Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 9: Asynchronous Transfer Mode

Chia sẻ: Minh Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:61

Thêm vào BST

Báo xấu

108
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 9: Asynchronous Transfer Mode" cung cấp cho người học các kiến thức tổng quát về Asynchronous Transfer Mode (ATM), kết nối luận lý ATM, gói ATM, lớp thích nghi ATM (AAL). Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên Công nghệ thông tin dùng làm tài liệu tham khảo phục vụ học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 9: Asynchronous Transfer Mode

dce 2007 ATM Asynchronous Transfer Mode Giới thiệu BK Kết nối luận lý ATM TP.HCM Gói ATM Lớp thích nghi ATM (AAL)
dce 2007 Giới thiệu • ATM là nghi thức chuyển mạch các cell (cell relay) • Được ATM Forum đề nghị và ITU-T chuẩn hóa • ATM kết hợp với B-ISDN cho phép các kết nối tốc độ cao cho các mạng trên thế giới Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 2
dce 2007 Giới thiệu • Mục đích thiết kế – Nhu cầu cần thiết một hệ thống liên lạc tối ưu việc sử dụng các phương tiện truyền thông tốc độ cao – Nhu cầu cần thiết một hệ thống có khả năng giao tiếp với các hệ thống hiện hữu và cung cấp việc kết nối giữa chúng mà không mất đi tính hiệu quả của chúng hoặc thay thế chúng – Nhu cầu một hệ thống với chi phí hiện thực không cao – Nhu cầu một hệ thống có khả năng kết nối và hỗ trợ các phân cấp viễn thông hiện hữu (local loop, local provider, long-distance carrier, …) – Nhu cầu một hệ thống hướng kết nối để đảm bảo thời gian truyền chính xác và có khả năng biết trước – Chuyển dịch một số chức năng sang phần cứng (để tăng tốc độ) và loại bỏ các chức năng bằng phần mềm Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 3
dce 2007 Một số vấn đề trong các h/t hiện tại • Mạng chuyển mạch gói – Truyền dữ liệu dựa trên chuyển mạch gói – Overhead (header và trailer) được dùng để cung cấp các thông tin định danh và địa chỉ; và các dữ liệu cho việc tìm đường, điều khiển lỗi, điều khiển dòng, … – Mạng càng phức tạp, overhead càng nhiều ⇒ hiệu suất truyền thấp – Tăng kích thước dữ liệu trong một gói • Hiệu suất cũng không cao khi có ít dữ liệu cần truyền • Cho phép kích thước các gói thay đổi được • Lưu thông mạng hỗn hợp – Kích thước header lớn ⇒ mất nhiều thời gian và hiện thực tốn kém khi xử lý các gói – Kích thước gói thay đổi ⇒ lưu thông mạng không thể đoán trước được – Khó khăn cho việc truyền các gói audio và video trên mạng (các ứng dụng dữ liệu loại này đòi hỏi thời gian trễ đều và thấp) Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 4
dce 2007 Chuyển mạch cell • Cell là một gói dữ liệu nhỏ có kích thước cố định • Trong ATM, dòng dữ liệu trong các kết nối luận lý là dòng các tế bào (cell) có kích thước cố định • Giảm thiểu tối đa việc điều khiển dòng và điều khiển lỗi – Giảm chi phí (trong việc xử lý các tế bào và truyền các bit overhead) • Tốc độ dữ liệu (lớp vật lý) – 25.6Mbps đến 622.08Mbps • Sự giống nhau giữa ATM và chuyển mạch gói (X.25) hoặc Frame Relay – Truyền dữ liệu theo các đoạn rời rạc – Nhiều kết nối luận lý chia sẻ chung một giao tiếp vật lý đơn • Ưu điểm – Dễ dàng multiplex các dòng dữ liệu khác nhau – Thời gian trễ có thể biết trước – Dòng dữ liệu (mặc dù xen kẽ với các dòng dữ liệu khác) có thể được xem là dòng liên tục – Có thể dễ dàng hiện thực các chức năng chuyển mạch và ghép/tách dòng các cell bằng phần cứng Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 5
dce 2007 ATM – Kiến trúc mạng User-User Signalling User Network Network User User-Network User-Network Interface (UNI) Interface (UNI) Network-Network Interface (NNI) Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 6
dce 2007 Kiến trúc nghi thức Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 7
dce 2007 Mặt (plane) mô hình tham chiếu • Mặt người dùng (user plane) – Hỗ trợ việc truyền thông tin cho người dùng • Mặt điều khiển (control plane) – Điều khiển cuộc gọi và kết nối • Mặt quản trị (management plane) – Quản trị các mặt • Cho toàn bộ các chức năng hệ thống – Quản trị các lớp • Tài nguyên và tham số trong các thực thể nghi thức Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 8
dce 2007 Kết nối luận lý trong ATM • Kết nối kênh ảo (Virtual Channel Connections – VCC) • Tương tự như mạch ảo (virtual circuit) trong X.25 • Đơn vị cơ bản của quá trình chuyển mạch • Kết nối giữa 2 người dùng đầu cuối • Chế độ song công (full duplex) • Các tế bào có kích thước cố định • Truyền dữ liệu, trao đổi điều khiển giữa user-network và network-network (quản trị mạng và định tuyến) • Kết nối đường dẫn ảo (Virtual Path Connection – VPC) – Nhiều VCC có cùng điểm cuối – Tất cả cell trên các VCC trong cùng VPC sẽ được chuyển mạch cùng với nhau Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 9
dce 2007 Quan hệ giữa các kết nối trong ATM Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 10
dce 2007 Ưu điểm của VP • VP được thiết kế để đáp ứng nhu cầu kết nối mạng tốc độ cao, trong đó chi phí điều khiển chiếm phần lớn chi phí toàn bộ – VP nhóm các kênh ảo dùng chung đường truyền – Quản lý ít nhóm hơn • Ưu điểm – Kiến trúc mạng đơn giản hóa – Hiệu năng và độ tin cậy của mạng tăng lên – Giảm thiểu việc xử lý và rút ngắn thời gian kết nối – Cung cấp các dịch vụ mạng nâng cao Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 11
dce 2007 Thiết lập cuộc gọi dùng VP Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 12
dce 2007 Kết nối kênh ảo (virtual channel) • Giữa những người dùng đầu cuối – Dữ liệu người dùng end-to-end – Tín hiệu điều khiển – VPC cung cấp cho người dùng tổng dung lượng các kênh • Việc tổ chức VCC được thực hiện bởi người dùng miễn sao không vượt quá dung lượng được cung cấp • Giữa người dùng đầu cuối và mạng – Tín hiệu điều khiển • Giữa các thực thể trong mạng – Quản trị lưu thông mạng – Định tuyến Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 13
dce 2007 Đặc tính của VC/VP • VC – QoS (Quality of Service) • Cell loss ratio • Cell delay variation – Kết nối kênh chuyển mạch và bán thường trực • Switched VCC: theo yêu cầu, cần thiết lập và xóa kết nối • VCC bán thường trực: thời gian sử dụng dài, được thiết lập và cấu hình bởi quản lý mạng – Tính toàn vẹn tuần tự các cell – Trao đổi các tham số lưu thông và giám sát việc sử dụng • Người dùng có thể thương lượng với mạng về các thông số của VCC do mình yêu cầu • VPC – Bao gồm 4 tính chất trên – Hạn chế các ID của VCC trong VPC: một hoặc vài ID của VCC được dành riêng cho mạng, user không được phép sử dụng Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 14
dce 2007 Tín hiệu điều khiển – VCC • Trong ATM, cần có cơ chế thiết lập và giải phóng các VPC và VCC – Được thực hiện riêng cho mỗi kết nối • Semi-permanent VCC – Không cần tín hiệu điều khiển • Meta-signaling channel – Được dùng như kênh điều khiển thường trực kết nối user - network – Dùng để thiết lập các VCC điều khiển • VCC điều khiển giữa người dùng và mạng – Cho việc điều khiển tín hiệu – Dùng để thiết lập VCC để mang dữ liệu người dùng • VCC điều khiển giữa các người dùng – Trong một VPC được thiết lập trước – Dùng giữa 2 người dùng mà không cần sự can thiệp của mạng để thiết lập và giải phóng VCC giữa các người dùng Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 15
dce 2007 Tín hiệu điều khiển – VPC • Bán thường trực (Semi-permanent) – Không cần tín hiệu điều khiển • Người dùng điều khiển (Customer controlled) – Người dùng sử dụng VCC điều khiển để yêu cầu thiết lập VPC • Mạng điều khiển (Network controlled) – VPC do mạng thiết lập Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 16
dce 2007 Tế bào ATM (cell) • Kích thước cố định • Header chiếm 5 octet • 48 octet thông tin • Ưu điểm – Tế bào nhỏ để giảm thời gian trễ xếp hàng cho các tế bào có độ ưu tiên cao – Tế bào nhỏ có thể được chuyển hiệu quả hơn – Dễ hiện thực việc chuyển mạch các tế bào nhỏ bằng phần cứng Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 17
dce 2007 Định dạng tế bào ATM Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 18
dce 2007 Định dạng header • Điều khiển dòng chung GFC – Chỉ cần cho giao tiếp người dùng và mạng – Điều khiển dòng chỉ xảy ra tại UNI • ID cho VPC • ID cho VCC • Loại tải (payload) PT – Cho biết loại thông tin trong vùng payload • Độ ưu tiên mất tế bào CLP • Điều khiển lỗi cho header HEC Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 19
dce 2007 PT User data 0 0/1 0/1 Congestion bit Signaling bit 0: no congestion 0: no signaling 1: congestion 1: signaling Management 1 Management bits 00: link-associated management 01: end-to-end management 10: resource management 11: reserved Data Communication and Computer Networks ©2007, Dr. Dinh Duc Anh Vu 20