GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
- Mạng chuyển mạch gói : trong mạng chuuyển mạch gói,các thông điệp được chia
thành các gói nhỏ hơn . mỗi gói tin bao gồm thông tin đòa chỉ nguồn và đích để có
thể độc lập đònh tuyến các gói tin riêâng lẻ thông qua liên mạng .
Sơ đồ mạng chuyển mạch gói tổng quát :
Các nút chuyển mạch gói phía trong đường bao là các phần tử mạng. Các
khối phía ngoài là thiết bò đầu cuối, nó sử dụng các dòch vụ do mạng cung cấp.Các nút
chuyển mạch gói tạo tuyến cho các gói tin giữa các tuyến nối khác nhau của mạng
đấu nối tới nút chuyển mạch gói này. Các thiết bò đầu cuối có thể là các máy tính chủ,
có khả năng tiếp cận dòch vụ từ mạng lưới hoặc các thiết bò tạo ra các kiểu giao tiếp
chuyên dụng cho mạng. Đây là các cửa ngõ cho mạng chuyển mạch gói và các kiểu
mạng khác, các thiết bò khác cho phép kết cuối đấu nối tới mạng chuyển mạch gói
- Mạng Frame Relay đây là mạng nhằm giải quyết nhược điểm của của mạng
chuyển mạch gói . mạng này có thể truyền nhận các khung lớn tới 4096 byte trong
khi đó gói tiêu chuẩn trong mạng chuyển mạch gói là 128 byte,không cần thời gian
hỏi đáp, phát hiện lổi và sửa lổi ở lớp 3 nên mạng Frame Relay có khả năng chuyển
tải nhanh hơn hàng chục lần so với mạng chuyển mạch gói sử dụng giao thức X.25 ở
cùng tốc độ . như vậy mạng Frame Relay là mạng thích hợp cho việc truyền số liệu
tốc độ cao và cho kết nối LAN to LAN và cho cả âm thanh nhưng điều kiện tiên
quyết để sử dụng mạng này là chất lượng mạng truyền dẫn phải cao .Cấu hình chung
của mạng Frame Relay như sau :
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 5
Thiết bò
đầu cuối.
Thiết bò chuyển
mạch gói
Hình 1.3 Sơ đồ mạng chuyển mạch gói tổng quát
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
H1.4. Mạng Frame Relay
Cơ sở để tạo ra mạng Frame Relay là các thiết bò truy nhập mạng FRAD ( frame
relay Access Device), các thiết bò mạng FRND (frame relay network Device), đường
nối giữa các thiết bò và mạng trục frame relay .
Đặc điểm của mạng này là: Chi phí thuê bao của mạng Frame Relay thấp bởi
vì nó cung cấp được nhiều dòch hơn , loại bỏ được các đường dây riêng để có thể
cung cấp được nhiều dòch khác tại cùng một vò trí ;các tiêu chuẩn của Frame Relay
được hình thành trên cơ sở của các chuẩn quốc tế và quốc gia nên được công nhận
khấp nơi trên thế giới ;từ mão đầu khung ít ,độ tin cậy cao do sử dụng hai đến 5 byte
mão đầu ; tính linh hoạt và khả năng khôi phục lỗi của mạng tốt ; sự liên hoạt động
của FR với các ứng dụng và dòch vụ mới .
- Mạng ISDN đây là mạng băng hẹp ,mạng này cung cấp tất các dòch vụ nhằm đáp
ứng ngày càng tăng về nhu cầu thông tin như dòch vụ thoại và phi thoại, truyền số
liệu.Mạng ISDN nay tuy cung cấp nhiều dòch vụ khác nhau nhưng việc quản lý mạng
riêng lẻ nhau, vì thế mà khó thống nhất nhau được .
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 6
ISDN
CP
CP
Telephone
Telephone
NTE
NTE
Thiết bò đầu
cuối mạng
Thiết bò đầu
cuối mạng
Hình .2.2 cấu hình giao thức chuẩn
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
Từ các mạng trên ta thấy các mạng này nó tồn tại một cách độc lập với nhau
vì thế các mạng này có nhược điểm là :
+ Tính phụ thuộc vào dòch vụ, mỗi mạng chỉ truyền được một dòch vụ đặt trưng
+ Sự không linh hoạt gây ra khó khăn khi truyền các dòch vụ trong tương lai.
Thoại thì yêu cầu thời gian thực vì thế mà mạng PSDN không dùng để truyền tín hiệu
thoại .
+ Không hiệu quả: Do mạng hiện nay trang bò các thiết bò , các hệ thống
chuyển mạch, các hệ thống ghép kênh, không thể dùng cho các mạng yều cầu tốc độ
cao, dẫn tới kém hiệu quả trong việc bảo dưởng , vận hành và trong việc sử dụng tài
nguyên.
Từ các nhược điểm trên yêu cầu phải xây dựng một mạng mới duy nhất có thể
truyền tất cả các dòch vụ đó là mạng ATM.
-Mạng ATM. là mạng sử dụng phương thức không đồng bộ , nó cung cấp tất cã
các dòch vụ như mạng số liệu, thoại, truyền hình , Fax, đây là mạng đã và đang được
triển khai ở nhiều nước
Đặc điểm của nó là : Thứ nhất la , ATM sử dụng các gói tin có kích thước nhỏ
và cố đònh gọi là các tế bào ATM ( ATM cell) , các tế bào nhỏ cùng với tốc độ
truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với dòch vụ thời
gian thực. Ngoài ra kích thước nhỏ củng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh có tốc độ
cao được dễ dàng hơn.Thứ hai, ATM còn có một đặc điểm rất quang trọng là khả
năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo, nhằm giúp cho việc đònh tuyến được
dễ dàng vàø để hiểu rỏ hơn về mạng ATM thì trong các chương sau sẻ được trình bày
kỷ hơn.sau đây là sơ đồ cấu trúc và sơ đồ tổng quát của mạng ATM như sau :
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 7
Chế độ
chuyển
đổi
không
đồng bộ
Video
Dữ liệu
Tiếng nói
Hình 1.6. Cấu trúc của ATM
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 8
%
bộ cung cấp dòch vụ
Mạng báo hiệu
(SS7)
Mạng quản lý
(TMN)
Mạng đường dài
Mạng trung kế
Mạng truy nhập ATM
Mạng của người sự dụng
Nút nối xuyên
Nút chuyển mạch đường dài
Thiết bò truyền dẫn
Nút nối xuyên
Nút chuyển mạch
Thiết bò truyền dẫn
Nút nối xuyên
Nút chuyển mạch đường dài
Thiết bò truyền dẫn
Thiết bò đầu cuối
Thiết bò cung cấp dòch vụ
ATM- LAN
ATM-PBX
Thiết bò truyền dẫn
Hình 1.7 Mô hình tổng quan của mạng ATM
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
CHƯƠNG II: MẠNG ATM
Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý cơ bản của ATM, mô hình giao
thức chuẩn,cấu trúc tế bào và cấu trúc mạng ATM
I . NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ATM
ATM là phương thức truyền tải mang đặt tính của chuyển mạch gói, sử dụng kỹ
thuật ghép kênh chia thời gian không đồng bộ,bằng việc ghép các luồng tính hiệu vào
các khối có kích thước cố đònh, gọi là tế bào .Tế bào gồm có trường thông tin mang
thông tin của khách hàng và mào đầu mang thông tin về mạng, ví dụ thông tin về đònh
tuyến . Vì trên cùng một đường truyền, có hể có nhiều tế bào từ các nguồn tín hiệu
ghép lại với nhau nên cần phải có biện pháp phân biệt các tế bào cùng chung một
nguồn tín hiệu , biện pháp này được thực hiện bằng thông tin được mang trong mào
đầu tế bào . Luồn thông tin được biểu diển như sau:
ATM là kỹ thuật có tính chất kết nối, mà trong đó đường truyền được thiết lập
trước khi khách hàng trôi đổi thông tin với nhau. Điều này được thực hiện bởi thủ tục
thiết lập kết nối tại thời điểm bắt đầu và thủ tục giải phóng cuộc gọi tại thời điểm kết
thúc .thủ tục kết nối sử dụng giao thức báo hiệu đối với các kết nối theo yêu cầu và
một số phương thức khác .ví dụ như thủ tục quản lý mạng đối với các kết nối bán cố
đònh và cố đònh .
II. MÔ HÌNH GIAO THỨC CHUẨN
B-ISDN có mô hình dựa trên mô hình 7 lớp của OSI. Mô hình giao thức chuẩn
bao gồm:mảng khách hàng, mảng điều khiển và mảng quản lý. Các khái niệm điểm
truy nhập dòch vụ ( SAP ), khối số liệu dòch vụ ( SDU) và khối dữ liệu giao thức (PDU)
dùng trong mô hình 7 lớp ( OSI) được áp dụng trong mô hình chuẩn này .
Chức năng của các mảng
- Mảng khách hàng : truyền tải thông tin cho khách hàng
- Mảng điều khiển : dùng cho các chức năng điều cuộc gọi và điều khiển kết
nối. Hai mảng này được cấu thành các lớp . ba lớp phía dưới là các lớp : lớp vật
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 9
Bye cuối cùng
5 bye mào đầu
48 bye thông tin
Tế bào gồm có
53 bye
Bye đầu tiên
Luồng thông tin
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
lý , lớp ATM và lớp tương thích ( AAL ), lớp bậc cao . chức năng của các lớp đó
như sau:
+ Lớp vât lý: liên quan đến việc truyền tải thông tin dưới dạng bit và tế bào
+ Lớp ATM : xử lý các tế bào như chuyển mạch , đònh tuyến,, ghép kênh , phân
kênh
+ Lớp tương thích AAL : thực hiện các chức năng phụ thuộc dòch vụ ,thực liên
kết lớp AAL với các lớp bậc cao.
+ Lớp bậc cao : gồm các chức năng không có ở lớp phía dưới , về nguyên tắc
có thể là bất cứ một chức năng nào khác
- Mảng quản lý : cung cấp các chức về giám sát mạng . quản lý được chia thành
quản lý mảng và quản lý lớp :
+ Quản lý mảng: thực hiện các chức năng quản lý toàn hệ thống và phối hợp
các mảng với nhau
+ Quản lý lớp thực hiện các chức năng liên quan tới nguồn thông tin và các
thông số của thực thể giao thức tại mỗi lớp
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 10
Mảng quản lý
Mảng điều
khiển
Mảng khách
hàng
Lớp bậc cao
Lớp bậc cao
Lớp tương thích AAL
Lớp ATM
Lớp vật lý
H.2.1 Mô hình giao thức chuẩn
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
Cấu hình giao thức chuẩn như sau :
Chức năng cuả các khối như sau :
- B- NT1: mạng thiết bò đầu cuối loại 1 được thực hiện ở lơp1 vật lý, nó coó chức
năng như kết cuối đường dây và xử lý các giao diện truyền dẫn liên quan tới
kết cuối quang _ Điện và các chức năng bảo dưởng và vận hành quản lý
- B-NT2: Mạng thiết bò đầu cuối loại 2 được thực hiện ở lớp cao hơn (AAL,
ATM ) bao gồm các nhiệm vụ tách và ghép các giao thức báo hiệu và xử lý
dung lượng bộ đệm và xác đònh tài nguyên
- B-TA là thiết bò thích ứng để nối B-TE2 với mạng băng rộng
- B-TE1 có cức năng kết cuối với giao diện chuẩn B-ISDN và thực hiện kết cuối
đối với tất cã các loại giao thức của các lớp bậc thấp cũng như bậc cao
- B-TE2 dùng cho giao diện kết nối với thiết bò chuẩn B-ISDN hiện có
- IWU có chức năng đònh tuyến
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 11
B-TE2 hoặc
TE2
Lớp ATM
Lớp AAL
B-TA B-NT2
PC hoặc thiết bò mạng
B-NT1
Router
Lớp vật lý
R
Sb Tb Ub
Router
Router
Lớp ATM
Lớp AAL
Lớp vật lý
Sb
Sb
B-NT1 B-NT2
B-TE1
IWU
LAN hoặc
MAN
Ub Tb
Hình .2.2 cấu hình giao thức chuẩn
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
Ngoai ra con có các chừc năng của điểm tham chiếu như điểm tham chiếu R thì
do các nhà sản xuất qui đònh nó có chưc năng biến đổi từ tương tự sang số .,
điểm tham chiếu Sb và Tb thì do CCITT qui đònh còn điểm tham chiếu Ub thì
quốc tế chưa qui đònh .
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 12
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
1.Lớp ATM
Đây là lớp đóng vai trò quang trọng nhất liên quan tới việc truyền tải thông tin qua
mạng ATM. Phương thức truyền tải ATM là sử dụng các kết nối ảo và các kết nối
ảo này được chia làm hai mức : đường ảo VP và kênh bảo VC và đây cũnglà đặc
tính quang trọng nhất của ATM. Lớp ATM có các chức năng chính sau:
• Ghép và tách tế bào :
Tại phần phát , chức năng ghép tế bào thực hiện tổ hợp các tề bào từ các đường ảo
VP và các kênh ảo VC khác nhau thành một luồng tế bào . Tại phần thu , chức năng
tách tế bào thực hiện phân chia c ác tế bào về các đường ảo và kênh ảo thích hợp
• Tạo và tách mào đầu tế bào :
Chức năng này được thực tại những điểm có kết cuối của lớp ATM . Tại
phần phát, chức năng tạo mào đầu tế bào sau khi nhận trường thông tin tế bào từ lớp
AAL sẽ tạo ra mào đầu tế bào tương thích , trừ giá trò điều khiển lổi mào đầu ( HEC )
được tính toán và chèn vào ở lớp vật lý . Mào đầu kết hợp với trường thông tin thành
tế bào ATM . Tại phần thu , chức năng tách mào tế bào thực hiện tách mào đầu tế
bào ra khỏi tế bào ATM và gởi trường thông tin cho lờp AAL
• Điều khiển luồng chung ( GFC )
Chức năng này chỉ có tại giao diện khách hàng - mạng UNI , phục vụ điều
khiển luồng tín hiệu từ khách hàng vào mạng . Chức năng này giúp khách hàng có
thể gia vào việc điều khiển lưu lượng phụ thuộc vào các loại chất lượng dòch vụ
(QOS) khác nhau theo hướng khách hàng về phía mạng nhưng không tham gia được
theo hướng mạng về phía khách hàng .
Thông tin GFC không được truyền tải qua các thành phần mạng , đồi với mạng
riêng của khách hàng, GFC có thể được dùng nhằm phân chia dung lượng giữa các
thiết bò đầu cuối và đã được áp dụng trong các mạng LAN sử dụng công nghệ ATM
1.1Cấu trúc tế bào :
Tế bào ATM có kích thước nhỏ , chiều dài cố đònh và nó có 53 octet trong đó
có 48 octet trường thông tin và 5 octet mào đầu. Kích thước nhỏ có tác dụng giảm
thời gian trể tại các bộ đệm và chiều dài cố đònh làm tăng hiệu quả chuyển mạch .
Điểu này có tác dụng rất lớn vì ATM là mạng có tốc độ rất cao. Mào đầu dùng để
đònh tuyến tế bào và được cập nhật với các giá trò nhận dạng mới tại các nút chuyển
mạch. Trường thông tin được truyền thông suốt qua mạng không hề bò thay đổi
trong quá trình truyền tải .
Có hai loại cấu trúc tế bào được đònh nghóa : một dùng cho UNI và một dùng
cho NNI .Giao diện UNI là giao diện nằm giữa thiết bò khách hàng và tổng đài ATM
đầu tiên còn giao diện NNI là giao diện nằm giữa các tổng đài ATM trong cùng một
hoặc giữa mạng với mạng, đối với các mạng riêng giao diện ATM UNI có thể nằm
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 13
GVHD: NGÔ THẾ ANH Đề t ài : Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM
tại các điểm chuẩn R và S, đồi với cá mạng công cộng giao diện ATM UNI có thể
nằm tại các điểm chuẩn T và U. Vì thế mà cấu trúc mào đầu tế bào ATM cũng có hai
loại, đó là loại tại giao diện UNI và loại tại giao diện NNI, hai cấu trúc này được thể
hiện ở hình vẽ sau :
GFC ( General flow control ) : trưòng bít điều khiển luồng chung
VPI ( vitual path Identifier ) : trường bít nhận dạng đường ảo
VCI ( Vitual channel Identifier) : trường bit nhận dạng kênh ảo
PT ( payload type ) : trường bit xác đònh kiểu thông tin
CLP ( Cell Loss Priority ) : bit xác đònh quyền ưu tiên tế bào
HEC ( Header Error control ) : các bít điều khiển lổi cho trường bít tiêu đề
Chức năng của các trưòng bit tiêu đề :
• Trường GFC : gồm có 4 bit , 2 bit dùng cho điều khiển và 2 bit dùng làm
tham số .trường này chỉ có tại giao diện UNI , nó cho phép điều khiển luồng
đối với các cuộc nối ATM , mục đích là giảm tình trạng quá tải trong khoảng
thời gian ngắn có thể xảy ra trong mạng . Trường này dùng cho tất cả các
phương thức đấu nối ( từ điểm tới điểm và từ điểm tới đa điểm ) .Ngoài ra
trường này còn để báo hiệu , việc sử dụng GFC tại giao diện UNI là nhược
điểm của ATM nó làm cho thủ tục của ATM không còn đồng nhất .
• Trường đònh tuyến (VCI/ VPI) : Đối với UNI, gồm có 24 bit (8 bit VPI và 16
bit VCI ) và đối với giao diện NNI , gồm có 28 bit ( 12 bit VPI và 16 bit VCI).
Đặc tính cơ bản của ATM là chuyển mạch xảy ra trên cơ sở giá trò trường đònh
tuyến của các tế bào. Nếu chuyển mạch chỉ dựa trên gía trò VPI thì được gọi
kết nối đường ảo, nếu chuyển mạch dựa trên cã hai giá trò VPI/VCI thì được gọi
là kết nối kênh ảo .
• Trường tải thông tin ( PT ): gồm có 3 bit dùng để chỉ thò thông tin được truyền
tải là thông tin khách hàng hay thông tin mạng
+ Nếu bit thứ nhất = 0 : là bit báo hiệu đây là tế bào mang thông tin của người sử
dụng
SVTH: NGUYỄN TRẦN VINH Trang : 14
GFCVPIVPIVCIVCI VCI
PTCLPHEC
Bit1
Bit8
Octet 1
Octet 5
Phần đầu tế bào tại UNI
VPIVPIVCIVCI VCI
PTCLPHEC
Bit1
Bit8
Octet 1
Octet 5
Phần đầu tế bào tại NNI
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét