Mạng dữ liệu chuyển mạch gói – Phần 2

Mạng dữ liệu chuyển mạch gói – Phần 2 Hệ thống chuyển mạch gói Hệ thống chuyển mạch gói có thể được phân loại thêm thành một hệ thống xử lý trung tâm và điều khiển tín hiệu cao tốc. Hệ thống xử lý trung tâm điều khiển thiết bị điều khiển báo hiệu cao tốc và thiết bị vào/ra thông qua việc sử dụng phương pháp điều khiển bằng chương trình ghi sẵn. Nó cũng đưa ra những thông tin cần thiết qua đĩa từ hoặc máy in dòng cũng như phân tích thông tin trong hệ thống chuyển mạch gói và rồi truyền những mệnh lệnh chi tiết tới từng thiết bị theo kết quả thu được. Thiết bị điều khiển báo hiệu cao tốc nhận một gói đã được ghép kênh từ thiết bị ghép kênh gói và trao đổi những tín hiệu giữa các hệ thống chuyển mạch gói. Nó truyền/nhận thông tin để truyền dữ liệu một cách chính xác, kiểm tra các dạng thông tin liên quan tới các thiết bị và các lỗi. Ngoài ra nó còn có thể yêu cầu truyền lại khi có lỗi. (3) Mạng chuyển mạch gói Mạng chuyển mạch dữ liệu gói thường có những chức nǎng sau: (A) Điều khiển việc định tuyến Trong trường hợp một mạng gói với 4 hệ thống chuyển mạch gói như trong hình 2.25, thuê báo số 1 được gắn với một thuê bao duy nhất khi nó được đǎng ký trong mạng. Hình 2.24. Phương pháp phục hồi mạng chuyển mạch gói Khi thuê bao 1 muốn truyền các gói cho thuê bao 2, thuê bao 1 đặt một bộ nhận dạng (số của thuê bao khác/số của kênh logic) để xác định nơi đến của gói đó ghi vào trong gói và rồi gửi nó vào hệ thống chuyển mạch A. Hệ thống chuyển mạch gói A xác định một hệ thống chuyển mạch mà nó phải gửi gói đã nhận đó đến. Tiến trình này gọi là điều khiển định tuyến. Như chỉ rõ trong hình 2.25, gói của bao 1 có thể gửi đi tới bất kỳ một con đường nào trong số b, c và d. Tuy vậy hướng d cần phải được chọn để bảo đảm khoảng cách ngắn nhất và hiệu quả cao nhất. Nếu hướng d bị trục trặc hoặc lưu lượng quá lớn, gói đó cần được gửi theo b và c. Thực tế, hệ thống chuyển mạch hoạt động trên cơ sở một bảng lộ trình; nội dung của bảng này có thể thay đổi khi cần tuỳ theo tình trạng của hệ thống chuyển mạch kế cận và sự lưu thông của mạng. Bảng này cần phải được soạn thảo và sử dụng theo những nguyên tắc định sẵn như là thuật toán định tuyến cố định. Hình 2.25. Ví dụ về mạng chuyển mạch gói B) Kênh logic Trong việc truyền dữ liệu, quá trình truyền tin giữa 2 thuê bao không được thực hiện một cách tự động ngay cả khi đường thông tin đã được kết nối bằng điện. Trong trường hợp một cuộc gọi điện thoại, chỉ có một đường liên lạc được nối khi phía được gọi trả lời điện thoại. Như vậy chỉ có kênh vật lý là được thiết lập. Loại kênh này gọi là kênh logic. Trong mạng gói, kênh logic này được phân loại thành cuộc gọi ảo, cuộc gọi ảo vĩnh viễn và dữ liệu biểu tuỳ theo loại của chúng. Cuộc gọi ảo Khi một đường thoại được thiết lập trên mạng điện thoại, kênh đó được dùng cho đến khi gọi xong. Điều này cũng giống như trường hợp cuộc gọi ảo của mạng gói. Như trình bày trong hình 2.26, khi một thuê bao chủ bắt đầu gọi thuê bao này gửi một gói yêu cầu gọi bao gồm số điện thoại của đối tác và số kênh logic thuê bao sẽ dùng trên mạng. Hình 2.26. Thủ tục truyền tin gói Khi nhận được gói này, mạng gửi đi gói gọi đầu vào trong đó có kênh logic mà thuê bao đầu cuối sử dụng đến cho thuê bao số 2. Nếu thuê bao số 2 dạng ở trong trạng thái có thể nhận được cuộc gọi, nó gửi gói thông tin chấp nhận gọi cho mạng. Mạng gửi gói thông tin nhận được cho thuê bao số 1 như là một gói kết nối cuộc gọi và như vậy lập được đường liên lạc logic giữa thuê bao 1 và 2. Sau đó việc truyền gói dữ liệu được thực hiện qua kênh logic lúc đó đã được thiết lập. Một cuộc gọi ảo đã được thiết lập thông qua các thủ tục trên. Một gói yêu cầu xoá được gửi đi khi chấm dứt liên lạc và kênh logic này được giải phóng qua việc dùng một gói chỉ thị xoá và gói xác nhận xoá. Cũng như trong trường hợp gọi điện thoại, cuộc gọi ảo là cuộc gọi thiết lập ra một mạch logic cho trao đổi dữ liệu và sau đó gửi dữ liệu chỉ qua kênh đó và cuối cùng xoá kênh đi khi hoàn tất liên lạc. Gọi ảo vĩnh viễn Gọi ảo vĩnh viễn là phương pháp thiết lập đường liên lạc logic vĩnh viễn giữa 2 thuê bao và do đó không cần phải thiết lập hoặc xoá kênh logic như trong trường hợp gọi ảo. Dữ liệu biểu Không như những kênh logic nói trước đây, đây là một phương pháp không cần thiết lập một kênh logic giữa 2 thuê bao. Thay vào đó, thuê bao chủ gọi chỉ việc gửi một gói có số của phía đối diện trong mỗi gói và dựa theo số đó ở mỗi gói, mạng gửi gói đó tới hệ thống chuyển mạch tiếp theo. Các gói sẽ được gửi đi qua các loại tuyến khác nhau. Phương pháp này đặc biệt cólợi khi chuyển và nhận những thông báo ngắn. (C) Ghép kênh gói Nói chung, một thuê bao có thể có nhiều số kênh logic ngay khi nếu một đường dây được nối vật lý với mạng gói. Nếu thiết bị đầu cuối có thể xử lý dữ liệu từ nhiều nguồn cùng một lúc, một cuộc gọi cho nhiều hơn 2 thuê bao có thể thiết lập được. Đây gọi là ghép kênh gói. Hình 2.27. Ghép kênh gói (D) Điều khiển trình tự Do các gói dữ liệu chuyển qua một kênh logic có thể chuyển theo nhiều đường khác nhau, trình tự gói dữ liệu có thể thay đổi. Việc điều khiển trình tự là một quá trình sửa chữa và ngǎn ngừa việc đó xảy ra. Trong một gói dữ liệu có một trường thủ tục truyền và trường thủ tục nhận; Thuê bao truyền gán số thủ tục truyền khi truyền đi một gói. Trình tự của gói dữ liệu nhận qua mạng được kiểm tra tại hệ thống chuyển mạch cuối cùng gắn với người thuê bao bị gói; trình tự sai sẽ được sửa lại và gói nhận trùng lặp sẽ được loại bỏ. Những gói thấp hơn gói bị mất cũng bị loại bỏ để gửi đi những gói đúng tới thuê bao cuối theo đúng trình tự. Vì phương pháp biểu dữ liệu không có một đường liên lạc logic nên việc điều khiển trình tự được thực hiện ở thuê bao đầu cuối chứ không phải ở trên mạng. (E) Trạng thái ngõ cụt Hệ thống chuyển mạch gói là một hệ thống chuyển mạch lưu trữ, lưu giữ tạm thời các dữ liệu trong bộ nhớ. Nhiều máy thuê bao có chung một hệ thống chuyển mạch và vì cỡ của bộ nhớ trong hệ thống có giới hạn, nên xảy ra tình trạng ách tắc do thiếu bộ nhớ. Đôi khi ách tắc có thể lan sang các hệ thống chuyển mạch bên cạnh cho đến khi ngừng lại toàn bộ luồng của các gói thông tin trên mạng. ách tắc có xảy ra do nhiều vấn đề kể cả do khác nhau về tốc độ truyền tin giữa các thuê bao. (F) Điều khiển luồng Số lượng gói dữ liệu đưa vào mạng cần có giới hạn để tránh ách tắc. Những phương pháp dùng cho mục đích này gồm một tiến trình hạn chế bộ đệm để hạn chế số lượng tối đa các gói dữ liệu truyền đi, một tiến trình gọi là phương pháp điều khiển cửa sổ để truyền đi một số lượng nhất định các gói dữ liệu qua mạng đến trạm đầu cuối đối diện và chỉ tiếp tục truyền gói dữ liệu tiếp theo sau khi có sự xác định đã nhận được các gói đó, một tiến trình gọi là WABT, phương pháp này gửi tín hiệu không sẵn sàng nhận khi thiếu bộ đệm để hạn chế đầu vào, và một tiến trình gọi là phương pháp trung tâm quản lý mạng, điều khiển trạng thái của đường thông trong mạng bằng cách tạo ra một trung tâm quản lý mạng. Trong thực tế, một số tiến trình mô tả trên cũng được sử dụng cùng một lúc trong mạng gói. (G) Dịch vụ bổ xung Hệ thống chuyển mạch nhóm có những dịch vụ bổ sung để thoả mãn một cách hiệu quả hơn những nhu cầu của người sử dụng. Kết nối khép kín Như minh hoạ trong hình 2.28, kết nối khép kín là một dịch vụ cho phép người sử dụng dùng mạng gói như là một mạng thuê. Việc truyền tin của kết nối khép kín và máy thuê bao chung khác không thể thực hiện được. Hình 2.28. Kết nối khép kín