tiểu luận môn quản trị mạng quản trị mạng atm

QUẢN TRỊ MẠNG ATM
Trịnh Hồng Điệp
Hoàng Đình Tùng
Chế độ truyền không đồng bộ: ATM

Chuẩn cho mạng tốc độ cao (155Mbps đến 622 Mbps và cao hơn
nữa) được đưa ra vào những năm 1990 gọi là Kiến trúc mạng kỹ
thuật số dịch vụ tích hợp băng thông rộng

Mục tiêu: tích hợp, có thể truyền các cuộc đàm thoại, video và dữ
liệu giữa các điểm đầu cuối nhằm đáp ứng:
-
Những yêu cầu về chất lượng dịch vụ hoặc thời gian trong các
cuộc họp về đàm thoại, video (nhất là trong những mô hình tốt
nhất của mạng Internet)
-
Chuyển mạch gói (độ dài các gói tin không đổi – gọi là các tế
bào) sử dụng mạng ảo.
Kiến trúc ATM

Lớp tương thích: chỉ có ở biên của mạng ATM
- Phân đoạn/gộp dữ liệu
- Tương tự như tầng giao vận Internet

Lớp ATM: lớp “mạng”
- Định tuyến, chuyển mạch các tế bào ATM

Lớp vật lí: thực hiện những kết nối vật lí
Lớp tương thích ATM (ATM Adaptation Layer - AAL)

Lớp tương thích: tạo ra sự tương thích giữa các lớp cao hơn

(tầng IP hoặc các ứng dụng mặc định) với lớp ATM bên dưới

Lớp tương thích chỉ có trong các hệ thống cuối, không dùng để
chuyển mạch

Các thành phần dữ liệu qua lớp tương thích (header/trailer
fields, data) bị phân mảnh thành nhiều tế bào ATM
- Tương tự như việc phân đoạn giao thức TCP thành nhiều gói
tin
A/D
Âm thanh
s
1 ,
s
2
…
Các mẫu âm thanh kỹ thuật số
A/D
Video
…
Nén
Các khung ảnh
sau khi nén
Các khung ảnh
Dữ liệu
Các gói tin với độ dài thay
đổi trên đường truyền
Các tế bào
Các tế bào
Các tế bào

Figure 9.3
Leon-Garcia & Widjaja: Communication NetworksCopyright ©2000 The McGraw Hill Companies
AAL
AAL
AAL
Lớp tương thích (AAL)
Lớp tương thích (AAL)
Có những phiên bản khác nhau của lớp tương thích, tùy thuộc
vào lớp dịch vụ ATM:

AAL1: Dành cho dịch vụ CBR (Constant Bit Rate – tốc độ Bit không đổi), ví
dụ như dịch vụ mô phỏng mạch

AAL2: Dành cho dịch vụ VBR (Variable Bit Rate – tốc độ bít thay đổi), ví
dụ dịch vụ nén video MPEG

AAL5: Dành cho dữ liệu, ví dụ như các gói dữ liệu IP
AAL PDU
Tế bào ATM
Dữ liệu người dùng
Lớp ATM
Dịch vụ: Vận chuyển các tế bào qua mạng ATM

Tương tự như lớp mạng IP

Nhưng những dịch vụ thì rất khác so với lớp mạng IP
Kiến trúc
mạng
Mô hình
dịch vụ

Đảm bảo hay không?
Phản hồi
tắc nghẽn
Băng thông
Mất mát
thông tin
Có thứ tự Định thời
Internet
Nỗ lực
tối đa
Không Không Không Không Không
ATM CBR Tốc độ thay đổi Có Có Có
Không tắc
nghẽn
ATM VBR Đảm bảo tốc độ Có Có Có
Không tắc
nghẽn
ATM ABR
Đảm bảo mức
tối thiểu
Không Có Không Có
ATM UBR Không Không Có Không Không
Mô hình khái niệm ATM
Mạng ATM được tổ chức như một hệ thống phân cấp
Kết nối thiết bị của người dùng tới các mạng thông qua giao diện
Mạng–Người dùng UNI (User-Network Interface).
Kết nối giữa các mạng được cung cấp thông qua giao diện Mạng –
Mạng NNI (Network-Network Interface).
ATM sẽ hướng kết nối
Kết nối (kênh ATM) phải được thiết lập trước khi bất kỳ tế bào nào

được gửi đi.
Sử dụng việc cung cấp lưu lượng để mô tả về những kiểu tế bào được
sinh ra (tốc độ tối đa/trung bình, độ dài tối đa trên đường truyền, các
thông số QoS (giống như độ trễ trung bình, sự chập chờn, tỉ lệ mất tế
bào, v.v…))
Các mức kết nối ATM

Hai mức kết nối ATM:
- Kết nối đường ảo
- Kết nối kênh ảo

Thông tin trong phần header của tế bào sẽ cho biết
kết nối thuộc mức nào:
- VPI => mức đường ảo
- VCI => mức kênh ảo
Kế nối vật lí
Đường ảo (được tạo thành bởi các kênh ảo)
Kênh ảo
Figure 7.40Leon-Garcia & Widjaja: Communication NetworksCopyright ©2000 The McGraw Hill Companies
Kết nối ảo ATM
c
ATM
Sw
1
ATM
Sw
4
ATM
Sw
2

ATM
Sw
3
ATM
DCC
a
b
d
e
VP3
VP5
VP2
VP1
a
b
c
d
e
Sw = switch
Figure 7.39
Digital Cross Connect
(Kết nối chéo kỹ thuật số)
Chỉ có ở kiểu chuyển mạch đường ảo
Leon-Garcia & Widjaja: Communication NetworksCopyright ©2000 The McGraw Hill Companies
Lớp ATM: mạch ảo
Lớp ATM: mạch ảo

Vận chuyển mạch ảo: các tế bào được vận chuyển trên mạch ảo từ
nguồn đến đích.


Thiết lập cuộc gọi, có sự ngắt quãng mỗi cuộc gọi trước khi dữ liệu có thể
truyền đi

Mỗi gói tin được vận chuyển trên một mạch ảo xác định

Một kết nối thành công từ nguồn đến đích sẽ được duy trì trạng thái đường
dẫn trên các mạch chuyển mà kết nối đó thực hiện

Kết nối ảo cố định (PVCs)

Là những kết nối lâu dài

Đặc trưng: là lộ trình “cố định” giữa các bộ định tuyến IP

Kết nối ảo chuyển mạch (SVC):

Tự động thiết lập dựa trên cơ sở mỗi cuộc gọi (đòi hỏi tín hiệu chuyển qua
mạng và đòi hỏi những loại tài nguyên dành riêng cho mỗi loại bề mặt khác
nhau)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Private
UNI

Public
UNI
NNI
Private
NNI
Private ATM
network
Public
UNI
B-ICI
P
u
b
l
i
c

U
N
I
Public ATM
network A
Public ATM
network B
Figure 9.5
Leon-Garcia & Widjaja: Communication NetworksCopyright ©2000 The McGraw Hill Companies
Lớp ATM: tế bào ATM

5-byte cho phần header của tế bào ATM


48-byte còn lại là để thực hiện tải
Cell header
Cell format
Cấu trúc header của tế bào ATM

VCI (virtual channel ID): ID kênh ảo

Thông tin này sẽ thay đổi từ chặng liên kết này đến chặng liên kết
khác thông qua mạng

PT (Payload type): kiểu tế bào PT (có kích thước 3 bits)

Những tế bào dữ liệu và những tế bào quản trị tài nguyên

CLP (Cell Loss Priority bit): Xác định sự ưu tiên gửi tế bào trong
trường hợp các tài nguyên trong mạng không còn tối ưu nữa

CLP = 1 độ ưu tiên là thấp, tế bào có thể bị loại bỏ nếu mạng bị
tắc nghẽn

HEC (Header Error Checksum): Tổng kiểm tra lỗi của header

Kiểm tra sự dư thừa của mã dư vòng CRC (Cyclic Redundary
Code) trong quá trình tuần hoàn
Lớp vật lí ATM
Chức năng của lớp vật lí là tải các tế bào
- Lớp đường truyền vật lí (PM) liên quan đến các chức năng
thông thường của vật lí như khả năng truyền dẫn các bits, mã hóa,
giải mã, biến đổi quang điện
- Lớp con hội tụ truyền (TC) thực hiện các chức năng như chèn

hoặc tách các tế bào trống, tạo và xử lí mã điều khiển lỗi tiêu đề,
nhận biết giới hạn tế bào, khuôn dạng tế bào, phối hợp tôc độ tải
trọng của các khuôn dạng vận chuyển khác nhau được sử dụng tại
lớp vật lí
Hành trình của gói dữ liệu trong mạng IP trên ATM

Tại máy chủ nguồn (Source Host):

Gói dữ liệu được chuyển tới AAL5

AAL5 đóng gói dữ liệu, phân mảnh thành các tế bào, sau đó chuyển tới
tầng ATM

Mạng ATM: Tế bào được di chuyển dọc theo các mạch ảo để đến đích

Tại máy chủ đích:

AAL5 lắp ráp các tế bào lại để được gói dữ liệu gốc ban đầu

Nếu CRC được thông qua, gói dữ liệu được truyền qua mạng
IP
Quản trị mạng ATM
•
Dịch vụ WAN được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ công cộng
•
Các mạng riêng sử dụng những tiện ích của mạng công cộng WAN
•
Những chức năng quản lí (OAM&P)
•
Operations – Khai thác

•
Administration – Quản lí
•
Maintenance – Bảo dưỡng
•
Provisioning – Cung ứng
•
Giao diện mạng người dùng cá nhân và người dùng công cộng (UNI - User
Network Interface)
Private ATM Network
ATM
User
ATM
User
ATM
User
ATM
User
Public
UNI
Public
UNI
Private
UNI
Figure 9.9 Private and Public ATM Network User Network Interfaces
UNI User Network Interface
ATM
Switch
ATM
Switch

Public ATM Network
ATM
Switch
ATM
Switch
Quản trị mạng ATM
•
Kiến trúc quản lí giao diện được xác định bởi diễn đàn ATM
•
Mỗi hệ thống quản trị mạng chịu trách nhiệm quản lí lĩnh vực tương ứng
•
Mô hình OSI đã xác định 5 kiểu giao diện quản lí:
•
M1 là giao diện giữa hệ thống quản trị mạng và người dùng cuối
•
M2 là giao diện giữa hệ thống quản trị mạng và mạng
•
M3 là giao diện giữa hệ thống quản trị mạng cá nhân và hệ thống quản trị
mạng công cộng
•
M4 là giao diện giữa hệ thống quản trị mạng và mạng
•
M5 là giao diện giữa các hệ thống quản trị mạng
•
Diễn đàn ATM xác định thêm những loại giao diện sau:
•
UNI (User network interface): giao diện mạng - người dùng
•
NNI (Network-Network interface): giao diện mạng – mạng
Quản trị mạng ATM

Figure 9.10 ATM Forum Management Interface Reference Architecture
Private
Network
Manager
(NMS)
Private
ATM
Network
End
User
M2
Public
Network
Manager
(NMS)
Public
ATM
Network
M4
Public
Network
Manager
(NMS)
Public
ATM
Network
M4
M5M3
M1
BICI

Public
UNI
Private
UNI
Hệ thống quản trị mạng cá nhân có thể truy cập những thông tin riêng tư của chúng
trong mạng công cộng và đưa ra các yêu cầu cho tài nguyên của nó thông qua giao
diện M3 tới hệ thống quản trị mạng công cộng.
Quản trị ATM SNMP
•
Những đặc tả về quản trị ATM sẵn có cho cả
SNMP và OSI trong quản lí sự thực thi
•
SNMP là tác nhân được xây dựng sẵn trong các
thiết bị ATM
•
Hệ thống, giao diện, các kiểu giao diện, các
nhóm truyền dẫn (T1, T3, SONET), và các đối
tượng ATM đều bị giám sát.
NMS
ATM Device
SNMP
RFC 1213
RFC 1573
RFC 1695
Figure 9.13 SNMP ATM Management (M1 Interface)
SNMP Agent
M1
•
Quản lí giao diện M1 thông qua một thiết bị ATM
•

Những MIBs thêm vào được tạo ra để sử dụng nếu nhóm MIB được
dùng để xử lí các lớp con
SNMP và ILMI
•
ILMI MIB được sử dụng để tập hợp những dữ liệu giữa các thiết bị ATM
•
Sự ủy quyền là tác nhân để chuyển đổi các đối tượng ILMI sang thành các
đối tượng SNMP
•
Giao diện M2 được sử dụng để quản trị các mạng riêng
NMS
ATM Device A
SNMP
Interface
RFC 1213
RFC 1573
RFC 1695
T ransport MIB
Figure 9.14 Role of SNMP and ILMI in ATM Management (M2 Interface)
SNMP Agent
Proxy
Agent
Mgmt Entity
ILMI
MIB
ATM Device B
Agent
Mgmt Entity
ILMI
MIB

ATM
Interface
ILMI
Private ATM Network
M2
Giao diện M3

Ở giữa các hệ thống quản trị mạng cá nhân và hệ thống quản
trị mạng công cộng

Cho phép khách hàng giám sát, cấu hình các thành phần của
mạng ATM của họ

Hai phân lớp của M3 được yêu cầu:

Lớp I (bắt buộc): Quản lí việc cấu hình và các trạng thái

Những chức năng được đưa ra bởi hệ thống quản trị
mạng công cộng dành cho khách hàng là: giám sát và
quản lí việc cấu hình, thông báo lỗi và hiệu quả đạt
được

Chỉ dành cho cấu hình mạch đường ảo

Ví dụ: lấy lại hiệu suất và cấu hình cho liên kết UNI

Hệ thống quản trị mạng công cộng báo cáo về những
liên kết UNI thất bại
Giao diện M3


Lớp II(tùy chọn): Điều khiển cấu hình ảo

Mang lại những tính năng mạnh cho người dùng:

Có khả năng thêm, xóa và thay đổi mạch ảo

Thiết lập một đường ảo mới

Tăng số lượng những mạch ảo trong một đường ảo
Giao diện M3
Carrier Management System
I
Status &
Configuration
Monitoring
II
Virtual
Configuration
Control
Public
ATM
Network
Customer X
Network
Management
System
Private
ATM
Network
Customer X Site 1

Private
ATM
Network
Customer X Site 2
Private
ATM
Network
Customer X Site 4
ATM
Device
M3 Link
M2 Link
Public
UNI
Public
UNI
Public
UNI
Public
UNI
Figure 9.19 Customer Management of Private and Public Networks
M4 link
Customer X Site 3

CNM quản lí cả những mạng riêng và những mạng công cộng

Nhân tố CNM trong mạng công cộng cung cấp dịch vụ M3

CNM quản lí các thành phần của mạng công cộng tại những nơi mà những mạch của
người dùng đi ngang qua tốt hơn là tại những mạng ATM của họ.