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

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!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 ...