Kỹ thuật chuyển mạch

Nhận xét: so với chuyển mạch đơn giản Số các tiếp điểm ma trận ít hơn  Có nhiều kết nối thông qua mạng để nối 2 điểm đầu cuối  Điều khiển phức tạp hơn nhiều  Nếu chọn số các nhóm c

Các kỹ thuật chuyển mạch của tông đài

Phân loại:

 Chuyển mạch mạch (Circuit Switching)

 Chuyển mạch không gian

 Chuyển mạch thời gian

 Chuyển mạch dữ liệu (Data Switching)

 Chuyển mạch tin (Message Swiching)

 Chuyển mạch gói (Package Swtching)

 Chuyển mạch mềm (Soft Switching)

Chuyển mạch không gian SDS (Space Division

Cấu trúc khối Chuyển mạch không gian SDM

 Dạng đơn giản nhất của chuyển mạch không gian là ma trận tiếp điểm n x n Crossbar Switch

Nhận xét:

 Số tiếp điểm rất lớn xấp xỉ n2  Giá thành cao.

 Việc mất các điểm kết nối dẫn tới việc không có khả năng kết nối qua điểm đó

 Số tiếp điểm thực tế sử dụng chỉ là n so với n2

 Hiệu suất sử dụng của các tiếp điểm kém

Chuyển mạch không gian đa cấp

 Người ta chia N đầu vào thành N/n nhóm

 Mỗi nhóm có n đầu vào lập thành cấp thứ 1

 Mỗi nhóm có k đầu ra , lại đưa vào các đầu vào của cấp thứ 2, và cứ như thế tiếp tục

Điều kiện không nghẽn mạch: k = 2n - 1

Nhận xét: (so với chuyển mạch đơn giản)

 Số các tiếp điểm ma trận ít hơn

 Có nhiều kết nối thông qua mạng để nối 2 điểm đầu cuối

 Điều khiển phức tạp hơn nhiều

 Nếu chọn số các nhóm con không hợp lý mạng có thể bị khoá khi lưu lượng tăng

Chuyển mạch khe thời gian TSI (Time Slot Interchange)

 Hệ thống chuyển mạch thời gian có số cổng kết nối ~ 2N

 Có “Nhân” là khối chuyển mạch TSI

 N thuê bao  N tín hiệu đưa vào bộ ghép kênh Mux.

 Đầu ra của Mux là luồng số tốc độ cao chứa các khung, mỗi khung có n khe thời gian (TimeSlot) tương ứng với n thuê bao

 Mỗi khe có thể là 1 bit ( hay 1 byte hay nhiều byte )

 Ví dụ: để kết nối khe 2 với khe 5 , thì tín hiệu từ khe 2 đưa đến đầu vào TSI được đổi sang khe 5 tại đầu ra của TSI và đưa đến bộ giải ghép kênh để xuất ra tại khe 5

 Khi số thuê bao tăng, thời gian trễ tăng vượt mức , người ta sử dụng cấu trúc nhiều TSI ghép nhau gọi là TMS

Chuyển mạch TST:

 Thực tế, người ta sử dụng các cấu hình TST hay STS để tăng hiệu quả Phức tạp hơn là TSSST,

SSTSS, STST…

Giải thích chuyển mạch TST

Sơ đồ khối chuyển mạch TST

Chuyển mạch dữ liệu:

 Chuyển mạch bản tin(chuyển mạch thông điệp message)

 Chuyển mạch bản tin khắc phục các nhược điểm của chuyển mạch mạch trong truyền dữ liệu, số liệu hay các bản tin rất ngắn.

 Nó phân tích phần đầu bản tin để tìm địa chỉ nơi nhận

 Bản tin (Message) là Các thư điện tử , các file truyền trên mạng Nó được truyền qua mạng như là các dữ liệu số

 Thông thường, các node chuyển mạch là các máy tính , mà nó giữ bản tin ở bộ nhớ đệm

 Thời gian trễ ở mỗi node gồm thời gian nhận bản tin vào node và thời gian chờ để chuyển tới node khác

 Chuyển mạch bản tin không cần thiết lập một đường dẫn dành riêng giữa hai trạm đầu cuối

 Một bản tin được gởi từ nơi phát tới nơi thu được ấn định một lộ trình trước bằng địa chỉ nơi

nhận mà mỗi trung tâm có thể nhận dạng chúng

 Tại mỗi trung tâm chuyển mạch (nodes chuyển mạch), bản tin được tạm lưu vào bộ nhớ, xử lý rồi

truyền sang trung tâm khác (nếu tuyến này rỗi)

 Thời gian lưu lại có thể dài do đợi xử lý hay trung tâm tiếp theo chưa sẵn sàng nhận.

Nhân xét:(ưu điểm so với chuyển mạch mạch)

 Bản tin có thể được lưu trong bộ nhớ đệm và xử lý ở bất kì node nào trên mạng

 Giảm cao điểm lưu thông, nâng cao hiệu suất tuyền dẫn

 Các trạm thu không cần luôn luôn phải sẵn sàn

 Có thể thiết lập, phân tích độ ưu tiên của bản tin

 Chuyển mạch bản tin không bao giờ bận

 Hệ thống lưu tất cả các bản tin được gởi đến trong vài giờ, vài ngày Có thể lưu vĩnh viễn bằng băng đĩa

 Có thể đổi dạng các mã truyền.

 Kiểm tra, quản lý các quá trình trong mạng.

○ Phát hiện lỗi và yêu cầu truyền lại

 Các bản tin gửi đi được cấp số thứ tự

Kĩ thuật chuyển mạch gói

 Chuyển mạch gói sử dụng ưu điểm, đồng thời khắc phục nhược điểm của chuyển mạch kênh và chuyển mạch tin

 Chuyển mạch gói gần giống chuyển mạch bản tin

 Các bản tin sẽ được chia thành nhiều gói có dung lượng nhỏ hơn (cở vài ngàn Byte) và gửi các gói

này đi

 Độ lớn của gói :

 Các gói được truyền song song nên sẽ truyền nhanh hơn.

 Dung lượng gói quá nhỏsố lượng gói nhiềuTăng lượng thông tin dư thừa (do mỗi gói có chứa

thêm header).

Thành phần cơ bản

 Trạm (station), Nút mạng (node), Đường truyền dẫn (link)

 Sử dụng phương thức tự động hỏi lại, để tránh lỗi

 Đòi hỏi nơi nhận được gói tin phải xác định xem có lỗi hay không, nếu lỗi thì sẽ yêu cầu truyền lại

Phân loại

 Phụ thuộc vào đường đi, người ta chia thành 2 loại :

 Datagram (dg) (giao thức phi kết nối-Connectionless): Các gói đi theo các đường độc lập riêng,

phần header của các gói chứa địa chỉ của các node mà nó đi đến.

 Virtual Circuit (VC) (giao thức hướng kết nối -Connection Oriented): Khi có nhu cầu gửi bản

tin, sẽ thiết lập mạch ảo qua các node, các gói trong cùng 1 bản tin sẽ đi qua mạch ảo này Phần

header của các gói không chứa địa chỉ của các node mà nó đi đến

Phương pháp chuyển gói theo kiểu Datagram

 Các bước cần thiết để truyền thông tin:

 Bước 1: Phân đoạn gói ở phía phát.

 Bước 2: Định tuyến các gói

 Bước 3: Tái hợp gói ở phía thu

Phương pháp chuyển gói theo kiểu mạch ảo

 Trước khi truyền, có một gói gọi là cờ hiệu (mang địa chỉ nút gốc) được gửi nút gốc, đi qua các nút,

đi đến đâu nó chiếm kết nối qua nút đó

 Sau khi đã chiếm được đường truyền, nó gửi tín hiệu công nhận chiếm (ACK) đến nút gốc

 Sau đó, các gói số liệu được gửi một cách tuần tự từ nút gốc đến nút đích theo tuyến đường đã được thiết lập

 Tuyến đường chiếm (ví dụ từ A qua 4, 5, 6 đến B) được coi như cố định trong suốt thời gian kết nối.

 Trong mỗi gói, ngoài phần số liệu thực còn có thêm phần nhận dạng liên kết kênh ảo được dùng cho để định tuyến

 Đặc điểm chính của kỹ thuật mạch ảo là tuyến giữa các trạm đựơc thiết lập để chuyển số liệu, nhưng không có nghĩa là đường này được dành riêng như trong chuyển mạch kênh

 Mọi gói có thể đựơc lưu tạm tại từng nút, sắp hàng và chuyển tới nút tiếp theo nếu cần

 Tại một thời điểm, mỗi trạm có thể có một hay nhiều mạch ảo kết nối tới một hoặc nhiều trạm khác trong mạng

 Thủ tục truyền thông tin theo kiểu mạch ảo gồm 3 pha: thiết lập kết nối - truyền thông tin - giải

phóng kết nối Do vậy, giao thức truyền thông trong trường hợp này còn được gọi là giao thức hướng

kết nối (Connection Oriented)

 Ngoài ra còn có mạch ảo vĩnh viển là :

 Phương thức thiết lập mạch ảo cố định giữa 2 thuê bao

 Về mặt logic có thể so sánh với đường dây cho thuê trong mạng chuyển mạch kênh, và không cần thiết lập hay giải phóng cuộc gọi qua mạng

So sánh Datagram & virtual Cricuit

 Giao thức phi kết nối.

 Không có pha thiết lập kết nối

 Trao đổi dữ liệu trong thời gian dài (số gói tin lớn).

 Node định tuyến cho tất cả các gói

 Linh động hơn trong trường hợp nghẽn mạch

 Giao thức hướng kết nối.

 Có pha thiết lập kết nối

 Trao đổi dữ liệu trong thời gian ngắn (số gói tin nhỏ).

 Node định tuyến 1 lần cho tất cả các gói

 Nếu 1 node bi hư thì các VC qua node đó đều

bị huỷ

Tổ chức phân lớp của mạng chuyển mạch gói.

 Sử dụng mô hình 7 lớp OSI để mô tả khái niệm mạng chuyển mạch gói và chủ yếu dựa trên 3 lớp bậc thấp :

 Lớp vật lý (Physical)

 Dành cho tuyến nối vật lý giữa thiết bị trong mạng

 Thông tin trao đổi dưới dạng bit

 Lớp tuyến dữ liệu (Data-Link)

 Chuyển tin giữa các thiết bị

 Thông tin trao đổi dưới dạng khung

 Yêu cầu bản tin được chuyển đi không bi lỗi và theo 1 trình tự chính xác

 Phát hiện lỗi trong khung tuyền bằng phương pháp ARQ

 Phương thức dừng và chờ:

○ Bên phát phát 1 khung và phải chờ từ phía thu

 ACK : Bên phát tiếp tục phát khung tiếp theo

 NAK : Bên phát phát lại khung đã phát

 Phương thức quay lùi:

○ Bên phát phát liên tục từng khung, nếu nhận được:

 ACK thì tiếp tục phát,

 NAK thì nó sẽ xác định thứ tự và truyền lại khung lỗi

 Phương thức lặp lại có chọn lọc :

○ Phát liên tục các khung, nếu lỗi thì phát lại khung bị lỗi và tiếp tục công việc đang dỡ dang

 Lớp mạng

 Sửa lỗi, điều khiển luồng giữa hai thiết bị kết nối với nhau

 Thiết bị phải tương thích với nhau, mới kết nối với nhau

 Có 2 cách để xây dựng lớp mạng :

○ Mỗi thiết bị có một địa chỉ riêng

○ -Dùng tuyến nối giữa 2 thiết bị xây dựng một địa chỉ.