chuyỂn mẠch gÓi
Post on 21-Jun-2015
257 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LOGO
GVHD :Th.s Ngô Đắc Thuần
Nhóm : 9Trần Văn Mạnh
Nguyễn Nam Dũ
Phạm Tuấn Anh
Lê Thị Kim Dung
Nguyễn Hồng Quân
Nguyễn Thành Chung
CHUYỂN MẠCH GÓI
2
Công nghệ chuyển mạch
Contents
1. Hạn Chế Của Chuyển Mạch Kênh1. Hạn Chế Của Chuyển Mạch Kênh1. Hạn Chế Của Chuyển Mạch Kênh1. Hạn Chế Của Chuyển Mạch Kênh
2. Kỹ thuật Của Chuyển Mạch Gói2. Kỹ thuật Của Chuyển Mạch Gói2. Kỹ thuật Của Chuyển Mạch Gói2. Kỹ thuật Của Chuyển Mạch Gói
3. Công Nghệ Chuyển Mạch IP3. Công Nghệ Chuyển Mạch IP3. Công Nghệ Chuyển Mạch IP3. Công Nghệ Chuyển Mạch IP
4. Công Nghệ Chuyển Mạch ATM4. Công Nghệ Chuyển Mạch ATM4. Công Nghệ Chuyển Mạch ATM4. Công Nghệ Chuyển Mạch ATM
5. DEMO Định Tuyến Dùng OSPF5. DEMO Định Tuyến Dùng OSPF5. DEMO Định Tuyến Dùng OSPF5. DEMO Định Tuyến Dùng OSPF
Hạn chế Của Chuyển Mạch Kênh
Sử dụng băng thông không hiệu quả : Độ rộng băng thông cố định 64kbps Kênh dành riêng cho 1 cuộc gọiTính an toàn :Tín hiệu thoại truyền trên 1 đường
duy nhất nên dễ bị nghe trộmKhả năng mở rộng kémThiết bị 2 đầu phải chạy cùng tốc độ
Hạn chế của chuyển mạch kênh
Hạn chế của chuyển mạch kênhChuyển mạch kênh chỉ truyền trên 1 đường cố định
Chuyển mạch gói
Khái niệm : Mạng chuyển mạch gói (packet switching) là
truyền dữ liệu ở dạng những khối nhỏ,riêng biệt gọi là gói tin (packet)
Dựa trên địa chỉ đích chứa trong packet Ở phía nhận,các gói tin sẽ được lắp ráp lại theo
thứ tự thích hợp để thành 1 thông điệp
Đặc điểm của chuyển mạch gói
Giảm được trễ tại các node trong mạngXử lý lỗi và sửa lỗi hoặc truyền lại gói nhanh
hơn so với chuyển mạch bản tin Do đó giảm được lượng thông tin cần truyền
lại,giảm tắc nghẽn và tăng tốc độ truyền tin cũng như khả năng phục vụ của mạng
Có thể định tuyến cho tất cả các gói theo các giao thức khác nhau
Các thành phần của chuyển mạch gói
Mạng chuyển mạch gói gồm các thành phần cơ bản sau đây :
Trạm (station) Nút mạng (Node) Các đường truyền dẫn (Link)
Kỹ thuật chuyển mạch gói
Các bản tin cần truyền được chia cắt thành các thành phần nhỏ hơn gọi là gói tin
Mỗi gói lại được đưa thêm phần điều khiển để mạng có thể định tuyến gói đó đến đích.
Nguyên tắc chuyển mạch là tại từng nút gói được nhận,lưu tạm và chuyển tiếp tới nút tiếp theo cho đến khi đến đích cuối cùng
Kỹ thuật chuyển mạch gói
B1 : Phân đoạn các gói ở phía phát
B2 : Định tuyến các gói
B3 : Tái hợp gói ở phía thu
ChuyểnChuyển MạchMạch GóiGói
Nguyên lý của chuyển mạch gói
Kỹ thuật chuyển mạch gói
Tùy thuộc vào giao thức truyền thông mà có thể có nhiều mức phân chia bản tin thành các gói có chiều dài khác nhau.
Ngoài những thông tin được cắt từ bản tin,gói còn được chèn thêm các phần đầu (tiêu đề) và đuôi để phục vụ cho việc định tuyến qua mạng
Kỹ thuật chuyển mạch gói
Trong mạng chuyển mạch gói các gói tin được chuyển qua mạng từ nút này tới nút khác theo nguyên lý “Lưu đệm và phát chuyển tiếp”.
Mỗi nút sau khi thu một gói sẽ tạm thời lưu giữ một bản sao của gói vào bộ nhớ đệm cho tới khi phát chuyển tiếp gói tới nút tiếp theo hoặc tới trạm của người sử dụng
Chuyển mạch gói có thể đáp ứng được yêu cầu hoạt động truyền tin một cách nhanh chóng,kể cả khi có sự hỏng hóc một phần hay nhiều tính năng khác của mạng
Kỹ thuật chuyển mạch gói
Lược đồ dữ liệu (Datagram)
2 phương pháp
Mạch ảo(Virtual Circuit)
Kỹ thuật chuyển mạch gói sử dụng 2 phương pháp tiêu biểu để chuyển các luồng gói từ nguồn tới đích
Chuyển gói theo Datagram
Mỗi gói được xử lý độc lậpCác gói có thể đi theo bất cứ đường thích hợp
nàoCác gói có thể đến đích không theo thứ tự gửiCác gói có thể thất lạc trên đường điBên nhận phải sắp xếp lại các gói mất trật tự và
khôi phục các gói thất lạc
Chuyển gói theo Datagram
Phương pháp Datagram không có thiết lập và giải phóng kết nối
Do đó giao thức thông tin của Datagram còn có tên là giao thức phi kết nối (connectionless)
Chuyển gói theo Datagram
Giả sử rằng trạm A có 3 bản tin 1,2,3 cần gửi đến B.Trạm A truyền số liệu đến nút 4 (chia gói).Nút 4 có thể tạo tuyến gói qua nút 5 hoặc 3
Chuyển gói theo Virtual Circuit
Đường đi được tạo trước khi gửi các gói dữ liệuCác gói yêu cầu cuộc gọi và chấp nhận cuộc gọi
được dùng để kết nối (handskare)Mỗi đường đi được gán một số ID Mỗi gói chứa ID của đường đi thay vì địa chỉ
máy đích Không cần tìm đường cho từng góiĐường đi không dành riêng
Chuyển gói Virtual Circuit
Chuyển gói theo Virtual Circuit
Trước khi gói được chuyển đi thì có 1 gói gọi là cờ hiệu được gửi từ nút gốc,trong đó chứa địa chỉ nút gốc
Cờ hiệu này sẽ chạy qua các nút,đi đến đâu nó đặt hàng chiếm kết nối qua nút đó
Chuyển gói theo Virtual Circuit
Kênh ảo VC gần giống như chuyển mạch kênh và kênh ảo được giải phóng khi kết thúc quá trình chuyển tin
Cùng 1 thời gian thì một PSE có thể có nhiều VC đến 1 PSE khác
Chuyển mạch gói theo Virtual Circuit
Vấn đề kích thước gói
Giả sử mạch ảo từ X đến Y qua nút a,bBản tin gồm 30 octetThêm 3 octet gán ở đầu góiNếu toàn bộ bản tin gửi như
1 gói đơn 33 octet ∑Times
truyền là 99 đvtg (33 x 3)Giờ chia làm Data làm 2
Mỗi gói gồm 15 octet thực
và 3 octet tiêu đề ∑Times = 72
Vấn đề kích thước gói
Một vấn đề trong chuyển mạch gói là kích thước gói được sử dụng trong mạng có mối quan hệ chặt chẽ giữa kích thước gói và thời gian truyền dẫn
Phải thiết kế gói sao cho có độ dài thích hợp để đảm bảo truyền gói nhanh nhất
Ứng dụng của chuyển mạch gói
GO ONGO ONFR
X25
CIRCUIT
ATM
MPLS
Mạng X25
X.25 là một dịch vụ mạng diện rộng, ra đời vào những năm 1970.
Mục đích ban đầu của nó là kết nối các máy chủ lớn (mainframe) với các máy trạm (terminal) ở xa .
Ưu điểm của X.25 so với các giải pháp mạng WAN khác là nó có cơ chế kiểm tra lỗi tích hợp sẵn .
Mạng X25
Chọn X.25 nếu bạn phải sử dụng đường dây tương tự hay chất lượng đường dây không cao .
X.25 là chuẩn của ITU-T cho truyền thông qua mạng WAN sử dụng kỹ thuật chuyển mạch gói qua mạng điện thoại .
Mạng X25
Mạng X25
Thuật ngữ X.25 cũng còn được sử dụng cho những giao thức thuộc lớp vật lý (physiscal) , lớp liên kết dữ liệu (data link) và lớp mạng (network) để tạo ra mạng X.25 .
Mạng X25
Theo thiết kế ban đầu, X.25 sử dụng đường dây tương tự để tạo nên một mạng chuyển mạch gói, mặc dù mạng X.25 cũng có thể được xây dựng trên cơ sở một mạng số.
Mô hình mạng x25
X25
Hoạt động ở 3 lớp cuối.Kiểm soát lỗi ,luồng tốt.NhưngBăng thông cố định (64kbps)Dung lượng quá thấp ,không phù hợp với nhu
cầu sử dụng dịch vụ đa môi trường.Phải thiết lập các mạng chuyển mạch gói nhanh.
( FR ,ATM ,…)
Công nghệ chuyển mạch IP
Khái niệm : Định tuyến bản tin 1 cách độc lập Cơ cấu định tuyến và chuyển tin linh động,hiệu
quả,phi kết nối IP là giao thức chuyển mạch gói,có độ tincậy
cao và khả năng mở rộng caoKhuyết điểm IP không hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) Việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiệndo
phương thức định tuyến theo từng chặng
Công nghệ chuyển mạch IP
Khái niệm Định tuyến bản tin mộc cách độc lập.Cơ cấu định tuyến và chuyển tin linh động,hiệu quả,phi kết nốiIP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy cao và khả năng mở rộng caoKhuyết điểmIP không hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS)Việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng
Công nghệ chuyển mạch IP
Router
Private Network
Private Network
Private Network
Private Network
Private Network
Private Network
Router Router Router
Router
Hình mạng IP
Công nghệ chuyển mạch IP
Mô hình OSI và TCP
Layer 1 - Physical
IP
Data Link
Layer 1- Physical
Layer 7- Application
Layer 6 - Presentation
Layer 5 - Session
Layer 4 - Transport
Layer 3 - Network
Layer 2 - Data Link
TCP or UDP
Applications and Services
Data StreamData Data Data
Data StreamData Stream
Data Stream Data Stream
Data Stream
Data Stream
Data
Data Stream This is called
segment
Data IP Header 1Data IP Header 1Data IP Header 1
Data IP Header 1Data IP Header 1Frame Header IData IP Header 1Frame Header I Data IP Header 1Frame Header IData IP Header 1
Data IP Header 1Data
Data Data Data Data Stream Data Stream
Data Stream Data Stream
Data StreamData Stream Data Stream
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
This one is called
frame
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
This one is called
packet
Các phương pháp định tuyến
Static routing:Người quản trị mạng thiết lập 1 con đường đi mặc định từ trước để các dữ liệu chỉ được truyền trên đường đi đó.
Dynamic routing:là quá trình trong đó các bộ định tuyến tự động điều chỉnh theo sự thay đổi mô hình mạng hoặc lưu lượng lưu thông trên mạng.
Default routing:là 1 dạng đặc biệt của static routing.
Các giao thức định tuyến truyền thống
Distance Vector (định tuyến theo khoảng cách vector):Các router gửi định kỳ bảng định tuyến cho các router láng giềng.Khi nhận được thì các router này sẽ update bảng định tuyến và lại gửi cho các router khác trong mạng.
Link State (định tuyến theo trạng thái kết nối):sử dụng thuật toán tìm đường ngắn nhất trước SPF. Phương pháp này đòi hỏi xử lý nhiều hơn distance vector nhưng kiểm soát hầu hết quá trình định tuyến và đáp ứng nhanh những thay đổi.
Hybrid : là phương pháp kết hợp những đặc điểm tốt nhất của 2 phương pháp trên.
Định tuyến trên mạng Internet
Mạng Internet là một mạng rộng lớn .Nó bao gồm các Domain khác nhau.
Sự định tuyến bên trong các domain gọi là định tuyến trong.
Sự định tuyến giữa các Domain khác nhau gọi là định tuyến biên.
Định tuyến BGP (Border Gateway Protocol)
Là giao thức định tuyến cổng biên trên Internet dùng với TCP/IP
BGP tích lũy các thông tin cần thiết cho định tuyến (chi phí ,số hop,độ an toàn đường đi…) rồi sau đó mới trao đổi với các domain khác .
=> Giảm thiểu băng thông trao đổi không cần thiết giữa các domain với nhau.
Công nghệ chuyển mạch ATMATM (Asynchronous Transfer Mode) phương thức truyền không đồng bộ sử dụng kỹ thuật chuyển mạch gói chất lượng cao.
ATM đã kết hợp tất cả những lợi thế của kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào một kỹ thuật truyền thông duy nhất.
Sử dụng các gói cố định gọi là các tế bào, nó có thể truyền tải một hỗn hợp các dịch vụ bao gồm thoại, hình ảnh, số liệu, có thể cung cấp các băng thông theo yêu cầu.
Đặc điểm
ATM có một đặc điểm rất quan trọng là nhóm một vài kênh ảo (VCI) thành một đường ảo (VPI) áp dụng phương thức chuyển mạch địa chỉ (Address) còn gọi là chuyển mạch nhãn (Label) nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng.
VCI: Virtual Channel Identifier
VPI: Virtual Path Identifier
Quan hệ giữa các kết nối trong ATM
Đặc điểm
Về khía cạnh truyền dẫn, ATM là một phương thức ghép kênh không đồng bộ sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định là 53 bytes gọi là 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 các dịch vụ thời gian thực, ngoài ra kích thước nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn.
Kiến trúc mạng ATM
Mô hình giao thức chuẩn của B-ISDN
Mặt phẳng quản lý
Quản lý lớp (Layer Managerment) Quản lý mặt phẳng (Plane Managerment).Nhiệm vụ là tạo ra sự phối hợp giữa các mặt
phẳng khác với nhau. Quản lý mặt phẳng không có cấu trúc phân lớp, quản lý lớp có các lớp khác nhau nhằm thực hiện các chức năng quản lý có liên quan tới các tài nguyên và thông số nằm ở các thực thể có giao thức.
Mặt phẳng người sử dụng
Có nhiệm vụ truyền các thông tin của người sử dụng từ điểm A đến điểm B trên mạng.
Các cơ chế như điều khiển luồng, điều khiển tắc nghẽn, chống lỗi đều thực hiện tại mặt phẳng này, mặt phẳng này cũng có cấu trúc phân lớp.
Mặt phẳng điều khiển
Lớp bậc cao (High Layer): Tương ứng với 3 lớp trên cùng của mô hình OSI.
Lớp vật lý (Physical Layer): ứng với lớp 1 (lớp vật lý) trong mô hình OSI.
Lớp ATM (ATM Layer): có thể coi như nằm tại lề dưới của lớp 2 (lớp truyền dữ liệu) trong mô hình OSI.
Lớp AAL (ATM Adaptation Layer): có nhiệm vụ thực hiện việc kết nối với các giao thức của lớp cao hơn.
Tế bào ATM (cell)
UNI Cell Format
NNI Cell Format
Định dạng header
GFC ( General Flow control) là trường điều khiển luồng chung.
VPI (Virtual Path Identyfier) và VCI ( Virtual Channel Identyfier) là hai trường định tuyến cho các tế bào trong quá trình chuyển mạch.
PT ( Payload Type) là trường tải thông tin để xác định xem tế bào này mang thông tin khách hàng hay thông tin điều khiển. Nó cũng xác định quá tải của tế bào thông tin khách hàng.
Định dạng header
CLP ( Cell Loss Prioryti) là trường ưu tiên bỏ tế bào dùng để chỉ ra khả năng cho phép hoặc không cho phép bỏ các tế bào khi có hiện tượng quá tải xảy ra.
+ Nếu các tế bào có CLP = 0 thì có mức ưu tiên cao.
+ Nếu các tế bào có CLP = 1 thì có mức ưu tiên thấp.
HEC (Header Error Check) là trường kiểm tra lỗi phần tiêu đề. Nó dùng để phát hiên lỗi ghép bit và sửa lại cho đúng các lỗi ghép bit đơn đó.
ATM Network
Trong những năm gần đây,ngành công nghiệp Viễn Thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch mới có thể phối hợp ưu điểm của IP (như cơ cấu định tuyến ) và của ATM (như thông lượng chuyển mạch)
Công nghệ MPLS ra đời Việc định tuyến các gói dựa trên các nhãn được gán cho
mỗi gói Hỗ trợ nhiều giao thức khác nhau Cho phép chuyển tải gói rất nhanh trong mạng lõi và định
tuyến tốt ở mạng biên bằng cách dựa vào nhãn
Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS
So sánh giữa các công nghệ:
58
So sánh giữa các công nghệ
Công nghệ IP ATM MPLS
59
So sánh giữa chuyển mạch kênh và gói
LOGO
www.dientuvienthong.net
top related