Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 7 - Trịnh Huy Hoàng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.45 MB, 63 trang )
CHƯƠNG 7
MẠNG CHUYỂN MẠCH GÓI
(Packet Switching Network)
Giảng viên: Trịnh Huy Hoàng
Email:
Nội dung
Ứng dụng
Công nghệ chuyển mạch gói
Tìm đường
X.25
CSE 501035 – Data Communication
2
Chuyển mạch gói
Chuyển mạch mạch được thiết kế để truyền thoại
Các tài nguyên được dành riêng cho cuộc gọi
Hầu hết thời gian là kết nối dữ liệu rảnh
Tốc độ dữ liệu cố định
Thiết bị cả 2 đầu phải chạy cùng tốc độ
Công nghệ chuyển mạch gói
Ứng dụng
Các ứng dụng dữ liệu
Public Data Network (PDN) / Valueadded Network (VAN)
Private PacketSwitched Network
Các ứng dụng tiếng nói
Packetized Voice Network
CSE 501035 – Data Communication
3
Chuyển mạch gói – Nguyên lý
Dữ liệu được truyền theo gói nhỏ
Thông tin điều khiển
Thông thường là 1000 octet / gói
Các thông điệp lớn hơn được chia thành một chuỗi các gói nhỏ
Mỗi gói chứa một phần dữ liệu của người dùng và các thông tin điều
khiển
Chứa thông tin cho việc tìm đường (địa chỉ)
Các gói được nhận, lưu tạm thời (đệm) và chuyển cho node kế
tiếp
Lưu và chuyển (store and forward)
CSE 501035 – Data Communication
4
Chuyển mạch gói – Ưu điểm
Hiệu quả sử dụng đường truyền
Chuyển đổi tốc độ dữ liệu
Mỗi trạm kết nối với node cục bộ với tốc độ của nó
Các node đệm dữ liệu nếu cần thiết để cân bằng tốc độ
Các gói được chấp nhận ngay khi mạng đang bận
Liên kết đơn nodenode có thể dùng chung bởi nhiều gói
Các gói được xếp hàng và truyền đi nhanh nhất có thể
Việc phát có thể chậm lại
Thông báo có thể có các độ ưu tiên khác nhau
CSE 501035 – Data Communication
5
Chuyển mạch gói – Kỹ thuật
Trạm chia thông báo dài thành nhiều gói nhỏ
Các gói được gởi lần lượt vào mạng
Các gói được xử lý theo 2 cách
Datagram
Virtual circuit
CSE 501035 – Data Communication
6
Chuyển mạch gói – Kỹ thuật
Datagram
Mỗi gói được xử lý độc lập
Các gói có thể đi theo bất cứ đường thích hợp nào
Các gói có thể đến đích không theo thứ tự gởi
Các gói có thể thất lạc trên đường đi
Nhiệm vụ của bên nhận là sắp xếp lại các gói mất trật tự và
khôi phục các gói thất lạc
CSE 501035 – Data Communication
7
Chuyển mạch gói Datagram
CSE 501035 – Data Communication
8
Chuyển mạch gói Datagram
CSE 501035 – Data Communication
9
Chuyển mạch gói – Kỹ thuật
Virtual circuit
Đường đi định sẵn đã được tạo trước khi gởi các gói đi
Các gói yêu cầu cuộc gọi và chấp nhận cuộc gọi được dùng để tạo kết
nối (handshake)
Mỗi gói chứa thông tin về đường đi “ảo” thay vì thông tin địa chỉ đích
Không cần quyết định tìm đường cho các gói
Yêu cầu xóa để hủy kết nối
Không phải là một đường dành riêng
Mỗi đường ảo được gán một mã số riêng (Virtual Circuit Identifier –
VCI)
CSE 501035 – Data Communication
10
Chuyển mạch gói – Virtual Circuit
CSE 501035 – Data Communication
11
Chuyển mạch gói – Virtual Circuit
CSE 501035 – Data Communication
12
Virtual Circuit vs. Datagram
Virtual circuit
Mạng có thể cung cấp sự tuần tự và điều khiển lỗi
Các gói được chuyển nhanh hơn
Không cần các quyết định tìm đường
Độ tin cậy kém hơn
Việc mất một node sẽ làm hỏng tất cả các kết nối đi qua node đó
Datagram
Không cần giai đoạn thiết lập kết nối
Tốt hơn nếu số gói nhỏ
Linh động hơn
Đường đi được quyết định sao cho tránh các phần mạng đang nghẽn
kẹt
CSE 501035 – Data Communication
13
Kích thước gói
CSE 501035 – Data Communication
14
Circuit vs. Packet Switching
Hiệu suất
tProp
tTrans
tNode
CSE 501035 – Data Communication
15
Circuit vs. Packet Switching
Circuit Switching
Datagram Packets
Virtual Circuit Packets
Đường truyền dẫn dành riêng
Đường truyền dẫn không dành riêng
Đường truyền dẫn không dành riêng
Dữ liệu truyền liên tục
Dữ liệu truyền theo gói
Dữ liệu truyền theo gói
Đủ nhanh cho ứng dụng tương tác
Đủ nhanh cho ứng dụng tương tác
Đủ nhanh cho ứng dụng tương tác
Thông báo không được lưu trữ
Thông báo có thể được lưu trữ cho
đến khi đến phân phát
Thông báo được lưu trữ cho đến khi
đến phân phát
Đường truyền dẫn được thiết lập
cho toàn bộ quá trình trao đổi
Đường đi được thiết lập cho mỗi
gói
Đường đi được thiết lập cho toàn
bộ quá trình trao đổi
Trễ do quá trình thiết lập, nhưng
thời gian trễ trong quá trình truyền
không đáng kể
Trễ truyền các gói
Trễ do quá trình thiết lập, trễ
truyền các gói
Tín hiệu bận nếu bên nhận không
sẵn sàng
Người gởi có thể được thông báo
nếu các gói không được phân phát
Người gởi được thông báo nếu các
gói không được phân phát
CSE 501035 – Data Communication
16
Circuit vs. Packet Switching (tt)
Circuit Switching
Datagram Packets
Virtual Circuit Packets
Quá tải sẽ khóa việc thiết lập;
không trễ khi đường truyền đã
được thiết lập
Quá tải sẽ tăng thời gian trễ của
gói
Quá tải có thể khóa việc thiết
lập; tăng thời gian trễ của gói
Chuyển mạch cơ điện hoặc được Node chuyển mạch nhỏ
điều khiển bởi máy tính
Node chuyển mạch nhỏ
User chịu trách nhiệm khi các
thông báo bị thất lạc
Mạng có thể sẽ chịu trách nhiệm
cho các gói đơn lẻ
Mạng có thể sẽ chịu trách nhiệm
cho chuỗi các gói
Thường không cần chuyển đổi
tốc độ và bảng mã
Chuyển đổi tốc độ và bảng mã
Chuyển đổi tốc độ và bảng mã
Truyền dẫn băng thông cố định
Linh động sử dụng băng thông
Linh động sử dụng băng thông
Không tốn chi phí dữ liệu sau khi
thiết lập
Tốn kém dữ liệu cho mỗi gói
Tốn kém dữ liệu cho mỗi gói
CSE 501035 – Data Communication
17
Hoạt động bên ngoài – bên trong
Chuyển mạch gói datagrams hoặc virtual circuits
Giao tiếp giữa trạm và node mạng
Kết nối (Connection oriented)
Trạm yêu cầu kết nối luận lý (virtual circuit)
Tất cả các gói được đánh dấu thuộc về kết nối đó và được đánh số
thứ tự
Mạng phân phát các gói theo thứ tự
Dịch vụ mạch ảo bên ngoài
e.g. X.25
Khác so với hoạt động mạch ảo bên trong
Không kết nối (Connectionless)
Các gói được xử lý độc lập
Dịch vụ datagram bên ngoài
Khác so với hoạt động datagram bên trong
CSE 501035 – Data Communication
18
Thpcỏccụngngh
Externalvirtualcircuit,
internalvirtualcircuit
Externalvirtualcircuit,internaldatagram
Dũc h
vuù
be õn
tro ng
V.C
Dũc h vuùbe õn ng oaứi
V.C.
IBM SNA
TYMNET
Datagram
Not used
X.25
ARPANET
Datagram ARPANET
(packet)
(packet, message)
Mngxlýmigúiriờngbit
Cỏcgúikhỏcnhauchocựngmtmchobờnngoicúthicỏcngbờntrong
khỏcnhau
Mnglutrcỏcgúitinodeớchspxplitht
Externaldatagram,internaldatagram
ngdnhriờngthụngquamng
ệ
n g duùn g
Cỏcgúicixmtcỏchclpbicmngvuser
Externaldatagram,internalvirtualcircuit
Ngidựngngoikhụngthycỏcktni
Ngidựngngoigitnggúimt
Mngthitlpktnilunlý
Tisaophitnchiphớnhngkhụngcúligỡ?
CSE501035DataCommunication
19
External Virtual Circuit and Datagram Operation
CSE 501035 – Data Communication
20
Internal Virtual Circuit and Datagram Operation
CSE 501035 – Data Communication
21
Tìm đường
Vấn đề phức tạp, quyết định đối với mạng chuyển
mạch gói
Các đặc tính yêu cầu
Chính xác
Đơn giản
Mạnh mẽ
Ổn định
Công bằng
Tối ưu
Hiệu quả
Tiêu chuẩn đo tính hiệu quả
Được dùng để chọn đường
Số chặng đường (hop) là tối thiểu
Chi phí (cost) tối thiểu
CSE 501035 – Data Communication
22
Chi phí các đường đi
CSE 501035 – Data Communication
23
Yếu tố quyết định chiến thuật tìm đường
Thời điểm quyết định
Trên cơ sở mạch ảo hoặc gói
Nơi quyết định
Phân tán (Distributed)
Được thực hiện tại các node
Tập trung (Centralized)
Tại nguồn gởi (Source)
Nguồn thông tin mạng và thời điểm cập nhật thông tin
Quyết định tìm đường thông thường (không phải luôn luôn) được dựa trên các
thông tin về mạng
Tìm đường phân tán (Distributed routing)
Tìm đường tập trung (Central routing)
Node sử dụng các thông tin cục bộ
Có thể thu thập thông tin từ các node kế cận
Có thể thu thập thông tin từ các node trên đường tiềm năng
Thu thập thông tin từ tất cả các node
Cập nhật thông tin
Xác định khi nào các thông tin mạng được lưu trữ tại các node được cập nhật
Cố định (Fixed) – không bao giờ được cập nhật
Động (Adaptive) – cập nhật thường xuyên
CSE 501035 – Data Communication
24
Chiến thuật tìm đường
Chiến thuật (Routing Strategies)
Fixed routing
Flooding routing
Random routing
Adaptive routing
CSE 501035 – Data Communication
25
