Báo cáo bài đọc interconnection networks

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT
BÀI ĐỌC : Interconnection Networks
Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN HỒNG QUANG
Học viên thực hiện : DƯƠNG NGỌC VIỆT
Lớp : 11 B SPKT
MSHV : CB 111450
BÁO CÁO BÀI ĐỌC
Interconnection Networks
I. Giới thiệu
Mục tiêu của phụ lục này là để cung cấp cho các kiến trúc mạng máy tính
một cái nhìn tổng quan về các vấn đề mạng và các giải pháp.
• Kiến trúc mạng cơ bản hiện nay.
• Đánh giá lưu lượng đường truyền, tính toán băng thông của hệ thống
mạng.
• Giới thiệu về đinh tuyến và các giải thuật chọn đường.
• Hệ thống mạng mới.
Ngoài ra giới thiệu và giải thích các khái niệm quan trọng và ý tưởng, trình bày
ý nghĩa kiến trúc công nghệ kết nối mạng, kỹ thuật, và cung cấp tài liệu tham khảo
hữu ích mô tả chi tiết. Nó cũng đưa ra một khuôn khổ chung để đánh giá tất cả các
loại của các mạng kết nối.
II. Interconnection Network Domains
1 Hệ thống mạng được chia thành 4 nhóm chính:
i. On-chip networks (OCNs) :
Thiết kế để giảm vấn đề chậm trễ của hệ thống mạng lớn.
ii. System/storage area networks (SANs)
Hệ thống kết nối các siêu máy tính ở phạm vi nhỏ.
SAN tiêu chuẩn phổ biến được giới thiệu vào cuối năm 2000,
hỗ trợ hệ thống và lưu trữ I / O liên kết nối lên đến 120 Gbps
khoảng cách 300 m.

iii. Local area networks(LANs)
Đây là mạng kết nối hàng trăm máy tính, ở phạm vi nhỏ. Về
mặt lý thuyết tiêu chuẩn là 10Gb khoảng cách lên đến 40 km
iv. WANs
Mạng Diện Rộng được gọi là mạng lưới đường dài, WAN kết
nối
hệ thống máy tính phân phối trên toàn cầu. WAN kết nối hàng
triệu máy tính trên khoảng cách quy mô hàng ngàn cây số. Mạng
ATM là một ví dụ của một mạng WAN.
v. Interconnecting Two Devices
Quá trình kết nối 2 thiết bị được mô tả qua cách gửi các gói
tin. Một gói tin sẽ được truyền từ máy A sang máy B. Với
khuôn dạng của gói tin như sau:
• Header :
Khai báo cổng đích (Destination port )
Số hiệu gói tin (Message ID)
Trình tự ( Sequence number )
Kiểu gói tin ( Type )
• Dư liệu (Data )
• Kiểm tra lỗi ( Checksum )
vi. Basic Network Structure and Functions: Media and Form
Factor, Packet Transport, Flow Control, and Error Handling:
Chức năng và cấu trúc cơ bản là: Truyền thông, vận chuyển gói
tin, điều khiển luồng, xử lý lỗi.
vii. Characterizing Performance: Latency and Effective:
Hiệu xuất của hệ thống mạng được tính dựa trên : độ trễ và băng
thông đường truyền:
1. Bandwidth ( Băng thông )
2. Time of flight ( Thời gian gửi )
3. Transmission time ( Thời gian truyền )

4. Transport latency ( Độ trễ )
5. Sending overhead ( Gửi gới tin )
6. Receiving overhead ( Nhận gói tin )
Băng thông đương truyền được tính theo CT :
on time)Transmissi ad,max(Overhe
sizePacket * 2
bandwidth Effective =
viii. Connecting More than Two Devices (Kết nối mạng nhiều hơn 2
thiết bị )
Additional Network Structure and Functions:
Topology,Routing, Arbitration, and Switching ( Thêm vào chức
năng và cấu trúc: Đồ hình mạng, bộ định tuyến, bộ trọng tải, bộ
chuyển mạch )
1. Network Topology ( Đồ hình mạng )
2. Network Routing, Arbitration, and Switching ( Định
tuyến mạng, Lưu lượng tải, chuyển mạch )
1 Routing: Các thuật toán định tuyến xác định đường
dẫn mạng, hoặc đường dẫn, được phép cho mỗi
gói tin. Các thuật toán định tuyến cung cấp đường
dẫn ngắn nhất đến tất cả các gói tin như vậy
để giảm thiểu tranh chấp trên đương truyền.
2 Arbitration: Ở cấp độ chuyển đổi, kết hợp của các
cổng đầu ra và các gói tin ở đầu vào, chuyển đổi
cổng yêu cầu các cổng đầu ra. Khi tất cả các yêu
cầu không thể được cấp đồng thời,
để giải quyết xung đột . Điều này
có thể xảy ra ở các gói tin trong hàng đợi ngắn
hơn, giải quyết được vấn đề trễ các gói tin.
3 Switching: Kỹ thuật chuyển mạch sử dụng băng
thông mạng có sẵn và giảm mức tối thiểu

độ trễ. Các kết nối tại mỗi host học các topo mạng
cho phép định tuyến
và đến đích ngắn nhất, dành toàn bộ băng thông
cho nó.
3. Switch Microarchitecture(Bộ xử lý chuyển mạch )
1 Basic Switch Microarchitecture
2 Pipelining the Switch Microarchitecture ( Xử lý
xung đột của bộ chuyển mạch ):
Hiệu suất chuyển mạch được tăng lên nhờ
Pipelining giải quyết vấn đề trễ trong quá trình
chuyển mạch.
3 Other Switch Microarchitecture Enhancements
( Các cải tiến khác )
4. Practical Issues for Commercial Interconnection
Networks ( Các vấn đề về kết nối thương mại hiện nay )
1 Connectivity ( đặc tính kết nối )
2 Fault Tolerance( khả năng chịu lỗi )
3 On-Chip Network: Cell Broadband Engine’s
Element Interconnect ( Bộ vi xử lý điều khiển di
động kết nối băng thông rộng)
4 System Area Network: IBM Blue Gene/L 3D
Torus Network ( Hệ thống chip xử lý IBM )
5 System/Storage Area Network: InfiniBand
5. Ethernet: The Local Area Network
Ethernet đã được rất nhiều thành công như một
mạng LAN từ các Mbit 10 / giây, tiêu chuẩn được đề
xuất vào năm 1978 sử dụng thực tế ở khắp mọi nơi.Ngày
nay 10 Gbit / giây tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi.
Tiêu chuẩn IEEE 802.3, là một mạng chuyển mạch
gói. Chủ yếu CAT5E dây đồng, cáp quang dành cho

khoảng cách xa hơn và băng thông cao hơn. Chuẩn mạng
không dây (802.11) được sử dụng khắp nơi.
6. Wide Area Network: ATM
Asynchronous Transfer Mode (ATM) mạng phát
triển cho ngành công nghiệp viễn thông. Các tiêu chuẩn
viễn thông có khả năng mở rộng băng thông được xây
dựng. Nó bắt đầu 155 Mbits / giây, phát triển tới 4 đến
620 Mbits / giây, 2480 Mbits / giây.
7. Internetworking ( Liên mạng hay còn gọi là mạng
internet )
Hệ thống mạng được quy chuẩn hóa do ISO cung
cấp hay còn gọi là chuẩn của các chuẩn. Đó chính là mô
hình OSI .Nó bao gồm 7 tầng :
1 Tầng vật lý
2 Tầng liên kết dư liệu
3 Tầng mạng
4 Tầng vaanj chuyển
5 Tầng giao dịch
6 Tầng trình bày
7 Tầng ứng dụng
ix. Crosscutting Issues for Interconnection Networks ( Các vấn đề
kết nối mạng )
1. Density-Optimized Processors versus SPEC-Optimized
Processors ( tối ưu hóa bộ xử lý SPEC )
2. Smart Switches versus Smart Interface Cards ( Thiết bị
chuyển mạch thông minh )
3. Protection and User Access to the Network ( Bảo vệ
người dùng truy cập mạng )
x. Fallacy and pitfal ( Các vấn đề sai lầm)
1. The interconnection network is very fast and does not

need to be improved ( Hệ thống mạng đã rất tốt không
cần cải tiến )
2. Not providing sufficient reception link bandwidth, which
causes the network end nodes to become even more of a
bottleneck to performance.( Băng thông hạn chế tạo
thành các hệ thống thắt cổ trai gay nghẽn mạng )
III. Concluding Remarks ( Kết luận )
Tài liệu này nói về quá trình phát triển hệ thống mạng. Đặc tả các mô
hình mạng lớn nhỏ. Các thiết bị kết nối mạng (hay còn gọi là thiết bị tương kết
mạng). Với sự ra đời của bộ vi xử lý đa lõi và sự tiến bộ của công nghệ trong
tương lai của mạng Internet.
Các thuật toán tìm đường tối ưu đưa vào các bộ CHIP xử lý có tốc độ
tính toán nhanh để giải quyết các vấn đề băng thông, giảm tải lưu lượng
đường truyền và giải quyết các xung đột, tắc nghẽn trên đường truyền.
Em thấy rằng môn học Kiến trúc máy tính tiên tiến có rất nhiều phần liên
quan đến chuyên nghành Quản trị mạng của em đang công tác tại trường,
trong đó có phần nói về Pipelining.
Về phần Pipelining liên quan rất nhiều môn đến môn học Mạng máy tính
mà em đang giảng dạy. Trọng tâm nó giải quyết các bài toán xung đột các gói
tin gây tắc nghẽn đường truyền ( với hiện tượng thắt cổ trai ở các Node mạng
là các thiết bị như Router, switching ) đối với hệ thống mạng lớn.