KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH VÒNG VÀ KỸ
THUẬT CHUYỂN MẠCH GÓI
I. Giới thiệu
1. Mạng chuyển mạch
Hình 1.1. Mạng chuyển mạch
Cho việc truyền dữ liệu bên ngoài mạng cục bộ, các kết nối thường được truyền
dữ liệu từ nguồn đến đích thông qua mạng lưới các nút trung gian, thiết kế
mạng chuyển mạch như thế này thường được dùng trong mạng LAN cũng rất
tốt. Các nút chuyển mạch không quan tâm đến nội dung của dữ liệu mà thay vào
đó mục đích của chúng là cung cấp một cơ sở chuyển mạch mà nó sẽ chuyển dữ
liệu từ nút này đến nút khác cho đến khi chúng tìm thấy nơi đến. Các thiết bị
gắn liền với mạng có thể được gọi là trạm. Các trạm có thể là máy tính, thiết bị
đầu cuối, điện thoại, hoặc các thiết bị truyền tin khác. Chúng đề cập đến các
thiết bị chuyển đổi với mục đích cung cấp thông tin kết nối như các nút. Các nút
được kết nối với nhau trong vài topo các liên kết truyền tải. Các liên kết nút trạm
thường được dành riêng cho các liên kết điểm tới điểm. Liên kết nút tới nút
thường được sử dụng cho các liên kết ghép kênh, sử dụng cả ghép kênh phân
chia tần số (FDM) hoặc ghép kênh phân chia thời gian (TDM). Trong mạch
chuyển đổi mạng truyền tải, dữ liệu nhập vào mạng từ một trạm được định
tuyến tới đích bằng phương pháp chuyển từ nút tới nút. Ví dụ trong Hình 1.1 dữ
liệu từ trạm A đi đến trạm F được gửi đến nút 4. Chúng có thể được định tuyến
thông qua nút 5 và nút 6 hoặc nút 7 và nút 6 để đi đến đích.
2. Các Nút (Nodes)
 Một tập hợp của cá nút và các kết nối là một mạng truyền tải.
 Các nút có thể chỉ kết nối tới các nút khác hoặc có thể kết nối tới các trạm
và các nút khác.
 Mạng thường chỉ là một phần của các kết nối
o Một số kết nối dự phòng được mong đợi để tăng cường độ tin cậy
của mạng.
 Có 2 kỹ thuật chuyển mạch khác nhau:
o Chuyển mạch vòng

o Chuyển mạch gói
II. Kỹ thuật chuyển mạch
1. Kỹ thuật chuyển mạch vòng
 Kỹ thuật này sử dụng một con đường dành riêng giữa 2 trạm
 Nó bao gồm 3 pha:
o Thiết lập kết nối: Trước khi bất kỳ tín hiệu nào được truyền đi,
một mạch (cuối tới cuối – trạm tới trạm) phải được thiết lập
o Chuyển dữ liệu: Dữ liệu có thể được chuyển qua mạng, giữa 2
trạm. Chuyển diệu chuyển đổi có thể là tín hiệu tương tự hoặc
tín hiệu số, phụ thuộc vào tính chất của mạng.
o Ngắt kết nối: Sau khi dữ liệu trước đó truyền đi, kết nối sẽ bị
hủy, tín hiệu truyền đi trên các nút trung gian phải được giải
phóng.
 Tính không hiệu quả
o Dung lượng của kênh chỉ dành riêng trong suốt quá trình kết
nối.
o Nếu không có dữ liệu truyền đi dung lượng của kênh bị lãng phí
 Thiết lập kết nối tốn thời gian
 Khi kết nối được thiết lập, quá trình truyền tải là trong suốt.
a. Mạng chuyển mạch vòng công cộng
Hình 1.2. Mạng chuyển mạch công cộng
Chuyển mạch vòng được phát triển để xử lý lưu lượng âm thanh nhưng
bây giờ nó cũng được sử dụng cho lưu lượng dữ liệu. Ví dụ nổi tiếng của
một mạng chuyển mạch là mạng điện thoại công cộng (Hình 1.2). Đây là
thật sự là một tập hợp của các mạng lưới quốc gia liên kết với nhau để
hình thành các dịch vụ quốc tế. Một mạng lưới viễn thông công cộng có
thể được mô tả bằng cách sử dụng 4 thành vấn kiến trúc chung:
- Subscribers: các thiết bị gắn với mạng, thường là điện
thoại, nhưng phần trăm lưu lượng dữ liệu tăng lên qua các
năm.

- Subscribers line: sự liên kết giữa các thuê bao và mạng
cũng được gọi là vòng lặp thuê bao hoặc vòng lặp cục bộ,
chủ yếu là sử dụng dây xoắn đôi.
- Exchanges: Các trung tâm chuyển mạch trong mạng. Một
trung tâm chuyển mạch mà trực tiếp hỗ trợ các thuê bao thì
được biết như là văn phòng đầu cuối.
- Trunks: Các nhánh giữa các thiết bị trao đổi. Trunks mang
nhiều mạch tần số âm thanh sử dụng một trong 2 FDM hoặc
TDM đồng bộ.
b. Thiết lập mạch vòng
Hình 1.3: Thiết lập mạch vòng
Các thuê bao(subscribers) kết nối trực tiếp đến văn phòng đầu cuối (End
Office) mà lưu lượng chuyển mạch giữa các thuê bao(subscribers) và giữa
một thuê bao và một thiết bị trao đổi khác. Các thiết bị trao đổi khác chịu
trách nhiệm cho việc định tuyến và chuyển mạch lưu lượng giữa các văn
phòng đầu cuối (End Office). Khác biệt này được thể hiện trong Hình 1.3.
Để kết nối 2 thuê bao thuộc văn phòng đầu cuối (end office), một mạch
vòng được thiết lập giữa chúng. Nếu 2 thuê bao (subscriber) kết nối với 2
văn phòng đầu cuối (end office) khác nhau, một mạch vòng giữa chúng
bao gồm 1 chuỗi các mạch thông qua một hoặc nhiều văn phòng trung
gian. Trong hình một kết nối được thiết lập giữa 2 đường dây a và b đơn
giản là thiết lập kết nối thông qua văn phòng đầu cuối (end office). Kết
nối giữa c và d thì phức tạp hơn. Trong văn phòng đầu cuối (end office) c,
một kết nối được thiết lập giữa c và một kênh trên một TDM trunk đóng
vai trò là một trung gian chuyển đổi. Trong một trung gian chuyển đổi,
kênh được kết nối với kênh trên TDM trunk tới văn phòng đầu cuối (end
office) d. Trong văn phòng đầu cuối (end office) này, kênh được kết nối
với dây d.
Công nghệ chuyển mạch vòng đã được thúc đẩy bởi những ứng dụng có
thể xử lý lưu lượng thoại. Một trong những yêu cầu quan trọng cho lưu

lượng thoại là phải hầu như không có độ trể trong truyền tải và chắc chắn
không có sự thay đổi trong độ trể này. Một tốc độ tín hiệu truyền tải phải
được duy trì, bởi vì việc truyền và nhận xảy ra ở cùng một tốc độ tín hiệu.
Những yêu cầu này là cần thiết để cho phép một cuộc hội thoại của con
người bình thường. Hơn nữa, chất lượng của tín hiệu nhận phải đủ cao để
cung cấp một sự tối thiểu và đơn giản. Chuyển mạch vòng đạt được sự
phổ biến rộng rãi bởi vì nó rất phù hợp với truyền dẫn tín hiệu tương tự
của các tín hiệu thoại. Trong thế giới kỹ thuật số ngày nay, sự thiếu hiệu
quả của nó là rõ ràng hơn. Tuy nhiên, bất chấp việc thiếu hiệu quả,
chuyển mạch vòng vẫn là một sự lựa chọn hấp dẫn cho cả 2 khu vực
mạng cục bộ và mạng diện rộng.
c. Các thành phần chuyển mạch vòng
Hình 1.4: Các thành phần chuyển mạch vòng
Công nghệ chuyển mạch tốt nhất là tiếp cận bằng cách kiểm tra các
hoạt động của một nút chuyển mạch đơn. Một mạng lưới được xây
dựng xung quanh một nút chuyển mạch đơn bao gồm một tập hợp các
trạm thuộc một đơn vị chuyển mạch trung tâm. Việc trung tâm chuyển
đổi thiết lập một con đường chuyên dụng giữa bất kỳ 2 thiết bị mà
muốn liên lạc. Hình 1.4 mô tả các thành phần chính như một nút
mạng. Đường nét đứt bên trong biểu tượng cho các kết nối đang hoạt
động.
Trung tâm của một hệ thống hiện đại là một bộ chuyển đổi kỹ thuật
số. Chức năng của việc chuyển đổi kỹ thuật số là để cung cấp 1 đường
dẫn tín hiệu trong suốt giữa bất kỳ cặp thiết bị nào được thêm vào.
Đường dẫn tín hiệu này trong suốt ở chổ nó chỉ xuất hiện với các cặp
thiết bị thêm vào mà kết nối trực tiếp giữa chúng. Thông thường , các
kết nối phải cho phép truyền full-duplex.
Các thành phần giao diện mạng đại diện cho các chức năng và phần
cứng cần thiết để kết nối các thiết bị kỹ thuật số, chẳng hạn như các
thiết bị xử lý dữ liệu và điện thoại số, để vào mạng. Điện thoại tương

tự cũng có thể được thêm vào nếu giao diện mạng có chứa bộ logic để
chuyển đổi thành các tín hiệu kỹ thuật số. Trunks để chuyển mạch kỹ
thuật số khác mang tín hiệu TDM và cung cấp các liên kết để xây dựng
mạng có nhiều nút.
Bộ điều khiển thực hiện 3 nhiệm vụ chung. Đầu tiên, nó thiết lập các
kết nối, điều này được thực hiện theo yêu cầu, có nghĩa là theo yêu
cầu của một thiết bị đính kèm. Thứ 2, các đơn vị kiểm soát phải duy trì
kết nối. Bởi vì việc chuyển đổi kỹ thuật số sử dụng nguyên tắc phân
chia thời gian, điều này đòi hỏi phải thao tác liên tục của các thành
phần chuyển đổi. Thứ 3, đơn vị kiểm soát phải hủy bỏ các kết nối,
hoặc để đáp ứng yêu cầu từ một trong các bên hoặc vì lý do riêng của
nó.
d. Mạng chặn hoặc mạng không chặn
- Mạng chặn: có thể không thể kết nối đến các trạm bởi vì tấc
cả các đường kết nối đang trong tình trạng sử dụng. Được
sử dụng cho hệ thống thoại
- Mạng không chặn: cho phép tấc cả các trạm kết nối cùng
lúc. Sử dụng cho một vài dữ liệu kết nối.
e. Không gian bộ phận chuyển mạch
Hình 1.5. Không gian bộ phận chuyển mạch
Chúng ta quay trở về việc kiểm tra các kỹ thuật chuyển mạch nội bộ
đến một nút chuyển mạch đơn. Không gian bộ phận chuyển mạch đã
được phát triển cho môi trường tương tự và đã được thực hiện trong
các lĩnh vực kỹ thuật số. Một số không gian bộ phận chuyển mạch là
một trong các đường tín hiệu phân chia vật lý độc lập với các đường
tín hiệu khác (chia trong không gian). Mỗi kết nối yêu cầu thành lập
một đường dẫn vật lý thông qua việc chuyển đổi được dành riêng cho
việc truyền tín hiệu giữa 2 điểm đầu cuối. Các khối xây dựng cơ bản
của chuyển đổi là một giao điểm hoặc cổng bán dẫn kim loại có thể
kích hoạt hoặc vô hiệu hóa bởi một đơn vị kiểm soát. Hình 1.5 cho

thấy một ma trận thanh ngang cơ bản với 10 đường dây vào/ra full-
duplex, ma trận có 10 đầu vào và 10 đầu ra, mỗi trạm gắn với ma trận
thông qua 1 đường dẫn vào và 1 đường dẫn ra. Kết nối giữa 2 đường
dẫn bất kỳ bằng cách cho các giao điểm thích hợp. Lưu ý rằng tổng
của 100 điểm giao nhau được yêu cầu. Thanh ngang chuyển đổi có 1
số hạn chế:
• Số lượng các điểm giao nhau phát triển với bình
phương của số lượng các trạm thêm vào. Điều này
gây tốn kém lớn trong quá trình chuyển mạch.
• Sự mất mát của một giao điểm chặn kết nối giữa 2
thiết bị có đường giao nhau tại điểm đó.
• Các điểm giao nhau không có hiệu quả sử dụng, ngay
cả khi tấc cả các thiết bị thêm vào hoạt động, chỉ một
phần nhỏ của các điểm giao nhau đang hoạt động.
f. Các giai đoạn không gian bộ phận chuyển mạch
Hình 1.6. Các giai đoạn không gian bộ phận chuyển mạch
Để khắc phục những điểm hạn chế này, nhiều giai đoạn chuyển mạch
được thực hiện. Hình 1.6 là một ví dụ của một chuyển mạch 3 giai
đoạn. Đây là loại sắp xếp có 2 lợi thế hơn một giai đoạn ma trận thanh
ngang giao nhau:
• Số điểm giao nhau được giảm, tăng sử dụng thanh
ngang giao nhau. Trong ví dụ này, tổng số điểm giao
nhau cho 10 trạm được giảm từ 100 xuống 48.
• Có nhiều hơn một con đường thông qua mạng để kết
nối 2 thiết bị đầu cuối, tăng độ tin cậy
Tất nhiên, một trang mạng lưới nhiều tầng đòi hỏi một chương trình
điều khiển phức tạp hơn. Để thiết lập một đường dẫn trong một giai
đoạn, nó chỉ cần thiết để cho phép 1 cổng duy nhất. Trong một mạng
lưới nhiều tầng, một con đường trống thông qua các giai đoạn phải
được xác định và cho phép các cổng thích hợp. Một xem xét với

chuyển đổi một bộ phận không gian nhiều tầng là nó có thể được
ngăn chặn. Rõ ràng từ hình 1.5 ma trận là một giai đoạn thanh ngang
giao nhau không ngăn chặn, đó là một con đường luôn luôn có sẵn kết
nối một đầu vào và một đầu ra. Rằng điều này có thể không phải là
một trường hợp với nhiều giai đoạn chuyển đổi có thể được nhìn thấy
trong Hình 1.6, các dòng nặng hơn cho các dòng đã được sử dụng.
Trong trạng thái này, đầu vào 10 dòng, ví dụ không thể kết nối với đầu
ra 3, 4 hoặc 5, mặc dù tấc cả những dòng đầu ra đều có sẵn. Nhiều
giai đoạn chuyển đổi có thể được thực hiện không ngăn chặn bằng
cách tăng số lượng hoặc kích thước của các thiết bị chuyển mạch
trung gian, tuy nhiên điều này làm tăng chi phí.
g. Phân chia thời gian bộ phận chuyển mạch
- Hệ thống kỹ thuật số hiện đại sử dụng hệ thống kiểm soát
thông minh của các thành phần phân chia không gian và
thời gian.
- Sử dụng kỹ thuật phân chia thời gian kỹ thuật số để thiết lập
và duy trì mạch ảo
- Phân vùng luồng bit tốc độ thấp thành các luồng chia sẽ tốc
độ cao hơn
- Các phần cá nhân quản lý bởi các điều khiển logic dòng từ
đầu vào đến đầu ra
h. Chuyển đổi mềm
Hình 1.7. Chuyển đổi mềm
Xu hướng mới nhất của sự phát triển công nghệ chuyển mạch thường
được gọi là chuyển mạch mềm. Về bản chất, chuyển mạch mềm là
một máy tính có mục đích chung chạy phần mềm đặc biệt có thể biến
nó thành một bộ chuyển đổi điện thoại thông minh. Chuyển mạch
mềm chi phí ít hơn đáng kể so với các thiết bị chuyển mạch truyền
thống và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn. Đặc biệt, ngoài việc
xử lý các chức năng chuyển mạch truyền thống, một chuyển mạch

mềm có thể chuyển đổi một luồng bit thoại được số hóa thành các gói.
Điều này mở ra một số tùy chọn để truyền, bao gồm cả tiếng nói ngày
càng phổ biến trên nền IP (Internet Protocol) phương pháp tiếp cận.
Trong bất kỳ chuyển đổi mạng điện thoại, các yếu tố phức tạp nhất là
phần mềm đều khiển xử lý cuộc gọi. Phần mềm này thực hiện định
tuyến cuộc gọi và thực hiện xử lý logic cuộc gọi cho hàng trăm nghìn
tính năng tùy chỉnh gọi điện thoại. Thông thường, phần mềm này chạy
trên một bộ xử lý độc quyền được tích hợp với phần cứng chuyển
mạch vật lý. Một cách tiếp cận linh hoạt hơn là tách vật lý chức năng
xử lý cuộc gọi với chứng năng chuyển đổi phần cứng. Trong thuật ngữ
chuyển đổi mềm, chức năng chuyển mạch vật lý được thực hiện bởi
một cổng phương tiện truyền thông (MG) và xử lý logic cuộc gọi nằm
trong một bộ điều khiển phương tiện truyền thông (MGC).
Hình 1.7 minh họa kiến trúc chuyển đổi mềm. Trong trường hợp sau,
MG và MGC là những thực thể riêng biệt và có thể được cung cấp bởi
các nhà cung cấp khác nhau.
i. Chuyển mạch vòng truyền thống
Hình 1.8. Chuyển mạch vòng truyền thống
Hình 1.8 tương phản kiến trúc chuyển mạch mềm với chuyển mạch
điện thoại truyền thống.
2. Kỹ thuật chuyển mạch gói
Hình 2.1. Mạng chuyển mạch gói
 Chuyển mạch vòng được thiết kế cho thoại
 Chuyển mạch gói được thiết kế cho dữ liệu
 Truyền trong các gói nhỏ
 Các gói tin có chứa dữ liệu người dùng và thông tin điều khiển
o Dữ liệu người dùng có thể là một phần của một thông điệp lớn
o Thông tin điều khiển bao gồm thông tin (địa chỉ) định tuyến
 Gói tin nhận được, được lưu trữ trong một thời gian ngắn (có bộ đệm) và
qua nút tiếp theo.

a. Ưu điểm
 Đường truyền hiệu quả
o Liên kết đơn được chia sẽ bởi các gói tin theo thời gian
o Các gói được xếp thành hàng đợi và được gửi càng nhanh càng tốt
 Tỉ lệ chuyển đổi dữ liệu
o Trạm kết nối với nút cục bộ ở tốc độ riêng
o Các nút dữ liệu đệm nếu cần thiết để tăng hiệu suất
 Các gói dữ liệu được chấp nhận ngay cả khi mạng đang bận
 Độ ưu tiên có thể được sử dụng
b. Các kỹ thuật chuyển mạch
 Trạm ngắt các thông điệp dài thành các gói
 Các gói được gửi cùng lúc trong mạng
 Các gói được xử lý bởi 2 cách:
o Datagram
o Mạch ảo
i. Datagram
Hình 2.1. Datagram
Trong cách tiếp cận datagram, mỗi gói tin được xử lý độc lập,
không có tài tham khảo cho các gói tin đã đi trước. Cách tiếp
cận này được minh họa trong Hình 2.1, trong đó cho thấy một
trình tự thời gian các ảnh chụp tiến trình của ba gói dữ liệu qua
mạng. Mỗi nút chọn nút tiếp theo trên con đường của gói tin, có
tính đến các thông tin tài khoản nhận được từ các nút lân cận
về lưu lượng, đường đi thất bại, và tiếp tục như vậy. Vì vậy, các
gói tin, đều có cùng một địa chỉ đích, không phải tất cả đi theo
con đường như nhau, và chúng có thể đến không đúng thứ tự
tại các điểm kết thúc. Trong ví dụ này, nút kết thúc phục hồi các
gói tin về thứ tự ban đầu của chúng trước khi phân phối chúng
đến đích. Ở một số mạng datagram, nó là đến đích chứ không
phải là các nút kết thúc sắp xếp lại. Ngoài ra, nó có thể cho một

gói tin bị phá hủy trong mạng. Ví dụ, nếu một nút chuyển đổi
gói tin bị treo trong giây lát, tất cả các gói tin xếp hàng đợi có
thể bị mất. Một lần nữa, đó là vào nút kết thúc hoặc nút đích để
phát hiện sự mất mát của một gói tin và quyết định làm thế nào
để khôi phục lại nó. Trong kỹ thuật này, mỗi gói tin, xử lý độc
lập, được gọi như là một datagram.
ii. Mạch ảo
Hình 2.2. Mạch ảo
Trong cách tiếp cận mạch ảo, một định tuyến tạo trước được
thiết lập trước khi bất kỳ gói tin được gửi. Một khi định tuyến
được thiết lập, tất cả các gói dữ liệu giữa một cặp của các bên
giao tiếp theo cùng một định tuyến thông qua mạng. Điều này
được minh họa trong Hình 2.2. Bởi vì định tuyến này là cố định
trong suốt thời gian kết nối luận lý, nó là hơi tương tự như một
mạch trong một mạng chuyển mạch và được gọi là một mạch
ảo. Mỗi gói chứa một nhận diện mạch ảo cũng như dữ liệu. Mỗi
nút trên định tuyến được thiết lập lại để biết nơi hướng dẫn các
gói tin, không có quyết định của định tuyến nào được yêu cầu.
Tại bất kỳ thời điểm nào, mỗi trạm có thể có nhiều hơn một
mạch ảo cho bất cứ trạm nào khác và có thể có các mạch ảo có
hơn một trạm.
Vì vậy, các đặc điểm chính của kỹ thuật mạch ảo là một định
tuyến giữa các kênh đã được thiết lập trước khi truyền dữ liệu.
Lưu ý rằng điều này không có nghĩa rằng đó là một con đường
chuyên dụng, như trong mạng chuyển mạch. Một gói được
truyền tải thì tạo một bộ nhớ đệm tại mỗi nút, và xếp hàng đợi
cho đầu ra trên một dòng, trong khi các gói khác trên mạch ảo
khác có thể chia sẻ việc sử dụng các dòng. Sự khác biệt từ cách
tiếp cận datagram là, với các mạch ảo, các nút không cần phải
đưa ra quyết định định tuyến cho mỗi gói tin. Nó được thực

hiện chỉ một lần cho tất cả các gói tin bằng cách sử dụng mạch
ảo.
iii. Mạch ảo với diagram
- Mạch ảo:
• Mạng có thể cung cấp theo trình tự và điều khiển lỗi
• Gói tin được chuyển tiếp nhanh hơn
• Ít tin cậy
- Datagram
• Không có giai đoạn thiết lập cuộc gọi
• Linh hoạt hơn
• Tin cậy hơn
iv. Kích thước gói tin
Hình 2.3. Kích thước gói tin
Có một mối quan hệ đáng kể giữa kích thước gói và thời gian
truyền, như thể hiện Hình 2.3, trong đó giả định một mạch ảo
tồn tại từ trạm X thông qua các nút a và b đến trạm Y. Các
thông báo được gửi bao gồm 40 octets, với 3 octets kiểm soát
thông tin bắt đầu của mỗi gói trong tiêu đề. Nếu toàn bộ thông
điệp được gửi như một gói duy nhất của 43 octets (3 octets của
tiêu đề cộng với 40 octets dữ liệu), sau đó gói tin đầu tiên được
truyền từ trạm X tới một nút. (Hình 2.3a) Khi toàn bộ các gói tin
nhận được, sau đó có thể được truyền từ a đến b. Khi toàn bộ
các gói tin nhận được tại nút b, sau đó được chuyển đến trạm
Y. Bỏ qua thời gian chuyển đổi, tổng thời gian truyền là 129 lần
octets (43 octets, 3 gói tin truyền đi).
Nếu chúng ta tách các thông điệp thành hai gói với 20 octet của
thông điệp và 3 octets của mỗi tiêu đề. Trong trường hợp này,
một nút có thể bắt đầu truyền các gói dữ liệu đầu tiên ngay khi
nó đã đến từ X. Bởi vì điều này chồng chéo trong truyền tải,
tổng thời gian truyền giảm xuống đến 92 lần octets. Bằng cách

chia thông điệp thành năm gói, mỗi nút trung gian có thể bắt
đầu truyền thậm chí sớm hơn, với tổng số của 77 lần octets để
truyền. Quá trình này sử dụng các gói dữ liệu nhiều hơn và nhỏ
hơn cuối cùng kết quả tăng, chứ không phải là giảm, trì hoãn
như minh họa trong hình 2.3d, kể từ khi mỗi gói có chứa một số
thông tin cố định của tiêu đề, và nhiều gói dữ liệu hơn. Ngoài
ra, sự chậm trễ xử lý và xếp hàng tại mỗi nút lớn hơn khi các
gói dữ liệu được xử lý cho một thông điệp đơn. Tuy nhiên,
chúng ta sẽ thấy trong chương kế tiếp một gói kích thước rất
nhỏ (53 octet) có thể dẫn đến một thiết kế mạng hiệu quả.
v. Chuyển mạch vòng với chuyển mạch gói
- Hiệu suất phụ thuộc vào rất nhiều độ trễ
• Độ trễ khi truyền: Thời gian cần để một tín hiệu
truyền từ một nút đến nút tiếp theo. Thời gian này
thường là không đáng kể. Tốc độ của các tín hiệu
điện thông qua một môi trường dây, ví dụ, thường là
2 x 10
8
m/s.
• Độ trễ trong thời gian truyền: Thời gian cần cho một
máy phát để gửi một khối dữ liệu. Ví dụ, phải mất 1s
để truyền tải một khối 10.000-bits dữ liệu trên một
dòng 10-kbps.
• Độ trễ tại nút: Thời gian cần cho một nút để thực
hiện các xử lý cần thiết như chuyển dữ liệu.
- Một loạt các đặc điểm khác bao gồm:
• Độ trong suốt
• amount of overhead
vi. Thời gian sự kiện
Hình 2.4. Event timing

Một so sánh đơn giản của chuyển mạch vòng và hai hình thức
chuyển mạch gói được cung cấp trong hình 2.4. Con số này mô
tả việc truyền tải một thông điệp trên bốn nút từ nút 1 đến 4.
Đối với chuyển mạch vòng, có sự chậm trễ trước khi thông điệp
được gửi. Đầu tiên, một tín hiệu gọi yêu cầu được gửi đi. Nếu
trạm đích không bận, một cuộc gọi được chấp nhận trả về tín
hiệu. Lưu ý có một sự chậm trễ xử lý phát sinh tại mỗi nút trong
yêu cầu cuộc gọi. Khi trở về, quá trình này là không cần thiết
bởi vì kết nối đã được thiết lập. Sau khi kết nối được thiết lập,
thông điệp được gửi như là một khối duy nhất, không có sự
chậm trễ đáng chú ý tại các nút chuyển đổi.
Chuyển mạch gói ảo xuất hiện tương tự như chuyển mạch
vòng. Một mạch ảo được yêu cầu bằng cách sử dụng một gói
yêu cầu cuộc gọi, mà chịu một sự chậm trễ tại mỗi nút, và được
chấp nhận với một cuộc gọi chấp nhận gói tin. Ngược lại với
trường hợp chuyển mạch, chấp nhận cuộc gọi cũng là kinh
nghiệm về sự chậm trễ tại nút, vì mỗi gói tin được xếp hàng đợi
tại mỗi nút và phải đợi đến lượt của nó để truyền. Khi các mạch
ảo được thiết lập, thông điệp được truyền đi trong các gói.
Chuyển mạch gói liên quan đến một số chậm trễ tại mỗi nút
trong đường dẫn. Tệ hơn nữa, sự chậm trễ này có thể thay đổi
và sẽ tăng khi tải tăng lên.
Chuyển mạch gói datagram không đòi hỏi một thiết lập cuộc
gọi. Như vậy, đối với thông điệp ngắn, nó sẽ được nhanh hơn
mạch ảo và có lẽ cả chuyển mạch vòng. Tuy nhiên, bởi vì mỗi
gói tin riêng biệt được định tuyến độc lập, xử lý tại mỗi nút có
thể dài hơn cho các gói mạch ảo. Đối với thông điệp dài mạch
ảo là cao hơn so với các chuyển mạch còn lại.
vii. X.25
- ITU-T tiêu chuẩn cho giao diện và gói hệ thống chuyển

mạch
- Gần như phổ biến trên gói mạng chuyển mạch và chuyển
mạch gói trong ISDN
- Định nghĩa 3 lớp
• Vật lý
• Liên kết
• Gói tin
1. X.25 vật lý
• Giao diện giữa các nút trạm liên kết
• Hai đầu là khác biệt
o Thiết bị dữ liệu đầu cuối DTE (người dùng thiết
bị)
o Thiệt bị dữ liệu đầu cuối mạch vòng DCE (nút)
• Đặc điểm kỹ thuật lớp vật lý X.21
• Có thể thay thế luân phiên như là EIA-232
2. X.25 liên kết
• Liên kết truy cập giao thức được cân bằng (LAPB)
• Tập con của HDLC
• Cung cấp và chuyển giao đáng tin cậy của dữ liệu qua
liên kết
• Gửi tuần tự các khung
3. X.25 gói tin
• Cung cấp 1 kết nối hợp lý (mạng ảo) giữa các thuê
bao
• Tất cả các dữ liệu trong kết nối này tạo thành một
dòng duy nhất giữa các trạm cuối cùng
• Được thiết lập theo yêu cầu
• Gọi là mạch ảo mở rộng
4. X.25 sử dụng mạch ảo
Hình 2.5. X.25 sử dụng mạch ảo

Một ví dụ của X.25 sử dụng mạch ảo được thể hiện trong
hình 2.5 (so sánh Hình 1.1). Trong ví dụ trạm A có một
kết nối mạch ảo đến C, trạm B có hai mạch ảo được thiết
lập, một đến C và một đến D, và trạm E và F đều có một
kết nối mạch ảo đến D. Như một ví dụ về cách thức các
mạch ảo mở rộng được sử dụng, trạm D theo dõi các gói
dữ liệu đến từ ba máy trạm khác nhau (B, E, F) trên cơ
sở số lượng mạch ảo kết hợp với mỗi gói tin đến.
5. Dữ liệu người dùng và giao thức điều khiển thông
tin X.25
Hình 2.6 Dữ liệu người dùng và giao thức điều khiển
thông tin X.25
Hình 2.6 minh họa mối quan hệ giữa các cấp của X.25.
Dữ liệu người dùng được truyền lại cho X.25 cấp 3, mà
gắn thêm thông tin điều khiển như là tiêu đề, tạo ra một
gói tin. Thông tin điều khiển phục vụ các mục đích khác
nhau, bao gồm việc xác định bởi một số mạch ảo đặc
biệt với các dữ liệu liên quan của nó, và cung cấp các số
thứ tự có thể được sử dụng cho các dòng và kiểm soát
lỗi trên mạch ảo cơ sở.
Toàn bộ các gói tin X.25 sau đó được truyền lại cho thực
thể LAPB, mà gắn thêm thông tin điều khiển ở phía trước
và sau của các gói tin, tạo thành một khung LAPB. Một
lần nữa, thông tin điều khiển trong khung là cần thiết
cho hoạt động của giao thức LAPB.
Các hoạt động của cấp gói X.25 là tương tự như của
HDLC như được mô tả. Mỗi gói dữ liệu X.25 bao gồm gửi
và nhận số thứ tự. Gửi số thứ tự P(S), được sử dụng để
tuần tự số tất cả các gói dữ liệu gửi đi trên một mạch ảo
cụ thể. Khi nhhận được số thứ tự P(R), là một sự thừa

nhận các gói tin nhận được trên mạch ảo.
6. Một số vấn đề với X.25
• Các tính năng chính bao gồm:
o Gọi các gói điều khiển, trong tín hiệu băng tần
o Ghép mạch ảo ở lớp 3
o Lớp 2 và 3 bao gồm dòng và điều khiển lỗi
• Có một sự đáng kể về overhead
• Không thích hợp cho các hệ thống hiện đại kỹ thuật
số với độ tin cậy cao
viii. Frame Relay
- Được thiết kế để loại bỏ hầu hết X.25 overhead
• Có cơ sở cài đặt lớn
- Sự khác biệt chính
• Điều khiển cuộc gọi thực hiện trong kết nối logic riêng
biệt
• Ghép kênh và chuyển mạch ở lớp 2
• Không có lỗi hop by hop hay kiểm soát dòng
• Dòng end to end và kiểm soát lỗi (nếu được sử dụng)
được thực hiện bởi lớp cao hơn.
- Một khung dữ liệu người dùng được gửi từ nguồn đến đích
và lớp ACK cao hơn gửi lại
- Ưu điểm và nhược điểm
• Bị mất link by link và kiểm soát dòng
• Tăng độ tin cậy có nghĩa là ít vấn đề hơn
• Sắp xếp hợp lý quá trình truyền thông
o Giảm độ trễ
o Độ thông suốt cao hơn
• Frame relay có thể được sử dụng cho tốc độ truy cập
hơn 2Mbps