ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ ATM CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Sự ra đời và phát triển của ATM Trong xã hội hiện đại ngày nay các nhu cầu thông tin đang gia tăng một cách nhanh chóng. Các nhu cầu này không chỉ đòi hỏi vế số lượng loại hình dòch vụ mà còn về chất lựợng dòch vụ và tốc độ cung cấp dòch vụ. Mạng đa dòch vụ băng rộng (B- ISDN) là một giải pháp cho nhu cầu thông tin ngày nay. Mạng băng rộng đựơc nghiên cứu từ giữa những năm 80, bắt đầu với việc xác đònh phương thức truyền tải trong mạng.Năm 1988, CCITT( Nay là ITU-T) đã đưa ra những kiến nghò đầu tiên về mạng băng rộng (B-ISDN) đồng thời xác đònh phương thức truyền tải không đồng bộ (ATM) là phương thức truyền tải để cung cấp các dònh vụ băng rộng trong tương lai. ATM đầu tiên được nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu CNET ( của France Telecom) và Bell Labs (ATQT) và năm 1983, sau đó tiếp tục đựơc phát trểin tại trung tâm nghiên cứu Allatelbell ( Antwerp) từ năm 1984. Các trung tâm này đã nghiên cứu những nguyên lý cơ bản và đã đóng góp tích cực trong việc xây dựng các tiêu chuẩn đầu têin về ATM. Hiện nay công nghệ ATM đã phát triển đến mức độ khá hòan hảo và ổn đònh.Công nghệ này được nghiên cứu và triễn khai tại nhiều nước trên thế giới.Các tiêu chuẩn,các tham số về mạng đã và đang được xây dựng và hoàn thiên. Các tập đoàn công nghiệp điện tử có tên tuổi trên thế giới đều đã có nhiều chủng loại sản phẩm thiết bò ATM ở mức độ hệ thống. Nhiều mạng ATM đã được triển khai , bước đầu cung cấp dòch vụ băng rộng tới khách hàng. Việc ứng dụng công nghệ ATM vào mạng viễn thông đã được bắt đầu từ những năm 90. Mạng ATM công cộng đầu tiên trên thế giới được triễn khai ở Mỹ từ măm 1993 đến 1995 mang tên WILTEL(nay là WORLD-COM) gồm 19 chuyển mạch của NEC loại ANTOMNET/M10 Mạng ATM của Nhật mang tên JAPAN CAMPUS nối 22 trường đại học trên toàn lãnh thổ Nhật đã hoàn thành vaò tháng 5/1995. Mạng đa phương tiện của Italia mang tên SOCRATE nối 14 thành phố chủ chốt vào những năm 1995-1996. Công nghệ ATM đã hoàn chỉnh đến mức : + Mạng ATM có thể kết nối đến tất cả các loại mạng hiện hữu bao gồm IDN, N-ISDN và cả ANALOG. + Chuyển mach ATM có thể thích nghi với chủng loại tốc độ kể cả luồng E1. Với sự hoàn thiện của công nghệ ATM và truyền dẫn SDH trên sợi quang thì việc xây dựng mạng viễn thông liên kết đa dòch vụ băng rộng (B-ISDN) là hiện thực không xa trong tương lai. Mạng viễn thông B-ISDN mở ra các siêu xa lộ thông tin, cung cấp SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 1 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM dòch vụ đa phương tiện (Multimedia Service) thỏa mãn mọi nhu cầu của xã thông tin ở thế kỷ 21. 1.2 Các tiêu chuẩn ATM: Như đã được đề cập ở trên, một trong những yếu tố quan trọng để phát triển công nghệ ATM và triển khai rộng khắp trên toàn thế giới là các tiêu chuẩn về ATM phải được hoàn thiện. Hiện nay việc tiêu chuẩn hóa B-ISDN\ATM được thực hiện dưới hai hình thức : hình thức do các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế thực hiện và dươi dạng các diễn đàn công nghiệp. Các tổ chức chính đưa ra tiêu chuẩn B-ISDN/ATM bao gồm: Tổ chức quốc tế về các tiêu chuẩn viễn thông của ITU_T mà trước đây gọi là CCITT, Viện tiêu chuẩn quôc gia Mỹ (ANSI-Armerican Telecommunication Standart Institute), Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI-European Telecommunication Standard Institute). Các diễn đàn công nghiệp gồm: ATM Forum,IETF(Internet Engineering Task Force), Frame Relay Forum và SIG(SMDS Interest Group). Diễn đàn công nghiệp được thực hiện từ những năm 90 là một hình thức mới trong việc tiêu chuẩn hóa.Đây không phải các tổ chức chính thức làm về tiêu chuẩn ma được hình thành bỏi nhóm các nhà sản xuất, khách hàng và các chuyên gia công nghiệp.Mục đích của diễn đàn là đảm bảo khả năng phối hợp ,tính tương thích của các tiêu chuẩn mà không phải đưa thêm các chi tiết mới vào tiêu chuẩn.Thay cho việc đưa ra các đònh nghóa và các thỏa thuận để thực hiện,diễn đàn chủ yếu làm sáng tỏ các vướng mắc,giải quyết các vấn đề tương thích khi áp dụng các tiêu chuẩn.Trong nhiều trường hợp,diễn đàn đã có những đóng góp tích cực đối với những tổ chức tiêu chuẩn chính thức,có tac dung thúc đẩy việc chấp nhận các tiêu chuẩn,các thủ tuc và các giao thức ATM đã được ban hành. 1.2.1 Các tiêu chuẩn của ITU-T: Đây là tổ chức chính đưa ra các khuyến nghò có tính chất quốc tế.ITU-T làm việc theo các chu kỳ nghiên cứu với thời gian trước đây là 4 năm và hiện nay là 2 năm.Việc xây dựng các tiêu chuẩn được thực hiện theo phương thức “hỏi -đáp” và các khuyến nghò được đưa ra vào giai đoạn kết thúc của thời gian nghiên cứu hoăc vao thòi kỳ gối đầu củc chu kỳ nghiên cứu tiếp theo. Tiêu chuẩn về B-ISDN/ATM chính thức được nghiên cứu trong chu kỳ 1985- 1988.Trong chu kỳ này,chỉ có một khuyến nghò duy nhất được đưa ra .Đó là khuyến nghò I.121 về các ý nghóa băng rộng của B-ISDN,gồm các nội dung chính như sau: + Chọn công nghệ ATM là giải pháp truyền tải áp dung cho B-ISDN. + Phác thảo mô hình chuẩn B-ISDN (các lớp và chức năng). + Xác đònh 155Mbit/s và 622 Mbit/s là tốc đọ truyền dẫn của giao diện Người dung-Mạng (UNI-User Networt Interface). Tiếp theo giai đoạn đầu,công việc tiêu chuẩn ATM và B-ISDN được đẩy mạnh trong các giai đoạn kế tiếp.Kết quả của các chu kỳ nghiên cứu 1989-1992 là một tập hợp các khuyến nghò CCITT về B-ISDN/ATM gồm 13 khuyến nghò Năm 1992-1993 có thêm 7 khuyến nghò. SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 2 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM Trong chu kỳ 1993-1994,các vấn đề chủ yếu liên quan đến báo hiệu trong B- ISDN gồm 12 khuyến nghò.Các khuyến nghò này được đề câp trong phần phụ lục. Hiện nay còn nhiều lónh vực của B-ISDN/ATM đang được nghiên cứu và tiêu chuẩn hóa;trong đó các vấn đề nổi bật là điều khiển dòng lưu lượng trên từng đoạn đường truyền giữa trạm nhiều đầu cuối,điều khiển tắc nghẽn,quản lý mạng… ANSI chủ yếu thực hiện việc đưa ra các tiêu chuẩn ở Mỹ và ETSI đưa ra các tiêu chuẩn áp dụng ở Châu u.Các tiêu chuẩn này hoàn toàn dựa trên các tiêu chuẩn do ITU_T ban hành, đồng thời kết hợp thêm một sớ thông số phù hợp với lòch sử, tiêu chuẩn kỹ thuật và luật lệ đòa phương. 1.2.2 Các tiêu chuẩn của ATM Forum : ATM Forum là diễn đàn công nghiệp lớn nhất do 4 công ty :Northern Telecom, Spint, SUN Micro-system và Digital Equipment Corp thành lập năm 1991.Từ năm 1992 các thành viên của ATM Forum đã được mở rộng đối với nhiều thành viên công nghiệp ,các hảng sản xuất thiết bò,các tổ chức nghiên cứu… Tính đến giữa năm 1997, số thành viên của ATM Forum là hơn 700 thành viên.Danh mục môt số tiêu chuẩn của ATM Forum được trình bày trong phần phụ lục. Các diễn đàn công nghiệp IETF ,Frame Relay Forum và SIG chủ yếu thảo luận những vấn đề của lónh vực.Tuy nhiên do có một số đăc tính tương tự giữa ATM và Frame Relay,giữa ATM và SDMS.Frame Relay Forum và SIG phối hợp chặt chẻ với ATM Forum đặc biệt trong việc đưa ra các tham số về hoạt động phối hợp và về dòch vụ tại giao diện UNI của ATM. CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT ATM VÀ MẠNG ATM 2.1 Kỹ thuật ATM : 2.1.1 Các vấn đề cơ bản: 2.1.1.1 Nguyên lý ATM: ATM là phương thức truyền tải mang đặc tính của chuyển mạch gói ,sữ dụng kỹ thuât ghếp kênh phân chia không đồng bộ,bằng việc ghép các luồng tín hiệu vao ác khối có kích thước cố đònh gọi là tế bào.Khái niệm không đồng bộ trong ATM có nghóa là các gói dữ liệu(tế bào) có thể được đưa lên mạng mà không cần thỏa mãn các yêu cầu về đònh thời một cách chính xác như trong ghép kênh phân chia thời gian đồng bộ.Dữ liệu của mỗi nguồn không nhất thiết phải được sắp xếp theo một chu kỳ thời gian.Phương pháp này có ưu điểm là tối ưu hóa viêc sữ dụng kênh truyền dẫn, hỗ trợ các dòch vụ có tốc độ bit thay đổi(VBR- Variable Bit Rate) và không liên tục(bursty) một cách hiệu quả. ATM là kỹ thuật có tính liên kết,mà trong đó đường truyền sẽ được thiết lập trước khi khách hàng trao đổi thông tin với nhau.Điều này được thực hiện bởi thủ tục thiết lập kết nối tại thời điểm bắt đầu và thủ tục giải phóng kết nối tại thời điểm kết thúc.Mỗi kết nối được cung cấp một dung lượng truyền tải (băng tần) nhất đònh trong điều kiện có thể (ví dụ mạng còn đủ dung lượng đê cung cấp) phụ thuộc vào yêu cầu của khách hàng.Điều này được thực hiện bằng thủ tục thiết lập kết nối của qua trìng SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 3 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM gọi là điều khiển chấp nhận kết nối (CAC-Connection Admission Control).Quá trìng này xử lý các tham số của kết nối được thiết lập theo các yêu cầu của khách hàng.Ngoài ra còn có quá trình xử lý khác là điều khiển tham số khách hành (UPC- User Parameter Control) dùng để giám sát kết nối và đưa ra các xử lý nếu như các kết nối có xu hướng vượt quá giới hạn của các tham số đã được chấp nhận 2.11.2 Tế bào ATM Như đã nói ở trên ATM sử dụng các tế bào có kích thước cố đònh gồm 53 bytes trong đó có 5 bytes tiêu đề và 48 bytes dữ liệu với cấu trúc như sau: 5 bytes 48 bytes Ta sẽ phân tích 2 vấn đề đặt ra đối với việcchọn tế bào ATM là: + Tại sao lại chọn kích thước cell cố đònh mà không chọn kích thước cell thay đổi. + Tại sao chọn kích thước cell là 53 bytes. a) Vấn đề chọn kích thước cell cố đònh : Trước hết việc sữ dụng kích thước cell cố đònh để đảm bảo được các yếu tố hiệu suất,độ trễ kênh truyền và đô phức tạp của chuyển mạch. Hiệu suất kênh truyền được tính theo công thức η= L/( L+H),trong đó L là số byte thông tin, H là số byte header. Ta thấy rằng H càng nhỏ so với L thì hiệu suất càng lớn. Trong khi đó header của cell có độ kích thước đònh thường ngắn hơn header của cell có kích thước thay đổi vì không cần mang thông tin về đô dài và cờ báo hiệu bắt đầu và kết thúc của vùng dữ liệu. Gói có kích thước thay đồi chỉ có ưu thế hơn gói có kích thước cố đònh trong trường hợp khối dữ liệu cần truyềàn đi có kích thước lớn. Điều này thích hợp vói các ứng dụng mà dữ liệu cần truyền là các file lớn. Ngược lại nếu các file cần truyền đi không lớn dùng gói có độ dài thay đổi sẽ bắt lợi vì phải trèn thêm các byte đệm (padding) để đảm bảo kích thước quy đònh. Độ trễ kênh truyền được xác đònh theo công thức: D = Dt + Dp + Dq Trong đó: Dt : Độ trễ khi truyền trên đường truyền vật lý. Dp : Độ trễ do xử lý gói tại nút mạng và đầu cuối. Dq : Độ trễ do hàng đợi tại nút mạng. Mạng băng rộng yêu cầu tính thời gian thực nên độ trễ phải nhỏ và có thể biết trước.Khi dùng gói có kích thước lớn trễ sẽ lớn và không thích hợp với ứng dụng thoại.Mặt khác khi kích thước các gói khác nhau thì Dp và Dq của các gói cũng khác nhau dẫn đến độ trễ D sẽ không cố đònh và không thể biết trước được, điều này không thể chấp nhận đối với các ứng dụng có tính thời gian thực. Độ thức tạp tai chuyển mạch phụ thuộc vào việc xử lý header và quản lý hàng đợi. Header càng đơn giản thì việc xử lý càng đơn giản và nhanh chóng. Vùng báo độ dài hay các cờ chỉ điểm bắt đầu và kết thúc thông tin ( DF-Delimiter Flag) trong gói SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 4 GVHD: NGÔ THẾ ANH Header Data ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM chính là nguyên nhân gây ra sư phức tạp trong việc xử lý header.Hơn nữa gói có kích thước thay đổi làm cho thời gian xử lý các gói khac nhau.Ngược lại gói có kích thước cố đònh sẽ đơn giản hóa việc xử lý và cho phép thực hiện xử lý song song rất hiệu quả. Quản lý hàng đợi trong chuyển mạch sẽ đơn giản nếu sữ dụng tế bào có kích thước cố đònh vì kích thước vùng nhớ cho tế bào là cố đònh nên có thể chia ra thành các ô nhớ có kích thước bằng nhau với giải thuật đơn giản,quản lý dễ dàng.Ngược lại nếu dùng gói có kích thước thay đổi sẽ dẫn đến quản lý phức tạp.Độ phức tạp tại chuyển mạch có ý nghóa rất lớn đối với hiệu suất và tốc độ mạng. Nếu chuyển mạch được thực hiện trên phần cứng thì hiệu quả mạng sẽ tăng rất nhiều. Tóm lại nếu tổng hợp các yếu tố về hiệu suất kênh truyền , độ trễ và độ phước tạp tại chuyển mạch thì đối với mạng băng rộng dùng cell có kích thước cố đònh hiệu quả hơn dùng cell có kích thước thay đổi. b) Vấn đề chọn kích thước cell: Ở đây vấn đề đặt ra là chọn tế bào có kích thước bao nhiêu là hợp lý. Việc chọn kích thước phải đảm bảo sao cho hiệu suất kênh truyền cao, độ trễ nhỏ chấp nhận được cho truyền thoại,tối thiểu hóa số bit truyền lại trong trường hợp xãy ra lỗi và tương thich với các hệ thống truyền dẫn sẵn có. Với kích thước cell là 53 bytes gồm 5bytes header và 48 bytes dữ liệu thì hiệu suất kênh truyền được xác đònh như sau: η = L/(L+H) = 48/(48+5) = 90,57 % Hiệu suất đạt trên 90 % được xem là cao tuy chưa phải là rất hiệu quả.Nhưng vói các hệ thống truyền dẫn có băng thông hầu như vô hạn hiện nay và trong tương lai thì xấp xỉ 10 % cho phần header không con là điều quan trọng. Độ trễ được tính bằng thời gian tạo gói từ một kênh dữ liệu tốc độ 64 Kbit/s tương đương với một kênh thoại thông thường, nếu kích thước cell được chọn là 53 bytes với 48 bytes dữ liệu thì thời gian tạo gói là: (48 x 8 bit)/(64 x 10 3 bit/s) = 6x10 -3 s = 6 ms Như vậy một vòng hồi tiếp từ đầu cuối đến đầu cuối sẽ đi qua hai lần tạo gói tạo ra độ trễ tổng cộng là 12 ms, ở đây chưa kể đến các thành phần trễ khác như : trễ đường truyền và trễ xữ lý…Đây là độ trễ có thể chấp nhận được đối với dòch vụ thoại mà không cần các bộ triệt tiếng dội vì theo ITU-T I.161 thì nếu độ trễ của một vòng hồi tiếp vượt quá 25 ms thì phải dùng bộ triêt tiếng dội. Tóm lại kích thước tế bào là 53 bytes được chọn là sự quân bình giữa hai yêu cầu về độ trễ và hiệu xuất băng thông. 2.1.1.3 Các khái niệm: 2.1.1.3.1 UNI và NNI: a) NNI (Network-Network Interface): là giao diện giữa các nút mạng trong mạng ATM và giữa các mạng khác với mạng ATM. b) UNI( User-Network Interface): là giao diện giữa mạng và người sử dụng. UNI có thể là UNI riêng hay UNI công cộng. SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 5 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM 2.1.1.3.2 Kênh ảo, đường ảo: a) Kênh ảo (VC_Virtual Chanel): là khái niệm mô tả một dòng truyền đơn hướng gồm các tế bào có cùng giá trò nhận dạng kênh ảo (VCI). VC không phải là kênh vật lý do đó không có băng thông dành riêng. Không có sự xác đònh nào về dung lượng hay tốc độ của VC và dòng tế bào di chuyển trong VC là dòng đơn hướng, bảo toàn thứ tự. Nhờ vậy, có thể thiết lập các kết nối bất đối xứng và cấp phát băng thông theo yêu cầu của từng cuộc gọi. b) Đường ảo (VP_Virtual Path) :là khái niệm mô tả môt dòng truyền đơn hướng gồm các tế bào có cùng giá trò nhận dạng đường ảo (VPI). Một đường ảo bao gồm một hoặc nhiều kênh ảo, nhiều đường ảo sẽ được ghép trong một đường vật lý. Quan hệ giữa VC, VP và đường vật lý có thề được mô tả như trong hình sau: 2.1.1.3.3 Liên kết kênh ảo, liên kết đường ảo: a) Liên kết kênh ảo (VCL_VC Link): là một kênh ảo được xác đònh giữa một điểm mà VCI được chỉ đònh và điểm mà VCI được thay đỏi hoặc tách bỏ. Thông thường VCL sẽ xác đònh một đoạn VC giữa một thiết bò đầu cuối và mộât mút nút mạng hoặc giữa hai nút mạng kề nhau. Dòng tế bào trên VCL vẫn là dòng đơn hướng. b) Liên kết đường ảo (VPL_VP Link): cũng như VCL, VPL là đường ảo xác đònh giữa một điểm mà VPI được chỉ đònh và điểm mà VPI được thay đổi hoặc tách bỏ. Mỗi VPL gồm một hoặc một số VCL . VCI và VPI là các giá trò được xác đònh trong phần mào đầu của tế bào ATM. Giá trò VCI chỉ được thay đổi hoặc tách bỏ tại thiết bò đầu cuối hoặc tại nút chuyển mạch VC. Giá trò VPI được thay đổi tại thiết bò đầu cuối, nút chuyển mạch VP và bộ nối xuyên ( hoặc bộ tập trung). Có thể mô tả nguyên lý chuyển mạch VP và VC như hình trang bên. 2.1.1.3.4 Kết nối kênh ảo, kết nối đường ảo: a) Kết nối kênh ảo (VCC_ VC Connection): là một chuỗi liên tiếp các VCL nối giữa hai điểm mà tại đó có thề truy xuất vào lớp ATM (AAL) dòng tế bào trong VCC là dòng tế bào một chiều, do vậy một cuộc gọi sẽ phải bao gồm hai VCC hoạt động theo hai chiều ngược nhau. b) Kết nối đường ảo (VPC_ VP Connection): là sự kết nối các VCL kết thúc bằng một điểm mà tại đó giá trò VCI được hình thành, thông dòch hoặc bò loại bỏ. SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 6 GVHD: NGÔ THẾ ANH KÊNH VẬT LÝ VP VP VP VP VP VP VC VC VC VC VC VC ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM 2.1.1.3.5 Các loại tế bào ATM: Thuật ngữ tế bào chỉ được sữ dụng tại lớp vật lý và lớp ATM. Có các loại tế bào sau đây: a) Tế bào tại lớp vật lý: + Tế bào trống (Idle Cell): lá tế bào do lớp vat lý chèn vào hoặc tách ra từ dòng tế bào của lớp ATM để phù hợp với tốc độ vật lý của môi trường truyền dẫn. + Tế bào hợp lệ (Valid Cell) : là tế bào có phần mào đầu không có lỗi hoặc đã được sữa lỗi. Tế bào này sẽ được truyền đi trên mạng. + Tế bào không hợp lệ (Invalid Cell): là tế bào có phần header bò lỗi mà không sửa được. Tế bào này sẽ bò loại bỏ bởi lớp vật lý. b) Tế bào ở lớp ATM: + Tế bào được chỉ đònh (Assigned Cell): là tế bào có mang thông tin dòch vụ của lớp ATM. Hình mô tả nguyên lý chuyển mạch VP và VC. SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 7 GVHD: NGÔ THẾ ANH VPI7 VCI1 VCI2 VCI3 VCI4 Chuyển mạch VC VPI5 VPI1 VPI6 VCI4 VCI3 VCI1 VCI2 VPI8 VPI9 VPI10 VCI1 VCI2 VCI1 VCI2 VCI1 VCI2 VCI1 VCI2 Chuyển mạch VP VPI2 VPI3 VPI4 Chuyển mạch VP ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM + Tế bào không chỉ đònh (Unassigned Cell): là tế bào không mang thông tin dòch vụ của lớp ATM . Tế bào này được đưa xuống lớp vật lý khi lớp ATM không có dữ liệu truyền. Như vậy ta thấy có sự trùng lắp về chức năng giữa tế bào trống và tế bào không chỉ đònh.Cả hai loại tế bào này đều được dùng để phối hợp tốc độ giữa dòng tế bào và kênh truyền dẫn khi không có dữ liệu ATM. ITU_T trong khuyến nghò I.321 đặt chức năng phồi hợp tốc độ ở lớp vật lý và dùng tế bào trống. Trong khi đó ATM Forum lại đặt chức nang này tại lớp ATM và dùng tế bào không chỉ đònh. Đây là một trong những điểm không tương thích mức thấp giữa hai hai thống chuẩn hóa. 2.1.2 Mô hình giao thức chuẩn cho ATM: Việc xây dựng mô hình giao thức chuẩn cho B-ISDN nói chung và ATM nói riêng dựa theo mô hình bảy lớp OSI. Cấu trúc của nó như hình sau: Mô hình giao thức chuẩn cho ATM Ở đây mô hình sữ dụng khái niệm của các mặt phẳng để thể hiện các nhóm yêu cầu cần đề cập tới,bao gồm ba loại mặt phẳng: + Mặt phẳng quản lý (Management Plane): có hai chức năng chính là quản lý lớp và quản lý mặt phẳng.Tất cả các chức năng liên quan đến toàn bộ hệ thống bao SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 8 GVHD: NGÔ THẾ ANH MẶT PHẲNG ĐIỀU KHIỂN MẶT PHẲNG NGƯỜI SỬ DỤNG MẶT PHẲNG QUẢN LÝ QUẢN LÝ MẶT PHẲNG QUẢN LÝ LỚP LỚP BẬC CAO LỚP BẬC CAO LỚP TƯƠNG THÍCH ATM(AAL) LỚP ATM LỚP VẬT LÝ ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM gồm cả việc phối hợp các mặt phẳng được thực hiện bởi chức năng quản lý mặt phẳng. Chức năng này không có cấu trúc phân lớp. Quản lý lớp có cấu trúc phân lớp có cấu trúc phân lớp tương ứng với các lớp trong mặt phẳng người sữ dụng. Chức năng này có nhiệm vụ quản lý các thực thể trên các lớp và thực hiện các dòch vụ vận hành, quản lý và bảo dưỡng (OAM). + Mặt phẳng người sữ dụng (User Plane): có chức năng truyền các thông tin của người sử dụng và các thủ tục có liên quan như điều khiển luồng, điều khiển tắc nghẽn và khắc phục lỗi. +Mặt phẳng điều khiển (Control Plane): thực hiện các chức năng điều khiển, thiết lập và quản lý kết nối thông qua các thủ tục báo hiệu . Mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều khiển được cấu trúc thành các lớp .Trong đó, ba lớp dưới là các lớp. Trong đó,ba lớp dưới là các lớp: lớp vật lý , lớp ATM và lớp tương thích ATM (AAL-ATM Adaption Layer). Lớp dưới cùng là lớp vật ly,ù lớp này chủ yếu liên quan đến việc truyền tải các thông tin dưới dạng bit và tế bào. Lớp tiếp theo là lớp ATM, có chức năng xử lý các tế bào như: chuyển mạch/đònh tuyến và tách/ghép kênh. Lớp ALL thực hiện các chức năng phụ thuộc dòch vụ, đồng thời thực hiện sự liên kết lớp ALL với lớp bậc cao. Lớp bậc cao bao gồm các chức năng không có ở các lớp phía dưới. Lớp ATM và lớp vật lý lại được chia thành các lớp phụ, với các chức năng được tóm tắt trong bảng chức năng các lớp sau: Tiếp theo sẽ giải thích cụ thể chức năng của các lớp. 2.1.2.1 Lớp ATM: Các chức năng của lớp ATM liên quan chặt chẽ đến các trường điều khiển trong phần tiêu đề của các tế bào ATM. Do vậy trước hết ta đề cập đến cấu trúc của tế bào ATM. Ta đã biết rằng tế bào ATM có kích thước nhỏ, chiều dài cố đònh gồm 53 bytes trong đó 48 bytes dữ liệu và 5bytes tiêu đề. Kích thước nhỏ có tác dụng giảm thời gian SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 9 GVHD: NGÔ THẾ ANH ATM VẬT LÝ TC PM SAR LỚP PHÂN LỚP CHỨC NĂNG LỚP BẬC CAO CS AAL Mô tả thuộc tính dòch vụ Phân tách và tổ hợp tế bào Điều khiển luồng chung(GFC) Tạo & tách Header Thông dòch giá trò VPI/VCI Ghép và tách tế bào Các chức năng lớp bậc cao Phối hợp tốc độ Thích ứng với khung truyền dẫn Tạo và khôi phục khung truyền dẫn Môi trường vật lý ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM trễ tại các bộ đệm và chiều dài cố đònh làm tăng hiệu quả chuyển mạch; điều này có ý nghóa lớn vì ATM là mạng có tốc độ cao. Phần mào đầu dùng để đònh tuyến tế bào và được cập nhật bằng các giá trò nhận dạng mới tại các nút chuyển mạch. Trường thông tin được truyền thông suốt qua mạng và không hề thay đổi trong quá trình truyền tải. Có hai cấu trúc tế bào ATM: một dùng cho UNI và một dùng cho NNI. Hai cấu trúc này giống nhau hoàn toàn ở vùng dữ liệu, chỉ khác nhau ở một số trường trong phần tiêu đề như hình sau : Trong đó : + GFC_Generic flow Control: điều khiển luồng chung gồm 4 bit : 2 bit dùng cho điều khiển và 2 bit dùng làm tham số. GFC chỉ áp dụng cho UNI trong cấu hình điểm- điểm và tham gia vào việc điều khiển lưu lượng theo hướng từ khách hàng về phía mạng. + VPI/VCI_ Vitual Path /Chanel Identifier: nhận diện đường / kênh ảo gồm 24 bit (8 bit VPI và 16 bit VCI) đối với UNI và 28 bit (12 bit VPI và 16 bit VCI) đối với NNI. Đặc tính cơ bản của ATM là chuyển mạch xảy ra trên cơ sở giá trò VPI/VCI của các tế bào, khi chuyển mạch dựa trên giá trò VPI thì được gọi là kết nối đường ảo và khi dựa trên cả hai giá trò VPI/VCI thì gọi là kết nối kênh ảo. + PT_Payload- Type: Kiểu thông tin gồm 3 bit dùng để chỉ thò thông tin được truyền là thông tin khách hàng hay thôn g tin mạng. Nếu bit đầu tiên bằng 0 cho biết tế bào mang thông tin của người sử dụng, bằng 1 cho biết tế bào mang thông tin khai thác và bảo dưỡng (OAM) ở lớp ATM. Bit thứ 2 để chỉ thi tắc nghẽn hướng đi EFCI (Explicit Forward Congestiom Indication). Bit thứ 3 được dùng bởi AAL5 để đánh dấu tế bào cuối cùng của thông điệp (message). Các giá trò và ý nghóa của 3 bit PT được liệt kê trong bảnh sau : SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 10 GVHD: NGÔ THẾ ANH GFC VPI VPI VCI VCI VCI PT CLP HEC Bit 8 Bit 1 Byte 1 Byte 5 VPI VCI VCI VCI PT CLP HEC VPI Bit 8 Bit 1 Byte 1 Byte 5 CẤU TRÚC HEADER TẠI UNI CẤU TRÚC HEADER TẠI NNI 000 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 0,AAL5= 0 001 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 0,AAL5= 1 010 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 1,AAL5= 0 011 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 1,AAL5= 1 100 Thông tin OAM trên từng đoạn 101 Thông tin OAM đầu cuối-đầu cuối 110 Tế bào cấp phát tài nguyên. 111 Dành riêng Giá trò PT Ý nghóa [...]... khai thác mạng or quản lý lưu lượng Các vấn đề về quản lý đặc tính khai thác mạng sẽ được phân tích sâu hơn ở phần điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM PHẦN II ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯNG VÀ TẮC NGHẼN TRONG MẠNG ATM CHƯƠNG 1 ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯNG 1.1 Lưu lượng: I) Tham số mô tả lưu lượng: SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 25 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM Lưu lượng trên... tới ở tốc độ PCR trong khi tốc độ rỉ của thùng là SCR 1.2 Điều khiển lưu lượng: I) Chức năng của điều khiển lưu lượng: SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 34 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM Theo khuyến nghò I.371 của ITU thì chức năng chính của điều khiển lưu lượng trong mạng ATM là để bảo vệ mạng và tài nguyên mạng nhằm đạt được những mục tiêu hoạt động của mạng đã được xác... điều khiển lưu lượng và quản lý tài nguyên trong ATM Trong quan hệ với điều khiển lưu lượng, đường ào có thể dùng để: + Làm đơn giản hóa quá trình điều khiển kết nối + Thực hiện hình thức điều khiển ưu tiên bằng việc phân tách các loại lưu lượng phụ thuộc theo chất lượng của dòch vụ + Phân phối hiệu quả các thông tin phục vụ cho hoạt động điều khiển lưu lượng ví dụ dùng để chỉ thò tắc nghẽn trong mạng. .. cung cấp Trong hai trường hợp kia mạng có thông tin về chất lượng dòch vụ của các VCC nằm trong VPC và cung cấp chất lượng dòch vụ phù hợp với yêu cầu SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 27 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM III) Hợp đồng lưu lượng: 1 Khái niệm: Hợp đồng lưu lượng là một là một thỏa thuận giữa một người dùng và mạng thông qua giao tiếp người dùng (User) và mạng (UNI)... của việc điều chỉnh lưu lượng là để đảm bảo sao cho luồng cell phù hợp với một tập các thông số lưu lượng xác đònh bởi một giải thuật kiểm tra sự phù hợp đặc biệt Đầu ra của bộ điều chỉnh là điểm truy xuất dòch vụ của lớp vật lý (PHY-SAP) trong mô hình giao thức của ATM SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 28 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM Biến đổi lưu lượng Nguồn lưu lượng 1... + Điều khiển hoạt động đối với CAC: các chức năng CAC là một phần của việc điều khiển cuộc gọi và đònh tuyến Có một phần nhỏ được cung cấp từ việc quản lý mạng đó là:cung cấp dữ liệu về lưu lượng và dữ liệu về đặc tính khai thác mạng. Các dữ liệu có thể ở dạng các tham số điều khiển dùng cho điều khiển chấp nhận kết SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 24 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong. .. của các phần tử mạng Các nhu cầu cụ thể sẽ là việc điều hành cấu trúc và tên đối với các thông số điều khiển chấp nhận kết nối (CAC), điều khiển tham số sử dụng (UPC) và điều khiển tham số mạng (NPC) + Điều hành cấu trúc và tên tại lớp mạng: việc quản lý cấu trúc và tên tại lớp mạng sẽ xác đònh, thay đổi giám sát và điều khiển các tài nguyên và các dữ liệu cần thiết cho việc khai thác mạng một cách liên... số mạng (NPC_Network Parameter Control) Bên trong các mạng các chức năng điều khiển như: điều kiển chấp nhận kết nối(CAC_Connection Admission Control), quản lý tài nguyên mạng (NRM_Network Resource Managememt), điều khiển ưu tiên (PC_Priority Control),… cũng có thể được thực hiện II) Các phương pháp điều khiển lưu lượng: 2.1 Điều khiển thông số sử dụng(UPC) và điều khiển thông số mạng( NPC): Điều khiển. .. song song và một máy chủ WS Hệ thống này đấu vào mạng ATM qua Router Mạng viễn thông ATM sử dụng các chuyển mạch ATM để cung cấp các dòch vụ BISON gồm 2 loại mạng: mạng công cộng và mạng dùng riêng Trên cơ sở tổng đài ATM của NEC ta có cấu trúc mạng viễn thông ATM như hình trang 20 Mạng công cộng (Public network): gồm mạng xương sống (Backbone network) và mạng truy nhập ( Access Neetwork) Trong mạng công... mạch ATM là: chuyển mạch xương sống và chuyển mạch truy nhập Chuyển SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 21 GVHD: NGÔ THẾ ANH ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM mạch xương sống dùng ATOMNET-M20 còn chuyển mạch truy nhập dùng ATOMNET-M7 Trong mạng công cộng còn có hệ thống quản lý mạng ATOMNET- NMS Mạng dùng riêng (Privite Network): Trong mạng dùng riêng cũng có mạng xương sống tương tự như ở mạng . 1100 LSS ALCATEL 1100 NMS Mạng xương sống Mạng xương sống & mạng truy nhập Mạng truy nhập Quản l ý mạng ( OAM ) Hảng Chủng loại ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM NORTEL thì lại. ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ ATM CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Sự ra đời và phát triển của ATM Trong xã hội hiện đại ngày. VC VC VC VC VC VC ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM 2.1.1.3.5 Các loại tế bào ATM: Thuật ngữ tế bào chỉ được sữ dụng tại lớp vật lý và lớp ATM. Có các loại tế bào sau