Trước sự phát triển của các giao thức Internet khởi đầu từ những năm của thập niên 70 và tiếp tuc phát triển vào những năm sau đó. Ngày nay, mạng IP đã thực sự bùng nổ cả về khối lượng lưu lượng cũng như các yêu cầu về chất lượng dịch vụ như: tốc độ truyền dẫn, băng thông, truyền dẫn đa phương tiện, Nhưng mạng IP hiện nay vẫn chưa thực sự đáp ứng được các yêu cầu về truyền dẫn lưu lượng, do đó, cần phải có một giải pháp công nghệ mới đưa vào để khắc phục những nhược điểm của mạng đang tồn tại.
Công nghệ chuyển mạch IP ra đời và được xem là một giải pháp tốt để giải quyết những yêu cầu trên. Chuyển mạch IP là sự kết hợp hài hòa của các giao thức điều khiển mềm dẻo với phần cứng chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đã khắc phục được nhược điểm về tốc độ xử lý chậm của các bộ định tuyến và tính phức tạp của các giao thức báo hiệu trong chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đang là điểm tập trung nghiên cứu của các hãng viễn thông nổi tiếng trên thế giới như: Ipsilon, Toshiba, IBM, Cisco,.
Với mục đích gắn quá trình học tập và nghiên cứu để tìm hiểu một công nghệ mới tiên tiến trên cơ sở những kiến thức đã học và nghiên cứu những tài liệu mới. Tiểu luận gồm 3 chương:
Chương I: Giới thiệu cơ bản về hệ thống chuyển mạch
Chương II: Tìm hiểu một số loại chuyển mạch cơ bản
Chương III: Kỹ thuật chuyển mạch ATM
39 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 7689 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Kỹ thuật chuyển mạch ATM, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BÁO CÁO ĐỀ TÀI
KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ATM
LỜI NÓI ĐẦU
Trước sự phát triển của các giao thức Internet khởi đầu từ những năm của thập niên 70 và tiếp tuc phát triển vào những năm sau đó. Ngày nay, mạng IP đã thực sự bùng nổ cả về khối lượng lưu lượng cũng như các yêu cầu về chất lượng dịch vụ như: tốc độ truyền dẫn, băng thông, truyền dẫn đa phương tiện,… Nhưng mạng IP hiện nay vẫn chưa thực sự đáp ứng được các yêu cầu về truyền dẫn lưu lượng, do đó, cần phải có một giải pháp công nghệ mới đưa vào để khắc phục những nhược điểm của mạng đang tồn tại.
Công nghệ chuyển mạch IP ra đời và được xem là một giải pháp tốt để giải quyết những yêu cầu trên. Chuyển mạch IP là sự kết hợp hài hòa của các giao thức điều khiển mềm dẻo với phần cứng chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đã khắc phục được nhược điểm về tốc độ xử lý chậm của các bộ định tuyến và tính phức tạp của các giao thức báo hiệu trong chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đang là điểm tập trung nghiên cứu của các hãng viễn thông nổi tiếng trên thế giới như: Ipsilon, Toshiba, IBM, Cisco,..
Với mục đích gắn quá trình học tập và nghiên cứu để tìm hiểu một công nghệ mới tiên tiến trên cơ sở những kiến thức đã học và nghiên cứu những tài liệu mới. Tiểu luận gồm 3 chương:
Chương I: Giới thiệu cơ bản về hệ thống chuyển mạch
Chương II: Tìm hiểu một số loại chuyển mạch cơ bản
Chương III: Kỹ thuật chuyển mạch ATM
Trong quá trình làm tiểu luận, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô ………….. trong quá trình tìm hiểu không tránh được sự thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH
I. Một số khái niệm cơ bản
1. Định nghĩa chuyển mạch
Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thông tin cho người sử dụng thông qua hạ tầng mạng viễn thông. Chuyển mạch trong mạng viễn thông bao gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp thông tin. Như vậy theo khía cạnh thông thường khái niệm chuyển mạch gắn liền với lớp mạng và lớp lien kết dữ liệu trong mô hình OSI của tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO.
2. Hệ thống chuyển mạch
Quá trình chuyển mạch được thực hiện tại các nút chuyển mạch, trong mạng chuyển mạch kênh thường gọi là hệ thống chuyển mạch ( tổng đài) trong mạng chuyển mạch gói thường được gọi là thiết bị định tuyến ( bộ định tuyến).
3. Phân loại chuyển mạch
Xét về mặt công nghệ , chuyển mạch chia thành hai loại cơ bản: chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Mặt khác, chuyển mạch còn được chia thành bốn kiểu: chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và chuyển mạch tế bào
Các khái niệm cơ sở về công nghệ chuyển mạch được thực hiện trong hình 1.1(a,b,c0 dưới đây.
Hình 1.1.a) Chuyển mạch kênh: hai dòng thông tin trên hai mạch khác nhau
Hình 1.1 b) Chuyển mạch gói: các tuyến đường độc lập trên mạng chia sẻ tài nguyên
Hình 1.1 c) Chuển mạch gói kênh ảo: các gói tin đi trên kênh ảo
Hình 1.1 Các kiểu chuyển mạch cơ bản
Mạng chuyển mạch kênh thiết lập các mạch (kênh ) chỉ định riêng cho kết nối trước khi quá trình truyền thông thực hiện. Như vậ, quá trình chuyển mạch được chia thành 3 giai đoạn phân biệt: thiết lập, truyền và giải phóng. Để thiết lập, giải phóng và điều khiển kết nối ( cuộc gọi ) mạng chuyển mạch kênh sử dụng các kỹ thuật báo hiệu để thực hiện. Đối ngược với mạng chuyển mạch kênh là mạng chuyển mạch gói, chia các lưu lượng dữ liệu thành các gói và truyền đi trên mạng chia sẻ. Các giai đoạn thiết lập , truyền và giair phóng sẽ được thực hiện đồng thời trong một khoảng thời gian và thường được quyết định bởi tiêu đề gói tin.
4. Các thành phần trong mạng viễn thông
Là một tập hợp bao gồm các nút mạng và các đường truyền dẫn kết nối giữa hai hay nhiều điểm xác định để thực hiện các cuộc trao đổi thông tin giữa chúng. Mạng viễn thông cung cấp đa dạng các loại hình dịch vụ viễn thông cho khách hàng , từ dịch vụ truyền thống như điện thoại, Fax, truyền số liệu cho đến các dịch vụ mới như Internet, VOD, thương mại điện tử…………
Hình 1.2. Các thành phần của mạng viễn thông
Thiết bị đầu cuối là các trang bị của người sử dụng để giao tiếp với mạng cung cấp dịch vụ. Hiện nay có nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối của nhiều hãng khác nhau tùy thuộc từng dịch vụ ( ví dụ như máy điện thoại , máy fax….). Thiết bị đầu cuối thực hiện chức năng chuyển đổi thông tin cần trao đổi thành các tín hiệu điện và ngược lại.
Hệ thống chuyển mạch là thành phần cốt lõi của mạng viễn thông có chức năng thiết lập đường truyền giữa các thuê bao. Tùy theo vị trí của hệ thống chuyển mạch trên mạng người ta chia thành tổng đài chuyển tiếp quốc tế , tổng đài chuyển tiếp liên tỉnh , tổng đài nội hạt…
Thiết bị truyền dẫn được sử dụng để nối các thiết bị đầu cuối hay giữa các tổng đài với nhau và truyền các tín hiệu một cách nhanh chóng và chính xác. Thiết bị truyền dẫn được phân loại thành thiết bị truyền dẫn thuê bao và thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp , nối giữa các tổng đài
II. Quá trình phát triển của kỹ thuật chuyển mạch
Chuyển mạch là quá trình thực hiện đấu nối tuyến liên lạc giuqax hai thuê bao ( điện thoại, máy tính ,fax….) thông qua một hay nhiều hệ thống . Hệ thống đó được gọi là chuyển mạch . Khái niệm chuyển mạch thoại đã có ngay từ khi phát minh ra máy điện thoại vào năm 1786., vào thời gian đó quá trình thiết lập tuyến nối được thực hiện nhờ điện thoại viên và ban đấu nối ; hình thức chuyển mạch này còn được gọi là chuyển mạch nhân công. Cùng với sự phát triển các ngành công nghiệp , tổng đài cũng từng bước được cải tiến và hoàn thiện , từ tổng đài nhân công lên tổng đài tự động sử dụng cơ điện , tổng đài điện tử và tổng đài điện tử SPC , tổng đài băng rộng vv…
Tổng đài nhân công đầu tiên được đưa vào khai thác tại thành phố NewHeivene bang Conneckticut( USA) vào năm 1878 chỉ sau 2 năm sáng chế ra máy điện thoại của A.G Bell. Từ đó đến nay , mạng điện thoại đã phát triển hết sức mạnh theo nhu cầu thông tin lien lạc điện thoại. Do vậy rất nhanh chóng tổng đài nhân công đạt tới giới hạn khả năng của nó và ý tưởng tự động hóa đã được anh em A.B.Strowger thúc đẩy Tổng đài tự động do A.B.Strowger sang chế có tên gọi là tổng đài cơ điện hệ từng nấc ( thế hệ 1) được đưa vào sử dụng năm 1892 trên cơ sở bộ tìm chọn từng nấc được anh em A.B.Strowger sang chế năm 1889. Tiếp đó nhằm nâng cao chất lượng và kinh tế , tổng đài Rơ le ( t máy thế hệ 2) , tổng đài ngang dọc điều khiển trực tiếp được sang chế năm 1926 và vào năm 1938 tổng đài Crossbar-No1 với phương pháp điều khiển ghi phát là tổng đài thế hệ 3. Những tiến bộ và thành tựu trong công nghệ điện tử và máy tính đã thúc đẩy ý tưởng ứng dụng vào lĩnh vực tổng đài điện thoại. Qúa trình chuyển đổi từ chuyển mạch điện cơ sang chuyển mạch điện tử ( thế hệ 4), đặc biệt là tổng đài số được đặc trưng bởi việc tạo ra hệ thống thống nhất chuyển mạch và truyền dẫn thông tin. Vào khoảng thập niên 60 của thế kỉ 20 , xuất hiện sản phẩm tổng đài điện tử số là sự kết hợp giữa công nghệ điện tử với kỹ thuật máy tính. Tổng đài điện tử số công cộng đầu tiên ra đời được điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC(Stored Program Control), được giới thiệu tại bang Succasunna ,Newjersey, USA vào tháng 5 năm 1965. Trong những năm 70 hàng loạt các tổng đài thương mại điện tử số ra đời.
Một trong những tổng đài đó là tổng đài E10 của CIT-Alcatel được sử dụng tại Lannion ( France). Và tháng 1 năm 1976 Bell đã giới thiệu tổng đài điện tử số công cộng 4ESS. Hầu hết cho đến giai đoạn này các tổng đài điện tử số đều sử dụng hệ thống chuyển mạch là số và các mạch giao tiếp thuê bao thường là analog , các đường trung kế là số. Một trường hợp ngoại lệ là tổng đài DMS100 của Northern Telecom đưa vào năm 1980 dùng toàn bộ kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới. Hệ thống 5ESS của hang AT &T được đưa vào năm 1982 đã cải tiến rất nhiều từ hệ thống chuyển mạch 4ESS và đã có các chức năng tương thích với các dịch vụ ISDN. Sau đó hầu hết các hệ thống chuyển mạch số đều đưa ra cấu hình hỗ trợ cho các dịch vụ mới như ISDN, dịch vụ cho mạng thông minh, và các tính năng mới tương thích với sự phát triển của mạng lưới. Vào những năm 1996 khi mạng Internet trở thành bùng nổ trong thế giới công nghệ thông tin , nó đã tác động mạnh mẽ đến công nghiệp viễn thông và xu hướng hội tụ các mạng máy tính, truyền thông , điều khiển , viễn thông trở thành một bài toán cần giải quyết. Công nghệ viễn thông đang biến đổi theo hướng tất cả các loại hình dịch vụ hình ảnh âm thanh , thoại sẽ được tích hợp và chuyển mạch qua các hệ thống chuyển mạch. Một mạng có thể truyền băng rộng với các loại hình dịch vụ thoại và phi thoại, tốc độ cao và đảm bảo được chất lượng phục vụ(QoS) đã thành cấp thiết trên nền tảng của một kỹ thuật mới: Kỹ thuật truyền tải không đồng bộ ATM và trên đó là các ứng dụng cho thoại và phi thoại. Các hệ thống chuyển mạch điện tử số cũng phải dần thay đổi theo hướng này các tổng đài chuyển mạch băng rộng ra đời. Hiện nay rất nhiều các cấu kiện và thiết bị chuyển mạch quang đã được nghiên cứu, phát triển và đã được triển khai ở một số nước à trong tương lai không xa các hệ thống chuyển mạch quang băng rộng sẽ thay thế cho hệ thống chuyển mạch hiện tại để cung cấp các chuyển mạch tốc độ cao và độ rộng băng lớn.
Sự khác biệt này bắt đầu từ những năm 1980, PSTN chuyển hướng tiếp cận phương thức truyền tải bất đồng bộ ATM để hỗ trợ đa phương tiện và QoS , sau đó chuyển hướng sang công nghệ kết hợp với IP để chuyển mạch nhãn đa giao thức hiện nay. Trong khi đó Internet đưa ra một tiếp cận hơi khác so với PSTN qua giải pháp triển khai kiến trúc phân lớp dịch vụ CoS ( class of service) và hướng tới đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS thông qua mô hình tích hợp dịch vụ IntServ và phân biệt dịch vụ DiffServ, các chiến lược của Internet theo hướng tương thích với IP, mạng quang và hướng tới mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS(generalized multiprotocol label switch). Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ra đời vào năm 2001 là sự nỗ lực kết hợp hai phương thức chuyển mạch hướng kết nối (ATM,ER) với công nghệ chuyển mạch phi kết nối (IP), công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS định nghĩa khái niệm nhãn( Label ) nằm trên một lớp giữa lớp 2 và 3 trong mô hình OSI , với mục tiêu tận dụng tối đa các ưu điểm của chuyển mạch phần cứng (ATM, ER) àsự mềm dẻo , linh hoạt của các phương pháp định tuyên trong IP. Một số quốc gia có hạ tầng truyền tải cáp quang đã phát triển tốt có xu hướng sử dụng các kỹ thuật chuyển mạch quang và sử dụng các công nghệ trên nền quang như GMPLS, IP qua công nghệ ghép bước song quang WDM ( wavelength division multiplexing) , kiến trúc chuyển mạch trong mạng thế hệ kế tiếp NGN.
CHƯƠNG II: CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH CƠ BẢN
I. Chuyển mạch kênh
1. Giới thiệu về chuyển mạch kênh
Đây là phương pháp được sử dụng từ lâu trong mạng điện thoại PSTN. Ngày nay phương pháp này vẫn được sử dụng trong mạng ISDN. Nó sử dụng phương pháp ghép kênh theo thời gian TDM. Trong đó thông tin trên 1 kênh được truyền theo 1 chu kỳ đều đặn 125 Us ở 1 khe thời gian cố định , tập hợp các khe thời gian trong khoảng 125Us tạo thành 1 khung thời gian. Kênh truyền trong mạng chuyển mạch kênh là kênh thực được thiết lập trước khi yêu cầu thiết lập cuộc gọi trong mạng. Do đó phương pháp nàythiêu stinhs mềm dẻo do thông tin phải truyền theo 1 tần số cố định dẫn tới giới hạn về mặt tốc độ và không thích hợp cho việc truyền các dịch vụ băng rộng có đặc điểm khác nhau.
Điều khiển
Chuyển mạch
Đối tượng sử dụng
Đối tượng sử dụng
Hình 2.1 Chuyển mạch kênh
Để khắc phục sự thiếu mềm dẻo của chế độ truyền đơn tốc độ trong chuyển mạch kênh người ta đưa ra hệ thống chuyển mạch kênh đa tốc độ MRCS( maltirate circuit swiching). Các đường nối trong MRCS được chia thành n kênh cơ bản gồm khung thời gian có độ dài khác nhau , mọi cuộc liên lạc có thể xây dựng từ n kênh này. Thông thường các kênh cơ bản cho 1 cuộc nối là:
+ Một kênh có tốc độ là 1024Kbit/s
+ 8 kênh H1 có tốc độ là 2048Kbit/s
+ Một kênh H4 có tốc độ là 139.
MRCS rất phức tạp do mỗi kênh cơ sở của 1 đường nối phải giữ đồng bộ với các kênh khác nhau để đảm bảo tính trong suốt về mặt thời gian. Ngoài việc sử dụng tài nguyên chung của MRCS không đạt hiệu quả: khi mọi kênh H1 bận thì không thể thiếp lập them 1 kênh nào khác trong khi có thể H4 vẫn rỗi. Do vậy đây chưa phải là giải pháp cho mạng băng rộng.
Các tài nguyên trong hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao FCS( fast circuit swiching) chỉ được cung cấp khi thông tin được gửi đi. Sau khi gửi xong thông tin tài nguyên được giải phóng trở lại. Sự cung cấp này được thiết lập mỗi lần gửi như trong trường hợp chuyển mạch gói nhưng dưới sự điều khiển của tín hiệu báo hiệu liên kết nhanh ( fast ‘associated’ signaling) chứ không nằm trong chuyển mạch gói.
Khi thiết lập cuộc gọi người sử dụng yêu cầu độ rộng của băng tần bằng số nguyên lần độ rộng băng của kênh cơ bản. Hệ thống dlúc này chưa cung cấp tài nguyên ngay mà nó ghi lại các thông tin về chuyển mạch , thông tin về độ rộng băng theo yêu cầu , thông tin về địa chỉ của đích được chọn. Khi bên phát bắt đầu gửi thông tin lúc này hệ thống báo hiệu rằng bên phát có thông tin được gửi đi yêu cầu chuyển mạch để phân phối tài nguyên ngay lập tức. Qua đây có thể thấy FCS khá phức tạp và không thích hợp cho B-ISDN vì khả năng thiết lập , hủy bỏ cuộc nối và điều khiển cả hệ thống rất phức tạp , không đáp ứng được yêu cầu về mặt thời gian.
2. Định nghĩa trường chuyển mạch
Chuyển mạch kênh được hiểu là kỹ thuật chuyển mạch đảm bảo việc thiết lập các đường truyền dẫn dành riêng cho việc truyền tin của một quá trình thông tin giữa hai hay nhiều thuê bao khác nhau
.Chuyển mạch kênh được ứng dụng cho việc liên lạc một cách tức thời mà ở đó quá trình chuyển mạch được thực hiện một cách không tạo cảm giác về sự chậm trễ (tính thời gian thực).
Chuyển mạch kênh tín hiệu số là quá trình kết nối ,trao đổi thông tin các khe thời gian giữa một số đoạn của tuyến truyền dẫn TDM số.
3. Phân loại chuyển mạch kênh
Dựa vào dạng tín hiệu đi qua trường chuyển :
+ Chuyển mạch tưong tự
+ Chuyển mạch số.
* Nhược điểm của chuyển mạch tương tự
Trường chuyển mạch có cấu trúc phân tầng, nhiều tầng nên quá trình khai thác sẽ có tổn thất lớn,đồng thời việc khắc phục ảnh hưởng lẫn nhau giữa các phần tử chuyển mạch rất khó khăn.
Tín hiệu đi qua trường chuyển mạch bị suy hao nhiều và suy hao này rất khác nhau đối với các tiếp điểm chuyển mạch khác nhau.
Không xác định được độ trễ thời gian cho tín hiệu trong kênh thoại khi qua trường chuyển mạch.
Gây tạp âm lớn
Trường chuyển mạch cồng kềnh và có giá thành cao.
Các nhược điểm này sẽ được khắc phục khi sử dụng trường chuyển mạch số.
II. Chuyển mạch gói
1. Giới thiệu về chuyển mạch kênh
Kĩ thuật chuyển mạch gói ngày nay đã trở thành một kĩ thuật rất có tiềm năng và quan trọng trong lĩnh vực Viễn thông bởi vì nó cho phép các nguồn tài nguyên viễn thông sử dụng một cách hiệu quả nhất. Chuyển mạch gói có thể thích ứng với rất nhiều kiểu loại dịch vụ và yêu cầu của người sử dụng. Trên thế giới ngày nay, mạng chuyển mạch gói cũng đang được phát triển rất mạnh mẽ và sử dụng chủ yếu cho các dịch vụ truyền thông số liệu giữa các máy tính. Tuy vậy chuyển mạch gói cũng đang thể hiện hiệu quả và tính hấp dẫn của nó cho các dịch vụ viễn thông khác như điện thoại, Video và các dịch vụ băng rộng khác.
Transaction / Message có độ dài L
Đầu Trường tin CRC
Trường tin có độ dài tới M bit
(M>=N)
Tiêu đề Tải tin (Tới Nbit) CRC
Tạo khung bắt đầu
Tạo khung kết thúc
Segment#1 Segment#2 ….. Segment#n
Bản tin
Segment
Gói
Hình 2.5: Nguyên lý phân đoạn và tạo gói
Nguyên lý của chuyển mạch gói là dựa trên khả năng của các máy tính tốc độ cao và các cách thức để tác động vào bản tin cần truyền sao cho có thể phân đoạn các cuộc gọi, các bản tin hoặc các giao dịch (Transaction) thành các thành phần nhỏ gọi là “Gói” tin. Tuỳ thuộc vào việc thực hiện và hình thức của thông tin mà có thể có nhiều mức phân chia. Ví dụ một cách thực hiện phổ biến được áp dụng của chuyển mạch gói hiện nay là bản tin của Người sử dụng được chia thành các Segment (đoạn) và sau đó các Segment lại được chia tiếp thành các gói (Packet) có kích thước chuẩn hoá. Các Segment sau khi được chia từ Bản tin của người sử dụng sẽ được xử lý chuẩn hoá tiếp bằng cách dán “Đầu” (Leader) và “Đuôi” (Trailer), như vậy chúng chứa ba trường số liệu là: Đầu chứa địa chỉ đích cùng các thông tin điều khiển mà mạng yêu cầu ví dụ như số thứ tự của Segment #, mã kênh Logic để tách các thông tin người sử dụng đã ghép kênh, đánh dấu Segment đầu tiên và Segment cuối cùng của bản tin và nhiều thông tin khác liên quan tới chức năng quản lý và điều khiển từ “Đầu cuối-tới-Đầu cuối”.
Đối với các gói tin truyền qua mạng chuyển mạch gói còn phải chứa các mẫu tạo khung để đánh dấu điểm đầu và điểm cuối của mỗi gói. Tiêu đề (Header) của gói tương tự như Đầu của Segment, ngoài ra nó còn có thêm các thông tin mà mạng yêu cầu để điều khiển sự truyền tải cuả các gói qua mạng, ví dụ như thông tin cần bổ sung vào tiêu đề của gói là địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, số thứ tự của gói và các khối số liệu điều khiển để chống vòng lặp, quản lý QoS, suy hao, lặp gói v.v.
Trường kiểm soát lỗi CRC cho phép hệ thống chuyển mạch gói phát hiện sai lỗi xảy ra trong gói nếu có, nhờ đó đảm bảo yêu cầu rất cao về độ chính xác truyền tin.
Tổng số tin chứa trong các trường số liệu Đầu của Segment và Tiêu đề của Gói là rất quan trọng. Thông thường các trường số liệu này có khoảng từ 64 đến 256 bit trong tổng số N khoảng 1000 bit.
User A
PSWĐ
PSWS
User A
Hình 2.6: Mạng chuyển mạch gói
Các gói tin sẽ được chuyển qua mạng chuyển mạch gói từ nút chuyển mạch này tới nút chuyển mạch khác trên cơ sở “Lưu đệm và phát chuyển tiếp“, nghĩa là mỗi nút chuyển mạch sau khi thu một gói sẽ tạm thời lưu giữ một bản sao của gói vào bộ nhớ đệm cho tới khi cơ hội phát chuyển tiếp gói tới nút tiếp theo hay thiết bị đầu cuối của người sử dụng được đảm bảo chắc chắn. Bởi vì mọi quá trình thông tin được cắt nhỏ thành các gói giống nhau nên các bản tin dù dài hay ngắn đều có thể chuyển qua mạng với sự ảnh hưởng lẫn nhau ít nhất và nhờ sự chuyển tải các gói qua mạng được thực hiện trong thời gian thực nên chuyển mạch có thể đáp ứng được yêu cầu hoạt động một cách nhanh chóng kể cả khi có sự thay đổi mẫu lưu lượng hoặc khi có sự cố ở một thành phần khác của mạng.
Hình 2.2 a) minh hoạ nguyên tắc hoạt động của mạng chuyển mạch gói. Các bản tin của người sử dụng từ thiết bị đầu cuối phát A sẽ không được gửi đi một cách tức thì và trọn vẹn qua mạng tới thiết bị đầu cuối thu B như trong mạng chuyển mạch bản tin, mà sẽ được cắt và tạo thành các gói chuẩn ở nút chuyển mạch gói nguồn PSWS. Mỗi gói sẽ được phát vào mạng một cách riêng rẽ độc lập và chúng sẽ dịch chuyển về nút chuyển mạch gói đích PSWĐ theo một đường dẫn khả dụng tốt nhất tại bất kỳ thời điểm nào, đồng thời mỗi gói sẽ được kiểm tra giám sát lỗi trên dọc đường đi.
2. Định nghĩa chuyển mạch gói
Là một loại kỹ thuật gửi dữ liệu từ máy tính nguồn đến máy tính đích qua mạng dùng một loại giao thức thỏa mãn 3 điều kiện sau:
+ Dữ liệu cần vận chuyển chia nhỏ ra thành các gói ( hay khung) có kích thước (size) và định dạng (format) xác định.
+ Mỗi gói sẽ được chuyển riêng rẽ và có thể đến nơi nhận bằng các đường truyền ( router) khác nhau. Như vậy chúng có thể dịch chuyển trong vùng thời gian.
+ Khi toàn bộ các gói dữ liệu đã đến nơi nhận thì chúng sẽ được hợp lại thành dữ liệu ban đầu.
+ Đặc điểm chính của chuyển mạch gói là sử dụng phương pháp kết hợp tuyến truyền dẫn theo yêu cầu. Mỗi gói được truyền thông tin đi ngay sau khi đường thông tin tương ứng rỗi. Nhu vậy các đường truyền dẫn có thể phối hợp sử dụng một số lớn các nguồn tương đối ít hoạt động.
3. Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch gói
Kỹ thuật chuyển mạch gói dựa trên nguyên tắc chuyển đổi thông tin qua mạng dưới dạng gói. Gói tin là thực thể truyền thông hoàn chỉnh gồm 2 phần : tiêu đề mang các thông tin điều khiển của mạng hoặc người sử dụng và tải tin là dữ liệu thực cần chuyển qua mạng. Qúa trình chuyển thông tin qua mạng chuyển mạch gói được coi là mạng chiua sẻ tài nguyên. Các g