nghiên cứu về tầng mạng của máy tính

Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Phần mở đầu
Giới thiệu chung về tầng mạng, vai trò và chức
năng của tầng mạng.
Cấu trúc của tầng mạng (Network layer) đợc nhiều chuyên gia đánh giá
là phức tạp nhất trong các tầng của mô hình OSI. Tầng mạng cung cấp phơng
tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng, thậm chí qua một mạng của các
mạng (Network of Networks). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu
mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. Các dịch vụ và
giao thức cho tầng mạng là phải phản ánh đợc tính phức tạp đó. Hai chức năng
chủ yếu của tầng mạng là chọn đờng (routing) và chuyển tiếp (relaying).
Ví dụ ta xét mạng chuyển mạch gói (packet switched network), bao
gồm tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu.
Các gói dữ lliệu đợc truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác trên
mạng để chọn đờng qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đ-
ờng vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đờng ra (outgoing link) h-
ớng đến đích của dữ liệu. Nh vậy là ở mỗi nút trung gian đó phải thực hiện các
chức năng chọn đờng và chuyển tiếp. Các chức năng đó phải thuộc tầng 3 vì
chúng rõ ràng ở trên tầng liên kết dữ liệu và để cung cấp một dịch vụ trong
suốt cho tầng giao vận (transport), phải ở dới tầng giao vận.
Ngoài hai chức năng quan trọng nói trên, tầng mạng cũng thực hiện một
số chức năng khác mà chúng ta cũng thấy ở nhiều tầng mạng: ví dụ nh thiết
lập, duy trì và giải phóng các liên kết logic (cho tầng mạng), kiểm soát lỗi,
kiểm soát luồng dữ liệu, dọn kênh/phân kênh, cắt/hợp dữ liệu v.v
Dới đây chúng ta sẽ xem xét một cách chi tiết hơn các kỹ thuật chọn đ-
ờng, sau đó sẽ đi vào một số giao thức cụ thể phổ dụng nhất cho tầng mạng.
Nguyễn Thị Hoài Vân 3
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Phần hai
Tìm hiểu sâu hơn về tầng mạng

Chơng I
Các kỹ thuật chọn đờng trong mạng máy tính
I - Tổng quan về kỹ thuật chọn đờng trong mạng máy
tính:
Chọn đờng (routing) là sự lựa chọn một con đờng để truyền một đơn vị dữ
liệu (một gói tin chẳng hạn) từ trạm nguồn đến trạm đích của nó. Một kỹ thuật
chọn đờng do vậy phải thực hiện 2 chức năng chính sau đây:
+ Quyết định chọn đờng theo những tiêu chuẩn (tối u) nào đó.
+ Cập nhật thông tin chọn đờng, tức là thông tin dùng cho chức năng trên.
Có rất nhiều kỹ thuật chọn đờng khác nhau. Sự phân biệt giữa chúng chủ yếu
căn cứ vào các yếu tố liên quan đến 2 chức năng trên. các yếu tố đó thờng là:
(a) Sự phân tán của các chức năng chọn đờng trên các nút của mạng. Dựa
trên yếu tố này ta có kỹ thuật chọn đờng tập trung (centralized routing) hoặc
phân tán (distributed routing).
(b) Sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng. Dựa trên yếu tố này
ta có kỹ thuật chọn đờng tĩnh (static hay Fixed routing) hoặc thích nghi
(adaptatif routing).
(c) Các tiêu chuẩn (tối u) để chọn đờng.
Dựa trên các yếu tố (a) ta có kỹ thuật chon đờng tập trung ( Centralized
ruoting) họa phân tán ( Distibuted ruotting). Dựa trên yếu tố (b) ta có kỹ thuật
chọn đờng tĩnh ( Static hay Fixed routing) họa thích nghi (adaptatif ruoting).
Các kỹ thuật chọn đờng cùng loại (theo (a) và (b)) lại có thể phân biêt bởi yếu
tố (c). tiêu chuẩn tối u để chọn đờng đợc xác định bởi ngời quản lý hoặc ngời
thiết kế mạng. Nó có thể là:
- Độ trễ trung bình của việc chuyển gói tin.
- Số lợng nút trung gian giữa nguồn và đích của gói tin.
- Độ an toàn của việc truyền tin.
- V.v
- Tổ hợp các tiêu chuẩn trên.
Việc chọn tiêu chuẩn tối u nh vậy phụ thuộc vào nhiều bối cảnh mạng (topo,

thông lợng, mục đích sử dụng, v.v ). các tiêu chuẩn có thể thay đổi vì bối cảnh
mạng có thể thay đổi theo thời gian.
Dới đây chúng ta đi nghiên cứu vào các kỹ thuật chọn đờng:
Nguyễn Thị Hoài Vân 4
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
1. Kỹ thuật chọn đờng tập trung và kỹ thuật chọn đờng phân tán:
a) Kỹ thuật chọn đờng tập trung:
kỹ thuật này đợc đặc trng bởi sự tồn tại của một hoặc vài trung tâm điều khiển
mạng thực hiện việc chọn đờng, sau đó gửi các bảng chọn đờng (routing table)
tới tất cả các nút dọc theo con đờng đã đợc chọn đó. Trong trờng hợp này, thông
tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đờng chỉ đợc cất giữ tại trung tâm
điều khiển mạng. Các nút mạng có thể không gửi bất kỳ thông tin nào về trạng
thái của chúng tới trung tâm, hoặc gửi theo định kỳ, hoặc chỉ gửi khi xảy ra một
sự kiện nào đó. Trung tâm điều khiển sẽ cập nhật các bảng chọn đờng dựa trên
các thông tin nhận đợc đó.
b) Kỹ thuật chọn đờng phân tán:
Trong kỹ thuật này không tồn tại các trung tâm điều khiển: quyết định
chọn đờng đợc thực hiện tại mỗi nút của mạng. điều này đòi hỏi việc trao đổi
thông tin giữa các nút, tùy theo mức độ thích nghi của giải thuật đợc sử dụng.
2. Kỹ thuật chọn đờng thích nghi và kỹ thuật chọn đờng không thích nghi:
a)Kỹ thuật chọn đờng không thích nghi (Hay kỹ thuật chọn đờng tĩnh):
Kỹ thuật này có thể là tập trung hoặc phân tán nhng nó không đáp ứng với mọi
sự thay đổi trên mạng. Trong trờng hợp này, việc chọn đờng đợc thực hiện mà
không có sự trao đổi thông tin, không đo lờng và không cập nhật thông tin. Tiêu
chuẩn (tối u) để chọn đờng và bản thân con đờng đợc chọn một lần là toàn cuộc,
không hề có sự thay đổi giữa chúng. Các kỹ thuật chọn đờng tĩnh rõ ràng là rất
đơn giản, do vậy đợc sử dụng rất rộng rãi, đặc biệt trong các mạng tơng đối ổn
định, ít có thay đổi về topo và lu thông trên mạng.
b)Kỹ thuật chọn đờng thích nghi (có khi còn gọi là kỹ thuật chọn đờng

động):
Kỹ thuật này thu hút sự quan tâm đặc biệt của những nhà thiết kế mạng do
khả năng đáp ứng với trạng thái khác nhau của mạng. đây là một yếu tố rất quan
trọng, đặc biệt đối với các ứng dụng thời gian thực, trong đó yêu cầu đầu tiên của
ngời sử dụng là phải có khả năng cung cấp đợc các con đờng khác nhau để dự
phòng sự cố và thích nghi đợc nhanh chóng với các thay đổi trên mạng. Mức độ
thích nghi của một kỹ thuật chọn đờng đợc đặc trng bởi sự trao đổi thông tin
chọn đờng trên mạng. đơn giản nhất là không trao đổi gì hết. Mỗi nút (hoặc
trung tâm điều khiển trong trờng hợp kỹ thuật tập trung) hoạt động một cách độc
lập với thông tin riêng của mình để thích nghi với sự thay đổi của mạng theo một
phơng pháp nào đó. ở mức độ cao hơn, thông tin về trạng thái của mạng có thể đ-
ợc cung cấp từ các nút láng giềng hoặc từ tất cả các nút khác. thông thờng, các
thông tin đợc đo lờng và sử dụng cho việc chọn đờng bao gồm:
- Các trạng thái của đờng truyền
- Các độ trễ truyền dẫn
- Mức độ lu thông
- Các tài nguyên khả dụng
Nguyễn Thị Hoài Vân 5
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
-v.v
Khi có sự thay đổi trên mạng (ví dụ thay đổi topo do sự cố hoặc do sự phục
hồi của một nút mạng, nối thêm một nút mới, v.v , hoặc thay đổi về mức độ l u
thông) các thông tin trên cần phải đợc cập nhật. Thực tế cho thấy rằng phần lớn
các kỹ thuật chọn đờng phân tán và thích nghi đáp ứng nhanh với các tin lành
nhng lại đáp ứng chậm với các tin xấu. Chẳng hạn thông tin về sự cố của một
đờng truyền nằm trên một con đờng đã chọn đôi khi không đợc truyền đi với tốc
độ cần thiết làm cho các gói tin vẫn đợc gửi đến đờng truyền đó gây ra hiện tợng
tắc nghẽn. Tất nhiên cần phải có giải pháp cho vấn đề này. một hiện tợng khác
cũng hay gặp đối với kỹ thuật chọn đờng phân tán và thích nghi: các gói tin bị

quấn trong mạng và không bao giờ tới đích. Phải có những giải pháp để đảm bảo
không bị quẩn (loopless) trong việc chọn đờng.
II. Các giải thuật tìm đờng tối u:
Bài toán tìm đờng đi tối u hay đờng đi ngắn nhất theo nghĩa tiêu chuẩn tối u
đợc chọn, trong số các con đờng tồn tại giữa hai đờng đã đợc giải quyết từ lâu và
thuần túy toán học. Các giải thuật đó có thể áp dụng vào kỹ thuật chọn đờng
trong mạng với một ít thay đổi cho phù hợp với bối cảnh ứng dụng. ở đây chỉ
chọn trình bày 2 giải thuật điển hình: một cho kỹ thuật chọn đờng tập trung và
một cho kỹ thuật chọn đờng phân tán.
Xét sơ đồ mạng ví dụ trong hình 1, với giả thiết các liên kết là 2 chiều đồng
thời (full duplex) và giá cho cả 2 chiều đợc ghi bên cạnh mỗi liên kết.
1- Giải thuật cho kỹ thuật chọn đờng tập trung (Dịkstra):
Bài toán đặt ra là: tìm con đờng có độ dài (ở đây hiểu là giá) cực tiểu từ
một nút cho trớc (nguồn) tới mỗi nút còn lại của mạng (đích). Giải thuật Dijkstra
sẽ từng bớc kiến thiết một cây đờng ngắn nhất, có gốc tại nút nguồn, cho tới
khi nút xa nhất trong mạng đã đợc đa vào. ở bớc thứ k, các con đờng ngắn nhất
tới k nút gần nhất sẽ đợc tính. Các nút đó đợc định nghĩa thuộc một tập N.
Gọi: l(i,j) là độ dài của đờng nối trực tiếp 2 nút i và j.
l(i,j)= nếu đờng nối đó không tồn tại
N
k
là tập hợp tạo thành bởi k+1 phần tử : nguồn và k nút gần nguồn nhất sau
k bớc thực hiện giải thuật.
D
k
(n) là độ dài từ nguồn tới nút n theo con đờng ngắn nhất bao hàm trong
N
k
.
Nguyễn Thị Hoài Vân 6

Lớp Tin học Kinh tế 43 A






1
2
2 5
3
3
1
1
2
Hình 1: sơ đồ mạng ví dụ
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Không mất tổng quát, giả sử nút 1 là nút nguồn. để tính các con đờng
ngắn nhất từ nút l tới nút còn lại của mạng, ta có các bớc đệ quy sau:
Bớc 0 (khởi động)
N
0
= {1}
D
0
(v) = l(1,v) v không N
0

Bớc k (tính và cập nhật)
N

k
= N
k-1
{w}
Trong đó w thỏa mãn biểu thức: D
k-
(w) = min D
k-1
(v), v không N
k-1
D
k
(v) = min [D
k-1
(v), D
k-1
(w) +l(w,v)]
V không thuộc N
k
Thuật toán dừng lại khi tất cả các nút đã nằm trong N.
Nếu gọi M là số lợng nút của mạng (ở đây M=6) thì sau M bớc ta sẽ kiến
thiết đợc một cây các con đờng ngắn (tối u) nhất với một bảng chọn đờng cho
nút 1 (xem hình sau).

Đích Nút kế tiếp
2 2
3 4
4 4
5 4
6 4

Lu ý rằng giải thuật trên sử dụng thông tin tổng thể của mạng tại mỗi bớc, vì
thế nó thích hợp với kỹ thuật chọn đờng tập trung.
2- Giải thuật cho kỹ thuật chọn đờng phân tán (Ford & Fulkerson):
Giải thuật này cho phép tìm tất cả các con đờng ngắn nhất từ tất cả các
nút tới một đích chung. Giải thuật thực hiện theo các bớc lặp. Sau k bớc mỗi nút
đợc đánh dấu bởi cặp giá trị (n
k
(v), D
k
(v)) trong đó:
D
k
(v) là độ dài cực tiểu (hiện tại) từ nút v tới đích;
n
k
(v) là nút tiếp theo (hiện tại) trên con đờng (tối u) từ nút v tới đích đợc
tính ở bớc k.
Bớc 0 (khởi động)
D
0
(1) = 0 và tất cả các nút đợc đánh dấu (.,)
Bớc k (tính và cập nhật)
Với mọi v khác 1 (đích), cập nhật D
k
(v) nh sau:
D
k

(v) = min[D
k-1
(w) +l(v,w)]
w N
v
Nguyễn Thị Hoài Vân 7
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Cây các đờng ngắn nhất
5
1
1
2
1
2
2
1
4
3
6
Hình 2; Kết quả giải thuật Dijkstra cho sơ đồ mạng trong hình 2 và nút nguồn là 1
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
trong đó N
v
là tập hợp các nút láng giềng của v.
cập nhật n
k
(v) nh sau:
n
k
(v) = w

1
với w
1
thỏa mãn biểu thức:
D
k-1
(w
1
)+l(v,w
1
) = min[D
k-1
(w) +l(v,w)]
wN
v
Quá trình lặp sẽ dừng lại khi cặp giá trị đánh dấu của mỗi nút giữ nguyên
không thay đổi nữa. việc tính toán và cập nhật ở mỗi bớc đợc thực hiện theo thứ
tự số, tuy nhiên yếu tố thứ tự đó không ảnh hởng đến sự hội tụ của giải thuật.
Với sơ đồ mạng ví dụ trong hình 1, giải thuật sẽ kết thúc sau 3 bớc và cho ta cây
đờng đi tối u và bảng chọn đờng giống nh kết quả của giải thuật Dijkstra (hình 2)
Nguyễn Thị Hoài Vân 8
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Chơng 2
Giao thức X25 PLP, truy nhập mạng từ trạm cuối, dịch vụ
OSI cho tầng mạng, trờng hợp không liên kết:
I- Giao thức X25 PLP:
X25 PLP định nghĩa 2 loại liên kết logic:
-VC (Virtual Circuit) : là liên kết ảo có tính tạm thời đợc thiết lập và xóa bỏ
bởi các thủ tục của X25 PLP.

-PVC (Permanent Virtual Circuit) : là liên kết ảo đợc thiết lập vĩnh viễn trên
mạng không cần các thủ tục của X25 PLP
1. Các thủ tục chính của X25 PLP
X25 PLP có 6 thủ tục chính là:
- Call setup (thiết lập liên kết)
- Clearing (xóa bỏ liên kết)
- Data (truyền dữ liệu thờng)
- Interrupt (truyền dữ liệu khẩn)
- Reset (khởi động lại một liên kết)
- Restart (khởi động lại giao diện)
2- Khuôn dạng các gói tin X25 PLP
Các khuôn dạng gói tin chủ yếu của X25 PLP (hình 3)
Nguyễn Thị Hoài Vân 9
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Q D
1
o
P(S)
o
P(R)
M
User Data
Channel Identifier
D
1
o
P(R)
M
P(S)
o

Q
logical
Channel Identifier
User Data
Logical
(a)
(b)
Khuôn dạng gói tin dữ liệu thờng: (a) dạng chuẩn-modulo 8
(b) dạng mở rộng-modulo 128
Hình 3: các khuôn dạng gói tin chủ yếu của X25 PLP
0 0 1 1
0
0 1 0
0 0
0/1 1/0
Packet. Type. Identifier
Logical
Channel Identifier
Logical
Channel Identifier
Additional
Information
Interrupt User Data
(max: 32 byte
Interrupt Packet Control Packets
o o
0/1 1/0
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Sau đây là ý nghĩa các tham số dùng trong các gói tin X25 PLP
Logical Channel Identifier (LCI): số liệu của liên kết logic (VC hoặc PVC)

P(S): số hiệu của gói tin dữ liệu đợc gửi đi
P(R):số hiệu của gói tin dữ liệu đang chờ để nhận
ở dạng chuẩn, các tham số P(S) và P(R) chiếm 3 bit (đánh số thứ tự theo
modulo 8). để tăng phạm vi đánh số thứ tự các gói tin dữ liệu, ta có thể sử dụng
dạng mở rộng, trong đó mỗi tham số P(S), P(R) chiếm 7 bit (đánh số thứ tự theo
modulo 128).
Packet Type Identifier (PTI): mã phân biệt các kiểu gói tin.
Tất cả các gói tin của X25 PLP đều có chứa tham số PTI, chỉ trừ duy nhất
gói tin dữ liệu thờng (Data PacKet) là không có.
Bit Q (Qualifier bit): dùng để định nghĩa thông tin chứa trong gói tin (ví
dụ để phân biệt dữ liệu ngời sử dụng và thông tin điều khiển.
Bit D (Delivery Comfirmation bit): để chỉ thị về cơ chế báo nhận gói tin
(thờng gọi là cơ chế bit D).
Khi D = 0 thì giá trị P(R) biểu thị sự báo nhận (Achnowledgment) gói tin
dữ liệu chỉ có ý nghĩa cục bộ, nghĩa là giữa DCE và DTE.
Còn khi D = 1 thì P(R) biểu thị một sự báo nhận gói tin dữ liệu từ nút- tới-
nút, nghĩa là giữa hai DTE (qua mạng).
Bit M (more Data bit): dùng khi có sự cắt/hợp dữ liệu xảy ra. Cụ thể là
khi kích thớc của đơn vị dữ liệu ở tầng 4 vợt quá độ dài tối đa cho phép của gói
tin X25 PLP, phải cắt nhỏ thành nhiều gói tin. Để bên nhận có thể tập hợp đủ các
gói tin đã bị cắt ra đó, dùng bit M để đánh dấu gói tin cuối cùng trong dãy các
gói tin đó. Nếu M = 0 thì vẫn còn có gói tin tiếp theo, nếu M =1 thì đây là gói tin
cuối cùng.
Dữ liệu của ngời sử dụng (User Data): đối với gói tin Interrupt thì vùng
này không đợc quá 32 bytes; còn đối với gói tin Data thì độ dài tối đa ngầm định
(default) là 128 bytes (tuy nhiên X25 PLP cung cấp một thủ tục phụ cho phép
thay đổi giá trị này).
Vùng Addition Information (thông tin bổ sung) trong các gói tin điều
khiển đợc xác định tùy kiểu gói tin cụ thể. Ví dụ, gói tin Call request có thêm
các thông tin bổ sung sau đây:

Nguyễn Thị Hoài Vân 10
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
0 0
0/1 1/0
1 11
0
0 00 0
Calling DTE
address length
Callext DTE
address length
DTE address (called)
(calling)
Facility length
Facilities
User Data(Max:16 bytes)
Hình 4: khuôn dạng gói tin Call
request
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
- Calling (called) DTE address length: Độ dài của các địa chỉ của DTE yêu
cầu (đợc yêu cầu), tính theo đơn vị nửa byte.
- DTE address: ghi lần lợt địa chỉ các DTE với độ dài đã khai báo ở trên.
- Facility length: độ dài vùng khai báo các thủ tục phụ (Facility) đ-
ợc dùng (1 byte).
- Facilities: khai báo lần lợt các thủ tục phụ đợc sử dụng.
- User Data: dữ liêu phụ, có tính chất thông báo, độ dài tối đa là 16 bytes.
3. Kiểm soát luồng dữ liệu trong X25 PLP:
X25 PLP sử dụng cơ chế cửa sổ (window) để kiểm soát luồng dữ liệu
(Data Flow Control) tại mỗi nút.
ở mỗi hớng truyền dữ liệu trên mỗi liên kết, một cửa sổ đợc xác định nh là

một tập có thứ tự (modulo) của w số hiệu P(S) liên tiếp của các gói tin Data đợc
phép truyền qua giao diện DTE/DCE. Nh vậy, cửa sổ đợc xác định bởi một giới
hạn trên và một giới hạn dới. Giới hạn trên là giá trị P(S) của gói tin đầu tiên
trong w gói tin nằm trong cửa sổ, còn giới hạn dới là giá trị P(S) của gói tin cuối
cùng trong w gói tin đợc phép đi qua giao diện.
Giá trị ngầm định (default) của w là 2 (cho mỗi hớng truyền). Có nghĩa là
tại mỗi thời điểm chỉ có tối đa 2 gói tin Data nằm trong cửa sổ, và chỉ các gói
tin đó đợc phép truyền đi. Tuy nhiên X25 PLP có một thủ tục phụ (facility) cho
phép thay đổi giá trị ngầm định đó.
Nguyên tắc kiểm soát luồng dữ liệu nh sau:
- Khi giá trị P(S) của gói tin Data nằm trong cửa sổ thì nó đợc truyền đi,
nếu không nó phải xếp hàng đợi để chờ cửa sổ dịch chuyển.
- Mỗi lần một gói tin Data đợc truyền đi thì cửa sổ đợc dịch chuyển, có
nghĩa là giới hạn trên và giới hạn dới của nó đợc dịch chuyển và những gói tin
Data nằm trong hàng đợi mà có giá trị P(S) thuộc cửa sổ mới sẽ đợc phép
truyền đi.
Lu ý rằng chỉ có các gói tin Data chịu sự kiểm soat này, còn các gói tin
Interrupt thì không.
4. Các thủ tục Reset và Restart của X25 PLP:
Thủ tục Reset nhằm khởi động lại một liên kết ảo (VC và PVC) ở tầng 3, cụ
thể là nó loại bỏ (trên cả 2 hớng của liên kết đó) tất cả các gói tin dữ liệu (Data,
Interrupt) và kéo giới hạn dới của cửa sổ về 0. các gói tin Data cần truyền đi sẽ
đợc đánh số thứ tự lại từ 0. Reset khác với Clearing (xóa bỏ liên kết) ở chỗ Reset
chỉ dọn dẹp chứ không xóa bỏ liên kết đó, trong khi Clearing xóa bỏ hoàn toàn
liên kết đợc chỉ ra.
Thủ tục Restart nhằm khởi tạo lại toàn bộ tầng 3 của giao diện DTE/DCE
(họăc DTE/DTE), cụ thể là nó xóa bỏ (clearing) toàn bộ các liên kết tạm thời
(VC) nhng chỉ khởi động lại (Reset) các liên kết vĩnh viễn (PVC).
5.Các thủ tục phụ của X25 PLP:
Nguyễn Thị Hoài Vân 11

Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
X25 PLP cung cấp hơn 40 thủ tục phụ (facility) cho ngời sử dụng. các thủ
tục này một số có thể đợc cung cấp bởi mạng, nhng một số khác lại có thể đợc
dùng bởi một ngời sử dụng cụ thể theo yêu cầu. Một số thủ tục phụ đợc chọn để
dùng trong một giai đoạn thỏa thuận trớc, một số khác lại đợc yêu cầu trên từng
liên kết và đợc khai báo trong gói tin Call Request (xem hình 4), lúc đó chúng
chỉ có hiệu lực đối với liên kết đó. Bảng sau liệt kê một số thủ tục phụ quan
trọng đợc cung cấp bởi mạng mặc dù việc sử dụng chúng là không bắt buộc
(optional).
Bảng 1: một số thủ tục phụ quan trọng của X25 PLP
Tên thủ tục phụ Chức năng
1.Flow Control Parameter
Negociation
2.throughput Class Negociation
3.Non Standard Default Packet
Sizes
3.Non Standard Default Window
sizes
4.end to end trasit Delay
Negociation Fast select.
1.
1.cho phép thơng lợng về kích thớc cửa sổ
và độ dài tối đa của vùng User Data cho mỗi h-
ớng của liên kết.
2.cho phép thơng lợng về thông lợng của dữ
liệu truyền qua một số liên kết, trong phạm vi
từ 75 bps đến 48 Kbps.
3.cho phép thay đổi giá trị ngầm định của kích
thớc vùng User Data trong các gói tin Data (giá

trị ngầm định ban đầu là 128 bytes).
3.cho phép thay đổi giá trị ngầm định của kích
thớc cửa sổ (giá trị ngầm định ban đầu w =
2)
4.cho phép điều khiển các ứng dụng hớng giao
tác (transaction-Oriented) trong đó ít nhất 1 (và
đôi khi chỉ có một) hành động hỏi/đáp xảy ra.
Khi facility này đợc dùng, vùng User Data
trong gói tin Call request có thể lên đến 128
bytes (thay vì 16 bytes nh thờng lệ).
Mỗi thủ tục phụ đợc khai báo trong vùng Facilities của gói tin Call
request (hình 4) đợc cấu trúc tổng quát nh sau:
Nguyễn Thị Hoài Vân 12
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Facility Code Field
Facility Parameter
Field
Ghi mã phân biệt các Facility (1 byte)
Ghi giá trị các tham số của Facility (kích thớc vùng này
tùy vào số lợng và giá trị của các tham số của mỗi
Facility)
Hình 5
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
II. Truy nhập mạng từ trạm cuối: các chuẩn X.3, X.28 và X.9
Trong phần trên chúng ta đã xem xét giao thức X25 PLP với giả thiết rằng
DTE nối mạng là những thiết bị có đủ độ thông minh (khả năng xử lý) để có
thể cài đặt đợc các tầng giao thức khác nhau. Khả năng đó là hiện thực nếu DTE
là một máy tính có cấu hình đủ mạnh. Tuy nhiên, có những trờng hợp DTE
không làm việc theo chế độ gói tin (packet mode) hoặc không đủ mạnh để cài
đặt giao thức kiểu X25 PLP, chẳng hạn nh trờng hợp một trạm đầu cuối làm việc

theo chế độ ký tự không đồng bộ (asynchronous character- mode terminal) nào
đó. để cho các TDE loại này có thể truy nhập vào mạng, cần phải bổ sung một
thiết bị phụ đảm nhiệm việc tập hợp các xâu ký tự từ trạm cuối thành các gói tin
cho mạng và ngợc lại.
Hình 6: Minh họa quan hệ chức năng của các chuẩn X.3, X.25, X.28 và X.28
Thiết bị đó đợc gọi là PAD (packet Assembler Disassembler). Lu ý rằng
PAD có thể là một thiết bị độc lập nhng cũng có thể đợc ghép vào trong bản thân
DTE hoặc nút của mạng (DCE). Các chức năng và thủ tục của một PAD đợc đặc
tả trong khuyến nghị X.3 của CCITT. Ngoài ra, CCITT cũng đa ra các khuyến
nghị liên quan là X.28 (đặc tả giao diện giữa một trạm cuối hoạt động theo chế
độ ký tự không đồng bộ và PAD) và X.29 (đặc tả tơng tác giữa PAD và một DTE
hoạt động theo chế độ gói tin ở xa). Hình 6 minh họa mối quan hệ chức năng
của các chuẩn X.3, X.25, X.28 và X.29 trong trờng hợp điển hình.
III- Dịch vụ OSI cho tầng mạng:
Cũng nh đối với các tầng khác trong mô hình OSI, ngoài các giao thức ISO
còn định nghĩa các dịch vụ mà tầng mạng cung cấp cho các thực thể ở tầng trên
(giao vận) dới dạng một tập các hàm dịch vụ nguyên thủy (service primitives)
(xem bảng 2).
Nguyễn Thị Hoài Vân 13
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
PAD
X.3
C-DTE
DCE
DCE
P-DTE
X.28
X 29
X.25
X.25

Mạng X.25
C-DTE: character-mode DTE
P-DTE: packet-mode DTE
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
N-CONNECT. request (Called Address, Calling Address, Receipt
Confirmation Selection, Expedited Data Selection, QOS Parameter
set, NS-User Data).
N-CONNECT. Indication (Called Address, Calling Address, Receipt
Confirmation Selection, Expedited Data Selection, QOS Parameter
set, NS-User Data).
N- CONNECT. Response (Responding Address, Receip Confirmation
Selection, Expedited Data Selection, QOS Parameter set, NS-User
Data).
N- CONNECT. Confirm (Responding Address, Receip Confirmation
Selection, Expedited Data Selection, QOS Parameter set, NS-User
Data).
N-DIS CONNECT. Request (Reason, NS User Data, Responding
Address)
N-DIS CONNECT. Indication (Originator, Reason, NS-User Data,
Responding Address)
N- Data. Request (NS User Data, Confirmation Request)
N- Data. Indication (NS User Data, Confirmation Request)
N- Data- ACKNOWLEDGE. Request
N- Data- ACKNOWLEDGE. Indication
N- EXPEDITED DATA. Request ( NS- User Data )
N- EXPEDITED DATA. Indication( NS- User Data )
N- RESET.request ( Reason)
N- RESET. Indication (Originator, Reason)
N- RESET Response
N- RESET.confirm

Nguyễn Thị Hoài Vân 14
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Called
DT
E
Calling
DTE
X25 PLP
Hình 7 : Sơ đồ minh họa quan hệ giữa các primitives dịch vụ và thủ tục của giao thức
ở tầng 3 ( X25 PLP)
Bảng 2. Các hàm dịch vụ nguyên thủy OSI cho tầng mạng
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Lu ý rằng trong trờng hợp mạng có liên kết ( connection oriented), vịêc
truyền thông đợc thực hiện qua 3 giai đoạn : thiết lập liên kết, truyền dữ liệu và
giải phóng (xóa bỏ) liên kết khi không còn nhu cầu truyền thông.
Trong bảng 2, 4 primitives đầu dành cho việc thiết lập liên kết (tầng 3).
Ngoài các địa chỉ trạm yêu cầu (calling) và trạm đợc yêu cầu (called), còn có
những tham số khác để cung cấp đủ thông tin điều khiển, kể cả phần thông báo
nhanh (NS User Data) cho việc thơng lợng giữa hai bên để thiết lập liên kết.
Tham số chất lợng dịch vụ (QOS Quality of Service) cụ thể là thông lợng và
độ trễ truyền dẫn (transit delay) của liên kết cần thiết lập.
Hai Primitives tiếp theo (N DISCONNECT.request, N DISCONNECT.
Indication) để phục vụ cho giai đoạn hủy bỏ liên kết. ở đây cần có tham số chỉ ra
nguyên nhân (reason) và kẻ khởi xớng (Originator) của sự hủy bỏ liên kết này.
Các Primitives N-DATA và N-EXPEDITED-DATA dùng cho giai đoạn
truyền dữ liệu (thờng hoặc khẩn). Tham số chính của chúng là vùng chứa dữ liệu
cần truyền (NS-User Data).
Hai Primitives N-DATA-ACKNOWLEDGE (request và indication) để
phục vụ cho việc báo nhận tốt dữ liệu.
Hai Primitives cuối cùng phục vụ cho việc khởi động lại (reset) liên kết,

tham số của chúng cũng phải chỉ ra nguyên nhân và kẻ khởi xớng việc khởi
động lại này.
IV. Trờng hợp không liên kết:
Ngoài dịch vụ và giao thức chuẩn cho tầng mạng trong trờng hợp có liên
kết,ISO cũng đã định nghĩa các dịch vụ và giao thức cho tầng mạng trong trờng
hợp không liên kết (connectionless).
Về dịch vụ (ISO 8348/DAD1), chỉ có 2 primitives đợc định nghĩa, đó là:
N-UNITDATA. Request (source address,destination address, quality of
service, NS-User data).
N-UNITDATA. indication (source address,destination address, quality of
service, NS-User data).
Trong đó source address và destination address là các địa chỉ liên mạng
toàn cục (global internet address) định danh một cách duy nhất các hệ thống
cuối (end system). quality of service bao gồm một tập các tham số đó là:
- Transit delay: chỉ thời gian cần thiết giữa một N-UNITDATA. Request và
N-UNITDATA. Indication tơng ứng
- Protection: bảo vệ tránh các truy nhập bất hợp pháp (có 4 options).
- Cost Determinants: cho phép ngời dùng chỉ rõ tính chất của giá cớc ph-
ơng tiện đợc sử dụng (rẻ nhất hoặc đắt nhất chấp nhận đợc).
- Residual Error Probablity: chỉ ra xác suất một NSDU có thể bị mất, bị
trùng lập hoặc bị lỗi khi nhận.
- Priority: độ u tiên đối với mỗi NSDU, đặc biệt khi cần loại bỏ chúng để
phục hồi các tài nguyên.
về giao thức,ISO công bố chuẩn IP (Internet Protocal) (ISO 8473) để cung
cấp các dịch vụ mạng không liên kết và cung cấp khả năng nối liên kết mạng
(internetworking). IP sử dụng 2 loại đơn vị dữ liệu (PDU) là data PDU và error
Nguyễn Thị Hoài Vân 15
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
repert PDU. Lu ý rằng IP của ISO đợc xây dựng dựa vào các khái niệm của giao

thức IP của bộ quốc phòng Mỹ (Department of Defense-DOD).
Nguyễn Thị Hoài Vân 16
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Chơng 3
Công nghệ chuyển mạch nhanh Frame Relay và ATM
Nhu cầu truyền thông đa phơng tiện (tích hợp dữ liệu văn bản, đồ họa,
hình ảnh, âm thanh) ngày càng đòi hỏi công nghệ truyền dẫn tốc độ cao.
Các mạng công cộng chuyển mạch gói X25 với thông lợng tối đa 64 Kb/s
nh hiện nay rõ ràng không đáp ứng đợc nhu cầu nói trên. trong khi chờ đợi việc
cải thiện hiệu năng của công nghệ X25, ngời ta tập trung vào việc tìm kiếm các
công nghệ mới trong tơng lai theo hớng cố gắng làm tăng tốc độ truyền mạch
(switching) tại các nút mạng.
Các công nghệ thuộc loại này đợc đặt chung tên gọi là FPS (Fast Packet
Switching) và đợc xây dựng dựa trên 2 kỹ thuật cơ bản là Frame Relay và Cell
Relay (hình 5). điểm khác biệt đầu tiên giữa hai kỹ thuật này là: trong khi Frame
Relay dùng các đơn vị dữ liệu có kích thớc thay đổi (đợc gọi là Frame khung)
thì Cell Relay dùng các đơn vị có kích thớc cố định (để phân biệt, đợc gọi là
Cell- tế bào).
Kỹ thuật Frame Relay cho phép vợt ngỡng 64 Kb/s của X25 hiện nay, nh-
ng thông lợng tối đa cũng chỉ đạt tới 2Mb/s. trong khi đó kỹ thuật Cell Relay dựa
trên phơng thức truyền không đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lợng hàng
trăm Mb/s. lu ý rằng ngoài ATM, Cell Relay còn dựa tiêu chuẩn DQDB (tơng
ứng với chuẩn IEE802.6 cho mạng đô thị MAN) dùng cáp quang cho topo
dạng bus kép, chấp nhận cả hai phơng thức truyền đồng bộ và không đồng bộ.
Nguyễn Thị Hoài Vân 17
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
FPS
PV
C

PVC
A
Cell
re
la
y
Frame
relay
ATM based
(forB-ISDN)
DQDB based
(for SMDS)
SVC
(Q.931)
SVC
(Q.931)
(LAP-D)
(LAP-D)
Or Fast
Relay
Chú thích: FPS: Fast Packet Switching
ATM:Asynchronous Transfer Mode
DQDB: distributed queue dual Bus (IEEE8026 for Man)
B-ISEn:Broadband Integranted Services Digital Network
SMDS: Switched multiegabit Data Service
PVC: Permanent Virtual Circuit
SVC: Switched Virtual Circuit
LAP-D: Link Access Procedure D channel
Hình 8: phân loại các kỹ thuật chuyển mạch nhanh
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính

Cả hai kỹ thuật Frame Relay và Cell Relay đều có thể đợc cài đặt cho các liên
kết PVC (là liên kết logic thờng trực, luôn sẵn sàng phục vụ) cũng nh các liên kết
SVC (là liên kết logic chỉ khả dụng khi có yêu cầu).
Mặc dầu cha đáp ứng đợc yêu cầu của truyền thông đa phơng tiện, kỹ thuật
Frame Relay vẫn là một giải pháp quá độ đợc lựa chọn trong khi chờ đợi kỹ
thuật Cell Relay (ATM) đợc đa vào ứng dụng rộng rãi.
Dới đây chúng ta sẽ lần lợt xem xét kỹ hơn cả hai kỹ thuật quan trọng này.
I . Kỹ thuật Frame Relay
Trong X25 chức năng dồn kênh (multiplexing) đối với các liên kết logic
(Virtual circuits) chỉ đảm nhiệm việc kiểm soát lỗi cho các Frame gửi đi qua
giao diện DTE/DCE cục bộ. Điều này làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp
các thủ tục giữa hai tầng kề nhau, dẫn đến thông lợng bị hạn chế do tổng phí xử
lý mỗi gói tin tăng lên.
Trái lại, với Frame Relay, chức năng dồn kênh và chọn đờng (Routing) đ-
ợc thực hiện ở tầng 2. hơn nữa, việc chọn đờng cho các Frame lại rất đơn giản
làm cho thông lợng có thể cao hơn nhiều so với kỹ thuật chuyển mạch gói.
Khuôn dạng tổng quát của Frame dùng trong kỹ thuật Frame Relay cũng
giống nh Frame HDLC, chỉ có sự khác biệt trong nội dung của vùng thông tin
điều khiển (Header)
Flad Header Information FCS Flag
DLCI: Data Link Connection Identifier
CF: Congestion Forward
CB: Congestion Backward
DE: Discard Eligibility
Hình 9: khuôn dạng frame dùng trong kỹ thuật Frame Relay
Trong vùng Header của Frame có chứa tham số DLCL (Data Link
connection Identifier) để định danh các liên kết dữ liệu đợc thiết lập. Mỗi khi
một liên kết dữ liệu đợc thiết lập thì nó đợc gán một DLCL và giá trị này sẽ luôn
đợc khai báo trong tất cả các Frame dữ liệu và Frame điều khiển liên quan đến
liên kết đó. cũng giống nh tham số VCL trong X25 PLP, DLCL chỉ có ý nghĩa

cục bộ và đợc dùng để chọn đờng (truyền tiếp cho Frame tới đích của nó). ậ mỗi
nút, khi nhận đợc 1 Frame dữ liệu, chơng trình điều khiển (Frame Handler) đợc
cài ở đó sẽ đọc giá trị DLCL trong vùng header và kết hợp với số liệu của đờng
truyền vào (Incoming Link) để xác định đờng truyền ra (Outgoing Link) và giá
trị DLCL đi ra tơng ứng. Giá trị DLCL mới này sẽ đợc ghi vào header của Frame
và Frame sẽ đợc đa vào hàng đợi để gửi tiếp đi trên đờng ra đã chọn (xem hình
10).
Vì nhiều liên kết dữ liệu (logic) có thể đồng thời phân chia cho một đờng truyền
vật lý, mặt khác các Frame liên quan đến một liên kết dữ liệu nào đó lại có thể đ-
ợc tạo ra ở các thời điểm ngẫu nhiên nên hiện tợng tắc nghẽn (congestion) có thể
xảy ra đối với một đờng truyền ra nào đó khi lu thông trong mạng quá lớn. Các
Nguyễn Thị Hoài Vân 18
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
8
16 (variable) 16
8
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
bit CF, CB và DE trong vùng header của Frame đợc dùng để kiểm soát hiện tợng
tắc nghẽn.
Mỗi khi Frame handler chuyển tiếp một Frame vào hàng đợi ra, nó phải
kiểm tra kích thớc của hàng đợi, nếu vợt quá một giới hạn cho trớc thì nó thông
báo tình trạng cho ngời sử dụng ở hai đầu liên kết bằng cách đặt giá trị cho bit
CE hoặc CB tùy theo chiều đi hay chiều về của Frame.
Khi Frame handler trong máy của ngời sử dụng cuối nhận đợc thông báo
về tình trạng tắc nghẽn mạng, nó sẽ tạm thời giảm tốc độ gửi Frame của nó cho
tới khi không còn tín hiệu về tắc nghẽn nữa. Tuy nhiên trong trờng hợp quá tải
nhiều thì phải thực hiện việc loại bỏ bớt các Frame.
Frame handler trong hệ thống của ngời sử dụng cuối sẽ dùng bit DE trong
header để thực hiện việc loại bỏ bớt các Frame khi thấy hiện tợng vợt quá thông
lợng đã thỏa thuận.

II. Kỹ thuật ATM
Mục tiêu của kỹ thuật ATM là nhằm cung cấp một mạng luồng kênh và
chuyển mạch tốc độ cao, độ trễ nhỏ đáp ứng cho các dạng truyền thông đa phơng
tiện (multimedia).
Nguyễn Thị Hoài Vân 19
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
(3)
(2)
Frame
handler
Frame Relay
Network Node
(1)
Link-
out
DLCI
out
Link-
out
DLCI
out
Link-
out
DLCI
out
1
-
-
3 6
5

.
.
.
.
.
.
Link (1)
Routing table
Link (2)
Routing table
Link (3)
Routing table
Hình 10: sơ đồ chọn đờng (chuyển tiếp) cho frame trong kỹ thuật
Frame Relay.
DLCI-in
5
6
DLCI-in
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Nhiều tổ chức chuẩn hóa quốc gia và quốc tế nh ANSI, ATM Forum, ITU
(CCITT) đã quan tâm tới việc chuẩn hóa ATM từ năm 1984 và đã có nhiều kết
quả đợc công bố từ năm 1993.
1. Kiến trúc của ATM:
Hình 11 minh họa một topo điển hình của ATM
Trong hình 11, một Public UNI (Public User Network Interface) xác
định giao diện giữa một mạng ATM công cộng và một ATM Switch
Dùng riêng; 1 Private UNI (Private User Network Interface) xác định
giao diện giữa một ngời sử dụng cuối (End User) với một ATM Switch dùng
riêng. Hình 2.16 thể hiện mô hình kiến trúc phân tầng của mạng ATM.
Lu ý rằng không có sự tơng ứng hoàn toàn giữa các tầng của mạng ATM

với các tầng trong mô hình OSI. Tâng ATM thực hiện các chức năng thờng gặp
trong các tầng 2 và 3, còn tầng AAL có các chức năng tơng tự nh trong các tầng
Nguyễn Thị Hoài Vân 20
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
WAN
UNI
PABX
PABX
OO
OO
HOST
HOST
workstations
Private
UNI
Private UNIPrivate UNI
Video
Private UNI
LAN
Private UNI
ATM
Switch
Public
UNI
Private UNI
Video
Private UNI
Workstations
A
Private UNI

LAN
ATM
Switch
ATM
Switch
Private
Public
UNI
Hình 11: một topo điển hình của mạng ATM
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
4,5 và 7 của mô hình OSL. Tầng vật lý của mạng ATM có thể dùng công nghệ
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) hoặc SONET (Synchronous Optical
Network) hoặc các công nghệ khác nh DS1, DS3 hoặc FDDI (Fiber Distributed
Data Interface)
Tầng ALL đặt trên tầng ATM nhằm mục đích cung cấp các phơng tiện hội
tụ cho phép các dạng truyền thông khác nhau có thể tơng thích với dịch vụ
ATM. Bản thân tầng ALL có thể đợc tách thành hai tầng con là: CS
(Convergence Sublayer) và SAR (Segmentetion and Reassembly Sublayer). Tầng
con SAR đảm nhiệm việc cắt các đơn vị dữ liệu của ngời sử dụng thành các tế
bào ATM để gửi đi và hợp các tế bào đó lại thành đơn vị dữ liệu của ngời sử
dụng khi nhận đợc chúng. Hình 12 thể hiện một cách chi tiết hơn các tầng ATM
Đối với tầng Vật lý, lu ý rằng không chỉ có các công nghệ SDH hoặc
SONET đợc sử dụng. Hình 14 chỉ ra các khả năng công nghệ có thể sử dụng ở
tâng Vật lý của một mạng ATM.
Nguyễn Thị Hoài Vân 21
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
ULP
AAL
ATM
AAL

ATM
physical physical
ULP
ATM ATM
physical physical physical
ATM
Hình 12: mô hình kiến trúc phân tầng của mạng ATM
User User
ATM network
UNI UNINNI NNI
AAL
AAL
AAL
Connection-oiriented
(VBR)
AAL
(SAR)
AAL
(CBR)
AAL
(SAR)
AAL
(SAR)
AAL
Connection-oiriented
(VBR)
CS
SAR
AAL
ATM

SDH/SONET,.FDI, DS1, DS3
Connectionless
services
(e.g:LANs)
Connection-onented
services
Voice
Video
Audio
Broadband
Private Network
AAL: ATM Adaptation Layer
CBR: Constant/continous Bit Rate
VBR: Variable Bit Rate
SAR: Segmentation and Reassembly Layer
SDH: Synchronous Digital Hierarchy
SONET: Synchronous Optical Network
FDDI: Fiber Distributed Data Interface
Chú thích: Các khung đứt nét có nghĩa là các
dịch vụ AAL không nhất thiết phải có mặt
Hình 13: chi tiết hóa các tầng ATM
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
2. Khuôn dạng tế bào ATM
Đơn vị dữ liệu dùng trong mạng ATM đợc gọi là tế bào (Cell). Các tế bào
ATM có độ dài cố định là 53 bytes, trong đó 5 bytes dành cho phần chứa thông
tin điều khiển (Cell Header) và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trên. khuôn dạng
phần header của tế bào ATM có hơi khác nhau tí chút giữa hai trờng hợp UNI và
NNI (xem hình 15).
8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1
Nguyễn Thị Hoài Vân 22

Lớp Tin học Kinh tế 43 A
ATM
SDH/SONET
(155Mb/s)
DS3(45Mb/s)
DS1(1.544Mb/s)
FDDI(100Mb/s)
STP(155Mb/s)
UTP(51.84Mb/s)
UTP(25.96Mb/s)
DS1(12.96Mb/s)
Wireless
GFC VPI
VCI
VCI
HEC
VCI CPT VCI CPT
VPI
HEC
VCI
VPI VCI
GFC
Trờng hợp UNI
UNI : User Network Interface
NNI : Network Network Interface
GFC: Generic- Flow Control
VPI : Virtual Path Indentifier
VCI : Virtual Channel Indentifier
PT : Payload Type
C : Cell loss priority

HEC : Header error Control
(b) Trờng hợp NNI
Hình 15. Khuôn dạng phần Header của tế bào ATM Trong trờng hợp UNI và NNI
STP: Shield Twisted Pair
UTP: Unshield Twisted Pair
Hình 14: các khả năng công nghệ hiện tại
cho tầng vật lý của mạng ATM
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Trong kỹ thuật ATM, các tế bào chứa các kiểu dữ liệu khác nhau đợc đổ
vào (dồn kênh) một đờng dẫn chung đợc gọi là đờng dẫn ảo (Virtual Path) .
Trong một đờng dẫn ảo đó có thể gồm có nhiều kênh ảo (Virtual channel) khác
nhau, mỗi kênh ảo đợc sử dụng bởi một ứng dụng nào đó tại mỗi thời điểm.
Tham số VPI đợc dùng để định danh đờng dẫn ảo, còn VCI để định danh một
kênh ảo cụ thể. Các bộ chuyển mạch ATM (ATM Switch) dùng VPI để chọn đ-
ờng và dùng VCI để xác định chính xác kênh ảo cần chuyển tế bào ATM đi. Nh
vậy, trong trờng hợp UNI, cặp tham số VPI/VCL có độ dài 24 bits sẽ cho phép
địa chỉ hóa đợc tới 16 triệu kênh ảo. Trong trờng hợp NNI, vùng VPI còn đợc nới
rộng thêm 4 bits (không còn vùng GFC nữa).
Lu ý rằng nhiều đờng dẫn ảo có thể phân chia cùng 1 đờng truyền vật lý.
Tham số PT dùng để chỉ rõ kiểu dữ liệu chứa trong tế bào ATM (dữ liệu
ngời sử dụng hoặc thông tin quản lý/điều khiển).
Tham số C dùng để chỉ độ u tiên khi sử dụng hoặc loại bỏ các tế bào
ATM, nếu C = 1 có nghĩa tế bào là đối tợng bị loại bỏ tùy theo tình trạng của
mạng và quy định của ngời quản trị mạng.
Tham số HEC dùng để kiểm soát lỗi cho 5 bytes của vùng header (chứ
không kiểm soát cho vùng dữ liệu 48 bytes) theo phơng pháp CRC với đa thức
sinh đợc chọn là x
8
+x
2

+x +1.
Tham số GFC chỉ có mặt trong trờng hợp UNI và đợc dùng để kiểm soát
luồng dữ liệu.
Việc sử dụng các tế bào có kích thớc cố định là một lợi thế của kỹ thuật
ATM vì nó cho phép chế tạo các bộ chuyển mạch hoàn toàn bằng vi mạch.
3. Quan hệ với tầng vật lý
Nh tên gọi của nó chỉ rõ, kỹ thuật ATM sử dụng phơng pháp truyền không
đồng bộ (asynchronous) các tế bào từ nguồn tới đích của chúng. Trong khi đó, ở
tầng Vật lý ngời ta lại thờng sử dụng các kỹ thuật truyền đồng bộ nh SDH (hoặc
SONET), Để dễ hình dung quan hệ giữa hai tầng ATM và Vật lý trong tr ờng
hợp này, ta dùng hình ảnh minh họa sau đây (xem hình 16)
Nguyễn Thị Hoài Vân 23
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Tế bào
ATM
đoàn tầu đi
Hình 16: minh họa các tế bào ATM đợc xếp vào các toa
chuyển đồng bộ giữa hai ga
Ga
A
Ga
B
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
ở tầng Vật lý, giữa hai trạm nguồn và đích (ở đây ta coi nh là hai ga tầu
hỏa A và B), thờng xuyên có những đoàn tàu chạy không ngừng (đồng bộ) từ A
đến B (và ngợc lại). đoàn tàu kéo theo những toa có kích thớc cố định (53
bytes!). ở tầng ATM khi có dữ liệu cần truyền chúng sẽ đợc cấu tạo thành các tế
bào và đợc xếp vào các toa rỗng của đoàn tầu cho đến hết thì thôi (không đồng
bộ). Và cứ thế tiếp diễn Nh vậy, các tế bào dữ liệu của nhiều ngời sử dụng
khác nhau có thể dùng chung một đoàn tầu (đờng truyền vật lý) để đi đến đích

mà không cần dùng chuyên xa. Thật là tiết kiệm!
4. Thị trờng ATM
Nhận thức đợc vị trí cha thể thay thế đợc (ít nhất cho tới những năm đầu
của thế kỷ 21) của kỹ thuật ATM, hầu hết các hãng khổng lồ về máy tính và
truyền thông nh IPM, ATT, Digital, Hewlett- Packard, Cisco Systems, Cabletron,
Bay Network, đều đang quan tâm đặc biệt đến dòng sản phẩm h ớng đến ATM
của mình để tung ra thị trờng. Có thể kể ra đây một số sản phẩm đó nh DEC 900
Multiswitch, ibm 8250 hub, Cisco 7000 router.
Nhìn chung, thị trờng ATM đang sôi động do nhu cầu thực sự của các ứng
dụng đa phơng tiện. Sự nhập cuộc ngày một đông của các hãng sản xuất đã làm
giảm đáng kể giá bán của các sản phẩm loại này, từ đó càng mở rộng thêm thị tr-
ờng. Ngay ở Việt Nam, các dự án lớn về mạng tin học đều đã đợc thiết kế với hạ
tầng chấp nhận đợc công nghệ ATM trong tơng lai.
Nguyễn Thị Hoài Vân 24
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Phần 3
Kết luận
Tầng mạng đợc hình thành nhằm đảm bảo trao đổi thông tin giữa các
mạng con trong một hệ thống mạng lớn. Tầng này quyết định đờng đi giữa các
gói số liệu, khả năng định tuyến dựa trên cơ chế định địa chỉ thống nhất mà lớp
mạng quy định trong các nút mạng. Ngoài ra nó còn kiểm soát dòng dữ liệu trên
các tuyến để tránh tắc nghẽn hoặc mất mát thông tin. Tóm lại tầng này phụ trách
những việc sau:
- Chọn đờng đi cung cấp địa chỉ
-Kiểm soát lỗi và thông lợng
-Chuyển mạch và dọn đờng
-Chia thông tin lại thành từng bó và lựa chọn đờng đi đến đích cho
từng bó khác nhau sao cho thời gian truyền tin là ngắn nhất và tin cậy nhất
-Hợp nhất các bó thông tin tại nút nhận

Tầng này phụ trách việc thiết lập các tuyến đờng giữa các nút mạng khác
nhau. Chính nhờ tầng này mà các mạng lắp theo các chuẩn khác nhau có thể liên
kết với nhau.
Với trình độ và thời gian có hạn của đề án môn học. Việc nghiên cứu về
tầng mạng của em còn rất sơ sài và nhiều thiếu sót. Em rất mong sự góp ý của
các thầy cô giáo. Trong quá trình làm đề án môn học em đợc sự giúp đỡ rất tận
tình của các thày cô giáo trong khoa Tin học Kinh tế trờng Đại học Kinh tế Quốc
dân và các bạn trong lớp. Đặc biệt cô giáo hớng dẫn làm đề án này: GV. KS.
Hồ Thị Bích Hà đã giúp em hoàn thành đề án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Thị Hoài Vân 25
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Tài liệu tham khảo
1- Mạng máy tính , lợc dịch và biên soạn hồ anh phong, nhà xuất bản Thống kê,
2002
2- Mạng máy tính và các hệ thống mở ,GS TS Nguyễn Thúc Hải, NXB Giáo
Dục 1999
3- High performance networking Unleased , Macmillan Computer Publishing
CNE Training Guide Netware 4.1 Admistration KARANJIT SIYAN, PH.D
Publisher; New Riders, Step - 1995.
Nguyễn Thị Hoài Vân 26
Lớp Tin học Kinh tế 43 A
Nghiên cứu về tầng mạng của mạng máy tính
Mục Lục
Trang
Phần mở đầu 3
Giới thiệu chung về tầng mạng, vai trò và chức năng của tầng mạng 3
Phần hai 4
Tìm hiểu sâu hơn về tầng mạng 4

Chơng I 4
Các kỹ thuật chọn đờng trong mạng máy tính 4
I - Tổng quan về kỹ thuật chọn đờng trong mạng máy tính: 4
1. Kỹ thuật chọn đờng tập trung và kỹ thuật chọn đờng phân tán: 5
2. Kỹ thuật chọn đờng thích nghi và kỹ thuật chọn đờng không thích nghi:5
II. Các giải thuật tìm đờng tối u: 6
1- Giải thuật cho kỹ thuật chọn đờng tập trung (Dịkstra): 6
2- Giải thuật cho kỹ thuật chọn đờng phân tán (Ford & Fulkerson): 7
Chơng 2 9
Giao thức X25 PLP, truy nhập mạng từ trạm cuối, dịch vụ OSI cho tầng
mạng, trờng hợp không liên kết: 9
I- Giao thức X25 PLP: 9
1. Các thủ tục chính của X25 PLP 9
2- Khuôn dạng các gói tin X25 PLP 9
Sau đây là ý nghĩa các tham số dùng trong các gói tin X25 PLP 10
3. Kiểm soát luồng dữ liệu trong X25 PLP: 11
4. Các thủ tục Reset và Restart của X25 PLP: 11
II. Truy nhập mạng từ trạm cuối: các chuẩn X.3, X.28 và X.9 13
III- Dịch vụ OSI cho tầng mạng: 13
IV. Trờng hợp không liên kết: 15
Chơng 3 17
Công nghệ chuyển mạch nhanh Frame Relay và ATM 17
I . Kỹ thuật Frame Relay 18
II. Kỹ thuật ATM 19
1. Kiến trúc của ATM: 20
2. Khuôn dạng tế bào ATM 22
3. Quan hệ với tầng vật lý 23
4. Thị trờng ATM 24
Phần 3 25
Kết luận 25

Tài liệu tham khảo 26
Nguyễn Thị Hoài Vân 27
Lớp Tin học Kinh tế 43 A