầu hết các bộ chuyển mạch gói đều cho phép mở rộng số lượng tuyến của mạng đấu nối vào nó. Ví dụ một nút chuyển mạch gói có thể trợ giúp tới 32 tuyến mạng. Nhà sản xuất có thể cung cấp bộ chuyển
  12. mạch này với số lượng giao tiếp lớp tuyến và lớp vật lý ít hơn, ví dụ 16, nếu khách hàng chỉ yêu cầu 16 tuyến khi bán thiết bị này. Sau đó khách hàng muốn mở rộng dung lượng của nó thì có thể đưa thêm vào các phiến mạch giao tiếp để nhận được số lượng giao tiếp tuyến cần thiết. 3.3.6. Đặc tính của thiết bị chuyển mạch gói Có hai con số thể hiện nǎng lực của một bộ chuyển mạch gói là tốc độ chuyển mạch cực đại và tốc độ làm việc cực đại của các tuyến của mạng. Người ta nhóm các bộ chuyển mạch gói theo khả nǎng chuyển mạch của chúng. Có thể phân nhóm như sau: Tốc độ thấp: chuyển nhỏ hơn 50 gói/s Tốc độ trung bình: chuyển từ 50 tới 500 gói/s Tốc độ cao: chuyển hơn 500 gói/s Toàn bộ chủ đề "chuyển mạch gói mỗi giây" chính xác ra sao sẽ được đề cập chi tiết ở chương 11. Nói chung, sự làm việc của các bộ chuyển mạch gói ngày càng nhanh hơn. Tốc độ chuyển mạch hơn 2000gói/s, hiện nay rất có khả nǎng. Tốc độ cực đại mà thiết bị chuyển mạch gói có thể điều khiển tuyến của mạng sẽ dẫn tới độ tiếp thông bị giới hạn và đỗ trễ chuyển gói sẽ dài. Cũng như tốc độ chuyển mạch, để đặc trưng cho các bộ chuyển mạch gói có thể ghép nhóm theo tốc độ tuyến: Tốc độ thấp: nhỏ hơn 19,2 kbit/s Tốc độ trung bình: từ 19,2 kbit/s tới 64 kbit/s Tốc độ cao: hơn 64 kbit/s Tương tự tốc độ chuyển mạch gói, có nhiều cách phân chia tốc độ tuyến cực đại. Chương 11 có các chi tiết về vấn đề này. Một thông tin quan trọng khác là số lượng cuộc gọi thực đồng thời mà thiết bị chuyển mạch có thể thực hiện. Tất nhiên tham số này chỉ áp dụng cho mạng gọi thực vì các bộ chuyển mạch gói của mạng lập trình số liệu không cần
  13. ghi lại số lượng thông tin lớn như các bộ chuyển mạch gói gọi thực. Người ta thường chia theo tổng số các cuộc gọi thực mà bộ chuyển mạch gói có thể thực hiện. Thực tế mỗi tuyến chỉ có thể thực hiện một số lượng ít các cuộc gọi thực. Điều này quan trọng bởi vì các cuộc gọi thực ít khi phân bố đồng đều cho các tuyến nối vào bộ chuyển mạch. Có khi toàn bộ các cuộc gọi thực qua nút chuyển mạch chỉ đi vào từ một tuyến và sau đó được phân bổ cho các tuyến khác. Nếu số lượng gọi thực cực đại cho một tuyến đơn nhỏ hơn toàn bộ cuộc gọi mà bộ chuyển mạch có thể thực hiện thì con số bé hơn sẽ được sử dụng. Hai đại lượng khác đôi khi được phân tách ra là độ tin cậy và hiệu suất của bộ chuyển mạch. Độ tin cậy được chia làm 2 phần: độ tin cậy phần cứng và độ tin cậy phần mềm. Nói chung, phần cứng hiện đại rất được tin cậy. Không thể nói như vậy đối với phần mềm. Đối tượng thứ hai thường ít được phân tích. Hiệu suất là tỷ lệ phần trǎm thời gian thiết bị chuyển mạch làm việc. Nó dùng để tính toán thời gian trung bình để sửa lỗi phần cứng và khắc phục lỗi phần mềm. 3.4. Các PAD PAD là các thiết bị ghép và tách gói. Các PAD dùng để đấu các thiết bị vào mạng chuyển mạch gói khi chúng không thể đấu nối trực tiếp vào mạng. Vì các thiết bị này là các thiết bị làm việc theo phương thức ký tự, còn các thành phần của mạng gói là các thiết bị làm việc theo phương thức gói. Nói chung phương thức ký tự là phương thức mà các thiết bị của mạng xử lý từng ký tự như là một khoảng riêng biệt. Còn các thiết bị làm việc theo phương thức gói lại xử lý các gói như các hạng mục riêng rẽ. Các gói có thể chứa một số chữ. Các PAD được sử dụng để đấu nối các thiết bị đầu cuối, các máy tính cá nhân, các máy in... vào các mạng chuyển mạch gói. Chúng có giao tiếp không
  14. đồng bộ, thường là RS-232 hoặc các giao tiếp nối tiếp được thiết kế để đấu nối cho các giao tiếp tương đương vào các hệ thống khác. Một PAD có một số giao tiếp ký tự không đồng bộ ở một phía, còn phía kia là một giao tiếp gói. 3.4.1. Giao tiếp không đồng bộ Giao tiếp không đồng bộ tạo ra các giao tiếp vật lý cho các thiết bị làm việc theo phương thức ký tự. Đa phần đấu nối chuyển cho mỗi giao tiếp không đồng bộ là một đầu nối D25 cho các thiết bị thu phát điện tử RS-232 (hoặc V.28): Nó tạo ra các giao tiếp thích hợp để đấu nối cho hầu hết các thiết bị phương thức chữ. V.28 được mô tả chi tiết ở chương 10. Đôi khi còn gặp các giao tiếp RS-422 hoặc RS- 423. Chúng cho phép các giao tiếp không đồng bộ làm việc ở các tốc độ cao hơn nhưng tương đối ít các thiết bị phương thức ký tự thích hợp. Hình 3.4 mô tả phiến đấu chuyển D25 và các tín hiệu thường gặp ở các giao tiếp không đồng bộ. TXD được sử dụng để chuyển số liệu từ thiết bị phương thức ký tự tới PAD và ngược lại. RTS và CTS thường chỉ được sử dụng để điều khiển luồng phần cứng (xem phần sau). DSR là tín hiệu từ PAD tới thiết bị phương thức ký tự để chỉ thị cổng PAD hoạt động hay không. Thông thường nó được dùng để chỉ cho thiết bị phương thức ký tự biết là một tuyến nối qua mạng đã được kết nối. DCD là một tín hiệu tương tự từ PAD. DTR được thiết bị
  15. phương thức ký tự sử dụng để chỉ thị cho PAD biết rằng nó đang sẵn sàng làm việc để chuyển số liệu. Chân GND là đất chung. Các giao tiếp không đồng bộ RS-232 thường gặp ở các PAD làm việc ở các tốc độ tới 9,6 kbit/s. Đôi khi các tốc độ tới 19,2 kbit/s hoặc thậm chí tới 38,4 kbit/s cùng khả dụng. Các tốc độ cao này thường hữu hiệu khi nhiều số liệu cần chuyển qua tuyến nối này. Các đầu cuối đồ biểu và thao tác chuyển tệp trên các máy tính cá nhân thường liên quan tới việc chuyển một lượng số liệu lớn cần sử dụng tốc độ cao nhất có thể được. Giao tiếp giữa PAD và thiết bị ký tự thường bổ trợ cho công việc điều khiển luồng số liệu theo mỗi hướng truyền dẫn. Công việc điều khiển luồng số liệu từ PAD tới thiết bị phương thức ký tự thường hữu ích khi tốc độ quá cao. Một ví dụ là khi xoá màn hình cho một số thiết bị kết cuối. Quá trình này có thể khá chậm khi số liệu tiếp sau lệnh xoá màn cho thiết bị đầu cuối này bị mất. Nếu luồng từ PAD được điều khiển thì thiết bị đầu cuối có thể cắt luồng số liệu ở tình huống này và vì vậy ngǎn ngừa được việc mất số liệu. Điều khiển luồng theo hướng tới PAD cũng quan trọng tương tự. Nếu số liệu được chuyển tới PAD với tốc độ cao hơn tốc độ đạt được theo hướng mạng của PAD thì PAD cần nhớ đệm số liệu thu được. Sớm muộn thì PAD sẽ đọc bộ đệm ra và sẽ bị mất số liệu trừ khi nó có thể dừng số liệu đang phát bằng cơ chế điều khiển luồng. Có hai phương pháp điều khiển luồng hiện đang thông dụng, đó là phương pháp phần cứng phần mềm. Điều khiển luồng phần mềm thường dùng phương pháp ON/XOFF. Khi một thiết bị không thể tiếp nhận thêm số liệu thì nó phát gói XOFF về ?o máy phát số liệu. Máy phát sẽ ngừng phát trong phạm vi một số ký tự xác định, cực đại là 32 chữ. Khi máy thu có thể tiếp tục xử lý số liệu, nó
  16. phát gói XON. Lúc đó lại bắt đầu luồng số liệu. XON/XOFF có thể đi theo hai hướng đồng thời để điều khiển ?ồng song công cho tuyến nối. Phương pháp thứ hai gọi là điều khiển luồng phần cứng. Trường hợp này hai trong số các đường dây điều khiển giao tiếp được sử dụng để điều khiển luồng số liệu giữa PAD và thiết bị phương thức ký tự. Nó thường gọi là RST/CTS hoặc DTR/CTS tuỳ thuộc đôi dây nào của các đường dây điều khiển được sử dụng. Một trong các đường dây điều khiển nối tới PAD là đầu vào, còn đường kia là đầu ra. ở hầu hết các PAD đầu vào là RTS còn đầu ra là CTS. ở thiết bị phương thức ký tự thì RTS là một đầu ra và CTS là một đầu vào. Khi PAD không thể tiếp nhận số liệu từ thiết bị phương thức ký tự thì nó thiết lập CTS để ngừng làm việc và chỉ thị điều đó cho thiết bị phương thức ký tự. Khi nó lại có thể thu nhận số liệu thì nó lập CTS hoạt động. Thiết bị phương thức ký tự dùng RTS để điều khiển đầu ra số liệu từ PAD theo cách hoàn toàn tương tự. Mỗi phương pháp có các ưu và nhược điểm riêng. Nếu sử dụng phương pháp XON/XOFF thì các ký tự này không thể được phát đi trực tiếp như số liệu trừ khi phương pháp đặc biệt nào đó được sử dụng. Phương pháp điều khiển phần cứng không loại ra bất kỳ ký tự nào, nên việc chuyển số liệu qua được hoàn thiện. Thế nhưng phương pháp này lại đòi hỏi nhiều dây nối giữa PAD và thiết bị phương thức ký tự. Bình thường chỉ cần 4 dây nối giữa PAD và thiết bị phương thức ký tự nếu sử dụng phương pháp XON/XOFF để điều khiển luồng (TXD, RXD, DTR và GND). Nếu sử dụng phương thức điều khiển phần cứng thì phải cần thêm hai dây nữa, nên tối thiểu phải có 6 dây (TXL, RXD, RTS, CTS, DTR và GND). Nếu cần đầu ra DSR từ PAD cho thiết bị phương thức ký tự thì tất cả sẽ là bảy dây. 3.4.2. Module chuyển đổi ký tự - gói
  17. Module này thực hiện chuyển đổi giữa thiết bị phương thức ký tự và giao tiếp mạng phương thức gói. Khi một tuyến nối qua mạng từ cổng PAD làm việc, các ký tự mà PAD thu nhận từ thiết bị phương thức ký tự được xếp vào các bộ đệm gói trước khi chuyển qua mạng. ở hướng ngược lại, các gói thu được từ mạng cũng được lưu ở bộ đệm gói, và sau đó chuyển từng ký tự cho thiết bị phương thức ký tự. Module chuyển đổi ký tự - gói được coi là quan trọng nhất trong PAD. Khả nǎng tổng thể của PAD thường do khả nǎng của module này quyết định. Module chuyển đổi có thể làm việc theo một trong hai phương thức - phương thức lệnh và phương thức chuyển số liệu. Nếu một cổng PAD đang ở phương thức lệnh thì thiết bị phương thức ký tự báo cho PAD là bản thân nó khác với thiết bị đầu cuối khác qua tuyến nối mạng. ở phương thức này thiết bị phương thức ký tự có thể điều khiển PAD theo chức nǎng mà PAD sẽ tạo ra khi ở phương thức chuyển số liệu. Có thể nhận được trạng thái của PAD và cổng PAD. Các tuyến nối mạng (các cuộc gọi thực ở mạng gọi thực) có thể được thiết lập và kết thúc ở phương thức lệnh. ở phương thức chuyển số liệu, thiết bị phương thức ký tự trao đổi thông tin với thiết bị khác qua một tuyến nối mạng. ở một vài ứng dụng, PAD sẽ xem xét công việc chuyển qua theo khả nǎng. Các ký tự từ thiết bị phương thức ký tự sẽ được chuyển sớm, tới đầu cuối kia của tuyến nối có thể được. Còn các ký tự ở dạng gói thu được sẽ phát thẳng tới thiết bị phương thức ký tự. Mặt khác PAD có thể được cấu tạo để đảm nhiệm phần chủ yếu ở phương thức chuyển số liệu. Ví dụ như PAD có thể lưu đệm cho các đường dây phương thức ký tự, nó chỉ phát cho đường dây phương thức ký tự qua mạng khi ký tự thích hợp thu được từ thiết bị phương thức ký tự.
  18. PAD có thể có cấu trúc cho phép lưu đệm các ký tự đã được soạn thảo. Nó cũng có thể bổ sung các ký tự vào các hàng đã thu được, phát vào mạng và chuyển về phương thức ký tự nếu cần. Còn nhiều chức nǎng khác nữa mà giao tiếp PAD có thể cung cấp. Chúng đã được CCITT điều khiển hoá trong khuyến nghị X.3, sẽ mô tả chi tiết ở chương 7. Tiêu chuẩn khác X.28 định ra một giao tiếp người dùng cho PAD. Đáng tiếc giao tiếp X.28 quá gây cấn đến nỗi hầu hết các PAD đã có nhiều giao tiếp người dùng hơn, trong một số trường hợp còn sử dụng các giao tiếp điều khiển theo thực đơn có các trang bị bổ trợ. Ngoài khả nǎng cấu hình của cổng PAD để làm việc với thiết bị phương thức ký tự, thiết bị ở đầu kia của tuyến nối mạng có thể tái cấu hình cho cổng khi một tuyến nối mạng hoạt động. Đối với các mạng chuyển mạch gói X.25, tiêu chuẩn X.29 của CCITT sẽ mô tả các tham số X.3 của một cổng PAD có thể được chuyển đổi qua mạng X.25 ra sao. Cùng với các khuyến nghị X.3 và X.28 nó tạo ra tiêu chuẩn hoàn thiện 3X hoặc XXX cho các PAD. Một PAD theo X.25 không dùng X.3 và X.29 thường ít được sử dụng. Vì khi hầu hết các máy tính chủ được một cổng PAD gọi qua mạng chuyển mạch gói thì chúng đều coi là cổng PAD có sử dụng X.3 và X.29. ở nhiều tình huống, người quản lý mạng chỉ muốn một số cổng PAD xác định có khả nǎng gọi các đích đã định. Nó thường thực hiện khi sử dụng phương thức gọi tự động. Khi thiết bị phương thức ký tự chuyển sang trạng thái trực đường (tức là DTR chuyển sang hoạt động) một cuộc gọi có thể được thiết lập tự động tới đích đã được lập trình. Như vậy người sử dụng có thể không cần quan tâm tới PAD ở phía kia vì nó không quan hệ trực tiếp. Các cổng PAD thường được cấu hình kiểu PAD đảo, đôi khi còn gọi là PAD đối ứng vì nó đảo lại tác dụng của
  19. PAD. Thông thường các cổng PAD đảo được đấu vào các cổng không đồng bộ của hệ thống máy tính chủ. Người sử dụng PAD có thể gọi vào các cổng PAD đảo và nhờ vậy xâm nhập được vào máy tính chủ. Module chuyển đổi gói - ký tự có thể là một người sử dụng có công suất xử lý rất lớn. Đó là do sự biến đổi phong phú của các chức nǎng mà PAD có thể làm việc ở phương thức chuyển số liệu. Thông thường mỗi ký tự thu được hoặc phát đi cần được xử lý một số lần để quyết định liệu có cần phải xử lý phụ thêm hay không. Ví dụ như để kiểm tra xem một ký tự riêng thu được từ thiết bị kết cuối phương thức ký tự sinh ra là do sự chuyển tiếp các ký tự đã lưu đệm hay không. 3.4.3. Module giao thức lớp mạng Nhiệm vụ của module giao thức lớp mạng là tạo ra lớp mạng bổ trợ cho mạng chuyển mạch gói và thu phát các gói từ module chuyển đổi gói - ký tự. Người sử dụng PAD không quan tâm nhiều tới module này. Thường thì người sử dụng chỉ quan tâm tới nó khi có gì đó sai sót và cuộc gọi thực bị cắt ngoài ý muốn chẳng hạn. ở mạng chuyển mạch gói X.25 module giao thức lớp mạng bổ trợ cho mức 3 của X.25. Nó cần trợ giúp ít nhất là số lượng các cuộc gọi thực đồng thời vì không phải tất cả các giao tiếp không đồng bộ hoặc có những giao tiếp khác muốn gọi cùng lúc. 3.4.4. Giao tiếp lớp tuyến Giao tiếp lớp tuyến tạo ra giao thức lớp tuyến thích hợp cho giao thức mạng chuyển mạch gói. Các gói được chuyển qua giữa module lớp mạng và giao tiếp lớp tuyến. ở một mạng X.25 giao thức lớp tuyến là giao thức cấp 2 của X.25.
  20. 3.4.5. Giao tiếp vật lý Giao tiếp vật lý cung cấp các thiết bị thu phát tín hiệu điện cho phép PAD nối ghép tới chuyển mạch gói. Những nhận xét giống như đối với các giao tiếp vật lý chuyển mạch gói có thể áp dụng ở đây. Điều khác nhau chủ yếu là ở chỗ các giao tiếp vật lý hiếm thấy ở dạng phiến mạch trấu cắm. Hầu hết các PAD tạo ra giao tiếp X.21 bis. Ngoài ra một số còn có giao tiếp X.21. Thông thường có thể chọn giữa 2 giao tiếp này nhờ cấu hình phần mềm của PAD. Còn các trường hợp khác giao tiếp này có thể lựa chọn nhờ sử dụng khoá chuyển ở đâu đó trong PAD. 3.4.6. Module quản lý mạng Phần tử cuối cùng của PAD là module quản lý mạng. Nó cung cấp các tiện nghi để cấu hình thao tác cho các cổng không đồng bộ của PAD và cũng để cấu hình thao tác cho lớp mạng lớp tuyến và đôi khi có cả giao tiếp lớp vật lý của PAD. Khi thao tác, module quản lý mạng có thể cho phép một trạm quản lý mạng từ xa tách thông tin về chất lượng ra từ PAD. 3.4.7. Cấu trúc phần cứng của PAD Các PAD thường là những hệ thống được thiết kế đặc biệt để chuyên tạo ra chức nǎng chuyên dụng của PAD. Kiểu chung nhất của cấu trúc phần cứng của PAD là sử dụng một hệ thống vi xử lý đơn để điều hành tất cả các module giao thức. Một số mạch tích hợp giao tiếp nối tiếp được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị phương thức ký tự tới PAD. Tuyến của mạng chuyển mạch gói cũng được tạo ra theo cách tương tự. Bộ vi xử lý phải điều khiển module chuyển đổi gói - ký tự, module giao thức lớp mạng; module giao tiếp lớp tuyến và module quản lý mạng. Điều này thể hiện một lượng tài xử lý rất nặng đối với một bộ xử lý đơn mà không cần để

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản