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 gói tin sẽ chuyển giao từ các nút mạng này tới các nút mạng khác trong mạng chuyển mạch gói theo nguyên tắc lưu đệm và chuyển tiếp , nên mạng chuyển mạch gói còn được coi là mạng giao trong khi mạng chuyển mạch kênh được coi là mạng trong suốt đối với dữ liệu người sử dụng.
Trên hướng tiếp cận tương đối đơn giản từ khía cạnh dịch vụ cung cấp , các dịch vụ được cung cấp trên mạng viễn thông chia thành dịch vụ thoại và dịch vụ phi thoại, trong đó đại diện cho dịch vụ phi thoại là dịch vụ số liệu. Chúng ta hiểu rằng , số hóa và gói hóa thoại là hai vấn đề hoàn toàn khác nhau. Trong mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN hiện nay tín hiệu thoại đã được số hóa , và kỹ thuật chuyển mạch truyền thống được áp dụng là kỹ thuật chuyển mạch kênh. Dữ liệu thoại chỉ được gọi là đã gói hóa nếu những gói này được chuyển tải trên mạng chuyển mạch gói. Trong mục này chúng ta sẽ xét những vấn đề kỹ thuật chuyển mạch cơ bản được ứng dụng trong hệ thống chuyển mạch : Kỹ thuật chuyển mạch kênh và kỹ thuật chuyển mạch gói. Mạng điện thoại công cộng được phát triển trên mạng chuyển mạch kênh đẻ cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống. Các mạng dữ liệu như các mạng cục bộ LAN , mạng Internet là mạng chuyển mạch gói rất thích hợp để trao đổi dữ liệu.
Bảng 2.1 So sánh một số đặc điểm của dịch vụ thoại và dữ liệu
Đặc điểm
|
Dịch vụ thoại
|
Dịch vụ dữ liệu
|
Băng thông
Bùng phát băng thông
Nhạy cảm với lỗi
Phát lại thông tin
Độ trễ
Kiểu kết nối
|
Cố định và thấp(dưới 4kb)
Không
Thoại lại nếu có lỗi
Không thể thực hiện được
Thấp và ổn định
Hướng kết nối
|
Thay đổi
Lớn(100/1000:1)
Không cho phép lỗi
Thực hiện dễ dàng
Lớn và có thể thay đổi
Có thể là phi kết nối
|
Các dịch vụ thoại trong mạng PSTN hiện nay sử dụng kỹ thuật điều chế PCM và chiếm băng thông lớn hơn cho mỗi cuộc gọi thì chất lượng cuộc gọi thoại cũng không vì thế mà tốt hơn. Trái lại đối với các dịch vụ dữ liệu băng thông rất quan trọng.Một số ứng dụng đòi hỏi băng thông tới 1Gb/s hoặc cao hơn.
4. Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói
Unicast và multicast: các kết nối trong mạng viễn thông thường là các kết nối điểm tới điểm. Vì vậy lưu lượng đưa vào một đầu vào của ma trận chuyển mạch chỉ yêu cầu duy nhất một đầu ra. Tuy nhiên các ứng dụng nhue video/audio hội nghị hay quảng bá dữ liệu lại yêu cầu nhiều đầu ra đồng thời. Để hỗ trợ chuyển mạch đa hướng hệ thống chyển mạch được bổ sung them cơ chế sao cho phép dữ liệu giữa các đầu vào và đầu ra.
Độ thông qua và tốc độ ( speedup) : độ thông qua của trường chuyển mạch được định nghĩa như là tỉ số của tốc độ đầu rat rung bình trên tốc độ đầu vào trung bình khi tất cả các đầu có lưu lượng chiếm 100% tại tốc độ đường dây. Độ thông qua của trường chuyển mạch là dương và hỏ hơn bằng 1.
Nghẽn và tranh chấp đầu ra: vấn đề tắc nghẽn và tranh chấp đầu ra thường xảy ra tại các trường chuyển mạch không gian , đối với trường chuyển mạch thời gian vấn đề tắc nghẽn được xử lý tại bộ ghép kênh. Hiện tượng tắc nghẽn có ngụ ý các xung đột không tự giải quyết tại các vị trí khác nhau của trường chuyển mạch. Tranh chấp đầu ra xảy ra khi có nhiều hơn một yêu cầu đầu vào cùng muốn kết nối tới đầu ra cùng một thời điểm .
Đặc tính kết nối: một quy trình kết nối gồm 3 giai đoạn tách biệt: thiết lập kết nối , truyền thông tin và giải phóng kết nối
Chia sẻ với bạn bè của bạn: |