NGUYÊN CỨU VỀ ĐỀ TÀI 'CHUYỂN MẠCH IP'_CHƯƠNG 1

.1 Định tuyến trong chuyển mạch gói truyền thống Để chuyển các gói tin từ mạng này đến mạng khác một cách nhanh chóng và chính xác, các gói tin cần phải được định tuyến
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGUYÊN CỨU VỀ ĐỀ TÀI “CHUYỂN MẠCH IP”_CHƯƠNG 1 NGUYÊN CỨU VỀ ĐỀ TÀI “CHUYỂN MẠCH IP” CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Định tuyến trong chuyển mạch gói truyền thống Để chuyển các gói tin từ mạng này đến mạng khác một cách nhanh chóng vàchính xác, các gói tin cần phải được định tuyến, những thiết bị để định tuyến cácgói tin ban đầu được gọi là Gateway (đóng vai trò là một cổng giao tiếp từ mạngnày tới mạng khác) và và sau đó router ra đời để kết nối giữa các mạng vật lý khácnhau tạo thành một liên mạng hợp nhất rộng lớn hơn. Các gói thông tin riêng biệtbao gồm một nhãn mạng đích mà router thực hiện tương hợp nhãn với một trongnhiều thực thể của bảng mạng đích mà nó biết trước. Khi tìm thấy một sự tươnghợp, router có thể định hướng gói tin tới giao diện tương ứng và chờ đến khi gói tínkhác đến. Quá trình tương quan đơn giản này được thực hiện đối với mỗi gói riêngbiệt đến router. Thậm chí nếu có một số lượng lớn gói tin có cùng một đích đếnchung, thì router sẽ vẫn xử lý mỗi gói tin theo cách riêng. Chú ý thế hệ router đầu tiên được giới thiệu trong hình 1.1: Hình 1.1: Router thế hệ đầu tiên Nó bao gồm một bộ xử lý trung tâm và nhiều card giao tiếp, tất cả được nốivới nhau bằng một đường bus chung. Bộ xử lý rất tin cậy cho chạy giao thức địnhtuyến và duy trì một bảng hướng đi của router bước nhảy tiếp theo mà gói đượcgửi đến. Các gói đi vào router qua bus và đi vào bộ xử lý nơi sẽ tra cứu bảng địnhtuyến chuẩn và thực hiện xác định bước nhẩy tiếp theo. Gói sau đó được đi vào buschung đến giao diện đầu ra tương ứng. Hiệu năng của hệ thống này phụ thuộc vàotốc độ bus và khả năng xử lý của bộ xử lý trung tâm. Và mỗi gói được yêu cầu đitrên bus hai lần. Trước sự phát triển không ngừng của Internet. Ngày càng có nhiều ngườihơn sẽ đăng nhập vào mạng và khi đó bảng định tuyến sẽ lớn hơn, thời gian tra cứucũng sẽ lâu hơn. Kết hợp với sự tăng trưởng trong lưu lượng người dùng, dẫn tớiđòi hỏi phải tạo ra những router sử dụng công nghệ cao hơn. Nhờ vào sự tăngcường tính toán hướng tới của các gói tin đến các giao diện chuyển tiếp. Một phầnhoặc toàn bộ bảng định tuyến có thể được lưu trong bộ nhớ của bộ chuyển tiếp đầuvào. Điều này cho phép bộ chuyển tiếp đầu vào thực hiện tính toán hướng đi vàđịnh hướng các gói trên đường bus tương ứng với bộ chuyển tiếp đầu ra mà khôngcần sự can thiệp của bộ xử lý trung tâm. Hiệu năng của mô hình này vẫn sẽ bị giới hạn bởi tốc độ bus và thời gianyêu cầu để sắp xếp trên một bảng định tuyến lớn trong suốt thời gian tra cứu. Mộtcông nghệ cải thiện router khác là thay thế bus bằng một switch. Vì toàn bộ cổngđầu vào và ra được kết nối với nhau bằng một kết cấu chuyển mạch không nghẽn.Mô hình này được giới thiệu trong hình 1.2. Hình 1.2: Kiến trúc của Router có các đường bus dùng switch Bằng cách cải thiện thiết kế bên trong và hiệu quả hơn sẽ thay thế yêu cầuxử lý mỗi gói đối với bản thân router điều này sẽ đặc biệt hữu dụng trước tính chấtbùng nổ tự nhiên không đoán trước của lưu lượng IP do các gói tin được phục vụtheo cơ chế hàng đợi first-in first-out (FIFO) có chi phí cao, độ lợi về thông lượngnhỏ và hiệu năng thì lại không đạt được độ tin cây cao.1.2 ATM & IP a/ IP – Internet Protocol IP là giao thức chuyển tiếp gói tin. Việc chuyển tiếp gói tin thực hiện theo cơchế phi kết nối. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyếnvà các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bênnhận, địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần choviệc chuyển gói tới đích. Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng.Do vậy, cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thôngtin về nguyên tắc chuyển tin (như trong BGP) và nó phải có khả năng hoạt độngtrong môi trường mạng gồm nhiều nút. Kết quản tính toán c ủa cơ cấu định tuyếnđược lưu trong các bảng chuyển tin (forwarding table) chứa thông tin về chặng tiếptheo để có thể gửi gói tin tới hướng đích. Dựa trên các bản chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IPhướng tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ởcách này, mỗi nút mạng tính toán mạng chuyển tin một cách độc lập. Phương thứcnày, do vậy, yêu cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phảinhất quán với nhau. Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn đến việc chuyển góitin sai hướng, điều này đồng nghĩa với việc mất gói tin. Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Tuy nhiên,bên cạnh đó, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũngnhư khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phảnứng lại với sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi về topomạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạ ...