Chuyển mạch kênh

Chuyển mạch kênh

Chương 6A: Chuyển mạch kênh

35 Truyền dữ liệu giữa hai điểm,

thường phải dùng nhiều nút trung

gian

3Š Các nút trung gian không quan |

tâm đến dữ liệu, chỉ dịch chuyển

% Dữ liệu đi từ nguồn đến đích phải

qua một đường đi nào đó

3% Hai kỹ thuật chuyển mạch

Chuyén mach kénh

% Trao đổi thông tin diễn ra

theo 3 bước

ï_ Thiết lập kênh truyền tin

LÌVd A muốn nối với E, đề nghị

LÌ Truyền dữ liệu (số/tương tự)

_ Giải phóng kênh truyền tin

LÌ Một trong hai trạm đề nghị giải

Vi du: Mang điện thoại công cỘng

0 Thué bao: thiết bị nối vào en

mang

_ Mạch cục bộ: mạch nối giữa

_ Đường truyền: liên kết giữa

0 Trong suốt: sau khi thiết lập |

kết nối, coi như đã có một

kênh truyền vật lý

12/10/12 @Hà Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 3

Chuyén mach

3 Thiét bi chuyén mach

0 Giao dién mang

LlBlocking: nếu các kênh đều

bận: không thiết lập kết nối LÌNon Blocking: bất cứ lúc nào

1

1

!

! +

Kỹ thuật chuyển mạch vị trí

% Sử dụng một lưới dạng ma trận

dòng tương ứng với các đầu vào

II Cột tương ứng với các đầu ra

ñ_ Giao điểm của dòng và cột là các

công tắc (cơ, điện tử, bán dẫn)

% Nhược điểm

II Số giao điểm lớn

II Giao điểm được sử dụng ít

II Giao điểm hỏng: không kết nối được

% Có thể chia thành nhiều tầng

II Giảm số giao điểm

II Tồn tại nhiều đường giữa hai trạm,

tăng độ tin cậy

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach

Kỹ thuật chuyển mạch kênh thời gian

1 Một kênh truyền tốc độ cao, song +

công tách thành nhiều kênh nhỏ —E tế oy

0 M@t sé cdc thiét bi ndi vao cdc kénh 1 |

bằng các công tắc (bán dẫn) =<

ï_ Trong khe thời gian của mỗi kênh, — Fe

sẽ có hai công tắc được đóng, một

cho nguồn, một cho đích

1 Nguồn và đích sử dụng khe thời

gian để truyền tin (1 đơn vị dữ liệu,

1 bit)

0 Thdi gian truyén tin< khe thdi gian

3€Vi du 6 khe thdi gian 5u s, dé tré

Tin hiéu diéu khién

3Trao đổi thông tin với thuê bao (chuông, quay số, tín

hiệu bận, )

3 Chuyén dia chi nut đến các nút chuyển mạch

‡Thông báo thất bại thiết lập kênh

3 Thong bao kết thúc kênh

3ŠTruyền thông tin về thời gian sử dụng

3Truyền thông tin về các đường truyền

3ŠTruyền thông tin về sự cố

‡Truyền thông tin điều khiển các thiết bị đặc biệt

% Các loại tín hiệu điều khiển

ï Kiểm soát: thông tin về trạng thái của thiêt bị

0 Dia chi

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach

Một ĐT được nhấc Tổng đài được thông báo và phát tín

hiéu dial tone bao san sang

Quay số: Số ĐT được chuyển đến tổng đài

Nếu ĐT gọi đến ko bận, gửi tín hiệu chuông đến

Nếu ko gửi tín hiệu bận đến ĐT gọi đi

Nếu ko nối được với ĐT gọi đến, gửi thông báo cho người

gọi

ĐT gọi đến được nhấc, tổng đài được thông báo

Thông tin về ĐT nhấc truyền qua tổng đài đến ĐT gọi

3°Nếu không cùng tổng đài

tổng đài trung gian chọn tổng đai tiếp theo

Gửi số ĐT cho tổng đài người nghe

Tín hiệu nhấc máy gửi ngược lại tổng đài người gọi

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 8

Tín hiệu điều khiển-điện thoại

12/10/12 _ @Hà Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mạch 9

Truyền tín hiệu điều khiến

SIG SIG

¡Phụ thuộc dịch vụ ane cue

[' Dùng chung đường

truyền

LlDùng chung giải thông

LlDùng giải thông hep

ï Dùng kênh truyền riêng Leone

OK6nh truyén di cing

OK6nh truyén riéng

OMang tin hiéu diéu khién

— Trung tâm điều khiển

UCNUOns ob KY Ulual CNUYCN Mach

Nguyén tac chuy€n mạch gói

3§Kết nối máy tính/mạng: phần lớn thời gian không có dữ

liệu trao đổi

‡§Tốc độ trao đổi của các trạm khác nhau

3§Chuyển mạch kênh không còn thích hợp

36 Chuyén mach g6oi

ï Thông tin chia thành nhiều gói tin

(| Géi tin+th6ng tin điều khiển được chuyển tiếp từ nguồn đến

đích qua các nút trung gian

[ Tại các nút trung gian, các gói tin được nhận, lưu trữ,

chuyển đến nút tiếp theo

3Ưu điểm

Sử dụng hiệu quả đường truyền

0 Hai tram ngu6n đích không nhất thiết có cùng tốc độ gửi và

nhận tin

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 12

Kỹ thuật chuyển mạch gói

36 Nguồn 36Chuyén mach kénh ảo

II chia thông tin thành các gói tin 1 Nhanh (không phải chọn

_ Bổ sung thông tin điều khiển đường) :

0 Chuyén cac géi tin nay qua Sa lh 22 met, 2

0 Quản lí chuỗi các gói tin ° a

Chuyển tiếp đến đích 36 Chuyén mạch gói

¡_ Chuyển mạch kênh ảo Mềm dẻo (các gói tin có

L Thiết lập kênh ảo thể chọn đường khác

LÌ Chọn đường khi thiết lập kênh nhau)

[ Chuyển mạch gói I Thứ lỗi (hi co Sự co,

LÌ Chọn đường cho từng gói tin chọn đường khác)

LÌ Không thiết lập kết nối

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 15

Độ lớn của gói tin

Thời gian nhận càng nhỏ |_| | fara

0 Thoi gian chuyén tiépnhd | | | bots

0 ĐỘ trễ nhỏ ; = [| chs

I Hiệu suất sử dụng đường "| i | HH" = 1:

1 độ lớn gói tin cực nhỏ (53 — PỊ'., ' “Rg

bytes), tie # & be ị

Ï truyền dữ liệu cực nhanh,

0 hiéu suất sử dụng 45/53 |

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 14

Mach trong va mach ngoai

3 Tinh toán đường đi :

1 các giải thuật tính giá nhỏ nhất, tìm đường đi tối ưu trên đồ thị

1 Giá có thể là độ trễ, số nút trung gian,

Giai thuat Flooding

Quảng bá chọn lọc các gói tin

% Dùng cho các mạng không tin cậy, đòi hỏi tốc

Chon duOng bang vector khoảng cách

36Mỗi bộ chọn đường có 36 MOi bd chọn đường biết

một bảng chọn đường rõ khoảng cách tới các

1 Số thứ tự nút nút/ bộ chọn đường lân

¡Giá xấp xỉ để đi đến nút cận

đó 3ŠSau một khoảng thời

%Độ đo ở đây có thể là gian xác định, các bộ

_ số nút trung gian chọn đường

ï độ trễ truyền tin ï trao đổi lẫn nhau các

( số gói tin trong hàng đợi bảng chọn đường

0 XAc định độ trễ

0 Tinh lại bảng chọn đường

LlTheo bảng chọn đường của các nút lân cận

OLay giá trị nhỏ nhất cho

mỗi dòng

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 19

Chọn đường bằng vector khoảng cách-02

cv routing

8 10 2 6 table

for J Vectors received from

Chọn đường bằng vector khoảng cách-03

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 21

Chọn đường bằng trạng thái liên kết

#§ Tìm hiểu các nút xung quanh (địa chỉ mạng)

_ Thực hiện khi khởi động, gửi một gói tin HELLO cho các nút lân cận

% Đo độ trễ đến các nút xung quanh

_ Sau những khoảng thời gian xác định gửi gói tin ECHO

#§ Đóng gói thông tin thu được thành gói tin

ï Kiểm tra xem gói tin có mới không (Số TT+ nút nguồn)

_ Nếu mới-> truyền ra tất cả các lân cận

_ Nếu không: hủy bỏ

3 Tính toán đường đi ngắn nhất đến các nút khác

_ Dùng giải thuật tối ưu thông thường

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 22

CHOH QUUHEĐ Das Wals Uldl Wen Ket-

Seq Seq Seq Seq Seq Seq

BỊ4| |A|4 BỊ2] |C|3| |A|5 BỊ6 El5| |C|2| |DI3 FlJ7| |C|1 DỊ7

F|6 El1 F/8 El8

Chon đường phân cấp

% Các bộ chọn đường tham gia mạng được chia thành

các vùng

36Từ một bộ chọn đường nằm trong một vùng, để đi đến

các bộ chọn đường thuộc một vùng khác, dùng chung

một trạm trung gian tiếp theo

3 Trong các bảng chọn đường, các dòng liên quan đến

một vùng được thay bằng một dòng duy nhất

%Như vậy kích thước các bảng chọn đường sẽ giảm

bớt, nhưng có khả năng đường đi được chọn không

phải là tối ưu

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 24

Chọn đường phân cấp

Full table for 1A Hierarchical table for 1A

Dest Line Hops Dest Line Hops Region 1 Region 2 1A[ — = 1A[ —

šc sal ic 3

aN ' 3B| 1C 2

` ki 4A| 1C 3 Region 5 4B| 1C 4

4c| 1C 4 5A| 1C 4 5B| 1C 5 5C| 1B 5 5D[ 1C 6 SE|_ 1C 5

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 25

Chọn đường cho máy di động-01

Chọn đường cho máy di động-02

1 Packet is sent to the

<<“ mobile host's home address

*—— 4 Subsequent packets are

tunneled to the foreign agent 3 Sender is given foreign

Kiểm soat tac nghén

3 Tac nghén:

1 sé lượng gói tin trong mạng

vượt quá mức cho phép

ñ_ Các bộ chọn đường mất các

gói tin, các nút nguồn gửi lại

các gói tin

1 S6 lượng gói tin trong mạng

ngày càng tăng, nhưng không

có gói tin nào đến nơi

3§ Phân biệt kiểm soát tắc

nghễn và kiểm soát luồng

dử liệu

ũ Kiểm soát tắc nghén: tat ca

cac thao tac, c6 gang dam bao

mạng có một thông lượng cho

trước

I Kiểm soát luồng dữ liệu: liên

quan dén 1 liên kết, đảm bảo

để nút gửi hoạt động nhanh

không làm quá tải nút nhận

O Phat hién noi bj tac

OChuyén thông tin đến trạm ra quyết định

Nguyên tắc chung

é6 Tac nghén xay ra khi yêu cầu truyền tin vượt

quá khả năng của mạng

‡%Có hai cách giải quyết

Bổ sung tài nguyên mạng

1 Giảm nhu cầu truyền tin

Quan ll tac ngnen: Chuyen Mach Kenn

0 Loai cdc nut trung gian bi tac agra nôi CSDL

0 Thiét l4p đường đi trên cơ sở các thông tin mới, chỉ sử dụng các nút không bị

tắc nghén

‡% Hoặc

ï Lưu trữ toàn bộ các thông tin về trạng thái của các bộ chọn đường bao gồm

Lì Bộ đệm rỗi

Lì Thông lượng, độ trễ của các liên kết tại mỗi nút trung gian

Ï Dựa trên các thông tin trên, chọn ra một đường đi theo yêu cầu

ï Nói chung, luôn luôn có tình trạng lãng phí đường truyền

Quan ll tac ngnen: Chuyen Mach Kenn

Ì Loại các nút trung giant tic nghén ra khoi CSDL

¡ Thiết lập đường đi trên cơ sở các thông tin mới, chỉ

¡ Dựa trên các thông tin trên, thỏa thuận chọn ra một

đường đi theo yêu cầu

U Nói chung, luôn luôn có tình trạng lãng phí đường

Quản lí tắc nghễn: Chuyển mạch gói

—_ Bit cảnh báo trong phần báo nhận

— Gói tin riêng rễ

Có thể báo trực tiếp

LÌ Nút nguồn sẽ thực hiện các thao tác giảm thông lượng truyền dữ liệu

LÌ Chỉ khi nào nhận được một gói tin không trong trạng thái cảnh báo, nút

nguồn mới tăng dần dần thông lượng

Có thể báo gián tiếp

LÌ Nút đích báo cho nút kề nút đích giảm thông lượng Khi đó bộ đệm của nút

kề tăng lên -> báo cho nút kề cho đến nút nguồn

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 32

Quan 1 tac nghnen-Mang chuyen Mach

Phan manh

Vi sao phải phân mảnh

° Thông tin đi qua nhiều mạng với giao thức

tâng 1, 2 khác nhau

3 Các giao thức này hỗ trợ kích thước thông tin

(gói tin, phân đoạn) khác nhau

Phân mảnh trong suốt

I Các gói tin đi ra luôn luôn đi qua một nút

1 Khi đi vào mạng, các gói tin được phân mảnh

Khi ra khỏi mạng, các gói tin được kết hợp lại với

nhau thành gói tin ban đầu

Phân mảnh thực hiện bằng 1 bít bổ sung đánh dấu phân mảnh cuối cùng

% Đánh giá

Chọn đường không mềm dẻo

¡ nếu đường đi qua nhiều mạng có kích thước gói tin khác nhau phân mảnh và hợp nhiều lần

Phân mảnh không trong suốt

36Mỗi khi đi vào một mạng có kích thước nhỏ

Phân mảnh gói tin

Chuyển các phân mảnh như những gói tin độc lập

| Hop các gói tin tại đích

Cần đánh số các gói tin nguyên bản

LlÌĐánh số các thông tin chứa trong từng phân mảnh

ClĐánh số thông thường-> vấn đề khi gửi lại

Ovi du

— phân mảnh thành 1,2,3,4x500byte, 1 bị mất

— Nguồn gửi lại ,phân mảnh thành 1,2 x1000byte

— Đích cho là phân mảnh 1 đến chậm 1+2+3+4 cho 2500byte OGiai pháp: như IP

12/10/12 @Ha Quốc Trung 2004 Chương 6: Kỹ thuật chuyển mach 36