TCP/IP và mạng Internet 3

Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
Ch ơng 5 : Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
5.1.Tổng quan về kết nối Internet qua mạng ATM
Nh phần trớc đã đề cập mô hình tham chiếu của ATM không tơng thích
hoàn toàn với mô hình 7 lớp của OSI. Tuỳ theo từng trờng hợp cụ thể mà ta xem
xét mô hình tham chiếu của ATM tơng đơng với các lớp khác nhau của mô hình
OSI. Khi tìm hiểu phơng pháp kết nối TCP/IP qua mạng ATM thì mô các lớp
của mô hình ATM tơng đơng với hai lớp dới (lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý)
của mô hình OSI. Có hai phơng pháp kết nối để lớp mạng truyền thống hoạt
động ở trên lớp mạng ATM nh hình 5.1.
Hình 5.1: Hai phơng pháp kết nối TCP/IP qua mạng ATM
1. Mô hình mô phỏng LAN. Mô phỏng LAN là phơng án đi theo hớng cho lớp
mạng hoạt động bên trên lớp ATM thông qua một lớp trung gian. Phơng
pháp này do diễn đàn ATM (ATM Forum) đa ra. Thông qua lớp trung gian,
đợc gọi là lớp LANE (LAN Emulation), mạng ATM trở lên giống với các
mạng LAN thông thờng nh mạng Ethernet hay Token Ring. Khi đó lớp
mạng truyền thống có thể hoạt động trên mạng ATM mà không cần có bất
kỳ sự thay đổi nào.
2. Phơng pháp IP truyền thống trên ATM. Trong phơng pháp này mạng ATM sẽ
đợc sử dụng với các chức năng giống nh mạng LAN truyền thống để truyền
các gói IP. Khi đó cần có các biện pháp để chuyển đổi từ địa chỉ IP sang địa
chỉ ATM và biện pháp xếp các gói IP vào các đơn vị số liệu của lớp AAL.
Phơng pháp này do IETF (Internet Engineering Task Force)đa ra.
VũKhoa ĐTTT4-K40 82
IP
IP
ATM
ATM
MAC
Protocols
Mô phỏng LAN

Mô hình tự nhiên
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
Hai phơng pháp trên có nhợc điểm là chỉ coi mạng ATM nh các mạng
truyền thống đang tồn tại do đó không tận dụng đợc các u điểm của mạng ATM
nh chất lợng dịch vụ..... Do đó ATM Forum và IETF đã đa ra hai phơng án giải
quyết tiếp theo đó là:
Đa giao thức trên ATM MPOA (MultiProtocol over ATM) do ATM
Forum đa ra.
Giao thức phân tích chặng kế tiếp (NHRP) do IETF đa ra.
Trong phần tiếp theo ta sẽ đi vào xem xét cụ thể hai phơng pháp do IETF
đa ra.
5.2. Ph ơng pháp IP truyền thống trên ATM
Sự triển khai của ATM trong một mạng IP truyền thống nh một sự thay thế
trực tiếp cho các mạng LANs. Khi đó mạng ATM đợc dùng để kết nối các
Router nh các mạng LAN truyền thống.
5.2.1. Các vấn đề cần giải quyết trong ph ơng pháp IP truyền thống trên ATM
Phơng pháp IP truyền thống trên ATM đợc phát triển dựa theo ý tởng của
mạng LAN truyền thống. Trong phơng pháp này mạng ATM đợc coi gần giống
nh một mạng LAN truyền thống đóng vai trò mạng truyền dẫn cho giao thức IP,
đó là lý do vì sao nó đợc gọi là phơng pháp IP truyền thống trên ATM. Nếu xét
theo mô hình phân lớp thì trong phơng pháp này mạng ATM đóng vai trò nh lớp
liên kết dữ liệu và lớp vật lý. Hình 5.2 so sánh mô hình phân lớp của mạng LAN
truyền thống và của phơng pháp IP truyền thống trên ATM.
Các lớp cao hơn
Lớp IP
IP over ATM LLC
Lớp tơng thích ATM
Lớp ATM
Lớp điều khiển truy
nhập thiết bị (MAC)

Lớp vật lý Lớp vật lý
Mạng ATM có triển khai
IP over ATM
Mạng LAN truyền
thống
Hình 5.2: Phơng pháp IP truyền thống trên ATM khi so sánh với mạng LAN
Vì phơng pháp IP truyền thống trên ATM dựa trên nguyên tắc hoạt động
của giao thức IP trên môi trờng mạng LAN truyền thống lên khi nghiên cứu ph-
VũKhoa ĐTTT4-K40 83
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
ơng pháp IP truyền thống trên ATM ta cần phải giải quyết ba vấn đề cơ bản sau
đây:
Phơng pháp đóng gói các Datagrams: Các đơn vị số liệu của giao thức
Internet (các Datagrams) cần đợc đóng gói vào các đơn vị số liệu của mạng
ATM. Các đơn vị số liệu của ATM đợc sử dụng là các AAL5 CPCS-SDUs.
Chuyển đổi địa chỉ: Mỗi thiết bị cuối trong mạng ATM sẽ có hai loại địa chỉ
là địa chỉ IP và địa chỉ ATM. Khi hai thiết bị cuối muốn thiết lập kết nối
cũng nh trong các mạng LAN chúng không những phải biết địa chỉ IP của
nhau mà còn phải biết địa chỉ ATM. Tức là cần phải có một cơ chế để
chuyển đổi địa chỉ IP sang địa chỉ ATM và ngợc lại.
Các quy tắc báo hiệu để thiết lập kết nối: Báo hiệu trong mạng ATM khi sử
dụng cho phơng pháp IP truyền thống trên ATM ngoài bao gồm các thủ tục
thiết lập kết nối còn có một số thủ tục khác nh kích thớc cực đại của các gói
tin, tham số lu lợng tải, kiểu giao thức ở lớp bên trên ....
Tuy nhiên mạng ATM có một số đặc điểm khác với mạng LAN nh:
Mạng LAN có các phơng tiện dùng chung trong khi mạng ATM có phơng
tiện truyền dẫn riêng cho mỗi kết nối. ATM cung cấp một môi trờng chuyển
mạch kiểu kết nối ảo. Một kết nối ảo có thể đợc thiết lập thông qua một kết
nối ảo cố định (PVC) hoặc một kết nối ảo chuyển mạch (SVC).
Mạng LAN là mạng hoạt động theo phơng thức không liên kết

(Connectionless) trong khi mạng ATM hoạt động theo phơng thức hớng liên
kết (Connection-Oriented).
Trong mạng LAN việc quảng bá thông tin (sử dụng địa chỉ cuối mạng) đợc
thực hiện dễ dàng. Trong mang ATM việc truyền quảng bá thông tin không
đợc mạng hỗ trợ do đó thực hiện quảng bá thông tin rất khó khăn.
Một địa chỉ ATM đầu cuối có thể đợc mã hoá theo một trong hai kiểu: kiểu
địa chỉ NSAP hoặc kiểu địa chỉ E.164. Trong một số trờng hợp cả hai địa chỉ
này đều cần thiết cho một máy khách ATMARP để có thể liên lạc đợc với
một Router hoặc một máy khác. Việc sử dụng địa chỉ ATM cuối cùng và địa
chỉ E.164 bởi ATMARP cũng tơng tự nh địa chỉ của mạng Ethernet.
Từ sự khác nhau đó lên việc xem xét các vấn đề trên đối với mạng ATM có
khác so với mạng LAN.
Các vấn đề nêu trên sẽ lần lợt đợc xem xét trong từng mục dới đây.
VũKhoa ĐTTT4-K40 84
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
5.2.2.Ph ơng pháp đóng gói dữ liệu
Có ba phơng pháp đóng gói dữ liệu là: phơng pháp LLC/SNAP, phơng
pháp ghép kênh VC và phơng pháp TULIP/TULIC. Hình 5.3 minh hoạ ba phơng
pháp đóng gói đó.
Higher
layer
TCP
Higher
layer
Higher
layer
IP TCP
LLC IP TCP
AAL5 AAL5 AAL5
ATM ATM ATM

LLC/SNAP VC multiPlexing TUNIC
Hình 5.3: Các phơng pháp đóng gói khi truyền các gói IP qua mạng ATM
Trong đó :
LLC: Logic Link Control. Điều khiển liên kết Logic.
SNAP: Subnetwork Attachment Point. Điểm gắn vào mạng con.
TUNIC : TCP and UDP over non-existent IP.
Với các kiểu đóng gói khác nhau thì các thông tin dùng để tách kênh ở các
trạm cuối và thông tin cần mang trong bản tin báo hiệu là khác nhau. Tuy nhiên
khi càng nhiều thông tin cần dùng để tách kênh tại các trạm cuối thì càng có ít
thông tin cần truyền đi trong bản tin báo hiệu.
Bảng 5.1 trình bày các thông tin cần truyền trong bản tin báo hiệu và các
thông tin dùng để tách kênh của các phơng pháp đóng gói khác nhau.
Phơng pháp đóng gói
Thông tin dùng để tách kênh tại
trạm cuối
Thông tin trong bản tin
báo hiệu
LLC/SNAP Địa chỉ nguồn
Địa chỉ đích
Họ giao thức
Giao thức
Cổng
Không có
Ghép kênh ảo Địa chỉ nguồn
Địa chỉ đích
Giao thức
Cổng
Họ giao thức
VũKhoa ĐTTT4-K40 85
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM

TUNIC Không có Địa chỉ nguồn
Địa chỉ đích
Họ giao thức
Giao thức
Cổng
Bảng 5.1: Các thông tin cần thiết để tách kênh và các thông tin cần truyền trong
bản tin báo hiệu của các phơng pháp đóng gói khác nhau
5.2.2.1.Ph ơng pháp đóng gói LLC/SNAP (Điều khiển kết nối Logic/điểm gắn vào
mạng con)
Đối với phơng pháp này hầu hết các chức năng ghép kênh cần phải thực
hiện ở trạm cuối. ở đó LLC/SNAP Header đợc thêm vào hoặc ớc lợng tơng
ứng.
Phơng pháp đóng gói này là phù hợp nhất cho mạng dùng PVC hoặc mạng
không có khả năng mang song song nhiều kênh VCs. Do đó một vài kết nối của
các giao thức bậc cao có thể dễ dàng chia sẻ một VCC đơn. Mặc dù phơng pháp
đóng gói này đòi hỏi phải xử lý và truyền dẫn nhiều hơn nhng nó là phơng pháp
đợc sử dụng cho nhiều mạng và là kiểu đóng gói mặc định cho phơng pháp IP
truyền thống trên ATM.
Trong phơng pháp đóng gói này, đơn vị dữ liệu giao thức Internet đợc gắn
thêm phần tiếp đầu điều khiển liên kết logic có độ dài 3 Bytes nh hình sau.
Bytes 1 2 3
DSAP SSAP Ctrl
Trong đó:
DSAP (1 Byte): Destination Service Access Piont -Điểm truy nhập dịch vụ
đích.
SSAP (1 Byte): Source Service Access Piont -Điểm truy nhập dịch vụ nguồn.
Ctrl (1 Byte) : Xác định các loại khung khác nhau.
Ngoài ra đơn vị số liệu giao thức còn đợc gắn thêm phần tiếp đầu điểm gắn
vào mạng con SNAP nếu giao thức không phải là giao thức chuẩn ISO. Cấu trúc
phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con có dạng nh hình sau.

Bytes 1 2 3 4 5
VũKhoa ĐTTT4-K40 86
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
OUI PID
Trong đó:
OUI (3 Bytes): Organizationally Unique Identifier - Xác định tổ chức quy
định ý nghĩa trờng PID. OUI có giá trị 0x00-00-00 cho cả hai trờng hợp gói
dữ liệu là gói IP hoặc gói ATMARP.
PID (2 Bytes): Protocol Identifier- Xác định giao thức lớp trên.
PID = 0x08-00: Trờng hợp gói dữ liệu là gói IP.
PID = 0x08-06: Trờng hợp gói dữ liệu là gói ATMARP/InATMARP.
ở đây ta không quan tâm đến chi tiết từng giá trị của phần tiếp đầu điều
khiển liên kết Logic và phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con mà chỉ quan tâm
đến giá trị của chúng trong trờng hợp giao thức Internet. Với giao thức Internet
không phải là giao thức chuẩn ISO nên phần tiếp đầu điều khiển liên kết Logic
có giá trị 0xAA-AA-03 để biểu thị sự tồn tại của phần tiếp đầu điểm gắn vào
mạng con. Phần tiếp đầu điểm gắn vào mạng con dùng để xác định giao thức
Internet có giá trị 0x00-00-00 cho trờng OUI và 0x80-00 cho trờng PID.
Nh vậy sau khi thêm phần tiếp dầu điều khiển liên kết logic và phần tiếp
đầu điểm gắn vào mạng con vào đơn vị dữ liệu giao thức Internet ta sẽ có đơn vị
dữ liệu giao thức của lớp con hội tụ chung (CPCS) có dạng nh hình 5.4.
Bytes
LLC (0xAA-AA-03)
3
OUI (0x00-00-00)
6
PID (0x08)
8
Đơn vị số liệu giao thức Internet
(độ dài tối đa 2

16
-9 Bytes)
9
Hình 5.4: Cấu trúc gói dữ liệu của phơng pháp LLC/SNAP
VũKhoa ĐTTT4-K40 87
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
Ta thấy đơn vị số liệu giao thức của giao thức Internet có độ dài lên đến
(2
16
9) Bytes. Mặc dù giá trị 9180 Bytes là giá trị mặc định. Độ dài của đợn vị
số liệu giao thức có thể thay đổi tuỳ theo sự thoả thuận của hai bên trao đổi dữ
liệu. Hình 5.5 trình bày quá trình chuyển các gói dữ liệu của các giao thức khác
nhau qua một kênh ảo sử dụng phơng pháp đóng gói LLC/SNAP.
Hình 5.5: Phơng pháp đóng gói LLC/SNAP
Với đơn vị số liệu của giao thức phân tích địa chỉ ATM thì các giá trị các
trờng trong phần tiếp đầu điều khiển liên kết logic và phần tiếp đầu điểm gắn
vào mạng con cũng giống nh đơn vị số liệu của giao thức Internet. Chỉ khác ở tr-
ờng xác định giao thức PID. Trong trờng hợp giao thức phân tích địa chỉ ATM
trờng PID có giá trị 0x08-06.
VũKhoa ĐTTT4-K40 88
IP ARP A-Talk etc...
LLC/SNAP
SSCS
CPCS
SAR
VCC
Lớp ATM
Lớp vật lý
AAL
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM

5.2.2.2.Ph ơng pháp ghép VCs
Phơng pháp này còn gọi là không đóng gói tức là chức năng LLC không tồn
tại. Các gói dữ liệu của tầng mạng, ví dụ nh các IP Datagrams đợc chuyển trực
tiếp vào một kết nối ATM/AAL5. Thông tin lớp thấp băng rộng chỉ ra rằng thực
thể tầng mạng là đích của kết nối. Hình 5.6 trình bày quá trình sử dụng các kết
nối ảo để truyền các gói dữ liệu của các giao thức khác nhau.
Hình 5.6: Phơng pháp ghép VCs
Mặc dù phơng pháp ghép kênh cần ít mào đầu hơn phơng pháp LLC/SNAP
nhng nó yêu cầu nhiều VCCs hơn, một VCC riêng lẻ cho mỗi một cặp giao
thức tầng mạng giữa hai thiết bị ATM đầu cuối và trong bản tin kết nối yêu cầu
nhiều thông tin hơn.
5.2.2.3.Ph ơng pháp TULIP và TUNIC
Phơng pháp này đợc đề nghị là giải pháp cho tơng lai để giảm bớt mào đầu
nhng nó không phải là một phần của phơng pháp IP truyền thống trên ATM.
Phơng pháp TUNIC không chỉ loại bỏ tầng LLC mà nó còn loại bỏ cả tầng IP.
Kết nối ATM/ AAL5 tồn tại trực tiếp giữa các tầng giao vận nh TCP, UDP. Tuy
nhiên ứng dụng của phơng pháp này cha đợc hình thành và nó gần nh cha có
VũKhoa ĐTTT4-K40 89
IP ARP A-Talk etc...
VCCs
Lớp ATM
Lớp vật lý
SSCS
CPCS
SAR
SSCS
CPCS
SAR
SSCS
CPCS

SAR
SSCS
CPCS
SAR
AAL
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
thực tế. Việc đánh địa chỉ cho các thực thể tầng giao vận với các giao thức báo
hiệu đang tồn tại là không thể và nó phải yêu cầu các cơ chế bổ xung.
5.2.2.4.Kích th ớc gói IP cực đại MTU sử dụng cho ATM AAL5
Thông thờng việc truyền các gói tin càng lớn thì quá trình truyền càng hiệu
quả. Tuy nhiên kích thớc cực đại cho phép của các gói tin truyền trong các
mạng khác nhau là khác nhau. Để tránh tình trạng các gói tin bị phân mảnh khi
đi qua các mạng khác nhau thì các kích thớc cực đại này có xu hớng gần xấp xỉ
nhau. Độ dài mặc định của các gói trong phơng pháp IP truyền thống trên ATM
là 9180 Bytes, nh thế nó đủ lớn truyền qua các mạng nh Ethernet, Token Ring,
FDDI mà không phải phân mảnh. Tuy nhiên kích th ớc gói lớn hơn tạo ra
hiệu quả truyền dữ liệu tốt hơn, mà AAL5 cho phép kích thớc của các CPCS-
SDUs có thể đến 64 Kbytes, lên các gói có kích thớc đến 64 Kbytes đợc cho
phép truyền nếu tất cả các trạm trên cùng LIS đợc cấu hình để truyền dữ liệu có
kích thớc lớn hơn.
Đối với mạng ATM, trong phơng pháp kết nối ảo cố định (PVC) không cần
một giao thức báo hiệu nào để thiết lập kết nối do vậy kích thớc gói tin mặc
định đợc sử dụng. Trong phơng pháp kênh ảo chuyển mạch phải sử dụng các
giao thức báo hiệu để thiết lập kênh ảo, nên trong giao thức báo hiệu có thể bao
gồm một trờng mang thông tin về kích thớc tối đa mà bên chủ gọi yêu cầu gửi
đến bên bị gọi theo chiều đi và kích thớc cực đại mà bên bị gọi có thể đáp ứng
đợc theo chiều ngợc lại.
Bình thờng thì cả bên chủ gọi và bên bị gọi đều sử dụng các gói tin có kích
thớc mặc định (9180 Bytes). Nếu bên chủ gọi muốn sử dụng một kích thớc
khác thì nó phải miêu tả kích thớc này trong bản tin báo hiệu (có trong thông số

của phần tử thông tin AAL). Kích thớc cực đại của các gói tin CPCS-SDU có
thể thay đổi trong khoảng 1ữ65535 Bytes. Quá trình xử lý thông tin này ở bị
gọi và bên chủ gọi nh sau:
Nếu bên bị gọi có thể chấp nhận kích thớc cực đại đợc miêu tả bởi bản tin
báo hiệu thiết lập kết nối thì kích thớc cực đại của gói tin đi và về sẽ đợc sử
dụng.
Nếu bên bị gọi không đáp ứng đợc kích thớc đề nghị thì nó sẽ thiết lập kích
thớc cực đại của CPCS-SDU trong bản tin trả lời thiết lập kết nối gửi đến bên
chủ gọi.
Nếu bên chủ gọi thu đợc bản tin thiết lập kết nối mà trong đó không bao
gồm thông tin về kích thớc cực đại (có trong thông số của phần tử thông tin
AAL). Nó sẽ huỷ bỏ kết nối vì lý do các thông số AAL không đợc hỗ trợ.
VũKhoa ĐTTT4-K40 90
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
5.2.4.Cấu hình mạng con IP Logic
Trong phơng pháp IP truyền thống trên ATM một kiểu quản lý riêng biệt
đợc cấu hình cho các Hosts và Routers gọi là mạng con IP Logic (LIS). Một
mạng con IP Logic trong mạng ATM đợc định nghĩa là mạng bao gồm các thiết
bị có cùng tiếp đầu của địa chỉ IP. Mỗi LIS hoạt động và liên lạc độc lập với các
LISs khác trên cùng một mạng ATM. Kết nối giữa hai Hosts trong cùng một
LIS là trực tiếp. Kết nối với các Hosts ở bên ngoài mạng con IP Logic đợc thực
hiện thông qua các Routers. Router này là một điểm cuối ATM gắn vào mạng
ATM và nó đợc cấu hình là một thành viên của một hoặc một số LISs hoạt động
trên cùng một mạng ATM. Cấu hình kiểu này có thể dẫn đến kết quả là có một
số các LISs riêng biệt hoạt động trên cùng một mạng ATM. Các Hosts của các
mạng con IP Logic khác nhau bắt buộc phải liên lạc với nhau thông qua các IP
Routers trung gian ngay cả trong trờng hợp có thể thiết lập một VC trực tiếp
giữa hai thành viên IP qua mạng ATM.
Yêu cầu của các thành viên IP (Hosts, Routers) hoạt động trong một mạng con
IP Logic là:

Tất cả các thành viên đều có cùng mạng IP, số mạng con và mặt nạ địa
chỉ.
Tất cả các thành viên trong một LIS đều kết nối trực tiếp với mạng ATM.
Tất cả các thành viên ở bên ngoài LIS muốn kết nối với các thành viên
bên trong LIS đều phải thực hiện thông qua Router.
Tất cả các thành viên của LIS phải có một cơ cấu để chuyển đổi địa chỉ
IP sang địa chỉ ATM thông qua giao thức ATMARP và ngợc lại thông
qua giao thức InATMARP khi sử dụng SVCs.
Tất cả các thành viên của một LIS phải có một cơ chế để chuyển đổi các
VCs thành địa chỉ IP thông qua InATMARP khi sử dụng PVCs.
Tất cả các thành viên trong một LIS phải có thể liên lạc với bất cứ một
thành viên nào ở trong cùng LIS thông qua mạng ATM.
Hình 5.7 trình bày cấu trúc của hai mạng con Logic Avà B của cùng một
mạng ATM .
VũKhoa ĐTTT4-K40 91
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
Hình 5.7: Cấu hình mạng con Logic
5.2.5.Cơ chế phân tích địa chỉ trong ph ơng pháp IP truyền thống trên ATM
Nh đã xét ở trên mạng ATM có đặc điểm khác mạng LAN truyền thống là
mạng ATM không hỗ trợ chế độ truyền tin quảng bá (Broadcast). Do vậy cơ chế
phân tích địa chỉ trong mạng ATM khác với mạng LAN. Trong mạng LAN, yêu
cầu phân tích địa chỉ đợc truyền quảng bá trong mạng và máy có địa chỉ IP phù
hợp với địa chỉ IP trong câu hỏi sẽ trả lời yêu cầu đó . Nhng trong mạng ATM
việc phát tin quảng bá rất phức tạp, vì vậy cần phải có một thiết bị chuyên đảm
nhận việc trả lời các yêu cầu phân tích địa chỉ. Thiết bị đó gọi là máy chủ phân
tích địa chỉ ATM (ATMARP Server). Các thiết bị cuối trong mạng con Logic đ-
ợc coi là các máy khách phân tích địa chỉ (ATMARP Clients). Các máy khách
và máy chủ trong mạng con IP Logic liên lạc với nhau thông qua giao thức phân
tích địa chỉ ATM (ATMARP) và giao thức phân tích địa chỉ ATM ngợc
VũKhoa ĐTTT4-K40 92

Mạng ATM
Mạng con logic A
Mạng con logic B
Máy chủ phân tích
địa chỉ ATM cho
mạng con logic B
Máy chủ phân tích
địa chỉ ATM cho
mạng con logic A
Bộ chọn đường giữa
hai mạng con logic
A và B
Máy khách thuộc mạng con logic A
Máy khách thuộc mạng con logic B
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
(InATMARP). ATMARP là giao thức giống với giao thức ARP nhng nó cần
thêm một số cơ chế bổ xung để hỗ trợ ARP trong môi trờng ATM đơn hớng.
InATMARP là giao thức tơng tự nh giao thức RARP nhng nó đợc ứng dụng cho
mạng ATM. Tất cả các máy trạm IP đều phải hỗ trợ các giao thức này. Việc sử
dụng các giao thức này khác nhau phụ thuộc vào việc sử dụng PVCs hay SVCs.
5.2.5.1.Các kết nối ảo cố định (PVCs)
Một máy trạm IP phải có một cơ cấu để xác định nó có PVCs nào, đặc biệt
PVCs nào đang đợc sử dụng bởi phơng pháp đóng gói LLC/SNAP.
Tất cả các thành viên hỗ trợ PVCs đều đợc yêu cầu sử dụng giao thức
InATMARP trên các VCs sử dụng phơng pháp đóng gói LLC/SNAP. Trong một
môi trờng chỉ có PVC thì bên thu phải suy luận VC thích hợp từ VC mà trên đó
có chứa yêu cầu InATMARP (InARP_REQUEST) hoặc trả lời InATMARP
(InARP_REPLY). Để từ đó thiết lập cơ sở dữ liệu tơng ứng giữa kết nối ảo cố
định (đợc xác định bằng cặp giá trị VCI/VPI) và địa chỉ IP.
5.2.5.2.Các kết nối ảo chuyển mạch (SVCs)

SVCs dùng để hỗ trợ ATMARP trong môi trờng không có chế độ
Broadcast và Multicast mà mạng ATM hiện nay đang cung cấp. Để thực hiện
điều đó cần có một ATMARP Server đặt trong một LIS. Máy này phải có khả
năng trả lời tất cả các yêu cầu ATMARP của tất cả các thành viên trong LIS.
Bản thân máy chủ tự nó không chủ động thiết lập kết nối. Nó phụ thuộc
vào các máy khách bên trong LIS phát ra thủ tục đăng ký ATMARP. Một máy
khách kết nối đến ATMARP sử dụng một kết nối ảo kiểu điểm -điểm. Máy chủ
dựa vào kết nối đó sẽ truyền đi một yêu cầu InATMARP để xác định địa chỉ IP
của máy khách. Bản tin trả lời InATMARP từ máy khách bao gồm các thông tin
cần thiết để máy chủ ATMARP xây dựng bảng ATMARP của nó. Thông tin
này đợc sử dụng để trả lời các yêu cầu ATMARP mà nó nhận đợc.
Mỗi một máy khách kết nối với LIS phải biết địa chỉ để gửi các yêu cầu
ATMARP. Địa chỉ này là địa chỉ của máy chủ ATMARP đợc đặt trong mỗi LIS.
Trong một môi trờng gồm các kết nối ảo chuyển mạch (SVCs) thì các yêu cầu
ATMARP đợc chuyển đến máy chủ ATMARP để chuyển đổi từ địa chỉ IP của
máy đích sang địa chỉ ATM của máy đích. Máy chủ này phải đáp ứng các yêu
cầu của tất cả các thành viên trong LIS. Nếu LIS hoạt động trong môi trờng chỉ
có các kênh ảo cố định thì các máy trạm IP không cần phải gửi các yêu cầu
ATMARP đến máy chủ ATMARP.
VũKhoa ĐTTT4-K40 93
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
5.2.5.3.Các b ớc trong quá trình phân tích địa chỉ trong ph ơng pháp IP truyền
thống trên ATM
Việc phân tích địa chỉ trong môi trờng kênh ảo chuyển mạch dựa trên sự t-
ơng tác giữa máy chủ ATMARP và máy khách có thể chia làm hai giai đoạn:
1. Giai đoạn đăng ký: Các máy khách đăng ký địa chỉ của mình với máy chủ
ATMARP. Trớc hết các máy khách cần đợc thiết lập bằng tay địa chỉ của
máy chủ ATMARP và lu trữ địa chỉ đó trong cơ sở dữ liệu của mình. Lúc
khởi động, máy khách A đã biết trớc địa chỉ của máy chủ ATMARP (S), nó
thiết lập một kết nối ảo đến máy chủ S và gửi đi bản tin thông báo địa chỉ

ATM của mình. Máy chủ S sau khi nhận đợc bản tin này sẽ gửi đi một yêu
cầu phân tích địa chỉ ngợc (InATMARP_Request ) đến máy A để xác định
địa chỉ IP của máy A. Sau khi máy A trả lời yêu cầu phân tích địa chỉ ngợc
đó (InATMARP_Reply), máy chủ S dựa vào các thông tin chứa trong trả lời
của máy khách A để xây dựng bảng phân tích địa chỉ ATM. Máy chủ
ATMARP sẽ dựa vào các thông tin trong bảng này để trả lời các yêu cầu
ATMARP ở giai đoạn sau. Quá trình này đợc mô tả trong hình hình 5.8.
Hình 5.8: Quá trình đăng ký địa chỉ
2. Giai đoạn phân tích địa chỉ : Các máy khách yêu cầu máy chủ ATMARP
phân tích địa chỉ IP sang địa chỉ ATM. Giả sử máy A muốn trao đổi dữ liệu
với máy B nhng nó chỉ biết địa chỉ IP của máy B. Do hai máy đều kết nối
vào mạng ATM nên máy A cần phải biết địa chỉ ATM của máy B để thiết
lập kết nối ảo với B. Cũng nh giao thức ARP, đầu tiên máy A sẽ tìm trong
VũKhoa ĐTTT4-K40 94
Mạng ATM
Máy chủ phân tích
địa chỉ S
Máy khách A
InATMARP_Requesr
InATMARP_Reply
Kết nối
1
2
3
1
2
3
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
bảng đệm của mình xem có sẵn địa chỉ của B hay không. Nếu không có,
máy A sẽ gửi một yêu cầu phân tích địa chỉ ATM (ATMARP_Request) đến

máy chủ ATMARP. Nếu máy chủ tìm thấy địa chỉ của máy B trong bảng địa
chỉ của mình thì nó sẽ trả lời yêu cầu phân tích địa chỉ của máy A bằng
ATMARP_Reply. Máy A dựa vào thông tin nhận đợc để thiết lập một kết
nối ảo đến máy B. Sau khi thiết lập đợc kết nối đến máy B, máy A sẽ gửi một
yêu cầu phân tích địa chỉ ngợc theo kết nối ảo vừa đợc thiết lập đến máy B.
Dựa vào thông tin nhận đợc từ máy B , máy A sẽ sửa đổi bảng đệm địa chỉ
của mình. Nếu máy chủ S không tìm đợc địa chỉ của máy B thì nó sẽ gửi trả
lời không tìm đợc địa chỉ ATM đến máy A (ATMARP_NAK). Quá trình
này đợc mô tả nh hình 5.9.
Hình 5.9: Quá trình phân tích địa chỉ
5.2.5.4.Cấu trúc bảng đệm địa chỉ
Bảng đệm địa chỉ là một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin về sự tơng ứng
giữa địa chỉ IP và địa chỉ ATM. Cấu trúc của một bảng đệm địa chỉ bao gồm 5
trờng thông tin: Địa chỉ IP, địa chỉ ATM, kết nối ảo, trờng thời gian và phơng
pháp đóng gói dữ liệu. Mỗi một cặp địa chỉ IP và ATM trong bảng đệm địa chỉ
sẽ xác định một thiết bị cuối trong mạng con IP Logic. Trờng kết nối ảo dùng để
định danh (cặp giá trị VPI/VCI) của kết nối giữa máy chứa bảng đệm đang xét
đến máy có địa chỉ IP và ATM tơng ứng với kết nối đó. Trờng thời gian chỉ ra
thời gian kể từ lúc bộ đệm dữ liệu tơng ứng đợc xây dựng hoặc cập nhật, trờng
VũKhoa ĐTTT4-K40 95
Máy khách B
Máy chủ phân tích
địa chỉ S
Máy khách A
3
2
1
Mạng ATM
ATMARP_Requesr
ATMARP_Reply

Kết nối
3
1
2
Đồ án tốt nghiệp Chơng 5: Kết nối TCP/IP qua mạng ATM
này cũng có thể coi là thời gian hợp lệ của bộ đệm dữ liệu. Cấu trúc của nó là
một bộ đếm ngợc, khi nào trờng này đếm đến 0 thì bộ đệm dữ liệu không còn
hợp lệ và phải cập nhật lại. Tuỳ theo loại bảng đệm mà thời gian cần cập nhật lại
khác nhau. Khi trờng thời gian đếm hết mà bộ đệm không đợc cập nhật thì nó bị
xoá bỏ. Trờng phơng pháp đóng gói chỉ ra phơng pháp đóng gói của kết nối ảo.
Một máy bất kỳ trong mạng con Logic mà có lu trữ bảng đệm địa chỉ cần biết
những kết nối ảo nào của mình hỗ trợ phơng pháp đóng gói LLC/SNAP và kết
nối ảo đó đợc kết nối đến máy nào tơng ứng với địa chỉ IP và ATM nào.
Mỗi thiết bị cuối trong mạng con Logic đều phải có bảng đệm địa chỉ của
riêng mình. Các máy khách chỉ yêu cầu máy chủ phân tích địa chỉ khi không
tìm thấy dữ liệu trong bảng đệm địa chỉ của mình và sau khi đã thiết lập kết nối
đến máy mình cần trao đổi thông tin thì tự động cập nhật lại bảng đệm địa chỉ
của mình với các thông tin có đợc từ máy bên kia. Phần địa chỉ IP, địa chỉ ATM
của các máy có thể giống nhau nhng phần xác định kết nối ảo tơng ứng với địa
chỉ đó thì khác nhau. Vì với cùng một cặp địa chỉ IP, ATM của máy B thì kết
nối ảo từ A đến B đợc lu trừ trong máy A sẽ khác kết nối ảo từ máy C đến máy
B đợc lu trữ trong máy C.
5.2.5.5.Hoạt động của máy chủ ATMARP
Hoạt động của máy chủ ATMARP khi nhận đợc trả lời yêu cầu phân tích
địa chỉ ngợc.
Khi máy khách thiết lập một kết nối ảo để tiến hành đăng ký với máy chủ
phân tích địa chỉ. Máy chủ nhận biết đợc kết nối ảo đó sẽ kiểm tra xem nó có hỗ
trợ phơng pháp đóng gói LLC/SNAP hay không. Nếu có thì máy chủ sẽ gửi đi
một yêu cầu phân tích địa chỉ ngợc cho máy khách thông qua kết nối ảo đó. Dựa
vào các thông tin trả lời từ máy khách, máy chủ sẽ phân tích địa chỉ, cập nhật lại

bảng đệm địa chỉ của mình theo các bớc sau:
Bớc 1: Kiểm tra bảng đệm địa chỉ của mình xem đã có địa chỉ IP và địa chỉ
ATM nh trong trả lời hay cha. Nếu cha có thì tạo ra một bộ dữ liệu mới trong
bảng đệm địa chỉ và điền vào đó các thông tin vừa nhận đợc nh địa chỉ IP,
địa chỉ ATM, kênh kết nối ảo trên đó nhận đợc câu trả lời. Nếu tìm thấy
trong bảng đệm một bộ dữ liệu có địa chỉ IP giống nh trong trả lời thì tiếp
đến bớc 2.
Bớc 2: So sánh địa chỉ ATM trong bộ đệm với địa chỉ ATM vừa thu đợc (hai
địa chỉ ATM của cùng một địa chỉ IP). Nếu hai địa chỉ ATM giống nhau thì
đặt laị trạng thái ban đầu cho trờng mốc thời gian và kết thúc. Nếu địa chỉ
VũKhoa ĐTTT4-K40 96