CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN

Chia sẻ: Rang Dong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

356
lượt xem 64
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Định tuyến là quá trình tìm đường đi cho gói tin,để chuyển nó từ mạng này sang mạng khác. Định tuyến là một chức năng không thể thiếu được của mạng viễn thông trong quá trình thực hiện kết nối các cuộc gọi trong mạng, và nó cũng được coi là phần trung tâm của kiến trúc mạng, thiết kế mạng và điều hành quản trị mạng

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN Giới thiệu về định tuyến 1.1. Định tuyến là quá trình tìm đường đi cho gói tin,để chuyển nó từ mạng này sang mạng khác. Định tuyến là một chức năng không thể thiếu được của mạng viễn thông trong quá trình thực hiện kết nối các cuộc gọi trong mạng, và nó cũng đ ược coi là ph ần trung tâm của kiến trúc mạng, thiết kế mạng và điều hành quản trị mạng. Mạng hiện đại hiện nay có xu hướng hội tụ các dịch vụ mạng, yêu cầu đặt ra từ phía người sử dụng là rất đa dạng và phức tạp, một trong những giải pháp cần thiết cho mạng viễn thông hiện đại là các phương pháp định tuyến phù hợp để nâng cao hiệu năng mạng. Các phương pháp định tuyến động thực sự hiệu quả hơn trong các cấu hình mạng mới này, cho phép người sử dụng tham gia một phần vào quá trình quản lý mạng, tăng thêm tính chủ động, mềm dẻo đáp ứng tốt hơn yêu cầu người sử dụng dịch vụ. Định tuyến tĩnh 1.2. là cách định tuyến không sử dụng các giao thức định tuyến. Các đ ịnh tuy ến đ ến một mạng đích sẽ được thực hiện một cách cố định không thay đổi trên mỗi bộ định tuyến. Mỗi khi thực hiện việc thêm hay bớt các mạng, phải thực hiện thay đổi cấu hình trên mỗi bộ định tuyến. Định tuyến động 1.3. là việc sử dụng các giao thức định tuyến để thực hiện xây dựng nên các bảng định tuyến trên các bộ định tuyến. Các bộ định tuyến thông qua các giao thức định tuyến sẽ tự động trao đổi các thông tin định tuyến, các bảng định tuyến với nhau. 1.4. Phân loại giao thức định tuyến 1.4.1. Định tuyến theo Distance Vector Là chọn đường theo hướng và vector khoảng cách tới đích. - Giải thuật định tuyến theo vector khoảng cách yêu cầu mỗi router gửi một phần - hoặc toàn bộ thông tin bảng định tuyến cho các router láng giềng kết nối trực tiếp với nó.Dựa vào các thông tin đó,giải thuật vectơ khoảng cách sẽ tìm đường đi tốt nhất. Hoạt động của giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thường tốn ít tài - nguyên của hệ thống nhưng tốc độ đồng bộ giữa các router lại chậm và những Trang 1
thông số đường đi có thể không phù hợp khi áp dụng cho những hệ thống mạng lớn. Các router sẽ trao đổi thông tin bảng định tuyến cho nhau theo định kỳ. - Khi nhận được thông tin về bảng định tuyến của router láng giềng, router sẽ chọn - con đường đến mạng đích có chi phí thấp nhất và cộng thêm khoảng cách của mình vào đó thành một thông tin hoàn chỉnh về con đường tới mạng đích và hướng đi, sau đó đưa vào bảng định tuyến của nó, rồi gửi thông tin bảng định tuyến đó để cập nhật cho các router tiếp theo. Các giao thức định tuyến thuộc loại này như : RIP , IGRP , …… Các đặc điểm chính của RIP: -Là giao thức định tuyến theo Distance Vector. -Thông tin định tuyến là số lượng hop. -Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ. -Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây. 1.4.2. Định tuyến theo Link-State Là chọn đường ngắn nhất dựa vào toàn bộ hệ thống. - Giải thuật chọn đường đi theo trạng thái đường liên kết thực hiện trao đổi thông - tin định tuyến cho tất cả router khi bắt đầu chạy để xây dựng thành một bản đồ đầy đủ về hệ thống mạng. Các gói tin mang thông tin về các mạng kết nối vào router của router sẽ được gửi - tới tất cả các router khác. Mỗi router sẽ thu thập tất cả các thông tin từ tất cả các router khác để xây dựng - thành một bàn đồ về hệ thống mạng.Sau đó router sẻ tự tính toán và chọn đường đi tốt nhất đến các mạng đích để đưa vào bảng định tuyến. Sau khi toàn bộ các router đã hội tụ thì chúng chỉ gửi gói tin nhỏ về sự thay đổi - của mạng tới tất cả các router khác.Vì nó không gửi toàn bộ thông tin của bảng định tuỵến nên tốc độ hội tụ nhanh. Tiêu tốn nhiều tài nguyên của hệ thống. - Thường ít bị lỗi về định tuyến. - Trang 2
Có khả năng mở rộng hơn so với định tuyến theo vectơ khoảng cách. - Đặc trưng của định tuyến LinkState là : OSPF, IS-IS…. Đặc trưng của định tuyến OSPF : Là giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. - Sử dụng thuật toán SPF để tính toán chọn đường đi tốt nhất. - Chỉ cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đổi. - 1.5 So sánh OSPF với giao thức định tuyến Distance Vector OSPF là một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được triển khai dựa trên các chuẩn mở. OSPF được mô tả trong nhiều chuẩn của IETF. Chuẩn mở ở đây có nghĩa là OSPF hoàn toàn mở với công cộng, không có tính độc quyền. RIP chỉ giới hạn trong 15 hop, hội tụ chậm và đôi khi còn chọn đường có tốc độ chậm vì khi quyết định chọn đường nó không quan tâm đến các yếu quan trọng khác như băng thông chẳng hạn. OSPF khắc phục được các nhược điểm của RIP vì nó là một giao thức định tuyến mạnh, có khả năng mởi rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại. OSPF có thể cấu hình đơn vùng để sử dụng cho các mạng nhỏ. OSPF RIP Phù hợp với mạng lớn và đường đi tốt Phù hợp mạng nhỏ, đường đi tốt nhất nhất phụ thuộc tốc độ đường truyền phụ thuộc vào số hoop Sử dụng thuật toán SPF để chọn đường Sử dụng thuật toán chọn đường đơn giản Việc chọn đường phụ thuộc tốc độ Việc chọn đường không quan tâm đến đường truyền tốc độ truyền Tốc độ hội tụ nhanh Tốc độ hội tụ chậm Dễ dàng mở rộng hệ thống mạng Khó khăn khi mở rộng hệ thống mạng Sử dụng mô hình mạng phân tán Sử dụng mô hình mạng ngang hàng Trang 3
1.6 So sánh giữa Link State và Distance Vector LinkState DistanceVector Các Router sẽ trao đổi LSA với nhau để Các Router thực hiện gửi bảng định xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu về tuyến theo định kỳ và chỉ gửi cho Router trạng thái đường liên kết hay cơ sở dữ láng giềng liên kết trực tiếp với nó. liệu cấu trúc mạng. Các Router đều có đầy đủ thông tin về Các Router không biết đường đi đến cấu trúc hệ thống mạng. Từ đó, Router đích cụ thể và các Router trung gian sẽ dùng thuật toán SPF để tìm đường đi giữa chúng tốt nhất đến mạng đích. Các Router khi đã hội tụ xong, nó không Bảng định tuyến là nơi lưu trữ đường đi cập nhật bảng định tuyến theo định kỳ tốt nhất và nó phụ thuộc vào việc lựa mà chỉ cập nhật khi có sự thay đổi trong chọn đường của các Router láng giềng hệ thống mạng. Tốc độ hội tụ nhanh và tốn ít băng Các Router thực hiện cập nhật thông tin bảng định tuyến theo định kỳ nên tốn thông rất nhiều băng thông đường truyền và khi có sự thay đổi, Router nào nhận biết được sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi gửi cho Router láng giềng. Hỗ trợ VLSM nên phù hợp với mạng Không hỗ trợ VLSM lớn và dễ mở rộng mạng CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FRAME RELAY Trang 4
2.1 Công nghệ Frame Relay 2.1.1 Giới thiệu về công nghệ FRAME RELAY Frame Relay là dich vụ nôi mang dữ liêu theo phương thức chuyên mach goi, hoat ̣ ́ ̣ ̣ ̉ ̣ ́ ̣ đông ở mức liên kêt và rât thich hợp với truyên số liêu dung lượng lớn. Về măt câu truc, ̣ ́ ́ ́ ̀ ̣ ̣́ ́ Frame Relay đong goi dữ liêu và chuyên đi theo cung cach thức được sử dung bởi dich vụ ́ ́ ̣ ̉ ̀ ́ ̣ ̣ X25. Khac biêt là X25 được cai đăt ở mức vât lý và mức mang trong mô hinh OSI, trong ́ ̣ ̣̀ ̣ ̣ ̀ khi Frame Relay chỉ đơn gian là môt giao thức ở mức vật lý, bỏ qua cac tiên ich sửa lôi ̉ ̣ ́ ̣́ ̃ trong câu truc khung, điêu khiên luông thông tin. Khung có lôi sẽ bị huy bỏ chứ không sửa ́ ́ ̀ ̉ ̀ ̃ ̉ chữa, nhờ vây thời gian xử lý tai bộ chuyên mach giam, nên Frame Relay đat mức thông ̣ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣ lượng cao hơn cả mức cao nhât cua X25. ́̉ Frame Relay, tiêt kiêm đang kể so với đường thuê riêng nhờ tinh năng dôn kênh cho ́ ̣ ́ ́ ̀ phep thiêt lâp nhiêu kêt nôi trên cung môt đường dây vât ly. Trên đường vât lý kêt nôi duy ́ ̣́ ̀ ́́ ̀ ̣ ̣́ ̣ ́́ nhât, Frame Relay hỗ trợ nhiêu ứng dung khac nhau cua khach hang như TCP/IP, NetBIOS, ́ ̀ ̣ ́ ̉ ́ ̀ SNA..., cho cả cac ứng dung thoai. Nhờ vây tiêt kiêm chi phí băng thông, đường dây cung ́ ̣ ̣ ̣ ́ ̣ ̃ như thiêt bị truyên dân và thiêt bị kêt nôi. ́ ̀ ̃ ́ ́́ Chinh vì những ưu điêm nay mà dich vụ Frame Relay đã được ưa thich từ khi ra ́ ̉ ̀ ̣ ́ đời và ngay cang phổ biên. ̀ ̀ ́ 2.1.2 Lợi ích sử dụng FRAME RELAY • Tao ra băng thông lớn, thich hợp với ứng dung phức tap, đông thời tiêt kiêm chi phí ̣ ́ ̣ ̣ ̀ ́ ̣ hơn cac công nghệ tương ứng, không chỉ dich vụ mà cả thiêt bi. ́ ̣ ̣́ • Thông thường khi đăng ký sử dung dich vu,̣ môi nhà cung câp đêu đam bao môt tôc ̣ ̣ ̣ ̃ ́ ̀ ̉ ̉ ̣́ độ truyên cam kêt (Committed Information Rate -CIR), tôc độ truyên dữ liêu thực tế ̀ ́ ́ ̀ ̣ không được phep nhỏ hơn giá trị nay. Trong trường hợp mang không bân, tôc độ ́ ̀ ̣ ̣ ́ truyên có thể vượt mức CIR. ̀ • Hỗ trợ xây dựng mang diên rông ao dung công nghệ chuyên mach goi thay vì dung ̣ ̣ ̣ ̉ ̀ ̉ ̣ ́ ̀ đường trực tiêp. Thay vì dung mang hinh nhên hoăc mach trực tiêp để nôi cac mang ́ ̀ ̣ ̀ ̣ ̣ ̣ ́ ́́ ̣ con với nhau, nhà quan lý mang có thể xây dựng mang Client/Server thông qua mang ̉ ̣ ̣ ̣ Frame Relay cua nhà cung câp dich vu. Điêu nay giup giam chi phí thiêt bi, cước sử ̉ ̣́ ̣ ̀ ̀ ́ ̉ ̣́ dung mang trong nước, cước sử dung mang diên rông; tăng cường khả năng chuyên ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̉ Trang 5
đôi, linh hoat, kêt nôi cac mang may tinh với nhau, thay đôi chât lượng theo yêu câu ̉ ̣ ́́́ ̣ ́́ ̉ ́ ̀ ̉ ́ cua khach. • Loai bỏ được quá trinh kiêm tra và hiêu chinh lôi: ̣ ̀ ̉ ̣ ̉ ̃ Trong thâp kỷ 70, 80, cơ sở hạ tâng truyên thông không có độ tin cây cao như hiên ̣ ̀ ̀ ̣ ̣ nay, nhiêu trên đường truyên thường gây lôi dữ liêu. Do vây, cac giao thức truyên ̃ ̀ ̃ ̣ ̣ ́ ̀ tin luc bây giờ phai có khả năng xử lý lôi. Chung tâp trung vao dữ liêu cua người sử ́ ́ ̉ ̃ ́ ̣ ̀ ̣ ̉ dung, kiêm tra lôi và nêu có thì yêu câu truyên lai. Nêu vân bị lôi, người sử dung sẽ ̣ ̉ ̃ ́ ̀ ̣̀ ́ ̃ ̃ ̣ được thông bao kem thêm môt số thông tin chân đoan. Cach nay đam bao an toan ́ ̀ ̣ ̉ ́ ́ ̀ ̉ ̉ ̀ cao cho dữ liêu, vân hợp lý so với tông chi phí phat sinh. Hiên nay, do chât lượng ̣ ̃ ̉ ́ ̣ ́ đường truyên đam bao hơn, cung như thiêt bị đâu cuôi cua khach hang có khả năng ̀ ̉ ̉ ̃ ́ ̀ ́̉ ́ ̀ kiêm tra và sửa được lôi trên đường truyên, viêc tich hợp khả năng sửa lôi và điêu ̉ ̃ ̀ ̣́ ̃ ̀ khiên luông tin trong khi truyên không con quá quan trong đôi với ứng dung “thời ̉ ̀ ̀ ̀ ̣ ́ ̣ gian thực”. • Tăng tôc độ truyên : ́ ̀ Công nghệ trong thâp kỷ 80 tâp trung trên cac hệ thông có khả năng truyên hang ngan ̣ ̣ ́ ́ ̀ ̀ ̀ bit môt giây, ngay nay tôc độ nay không con phù hợp. Ngay cang có nhiêu ứng dung ̣ ̀ ́ ̀ ̀ ̀ ̀ ̀ ̣ cân truyên khôi lượng lớn dữ liêu trong môt thời khoang nhât đinh (như hinh anh ̀ ̀ ́ ̣ ̣ ̉ ̣́ ̀ ̉ mau, cơ sở dữ liêu lớn...). Ví du, môt ứng dung cân truyên nhiêu trang thông tin tai ̀ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ ̀ ̀ ̀ khoan ngân hang giữa hai may tinh. Nêu tai liêu nay được truyên băng may Fax ̉ ̀ ́́ ̣́̀ ̀ ̀ ̀ ́ không có chức năng nen dữ liêu, môt trang chiêm khoang 40-50 triêu bit thì với ́ ̣ ̣ ́ ̉ ̣ đường truyên 56 kb/giây, sẽ phai mât khoang 10 phut. Dĩ nhiên, trên thực tê, may ̀ ̉ ́ ̉ ́ ́ ́ Fax có bộ nen và do vây viêc truyên chỉ mât khoang vai chuc giây qua đường 9,6 ́ ̣ ̣ ̀ ́ ̉ ̀ ̣ kb/giây. Tuy nhiên, tỷ lệ nen cung có giới han và chât lượng cua dữ liêu (như tiêng ́ ̃ ̣ ́ ̉ ̣ ́ noi, hinh anh...) sẽ bị suy giam. Với công nghệ cap quang, vân đề thông lượng ́ ̀ ̉ ̉ ́ ́ truyên không con được đăt ra. Tuy nhiên từ đây cho đên luc công nghệ cap quang ̀ ̀ ̣ ́́ ́ trở nên đai tra, nhu câu về môt giao thức cho phep truyên dung lượng lớn trong ̣ ̀ ̀ ̣ ́ ̀ khoang thời gian ngăn vân được đăt ra. Và Frame Relay lam được điêu nay. ̉ ́ ̃ ̣ ̀ ̀ ̀ Trang 6
2.1.3 Sự tiến triển và ngõ cụt của công nghệ Frame Relay 2.1.3.1 Sự tiến triển của công nghệ Frame Relay Frame Relay là một sự tiến triển của công nghệ. Phần lớn Frame Relay hoạt động dựa trên sự có sẵn của phần mềm và phần cứng hiện nay trong hệ thống truyền thông dữ liệu. Cốt lõi là nó loại ra một số hoạt động đó là hỗ trợ bởi mạng và cần đến các hoạt động để thi hành bởi trạm người sử dụng cuối. 2.1.3.2 Ngõ cụt của công nghệ Frame Relay Một số người xem công nghệ Frame Relay như một ngõ cụt công nghệ bởi vì nó không là nền tảng trên cell relay và không đề xuất chuyển cho một số công nghệ mới cho high-speed relay. Ngoài ra nó thiết kế chỉ để hỗ trợ lưu lượng dữ liệu. Công nghiệp đang hoạt đông theo hướng công nghệ cell relay-based. 2.1.4 Mạch ảo Frame Relay Frame Relay mượn một số ý tưởng mạch ảo của X.25. Hai điểm cuối trên đường thuê bao giữa hai nút Frame Relay là sự nhận biết số mạch ảo. Giống như liên kết trên X.25, mạch ảo được cung cấp trên nền tảng end-to-end. 2.2 Hoạt động cơ bản Frame Relay 2.2.1 Các dịch vụ kết nối và quản lý dữ liệu 2.2.1.1 Mạch ảo Frame Relay Mach ao là đường liên lac chuyên dung điêm-điêm giữa hai đâu cuôi trong mang ̣ ̉ ̣ ̣ ̉ ̉ ̀ ́ ̣ chuyên mach goi hoăc cell-relay. Nó cung câp liên kêt hướng kêt nôi tam thời hoăc chuyên ̉ ̣ ́ ̣ ́ ́ ̣́́ ̣ dung thông qua môt mang dung bộ đinh tuyên (router) hoăc chuyên mach. ̣ ̣ ̣ ̀ ̣ ́ ̣ ̉ ̣ Mạch ảo có thể là mạch ảo thường xuyên PVC hay còn gọi là mạch ảo cố định và mạch ảo chuyển mạch SVC hay còn gọi là mạch ảo không thường xuyên : - PVCs : Mỗi thiết bị đầu cuối trên mạng diện rộng WAN phải có một địa chỉ gọi là DNA (Data Network Address) để các thiết bị đầu cuối khác có thể gọi được. Đối với mỗi DNA, ta có thể tạo nhiều kênh ảo bằng cách sử dụng các DLCI. Với mỗi cặp DNA, ta có thể tạo một số kênh ảo cố định kết nối chúng và khi có các cuộc trao đổi tin giữa chúng mạng không cần phải xử lý các gói tin thiết lập cuộc gọi. Trang 7
- SVCs : Ngoài kênh ảo cố định, mạng Frame-Relay còn có khả nǎng cung cấp kênh ảo chuyển mạch SVC. ý nghĩa của nó là khi bắt đầu có nhu cầu kết nối giữa hai thiết bị đầu cuối, thiết bị gọi sẽ gửi yêu cầu tới mạng bằng một gói tin SETUP, mạng nhận gói tin này xem xét các tham số, nếu là hợp lệ thì gói tin sẽ được chuyển đến đầu cuối bị gọi. Nếu cuộc gọi được chấp nhận, đầu cuối bị gọi sẽ chuyển gói tin CONNECT tới mạng để chuyển tới đầu cuối gọi. Đầu cuối gọi sau khi nhận được gói tin đó sẽ gửi gói tin CONNECT ACKNOWLEDGE tới mạng để xác nhận và mạng cũng gửi gói tin này tới đầu cuối bị gọi. Khi đó kết thúc giai đoạn thiết lập cuộc gọi, các đầu cuối chuyển sang giai đoạn trao đổi tin cho nhau. 2.2.1.2 Các dịch vụ kết nối • Các giao thức kết nối chiếm kênh : Thiết lập một kết nối giữa các phần truyền thông trước khi truyền dữ liệu. Thường thì có một vài kiểu quan hệ được duy trì giữa các đơn vị dữ liệu đang được truyền qua kết nối, như là các label dùng đế nhận biết kết nối end-to-end. Các label này thường được gọi là các kênh logic hay là các mạch ảo. Trong Frame relay được dùng như là các bit nhận dạng đường nối dữ liệu viết tắt là DLCI. • Các giao thức kết nối kiểu không chiếm kênh : Không có 1 kết nối nào được thiết lập giữa các người dùng và mạng. Điều - này có nghĩa là không có SVC hay PVC nào được tạo ra. Các dịch vụ quản lý giao thức các đơn vị dữ liệu như là các thực thể độc - lập và riêng biệt. Không có mối quan hệ nào được duy trì giữa lúc truyền dữ liệu liên tiếp, và chỉ có 1 vài mẩu tin được giữ lại trên các tiến trình truyền thông từ user đến user trong các mạng. Thông thường các thực thể truyền thông phải có 1 mục tiêu thỏa thuận là - làm thế nào để truyền thông, và tính năng chất lượng của dịch vụ phải được chuẩn bị trước. Chất lượng của dịch vụ có thể được cung cấp cho Trang 8
mỗi PDU được truyền đi. Nếu thế thì mỗi PDU phải chứa các trường để nhận biết các kiểu và các cấp độ của dịch vụ. Một kết nối không chiếm kênh thì mạnh hơn kết nối chiếm kênh, PDU có - thể định tuyến khác nhau để tránh các node bị hỏng hay tránh các điểm bị tắc nghẽn trên mạng. 2.2.2.3 Các dịch vụ quản lý tính toàn vẹn của dữ liệu Vấn đề của các dịch vụ kết nối chiếm kênh và kết nối không chiếm kênh phải được riêng biệt nhờ vào các dịch vụ quản lý tính toàn vẹn của dữ liệu, bởi vì có vài giao thức hỗ trợ cho một và không cho cái khác. Nhiều giao thức lại cung cấp nhiều tính năng đa dạng về việc quản lý dữ liệu. Ví dụ như các giao thức cung cấp sự xác thực khẳng định ACK của lưu lượng truyền đến nơi một cách an toàn và theo đúng trình tự. Các dịch vụ quản lý dữ liệu thường có các thủ tục điều hành thông lượng để ngăn cản các thiết bị đang gửi nhiều lưu lượng hơn một mạng. Phủ nhận xác thực NAK cũng được cung cấp bởi giao thức dùng để thông báo cho người gửi lưu lượng rằng phải gửi lại lưu lượng và sử dụng một vài thao tác để điều chỉnh lại. 2.2.2 Cấu trúc Frame của Frame Relay Header của frame trong Frame relay co 6 trường : DLCI : Bit nhận dạng đường nối dữ liệu. - C/R : Bit trao đổi thông tin. - EA : Bit mở rộng địa chỉ. - FECN : Bit thông báo tắc nghẽn tới. - BECN : Bit thông báo tắc nghẽn lùi. - DE : Bit hủy frame. - Trang 9
Trong khi mục đích của Frame Relay loại bỏ hoàn toàn hoạt động ở lớp mạng, nó không loại bỏ tất cả các hoạt động ở lớp mạng. Hình 1.1 mô tả một hoạt động cần thiết ở lớp mạng của hoạt động Frame Relay: nhận dạng các kết nối ảo. Frame Relay sử dụng nhận dạng đường nối dữ liệu (DLCI) để nhận dạng một mạch ảo. Trong hầu hết các mạng, DLCI là được ánh xạ đến nút đến, khái niệm cuộc gọi kênh ảo cố định (PVC). Quy trình làm đơn giản ở các router, bởi vì chúng chỉ cần tra hướng được ánh xạ trong bảng, kiểm tra DLCI ở bảng, và hướng đi lưu lượng thích hợp. Trong năm 1997, một số nhà cung cấp bắt đầu thực thi chuyển cuộc gọi ảo (SVCs), cho phép sự kết nối đã thiết lập trên nhu cầu. Vì DLCI có ý nghĩa cục bộ, mạch ảo có khả năng nhận biết hai DLCI khác nhau ở UNIs. Hình 1.1 trình bày ba DLCI là 1, 2, 3 và CPE A nhận biết CPE B, C và D như DLCI 21, 22, và 23 theo thứ tự đã định sẵn. Phần dưới của hình cũng trình bày DLCI “ánh xạ bảng”. Nó có thể thấy bởi sự kiểm tra bảng, mạch ảo là hai chiều, và các DLCI có liên quan đến mỗi điểm trong cả hai hướng. VD: nếu lưu lượng gởi từ A đến B, DLCI 1 ánh xạ đến DLCI 21, nếu lưu lượng gởi từ B đến A. DLCI 21 ánh xạ đến 1. Bởi vì mạch ảo là hai chiều, băng thông khác nhau có thể cung cấp cho hai hướng. VD: Ứng dụng ở vị trí A yêu cầu file lớn chuyển từ ứng dụng ở vị trí B, vì lời yêu cầu đơn giản nên không cần nhiều băng thông, băng thông cấp cho từ A đến B có thể Trang 10
là 14.4 kbps. Khi file được chuyển từ B đến A, băng thông ở hướng này có thể là 128 kbps. 2.2.2.1 Diễn đạt các bit - DLCI Trên một đường vật lý frame relay có thể có rất nhiều đường nối ảo, mỗi một đối tác được phân cho một đường nối ảo riêng để tránh bị lẫn được gọi là DLCI hay còn được gọi là logical port. Nó có thể nhận biết được một kết nối ảo NNI (Network to Network) hay là một kết nối ảo UNI (User to Network) DLCI có thể nhận biết được cả về sự diễn tả của kết nối ảo, đó là nó có thể nhận biết được cả về những thực thê để thông tin được phân phát hay được nhận. DLCI có thể thay đổi về kích cỡ, và có thể chứa trong 2, 3 hay là 4 octet. Điều nay có nghĩa là frame relay cho phép sử dụng nhiều số DLCI hơn. - C/R Bit này dùng trong thủ tục hỏi và đáp, nhưng mạng Frame relay không dùng đến mà chỉ dành cho các thiết bị đầu cuối sử dụng mỗi khi cần trao đổi thông tin cho nhau, bit C/R do các thiết bị đầu cuối đặt giá trị và được giữ nguyên khi truyền qua mạng. - EA Khi khách hàng dùng nhiều cần mở rộng thêm địa chỉ có nghĩa là tăng số DLCI thì dùng đến bit mở rộng địa chỉ EA. - Bit FECN và Bit BECN Hai kỹ thuật dùng để thông báo cho user, router hay là các phần chuyển đổi về sự tắc nghẽn. Các khả năng đó có thể thực hiện được bởi bit báo tắc nghẽn tiến FECN và bit báo tắc nghẽn lùi BECN. Bit BECN sẽ được bật lên trong frame và gửi nó theo hướng ngược lại để dùng báo cho nguồn của lưu lượng rằng tắc nghẽn đang tồn tại ở các phần chuyển đổi trong kết Trang 11
nối. Thông báo này cho phép các máy nguồn để điều khiển lưu lượng cho đến khi tắc nghẽn được giải quyết. Bit FECN có thể set bằng 1 trong frame, và gửi đến node theo hướng tiến để dùng báo rằng tắc nghẽn đang xảy ra ở hướng phía ngược lại. Bit FECN được truyền đến giao thức của lớp phía trên để cho phép nó làm chậm lại các xác nhận đến lớp transport của hướng ngược lại của luồng data (tức là hướng có frame đi tới) hoặc để hạn chế giới hạn điều khiển luồng ở các máy nguồn. - Bit DE Vấn đề tắc nghẽn có thể là vấn đề chủ yếu của các mạng. Frame relay đơn giản vấn đề này bằng cách hủy đi lưu lượng của người dùng để tránh tắc nghẽn, trong 1 vài tình huống nó cần phân biệt rõ để huỷ đi lưu lượng của người dùng. Frame relay sử dụng bit DE cho vấn đề này. 2.2.2.2 Định dạng của Frame Ta đã biết rằng trường DLCI trong frame Frame relay có thể thay đổi về kích thước, và có thể chứa trong 2, 3, hoặc là 4 octet. Với điều này thì đồng nghĩa là ta có thể dùng nhiều DLCI hơn. Trang 12
2.2.3 Multicasting Frame relay cung cấp cho ta 1 tính năng đặc biệt gọi là multicasting. Đây là công nghệ cho phép user có thể nhận hay gửi lưu lượng đến nhiều user khác cùng 1 lúc. User chỉ cần gửi 1 bảng copy của frame với giá trị DLCI dành riêng trong header. Mạng sẽ tự động sao các frame này lên và phân phát bảng sao này đến các user khác cần nhận lưu lượng. Trang 13
2.3 Kiểm soát tắc nghẽn trong Frame Relay 2.3.1 Cách làm việc của Frame Relay DLCI cho phép dữ liệu vào trong phần chuyển đổi Frame relay để gửi qua mạng một cách đơn giản qua quá trình 2 bước như sau : Kiểm tra tính toàn vẹn của frame bằng cách dùng Frame check sequence (FCS). - Nếu nhận thấy lỗi thì hủy frame. Tìm kiếm các DLCI trong bảng, nếu DLCI không được định nghĩa cho liên kết này - thì huỷ frame. Trang 14
Để đơn giản hoá frame relay để thực hiện được với 1 yếu tố cơ bản là : nếu có bất kỳ vấn đề nào với frame thì đơn giản là huỷ nó. Có 2 lý do chủ yếu là tại sao dữ liệu frame phải bị huỷ : Dò ra lỗi trong dữ liệu - Sự tắc nghẽn : - + Thứ nhất là do 1 node mạng nhận quá nhiều frame hơn mà nó có thể xử lý. + Thứ hai là 1 node mạng gửi frame quá nhanh, vượt qua tốc độ đường truyền cho phép. 2.4 Quản lý tắc nghẽn trong Frame Relay 2.4.1 Tắc nghẽn trong mạng Frame Relay Mạng Frame relay là 1 mạng của mạng chuyển gói, một trong những vấn đề chủ yếu của việc thiết kế mạng Frame relay là kiểm soát tắc nghẽn. Về cơ bản, mạng Frame relay là mạng của các hàng đợi, tại mỗi bộ xử lý các frame, có một hàng đợi các frame. Tại đây, nếu tốc độ các frame đến vượt quá tốc độ mà các frame có thể chuyển đi thì kích thước hàng đợi tăng nhanh không có giới hạn. Ngay cả khi các frame đến quá chậm so với các frame có thể chuyển đi thì hàng đợi củng tăng nhanh không kém tốc như khi tốc độ đến xấp xỉ tốc độ đường truyền. Trang 15
2.4.2 Kiểm soát tắc nghẽn trên Frame Relay 2.4.2.1 Quản lý tốc độ truyền CIR (Committed Information Rate) : Tốc độ thông tin (Bit/s) đã cam kết cho một - kết nối riêng biệt giữa người tiêu dùng và nhà cung cấp dịch vụ. Bình thường dữ liệu truyền đi theo tốc độ cam kết, nhưng khi tốc độ truyền đi - vượt quá tốc độ cho phép CIR thì mạng vẫn cho phép truyền dữ liệu đi nếu như mạng hoạt động bình thường hoặc khi mạng chỉ xảy ra tắc nghẽn thấp. Tuy nhiên, nếu mạng xảy ra tắc nghẽn nghiêm trọng thì mạng sẽ chọn các frame truyền đi với tốc độ quá mức CIR để hủy đi trước. Về mặt lý thuyết, mỗi node Frame relay sẽ quản lý sao cho toàn bộ CIR của các - kết nối với người sử dụng gắn lên node không vượt quá khả năng của node. Thêm vào đó, toàn bộ các CIR không nên vượt quá tốc độ đường truyền vật lý thông qua giao tiếp người sử dụng mạng, được hiểu như là tốc độ truy cập. 2.5 So sánh Frame Relay và ATM 2.5.1 Tại sao Frame Relay và ATM có sự ảnh hưởng lẫn nhau Mục đích của liên mạng Frame relay và ATM là cho phép liên tục sử dụng công nghệ có hiệu quả, Frame Relay và đồng thời cung cấp nền tảng trên ATM. ATM là công nghệ nổi lên và nó là nơi hợp thông tin liên lạc chưa được xác định, kịch bản cuối cùng cho liên mạng của Frame Relay và ATM không được biết đến. Tuy nhiên, Frame Relay sử dụng rộng rãi và sự nổi bật của ATM đứng đầu vị trí nơi mà hai mạng có thể trao đổi giữa người sử dụng lưu lượng. 2.5.2 Các định nghĩa Tính chất liên mạng đã đưa đến sự hỗ trợ của hệ thống Frame Relay xuyên qua một mạng ATM, được gọi là backbone (mạng cột sống). Sự liên mạng là một hoạt động mà người dùng dịch vụ ATM thực hiện các chức năng của Frame Relay . Hoạt động đó được thực hiện bởi máy người sử dụng được biết như là nơi trang bị băng rộng cho khách hàng (B-CPE). B-CPE phải có sự xác nhận của hệ thống Frame Relay từ xa. Trang 16
2.5.3 So sánh Frame Relay và ATM Thuộc Tính Frame Relay ATM Hỗ trợ ứng dụng Đồng bộ dữ liệu (lợi ích Đồng bộ voice,video,data của voice đến người sử dụng nhưng không thiết kế voice) Cách kết nối Hướng kết nối Hướng kết nối Quản lý tắc nghẽn Thông báo tắc nghẽn,traffic Thông báo tắc nghẽn,traffic tagging (DE bits) và có thể tagging (CLP bits) và có thể loại bỏ lưu lượng. loại bỏ lưu lượng. Cách nhận dạng lưu lượng Mạch ảo id : DLCI PVCs Có Có SVCs Có Có Thông báo tắc nghẽn Bit CN trong trường PTI Bit FECN và bit BECN CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI ĐỊNH TUYẾN OSPF TRÊN FRAME RELAY 3.1 Giới thiệu GNS3 3.1.1 Tổng quan GNS3 là một chương trình giả lập sử dụng giao diện đồ họa cho phép mô phỏng các giao thức mạng phức tạp. 3.1.2 Các đặc điểm chính + Hỗ trợ nhiều dạng router Cisco IOS, ISP, PIX và ASA firewall, JUNOS. + Mô phỏng Ethernet đơn giản, ATM và Frame Relay Switch. + Kết nối mạng mô phỏng với thế giới thực. + Hỗ trợ chụp, giám sát các gói tin bằng Wireshark Trang 17
3.2 Mô hình triển khai 3.3 Cài đặt 3.3.1 Các bước triển khai B1: Cấu hình Frame Relay và địa chỉ IP cho các Router R1, R4, R5: + Router R1 Router# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# hostname HN HN(config)# interface loopback 1 HN(config-if)# ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 HN(config-if)# interface serial 0/0 HN(config-if)# ip address 10.1.123.1 255.255.255.0 HN(config-if)# encapsulation frame-relay HN(config-if)# no frame-relay inverse-arp Trang 18
HN(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.1 102 HN(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.2 102 broadcast HN(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.3 103 broadcast HN(config-if)# no shutdown + Router R2 Router# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# hostname SG SG(config)# interface loopback 2 SG(config-if)# ip address 10.1.2.1 255.255.255.0 SG(config-if)# interface serial 0/0 SG(config-if)# ip address 10.1.123.2 255.255.255.0 SG(config-if)# clock rate 64000 SG(config-if)# encapsulation frame-relay SG(config-if)# no frame-relay inverse-arp SG(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.1 201 broadcast SG(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.2 201 SG(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.3 201 broadcast SG(config-if)# no shutdown SG(config-if)# interface FastEthernet 0/0 SG(config-if)# ip address 10.1.23.2 255.255.255.0 SG(config-if)# no shutdown + Router R5 Router# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# hostname DN DN(config)# interface loopback 3 DN(config-if)# ip address 10.1.3.1 255.255.255.0 DN(config-if)# interface serial 0/0 DN(config-if)# ip address 10.1.123.3 255.255.255.0 DN(config-if)# encapsulation frame-relay Trang 19
DN(config-if)# no frame-relay inverse-arp DN(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.1 301 broadcast DN(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.2 301 broadcast DN(config-if)# frame-relay map ip 10.1.123.3 301 DN(config-if)# no shutdown DN(config-if)# interface FastEthernet 0/0 DN(config-if)# ip address 10.1.23.3 255.255.255.0 DN(config-if)# no shutdown B2: Cấu hình Router6 FR: hostname FRS ! frame-relay switching interface Serial0/0 no ip address encapsulation frame-relay no ip route-cache clock rate 64000 frame-relay intf-type dce frame-relay route 102 interface Serial0/1 201 frame-relay route 103 interface Serial0/2 301 no shutdown interface Serial0/1 no ip address encapsulation frame-relay frame-relay intf-type dce frame-relay route 201 interface Serial0/0 102 no shutdown ! interface Serial0/2 no ip address encapsulation frame-relay no ip route-cache Trang 20