Bài giảng Truyền dữ liệu: Chương 6 - ThS. Cao Văn Lợi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Truyền dữ liệu: Chương 6 Chuyển mạch kênh/chuyển mạch gói, cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Mạng chuyển mạch; Chuyển mạch kênh; Chuyển mạch gói; Công nghệ X.25; Công nghệ Frame Relay; Công nghệ truyền dẫn không đồng bộ ATM;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Truyền dữ liệu: Chương 6 - ThS. Cao Văn Lợi

Chương 6. Chuyển mạch kênh/chuyển mạch gói 1. Mạng chuyển mạch 2. Chuyển mạch kênh 3. Chuyển mạch gói 4. Công nghệ X.25 5. Công nghệ Frame Relay 6. Công nghệ truyền dẫn không đồng bộ ATM 1
1. Mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch Các kỹ thuật chuyển mạch 2
2. Chuyển mạch kênh - Circuit Switching Circuit Switching: Chuyển mạch kênh; Chuyển mạch cứng – Kết nối giống như một đường ống (Pipe) nối nguồn và đích 3
Để thực hiện được việc liên kết giữa hai điểm nút, một đường nối giữa điểm nút này và điêm nút kia được thiết lập trong mạng thể hiện dưới dạng cuộc gọi thông qua các thiết bị chuyển mạch. Hiện nay có 2 loại mạng chuyển mạch là chuyển mạch tương tự (analog) và chuyển mạch số (digital) 4
Chuyển mạch tương tự (Analog): Việc chuyển dữ liệu qua mạng chuyển mạch tương tự được thực hiện qua mạng điện thoại. Chuyển mạch số (Digital): Đường truyền chuyển mạch số lần đầu tiên được AT&T thiệu vào cuối 1980 khi AT&T giới thiệu mạng chuyển mạch số Acnet với đường truyền 56 kbs. Việc sử dụng đường chuyển mạch số cũng đòi hỏi sử dụng thiết bị phục vụ truyền dữ liệu số (Data Service Unit - DSU) vào vị trí modem trong chuyển mạch tương tự. 5
3. Chuyển mạch gói - Packet Switching Packet Switching: Chuyển mạch gói – Connection Oriented; Virtual channels = hướng kết nối – Connectionless; Datagram = không kết nối 6
Mạng chuyển mạch gói hoạt động theo nguyên tắc sau : Khi một trạm trên mạng cần gửi dữ liệu nó cần phải đóng dữ liệu thành từng gói tin, các gói tin đó được đi trên mạng từ nút này tới nút khác tới khi đến được đích. Do việc sử dụng kỹ thuật trên nên khi một trạm không gửi tin thì mọi tài nguyên của mạng sẽ dành cho các trạm khác, do vậy mạng tiết kiệm được các tài nguyên và có thể sử dụng chúng một cách tốt nhất. 7
Người ta chia các phương thức chuyển mạch gói ra làm 2 phương thức: Phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc. Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định. 8
Với phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc các gói tin được chuyển đi trên mạng một cách độc lập, mỗi gói tin đều có mang địa chỉ nơi gửi và nơi nhận. Mỗi nút trong mạng khi tiếp nhận gói tin sẽ quyết định xem đường đi của gói tin phụ thuộc vào thuật toán tìm đường tại nút và những thông tin về mạng mà nút đó có. Việc truyền theo phương thức này cho ta sự mềm dẻo nhất định do đường đi với mỗi gói tin trở nên mềm dẻo tuy nhiên điều này yêu cầu một số lượng tính toán rất lớn tại mỗi nút nên hiện nay phần lớn các mạng chuyển sang dùng phương chuyển mạch gói theo đường đi xác định. 9
Trước khi truyền dữ liệu một đưòng đi (hay còn gọi là đường đi ảo) được thiết lập giữa trạm gửi và trạm nhận thông qua các nút của mạng. Đường đi trên mang số hiệu phân biệt với các đường đi khác, sau đó các gói tin được gửi đi theo đường đã thiết lập để tới đích, các gói tin mang số hiệu của đường ảo để có thể được nhận biết khi qua các nút. Điều này khiến cho việc tính toán đường đi cho phiên liên lạc chỉ cần thực hiện một lần. 10
Circuit Switching: Đặc trưng công nghệ Tồn tại một kết nối (đường truyền) riêng, cố định giữa 2 thiết bị cuối trong cả quá trình truyền thông (Dedicated line) Đường truyền nói trên có thể có nhiều chặng (Hop), được kết nối cố định nhờ giao thức báo hiệu (Signaling Protocol). Tốc độ truyền cố định, độ trễ truyền là xác định và không thay đổi. Khi nhu cầu trao đổi số liệu tăng = số kết nối cần thiết lập tăng xác suất blocking tăng. Có thể tăng hiệu suất sử dụng kênh truyền kết nối qua các hệ thống chuyển mạch bằng các kỹ thuật FDM (Frequency Division Multiplexing), TDM (Time Division Multiplexing). 11
Circuit Switching: ưu / nhược điểm Ưu: Việc điều khiển quá trình trao đổi số liệu tương đối đơn giản, thí dụ không cần STT phát và nhận trong các gói tin (Pipelining). Nhược: hiệu suất sử dụng kênh truyền thấp; không có khả năng thích ứng tốc độ truyền số liệu của các thiết bị cuối = hai thiết bị trao đổi nhất thiết phải có cùng tốc độ. 12
Packet Switching - Đặc trưng công nghệ Số liệu được chia thành các gói độ dài có thể thay đổi được. Header chứa các thông tin điều khiển phục vụ cho routing và đảm bảo gửi đến đích đúng đắn. Store-and-Forward = “chứa và chuyển tiếp” Connection Oriented Service: – Tương tự Circuit Switching: cần thiết lập kết nối trước khi 2 bên trao đổi số liệu – Khác Circuit Switching: cần quản lý STT phát và STT thu vì các gói tin có thể đi theo nhiều con đường khác nhau đến đích Connectionless Service: – Không cần thiết lập kết nối trước khi truyền thông – Quyết định routing được thực hiện độc lập đối với từng gói số liệu, dựa trên các thông tin điều khiển. 13
Packet Switching vs Circuit Switching Hiệu suất sử dụng kênh cao hơn Do thực hiện Store-and-Forward – Phải sử dụng các bộ đệm trong mạng + chi phí xử lý – Các thiết bị cuối có tốc độ khác nhau có thể kết nối và trao đổi được. Khi số kết nối và tải tăng (chưa vượt quá một giới hạn nhất định): – Trễ tăng – Xác suất blocking tăng, nhưng vẫn có thể phục vụ được Chức năng điều khiển phức tạp hơn: quản lý STT phát và thu, phát hiện lỗi và xử lý lỗi, quản lý bộ nhớ đệm tại các nút v.v. 14
Phương thức địa chỉ hoá Cần phải có phương thức chung + thống nhất (global) để quản lý, cấp phát địa chỉ ở mức mạng. Nhờ đó các hệ thống chuyển mạch mới có thể thiết lập kết nối: – Connection Oriented: sử dụng giao thức báo hiệu – Connectionless: sử dụng các giao thức định tuyến Theo ISO, địa chỉ của thiết bị mạng trong WAN độ dài có thể thay đổi, tối đa = 20 bytes, gồm 3 trường: AFI (Authority and Format Indicator): – Xác định cơ quan cấp phát địa chỉ – Và loại khuôn dạng địa chỉ trong trường DSP. Chẳng hạn đó là số telephone, telex, hoặc số IDSN, v.v. 15
Phương thức địa chỉ hoá IDI (Initial Domain Identifier): xác định miền địa chỉ trong trường địa chỉ DSP. Thí dụ, nếu DSP là số telephone, thì IDI là mã Quốc gia. DSP (Domain Specific Part): Xác định địa chỉ cụ thể của thiết bị cuối trong miền địa chỉ tương ứng. Thường DSP còn được chia nhỏ hơn để địa chỉ hoá các đơn vị hành chính, phân mạng trực thuộc hoặc thiết bị cuối cụ thể hoặc các thực thể giao thức mức transport 16
Kỹ thuật chọn đường Kỹ thuật chọn đường có thể dựa trên nhiều tiêu chuẩn: giá ($), số chặng (hop), thời gian trễ (delay), v.v. Với cùng một tiêu chuẩn, có thể có nhiều thuật toán chọn đường Chính tiêu chuẩn chọn đường cũng có thể thay đổi (theo trạng thái của mạng) cần phải có các thuật toán phù hợp để cập nhật các tiêu chuẩn. Phân loại các thuật toán chọn đường: – Non-Adaptive: chọn đường không thích nghi = chọn đường tĩnh. – Adaptive: chọn đường thích nghi = chọn đường động 17
Kỹ thuật chọn đường Non-Adaptive routing algorithm – Tính toán routing off-line – Kết quả ghi vào routing table trong các hệ thống chuyển mạch một lần + không thay đổi trong quá trình hoạt động. Adaptive routing algorithm – Dựa trên các thông tin thu thập định kỳ, phản ánh trạng thái thay đổi của mạng – Tính toán routing on-line Kiểu tập trung: Thực hiện trên một hệ chuyển mạch, dựa trên thông tin thu thập từ các hệ chuyển mạch trong mạng. Kết quả là các routing table được gửi cho các hệ chuyển mạch trong mạng. Kiểu phân tán: từng hệ thống chuyển mạch thực hiện tính toán chọn đường 18
Kỹ thuật chọn đường Thí dụ về một thuật toán chọn đường thích nghi tập trung: Dijkstra (Shortest Path Routing Algorithm) • Ghi trọng số lên các cung; Đánh dấu điểm khởi đầu A là cố định, lấy điểm cố định đó làm điểm làm việc. • Kiểm tra các đỉnh kề với điểm làm việc, ghi nhãn thử cho chúng. • Đánh dấu điểm cố định cho đỉnh có nhãn bé nhất và lấy đó làm điểm làm việc mới. • Lặp lại quá trình trên cho đến khi đi tới đích. • Kết quả: ABEFHD • Chú ý: • G được đánh dấu cố định, nhưng cuối cùng không nằm trên đường đi ngắn nhất A-D • H được ghi lại nhãn thử trước khi đánh dấu cố định H và F 19
Điều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nhẽn Flow Control & Congestion Control Capacity – Dung lượng = khả năng vận chuyển số liệu của hệ thống truyền dẫn Throughout: thông lượng Offered load: lưu lượng số liệu chuyển vào hệ thống Lỗi truyền phát lại Offered load tăng Throughout giảm 20