Vietgle Tra từ - Định nghĩa của từ 'Switched Networks' trong từ điển Lạc Việt

Vietgle Tra từ

Chuyên ngành Anh - Việt

Switched Networks

Tin học

Các mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch đã cách mạng hóa cách xây dựng LAN và các liên mạng. Sự kiện nầy thể hiện rõ nét qua việc sử dụng tín hiệu tương tự trong hệ thống điện thoại. Các hệ thống điện thoại sơ khai gồm các máy điện thoại được nối vào cùng một đường dây liên tỉnh (trunk wire). Vì nhiều người cùng chia sẻ một đường dây, bạn có thể nghe được các cuộc hội thoại khác khi nhấc máy điện thoại, và bạn phải chờ cho đến khi cuộc gọi kết thúc. Điều nầy giống như Ethernet, trong đó máy trạm trước hết sẽ kiểm tra xem đường dây có bận không rồi mới truyền đi. Hệ thống điện thoại phát triển dần, và nhân viên tổng đài đảm nhận việc phân xử các cuộc gọi. Để đạt một cuộc gọi, bạn yêu cầu nhân viên tổng đài kết nối với người bạn muốn gọi. Nhân viên tổng đài kết nối bạn với người được gọi. Đường dây nầy là kết nối trực tiếp giữa các điện thoại trong quá trình gọi. Về cơ bản, đây là cách thức hoạt động của mạng chuyển mạch. Cuối cùng là các đường dây riêng được nối từ tổng đài của công ty điện thoại đến mọi máy điện thoại. Khi nhấc điện thoại, không có người nào trên đường dây nầy vì đây là đường dây riêng. Đường dây nầy nối trực tiếp đến tổng đài của công ty điện thoại. Điều nầy đòi hỏi nhiều đường dây, nhưng chắc chắn làm hài lòng khách hàng. Cấu trúc nầy rất giống với Ethernet hình sao, trong đó mỗi máy trạm được nối trực tiếp đến một hub trung tâm. Tuy vậy, Ethernet hub ban đầu chẳng qua là các bộ khuyếch đại, nghĩa là tất cả các trạm vẫn giành giật để truy cập đến mạng. Các hub chuyển mạch tạo ra mạng đường dây riêng thật sự bằng cách kết nối trực tiếp đường dây riêng từ một máy tính đến đường dây riêng của máy tính khác trong quá trình truyền. Có thể thấy điều nầy trên hình S-14. Hình S-14 Mạng chuyển mạch Để ý rằng các chuyển mạch có thể hỗ trợ các hub chia sẻ (shared hub), xem phần bên trái của hình S-14. Người dùng trên hub chia sẻ phải tranh chấp truy cập vào mạng cục bộ, và một khi truy cập được, họ nhận đường dây riêng đến một cổng nào đó trên bộ chuyển mạch. Điều nầy giống như hệ điện thoại khi chuyển từ đường dây điện thoại dùng chung (party line) sang đường điện thoại riêng. Một số người lân cận có thể có đường dây dùng chung vì công ty điện thoại chưa nâng cấp các tổng đài con đến các đường dây riêng. Chuyển mạch là cần thiết cho mạng Ethernet lớn và chia sẻ. Trên mạng LAN Ethernet, nếu hai máy trạm tìm cách truyền vào cùng một thời điểm, sẽ có va chạm xảy ra, và điều nầy dẫn đến sự chậm trễ. Càng có nhiều máy trạm trên mạng thì va chạm càng nhiều và tình trạng chậm trễ càng lớn. Một giải pháp là chia mạng thành các thành phần nhỏ hơn để có ít hơn số máy trạm tranh chấp truy cập. Một mạng 100 nút có thể chia thành hai mạng 50 nút, và nối với nhau bằng cầu hoặc bộ định tuyến. Khi đó chỉ có 50 máy trạm trên mỗi phần tranh chấp truy cập. Nếu điều nầy vẫn gây khó khăn thì có thể chia thành 4 mạng 25 nút. Với kỹ thuật chuyển mạch, quá trình phân chia nầy có thể tiếp tục cho đến khi mỗi thành phần chỉ chứa một máy. Bạn có thể tưởng tượng bộ chuyển mạch như thiết bị cầu nối nhiều cổng trong đó mỗi cổng là một thành phần riêng của mạng. Một máy trạm hay một hub các máy trạm có thể kết nối vào một trong những cổng nầy. Bộ chuyển mạch có thể tạo cầu nối giữa hai cổng bất kỳ trong khi vận hành và với ốc độ rất nhanh. Một trạm nối vào một cổng có thể dùng hết băng thông của cổng ấy. Ưu điểm chủ yếu của chuyển mạch là tránh được va chạm, tranh chấp và trì hoãn là những vấn đề đau đầu đối với các mạng chia sẻ. Ưu điểm khác của chuyển mạch là nó hỗ trợ thiết kế mạng phân cấp như trên hình S-15. Ở mức cao nhất, bộ chuyển mạch hiệu suất cao xử lý luồng giao thông đến các chuyển mạch ở mức thấp hơn. Với cách phân cấp nầy, có thể thiết lập kết nối từ bất cứ đâu với một hệ thống khác trên mạng. Kiến trúc nầy đặc biệt quan trọng cho intranet trong đó người dùng cần liên lạc với hệ thống và tất cả những người dùng khác trên mạng, không chỉ trong một phòng ban. Để ý rằng các máy chủ được nối trực tiếp vào chuyển mạch chính. Các nhà cung cấp bán nhiều loại thiết bị chuyển mạch. Các chuyển mạch high-end được xây dựng để bảo đảm tốc độ đối với các tổ chức lớn. Các chuyển mạch low-end được thiết kế cho các phòng ban hoặc nhóm làm việc. Các thiết bị chuyển mạch khác nhau có thể nối với nhau và tạo nên sơ đồ mạng phân cấp, khai thác hiệu quả của thiết kế dây cáp cấu trúc, xem mục “TIA/EIA Structured Cabling Standards”. Thông tin về xây dựng mạng chuyển mạch có thể tìm trong mục “Network design and construction”. Các bộ chuyển mạch vận hành ở tầng 2 (tầng liên kết dữ liệu) trong hệ OSI, vì thế theo cách nhìn nầy chuyển mạch rất giống với cầu nối (bridge). Chúng cung cấp giải pháp hộp đơn (single-box) để chia mạng thành nhiều thành phần. Hiệu suất được tăng lên mà không cần nâng cấp các card mạng (NIC) trong các máy trạm. VLANs (Virtual Lans) Một khía cạnh trong việc xây dựng mạng chuyển mạch trải rộng cho toàn xí nghiệp là nó tạo nên cấu hình mạng phẳng và đơn. Nhiều người điều hành không xét ưu điểm nầy vì lý do an toàn, vì bất cứ người dùng nào đều có thể truy cập đến mọi hệ thống. Các mạng kết nối bởi bộ định tuyến là an toàn hơn vì chúng chia mạng thành các vùng phát riêng lẻ và có thể dùng để điều khiển giao thông đi qua các bộ định tuyến. VLAN đáp ứng được nhu cầu nầy. VLAN về cơ bản là một lớp phủ (overlay) lên các mạng con trên nền cấu trúc mạng chuyển mạch phẳng. Khác với mạng con vật lý trong đó các máy trạm được kết nối vào chung dây cáp đồng trục hoặc chung trung tâm đầu mối (hub), VLAN được tạo bằng cách xác định những máy trạm nào sẽ là thành viên. Một máy trạm có thể là thành viên dựa trên cổng mà nó kết nối, hay địa chỉ MAC, địa chỉ IP , hoặc bằng một phương pháp khác. Một khi máy trạm là thành viên của VLAN, tất cả những tin phát ra cho VLAN đó sẽ đến mỗi máy trạm thành viên, bất kể chúng ở đâu trên mạng. Cấu hình VLAN và các vấn đề khác liên quan được trình bày trong mục “ VLAN (Virtual LAN)”. Hình S-15 Bộ chuyển mạch phân xử luồng giao thông giữa các thiết bị nối vào mạng Có nhiều vấn đề khác liên quan đến VLAN cần phải xem xét. Vì mỗi VLAN là một mạng con với địa chỉ IP riêng (giả sử giao thức TCP/IP được dùng), vẫn phải cần đến các bộ định tuyến để chuyển các gói dữ liệu giữa các VLAN với nhau. Để thực hiện điều nầy ta có thể cài đặt các bộ định tuyến nằm ngoài mạng chuyển mạch, nếu như có các cổng để cung cấp truy cập vào và ra khỏi các VLAN. Trong một số trường hợp, máy chủ định tuyến (route server) cho phép điều khiển tập trung và định hướng đường truyền giữa các VLAN. Các đề tài nầy được xét kỹ hơn trong phần “IP over ATM” và IP Switching”. Bản Chất Các Chuyển Mạch Trong vài năm vừa qua, trên thị trường tràn ngập các thiết bị chuyển mạch giá rẻ, điều nầy chủ yếu là do công nghệ ASIC (application-specific intergrated circuit). ASIC là các vi mạch (chip) lập trình được, và đối với bộ chuyển mạch thì chương trình chuyển mạch được lập trình vào các lớp silicon. Hình S-16 Ba kiểu thiết kế chuyển mạch Một bộ chuyển mạch điển hình được cài đặt theo một trong các cấu hình trên hình S-16, và được mô tả như dưới đây: Crossbar switch Các bộ chuyển mạch nầy tồn tại trong một thời gian dài. Mọi đầu vào có thể kết nối với mọi đầu ra. Mạch tích hợp thực hiện kết nối tại phần giao của đầu vào và đầu ra. Vùng đệm đầu vào lưu trữ thông tin đến trong trường hợp bị nghẽn. Shared-memory switch Trong cấu hình nầy, dữ liệu đến được lưu trữ trong vùng nhớ chia sẻ, sau đó được chuyển tiếp đến một cổng khác. Dữ liệu chuyển trực tiếp vào bộ nhớ, sau đó đến một cổng ra, vì thế không cần dùng bus. Vấn đề duy nhất trong thiết kế nầy là dữ liệu lưu trong bộ nhớ nên giảm tốc độ đáng kể. High-speed bus switch Trong thiết kế nầy, các cổng hỗ trợ ASIC được kết nối đến bus dữ liệu cao tốc. Dữ liệu đến một cổng, đi qua bus dữ liệu, và đi ra đến cổng đích. Bus cao tốc, dùng công nghệ TDM (time division multiplexing), là đủ nhanh để xử lý đồng thời việc truyền từ tất cả các cổng nếu cần thiết; do đó, thiết kế nầy không bị nghẽn (không tạo ra hiện tượng cổ chai). Bộ chuyển mạch dùng bus cao tốc thường được cài đặt nhiều nhất. Bộ chuyển mạch Catalyst 3000 của Cisco có 16 cổng Ethernet 10Base-T và 2 cổng mở rộng hỗ trợ Fast Ethernet (100Mbit/s), ATM hay WAN. Kiến trúc chuyển mạch trong thiết bị nầy được trình bày trên hình S-17. Kiến trúc nầy dùng bus tốc độ 480 Mbit/s (gọi là switching fabric) qua đó tất cả các cổng (các đơn thể LAN) liên lạc với nhau. Các đơn thể LAN có bộ nhớ lến đến 256KB và một LMA (LAN Module ASIC) điều khiển vùng đệm và I/O cho cổng. Bộ phân xử ASIC chứa bộ xử lý Intel i960 điều khiển truy cập đến bus cho mỗi cổng. Các đơn thể mở rộng cao tốc được cắm trực tiếp vào bus nầy. Hình S-17 Kiến trúc bus của bộ chuyển mạch Catalyst của hãng Cisco Thông tin chi tiết về thiết kế chuyển mạch có thể xem ở mục “ATM (Asynchronous Transfer Mode)”, “Cell Relay”, “Hub/Concentrators/MAUs”, “Matrix Switch” và “Packet and Cell switching”. Tắt nghẽn và điều khiển giao thông trong bộ chuyển mạch Các bộ chuyển mạch dễ bị tắt nghẽn, nhưng lại không thể dùng được các phương pháp truyền theo khung dữ liệu. Vấn đề là ở chỗ cho dù bộ chuyển mạch nhanh đến mức nào, vẫn xảy ra tắt nghẽn nếu một thiết bị ở cổng ra đang sao lưu không thể nhận tất cả các khung hoặc khối dữ liệu gởi đến nó. Trước hết, bạn cần phân biệt giữa chuyển mạch ATM và chuyển mạch LAN. Với chuyển mạch ATM, phải thiết lập mạch ảo (thường được gọi là call-cuộc gọi) giữa nguồn và đích trước khi gởi các khối dữ liệu. Bộ chuyển mạch ATM xác định trước xem có đủ dung lượng để xử lý luồng dữ liệu qua mạch được hay không. Do đó, bộ chuyển mạch ATM có khả năng điều khiển trước để tránh tắt nghẽn. Ngược lại, LAN là môi trường phi kết nối trong đó các khung được định hướng đến bộ chuyển mạch LAN mà trước đó không cần thiết lập mạch. Nếu các khung vượt quá khả năng chứa/xử lý của bộ chuyển mạch, chúng sẽ bị mất. Bộ chuyển mạch phải có vùng đệm đầu vào để giữ các khung đến nếu cổng của bộ chuyển mạch nầy bận. Mặc dù vùng đệm là cần thiết trong bộ chuyển mạch, nhưng chúng vẫn có một thiếu sót cố hữu. Các vùng đệm giữ dữ liệu để chuyển đi, có nghĩa là có sự trì hoãn. Giải pháp thông thường là chuyển mạch nhanh - nhanh hơn cả thông suất (throughput) của tất cả các thiết bị nối với bộ chuyển mạch nầy nhưng không ai có đủ ngân sách để mua các cổng nhanh như thế, vì thế cần phải cân nhắc cẩn thận trong thiết kế vùng đệm cho bộ chuyển mạch. Vùng đệm đầu vào có thể tránh sự mất mát các khung dữ liệu từ phía đầu vào, nhưng nếu thiết bị ở cổng đầu ra bị tắt nghẽn thì sao? Bạn có cần vùng đệm đầu ra hay không? Xét trường hợp một máy chủ nối với một cổng cao tốc trên bộ chuyển mạch. Cổng nầy có thể bị vô hiệu khi lưu lượng giao thông cao. Trong điều kiện nầy, một trạm có thể tiếp tục gởi các gói dữ liệu đến cổng đầu vào mặc dù cổng máy chủ bị tắt nghẽn không nhận các gói dữ liệu nữa. Điều nầy đòi hỏi phải truyền lại và lại gây chậm trễ. Một giải pháp là tăng vùng đệm, nhưng đây là vấn đề thỏa hiệp giữa thời lượng trì hoãn gây ra bởi vùng đệm và thời lượng trì hoãn gây ra bởi việc gởi lại các gói dữ liệu bị bỏ qua. Một phương pháp khác là làm cho cổng đầu ra (quá tải) báo tín hiệu cho cổng đầu vào, và điều nầy làm cho bên gửi tưởng như xảy ra hiện tượng va chạm CSMA/CD (carrier sense multiple access/collision detection). Kỹ thuật nầy tạo ra cái gọi là va chạm ảo (virtual collision). Ngay cả đối với bộ chuyển mạch ATM, trạng thái tắt nghẽn vẫn là vấn đề nếu thiết bị nối với cổng đầu ra không thể xử lý lưu lượng dữ liệu đến. Trong ATM có thể dùng điều khiển luồng dưới dạng dịch vụ ABR (available bit rate), nhưng chúng chỉ hoạt động nếu ATM đang chạy theo mọi hướng đến máy để bàn của bên gởi. Trong trường hợp sử dụng mô phỏng LAN, máy để bàn có thể không biết bộ chuyển mạch ATN đang dùng và không thể dùng các điều khiển luồng được. Các nhà cung cấp và các công ty liên kết (consortium) đang tìm cách giải quyết các vấn đề nầy. Bạn tham khảo các mục dưới đây để biết thêm chi tiết về chuyển mạch. Từ mục liên quan ATM (Asynchronous Transfer Mode); Backbone Networks; Bridges And Bridging; Cell Relay; Ethernet; Gigabit Ehternet; Internetworking; IP over ATM;Ip Switching; Isa (Integrated Services Architecture); Lan (Lan Emulation); Network Design And Contruction;QoS (Quality Of Service); Routing Protocol and Algorithms; TIA /EIA Stuctured Cabling Standards; và VLAN (Vertual LAN) Thông tin trên Internet 3Com’s technology Doccument Center http://www.3com.com/technology Bay Networks’ Online Library http://support.baynetworks.com/Library DEC’s network information http://www.networks.digital.com Xylan Corp.’white papers on switching http://www.xylan.com /whitepaper Xylan Corp.’ The Switching Book http://www.xylan.com /sb Cisco Systems’ LAN Switches page http://www.cisco.com/warp/public /729 ATM links at Texas A&M http://www.cs.tamu.edu/research/realtime/atm.html The ATM Forum http://www.atmforum.com Gigabit Ethernet Alliance http://www.gigabit -ethernet.org

Thông tin tài khoản

Cùng học ngoại ngữ

Thư viện tài liệu