0 MỤC LỤCTrang MỤC LỤC ............ .......................... ............. ......................... ............. ............. .......0 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT.........................................3DANH MỤC HÌNH VẼ ............. ...........................................................................7 DANH MỤC BẢNG ..............................................................................................9 …… MỞ ĐẦU ..................................................................................................... .........10 NỘI DUNG ........... ............. ............. ............. ................................................... .....12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGN........... ...................................................... 12 1.1KHÁI NI ỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN.............................................................121.1.1 Khái ni ệm .......................................................................................... .............12 1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN ...............................................................................131.2C ẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI............................................................141.2.1Lớp truyền dẫn và truy nhập ...........................................................................161.2.2Lớp truyền thông ............................................................................................ 17 1.2.3 Lớp điều khiển ................................................................................................ 18 1.2.4Lớp ứng dụng/dịch vụ .....................................................................................19 1.2.5Mặt phẳng quản lý .......................................................................................... 19 1.3 C ẤU TRÚC VẬT LÝ.................... .......................... ........................... ................... ..20 1.4 CÁC CÔNG NGH Ệ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI......................211.4.1 IP ............................................................................................ ...........................21 1.4.2 ATM ............................................................................................ .......................22
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
K ết luận chương 1 .......................................................................................................25
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E VÀ CÁC DỊCH VỤ TR ÊNMẠNG MAN-E ...................................................................................................26
2.1 T ỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MAN -E ..................................................26
2.1.1 Tổng quan mạng quang Ethernet .....................................................................26
2.1.2 Các tính năng của MAN-E ..............................................................................27
2.2.3 Các loại dịch vụ trong MAN-E .......................................................................38 2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet ......................................................................44
2.3 CÁC YÊU C ẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN -E ........................................52
2.3.1 Độ khả dụng ...................................................................................................52
2.3.2 Độ trễ khung ...................................................................................................53
2.3.3 Độ trôi khung..................................................................................................54
2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung ........................................................................................55
K ết luận chương 2 .......................................................................................................56
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT ............57
3.1 KI ẾN TRÚC MẠNG ..............................................................................................57
3.2 M ẠNG MAN -E DỰA TRÊN CÔNG NGH Ệ MPLS ................................................58
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay v ì tích hợp
thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch k ênh hiện nay: lớp ứng dụng, lớp điều
khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền dẫn. Các giao diện mở có sự tách biệt
giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng, dễdàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp
trong mô hình mạng NGN.
Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới
Nếu xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ th ì mô hình cấu trúc của
NGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ bao gồm 5 lớp chức năng: lớp truyền dẫn và truy nhập
(service access layer), lớp truyền thông (service transport/core layer), lớp điều khiển (control
layer), lớp ứng dụng /dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý ( MAN-Eage MAN-Et
layer ).
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
- Các giao thức, giao diện báo hiệu và điều khiển kết nối rất đa dạng, còn chưa
được chuẩn hoá và đang tiếp tục phát triển.
1.2.4 Lớp ứng dụng/dịch vụ
Thành phần: Bao gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node).
Thực chất đây là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông
qua lớp truyền tải.
Chức năng: Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN
(Intelligent network), dịch vụ Internet…cho khách hàng. Lớp này thực hiện cung
cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và các mức chất lượng khác nhau. Một số
loại dịch vụ sẽ do phía thuê bao tự thực hiện điều khiển logic dịch vụ và truy nhậptrực tiếp vào lớp ứng dụng và dịch vụ, một số khác sẽ được điều khiển từ lớp điều
khiển như dịch vụ thoại truyền thống. Lớp ứng dụng và dịch vụ liên k ết với lớp
điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ đó các nhà cung cấp dịch vụ có
thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng tr ên các dịch vụ mạng.
1.2.5 Mặt phẳng quản lý
Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp tr ên.Mặt phẳng quản lý tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm vụ giám
sát các hoạt động của mạng Mặt phẳng quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi
trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.
Các chức năng quản lý được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý
kinh doanh.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Chức năng voicemail cơ bản.
Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e -mail hoặc các bản tin
ghi âm trước (pre-recorded message).
Khả năng nhận diện tiếng nói (nếu có).
Khả năng hội nghị truyền h ình (video conference).
Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)
Application Server/Feature Server
Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh
nghiệp. Chính v ì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. V ì hầu hết các
Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng
buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.
1.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI
1.4.1 IP
IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, nó đóng gói và chuyển gói tới đích một cách hiệu
quả sử dụng địa chỉ trong phần header của gói. IP cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu hướng
không k ết nối, nó chỉ nỗ lực tối đa để chuyển gói tin tới đích chứ không đảm bảo chấtlượng dịch vụ. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến v à các
chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói IP chứa địa chỉ của b ên nhận, địa chỉ là số
duy nhất trong toàn mạng và MAN-E đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới
đích.
Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy cơ cấu
định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc
chuyển tin và nó có khả năng hoạt động trong môi trườ ng mạng gồm nhiều nút. Kết quảtính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bản chuyển tin (forwarding table) chứa
thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới đích.
Dựa tr ên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin để chuyển mạch các gói IP hướng
tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này, mỗi
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. V ì vậy, phương thức này yêu cầu
k ết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau. Sự
không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới chuyển gói tin sai hướng dẫn đến mất gói tin.
Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, nếu các gói tinchuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút th ì chúng sẽ được truyền qua cùng
một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực hiện một số chức năng
khác như định tuyến theo đích, theo dịch vụ.
Tuy nhiên, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũng như
khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với
sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi topo mạng thông qua việc
cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các phương thức như CIDR (ClasslessInterdomain Routing), kích thước của bảng chuyển tin được duy tr ì ở mức chấp nhận
được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút thực hiện, mạng có thể mở rộng mà
không cần bất k ì sự thay đổi nào.
Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng
cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến
theo từng chặng. Ngoài ra IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.
1.4.2 ATM
ATM là một phương thức chuyển mạch gói nhanh, nó cho phép các hệ thống d ùng
k ĩ thuật này hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với các hệ thống chyển mạch gói thông
thường nhờ sự hạn chế các chức năng trong mạng của nó.
ATM có khả năng vận chuyển bất k ì một loại dịch vụ nào, bất chấp những đặc điểm
của chúng như là tốc độ bit, những yêu cầu về chất lượng hoặc đặc tính đột biến tự nhiên
của nó. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video… và tách
chúng thành các khối nhỏ có kích thước cố định gọi là cell. Các cell này sẽ được truyền
trên các kênh ảo.
ATM khác với IP ở một số điểm:
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Toshiba ra đời năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP
thay cho báo hiệu ATM.
MPLS tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt:
Chức năng chuyển gói tin: có nhiệm vụ gửi gói tin giữa các router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tương tự như trong ATM. Trong MPLS, nhãn là một số có
độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn thực
chất là việc t ìm nhãn cho một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định
tuyến của gói và nhãn mới của gói đó. Các router thực hiện kỹ thuật này gọi là
LSR (Label Switch Router).
Chức năng điều khiển: gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ
phân phối thông tin giữa các LSR, giao thức phân phối nhãn thiết lập nhãn
trong các bảng định tuyến.
MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như OSPF
(Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol)
Một số ưu diểm của MPLS:
MPLS đảm bảo chất lượng dịch vụ do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng
và cho phép thiết lập tuyến cố định. Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế chuyển
tuyến (fast reruoting). Do MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối , khả
năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền cao hơn. Trong khi đó các dịch vụ mà
MPLS hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao. Do vậy, khả năng phục hồi của
MPLS đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng không phụ thuộc vào cơ
cấu khôi phục lỗi của lớp vật lý bên dưới.
Công nghệ MPLS giúp cho việc quản lý mạng được dễ dàng hơn. Do MPLS
quản lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin thuộc một FEC cóthể được xác định bởi một giá trị của nhãn. Do vậy trong miền MPLS các thiết
bị đo lưu lượng mạng có thể dựa tr ên nhãn để phân loại các gói tin. Lưu lượng
đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) được giám sát 1 cách dễ dàng dùng
RTFM( realtime flow measurement). Bằng cách giám sát lưu lượng tại các
LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có thể
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
được xác định nhanh chóng. Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương thức
này không đưa ra được toàn bộ thông tin về chất lượng dịch vụ(ví dụ trễ từ
điểm đầu tới điểm cuối của miền MPLS). Việc đo trễ có thể được thực hiện bởi
giao thức lớp 2. Để giám sát tốc độ của mỗi luồng và đảm bảo các luồng lưulượng tuân thủ tính chất lưu lượng đã được định trước, hệ thống giám sát có thể
dùng 1 thiết bị nắn lưu lượng. Thiết bị này sẽ cho phép giám sát và đảm bảo
tuân thủ tính chất lưu lượng mà không cần thay đổi các tính chất hiện có.
Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch có nhiều triển vọng. MPLS có khả
năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. Đồng thời cải thiện lưu
lượng của mạng một cách đáng kể. [1]
K ết luận chươn g 1
Mạng thế hệ sau NGN đang được nghiên cứu, chuẩn hoá bởi các tổ chức viễn
thông lớn trên thế giới nhằm đáp ứng nhu cầu càng tăng về tính mở, sự tương thích và
linh hoạt để cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện với các tính năng ngày càng mở rộng.
Tại Việt Nam, mạng viễn thông đang ngày càng phát triển để đáp ứng các nhu cầu mới
trong nền k inh tế hội nhập thế giới và việc chuyển hoàn toàn sang công nghệ mạng NGN
là việc làm bức thiết nhằm đáp ứng các nhu cầu này. Quá trình xây dựng và phát triển
mạng NGN phải được tiến hành từng bước, có tính đến sự tương thích và phối hợp với
nền tảng mạng hiện tại. Thông qua kết trúc mạng NGN đã phân tích trên ta thấy mạng
MAN-E thuộc vào lớp truyền thông. Mạng MAN-E tại các Tỉnh/thành phố có chức năng:
- Thu gom lưu lượng ở các Tỉnh/TP trước khi kế nối lên Mạng Core IP/MPLS
- Sử dụng cáp quang và các k ết nối GE để tăng băng thông.
- Cung cấp kết nối băng thông lớn tới các thiết bị IPDSLAM/MSAN.
- Cung cấp kết nối GE tới các khách hàng lớn.
- Hỗ trợ công nghệ mới để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ Tripleplay NGN.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
ngược lại. Bằng cách này không chỉ loại bỏ được sự phức tạp mà còn làm cho quá trình
cung cấp đơn giản đi rất nhiều. Mô h ình Metro hình thành từ qúa tr ình cung cấp các ống
băng thông (tunel giữa các node và khách hàng đầu cuối để cung cấp các mạng LAN ảo
(VLAN) và các mạng riêng ảo (VPN) dựa tr ên mức thoả thuận dịch vụ SLA).Trong trường hợp này, các vấn đề đã được đơn giản hoá đi rất nhiều cho cả khách
hàng lẫn nhà khai thác. Khách hàng không cần phải chia cắt lưu lượng và định tuyến
chúng đến các đường phù hợp để đến đúng các node đích nữa. Thay v ì tạo ra rất nhiều
chùm đường truyền giữa các node, ở đây chỉ cần tạo ra băng thông dựa theo SLA mà bao
hàm được nhu cầu của khách hàng tại mỗi node.
Nói cách khác, cung cấp các kết nối không còn là vấn đề thiết yếu đối với nhà
cung cấp mạng nữa do đó họ có điều kiện để tập trung vào việc tạo ra các dịch vụ giá trịgia tăng. Bằng việc mở rộng mạng LAN vào mạng MAN-E sử dụng kết nối có băng
thông lớn hơn, sẽ không còn sự khác biệt giữa các server của mạng với các router được
đặt tại thiết bị của khách hàng và tại các điểm POP của nhà cung cấp mạng nữa
MAN-E có chức năng thu gom lưu lượng và đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng
cho các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN). Có khả năng cung cấp các kết nối
Ethernet (FE/GE) tới khách hàng để truyền tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối
lên mạng đường trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, quốc tế. Trong
mạng MAN-E người ta sử dụng các thiết bị CES (Carrier Ethernet Switch) tại các nơi có
lưu lượng cao tạo thành mạng chuyển tải Ethernet/IP. Kết nối giữa các thiết bị CES dạng
hình sao, ring hoặc đấu nối tiếp, sử dụng các loại cổng kết nối: n x 1Gbps hoặc n x
10Gbps.
2.1.3 Cấu trúc mạng MAN-E
Kiến trúc mạng Metro dựa tr ên công nghệ Ethernet điển h ình có thể mô tả nhưhình 2.1. Phần mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu vực (cơ quan, toà nhà,
...) trong khu vực của mạng Metro. Mô h ình điển h ình thường được xây dựng xung quanh
các vòng Ring quang với mỗi vòng Ring truy nhập Metro gồm từ 5 đến 10 node. Những
vòng Ring này MAN-E lưu lượng từ các khách hàng khác nhau đến các điểm POP mà các
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
điểm này được kết nối với nhau bằng mạng lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển h ình sẽ
bao phủ được nhiều thành phố hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh nghiệp.[1]
Hình 2.1: Cấu trúc mạng MAN-E điển h ình
Một khía cạnh quan trọng của những mạng lõi Metro này là các trung tâm dữ liệu,thường được đặt node quan trọng của mạng lõi Metro có thể truy nhập dễ dàng. Những
trung tâm dữ liệu này phục vụ chủ yếu cho nội dung các host gần người sử dụng. Đây
cũng chính là nơi mà các dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ khác (Outsourced services)
được cung cấp cho các khách hàng của mạng MAN-E. Quá trình truy nhập đến đường
trục Internet được cung cấp tại một hoặc một số điểm POP cấu thành nên mạng lõi Metro.
Việc sắp xếp này có nhiều ưu điểm phụ liên quan đến quá tr ình thương mại điện tử. Hiện
tại cơ sở hạ tầng cho mục đích phối hợp thương mại điện tử cũng gần giống như lõi của
mạng Internet, có nhiều phiên giao dịch hơn được xử lý và sau đó giảm dần, đây là hai ưu
điểm nổi trội khi tổ chức một giao dịch thành công dựa tr ên sự thực hiện của Internet.
2.1.4 Mô hình phân lớp mạng MAN-E
Mô hình phân lớp mạng MAN-E được định nghĩa theo MEF 4 được chia làm 3 lớp
bao gồm:
Lớp truyền tải dịch vụ (TRAN layer): bao gồm một hoặc nhiều dịch vụ truyềntải.
Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer): hỗ trợ các dịch vụ thông tin dữ liệu Ethernet
lớp 2 (trong mo h ình OSI).
Lớp dịch vụ ứng dụng: hỗ trợ các ứng dụng được truyền tải dựa tr ên dịch vụ
Ethernet lớp 2.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Tính dễ sử dụng
Dịch vụ Ethernet dựa trên một giao diện Ethernet (Ethernet interface) chuẩn, phổ
biến dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ (LAN). Hầu như tất cả các thiết bị và
máy chủ trong LAN đều k ết nối dùng Ethernet, vì vậy việc sử dụng Ethernet để k ết nốivớ i nhau sẽ đơn giản hóa quá trình hoạt động và các chức năng quản trị, quản lí và cung
cấp (OAM &P).
Hiệu quả về chi phí
Dịch vụ Ethernet làm giảm chi phí đầu tư (CAPEX-capital expense) và chi phí vận
hành (OPEX-operation expense):
– Một là, do sự phổ biến của Ethernet trong hầu hết tất cả các sản phẩm mạngnên giao diện Ethernet có chi phí không đắt.
– Hai là, ít tốn kém hơn những dịch vụ cạnh tranh khác do giá thành thiết bị
thấp, chi phí quản trị và vận hành thấp hơn.
– Ba là, nhiều nhà cung cấp dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao tăng
thêm băng thông một cách khá mềm dẻo.. Điều này cho phép thuê bao thêm
băng thông khi cần thiết và họ chỉ trả cho những gì họ cần.
Tính linh hoạt
Dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao thiết lập mạng của họ theo những cách
hoặc là phức tạp hơn hoặc là không thể thực hiện vớ i các dịch vụ truyền thống khác. Ví
dụ: một công ty thuê một giao tiếp Ethernet đơn có thể k ết nối nhiều mạng ở vị trí khác
nhau để thành lập một Intranet VPN của họ, k ết nối những đối tác kinh doanh thành
Extranet VPN hoặc k ết nối Internet tốc độ cao đến ISP. Vớ i dịch vụ Ethenet, các thuê bao
cũng có thể thêm vào hoặc thay đổi băng thông trong vài phút thay vì trong vài ngày ngày
hoặc thậm chí vài tuần khi sử dụng những dịch vụ mạng truy nhập khác (Frame relay,
ATM,…). Ngoài ra, những thay đổi này không đòi hỏi thuê bao phải mua thiết bị mớ i hay
ISP cử cán bộ k ỹ thuật đến kiểm tra, hỗ trợ tại chỗ.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
2.2.2 Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection)
Một thành phần cơ bản của mạng MAN-E là kênh k ết nối ảo Ethernet. Một EVC là
một k ênh k ết nối giữa hai hoặc nhiều giao diện UNI. Các giao diện UNI này được gọi là
các giao diện UNI thuộc k ênh EVC. Một giao diện UNI có thể có thể thuộc một hay nhiềukênh EVC tùy thuộc vào sự ghép k ênh trên dịch vụ. Mỗi khung dịch vụ đi vào mạng
MAN-E phải đến 1 EVC nào đó, giao diện UNI mà khung dịch vụ đi đến để vào MAN-E
gọi là UNI đầu vào. Khung dịch vụ đi vào khung EVC sẽ được truyền đến một giao diện
UNI khác thuộc kênh EVC đó và không thể truyền đến giao diện UNI không thuộc k ênh
EVC. Mỗi k ênh EVC luôn cho phép truyền theo hai hướng.
Có hai loại kênh ECV là EVC điểm – điểm và EVC đa điểm.[8]
Kênh EVC điểm – điểm: là kênh EVC k ết nối hai giao diện UNI với nhau.
Khung dịch vụ đi vào giao điện UNI này chỉ có thể đi ra giao diện UNI kia và
ngược lại.
Hình 2.6: EVC điểm – điểm
Kênh EVC đa điểm: là kênh EVC k ết nối từ hai giao diện UNI trở lên vớ i nhau.
Kênh EVC đa điểm có hai giao điện UNI khác với kênh điểm–điểm ở chỗ có
thể thêm vào một hoặc nhiều giao diện UNI khác. Có hai loại kênh EVC đa
điểm là kênh EVC đa điểm – đa điểm và kênh EVC dạng cây.
EVC đa điểm – đa điểm, các giao diện UNI k ết nối bình đẳng vớ i nhau. Mỗi
khung dịch vụ có thể có thể đượ c truyền trực tiếp từ UNI này đến bất k ỳ
một UNI nào khác cùng thuộc vào kênh EVC.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Vớ i kiểu dịch vụ E-Tree một giao diện UNI lá chỉ truyền dữ liệu thông quá giao
diện UNI gốc mà không truyền trực tiếp đến các giao diện UNI lá khác đượ c. Giao diện
UNI gốc có thể truyền trực tiếp đến tất cả các lá. Dịch vụ E-Tree thường đượ c ứng dụng
cho các khách hàng doanh nghiệp có nhu cầu k ết nối điểm – đa điểm giữa trung tâm vàcác chi nhánh. Các chi nhánh chỉ có k ết nối về trung tâm, không k ết nối trực tiếp giữa các
chi nhánh.
Vớ i kiểu dịch vụ E-Tree nhiều gốc, có nhiều giao diện UNI đượ c chọn là UNI gốc.
Các UNI gốc này có thể truyền dữ liệu sang nhau và sang các UNI lá.
Hình 2.14: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc
Trong nhiều trườ ng hợ p các giao diện UNI gốc đượ c cấu hình dự phòng. Khi giao
diện UNI này bị lỗi thì việc chuyển tiếp dữ liệu sẽ do UNI dự phòng đảm nhiệm.
Vớ i dịch vụ E-Tree có thể phân thành hai loại dịch vụ là Ethernet Private Tree
(EP-Tree) và Ethernet Virtual Private Tree (EVP-Tree). Dịch vụ EP-Tree dựa trên giao
diện vật lý do đó khách hàng có thể quản lý các VLAN của mình mà không cần thông
báo hay can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ. EP-Tree thườ ng ứng dụng cho các khách
hàng cần quản lý tập trung hoặc phân phối thông tin tại một hoặc nhiều điểm khác nhau.
Tại địa điểm phân phối giao diện UNI đượ c chọn sẽ là UNI gốc tại các điểm tiếp nhận
UNI sẽ là UNI lá. Dịch vụ EVP-Tree dựa trên VLA N, trườ ng hợp này thườ ng sử dụngcho các khách hàng cần đưa ra nhiều chính sách truy cập khác nhau cho ngườ i sử dụng
của mình.[7]
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet
Với mỗi loại dịch vu Ethernet có yêu cầu về tham số và các đặc tính riêng. MEF
đưa ra các thuộc tính và tham số cho các dịch vụ đó như sau:[3]
2.2.4.1 Thuộc tính ghép k ênh d ịch vụ
Ghép dịch vụ cho phép nhiều UNI thuộc về các EVC khác nhau. UNI như vậy gọi
là UNI được ghép dịch vụ (service multiplexed UNI). Khi UNI chỉ thuộc một EVC th ì
UNI này gọi là UNI không ghép dịch vụ (non - multiplexed UNI).
Hình 2.15: Ghép kênh dịch vụ
Lợi ích của ghép k ênh dịch vụ cho phép chỉ cần một cổng giao diện UNI có thể hỗtrợ nhiều kết nối EVC. Điều này làm giảm chi phí thêm cổng UNI và dễ dàng trong việc
quản trị. VLAN được cấu h ình tại cổng thiết bị khách hàng CE k ết nối với UNI được gọi
là CE-VLAN. Như vậy, tại mỗi UNI có một ánh xạ (mapping) giữa CE-VLAN và EVC.
Điều này gần giống như ánh xạ giữa DLCI và PVC trong Frame Relay. Tính trong suốt
VLAN (VLAN transparency): Một EVC có tính trong suốt VLAN khi CE-VLAN không
thay đổi khi khi qua giao diện UNI. Nghĩa là, CE-VLAN của khung đi ra (egress frame)
hướng từ MAN-E ra mạng của khách hàng luôn giống CE-VLAN của khung đi vào
(ingress frame). Tính năng này có ưu điểm làm giảm việc đánh số lại (renumbering)
VLAN của khách hàng.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
2.2.4.2 Thuộc tính giao diện vật lý Ethernet
Bao gồm các tham số sau:
Đường truyền vật lý: Các đường truyền vật lý theo chuẩn IEEE 802.3. Ví dụ:
10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-X.
Tốc độ truyền: Tốc độ Ethernet. Ví dụ: 10Mbps, 100bps, 1Gbps, 10Dbps.
Chế độ truyền: Full Duplex/ Halp Dulplex, AutoNegotiotion.
Lớp MAC: Các tiêu chuẩn về lớp MAC theo tiêu chuẩn 802.3 – 2000.
2.2.4.3 Các thuộc tính về lưu lượng
MEF định nghĩa tập hợp các thuộc tính về băng thông (Bandwidth Profile) cho
UNI và cho EVC. Một Bandwidth Profile là một giới hạn về tốc độ khi frame truyền quaUNI hay EVC. Đối với cac kết nối điểm – điểm việc tính toán băng thông trên đường
truyền có thể đơn giản, nhưng với các kết nối đa điểm – đa điểm, đặc biệt là có ghép kênh
ECV trên cùng một giao diện vật lý, việc tính toán băng thông rất phức tạp. Với trường
hợp đó cần k ết hợp tính toán với đo đạc thực tiễn.
Đặc tính băng thông bao gồm các loại sau:
Băng thông vào và ra tại mỗi UNI (Tốc độ cổng vật lý)
Băng thông vào và ra tại mỗi EVC (Tốc độ áp theo VLAN)
Băng thông vào và ra cho mỗi lớp dịch vụ ( Tùy vào loại dữ liệu Voice, Video,
Data,... sẽ có băng thông theo mức độ ưu tiên khác nhau)
Băng thông vào UNI từ EVC
Băng thông ra EVC từ UNI
Đặc tính băng thông gồm các tham số về lưu lượng sau:
CIR (Committed Infomation Rate – Tốc độ truyền thông cam kết): là tốc độ tốithiểu truyền tải dịch vụ ở điều kiện b ình thường. Một dịch vụ có thể hỗ trợ một
CIR cho một VLAN tr ên một UNI. Tuy nhiên khi ghép dịch vụ th ì tổng CIR không
thể vượt quá tốc độ của cổng vật lý. Bên cạnh CIR MEF còn định nghĩa thêm tham
số CBS (Commited Burst Size) là kích thước lưu lượng tối đa cho phép đối với
mỗi thuê bao, thường tính bằng K B hoặc MB. Ví dụ: thuê bao được cấp CIR là
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Tỷ lệ mất khung (Loss): tỷ lệ mất khung được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm số
khung dịch vụ tuân thủ tốc độ thông tin thỏa thuận song không được truyền đi
giữa các UNI trong một khoảng thời gian cho trước. Ví dụ: một k ênh EVC
điểm – điểm có 100 khung được truyền đi nhưng bên nhận chỉ nhận được 90khung thì tỷ lệ mất khung là 10%. Tùy vào từng ứng dụng mà tỉ lệ mất khung
có ảnh hưởng lớn hay không. Ví dụ: các dịch vụ ứng dụng web hai email
thường ít bị ảnh hưởng bởi tỉ lệ mất khung so với các ứng dụng VoIP.
2.2.4.5 Thuộc tính lớp dịch vụ (Class of Service Indentifier Service Attribute)
Các thuộc tính lớp dịch vụ (CoS) có thể được định nghĩa cho các khách hàng dựa
trên các thuộc tính như sau: Cổng vật lý: Đây là hình thức đơn giản nhất để áp dụng QoS cho khách hàng. Dựa
vào cổng vật lý tại giao diện UNI, tất cả các lưu lượng vào và ra cổng này đều có
chung một CoS.
Địa chỉ MAC nguồn/đích: Việc phân loại này sử dụng để cung cấp các loại dịch vụ
khác nhau dựa và cả địa chỉ MAC nguồn và đích. Mô h ình này tuy đơn giản nhưng
khó quản lý theo từng dịch vụ. Trong trường hợp thiết bị phía khách hàng (CPE)
là Switch lớp 2 và dịch vụ cung cấp là dịch vụ LAN kết nối đến LAN th ì có rấtnhiều hàng trăm thậm chí hàng nghìn địa chỉ MAC cần được giám sát và quản lý.
Trường hợ p thiết bị phía khách hàng là Router thì chỉ cần giám sát địa chỉ MAC
của router kết nối, với trường hợp này khả năng quản lý sẽ đơn giản và dễ dàng
hơn.
VLAN ID: VLAN ID sẽ được gán cho CoS trong trường hợp khách hàng sử dụng
các dịch vụ khác nhau với các VLAN khác nhau.
Giá trị trường 801.1p: cho phép gán đến 8 cấp độ ưu tiên khác nhau cho các lưu
lượng của khách hàng. Thực tế các nhà cung cấp dịch vụ không thích dùng trên 3
cấp độ v ì khó quản lý.
Type of Service (ToS): trường loại dịch vụ bao gồm 3 bit nằm trong gói tin IP cho
phép chia làm 8 lớp dịch vụ khác nhau. Trường ToS này cũng tương tự như trường
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
VLAN tag Translation/Swapping
Thông thườ ng VLAN tag tại đầu vào và đầu ra của một k ết nối là giống nhau.
Trong trườ ng hợ p có hai khách hàng muốn k ết nối các mạng LAN của họ với nhau nhưng
giá trị C-VLAN của mỗi bên lại không tương ứng vớ i nhau, nhà cung cấp dịch vụ chophép loại bỏ C-VLAN ở một phía của EVC và chuyển dịch thành giá trị C-VLAN ở phía
kia của EVC. Nếu không có dịch vụ này thì chỉ có một cách duy nhất để làm là thực hiện
IP routing.
Một ví dụ khác là nhiều khách hàng cùng yêu cầu cung cấp k ết nối Internet đến
ISP qua mạng Metro. Trong trườ ng hợ p này, trong cùng frame của khách hàng không có
C-VLAN nhà cung cấp dịch vụ gán cho khách hàng vào EVC tương ứng vớ i S-VLAN.
VLAN tag chỉ có S-VLAN sẽ đượ c gỡ bỏ trước khi đến router của ISP. Ví dụ các khách
hàng gửi gói tin không gán VLAN tag đến giao diện UNI. Khách hàng 1 đượ c gán S-
VLAN 10, khách hàng 2 đượ c gán S-VLAN 20, khách hàng 3 có S-VLAN 30 để phân
biệt lưu lượ ng của từng khách hàng. Khi đến router phí nhà cung dịch vụ nó sẽ đượ c loại
bỏ và cùng k ết nối vào Internet.
Hình 2.17: VLAN tag Translation/Swapping
2.2.4.8 Thuộc tính về gộp nhóm (Bundling Attribute)
Trong cấu trúc frame của 802.1Q th ì có một trường 12 bit là VLAN tag. Nhu vậy
có tối đa là 4096 VLAN cho một miền lớp 2 (layer 2 domain). Với tính năng gộp nhóm,
có nhiều hơn một CE-VLAN được ánh xạ vào một EVC tại UNI. Khi tất cả VLAN đều
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
giao diện chuẩn và là điểm ranh giới giữa thiết bị của người dùng và mạng MEN của nhà
cung cấp dịch vụ .
Thờ i gian trung bình để phục hồi EVC: Là thời gian trôi qua tính từ lúc mà EVC
không hoạt động – có thể do sự cố xảy ra, tới lúc nó được phục hồi và trở lại hoạt độngbình thường.
2.3.2 Độ trễ khung
Là thời gian kể từ thời điểm bit đầu tiên của khung dịch vụ đi vào UNI đầu vào,
cho tới lúc bit cuối cùng của khung được nhận xong tại UNI đầu ra [4]. Đây là một tham
số quyết định và có tác động quan trọng đối với chất lượng dịch vụ đặc biệt đối với các
ứng dụng thời gian thực như thoại, video. Thời gian trễ khung được phân thành ba phầnA, B, C như được mô tả tr ên hình 2.18
Độ trễ A và B phụ thuộc vào tốc độ luồng dữ liệu tại UNI, và kích cỡ khung dịch
vụ Ethernet. Ví dụ, nếu như tốc độ dữ liệu qui định tại UNI bằng 10 Mbit/s và kích cỡ
khung là 1518 bytes thì cả A và B đều bằng 1.214 ms tại cả hai đầu thiết bị khách hàng
CE.
C là lượng trễ truyền tải dữ liệu qua mạng Metro Ethernet. Nó được nhà cung cấp
mạng mô tả theo kiểu thống kê đều đặn sau từng khoảng thời gian. Xem xét cho trườnghợp truyền khung giữa hai UNI với tốc độ 10Mbit/s, trong khoảng thời gian 5 phút có
1000 khung được truyền và độ trễ lớn nhất trường hợp này là 15ms, hay nói cách khác C
= 15ms.
Độ trễ khung bằng tổng của A, B và C. Theo giả thuyết ở tr ên, với tốc độ tại hai
UNI là 10Mbit/s, thì A = B = 1.214ms. Như vậy độ trễ khung tổng cộng là 17. 43ms.[2,7]
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Hình 2.18: Sự phân chia độ trễ trong mạng
2.3.3 Độ trôi khung
Độ trôi khung, hay còn được hiểu là độ biến động trễ, cũng là một tham số quyết
định cho các ứng dụng thời gian thực như điện thoại, video IP. Các ứng dụng thời gian
thực này yêu cầu độ trễ thấp và được giới hạn để đảm bảo chất lượng. Nói thế không phải
là phủ nhận vai tr ò của tham số này đối với các ứng dụng dữ liệu không yêu cầu thời gian
thực, với các ứng dụng này nó cũng có những ảnh hưởng nhất định .
Độ trôi được định nghĩa là sự hay đổi độ trễ của một tập các khung dịch vụ. Độ trôi
khung có thể được áp dụng cho tất cả các khung dịch vụ được truyền thành công trong
khoảng thời gian T tương ứng với môt lớp dịch vụ xác định của EVC điểm – điểm. Độ trôi khung có thể được tính toán trong khi đo độ trễ khung. Trong quá tr ình tính
toán độ trễ khung, ta phải sử dụng các mẫu trễ khung và giá trị độ trôi khung được xác
định bằng phép trừ giữa khung có độ trễ lớn nhất tr ong số các khung lấy mẫu (hay nói
cách khác là giá trị độ trễ khung) và khung có độ trễ nhỏ nhất. Mô tả ngắn gọn việc tính
toán độ trôi khung bằng công thức dưới đây:
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Độ trôi khung = Độ trễ khung –
Ta lấy ngay ví dụ đã tính toán ở tr ên cho hai giao diện 10Mbps, với giả sử trong số
các khung lấy mẫu, giá trị độ trễ nhỏ nhất tính toán được là 13ms. Như vậy độ trôi khunglà: 17.43-13 = 4.43 ms.
2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung
Tỷ lệ tổn thất khung được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm số khung dịch vụ tuân thủ
tốc độ thông tin thỏa thuận song không được truyền đi giữa các UNI trong một khoảng
thời gian cho trước. Hiện nay MEF mới chỉ đưa ra định nghĩa về tỷ lệ tổn thất khung cho
các k ết nối EVC điểm - điểm. Tỷ lệ tổn thất khung cho EVC điểm - điểm được xác địnhtheo công thức sau:
Trong đó: L là tỷ lệ tổn thất khung, a là số khung được chuyển đến đích thành công
và b là tổng số khung được gửi từ nguồn.
Ví dụ: có 1000 khung dịch vụ được truyền từ UNI nguồn tới UNI đích trong
khoảng thời gian 5 phút. Trong đó, có 990 số khung gửi đi là được truyền tới đích th ành
công, như vậy tỷ lệ tổn thất khung trong trường hợp này sẽ là: [1-990/1000]x100 = 1%.
Tỷ lệ tổn thất khung có các tác động khác nhau tới chất lượng dịch vụ, phụ thuộc
vào kiểu dịch vụ, vào các giao thức lớp cao hơn mà dịch vụ sử dụng. Tỷ lệ tổn thất 1% là
chấp nhận được với dịch vụ thoại qua IP (VoIP), song nếu mất 3% th ì không thể chấp
nhận được. Các ứng dụng truyền theo luồng có thể cho phép nhiều mức tổn thất khác
nhau, và được bù lại bằng cách điều chỉnh tốc độ truyền dẫn khi phát hiện mất gói. Cácứng dụng dựa tr ên giao thức TCP như tr ình duyệt Web HTTP cho phép nhiều mức tổn
thất v ì nó truyền lại gói bị mất khi phát hiện ra có mất gói. Tuy nhiên, nếu như tỷ lệ mất
gói lớn th ì ảnh hưởng xấu đến chất lượng dịch vụ của khách hàng .
L = [1-a/b] x 100
Độ trễ nhỏ nhất trong số các
độ trễ của các khung lấy mẫu
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
K ết luận chương 2
Trong chương 2 đã trình bày các khái niệm về mạng MAN-E cũng như tr ình bày
chi tiết về các tham số hiệu năng mạng MAN-E. Các tham số về t ì lệ mất khung, độ trễ
khung dựa theo định nghĩa của diễn đàn MEF (Metro Ethernet Forum), Với các tham sốtrên, việc đánh giá và nhận biết chất lượng dịch vụ dễ dàng và thuận lợi hơn cho khách
hàng cũng như cho các nhà cung cấp dịch vụ. Trên cơ sở đó, nh à cung cấp sẽ đưa ra các
lớp dịch vụ với mức chất lượng khác nhau thỏa mãn những yêu cầu phức tạp của người
dùng.
Tại Việt Nam VNPT là một nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông lớn và đang trển khai
mạng MAN-E với quy mô lớn nhất Việt Nam. Trong chương 3 xin được tr ình bày về mô
hình triển khai mạng MAN-E tại VNPT – Thái Nguyên từ đó hình dung ra toàn thể mạng
MAN-E của VNPT.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E
3.2 MẠNG MAN-E DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ MPLS
Không như cách thức định tuyến truyền thống, MPLS sử dụng các nhãn để dichuyển lưu lượng qua các miền (domain) MPLS. Khi các gói đi vào domain MPLS, các
nhãn được gán vào các gói tín, và mỗi nhãn (không phải header IP) xác định chặng tiếp
theo. Các nhãn sẽ được loại bỏ tại lối ra của mỗi domain MPLS. Khi một gói tin có gán
nhãn đến một bộ phận định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label Switching Router), nhãn
đến sẽ xác định đường dẫn của gói tin này trong mạng MPLS. Việc hướng tiếp đi theo
nhãn MPLS sẽ thay thế nhãn này bằng một nhãn ra thích hợp và gửi gói tin đến chặng tiếp
theo.
Các nhãn được gán vào các gói tin dựa tr ên việc phân nhóm hoặc theo các lớp
tương đương chuyển hướng đi FEC (Forwarding Equivalence Classes). Các gói tin thuộc
về cùng một lớp FEC sẽ được xử lý như nhau. Hệ thống hướng đi và tra cứu MPLS cho
phép phương thức định tuyến điều khiển xác định (Explicit Control Routing), dựa trên cơ
sở địa chỉ nguồn và đích, cho phép triển khai các dịch vụ IP mới tr ên mạng. Chuyển mạch
nhãn đã từng được sử dụng cho kỹ thuật chuyển đi. ATM sử dụng cùng một k ỹ thuật để
hướng gói tin đi thông qua trường nhân dạng k ênh ảo/ đường dẫn ảo VPI/ VCI mà không
cần quan tâm đến tải (payload) IP.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
liệu để thuận tiên cho các quá trình khai thác mạng tin cậy và hiệu quả, trong khi tối ưu
đồng thời việc sử dụng có hiện quả tài nguyên và hiệu suất thực hiện lưu lượng. Mục đích
của TE đó là tính toán đường dẫn từ nút này đến nút kia sao cho đường dẫn đó không vi
phạm các r àng buộc như các yêu cầu về quản trị/ băng thông và là tối ưu theo một sốthước đo vô hướng. Một khi đường dẫn đã được tính, TE có trách nhiệm cho việc thiết lập
và duy trì trạng thái hướng đi kèm theo đường dẫn đó.
Các thành phần thiết kế lưu lượng
Bộ định tuyến có khả năng hỗ trợ MPLS được gọi là bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn LSR. Bộ định tuyến LSR đứng trước bộ định tuyến LSR cuối cùng trong một mạng
MPLS được gọi là chặng áp chót. Mỗi đường dẫn MPLS đầu cuối – đầu cuối được gọi là
đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP (Label Switching Path). Mỗi đường dẫn LSP bắt đầutại bộ định tuyến LSR và k ết thúc tại bộ định tuyến cuối.
Các giao thức định tuyến gateway bên trong IGP (Interior Gateway Protocol)
không đủ khả năng cho việc thiết kế lưu lượng. Quyết định định tuyến hầu hết l à dựa tr ên
các thuật toán đường dẫn ngắn nhất mà nói chung sử dụng các thước đo thêm vào nhưng
không tính đễn mức độ còn dư băng thông hoặc đặc tính lưu lượng. Cách dễ nhất để cung
cấp các tính năng này đó là sử dụng mô h ình xếp chồng (overlay) cho phép các topology
ảo tr ên mạng vật lý. Mỗi topology ảo được xây dựng từ các đường kết nối ảo hiện ra như
là các đường kết nối vật lý theo giao thức định tuyến. Hơn nữa, mô h ình xếp chồng còn
có khả năng cung cấp:
Định tuyến trên cơ sở r àng buộc.
Chức năng lập chính sách lưu lượng và tái lưu lượng.
Khả năng tồn tại của các đường kết nối vật lý…
Các khả năng này cho phép di chuyển dễ dàng lưu lượng từ đường kết nối bị nghẽn
sang đường kết nối ít nghẽn hơn. MPLS là một mô h ình xếp chồng sử dụng bởi TE, nó
cung cấp:
Các đường dẫn chuyển mạch nhãn xác định không bị r àng buộc như các giao
thức định tuyến IGP truyền thống.
Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP có thể được duy tr ì có hiệu quả.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Bộ định tuyến phía đầu sẽ bắt đầu quá tr ình báo hiệu khởi tạo đường dẫn ngắn nhất
có ràng buộc – tức là một LSP. Thiết lập đường dẫn dựa tr ên các bản tin RSVP – TE. Một
giao thức khác đó là CR – LDP cũng được sử dụng cho việc báo hiệu khởi tạo đường.
Tuy nhiên LDP hoạt động theo kiểu connectionless, do vậy trong nhiều trường hợp đểđảm bảo chất lượng dịch vụ, giao thức RSVP được sử dụng thay thế
3.2.2 Hồi phục đường hầm
Độ tin cậy của mạng là phần bắt buộc đối với mạng tốc độ cao, đảm bảo chất
lượng dịch vụ. Sự gián đoạn có thể xảy ra v ì những lý do như tắc nghẽn trên đường LSP
nào đó, đường kết nối hỏng, nút mạng hỏng hoặc thay đổi quản trị tr ên một LSP nào đó.
Một trong những tính năng phổ biến nhất của MPLS – TE là khả năng cung cấp lưulượng không bị gián đoạn qua một LSP. Bảo vệ đường dẫn (path protection) có thể đạt
được tại nhiều lớp khác nhau trong ngăn xếp giao thức:
Lớp vật lý (như SONET với chiến lược APS – Automatic Protection Switch).
IP (như giao thức định tuyến IGP, BGP thay đổi chặng kế tiếp nếu như có thay
đổi về topology).
MPLS (thực hiện bởi bộ định tuyến phía đầu phụ thuộc vào sự thay đổi
topology).
Trong ngữ cảnh đang xét là MPLS – TE, có một số lựa chọn cho việc hồi phục
đường dẫn.
Định tuyến lại từ bộ định tuyến phía đầu (head – end reroute).
Định tuyến nhanh lại trên cơ sở bảo vệ tuyến kết nối – Fast reroute (link
protection).
Định tuyến nhanh lại trên cơ sở bảo vệ nút – Fast reroute (node protection).
3.2.2.1 Đinh tuyến lại từ bộ định tuyến phía đầu
Quá trình này được tính đến khi có một trong hai sự kiện: thông báo từ RSVP – TE
rằng đường dẫn không còn duy trì được (tức là nghẽn) hoặc thông báo bởi IGP về sự thay
đổi topology mạng. Phụ thuộc vào từng sự kiện, bộ định tuyến phía đầu sẽ xây dựng lại
cơ sở dữ liệu TE mới sau khi cắt bỏ các tuyến kết nối hoặc các v ùng hỏng, nghẽn, báo
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
hiệu lại một đường dẫn mới với kiểu “shared – explicit”. Kiểu này cho phép đường dẫn
mới được lập nên trên cơ sở có thể sử dụng một số tuyến kết nối cũ.
Do quá trình thực hiện định tuyến lại liên quan đến nhiều quá trình xử lý khác nhau
nên thông thường thời gian cho việc định tuyến lại theo phương án này có thể lên đến vàigiây. Thời gian tiêu tốn này không thích hợp cho một số ứng dụng. Trong khi đó MPLS
FRR cung cấp cơ cấu bảo vệ nhanh hơn nhiều (dưới 50msm tuy rằng thời gian tổng cộng
có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 50ms còn tùy thuộc vào phần cứng, số lượng đường hầm và
số lượng mạng trong đó).
3.2.2.2 Bảo vệ tuyến kết nối FRR
FRR (Fast ReRoute) thiết lập thủ tục cho phép định tuyến lại xung quanh tuyến kếtnối bị hỏng. Đường dẫn LSP được đinh tuyến đến chặng tiêp theo sử dụng đường hầm dự
phòng đã được xác lập trước. Đường hầm dự phòng phải được cấu h ình sao cho LSP có
thể đến được bộ định tuyến phía dưới ở chặng tiếp theo mà không đi qua tuyến kết nối
đang hỏng. FRR cho việc bảo vệ tuyến kết nối chỉ phục vụ cho việc bảo vệ tuyến kết nối
xác định.
Hình 3.4: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bảo vệ tuyến kết nối
Như h ình 3.4 ở tr ên có thể thấy tuyến kết nối từ R2 sang R3 được dự phòng FRR.
Khi xuất hiện sự cố tr ên tuyến kết nối R2 và R3, các gói tinh đi từ R1 đến R6 sẽ được
chuyển sang đường dự phòng theo tuần tự R1, R2, R4, R3, R5, R6. Khi đó nhãn cho các
gói tin từ R2 đến R3 được gán là 2001 trong trường hợp b ình thường sẽ được bảo toàn và
được bao bởi nhãn 1200 khi chuyển đến R4. Tại R4 nhãn 40 sẽ được loại bỏ và gói tin lại
có nhãn 2001 chuyển đến R3.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
3.2.3.1 MPLS k ết hợp DiffServ
Trong kiến trúc MPLS và DiffServ, các gói tin được đánh dấu với DSCP sẽ đi vào
mạng MPLS và phương thức PHB là áp đặt bởi mọi LSR dọc theo đường dẫn gói tin. Khi
các LSR không biết chút nào về header IP, phương thức PHB đạt được bằng cách xem xétcác thông tin khác. Có hai cách tiếp cận thường được sử dụng để đánh dấu lưu lượng qua
mạng MPLS trong vấn đề xử lý QoS. Trong phương thức thứ nhất, thông tin màu
DiffServ được ánh xạ vào trường EXP của header chèn MPLS. Trường này cho phép
đánh dấu lên đến 8 loại chất lượng dịch vụ so với 64 đối với trường DSCP tron g gói tin
IP. Việc quản lý các gói tin (PHB) tại mỗi chặng trong mạng MPLS được làm dựa tr ên
trường EXP. Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP mà sử dụng cách tiếp cận này được
gọi là E-LSP, ở đó thông tin QoS được lấy ra từ các bit EXP. Một cách khác, mỗi nh ãn
liên quan với một gói tin MPLS Mang một phần của dấu DiffServ mà xác định gói tin sẽ
được xếp hàng như thế nào. Phần ưu tiên bỏ bớt của dấu DiffServ được Mang các bit EXP
(nếu header chèn MPLS được dùng) hoặc trên trường nào đó dùng cho mục đích này của
công nghệ lớp dưới (bit CLP mạng ATM hay bit DE tr ên mạng Frame Relay). Bộ định
tuyến LSR đầu vào sẽ xem xét các bit DSCP trong header IP (tương tự như các bit
CLP/DE trong mạng ATM/Frame Relay) và lựa chọn một đường dẫn LSP mà đã được
cung cấp cho mức chất lượng dịch vụ QoS đó. Tại bộ định tuyến đầu ra, nhãn là được bỏ
đi gói tin với các bit DSCP như ban đầu được gửi đến chặng IP tiếp theo. Các đường dẫn
chuyển mạch nhãn LSP sử dụng các tiếp cận này gọi là các đường dẫn L-LSP, ở đó thông
tin về chất lượng dịch vụ được suy ra một phần từ nhãn MPLS.
TE không phân biệt các loại lưu lượng. Để mang lưu lượng dữ liệu và thoại tr ên
cùng một mạng, có thể cần phải tính riêng mức độ lưu lượng thoại được truyền tr ên mạng
để dung cấp những đảm bảo khắt khe hơn về chất lượng dịch vụ.
3.2.3.2 Thiết kế lưu lượng TE nhận biết về DiffServ (DS -TE)
DS-TE không chỉ cho phép việc cấu h ình trên vùng global cho việc tính đến băng
thông mà còn cho phép cấu h ình trên vùng phụ (sub-pool) hạn chế mà có thể sử dụng cho
lưu lượng mạng có mức độ phân cấp cao hơn như thoại hoặc các ứng dụng khác. Băng
thông còn dư cả tr ên vùng global và vùng phụ hạn chế là được quảng cáo bởi IGP LSA
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
hoặc TLV, đảm bảo rằng bộ định tuyến LSR có được thông tin về băng thông còn dư khi
chấp nhận các đường dẫn LSP mới cho thoại hoặc các lưu lượng phân cấp cao. Với cách
thức này, các nhà cung cấp dịch vụ, phụ thuộc và mức độ SLA có thể lựa chọn để đặt
trước nhỉnh hơn chút các lớp phân cấp thấp hoặc thâm chí đặt trước thấp hơn lưu lượng cóđộ ưu tiên cao hơn để tương thích với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ.
DiffServ-TE tăng cường cho MPLS thực hiện định tuyến có r àng buộc (tính toán
đường dẫn) tr ên một tập xác định (hạn chế) các vùng phụ mà ở đó băng thông được dành
riêng cho lưu lượng có độ phân cấp cao. Khả năng này thỏa mãn nhiều hơn ràng buộc về
băng thông hạn chế sẽ chuyển thành khả năng đạt được chất lượng dịch vụ cao hơn (về
khía cạnh đỗ trễ, jitter hoặc mất gói tin) cho lưu lượng sử dụng vùng phụ.
DS-TE liên quan đến việc mở rộng OSPF và IS-IS để băng thông còn dư trên vùngphụ tại mỗi mức độ ưu tiên là được quảng cáo k èm thêm với băng thông vùng global tại
mỗi mức độ ưu tiên. Hơn nữa, DS-TE thay đổi việc định tuyến có r àng buộc để tính đến
các thông tin cần quảng cáo phức tạp hơn, trong quá tr ình tính toán đường dẫn. Việc sử
dụng đặc trưng với DS-TE là cho các dịch vụ mô phỏng đường k ênh thuê riêng hoặc
đường trục cho toll bypass/thoại, khi mà k ết nối điểm – điểm đảm bảo thỏa mãn các điều
kiện biên của jitter và trễ/băng thông.
3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI, QUẢN LÝ
3.3.1 Phương án kết nối
Mạng truy nhập của Metro Ethernet có thể xây dựng với topology h ình cây, vòng, lưới
hoặc lai ghép hỗn hợp. Mạng có khả năng hồi phục trong trường hợp có sự cố về tuyến
cáp, nút chuyển mạch nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mỗi mạng truy nhập được xây
dựng có thể trải rộng trên địa bàn một số huyện hoặc một số quận tại trung tâm, một số
khu công nghiệp… phụ thuộc vào các số liệu dự báo về tốc độ phát triển thuê bao.
Mạng lõi của Metro Ethernet có thể thiết kế trên cơ sở mạng vòng ring hoặc mạng lưới
nhằm đảm bảo khả năng dự phòng của mạng lõi trong trường hợp có sự cố. Tốc độ
chuyển mạch tại các nút mạng lõi lên đến hàng chục Gbps và lưu lương chuyển tr ên các
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
3.4.4 Quản lý hiệu năng
Chức năng này quản lý sự vận hành của tài nguyên trên mạng (cho biết thông số %
CPU, bộ nhớ, …, số lượt truy nhập, số phiên PPPoE,…).
Cho phép đặt các thông số vận hành giới hạn. Hệ thống sẽ gửi cảnh báo khi thôngsố vận hành vượt quá giới hạn.
Ngoài ra, hệ thống còn giám sát được lưu lượng mạng và thông số SLA: trễ, mất
gói tin ICMP, TCP, UDP, SNMP, mất gói tin dữ liệu giữa các node mạng, trễ kết nối,…
3.4.5 Quản lý bảo mật
Chức năng này giúp hệ thống quản lý người dùng, quản lý mật khẩu, nhận thực,
cấp quyền cho người dùng.
Có thể ghi lại quá tr ình làm việc của người dùng.
Cho phép người quản trị buộc người dùng khác phải đăng xuất khỏi hệ thống khi
nhận thấy hệ thống bị nguy hiểm. Hệ thống có khả năng khóa client không còn được
quyền truy nhập vào hệ thống.
3.4.6 Quản lý cấu h ình
Chức năng này giúp quản lý số lượng frame, board, port,… tr ên thiết bị. Các interface được hệ thống quản lý bao gồm: Ethernet, POS, interface ảo: sub-interface,
trunk interface, loopback interface, …
Quản lý VLAN, QinQ, ACL, QoS, HqoS,...
3.4.7 Cấu h ình dịch vụ qua giao diện đồ hoạ (provisiong)
Hệ thống hỗ trợ việc cấu dịch vụ VPN qua giao diện đồ hoạ :
Tạo tunnel policy
Tạo PW
Tạo VSI
Tạo VRF
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Nhu cầu sử dụng nhiều loại h ình dịch vụ tốc độ cao với một đường truyền băng
rộng từ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ngày càng lớn. Đặc biệt trong năm 2010 dịch vụ
IPTV và các dịch vụ băng rộng tr ên mạng di động 3G phát triển một cách mạnh mẽ dẫnđến nhu cầu về một mạng truyền số liệu tốc độ cao thật sự là vấn đề cấp thiết của các nhà
cung cấp dịch vụ. Mạng MAN-E đã và đang được triển khai với quy mô tr ên toàn quốc sẽ
đáp ứng được nhu cầu hiện tại và đủ dự phòng trong tương lai.
Luận văn đã trình bày được các khái niệm về mạng MAN-E cũng như các dịch vụ
sẽ được cung cấp thông qua hệ thống mạng này. Mạng MAN-E là phân khúc nằm giữa
lớp Core và lớp Access, có chức năng tập trung lưu lượng và thực hiện các chức năng
đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng.
Luận văn “ Công nghệ mạng MAN-E và ứng dụng“ cũng đã trình bày được mô
hình triển khai mạng MAN-E tại Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam VNPT, một
nhà cung cấp dịch vụ có thị phần lớn nhất tại Việt Nam, nhằm đánh giá vai tr ò của mạng
MAN-E trong mô hình cung cấp dịch vụ của VNPT. Luận văn cung cấp những kiến thức
cơ bản nhất của mạng MAN-E cung như mô h ình triển khai thực tế. Từ đó tiến hành định
cỡ, tính toán lên phương án triển khai mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên trong gian
đoạn 2010-2011 nhằm đáp ứng cho nhu cầu băng thông ngày càng lớn, chất lượng dịch vụ
không ngừng được nâng cao của mạng lưới viễn thông.
Với sự hiểu biết còn hạn chế, luận văn có thể còn nhiền thiếu sót. Tôi rất mong
muốn nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp.
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
13 Phổ Yên 11 1 0
14 Bắc Sơn 8 4 0
II Đại Từ PE-AGG 2/0 1/0 8 4 1
Tổng số 5/0 2/0 218 142 4
PHẦN II
CẤU TRÚC MẠNG MAN-E
GIAI ĐOẠN 2010 - 2011
1. Lắp mới thiết bị và bổ sung mở rộng các cổng kết nối:
- Trong giai đoạn 2010 - 2011, mạng MAN-E của Viễn thôn
g Thái Nguyên sẽ giữ
nguyên cấu h ình mạng gồm 14 UPE và 02 PE-AGG tổ chức thành 05 vòng Ring
Access và 01 vòng Ring Core, vị trí lắp đặt các node sẽ không thay đổi;
- Căn cứ theo hiện trạng mạng lưới, nhu cầu lắp mới, mở rộng dung lượng và băngthông các điểm truy nhập băng rộng IPDSLAM, MSAN, MxU, SwitchL2 trên địa
bàn. Viễn thông Thái Nguyên đề nghị mở rộng băng thông 05 vòng Ring Access
và 01 vòng ring Core lên 10GE, các k ết nối lên BRAS và PE lên 10GE;
1.1 Các Ring mở rộng:
Bảng 1: Mở rộng băng thông các Ring
STT Tên RingBăng thông
hiện tại Băng thông
mở rộng Ghi chú
1 Ring Core 1GE 10GE Mở rộng
2 Ring 1 10GE 10GE Giữ nguyên
3 Ring 2 1GE 10GE Mở rộng
4 Ring 3 2x1GE 10GE Mở rộng
5 Ring 4 2x1GE 10GE Mở rộng
6 Ring 5 2x1GE 10GE Mở rộng
5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com