BÁO CÁO
MẠNG MÁY TÍNH VÀ LẬP TRÌNH MẠNG
Đề tài: “Tìm hiểu mạng ATM”
GV hướng dẫn : Trần Vũ Hà
Nhóm sinh viên : 1.Đỗ Mỹ Hồng Nhung
2.Đỗ Thanh Mai
3.Nguyễn Thị Thu Thủy
4.Bùi Thị Thu Ngân

NỘI DUNG :
I. Giới thiệu về mạng ATM
1. Giới thiệu:
2. Các đặc điểm chính của ATM
3. Ưu và nhược điểm của mạng ATM
II. Kiến trúc mạng ATM
1. Cấu trúc của tế bào ATM:
2. Cấu trúc phân lớp ATM
III. Chuyển mạch mạng ATM
1. Giới thiệu về các mô hình chuyển mạch
2. Kiến trúc chuyển mạch ATM
3. Khung chuyển mạch ATM

I. Giới thiệu về mạng ATM
1 Giới thiệu:
-
ATM (Asynchronous Transfer Mode) ra đời vào khoảng thập
niên 90.
- Mạng ATM là các mạng chuyển mạch gói hướng kết nối.
-
ATM là mạng có tốc độ cao: 155Mps, 622Mps và cao hơn

- Mục đích: hỗ trợ việc truyền cả 3 dạng dự liệu tích hợp: voice,
video, data
•
Hỗ trợ yêu cầu QoS của voice, video
•
Hỗ trợ mạng điện thoại thế hệ mới
•
Chuyển mạch gói (kích thước gói tin cố định) tế bào sử
dụng kênh ảo.

2. Các đặc điểm chính của ATM:
-
ATM còn có hai đặc điểm quan trọng
•
Thứ nhất, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định
gọi là các tế bào ATM (ATM Cell), các tế bào nhỏ cùng với
tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ giảm
đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, ngoài ra kích thước
nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được
dễ dàng hơn.
•
Thứ hai, ATM còn có một đặc điểm rất quan trọng là khả năng
nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho
việc định tuyến được dễ dàng.

1.3. Ưu và nhược điểm của mạng ATM:

Ưu điểm:
-
Công nghệ ATM cho phép thiết lập các mạch ảo trực tiếp giữa

2 điểm trên một mạng trong suốt thời gian truyền. .
-
ATM cho phép tích hợp các mạng với việc tǎng cường tính
hiệu quả và khả nǎng quản lý mạng. ATM cung cung cấp công
nghệ liên mạng chung để thực hiện các mạng riêng và các
mạng công cộng
-
ATM sẽ cho phép kiến tạo và mở rộng các ứng dụng mới như
dữ liệu đa phương tiện tới các máy trạm, hội nghị truyền hình
thời gian thực, audio…

-
ATM tương thích với các mạng vật lý đang triển khai
hiện nay. ATM có thể truyền tải trên thiết bị cáp đôi
xoắn, cáp đồng trục và cáp quang.
-
Đơn giản hoá việc quản lý mạng :ATM đang phát
triển tới một công nghệ chuẩn đối với dịch vụ nội hạt,
mạng campus/đường trục, mạng diện rộng công cộng
và mạng riêng.
-
Chu trình có tính kiến trúc lâu dài
-
Mạng LAN tǎng cường (Emulated LAN) trên các
mạng trục ATM


Nhược điểm:
-
Tính chưa hoàn thiện (Incompleteness): Công nghệ ATM được phát

triển dựa trên nhiều sửa đổi thậm chí sai lầm.
-
Giá thành cao (Cost): Hiện nay, việc triển khai công nghệ ATM khá tốn
kém so với công nghệ Fast Ethernet hay là công nghệ Gigabit Ethernet
với cùng dải thông.
-
Các vấn đề về bảo mật (Security issues): Vấn đề về bảo mật đặt ra
nhiều câu hỏi cho việc triển khai diện rộng trong tương lai của các dịch
vụ ATM trong cuộc đua tranh trên con đường xây dựng "Siêu xa lộ
thông tin". Những khó khǎn như vậy sẽ là các cản trở cho việc chấp
nhận công nghệ mới này trong phát triển tương lai. Các yêu cầu về bảo
mật đối với các mạng ATM cần được xem xét nhằm đảm bảo tính bí
mật, tính toàn vẹn và tính sẵn sàng.

II. Kiến trúc mạng ATM
1. Cấu trúc của tế bào ATM:
- ATM là khối truyền tin cơ bản trong phương pháp truyền tin
ATM.
- Tế bào ATM cấu tạo nên từ 53 byte: 5 byte dành cho phần tín
hiệu ghép đầu, còn 48 byte lại dành cho phần thông tin.
- Tế bào ATM có cấu trúc như sau:


- Phần tín hiệu ghép đầu được chia ra thành các phần điều khiển :
•
GFC trong tế bào ATM dùng để chỉ giao diện của môi
trường dịch vụ.
•
Phần VPI/VCI ghi nhận sự nhận dạng luồng ảo và kênh ảo
để phân chia các tế bào ATM trong cùng một đường truyền

•
PT dùng để chỉ các thông tin khách hàng và sự quá tải của
tế bào thông tin khách hàng.
•
CLP dùng để chỉ khả năng cho phép hoặc không cho phép
mất cuộc gọi trong trường hợp mạng quá tải.
•
HEC là byte kiểm tra dư theo chu kỳ (CRC) đối với vùng
tín hiệu ghép đầu của tế bào

2. Cấu trúc phân lớp ATM
- ATM Adaptation Layer(AAL): chỉ có ở hệ thống cuối
•
Phân mảnh và hợp nhất dự liệu
- ATM layer : tầng mạng
•
Chuyển mạch và chọn đương cho các tế bào
- Tầng vật lý


2.1. ATM Adaptation Layer(AAL):

Tầng AAL là tầng trung gian giữa các tầng trên và tầng
ATM.

Các kiểu AAL:
- Giao thức AAL1:được dùng để truyền số liệu thời gian
thực, tốc độ truyền không đổi, dư thừa một byte, hướng
kết nối với việc qui định thời gian cho các ứng dụng
audio và video.



- Giao thức AAL 2: được dùng để truyền luồng số liệu thời
gian thực, hướng kết nối dạng đơn giản cho các số liệu
audio và video nén có 3 bytes dư thừa trên mỗi tế bào.
- Giao thức AAL 5 : một giao thức được thiết kế cho các
dịch vụ tin cậy và không tin cậy với 8 byte dư thừa trên
một thông báo và không có dư thừa trên mỗi gói. Tổng số
dư thừa (overhead) kể cả đề mục ATM chiếm xấp xỉ đến
15-20%.Được ứng dụng trong cung cấp băng thông rộng
cho những dịch vụ không quan trọng như truyền tập tin.

2.2. Tầng ATM:

Chức năng của tầng ATM:
-
Ghép và tách tế bào.
Chức năng này ghép các tế bào ATM với các luồng ảo và
kênh ảo khác nhau để tạo nên dòng tế bào tổng hợp, hoặc
ngược lại cung cấp chức năng tách các tế bào.
-
Chuyển đổi tế bào VPI/VCI
Chức năng này được yêu cầu đối với tổng đài ATM hay
các nút nối chéo ATM. Nó ghép các giá trị mới vào các
giá trị trong trường VPI/VCI.

- Tạo ra và nhận dạng tín hiệu ghép đầu của tế bào
Chức năng này được dùng cho điểm xác định lớp ATM
để tạo ra hoặc nhận dạng 4 byte đầu của tín hiệu ghép đầu
tế bào ATM. Nó ghép các thông tin nhận được từ lớp bậc

cao đến các trường tương ứng để tạo ra tín hiệu ghép đầu
tế bào và thực hiện quá trình ngược lại để nhận dạng tín
hiệu ghép đầu.
- Điều khiển dòng chung.
Điều khiển việc truy nhập và dòng thông tin trong UNI.
Trong trường hợp này, thông tin điều khiển dòng được
chuyển vào các tế bào chỉ định và không chỉ định.


Kết nối lớp ATM :
- Lớp ATM độc lập với lớp vật lý
- Sự kết nối riêng biệt cho lớp ATM đối với
luồng bậc cao được gọi là kết nối ATM. Kết
nối ATM bao gồm 2 loại kết nối:kênh ảo CE
và luồng ảo VP.

-
Có một số cách để nối kết các mạng ATM.
•
UNI (User Network Interface - Giao diện Mạng
Người dùng):UNI là đường truyền thuê bao giữa
địa điểm khách hàng và điểm truy cập của hãng
truyền tải.
•
FUNI (Frame UNI). Đường truyền FUNI truyền
các khung đến mạng ATM - NNI (Network-to-
Network Interface - Giao diện Mạng-đến-Mạng)
Đây là giao diện giữa các thiết bị ATM.

•

ICI (Intercarrier Interface - Giao diện giữa các
-hãng truyền tải): giao diện giữa các điểm kết nối
ATM giữa các mạng của hãng truyền tải khác
nhau.
•
DXI (Data Exchange Interface - Giao diện Trao
đổi Dữ liệu) Phương pháp này cung cấp một giao
diện cho thiết bị cũ dùng lại như các bộ định tuyến
và ATM bằng phương pháp tạo khung HDLC
(High-level Data Link Control - Điều khiển Liên
kết dữ liệu Mức-cao).

2.3. Tầng vật lý:
- Lớp vật lý được tạo lên bởi lớp con môi trường vật lý
PM và lớp con kết hợp truyền dẫn TC.
•
Lớp con PM cung cấp thông tin liên quan đến môi
trường vật lý, và các thông tin thời gian bit,
•
Lớp con TC chuyển đổi luồng tế bào ATM thành
luồng mã hoá bít dữ liệu.

- Chức năng của tầng vật lý:
•
Chức năng môi trường vật lý.
Chức năng PM liên quan đến môi trường vật lý để
truyền dẫn như sợi quang, phần tử phát quang, phần
tử nhận quang, bộ nối v.v
•
Chức năng thông tin thời gian bit

Chức năng này chuyển đổi luồng bit dữ liệu thành
dạng sóng phù hợp với môi trường truyền dẫn hoặc
ngược lại, đưa vào hoặc lấy ra các thông tin về thời
gian của bit, và thực hiện mã hoá và giải mã đường
truyền.

•
Chức năng tạo và nhận dạng khung:
Chức năng này tạo ra hoặc xác định khung truyền dẫn.
•
Chức năng thích ứng khung truyền dẫn:
Chức năng này là ghép các dòng tế bào ATM vào những
khoảng với tải phù hợp của khung truyền dẫn hoặc lấy lại
dòng các tế bào ATM từ khung truyền dẫn.
•
Chức năng nhận dạng biên của tế bào:
Chức năng này xác định khung của tế bào ATM trong
dòng các tế bào ATM. Nó thực hiện việc ngẫu nhiên hoá
đối với hướng phát, xác định, và khẳng định đường biên
của tế bào ATM và thực hiện việc giải ngẫu nhiên theo
hướng ngược lại.

•
Chức năng tạo và xác nhận tín hiệu HEC:
Chức năng này tạo và xác định tín hiệu HEC (Giám
sát lỗi ghép đầu) của tín hiệu ghép đầu tế bào ATM.
•
Chức năng phân định tốc độ tế bào:
Chức năng này ghép thêm các tế bào rỗi vào các tế
bào ATM với các thông tin phù hợp để tạo ra tốc độ

tế bào bằng với dung lượng PT của hệ thống truyền
dẫn hoặc loại bỏ các tế bào rỗi để tách các tế bào có
dữ liệu.

III. Chuyển mạch mạng ATM
1. Giới thiệu về các mô hình chuyển mạch
1.1 Mô hình VP(Virtual Path)
1.2 Mô hình mạng VC(Virtual channel – kết nối
kênh ảo)
1.3 Mô hình chuyển mạch VC/VP
2. Kiến trúc chuyển mạch ATM
3. Khung chuyển mạch ATM

1.1 Mô hình VP(Virtual Path)
- VP được thiết kế để đáp ứng nhu cấu kết nối mạng tốc
độ cao,trong đó chi phí điều khiển chiếm phần lớn chi
phí toàn bộ.
- VP là nhóm các kênh ảo dùng chung đường truyền.
-
Ưu điểm:
•
Kiến trúc mạng đơn giản hóa
•
Hiệu năng và độ tin cậy của mạng tăng lên
•
Giảm thiểu việc xử lý và rút ngắn thời gian kết nối.
•
Cung cấp các dịch vụ mạng nâng cao

1.1 Mô hình VP(Virtual Path)


1.2. Mô hình mạng VC
(Virtual channel – kết nối kênh ảo)
- Giữa người dùng đầu cuối
•
Dữ liệu người dùng end-to-end
•
Tín hiệu điều khiển
•
VPC hỗ trợ toàn bộ khả năng
- Giữa người dùng đầu cuối và mạng :
•
Tín hiệu điều khiển
- Giữa các thực thể trong mạng:
•
Quản trị lưu thông mạng
•
Định tuyến