I. Giới thiệu về chuyển mạch
Chuyển mạch là một trong 3 thành phần cơ bản của mạng thông tin (bao gồm: các thiết bị đầu cuối, hệ thống truyền dẫn và hệ thống chuyển mạch)
Mục đích của chuyển mạch là thiết lập một kênh dẫn từ nguồn thông tin tới đích theo một cấu trúc cố định hoặc biến động thông qua các mạng và các trung tâm.
Các phương thức chuyển mạch chính:
- Chuyển mạch kênh
- Chuyển mạch bản tin
- Chuyển mạch gói
II. Các khái niệm và đặc điểm của các loại kỹ thuật chuyển mạch
1. Chuyển mạch kênh
Khái niệm: Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin bằng cách cấp kênh dẫn trực tiếp cho 2 đối tượng sử dụng. Tuỳ theo yêu cầu của các đầu vào mà khối điều khiển sẽ điều khiển chuyển mạch thiết lập kênh dẫn với đầu kia. Kênh dẫn này được duy trì cho đến khi đối tượng sử dụng vẫn còn có nhu cầu. sau khi hết nhu cầu thì kênh dẫn được giải phóng.
Việc thiết lập chuyển mạch kênh thông qua 3 giai đoạn:
- Thiết lập kênh dẫn: trước khi dữ liệu được truyền đi, một kênh dẫn điểm tới điểm sẽ được thiết lập. đầu tiên, tổng đài (node) phát hiện yêu cầu của đối tượng, xác định đường truyền dẫn đến đối tượng kia, nếu rỗi, báo cho đối tượng kia biết và nối thông giữa hai đối tượng.
- Duy trì kênh dẫn: duy trì trong suốt thời gian 2 đối tượng trao đổi thông tinvới nhau, trong khoảng thời gian này, tổng đài còn truyền các tín hiệu mang tính báo hiệu như: giám sát cuộc nối và tính cước liên lạc.
- Giải phóng kênh dẫn: kênh dẫn được giải phóng khi có yêu cầu của một trong 2 đối tượng sử dụng, khôi phục lại trạng thái ban đầu.
Đặc điểm:
- Thực hiện sự trao đổi thông tin giữa hai đối tượng trên trục thời gian thực.
- Đối tượng sử dụng làm chủ kênh dẫn trong suốt thời gian trao đổi tin. Điều này làm giảm hiệu suất.
- Yêu cầu độ chính xác không cao.
- Nội dung trao đổi không cần địa chỉ.
- Được áp dụng trong thông tin thoại. Khi lưu lượng trong mạng chuyển mạch kênh tăng lên đến một mức nào đó thì một số cuộc gọi có thể bị khoá, mạng từ chối mọi sự yêu cầu nối kết cho đến khi tải trong mạng giảm.
2. Chuyển mạch gói
Khái niệm: là phương thức chuyển mạch bằng cách chia bản tin thành các gói. Mỗi gói được gắn 1 tiêu đề chứa địa chỉ và các thông tin điều khiển khác. Một bản tin có thể gồm nhiều gói, chúng có thể được truyền theo phương thức hướng kết nối hoặc phi kết nối. như thế các gói của 1 bản tin có thể được truyền theo cùng một tuyến qua các node mạng hay cũng có thể được truyền trên các tuyến khác nhau. Các gói được gởi đi trên mạng theo phương thức tích luỹ trung gian
Tại trung tâm nhận tin, các gói được hợp thành một bản tin và được sắp xếp lại để đưa tới thiết bị nhận số liệu.
Để chống lỗi, mạng chuyển mạch gói sử dụng phương thức tự động hỏi lại. Quá trình này đòi hỏi các trung tâm khi nhân được các gói phải xử lý các tín hiệu kiểm tra lỗi ở mỗi gói để xác định gói đó có lỗi hay không , nếu lỗi thì nó sẽ phát yêu cầu phát lại cho trung tâm phát.
Đặc điểm:
- Đặc điểm chính của mạng chuyển mạch gói là phương pháp sử dụng kết hợp tuyến truyền dẫn theo yêu cầu. Mỗi gói được truyền đi ngay sau khi đường thông tin tương ứng được rỗi. Như vậy, các đường truyền dẫn có thể phối hợp sử dụng một số lớn các nguồn tương đối ít hoạt động.
- Mức sử dụng các tuyến cao hay thấp phụ thuộc dung lượng bộ nhớ sử dụng và độ phức tạp của các bộ điều khiển tại các trung tâm.
- Độ trễ trung bình của các tuyến truyền dẫn phụ thuộc vào tải trong mạng.
- Thời gian trễ liên quan đến việc tích luỹ trung gian của mạng chuyển mạch gói rất nhỏ so với chuyển mạch tin.
- Mạng chuyển mạch gói không đảm bảo việc lưu trữ thông tin ngoại trừ các trường hợp ngẫu nhiên xuất hiện việc nhận lại các gói từ trung tâm này sang trung tâm khác.
III. Quá trình định tuyến
1. Khái niệm định tuyến:
Định tuyến là một công việc quan trọng trong quá trình truyền tin qua mạng. nó được thực hiện ở tầng mạng (tầng 3 theo mô hình tham chiếu OSI). Mục đích của định tuyến là chuyển thông tin của người sử dụng từ điểm nguồn đến điểm đích.
Quá trình định tuyến bao hồm 2 hoạt động chính:
- Xác định đường truyền
- Chuyển tiếp thông tin theo đường đó ( còn được gọi là switching).
Việc truyền thông tin theo con đường đã chọn có thể nói là khá đơn giản )về mặt thuật toán, trong khi đó, việc xác định đường truyền phức tạp hơn rất nhiều.
Trong các mạng thông tin khác nhau, việc xác định đường truyền cũng diễn ra khác nhau. Tuy nhiên, cách xác định đường truyền nào cũng bao gồm 2 công việc cơ bản:
- Thứ nhất là thu thập và phân phát thông tin về tình trạng của mạng ( ví dụ như trạng thái đuờng truyền, tình trạng tắt nghẽn…) và của thông tin cần truyền (ví dụ như lưu lượng, yêu cầu dịch vụ…). các thông tin này sẽ được sử dụng làm cơ sở cho việc xác định đường truyền.
- Thứ hai là chọn ra đường truyền khả dụng ( cũng có thể là đường truyền tối ưu) dựa trên các thông tin trạng thái trên. Đường truyền khả dụng là đuờng truyền thoả mãn mọi yêu cầu của thông tin cần truyền (ví dụ: tốc độ) và điều kiện của mạng (ví dụ: khả năng của đường truyền). còn đường truyền tối ưu (theo một tiêu chuẩn nào đó) là đường truyền tốt nhất trong những đường truyền khả dụng.
2. Phân loại định tuyến:
Một kỹ thuật định tuyến phải thực hiện 2 chức năng chính sau đây:
- Quyết định chọn đường theo những tiêu chuẩn tối ưu nào đó.
- Cập nhật thông tin định tuyến
Có rất nhiều kỹ thuât định tuyến khác nhau. Sự phân biệt giữa chúng chủ yếu căn cứ vào các yếu tố liên quan đến 2 chức năng kể trên. Các yếu tố đó thường là:
- Sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng
- Sự phân tán các chức năng định tuyến trên các node mạng
- Các tiêu chuẩn tối ưu để chọn đường.
Từ đó ta có các kỹ thuật định tuyến:
- Định tuyến tĩnh và định tuyến động
- Định tuyến tập trung và định tuyến phân tán...
Phân loại theo cách tạo tuyến đường: định tuyến nguồn và định tuyến từng bước hay dựa vào sự phân cấp các node mạng: định tuyến phân cấp và định tuyến không phân cấp
IV. So sánh giữa các loại chuyển mạch
Giống nhau:Là sự thiết lập nối kết theo yêu cầu từ một ngõ vào yêu cầu đến một ngõ ra yêu cầu trong một tập ngõ vào và ngõ ra (ITU-T)
-Mục đích: Thiết lập đường truyền dẫn từ nguồn thông tin đến đích theo một cấu trúc cố định hoặc biến động qua các mạng và trung tâm
Chuyển mạch kênh:
Chuyển mạch gói:
Nguyên tắc: Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin bằng cách cấp kênh dẫn trực tiếp cho hai đối tượng sử dụng
Xử lý cuộc gọi tiến hành qua 3 giai đoạn:Thiết lập kênh dẫn,Duy trì kênh dẫn,Giải phóng kênh dẫn
Đặc điểm:
- Thực hiện sự trao đổi thông tin giữa hai đối tượng theo thời gian thực.
- Đối tượng sử dụng làm chủ kênh dẫn trong suốt quá trình trao đổi tin
- Hiệu suất thấp
- Lãng phí thời gian do có giai đoạn thiết lập kênh và giải phóng kênh
- Nội dung thông tin không mang thông tin địa chỉ
- Phù hợp với dịch vụ thoại
- Khi lưu lượng tăng đến một mức ngưỡng nào đó thì một số cuộc gọi có thể bị khoá, mạng từ chối mọi yêu cầu kết nối cho đến khi có thể.
- Đàm thoại lại nếu có lỗi
- Tốc độ bít thấp và cố định (<64kbit/s)
- Kiểu kết nối: hướng kết nối
Nguyên tắc:
Dữ liệu được chia thành nhiều gói nhỏ có chiều dài thay đổi, mỗi gói được gán thêm địa chỉ cùng với những thông tin điều khiển cần thiết.
-Các gói đi vào trong một node được lưu vào trong bộ đệm cho đến khi được xử lý, sau đó xếp hàng trong hàng đợi chờ cho đến khi được truyền trên tuyến tiếp theo
-Tại trung tâm nhận tin, các gói được hợp thành một bản tin và được sắp xếp lại để đưa tới thiết bị nhận số liệu
Đặc điểm
- Các đường truyền dẫn có thể phối hợp sử dụng một số lớn các nguồn tương đối hoạt động. Do đó hiệu suất sử dụng kênh tăng
- Độ trễ trung bình của các tuyến truyền dẫn phụ thuộc vào tải trong mạng
- Hạn chế được tình trạng trễ và thông lượng của mạng suy giảm khi lượng thông tin đến quá lớn ở các node. Độ tin cậy cao
- Để chống lỗi, mạng chuyển mạch gói sử dụng phương thức tự động hỏi lại
- Không cho phép lỗi
- Tốc độ bít thay đối (có thể lên tới Gbit/s)
- Kiểu kết nối: hướng kết nối hoặc phi kết nối
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro