zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Mạng số liệu - Chương 4. Phân lớp mạng và giao thức IP

Chia sẻ: Nguyễn Doãn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Báo xấu

178
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các chức năng thông thường của tầng mạng bao gồm Đánh địa chỉ. chỉ định địa chỉ để nhận biết các nút mạng trong ị ị ị ậ ạg g quá trình truyền thông dữ liệu. Định truyến – Routing: xác định đường đi tối ưu của gói dữ liệu giữa các nút mạng Kết nối các mạng với nhau – internetworking: thực hiện các công việc để kết nối giữa các mạng khác nhau để tạo mối liên kết dữ liệu Kiểm soát chất lượng dịch vụ Điều khiển tắc nghẽn…...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mạng số liệu - Chương 4. Phân lớp mạng và giao thức IP

Chương 4. Phân lớp mạng và giao thức IP 4.1. Chức năng và các dịch vụ của applicatio n transport phân lớp mạng network data link physical network network data link data link network physical physical 4.2. Thuật toán và các giao thức Thu data link physical network network định tuyến data link data link physical physical network network 4.3. Kỹ thuật điều khiển tắc nghẽn data link data link physical physical network data link physical applicatio 4.4. Giao thức IP Giao n network transport data link network network physical network data link data link data link physical physical physical 1
4.1. Chức năng và các dịch vụ của phân lớp mạng Tầng mạng Tầng mạng sẽ thực hiện chức năng truyền gói dữ liệu từ điểm nguồn tới đích qua các liên kết trong mạng hoặc các mối liên kết gi giữa các mạng với nhau các nhau Chú ý : Tầng liên kết dữ liệu chỉ có chức năng đảm nhiệm việc truyền dữ liệu giữa các nút của một liên kết điểm nối điểm. 2
4.1. Chức năng và các dịch vụ của phân lớp mạng Các chức năng thông thường của tầng mạng bao gồm Đánh địa chỉ. chỉ định địa chỉ để nhận biết các nút mạng trong quá trình truyền thông dữ liệu. Định truyến – Routing: xác định đường đi tối ưu của gói dữ liệu giữa các nút mạng Kết nối các mạng với nhau – internetworking: thực hiện các công việc để kết nối giữa các mạng khác nhau để tạo mối liên kết dữ liệu Kiểm soát chất lượng dịch vụ soát ch Điều khiển tắc nghẽn… 3
4.1. Chức năng và các dịch vụ của phân lớp mạng Dịch vụ của Các dịch vụ của tầng mạng sẽ chỉ định kiểu (thuộc tính) của tầng mạng quá trình thiết lập và truyền dữ liệu giữa hệ thống phát và thu thể hiện ở các tính chất như: Đòi hỏi tính liên tục của băng thông. Tốc độ (khả năng) lỗi khung dữ liệu là nhỏ nhất có thể. độ (kh khung li là nh nh có th Thứ tự sắp xếp của khung. Phản hồi lại phía phát khi có tắc nghẽn trên đường truyền. Các mô hình dịch vụ: Dịch vụ kết nối không định hướng – Connectionless (dùng trong mạng internet) Dịch vụ kết nối có định hướng – Connection oriented (dùng cho mạng ATM) 4
Dịch vụ của tầng mạng Dịch vụ kết nối Bảng định tuyến không định hướng Packet 1 Cổng đầu ra đầ ra Địa chỉ ch Packet 1 tương ứng Kết nối giữa các nút đich` (hướng truyền nhận của các gói dữ liệu) 07 Packet 2 7 không đượ xác không được xác 85 Packet 2 định cụ thể 1345 12 Packet 2 1566 6 Gói dữ liệu được gọi là datagram. Mỗi gói dữ liệu được định tuyến độc lập bởi các bộ định tuy (router) khác nhau. tuyến (router) khác nhau. 2458 12 Gói dữ liệu nhận được ở một router và được lưu vào bộ đệm của router đó và nó sẽ được chuyển tới (forward) tới một router khác tại cổng đầu ra tương ứng. Việc xác định cổng đầu ra cho gói dữ liệu tại router thông qua bảng định tuyến 5
Dịch vụ của tầng mạng Dịch vụ kết nối có Bảng định tuyến định hướng Identifier Output Next Packet Mạch kết nối ảo port identifier Hướng kết nối giữa các 12 44 13 nút nút đã được thiết lập và đượ thi và Packet xác định trước khi có dữ liệu truyền nhận 15 23 15 13 27 16 Liên kết dữ liệu được thiết lập thông qua việc chỉ định một chuỗi các kết nối từ đích tới nguồn. Chuỗi kết nối đượ được gọi là mạch ảo – VC. là VC Các gói dữ liệu được truyền lần lượt qua cùng một router trên chuỗi kết nối. 7 58 34 Cá Các gói dữ liệu có thể được truyền thẳng qua router li th th mà không cần chứa vào bộ đệm 6
Dịch vụ của tầng mạng Mạng Datagram Mạng Mạch ảo Yêu cầu trước khi truyền dữ khi Thiết lập kết nối Không cần liệu Thiết lập địa chỉ cho gói Mỗi gói tin chứa địa chỉ đầy đủ Mỗi gói tin chỉ cần chứa chỉ số của điểm đích và nguồn và ngu của gói gói tin tin Mạch ảo yêu cầu router dành Router không cần giữ các Thông tin trạng thái một bộ đệm trống cho mỗi kết thông tin trạng thái của kết nối nối Khi VC được thiết lập, các gói Mỗi gói tin được định tuyến Định tuyến dữ liệu chỉ cần truyền qua các độc lập tại các router router trên tuyến liên kết. Không hiệu quả, Các gói dữ hi qu Các gói Tất cả các gói dữ liệu được các gói li đượ Hiệu quả của quá trình liệu có thể mất khi chức năng truyền qua các router kể cả khi định tuyến định tuyến bị đứt đoạn nó bị lỗi Xác định tùy theo tài nguyên Ch Chất lượng dịch vụ Khó xác định xác đị c ủa mạng Điều khiển tắc nghẽn Khó thực hiện dễ dàng 7
4.2. Thuật toán và các giao thức định tuyến Định tuyến là quá trình kết hợp giữa các quy tắc và các hàm chức năng tại một nút mạng (router) nhằm thực hiện các nhiệm vụ: nút (router) nh th hi các nhi Truyền thông Thông báo về trạng thái hoặc các sự thay đổi Giao thức định tuyến cho các nút kế cận trong mạng. đị định tuyến Xác định đường dẫn tối ưu cho luồng dữ liệu Thuật toán trong mạng định đường Truyền tải các gói dữ liệu từ điểm nguồn tới Truyền gói điểm đích theo con đường tối ưu đã đưa ra. dữ liệu Yêu cầu với một kỹ + Các thuật toán định đường phải có tính chính xác thuật định đường + Thực hiện đơn giản, ổn định và thiết thực + Tính bình đẳng Tính bình đẳ + Tính tối ưu 8
4.2. Thuật toán và các giao thức định tuyến Các khái niệm cơ bản và ký hiệu mô tả Các phương pháp định tuyến cơ bản ph pháp đị tuy Phân chia và mở rộng chức năng định tuyến 9
Các khái niệm cơ bản và mô tả Biểu diễn đồ thị mạng 5 3 v w Đồ thị: G = (N,E) (tập các nút, tập các cạnh) 5 2 u z N = Tập các bộ định tuyến = { u, v, w, x, y, z } 2 1 3 1 x 2 y E = Tập hợp các mối liên kết trực tiếp 1 = { (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) } c(x,x’) = “giá” (chi phí) của liên kết giữa x và x’, chỉ định tính chất của liên kết giữa x,x’ VD: c(w,z) = 5 Thông thường “giá” là 1 hoặc là giá trị nghịch đảo tương ứng với băng thông hoặc độ tắc nghẽn của mối liên kết đó. Chí phí tổng cộng của tuyến liên kết liê (x1, x2, x3,…, xp) = c(x1,x2) + c(x2,x3) + … + c(xp-1,xp) 10
Các khái niệm cơ bản và mô tả Nguyên lý tối ưu. Nếu router D nằm trên đường đi tối ưu từ A C thì đường đi đường thì đi tối ưu từ A C bao gồm đường đi tối ưu từ D C C: A-D-I-C Đường đi từ A Giả thiết D-H-E-J-C là đường đi tối ưu giữa D và C. Khi đó D-H-E-J-C sẽ có “chi phí” thấp hơn D-I-C Như vậy đường đi tối ưu giữa A C là: A-D-H-E-J-C D(x,y) = Tổng chi phí của chuỗi liên kết “tối ưu” (có giá trị nhỏ nhất) giữa phí gi nút mạng x và nút mạng y. Có thể dùng ký hiệu khác là Dx(y) hoặc D(y) nếu nút mặc định (ngầm hiểu) là x. 11
Các khái niệm cơ bản Tập hợp tất cả các tuyến đường tối ưu từ tất cả các nút nguồn tới 1 nút đích là 1 cây có gốc đặt tại đích. Cây đó được gọi là cây khung “Sink tree” Nếu gọi G là một đơn đồ thị, một cây sẽ được gọi là cây khung của G nếu nó là 1 đồ thị con của G và chứa tất cả các đỉnh của G. Đồ thị G Cây khung của G Không có cấu trúc lặp trong cây khung. Thuật toán định tuyến để tìm ra cây khung. 12
Các phương pháp định tuyến cơ bản Phân loại kỹ thuật định tuyến Theo cách thức tổ chức cập nhật Theo chức năng định tuyến của tất cả thông tin cho định tuyến. các nút mạng. Đị Định tuyến tĩnh: tuy Đị Định tuyến tập trung: tuy trung: Các thông tin mà router dùng để tính Tất cả các router phải xác định được topo toàn thay đổi chậm mạng và các thông tin trạng thái của các tuyến liên kết. Định tuyến động: tuy độ Kỹ thuật định tuyến “trạng thái liên kết - Các thông tin cho định tuyến thay đổi link state” nhanh và được cập nhật theo chu kỳ Định tuyến phân tán: ho theo hoặc theo sự thay đổi “giá” của các thay đổ giá các liên kết. Router phải biết về các liên kết vật lý tới Định tuyến theo thay đổi tải trọng. các router kế cận (gọi là neighbors) Việc tính toán được lặp đi lặp lại theo chu kỳ và được phân bố cho các router Kỹ thuật định tuyến “khoảng cách vector” 13
Các phương pháp định tuyến cơ bản Định tuyến vector khoảng cách Thuật toán vector khoảng cách Mô hình truyền thông và xử lý định tuyến Định tuyến trạng thái liên kết Thuật toán Dijsktra Mô hình truyền thông và xử lý định tuyến 14
Định đường vector khoảng cách 15
Định tuyến vector khoảng cách - Distance Vector Algorithm - Phương trình Bellman-Ford Ký hiệu dx(y) là chi phí của đường ngắn nhất từ x đến y Khi đó dx(y) = min {c(x,v) + dv(y) , với v là nút trong mạng } Giá trị min được xác định thông qua tất cả các nút lân cận của x đượ Vector khoảng cách DV(x) = [Dx(y): y ∈ N ] (chú ý vector khoảng cách DV(x) là một tập hợp các giá trị chi phí nhỏ nhất của các tuyến liên kết giữa x với các nút mạng khác) Nút x biết chi phí của các kết nối tới các nút lân cận v là c(x,v) bi chi phí các các nút lân là c(x Nút x xác nhận DV(x) và vector khoảng cách tại các nút lân cận nó. 16
Thuật toán vector khoảng cách Tính ước lượng, dv(z) = 5, dx(z) = 3, dw(z) = 3 Ví dụ: Kết quả của phương trình B-F: du(z) = min { c(u,v) + dv(z), 5 c(u,x) + dx(z), 3 v w 5 c(u,w) + dw(z) } 2 u z 2 = min {2 + 5, 1 3 1 1 + 3, x 2 y 1 5 + 3} = 4 3} 17
Thuật toán vector khoảng cách Nguyên tắc cơ bản: Mỗi nút Router sẽ lưu 1 giá trị vector khoảng cách, trong đó chứa các kh thông tin về “khoảng cách” tối ưu tới các nút khác. Mỗi nút định kỳ gửi các thông tin vector khoảng cách mà nó “ước lượng” tới các nút các liền kề. Khi một nút nhận được thông tin về vector khoảng cách ước lượng từ nút kế cận nó sẽ thiết lập lại vector khoảng cách tại nút đó bằng nút nó thi vector kho cách nút phương trình B-F Dx(y) ← minv{c(x,v) + Dv(y)} với mỗi nút y các nút lân cận Chú ý: Một số trường hợp việc ước lượng vector khoảng cách Dx bằng cách tính trung bình các “chi phí” thực dx(y) 18
Thuật toán vector khoảng cách Xử lý tại mỗi nút: Tính chất lặp và không đồng bộ. Chờ đến khi có sự thay đổi về giá Khi chi phí của liên kết giữa các gửi từ các nút lân cận nút trong một mạng cục bộ thay đổi thì thì việc tính toán giá trị của bảng tí vector khoảng cách tại một nút sẽ Tính toán ước lượng lại Vector được thiết lập lại. kho khoảng cách cách Khi có sự thay đổi mỗi nút sẽ thông báo tới các nút lân cận và các nút này cũng thông báo tới các nút Nếu DV thay đổi, nút gửi thông lân cận với nó nếu thấy cần thiết th thi báo cho các nút lân cận Tính chất lan truyền 19
Thuật toán vector khoảng cách Thiết lập giá trị ban đầu (lần lặp thứ 1): D(i,i) = 0 ; D(i,k) c(i,k) D(i,k) = c(i,k) nếu k là nút lân cận là nút lân D(i,j) = ∞ Với tất cả các nút j không phải là nút lân cận của i Chú ý: tập hợp các giá trị D(i,*) là vector khoảng cách tại nút i. Thuật toán cũng lưu giữ nhưng giá trị “bước nhảy – next hop” với mỗi “b nút đích j. Thiết lập ban đầu các giá trị này như sau: next-hop(i) = i; next-hop(k) = k nếu k là nút lân cận, ngược lại p( next-hop(j) = UNKNOWN nếu j không phải là nút lân cận Sau mối lần lặp mối nút ngay lập tức truyền giá trị của vector khoảng cách tại nút đó tới các nút lân cận. Với bất kỳ một nút lân cận k nào, nếu c(i,k) + D(k,j) < D(i,j), khi đó: D(i,j) = c(i,k) + D(k,j) next-hop(j) = k Sau mỗi lần lặp, tiêu chuẩn hội tụ dần đạt được. 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.