NGUYÊN LÝ CHUYỂN MẠCH GÓI (Principle of Packed Switching) Nội dung Khái niệm chung ! Mạng chuyển mạch gói X.25 ! Internet ! Switching Engineering Page Khái niệm chung ! ! ! Cơ sở Cấu trúc Kênh logic Switching Engineering Page Cơ sở Dữ liệu chia thành nhiều gói nhỏ có chiều dài thay đổi, gói gán thêm địa thơng tin điều khiển cần thiết !Các gói vào node lưu vào đệm xử lý, sau xếp hàng hàng đợi chờ đến lúc truyền tuyến !Việc lưu trữ gói node gây nên trễ đảm bảo việc truyền dẫn không lỗi phương pháp truyền gọi phương thức tích luỹ trung gian (store and forward) ! Cơ Hình 3-1 Mạng chuyển mạch gói Switching Engineering Page Cấu trúc DTE: Data Tterminal Equipment ! DCE: Data Circuit Terminal Equitment ! PSE: Packet Switching Exchange ! MMC: Network Management Center ! Hình 3-2 Các thành phần chuyển mạch gói Switching Engineering Page Kênh logic Kênh nối thiết lập kênh logic với loại sau tuỳ thuộc vào hình thái dịch vụ ! Kênh ảo (VC: Virtual Circuit) !Nối kết logic kênh truyền thiết lập trước truyền gói gọi kênh ảo VC Kênh ảo VC gần giống chuyển mạch kênh kênh ảo giải phóng kết thúc trình chuyển tin !Cùng thời gian PSE có nhiều VC đến PSE khác ! Kênh ảo vĩnh viễn PVC (Permanent Virtual Circuit) !PVC phương thức thiết lập kênh ảo cố định hai th bao cho dù có truyền liệu hay khơng !PVC xem việc thuê kênh riêng, kiểu kênh dẫn thiết lập lần thời điểm khởi tạo giải phóng hết nhu cấu sử dụng dịch vụ (hợp đồng) ! Switching Engineering Page Kênh logic Call Reqest Call Accepted Hình 3-3 Kênh ảo Switching Engineering Page Kênh logic DG Datagram ! Không kênh ảo, phương pháp không cần thiết lập kênh logic cho user.Các gói đối xử cách độc lập PSE dựa vào địa đích mà định tuyến tới đích thích hợp gói Như vậy, khả gói tin nhiều đường khác ! Kiểu thích hợp tin ngắn, với tin dài phải nhiều lần định tuyến, thời gian truyền trung bình tin lớn khơng hiệu ! Chọn nhanh (Fast Selection) ! Là kết hợp VC DG để tận dụng ưu điểm hai hình thái dịch vụ ! Gói DG, tin gồm nhiều gói thiết lập kênh logic để gói sau VC ! Switching Engineering Page Mạng chuyển mạch gói X.25 ! ! ! ! Giới thiệu Đặc điểm Tổ chức phân lớp X.25 Báo hiệu X.25 Switching Engineering Page Giới thiệu X.25 ITU-T giao thức truyền đồng qua giao tiếp DTE DCE ! Nhiệm vụ mạng chuyển gói đến đích thứ tự địa ! Để đảm bảo khơng lỗi gói nhận đích, X.25 tiến hành phát hiệu chỉnh lỗi ! " DCE DTE Public Data Public Data Network Network X.25 DCE " DTE X.25 Hình 3-4 Mạng X.25 Switching Engineering Page 10 Tổ chức phân lớp X.25 ! ! Các kiểu gói thơng dụng: • Các gói thiết lập giải phóng gọi: ! ! ! ! • Data Packet Các gói ngắt: o • Interrupt Request/ Interrupt Confirmation Các gói tái lập: ! ! o • ! ! Call Request Call Accepted Clear Request Các gói số liệu: ! ! o o o o • Restart Request/ Restart Confirmation Các gói điều khiển luồng: ! ! ! ! o o o o Check (kiểm tra) RR (sẵn sàng) RNR (chưa sẵn sàng, bận) REJ (không chấp nhận, phát lại) Switching Engineering Page 19 Báo hiệu X.25 ! ! Xét thuê bao A B nối với qua PSE mạng chuyển mạch X.25 Đường dẫn chọn cho tất gói từ DTEA đến PSE1, qua PSE2 đến DTE3 hình vẽ Hình 3-11 Thuê bao A B nối với qua PSE mạng Switching Engineering Page 20 Báo hiệu X.25 Hình 3-12 Báo hiệu hai thuê bao Switching Engineering Page 21 Internet ! ! ! ! ! Nguồn gốc khái niệm Các giao thức Internet Khng dạng gói tin TCP/IP Địa IP Chức TCP/IP Switching Engineering Page 22 Nguồn gốc khái niệm Năm 1969, ARPANET đời, gồm trạm kết nối với với giao thức điều khiển mạng NCP (Network Control Protocol) Với hạn chế NCP nên thập kỷ 70, TCP/IP phát triển thay NPC ARPANET Đến năm 1990, Internet thật đời IETF(Internet Engineering TaskForce) chuẩn hoá phát triển cách mạnh mẽ năm gần Internet bao gồm nhiều mạng cục LAN (Local Area Network), mạng khu vực đô thị MAN (Metropolitian Area Network) mạng diện rộng WAN(Wide AreaNetwork) nối với backbone Các LAN, MAN WAN mạng trường đại học, đoàn thể, doanh nghiệp, nhà cung cấp dịch vụ vùng, quốc gia… Backbone Internet bao gồm số nước nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP (Internet Service Provider) toàn cầu AT&T WorldNet, Global Crossing, Sprint UUNet Switching Engineering Page 23 Nguồn gốc khái niệm Một mạng ISP bao gồm điểm diện POP (Points of Presence) tuyến liên nối POP !AR (Access Router) nối với khách hàng truy cập từ xa !BR (Border Router) nối với ISP khác ! HR (Hosting Router) Web Server (ví dụ Yahoo), router trung tâm CR (Core Router) để nối với POP khác CR chuyển lưu lượng đến CR khác POP đích !Cấu trúc POP thường đối xứng nối vòng ring để tăng độ tin cậy ! Hình 3-13 Phần tiêu biểu ISP Switching Engineering Page 24 Các giao thức Internet Hình 3-14 Các giao thức TCP/IP UDP: User Datagram Protocol ARP: Address Resolution Protocol FTP: File Transfer Protocol SMTP: Simple Mail Transfer Protocol TFTP: Trivial FTP BGP: Border Gateway Protocol RTP: Real Time Protocol SNMP: Simple Network Management Protocol ICMP: Internet Control Message Protocol NFS: Network File Server RPC: Remote Procedure Call RIP: Routing Information Protocol OSPF: Open Short Path First DSN: Domain Name System Switching Engineering Page 25 Các giao thức Internet ! ! ! ! ! ! TCP UDP cung cấp khả cho máy chủ phân biệt ứng dụng qua số cổng TCP cung cấp ứng dụng tin cậy, phân bố liên tục liệu, ngồi ra, cịn cung cấp khả điều khiển luồng thích hợp, phân đoạn, kết hợp ưu tiên cho luồng liệu UDP cung cấp khả datagram không xác nhận, giao thức không kết nối, phù hợp với ứng dụng RTP Ứng dụng FTP cung cấp việc đăng nhập, thao tác thư mục, chuyển file cách an toàn TELNET cung cấp khả đăng nhập đầu cuối từ xa SNMP hỗ trợ thiết bị cấu hình, phục hồi liệu cảnh báo Switching Engineering Page 26 Các giao thức Internet ! ! ! ! ! ! TFTP cung cấp phiên đơn giản FTP để sử dụng tài nguyên RPC cho phép thủ tục chạy máy tính giao tiếp với máy tính NFS phân phối cung cấp tập tin dùng chung môi trường mạng Các router gởi thông điệp điều khiển thông báo đến router khác sử dụng ICMP ICMP cung cấp chức mà user gởi lệnh “ping” để kiểm tra nối kết đến địa IP khác ARP nối trực tiếp với lớp tuyến liệu để ánh xạ địa vật lý đến địa IP Các giao thức định tuyến trao đổi bảng định tuyến thông tin cấu hình với router khác mạng Switching Engineering Page 27 Khng dạng gói tin TCP/IP Hình 3-15 Khng dạng datagram IP Ver: bits, phiên IP cài đặt !IHL: Internet Header Length bits, độ dài phần đầu datagram tính theo đơn vị từ từ =32bit Độ dài tối thiểu từ !TOS: Type of Service bits, đặc tả tham số dịch vụ, quyền ưu tiên, độ trễ, thông luợng độ tin cậy ! Switching Engineering Page 28 Khng dạng gói tin TCP/IP Total Length: 16 bits, độ dài toàn datagram kể phần header tính theo byte !Indentification: 16 bits, với tham số khác Source Address Destination Address, tham số dùng để định danh cho datagram khoảng thời gian mạng !Fragmentation Flag: Gồm bits, sau: - Nếu DF=1 nghĩa datagram không bị phân mảnh - - Nếu DF=0, cho thấy router host phân mảnh datagram IP Nếu MF=1 nghĩa bên thu có nhiều phân mảnh đưa đến - Nếu MF=0 nghĩa là phân mảnh cuối ! Switching Engineering Page 29 Khng dạng gói tin TCP/IP Fragment Offset: 13 bits, vị trí đoạn phân mảnh datagram, tính theo đơn vị 64 bits ! Time to Live: bits, quy định thời gian tồn datagram Internet để tránh tình trạng datagram tồn lâu mạng ! Protocol: bits, giao thức tầng nhận vùng liệu trạm đích ! Header Checksum: 16 bits, mã kiểm tra lỗi 16 bits theo phương pháp CRC, kiểm tra cho vùng header ! Options: Độ dài thay đổi, khai báo tuỳ chọn người gởi yêu cầu ! Padding: Độ dài thay đổi, vùng đệm, dùng để đảm bảo cho phần headerluôn kết thúc mức 32 bits ! Data: Độ dài thay đổi, vùng liệu, có độ dài bội số bits, tối đa 65536 bits ! Switching Engineering Page 30 Địa IP Địa IP có độ dài 32 bits phân thành vùng (mỗi vùng byte), biểu diễn dạng thập phân, thập lục phân, bát phân nhị phân Cách viết phổ biến: thập phân, phân cách vùng dấu chấm, ví dụ : 203.169.0.1 !Mục đích địa IP: Định danh cho host hoạt động liên mạng ! Hình 3-16 Địa IP Switching Engineering Page 31 Địa IP Các bits đầu dùng để định danh lớp địa !Lớp A: Định danh 126 mạng với tối đa 16 triệu host mạng Được dùng cho mạng có số host lớn !Lớp B: Định danh 16384 mạng với tối đa 65534 host mạng !Lớp C: Định danh tới triệu mạng với tối đa 254 host mạng !Lớp D: Dùng để gởi IP datagram multicast !Lớp E: Dự phòng !Địa lớp A sử dụng đại diện phủ Mỹ cơng ty lớn từ đầu Địa lớp B dùng nhiều, địa lớp C cho phép thời gian ngắn host !Subnet Mask: Mặt nạ mặt sử dụng để xác định phân địa NetID phần HostID Ví dụ lớp A 255.0.0.0, lớp B 255.255.0.0 lớp C 255.255.255.0 !Router dùng subnetmask để xác định địa host địa mạng Switching Engineering Page 32 ! Chức TCP/IP ! ! ! ! IP cung cấp dịch vụ phân phối datagram không nối kết cho lớp vận chuyển IP không cung cấp tính phân phối tin cậy từ đầu cuối đến đầu cuối, điều khiển luồng, điều khiển lỗi truyền lại mà dựa vào chức TCP Chức IP giao thức định tuyến, cung cấp phương tiện cho thiết bị phát topo mạng phát thay đổi trạng thái node, tuyến host Khi bị cố, IP chuyển gói vịng qua đường dẫn khác mà không xử lý lỗi IP khơng tập trung vào việc dự trữ băng thơng, tìm đường dẫn sử dụng Hầu hết thuật toán định tuyến tối thiểu hố chi phí lộ trình Switching Engineering Page 33 ... phần headerluôn kết thúc mức 32 bits ! Data: Độ dài thay đổi, vùng liệu, có độ dài bội số bits, tối đa 65 536 bits ! Switching Engineering Page 30 Địa IP Địa IP có độ dài 32 bits phân thành vùng (mỗi... lý, DTE DCE, sử dụng X.21 X.21bis Lớp 2: Lớp tuyến liệu, đảm bảo việc truyền dẫn không lỗi Lớp 3: Lớp mạng, đánh địa đóng gói thơng điệp Hình 3- 5 Phân lớp X.25 Switching Engineering Page 12 Tổ... đóng lại thành khung, với thông tin bổ trợ cho việc truyền dẫn không lỗi Các khung truyền môi trường truyền dẫn Hình 3- 6 Kênh logic X.25 Switching Engineering Page 13 Tổ chức phân lớp X.25 !