MÔ PHỎNG MẠNG ATM- LAN

MÔ PHỎNG MẠNG ATM- LAN
6.1 Tổng quan
Hệ thống đầu cuối được gắn trực tiếp với LAN hiện hữu được cài đặt lớp MAC phù hợp với kiểu của LAN
. Hệ thống đầu cuối được gắn trực tiếp tới mạng ATM có cài đặt giao thức ATM và ALL. Như vậy có phần
cần phải xem xét :
1. Tương tác giữa hệ thống đầu cuối trên mạng ATM và hệ thống đầu cuối trên LAN hiện hữu .
2. Tương tác giữa hệ thống đầu cuối trên LAN hiện hữu và hệ thống đầu cuối trên LAN hiện hữu khác
, cùng kiểu.
3. Tương tác giữa hệ thống đầu cuối trên LAN hiện hữu và hệ thống đầu cuối trên LAN hiện hữu khác
, khác kiểu .
Giải pháp chung nhất cho vấn đề này là Router. Router hoạt động ở mức IP
( Internet Protocol) . Mọi hệ thống đầu cuối đều cài đặt IP . Mọi mạng đều kết nối qua router . Nếu dữ liệu
lang thang ở đâu đó trong phạm vi của LAN riêng biệt thì nó trực tiếp nằm trên router nội hạt . Lớp LLC và
MAC bị cắt ra ,do đó IP PDU được định tuyến qua một hoặc nhiều mạng khác tới LAN đích nơi mà lớp LLC
và MAC thích hợp với yêu cầu . Tương tự ,nếu một hoặc cả hai hệ thống đầu cuối nối kết trực tiếp vào
ATM, lớp AAL và ATM bị cắt hoặc ghép vào IP PDU.
Mặc dù phương pháp này có hiệu quả , nó cho thấy chắc chắn số lượng xử lý tiếp và trễ của mỗi router.
Trong mạng rộng trễ này trở lên quá lớn . Mạng có 1000 router là tăng trưởngbình thường , mạng có
10000 router cũng đã được thiết lập . Nhưng kỹ thuật để khai thác ATM có hiệu quả thì yêu cầu giảm số
lượng của router. Một cách khác có thể giải quyết là chuyển mọi hệ thống đầu cuối lên trợc tiếp hoạt động
trên ATM , lúc đó sẽ không còn sự phân cách công nghệ sử dụng cho mọi mạng bao gồm các LAN và WAN
thành phần .
Tuy nhiên với hàng triệu nút Ethernet và token ring đã cài đặt trên LAN dùng chung môi trường , hầu hết
các tổ chức đơn giản đều không đáp ứng được cho mọi hệ thống vào ATM , hơn nữa mặc dù giá cả của
card giao tiếp ATM đang giảm nhưng Ethernet và token ring vẫn đang rẻ hơn .
Để đáp ứng yêu cầu này ,ATM Forum đã đưa ra các đặc tính đảm bảo sự cùng tồn tại của LAN hiện hữu
và các ATM - LAN , còn gọi là mô phỏng ATM LAN . Đối tượng của ATM LAN dùng chung môi trường đang
tồn tại giao tiếp với mạng ATM và thiết bị nối trực tiếp qua chuyển mạch ATM.
Hinh 6.1 Cho thấy các kiểu cấu hình được xây đựng từ mô phỏng ATM LAN . Nó được định nghĩa như
sau :
1. Làm cho hệ thống đầu cuối của hai mạng LAN riêng cùng kiểu ( cùng lớp MAC ) có thẻ trao đổi

khung MAC qua mạng ATM .
2. Làm cho hệ thống đầu cuối của LAN có thể tương tác với hệ thống đầu cuối LAN mô phỏng cùng
kiểu và kết nối trực tiếp tới chuyển mạnh ATM .
Mô phỏng ATM LAN vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu thứ 3 ở trên .

6.2 Kiến trúc giao thức
Hình 6.2 thể hiện kiến trúc giao thức liên quan tới mạng ATM LAN mô phỏng ,ở đây chúng ta xem xét
tương tác giữa hệ thống nối kết ATM với hệ thống đầu cuối nối kết vào LAN hiện hữu .Lưu ý rằng hệ thống
đầu cuối nối kết tới LAN hiện hữu không bị ảnh hưởng .nó cho phép sử dụng các kỹ sảo của giao thức , bao
gồm giao thức MAC chỉ định tới LAN và LLC chạy trên đỉnh của chúng . Các giao thức mức ứng dụng sẽ
không được biết là chúng chạy trên nền ATM.
Có thể nối 2 LAN bằng giao thức MAC sử dụng cầu nối . Nếu cầu nối được kết nối vào 2 LAN , khoảng
địa chỉ MAC sẽ phân chia cho 2 LAN sử dụng , mỗi địa chỉ duy nhất sẽ dành cho một hệ thống nối kết vào .
Nếu có một khung MAC truyền trên một LAN được đánh địa chỉ tới một LAN khác , cầu nối sẽ lấy khung
MAC từ một LAN đầu tiên và truyền nó tới LAN thứ hai .quá trình sử lý này coi như trong suốt đối với các
hệ thống đầu cuối .
Mạng ATM
Cầu nối
LAN
 
Lớp áp dụng
TCP/IP
LLC
MôphỏngLAN
AAL5
ATM
Lớp vật lý
ATM
Lớp vật lý
Lớp vật lý

LANE
AAL5
ATM
Lớp vật lý
Lớp
MAC
Lớp vật lý
LLC
Lớp áp dụng
TCP/IP
Bridge
MAC
Lớp vật lý
ATM Host Chuyển mạch ATM Chuyển đổi Ethernet Hoặc
ATM-To-LAN Token ring host
Hình 6.2 : Kiến trúc giao thức mô phỏng LAN
Trong hình 6.2 cầu nối logic phải tăng thêm do khả năng chuyển đổi khung MAC đến và tế bào ATM .Đây là
một trong những chức năng chính của module mô phỏng LAN. Người ta chỉ địng dùng AAL5 để phân đoạn
khung MAC thành ATM tế bào và tái tạo lại tế bào đến thành khung MAC .Đối với tế bào ATM ra ,bộ
chuyển đổi ATM-To-LAN nối kết tới chuyển mạch ATM thông thường như là một phần của mạng ATM.
Hình 6.2 cho thấy Host trên LAN hiện hữu đang trao đổi dữ liệu với Host gắn vào mạng ATM .Để thực
hiện việc này Host ATM phải bao hàm Module mô phỏng LAN chấp nhận khung MAC từ AAL và chuyển nội
dung lên lớp LLC . Do đó Host cần thiết phải mô phỏng LAN khi nó có thể nhận và truyền khung MAC cùng
một dạng của LAN hiện hữu . Từ quan điểm của hệ thống đầu cuối trên mạng LAN hiện hữu , Host ATM là
hệ thống đầu cuối khác với địa chỉ MAC .Toàn bộ xử lý của mô phỏng LAN trong suốt đối với hệ thống
đang tồn tại có cài đặt LLC và MAC.
6.3 Mô phỏng LAN
6.3.1 Giới thiệu
Với kiến trúc giao thức được mô tả trên đây , giao thức có thể thiết lập số lượng các LAN mô phỏng độc
lập .

LAN mô phỏng sẽ cung cấp giao thức MAC đơn và có hai kiểu hiện thời :
 ETHERNET/IEEE 802.3
 ETHERNET/IEEE 802.5
LAN mô phỏng có một vài kết hợp như sau :
 Các hệ thống đầu cuối trên một hoặc nhiều LAN hiện hữu
 Các hệ thống đầu cuối gắn trực tiếp vào chuyển mạch ATM
Mỗi hệ thống đầu cuối trên LAN mô phỏng đều có một địa chỉ MAC duy nhất . Dữ liệu trao đổi giữa các
hệ thống đầu cuối trên cùng LAN mô phỏng liên quan đến giao thức MAC và nó trong suốt đối với lớp cao
hơn . Có nghĩa là xuất hiện LLC cho tất cả hệ thống đầu cuối trên LAN mô phỏng là LAN dùng chung môi
trường . Giao tiếp giữa các hệ thống đầu cuối trên LAN mô phỏng được thực hiện qua Router và Bridge .
Lưu ý rằng Router hoặc Bridge có thể nối các tế bào hình gói và phân chia chúng thành các tế bào và gửi
chúng tới LAN mô phỏng khác.
6.3.2 Client và servert trên LAN mô phỏng
Chúng ta thảo luận vấn đề sau :
1. Thiết bị gắn trực tiếp tới chuyển mạch ATM và hệ thống chuyển đổi ATM- To - LAN có địa chỉ ATM
cơ sở . Làm thế nào để dịch giữa địa chỉ này với địa MAC.
2. ATM sử dụng giao thức hướng liên kết liên quan tới đường ảo và kênh ảo . Vậy làm sao để có
được giao thức LAN MAC hướng không liên kết từ hướng liên kết.
Thực thể Mô tả
Khách hàng LAN (LEC) Thiết lạp đấu nối tới các dịch vụ của LAN , thiết lập đấu nối đữ
liệu tới các khách hàng ,địa chỉ MAC tới địa chỉ ATM
Cấu hìng mạng LAN (LECS) Trợ giúp khách hàng trong việc lựa chọn LES
Dịch vụ LAN (LES) Thiết lập khởi động địa chỉ bản đồ , chấp nhận khách hàng
Dịch vụ quảng bá và không xác
nhận
Thực hiện đa truyền thông

Bảng 6.3 Định nghĩa cho ba loại khách – chủ (Client và server)
3. Đa phân phát và quảng bá trên mạng LAN dùng chung phương tiện truyền là điều dễ dàng thực
hiện . Vậy việc đưa khả năng này vào môi trường ATM như thế nào ? Để thực hiện điều đó ATM

Forum mở rộng khả năng dựa trên phương pháp Client - Server .
ATM LAN mô phỏng yêu cầu hai thành phần khách - chủ (client - server)
Client hoạt đọng thay mặt các thiết bị gắn vào LAN hiện hữu ,và sử dụng địa chỉ MAC . Một client có
thể đáp ứng cho việc đưa thêm thực thể MAC vào cấu hình chung có liên quan đến công việc dịch địa
chỉ MAC và địa chỉ ATM . Một client được cung cấp router , server gắn vào ATM, hoặc có thể chuyển
mạch ATM nối kết trực tiếp tới một trong những cái sau đây . Server đáp ứng cho việc tích hợp một
thực thể MAC vào cấu hình chung và quản lý mọi công việc có liên quan , như tìm kiếm địa chỉ ,mô
phỏng quảng bá .Server có thể được cài đặt thành hai thành phần riêng biệt hoặc trong chuyển mạch
ATM. Mỗi LAN mô phỏng gồm có một hoặc nhiều client và dịch vụ mô phỏng LAN đơn.
Dịch vụ LAN mô phỏng trong thực tế bao gồm 3 kiểu của server , nó thực hiện các nhiệm vụ riêng
biệt : LECS ( LAN Emulation Configuration server),LES ( LAN Emulation Server), BUS ( Broadcast and
Unknown Server). Lý do để phân chia Server thành 3 module là nhười quản lý có thể quyết định có
một hoặc nhiều loại server cho việc điều hành có hiệu quả , và có thể quyết định phân bố xác định
Server để tối thiểu hoá gánh nặng truyền thông . Bảng 6.2 đưa ra tóm tắt cho 3 loại của Server và
client
. Hình 6.3 chỉ ra rằng client và 3 kiểu của server tương tác với nhau . Client có thể thiết lập nối kết
kênh ảo , gọi là nối kết điều khiển ,tới LECS và LES . Nối kết tới LECS dùng bởi LEC để khuyếch đại đầu
vào cho LAN mô phỏng và định vị cho LES. LES đáp ứng việc đăng ký client mới và địa chỉ MAC của
chúng vào LAN mô phỏng và việc thiết lập bản đồ giữa địa chỉ MAC và địa chỉ ATM.
Trạm làm việc
LEC
Cầu
Nối
LEC
LECS

LES
BUS
Mạng ATM
LANhiện hưũ

Hình 6.3: Đáu nối khách hàng LAN thông qua LUNI
Mỗi khi client và hệ thống đầu cuối của nó hội nhập vào LAN mô phỏng , hầu hết các công viẹc được
thực hiện qua kết nối kênh ảo gọi là kết nối dữ liệu. Khung MAC phân đoạn thành tế bào ATM , truyền
qua nối kết dữ liệu giữa hệ thống đầu cuối trên cùng LAN mô phỏng . Đối với việc truyền thông báo ,
nối kết kênh ảo được thiết lập giữa hai client , đây là việc thiết lập giao thức thể hiện trong hình 6.2 .
Cuối cùng , nối kết dữ liệu giữa client và Bus dùng cho quảng bá hoặc phân phát cũng được dùng để
điều khiển việc truyền mà client gửi không biet địa chỉ của client nhận.
6.3.3 Toàn cục của mô phỏng LAN
Để rõ ràng khái niệm liên quan tới LAN mô phỏng , chúng ta có các sự kiện sau :
 Khởi động ( Intialization): Hội nhập với LAN mo phỏng ,một client phải bắt đầu bằng việc duy trì địa
chỉ ATM của server LAN mô phỏng ( LES )cho LAN mô phỏng . Client xác định nối kết kênh ảo tới
server cấu hình LAN mô phỏng ( LECS).
Có 3 kỹ thuật ,trong đó Client phát hiện ra địa chỉ LECS ATM do vậy nó thể thực hiện việc khởi động :
1. Client có thể dùng thủ tục quản lý mạng như một phần của giao tiếp quản lý cục bộ tạm thời
(ILMI) ATM Forum . Thủ tục này có vị trí giữa client và phần mềm ILMI trong chuyển mạch
ATM liên kết . Nếu phần mềm ILMI có địa chỉ LECS yêu càu LAN mô phỏng , nó cung cấp địa
chỉ tới client . Client sẽ thiết lập nối kết kênh ảo tới LECS.
2. Nếu thủ tục ILMI thất bại , client thử danh sách địa chỉ tiền định nghĩa trong đặc tính gọi là
địa chỉ thông dụng . Địa chỉ nàu được cung cấp để đáp ứng LECS trên bất kỳ mạng ATM,
thông báo tới đặc tính ATM Forum. Client dùng địa chỉ này để thiết lập nối kết kênh ảo tới
LECS.
3. Nếu địa chỉ thông dụng thất bại , Client thử nhận dạng đường ảo / nhận dạng kênh ảo thông
dụng định nghĩa trong đặc tính ATM Forum. Khi mạng ATM được xây dựng, người quản lý
mạng thiết lập đường ảo / kênh ảo này một cách bền vững.
 Cấu hình (Configuration ) : Khi một cuộc nối kết được thực hiện giữa client và LECS, client có thể gắn
vào một thông báo của LECS. LECS gán client tới dịch vụ LAN mô phỏng riêng biệt bằng cách cho
client địa chỉ ATM của LES . LECS trả về client thông tin về LANmô phỏng . Tên này (LAN)có thể định
nghĩa bởi người quản lý cấu hình đẻ cho một nhốm làm việc .
 Hội nhập (Joining): Client có thông tin nhận biết cho việc hội nhập vào LAN mô phỏng . Client phát
JOIN RESQUEST tới LES bao gồm địa chỉ ATM của client , địa chỉ MAC , kiểu LAN , kích thước khung

tối đa , số nhận dạng client và chỉ thị uỷ nhiệm . thông số sau cùng thông báo rằng client đáp ứng tới
hệ thống đầu cuối gắn trực tiếp vào chuyển mạch ATM hoặc là bộ phận chuyển đổi LAN - To- ATM hỗ
ttrợ cho hệ thống đầu cuối trên LAN hiện hữu . Nếu LES chuẩn bị chấp nhận client, nó sẽ gửi trở về
thông báo chấp nhận JOIN RESPONSE. Nếu khác nó sẽ gửi trả lại báo hiệu từ chối JOIN REFUSE
 Đăng ký và khởi động Bus(Registration and Bus Initilization)
Mỗi khi client nối kết với LAN mô phỏng , nó thực hiện qua thủ tục
đăng ký. Nếu client uỷ nhiệm cho số lượng các hệ thống đầu cuối trên
LAN hiện hữu , nó gửi danh sách toàn bộ địa chỉ MAC trên LAN hiện
hữu , và đó là một phần của LAN mô phỏng tới LES. Tiếp theo , client
yêu cầu LES cho địa chỉ ATM của Bus . Địa chỉ này có chức năng như
là địa chỉ quảng bá đối với LAN mô phỏng và nó sử dụng khi khung
MAC trở thành quảng bá cho mọi trạm làm việc trên LAN mô phỏng .
Client sẽ thiết lập nối kết dữ liệu tới Bus.
 truyền dữ liệu (Data transfer) : Mỗi khi client đăng ký ,nó sẵn sàng để gửi và nhận khung MAC . Trong
trường hợp hệ thống đầu cuối gắn vào chuyển mạch ATM, hệ thống này sẽ phát sinh khung MAC của nó
cho việc truyền tới một hoặc nhiều hệ thống khác trên LAN mô phỏng . Trong trường hợp Client uỷ
nhiệm , nó có chức năng là cầu nối nhận khung MAC từ hệ thống đầu cuói trên LAN hiện hữu của nó và
sẽ truyền những khung MAC . Trong cả hai trường hợp khung MAC đi ra phải phân mảnh thành tế bào
ATM và truyền qua kênh ảo . Có 3 trường hợp cần xem xét :
- Frame MAC duy nhất , biết được địa chỉ ATM
- Frame MAC duy nhất , không biết được địa chỉ ATM
- Phân phát , quảng bá khung MAC
Nếu client biết địa chỉ ATM của khung duy nhất nó kiểm tra nối kết dữ
liệu ảo đã thiết lập sẵn sàng cho client đích . Nếu vậy nó gửi khung qua
nốikết này . Nếu khác , nó sử dụng báo hiệu ATM để thiết lập nối kết và
gửi các khung .
Nếu địa chỉ không xác định , client gửi thực hiện hai hoạt động . Đầu tiên , client gửi khung qua nối kết
dữ liệu được duy trì tới Bus . Bus truyền khung tới đích MAC có chủ định hoặc quảng bá khung tới mọi
đích MAC trên LAN mô phỏng . Trong trường hợp sau , đích có chủ định sẽ nhận ra địa chỉ MAC của nó và
chấp nhận khung . Thứ hai , client thử nhận biết dịa chỉ ATM cho MAC này để tham chiến sau này . Nó

thực hiện bằng cách gửi LE - ARP - REQUEST tới LES, câu lệnh bao gồm địa chỉ MAC mà địa chỉ ATM đang
cần . Nếu LES biết được địa chỉ ATM nó sẽ gửi địa chỉ tới client trong LE - ARP - RESPOSE. Ngoài ra , LES gửi
yêu cầu trong lúc thử nhận biết địa chỉ ATM . LES gửi ra LE - ARP - REQUEST tới tất cả client trên mạng
ATM mô phỏng . Client thể hiện địa chỉ MAC dưới dạng câu hỏi sẽ trả về địa chỉ ATM của nó tới LES, có thể
gửi trả địa chỉ tới Client yêu cầu ban đầu .
Cuối cùng, nếu khung MAC là phân phát hay quảng bá , client gửi sẽ truyền khung tới Bus qua nối kết dữ
liệu ảo .Bus sẽ lặp lại khung đó và gửi nó qua nối kết dữ liệu ảo tới client trong LAN mô phỏng.
6.3.4 Dạng khung LAN mô phỏng
LAN mô phỏng có hai dạng khung :
 Dạng khung dữ liệu : Sữ dụng nối kết dữ liệu giữa các client và giữa client với BUS
 Dạng khung điều khiển : qua nối kết điều khiển giữa các client với LES và LECS.
Hình 6.4 cho thấy dạng khung dữ liệu :
- Dạng 1: Cho IEEE 802.3
- Dạng 2 : Cho IEEE 802.5
Trong mỗi trường hợp dạng khung dữ liệu được rút ra từ dạng khung MAC . Khảo
sát trường bhợp IEEE 802.3. Khi client nhận được LLC PDU từ mức kế tiếp cao
hơn , nó xây dựng một khung MAC để truyền đi . Khung này có chung dạng với
khung MAC thông thường , ngoài một vài khác biệt , trường tuần tự kiểm tra khung
bị bỏ qua ,điều này loại trừ tiêu đề không cần thiết , tiêu đề LE được được đưa vào ,
16 bit này chứa nhận dạng client . Khi khung được nhận bởi client đích, phần đầu
LE được cắt đi nếu đích là hệ thông gắn vào ATM , nó bỏ qua trường MAC duy trì
và chuyển tới thông tin LLC . Nếu đích là bộ chuyển đổi ATM - To- LAN gán với
LAN IEEE 802.3 nó bóc phần đầu cộng vào trường FSC vào khung MAC và truyền
khung MAC tới LAN.
Mô tả cho khung MAC IEEE 802.5 cũng tương tự , một lần nữa phần đầu LE
được xen vào . Trong trường hợp này 3 trưởng cuối của khung bỏ qua : FCS ( Frame
check sequense),ED( Ending delimiter),FS ( Frame status). Tất cả các trường này
được khôi phục lại nếu khung được truyền lại trên LAN Token Ring.
Địa chỉ đích
(6)

Địa chỉ
nguồn (6)
Độ dài (6)
Đơn vị dữ liệu giao thức LLC
( PDU)
Địa chỉ đích
(6)
Địa chỉ
nguồn (6)
Trường
thôngtin
định tuyến
(0-30)
8 bit 8 bit
LE Header (2) LE Header (2)
AC PAD (1)

FC (1)
Đơn vị dữ liệu giao thức LLC
(PDU)
(a) IEEE 802.3
(b) IEEE 802.5