Đồ án TCP/IP trong mạng ATM – Classical IP over ATM

p SAR sửa một số lỗi bit trong đơn vị dữ liệu của nó. SAR-SDU là đơn vị dữ liệu dịch vụ của SAR Lớp con CS Lớp này thực hiện một số chức năng: Hồi phục đồng hồ qua việc tách và ghép thông tin về thời gian Xử lý các tế bào bị mất hay bị truyền nhầm Sửa lỗi trước (FEC) cho các dịch vụ hình ảnh và âm thanh 2.3.3.3.LỚP TƯƠNG THÍCH ATM KIỂU ¾ (AAL ¾) Trong quá trình tiêu chuẩn hóa, do có nhiều điểm trùng hợp nên 2 giao thức AAL3 và AAL4 được gộp lại thành một Hai phương thức dịch vụ được sử dụng trong giao thức AAL ¾ là: message và streaming. Trong phương thức message, khối số liệu dịch vụ (SDU) AAL chuyển tải qua giao diện AAL có kích thước chính bằng khối số liệu giao diện AAL .Dịch vụ này có thể truyền tải các khối số liệu dịch vụ với kích thước cố định và thay đổi. Trong phương thức streaming , SDU- AAL chuyển tải qua giao diện AAL có kích thước bằng một hoặc bội số khối số liệu giao diện AAL có thể xảy ra tại nhiều thời điểm khác nhau và do vậy, dịch vụ này truyền tải các SDU với kích thước thay đổi. Trong phương thức này có dịch vụ loại bỏ, có khả năng loại bỏ một phần số liệu dịch vụ được vận chuyển qua giao diện AAL. Hai phương thức hoạt động trên được mô tả trong hình vẽ sau: AAL- SDU AAL- IDU Kết cuối Kết cuối SSCS- PDU a) Dịch vụ theo phương thức Message AAL- SDU AAL-IDU AAL- IDU AAL-IDU AAL-IDU Kết cuối Kết cuối SSCS- PDU b) Dịch vụ theo phương thức Streaming Hình 2.12: Cấu trúc của SSCS- PDU theo phương thức truyền tải Cấu trúc này phụ thuộc vào các yêu cầu của dịch vụ Hoạt động có chống lỗi : ở đây, mọi SDU được chuyển giao mà không có bất kì sự thay đổi nào về nội dung do các lỗi gây ra . Bất kì một CS- PDU nào bị mất hay bị sai sẽ được phát lại. Thêm vào đó , chức năng điều khiển luồng sẽ được đưa ra giữa hai đầu cuối. Hoạt động không có chống lỗi: Trong trường hợp này, một SDU có thể được truyền đi chính xác hoặc không chính xác. Các CS- PDU bị mất hay sai sẽ không được phát lại. Việc có cung cấp chức năng điều khiển luồng hay không hoàn toàn tùy chọn. Lớp con SAR Các chức năng chủ yếu của SAR là hỗ trợ cho việc phân chia và tác hợp thông tin thành các đơn vị dữ liệu giao thức có chiều dài thay đổi của CS hoặc ngược lại nhờ việc đưa ra một chỉ báo về kiểu tế bào ( đầu , giữa , cuối hay là một đoạn duy nhất) của CS-PDU và một chỉ báo về số lượng các bytes có ích. Chỉ báo này chỉ có giá trị đối với tế bào cuối cùng hoặc tế bào của một đoạn duy nhất. Chức năng này do hai trường bit đưa ra: Trường bit kiểu đoạn ST gồm 2 bits chỉ thị nội dung chứa của SAR- PDU là phần khởi đầu , nội dung hay kết thúc của bản tin hoặc đây là mẩu tin chỉ có một segment. Các ST được dùng để tái tổ hợp các tế bào tại đầu thu. Trường chỉ báo chiều dài LI gồm 6 bits chỉ thị số lượng octet thông tin của CS- PDU chứa trong trường tải tin của SAR- PDU . Điều này là cần thiết vì trong nhiều trường hợp số liệu nhận từ CS-PDU không phải bội số của 44 (độ dài của SAR- PDU) Mào đầu tế bào ST SN MID Thông tin SAR- PDU LI Phần đầu Kết cuối SAR- PDU SAR- PDU SAR- PDU(48 octets) ST: Lọai phân đoạn (2 bits) SN: Số thứ tự MID:Chỉ thị ghép kênh(1 bit) LI: Chỉ thị độ dài(6 bit) CRC: Các bit kiểm tra Hình 2.13: Dạng SAR- PDU của AAL ¾ Cũng trong cấu trúc trên, trường CRC gồm 10 bits dùng để sửa chữa các lỗi bit xảy ra với SAR- PDU . Việc mã hóa của CRC dựa trên đa thức sinh x10 + x9 +x5 +x4 +x +1. Thêm vào đó các tế bào bị mất và bị lồng cũng phải được phát hiện. Chức năng này được thực hiện bởi 4 bits của trường SN. Trường SN dùng để xác định thứ tự của segment và được đánh số từ 0 đến 15 . Trường SN và trường ST có tác dụng sắp xếp các segment của khối số liệu giao thức CS- PDU theo đúng thứ tự và giảm tối thiểu ảnh hưởng của lỗi trong quá trình tái tạo số liệu. Trường nhận dạng ghép nối (MID) dùng để nhận dạng kết nối CPCS đối với một kết nối đơn thuộc lớp ATM . Điều này cho phép kết nối đơn lớp ATM có thể chấp nhận nhiều kết nối CPCS cùng một lúc . Do đó , lớp phụ SAR cho phép vận chuyển chiều CS- PDU cùng một lúc trên một kết nối ATM giữa các dữ liệu của lớp AAL . Điều này tạo nên một sự đồng đều đối với chất lượng dịch vụ đưa ra cho các đấu nối. Trường đặc biệt RES được dự trữ cho việc sử dụng sau này Việc mã hóa trường ST được thực hiện như sau: 10: Tế bào bắt đầu của bản tin (BOM) 00: Tế bào ở giữa (COM) 01: Tế bào cuối cùng của bản tin (EOM) 11: Bản tin có một đoạn duy nhất (SSM) Lớp con CS Được chia thành hai phần là phần chung CS (CPCS) và phần dịch vụ đặc thù (SSCS) . Các chức năng của SSCS còn được tiếp tục nghiên cứu. CPCS có các chức năng: Đảm bảo thứ tự của các khối số liệu giao thức CPCS- PDU Phát hiện và xử lý lỗi Xác định kích thước bộ đệm và chức năng loại bỏ. Cấu trúc của CPCS-PDU được chỉ ra trong hình vẽ dưới . Theo đó , trường bits tiêu đề của CPCS-PDU gồm 4 bytes, nó gồm các trường con: Các bít chỉ báo phần chung CPI được dùng để quản lý các bit còn lại trong trường bit tiêu đề và trường bit cuối . Trường bit nhãn hiệu bắt đầu BT Trường bit về kích thước bộ đệm phân phối : chỉ cho đầu thu biết kích thước cần thiết của bộ đệm để nhận CPCS –PDU . Trường đệm PAD : được thêm vào để đảm bảo trường bit thông tin của CPCS- PDU là một bội số của 4 octets. Độ dài của PAD từ 0 đến 3 octets. Trường bit cuối của CPCS- PDU cũng có 4 octets, gồm 3 trường phụ sau: +1 octet đồng bộ AL dùng để đồng bộ 32 bits của trường bit cuối . +1 octet nhãn kết thúc ET dùng để kết hợp với BT nhằm tạo ra một sự liên kết chính xác giữa trường bit tiêu đề và trường bit cuối cùng của khung. +2 octets trường chỉ báo chiều dài sẽ chỉ ra độ dài trường thông tin của CPCS- PDU. Phần đầu CPCS- PDU Thông tin CPCS- PDU PAD Kết cuối CPCS- PDU AL Etag Length CPI Btag BASize Phần đầu CPCS- PDU Kết cuối CPCS-PDU CPCS- PDU CPI: Chỉ thị phần chung (1 octet) BASize : Kích thước bộ đệm (2 octets) PAD: Phần cộng thêm (0÷3 octets) Length: Độ dài thông tin CPCS- PDU (2 octets) AL: Đồng bộ( 1 octet) Btag: Đánh dấu điểm đầu (1 octet) Etag: Đánh dấu kết thúc( 1 octet) Hình 2.14: Dạng CPCS- PDU của AAL 3/4 2.3.4.LỚP TƯƠNG THÍCH ATM KIỂU 5 (AAL5) Thông tin của các dịch vụ phi kết nối sẽ được truyền đi nhờ sử dụng lớp AAL5 . Bản thân lớp AAL5 không thể đưa ra một dịch vụ phi liên kết đầy đủ bởi các chức năng như tạo tuyến và đánh địa chỉ được thực hiện ở lớp bậc cao. Lớp AAL5 có thể cung cấp khả năng truyền một đơn vị dữ liệu của dịch vụ từ điểm tới điểm hoặc tới đa điểm. AAL5 được thiết kế cho các dịch vụ có một số tính năng như AAL3/4 nhưng có cấu trúc đơn giản hơn và đòi hỏi ít số liệu phụ hơn. Khác với AAL3/4 ,AAL5 sử dụng hết 48 octets của trường thông tin tế bào để chuyển tải khối số liệu giao thức phần mào đầu của tế bào ATM. Điều này có nghĩa sẽ không có khả năng đấu ghép và điều khiển lỗi tại SAR (không có MTD) . Tuy nhiên , trong phân lớp vẫn có trường CRC. AAL5 chỉ cung cấp phương thức đối với tin báo mà không có phương thức streaming . Cấu trúc AAL5 bao gồm một kết cuối được gắn khối số liệu. AAL5 sắp xếp giá trị CPCS- PDU vào dãy tế bào mà không cộng thêm phần điều khiển phụ vào SAR –PDU. Tất cả phần điều khiển phụ được thể hiện trong tế bào cuối cùng của khối số liệu. Lớp con SAR Mào đầu tế bào Thông tin SAR- PDU PT SAR- PDU (48 octets) PT: Dạng thông tin- là bộ phận của phần mào đầu tế bào mang giá trị chỉ thị giữa khách hàng lớp ATM- khách hàng lớp ATM Hình 2.15: Dạng SAR- PDU của AAL5 SAR có nhiệm vụ nhận các đơn vị dữ liệu có chiều dài là bội số của 48 octets từ CPCS gửi xuống , thực hiện chức năng “tách” ở đầu phát và “ghép” ở đầu thu ( không thêm vào trường điều khiển giao thức PCI) . Để xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của SAR- PDU AAL5 sử dụng 1 bit AUU nằm trong 3 bits chỉ kiểu trường thông tin PT của trường bit tiêu đề AUU =1: chỉ ra điểm kết thúc AUU = 0: chỉ ra điểm bắt đầu hoặc điểm giữa của SAR- PDU Lớp con CS Cấu trúc CPCS- PDU của AAL5 sẽ được mô tả trong hình vẽ dưới đây: Kết cuối CPCS- PDU CPCS-UU CPI Length CRC Thông tin khách hàng Thông tin CPCS- PDU PAD Kết cuối CPCS- PDU HDR HDR HDR HDR PAD:0÷ 47 octets CPI: 1 octet Length: 2 octets CRC: 4 octets CPCS- UU: Chỉ thị CPCS giữa khách hàng – khách hàng (1 octet) Hình 2.16: Dạng CPCS giữa khách hàng – khách hàng Phần chung của CS( CPCS) đưa ra chức năng truyền các khung số liệu của người sử dụng với độ dài bất kì từ 1 đến 65535 octets. Phần PAD dùng để lấp đầy CPCS- PDU từ cuối của phần tải đến đầu của tín hiệu ghép cuối sao cho độ dài của CPCS- PDU là bội số của 48 octets và phần dự trữ được thêm vào làm cho tín hiệu ghép cuối có độ dài 64 bits. Độ dài trường Length chỉ ra chiều dài của phần tải CPCS- PDU và trường CRC để kiểm tra cho trường bit thông tin CPCS- PDU và 4 octets của tín hiệu ghép cuối. Trường CPCS-PDU dùng để truyền tải thông tin thông suốt giữa các khách hàng đầu cuối qua mạng ATM. Ứng dụng của trường CPI đang được tiếp tục nghiên cứu. CPCS thực hiện các chức năng chính sau: Đảm bảo thứ tự của SSCP-PDU Cung cấp chỉ thị khách hàng – khách hàng CPCS Phát hiện và sửa lỗi Chức năng loại bỏ Chức năng đệm Khi sử dụng AAL5 bên phát phải thực hiện đệm tế bào vào khối số liệu khách hàng với giá từ 0 đến 47 octets sao cho phần kết cuối CPCS- PDU nằm gọn trong tế bào cuối cùng của dãy tế bào AAL5. Phần thu sẽ không xử lý các giá trị đệm này. 3.CHUYỂN MẠCH ATM Đầu vào VCI mapping Fabric Đầu ra Hình 2.17: Mô hình chuyển mạch ATM Chuyển mạch là sự truyền tải thông tin từ một kênh ATM logic vào đến một kênh ATM logic ra được lựa chọn trong số nhiều kênh logic ra. Hình 2.17 cho ta thấy một mô hình chung của chuyển mạch ATM , nó bao gồm các cổng vào, một thiết bị VCI mapping , một fabric chuyển mạch và các cổng ra . Với cấu hình chung này, một chuyển mạch ATM thực hiện 3 chức năng cơ bản: Định tuyến Sắp hàng Phiên dịch tiêu đề Khi có tế bào đến cổng vào, chuyển mạch kiểm tra trường VPI và VCI trong phần header của tế bào và tham khảo bảng để xác định cổng ra cho nó. Tiếp đó chuyển mạch sẽ thay đổi phần header của tế bào để tạo ra giá trị VCI mới cho chặng tiếp theo. Cuối cùng, nó tổ chức thiết lập kết nối để tế bào được định tuyến đến cổng ra nhờ fabric chuyển mạch. Tuy nhiên có những trường hợp đặc biệt, có nhiều tế bào đồng thời truy nhập tới một cổng ra vào cùng một thời điểm và hiện tượng này gọi là tranh chấp tại cổng ra. Khi tranh chấp xảy ra, chỉ có một tế bào trong số tế bào đến được xử lý và gửi ra tuyến nối. Số tế bào còn lại đòi hỏi phải có bộ nhớ đệm để lưu giữ tạm thời cho đến khi được xử lý hoặc sẽ bị loại bỏ. Trong quá trình nhớ đệm đầu ra , các tế bào này được lưu giữ ở giữa phần tử chuyển mạch và cổng ra. Trong quá trình nhớ đệm đầu vào, việc lưu giữ xảy ra ở giữa tuyến nối vào và cổng vào . Ngoài ra, có thể xảy ra nghẽn nội bộ khi nhiều tế bào cùng muốn sử dụng một tài nguyên chung trong phần tử chuyển mạch. Giống như trường hợp tranh chấp đầu ra, chỉ một tế bào được phép sử dụng tài nguyên này, số còn lại sẽ được lưu giữ tạm thời tại bộ nhớ đệm của phần tử chuyển mạch hoặc tại bộ nhớ đầu vào. Trong mạng ATM, các ứng dụng khác nhau có thể yêu cầu các dạng kết nối khác nhau. Ví dụ, dịch vụ thoại có thể thực hiện giữa hai điểm kết cuối khách hàng; trong khi đó, sẽ có nhiều khách hàng hơn sử dụng dịch vụ điện thoại , hội nghị... Do đó, để thực hiện các yêu cầu về chuyển mạch , tế bào cần được chuyển mạch theo dạng điểm – đa điểm từ một tuyến nối đến tới nhiều tuyến nối đi, trường hợp này được gọi là nhân phiên bản hay quảng bá (nếu một tế bào được gửi tới tất cả các tuyến nối đi) Các tiến bộ trong công nghệ truyền dẫn đã tạo ra khả năng cung cấp đầy đủ băng tần cần thiết cho các ứng dụng khác nhau. Để đưa được các dịch vụ này đến khách hàng, các hệ thống chuyển mạch cũng cần được thiết kế phù hợp, có khả năng xử lý các luồng tế bào tốc độ hàng trăm nghìn tế bào trong một giây và thực hiện các yêu cầu khác nhau về kết nối của các ứng dụng. Nhiều cấu trúc phần tử chuyển mạch ATM đã được nghiên cứu; nhìn chung có thể được phân chia thành 3 loại chính: Chuyển mạch có phương tiện dùng chung Chuyển mạch có bộ nhớ chung Chuyển mạch phân chia không gian 3.1.CHUYỂN MẠCH CÓ PHƯƠNG TIỆN DÙNG CHUNG BUS chung Bộ nhớ cổng ra FIFOO P/S AF S/P 1 FIFO P/S S/P AFF 2 FIFO AF S/P P/S N S/P: Bộ chuyển đổi nối tiếp song song P/S: Bộ chuyển đổi song song nối tiếp AF: Bộ lọc theo địa chỉ FIFO:Bộ đệm vào trước ra trước Hình 2.18: Nguyên lý chuyển mạch BUS chung Trong loại cấu trúc này , các tế bào được ghép lại trong môi trường chung là BUS hoặc RING. Tốc độ của môi trường chung thường lớn hơn hoặc bằng giá trị tổng của tốc độ các luồng tín hiệu đến. Cấu trúc này chỉ cần một bộ nhớ đệm có dung lượng nhỏ đủ để giữ một số lượng ít các tế bào khi chung truy nhập vào môi trường chung. Tranh chấp đầu ra đối với cấu trúc này là không xảy ra vì không có trường hợp hai tế bào cùng đến cổng ra trong cùng một thời điểm. Tuy nhiên, tốc độ tế bào tại một thời điểm và do vậy cần phải sử dụng các bộ nhớ đệm đầu ra để lưu giữ tế bào. Cấu trúc chuyển mạch có phương tiện dùng chung thích hợp cho việc cung cấp các dịch vụ nhân phiên bản/ quảng bá và hoạt động có hiệu quả khi tốc độ môi trường chung lớn hơn hoặc bằng tổng tốc độ của các tuyến nối đến. Tuy nhiên cấu trúc này chỉ phù hợp với số lượng cổng nhỏ hoặc được sử dụng như là các thành phần của một hệ thống chuyển mạch lớn. 3.2.CHUYỂN MẠCH CÓ BỘ NHỚ CHUNG Chuyển mạch có bộ nhớ chung bao gồm một khối cổng kép dùng chung cho tất cả các cổng vào và cổng ra. Các tín hiệu đến được ghép vào một luồng duy nhất và viết vào bộ nhớ chung. Bộ nhớ được cấu trúc thành các hàng logic , mỗi hàng tương ứng với một cổng ra. Tế bào tại các hàng ra cũng được ghép lại thành một luồng tế bào chung, được đọc, tách kênh và sau đó được gửi tới các tuyến đi. Nhược điểm của cấu trúc này là hạn chế về thời gian truy nhập bộ nhớ đối với tất cả lưu lượng đến và lưu lượng đi. Ghép luồng MUX Tách luồng DEMUX Bộ nhớ chung RAM 1 N Điều khiển Hình 2.19: Nguyên lý chuyển mạch có bộ nhớ chung Cấu trúc chuyển mạch có bộ nhớ chung được áp dụng tương đối rộng rãi do các ưu điểm trong kĩ thuật nhân phiên bản và do những tiến bộ trong công nghệ bộ nhớ dẫn tới khả năng dễ dàng giải quyết các hạn chế về tốc độ truy nhập bộ nhớ. 3.3.CHUYỂN MẠCH PHÂN CHIA KHÔNG GIAN Trong chuyển mạch phân chia không gian, tế bào tổng hợp từ các cổng vào khác nhau có thể được truyền tải đồng thời đến các tuyến nối. Việc truyền tải mỗi tế bào đòi hỏi sự thiết lập đường truyền vật lý riêng trong phần tử chuyển mạch để nối tuyến nối đến và tuyến nối đi. Các phần tử chuyển mạch này cũng yêu cầu có sự phân chia điều khiển bên trong, do vậy làm giảm độ phức tạp trong thiết kế. Chuyển mạch phân chia không gian được tổ chức giống như chuyển mạch ngang dọc. Dưới đây là một cấu trúc chuyển mạch ngang dọc 8x8 , trong đó mỗi ô vuông tương ứng với một điểm nối chéo, khối chuyển mạch cơ bản trong cấu trúc chuyển mạch phân chia không gian hoạt động theo sự điều khiển của khối điều khiển. Mỗi điểm nối chéo bao gồm hai đầu vào và hai đầu ra và cho phép hai đường nối hoạt động đồng thời. Cổng vào 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 Cổng ra Hình 2.20: Chuyển mạch ngang dọc 8x8 Trong một điểm nối chéo , tranh chấp xảy ra khi hai đầu vào yêu cầu kết nối với cùng một đầu ra. Khi đó chỉ có một đầu vào được kết nối, tế bào của đầu ra còn lại sẽ bị loại bỏ hoặc được lưu giữ trong bộ nhớ cho đến khi đầu ra không bị chiếm giữ. Tuy nhiên , việc sử dụng bộ nhớ vẫn không giải quyết hết được vấn đề tranh chấp đầu ra do kích thước bộ nhớ có giới hạn. Ngoài ra, có thể xảy ra trường hợp đầy bộ nhớ gây ra việc loại bỏ tế bào do không còn khả năng lưu giữ các tế bào đến sau. Đầu vào Đầu vào Đầu ra Đầu ra Đấu chéo Đấu thẳng Hình 2.21: Điểm nối chéo và hình thức đấu nối Cấu trúc chuyển mạch phân chia không gian thích hợp với các dịch vụ nhân phiên bản/ quảng bá nhưng có một nhựơc điểm như tốc độ chuyển mạch thấp, điều khiển ưu tiên không linh hoạt và tỷ lệ sử dụng bộ nhớ thấp. 4.BÁO HIỆU VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ ATM 4.1. CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ ATM Trước khi một kênh ảo được thiết lập giữa hai đầu cuối sử dụng ATM, một chuỗi các thông điệp được trao đổi với các thông tin về băng thông, chất lượng dịch vụ cùng các thông số đặc trưng cho một kết nối. Tuy vậy, điều này chỉ xảy ra khi thông điệp được định tuyến thành công giữa hai đầu cuối này mà điều căn bản là mỗi đầu cuối ATM phải có một địa chỉ duy nhất. Một số đặc tính điển hình của cấu trúc địa chỉ ATM: Sự riêng biệt và duy nhất đối với bất kì giao thức lớp cao nào cung không gian địa chỉ của chúng khi sử dụng mạng ATM. Cụ thể trong địa chỉ IP 32 bits với giao thức TCP/IP không có sự liên quan nào với địa chỉ ATM được chỉ định theo NIC . Tuy nhiên , thông qua một số các giao thức đặc biệt , vấn đề tham chiếu địa chỉ giữa IP và ATM được giải quyết cũng giống như đối với địa chỉ IP và địa chỉ vật lý MAC-AAD , qua đó cho phép liên kết hoạt động các mạng với nhau. Có các kiểu định dạng địa chỉ khác nhau cho cả mạng ATM riêng lẫn mạng công cộng . Đây là một thực tế cho thấy sự giống nhau trong mạng ATM công cộng với công ty điện thoại qua địa chỉ và cơ chế định tuyến nội bộ. Cũng giống vậy , một mạng ATM dùng riêng cũng cần có một sự mềm dẻo trong phân định địa chỉ, phụ thuộc vào quyền phân cấp nội bộ , hai cấu trúc này sẽ cùng hoạt động với nhau. Cấu trúc phân cấp trong địa chỉ ATM đã làm giảm đáng kể sự phức tạp trong cơ chế định tuyến cuộc gọi, trong thi hành và quản trị cuộc gọi cũng như trong xử lý overhead. Khả năng cung cấp dung lượng địa chỉ trong ATM rất lớn bởi việc sử dụng 20 bytes địa chỉ ATM. Cấu trúc địa chỉ ATM(ITU-T) ATM Forum đã định nghĩa dạng thức địa chỉ để nhận diện duy nhất đầu cuối sử dụng ATM truyền thông qua giao tiếp UNI. Cấu trúc địa chỉ ATM như mô tả trong hình 2.22 dưới đây gồm hai phần IDP và DSP: IDP( Initial Domain Identifier) : phần khởi đầu địa chỉ gồm hai phần con: +AFI (Authority Format Indentifier) là thông tin nhận dạng một trong ba địa chỉ. Bảng dưới đây sẽ giới thiệu giá trị AFI cho ba loại tương ứng. Giá trị AFI IDI tương ứng Ý nghĩa IDI 39 DCC Data Country Code ISO 3166 47 ICD International Code Desginator ISO 6523 45 E.165 ITU-T Bảng 2.2: Bảng nhận dạng và giá trị AFI +IDI (Innitial Domain Identifier): thông tin này với 2 bytes nhận dạng tuỳ vào AFI sẽ mang ý nghĩa khác nhau. IDP DSP A F I DCC HO-DSP ESI E S L a) A F I ICD HO-DSP ESI E S L b) A F I E164 HO-DSP ESI E S L c) Địa chỉ ATM dạng DCC Địa chỉ ATM dạng ICD Địa chỉ ATM dạng NSAP chuẩn E.164 Hình 2.22: Các khuôn dạng địa chỉ ATM DSP(Domain Specific Part) : phần đặc trưng miền địa chỉ , quyết định địa chỉ bởi nhà quản lý mạng . Nội dung DSP thay đổi tuỳ theo AFI, trong đó DFI là nhận dạng miền đặc trưng bao hàm cú pháp và các khía cạnh liên quan đến miền. HO- DSP( High Oder DSP) là phần thông tin kết hợp giữa định tuyến miền và nhận dạng vùng. Trường thông tin này dùng để tạo cấu trúc địa chỉ nhiều lớp dựa vào ứng dụng mặt nạ bởi các bit đầu của địa chỉ. ESI (End System Identifier) nhận dạng duy nhất hệ thống đầu cuối với 48 bits cho một mạng con ATM. Với chiều dài này, địa chỉ hoàn toàn phù hợp với địa chỉ vật lý MAC trong mạng LAN Ethernet hay Token ring. SEL( Selector): không sử dụng trong lớp mạng ATM , nó thường sử dụng để nhận dạng loại giao thức sử dụng lớp cao. Thông thường SEL chứa SAP. ESI và SEL cho biết phần địa chỉ người sử dụng 4.2. ĐĂNG KÝ ĐỊA CHỈ QUA MẠNG ATM Việc chỉ định và phân cấu hình 20 bytes địa chỉ cho đầu cuối sử dụng ATM có thể dẫn đến các sai sót và ngộ nhận không lường được. Do đó ATM Forum đã đưa ra kỹ thuật đăng kí địa chỉ tự động thông qua giao tiếp UNI. Kỹ thuật đăng kí này với giao thức quản trị mạng SNMP và giao thức ILMT để trao đổi thông tin địa chỉ giữa mạng ATM và đầu cuối ATM bằng việc đầu cuối ATM sẽ thông báo với mạng địa chỉ ESI của nó , sau đó sẽ nhận địa chỉ đầu với nhận dạng riêng của mạng con ATM mà đầu cuối sử dụng kết nối vào thông qua UNI. Việc đăng kí địa chỉ tự động qua giao diện sẽ cho phép nhiều thuê bao ATM có thể thực hiện đồng thời . Kể từ ngay sau khi hoàn tất việc đăng kí địa chỉ đã có thông tin mới về địa chỉ ATM của các thuê bao mới . Đây là cơ sở để giao thức định tuyến cho các tế bào đi từ chuyển mạch này đến chuyển mạch khác, định tuyến thích hợp các kênh ảo động SVC từ đầu cuối ATM gửi đến đầu cuối ATM nhận. 4.3.BÁO HIỆU TRONG MẠNG ATM Báo hiệu trong ATM thực hiện trong các kênh báo hiệu tách biệt với các kênh đối tượng sử dụng . Một số lớn các dịch vụ dải rộng yêu cầu độ linh động và do đó quá trình báo hiệu trở nên phức tạp. Báo hiệu sử dụng giao thức trao đổi các thông điệp giữa đầu cuối người dùng ATM và mạng qua giao diện UNI . Các thủ tục này được qui định trong khuyến nghị ITU-T Q.2931 và chức năng chính của nó được định nghĩa trong khuyến nghị là: Thiết lập và giải phóng kết nối điểm - điểm Chọn và ấn định VPI/ VCI Yêu cầu chế độ chất lượng dịch vụ QoS Nhận dạng phía chủ gọi Xử lý lỗi cơ sở Thông báo các thông tin đặc thù ở yêu cầu thiết lập Hỗ trợ địa chỉ con Định nghĩa thông số lưu lượng tốc độ tế bào đỉnh PCR Chọn mạng quá giang Ngoài ra , ATM Forum cũng định nghĩa một số khả năng bổ sung cho ITU-T Q2931 và đưa ra các thông số cơ bản cho các bản tin báo hiệu chính từ Q2931 này: Điều khiển kết nối điểm - điểm Các bản tin thiết lập cuộc gọi CALL PROCEDING (Tiến hành gọi) CONNECT ACKNOWLEDGE( Công nhận kết nối) SETUP( Thiết lập) Các bản tin xoá cuộc gọi RELEASE(Giải phóng) RELEASE COMPLETE (Hoàn toàn giải phóng) Các bản tin trạng thái STATUS ENQUIRE (Yêu cầu trạng thái) Các bản tin liên quan đến tham khảo cuộc gọi toàn thể RESTART (ALL) ( Khởi động lại tất cả) RESTART ACKNOWLEDGE( Công nhận khởi động lại) STATUS( Trạng thái) Điều khiển kết nối điểm – đa điểm ADD PARTY( Bổ sung phía tham dự) ADD PARTY ACKNOWLEDGE (Công nhận bổ sung phía tham dự) DROP PARTY( Bỏ bớt phía tham dự) DROP PARTY ACKNOWLEDGE( Công nhận bỏ bớt phía tham dự) Tương ứng các chức năng báo hiệu , có hai loại bản tin được trao đổi: Bản tin điều khiển cuộc gọi( Thiết lập và xoá) Bản tin điều khiển nối thông cuộc gọi (bổ sung / loại bỏ các đấu nối , bổ sung / loại bỏ các nơi nhận ở một cuộc gọi điểm – đa điểm) Header Information Elements Callref len compat Len Type Protocol Discriminator Hình 2.23: Khuôn dạng bản tin báo hiệu Mỗi bản tin báo hiệu gồm hai phần: phần chung header có độ dài 9 bytes gồm trường phân loại giao thức, tham khảo cuộc gọi , kiểu bản tin và độ dài bản tin; phần đặc thù hay phần tử thông tin IE mang thông tin đặc thù cho từng bản tin. Hình vẽ sau đây cho ta thấy được khuôn dạng của một bản tin và quá trình trao đổi các bản tin cho thủ tục thiết lập – xoá bỏ cuộc gọi giữa hai đầu cuối sử dụng ở giao tiếp UNI và NNI. Chuyển mạch ATM2 Chuyển mạch ATM1 Thiết bị đầu cuối băng rộng Thiết bị đầu cuối băng rộng UNI NNI UNI SETUP CALL PROCEDDING IAM IAM ACK SETUP Đang tiến hành gọi Báo chuông CONNECT ADDRESS COMPLETE CONNECT CONNECT ACK ANSWER CONNECT ACK RELEASE RELEASE RELEASE COMPLETE RELEASE RELEASE COMPLETE RELEASE COMPLETE Hình 2.24: Lưu đồ báo hiệu trao đổi ở các giao tiếp người sử dụng mạng (UNI) và mạng- mạng (NNI) PHẦN BA: TCP / IP TRONG MẠNG ATM- CLASSICAL IP OVER ATM Giới thiệu chung TCP/IP là họ giao thức được thiết kế để truyền gói dữ liệu qua từng host cơ sở hoàn toàn độc lập với môi trường vật lý. Trong đó giao thức Internet (IP) hỗ trợ mọi thiết bị mạng và hầu như được chấp nhận như là một giao thức tối ưu cho việc truyền thông dữ liệu bởi sự mềm dẻo , linh động và tính thời gian thực thông qua cơ chế định tuyến năng động với giao thức cập nhật thông tin định tuyến chính xác và hữu hiệu . Thực tế cho thấy cơ chế hoạt động chính trong TCP/IP không thay đổi nhiều từ khi hình thành cho đến nay, điều này chứng tỏ khả năng tương thích hoàn toàn với bất kì mạng truyền dẫn nào. Nhược điểm tồn tại của TCP/IP là chỉ hoàn hảo cho việc truyền thông dữ liệu , đối với một số dịch vụ mang tính giá trị gia tăng như thoại hay video , cao hơn nữa là các dịch vụ đa phương tiện đòi hỏi sự đáp ứng linh động về băng thông và tốc độ truyền theo yêu cầu sử dụng cũng như độ trễ thấp nhất thì mạng Internet đơn thuần không thể đáp ứng được . Một số giải pháp đã được đưa ra nhằm cải thiện yếu điểm này như giao thức dự trữ tài nguyên mạng RSVP( Resource Reservation Protocol ) ra đời bởi tổ chức IETF hay kế hoạch thay thế IP phiên bản 4 (IPv4) bằng IP phiên bản 6 (IPv6) để giải quyết sự thiếu hụt về dung lượng địa chỉ sử dụng cũng như nhận diện loại lưu lượng dữ liệu truyền tải cho phép mạng cấp phát tài nguyên thích hợp với ứng dụng. Các giải pháp trên tuy khắc phục được phần nào nhược điểm của mạng Internet nhưng lại thêm các giao thức phải sử dụng kèm làm tăng độ phức tạp trong điều khiển truyền cũng như đòi hỏi quá trình ổn định cho sự tương thích với các hệ thống và giao thức phụ trợ khác. Trong khi đó mạng truyền thông không đồng bộ ATM c