7.     Trình bày quá trình đóng gói thông tin trong chuyển mạch gói. Kích thước định dạng gói tin có ảnh hưởng ntn tới truyền tin trong mạng PSN ?

v                Cấu trúc gói

Để khắc phục các lỗi và truyền nhận chính xác, mỗi gói tin vì thế phải chứa các thông tin dẫn đường (overhead). Overhead có những dạng khác nhau tùy thuộc vào kiểu mạng và kỹ thuật được dùng.

Overhead tồn tại dưới 2 dạng cơ bản: dạng kết hợp vào mỗi gói người dùng (user) và dạng gói chuyên xác nhận hoặc chuyên điều khiển.

Bản tin hoặc tin tức quản lý của thuê bao có chiều dài L tùy ý khoảng từ vài bit đến vài triệu bit. Hệ điều hành trong các mạng chuyển mạch gói không có khả năng hoặc không thuận lợi để phát hết bản tin có chiều dài tùy ý L trong một lần. Tùy vào giao thức, sẽ chia bản tin lớn L thành các đơn vị nhỏ có chiều dài tối đa là M gọi chung là segment. Bên trong mạng, trên các đường dây các node trao đổi với nhau các đơn vị nhỏ được chia từ segment gọi là gói (packet) có chiều dài tối đa N bit. Tùy theo thiết kế giao thức mạng mà giá trị M và N có thể bẳng nhau hoặc M>N.  L tùy ý. L ³ M ³ N

Nếu M = N, thủ tục mạng thuộc lớp giao thức có một gói tin trong một segment (single–packet–per – segment). Nghĩa là mỗi segment chỉ chứa một gói tin và các node mạng không cần chia gói trên segment đến từ host.

Nếu M > N, có thủ tục nhiều gói tin trên một segment, mỗi segment người dùng có chiều dài M, khi đến mạng được các nút chia thành những gói tin có chiều dài N.

Thủ tục một gói tin trên một segment được sử dụng phổ biến trong mạng hoạt động datagram hay trên các lớp logic làm việc theo chế độ datagram.

Thủ tục nhiều gói tin trên một segment thường sử dụng trong mạng hoạt đông theo chế độ cầu ảo (Virtual Circuit).

Đơn vị dữ liệu mà thuê bao sử dụng để giao tiếp với node chuyển mạch trong mạng là các segment, giữa các node chuyển mạch là các gói tin. Tin tức chứa trong các gói tin và các segment có thể giống hoặc không giống nhau tùy thuộc vào giao thức đang sử dụng.

Thông tin của giao thức (Protocol Information)

Segment thông tin của người dùng bao gồm ba vùng cơ bản: vùng leader, vùng thông tin, và vùng kiểm soát lỗi (error control).

Hình 4.10. Cấu trúc overhead tổng quát của chuyển mạch gói

Leader chứa địa chỉ nơi đến cùng với tin tức điều khiển được mạng yêu cầu, ví dụ như là chỉ số thứ tự của segment, chỉ số kênh logic được dùng, đích đến của segment đầu hoặc cuối, và kích thước vùng thông tin.

Các gói tin gồm các vùng header, thông tin, khối điều khiển lỗi (error control) và mã đánh dấu đầu và kết thúc gói tin (start framing và end framing). Header chứa các thông tin giống như leader nhưng là những thông tin thuộc tính của gói trong một segment, cùng với các tin tức khác mà node cần để điều khiển sự di chuyển các gói xuyên qua mạng. Ví dụ như địa chỉ nguồn, chỉ số thứ tự gói tin và khối điều khiển (để ngăn ngừa việc looping, mất hoặc nhân đôi gói).

Vùng kiểm soát lỗi dùng nguyên lý mã hóa toán học cho phép các node nhận ra nếu bất cứ bit nào hoặc nhóm bit nào bị lỗi. Quá trình kiểm soát lỗi là một phần của thủ tục điều hành. Trong thực tế thường dùng mã CRC được trình bày ở mục dưới đây.

v                Kích thước định dạng gói tin có a/h ntn tới truyền tin trong mạng PSN ?

Tổng số tin tức chứa trong leader của segment và header của packet là đáng kể. Đặc biệt nếu có tổng số 256 bit thông tin overhead được yêu cầu trong một gói kích thước N bằng 1000 bit thì lượng overhead chiếm đến 25 % tổng dữ liệu được được phát. Điều này cho thấy rằng có 25 % dung lượng xuyên mạng không có giá trị trong việc giao tiếp giữa các người dùng với nhau. Vì vậy tỉ lệ phần trăm của overhead liên quan đến việc so sánh hiệu quả của các kỹ thuật chuyển mạch.

Tỉ lệ của overhead trong gói còn là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian truyền. Đây là vấn đề được đặt ra và xem xét khi chọn kích thước cho gói tin. (hình 4.12.)

Trong hình 4.12 giả sử có một cầu ảo từ X đến Y thông qua 2 node a và b. Giả sử bản tin truyền bao gồm 30 byte, mỗi gói có 3 byte thông tin điều khiển; thông tin điều khiển được đặt đầu mỗi gói và gọi là header. Toàn bộ thông báo gửi dưới dạng một gói đơn 33 byte. Đầu tiên gói được truyền từ X đễn a. Khi tất cả dữ liệu đã đến a thì mới chuyển tiếp đến b và cứ thế cho đến Y. Tổng thời gian truyền tại mỗi node thành ra 99 byte.

Giả sử phân thành 2 gói, mỗi gói 15 byte và dĩ nhiên mỗi gói phải thêm vào 3 byte header. Trong trường hợp này a sẽ truyền gói đầu tiên khi đã nhận đầy đủ gói này mà không cần chờ nhận hết gói 2. Và vì vậy thời gian truyền tại mỗi node chỉ còn là thời gian truyền 72 byte. Nếu chia 5 gói thi thời gian chỉ còn là 63 byte. Tuy nhiên nếu tăng gói quá nhiều thì thời gian lại gia tăng bởi vì mỗi gói chứa một lượng header không đổi và nhiều gói có nghĩa là nhiều header dẫn đến hiệu suất thông tin giảm và thời gian truyền lại gia tăng trở lại. Do đó trong thiết kế gói cần xem xét kỹ các yếu tố trên.

Hình 4.12. So sánh thời gian truyền giữa ba cách chia.