Nội dung khoá luận tốt nghiệp
Từ yêu cầu của đề tài “Các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang” thì luận
văn đã nêu lên được các vấn đề liên quan. Đó là giới thiệu một cách khái quát về
yêu cầu của đề tài, nói lên được tổng quan về công nghê IP. Công nghệ mà đang trở
thành chuẩn phổ biến của nhiều dịch vụ mạng mới. Đã nêu lên công nghệ IP đang
sử dụng hiện nay và xu hướng phát triển công nghệ IP trong tương lai. Luận văn
cũng đã nêu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang hiện nay. Các cách thức
truyền tải dựa trên các phương pháp đã làm chủ, các giải pháp mới có tính khả thi
cho tương lai. Đưa ra vấn đề không thể thiếu và rất quang trọng là vấn đề vê cách
thức điều khiển, báo hiệu trong truyền tải IP trên mạng quang cũng đã được đề cập.
i
MỤC LỤC
NỘI DUNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP I
I
MỤC LỤC II
CHỮ VIẾT TẮT VI
Lời mở đầu 1
Giao thức Internet (IP) đã trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho các dịch vụ mạng mới, do đó
lưu lượng IP không ngừng tăng nhanh và dần thay thế các loại giao thức khác. Hằng năm, lưu
lượng số tăng hơn lưu lượng thoại gấp 2 ÷ 4 lần. Đến năm 2010, lưu lượng số đã đạt đến gấp
hàng chục lần lưu lượng thoại. 1
Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đang đề xuất những giải pháp mới khai thác IP trên
kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi cung cấp băng tần truyền dẫn vô cùng lớn.
Những giải pháp này cố gắng giảm tối đa tính năng dư thừa, giảm mào đầu giao thức, đơn giản
hoá công việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM (lớp mạng quang) càng hiệu quả
càng tốt. Hiện nay có nhiều kiến trúc mạng đã được nhận diện và triển khai trong thực tế. Tất cả
chúng đều liên quan đến việc đơn giản hoá các ngăn giao thức nhưng trong số chúng chỉ có một
số kiến trúc có nhiều đặc tính hứa hẹn như DoS (Data over SONET/SDH), Gigabit Ethernet
(GbE) và Resilient Packet Ring (RPR) ngoài kiến trúc IP trên ATM/SDH/WDM. 1
Một trong những thách thức lớn nhất ngày nay đối mặt với các nhà sản xuất chuyển mạch quang
đó là phát triển các giao thức báo hiệu cho điều khiển hoạt động và hoạt động liên mạng của lớp
mạng một cách triệt để đó là số lớp giao thức. 9
Hơn nữa, khi dung lượng và khả năng kết nối mạng trong cả công nghê IP và WDM tăng lên thì
càng cần thiết tối ưu mạng IP và bỏ qua tất cả các công nghệ lớp trung gian để tạo nên mạng
Internet quang thật sự hiệu quả và mềm dẻo. Tuy nhiên, các lớp trung gian cung cung cấp một số
chức năng có giá trị như lưu lượng (Traffic Engineering) và khôi phục. Những chức năng này
cần được giữ lại trong mạng IP/WDM bằng cách đưa chúng lên lớp IP hoặc xuống lớp quang. . 10
Từ đó người ta mới nghĩ đến công nghệ IP over WDM. Đây là một công nghệ mới tuy rằng còn
nhiều vấn đề chưa giải quyết nhưng với lợi ích của nó, thị trường rộng lớn và tương lai sáng sủa,
các tổ chức viễn thông quốc tế đang triển khai công tác nghiên cứu công nghệ này. IP over WDM
cung cấp khả năng truyền dẫn trực tiếp gói số liệu IP trên kênh quang, giảm sự lặp chức năng
giữa các lớp mạng, giảm bộ phận trung tâm dư thừa tại các lớp SDH/SONET, ATM, giảm thao
tác thiệt bị, dẫn đến giảm chi phí bảo dưỡng và quản lý. Do không phải qua lớp SDH và ATM
nên gói số liệu có hiệu suất truyền dẫn cao nhất, đồng nghĩa với chi phí thấp nhất. Ngoài ra còn
có thể phối hợn với đặc tính lưu lượng không đối xứng của IP, tận dụng băng tần nhằm giảm giá
thành khai thác. Từ đó gián tiếp giảm chi phí cho thuê bao. Rõ ràng đây là một kết cấu mạng trực
tiếp nhất, đơn giản nhất, kinh tế nhất, rất thích hợp sử dụng cho các mạng đường trục. 10
10
Hình 2: Xu hướng tích hợp IP/WDM 10
2.2.2 Giới thiệu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang 10
Hiện nay đã có nhiều giải pháp đang được nghiên cứu, phát triển, hoặc là đã được triển khai trên
các mạng của các nhà khai thác trong nhưng năm qua. Xu hướng nghiên cứu tích hợp IP quang
đang diễn ra mạnh mẽ không chỉ ở trong dự án nghiên cứu phát triển của những trung tâm
nghiên cứu khoa học lớn mà nó còn lan rộng trong các phòng thí nghiệm Lab của các trường Đại
học. Theo thống kê của EURESCOM (European Institute for Research and Strategic Studies in
Telecommunication) trong dự án hiện nay trên thế giới có khoảng hơn 13 giải pháp liên quan đến
vấn đề truyền tải IP trên mạng quang. 11
Khi đi vào tìm hiểu và nghiên cứu cho thấy 2 xu hướng khả thi, một là khai thác ưu điểm của
công nghệ hiện có trên mạng, thêm tính năng để thích ứng với việc mạng lưu lượng IP với kích
thước gói thay đổi. Xu hướng kia là nghiên cứu ra các giao thức mới phù hợp với đặc tín lưu
lượng IP. Điều này được thể hiện rõ khi ta gắn các giải pháp trên vào mô hình phân lớp mạng. 11
Chuyển mạch nhãn quang 41
2.2.4.2.2 Định tuyến lệch 45
2.2.7 Kết luận 45
2.3 Phương thức điều khiển trong mạng truyền tải tích hợp IP over WDM 46
2.3.1 Quá trình phát triển mặt điều khiển 47
2.3.2 G-MPLS[11] 48
2.3.2.1 Giới thiệu 48
2.3.2.2 Hoạt động và nền tảng của MPLS 49
2.3.2.3 Quá trình phát triển MPLS đến GMPLS 50
Khác biệt giữa MPLS và GMPLS 51
2.3.2.4 Bộ giao thức G-MPLS 51
2.3.2.5 Mục tiêu và các chức năng mặt điều khiển GMPLS 53
2.3.2.6 Kiến trúc các thành phần của mặt điều khiển GMPLS 54
2.3.2.6.1 Yêu cầu của mặt điều khiển 54
2.3.2.6.2 Mạng thông tin số liệu hỗ trợ mặt điều khiển GMPLS 55
Các yêu cầu mặt điều khiển GMPLS đối với DCN 55
Tách riêng mặt điều khiển và mặt truyền tải 56
2.3.2.7 Báo hiệu trong GMPLS 57
2.3.2.7.1 Các chức năng cơ bản 57
Tạo LSP 58
Xoá LSP 58
Thay đổi LSP 59
2.3.2.7.2 Hỗ trợ phục hồi 59
2.3.2.7.3 Hỗ trợ xử lý loại trừ 59
2.3.2.7.4 Phối hợp báo hiệu 60
iv
2.3.2.8 Các lợi ích của G-MPLS 61
2.3.2.9 Các vấn đề còn tồn tại của GMPLS 61
2.3.3 Mạng chuyển mạch quang tự động (ASON)[9] 63
2.3.3.1 Khái niệm 63
Protocol
Giao thức định tuyến vecto khoảng
cách
DWDM Density Wavelength Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước sóng
mật độ cao
DXC Digital Cross-Connect Kết nối chéo kênh
EGP Exterior Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài
FCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khung
FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diện số phân bố theo cáp quang
FDL Fibre Delay Line Trễ đường cáp quang
FEC Forward Equivalence Class (in MPLS)Lớp phát chuyển tương ứng
FEC Forward Error Correction (in error
correction)
Sửa lỗi trước
GbE Gigabit Ethernet Ethernet tốc độ Gigabit
HDLC High-level Data Link Control Điều khiển tuyến dữ liệu số mức cao
vi
ID Identity Mã nhận dạng
IEEE Institute of Electrical and Electronic
Engineers
Viện đào tạo các kỹ sư điện và điện tử
IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng trong
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPng IP next generation IP kế tiếp
IPS Intelligent Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ thông minh
IPv4 IP version 4 Giao thức Internet phiên bản 4
IPv6 IP version 6 (=IPng) Giao thức Internet phiên bản 6
ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa truy nhập
MPOA Multi Protocol Over ATM Đa giao thức theo ATM
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới
OADM Optical Add Drop Multiplexer Bộ ghép xen rẽ quang
OAM Operation, Administration and
Maintenance
Khai thác, Quản trị và Bảo dưỡng
OBS Optical burst switching Chuyển mạch cụm quang
OC Optical Carrier Sóng mang quang
OCH Optical Channel Kênh quang
OCHP Optical Channel Protection Bảo vệ kênh quang
OE Opto-electronic conversion Chuyển đổi quang-điện
ODL Optical Delay Line Trễ đường quang
OEO Optical- Electronical- Optical Quang-Điện-Quang
OEXC Opto-Electric Cross-Connect Kết nối chéo quang-điện
OL Optical Label Nhãn quang
OLA Optical Line Amplifier Bộ khuếch đại đường quang
OLC Optical Label Channel Kênh nhãn quang
OLS Optical Label Switching Chuyển mạch nhãn quang
OMS Optical Multiplex Section Ghép vùng quang
OMSP Optical Multiplex Section Protection Bảo vệ ghép vùng quang
ON Optical Network Mạng quang
OEO Optical-Electrical-Optical Quang-Điện-Quang
OOO Optical-Optical-Optical Quang-Quang-Quang
OP Optical Packet Gói quang
OPS Optical Packet Switching Chuyển mạch gói quang
viii
OS Operating System Hệ thống khai thác
OSC Optical Supervisory Channel Kênh giám sát quang
OSI Open System Interconnection Liên kết nối hệ thống mở
OSPF Open Shortest Path First Thuật toán tìm đường ngắn nhất
Lời mở đầu
Giao thức Internet (IP) đã trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho
các dịch vụ mạng mới, do đó lưu lượng IP không ngừng tăng nhanh và dần
thay thế các loại giao thức khác. Hằng năm, lưu lượng số tăng hơn lưu
lượng thoại gấp 2 ÷ 4 lần. Đến năm 2010, lưu lượng số đã đạt đến gấp hàng
chục lần lưu lượng thoại.
Kiến trúc mạng IP ngày nay được xây dựng theo ngăn mạng xếp
chồng những công nghệ như ATM, SDH và WDM. Do có nhiều lớp liên
quan nên đặc trưng của kiến trúc này là dư thừa tính năng; và chi phí liên
quan đến vận hành khai thác cao. Hơn nữa, kiến trúc này trước đây sử dụng
để cung cấp chỉ tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoại và thuê kênh, không được
thiết kế phù hợp cho mạng số liệu. Do đó nó không thật sự thích hợp đối
với các ứng dụng hoạt động dựa trên công nghệ chuyển mạch gói và đặc
biệt là những ứng dụng có nguồn gốc IP.
Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đang đề xuất những giải
pháp mới khai thác IP trên kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi
cung cấp băng tần truyền dẫn vô cùng lớn. Những giải pháp này cố gắng
giảm tối đa tính năng dư thừa, giảm mào đầu giao thức, đơn giản hoá công
việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM (lớp mạng quang) càng
hiệu quả càng tốt. Hiện nay có nhiều kiến trúc mạng đã được nhận diện và
triển khai trong thực tế. Tất cả chúng đều liên quan đến việc đơn giản hoá
các ngăn giao thức nhưng trong số chúng chỉ có một số kiến trúc có nhiều
đặc tính hứa hẹn như DoS (Data over SONET/SDH), Gigabit Ethernet
(GbE) và Resilient Packet Ring (RPR) ngoài kiến trúc IP trên
ATM/SDH/WDM.
Một trong những thách thức lớn nhất ngày nay đối mặt với các nhà
sản xuất chuyển mạch quang đó là phát triển các giao thức báo hiệu cho
điều khiển hoạt động và hoạt động liên mạng của lớp quang mà có lẽ đây
cũng là vấn đề cần chuẩn hoá cấp bách nhất hiện nay. Các tổ chức và diễn
đàn quốc tế OIF (Optical Internetworking Forum), IETF và ITU đều đang
Địa chỉ IPv4 gồm 32 bit, chia thành bốn octet, mỗi octet là một byte. Địa
chỉ IP được chia thành năm lớp A, B, C, D và E. Giả sử Net_ID và Host_ID lần
lượt là định danh mạng và trạm. Địa chỉ IP được biễu diễn dưới dạng
<Net_ID><Host_ID>. Với IPv4 chúng ta có 2
32
(4,3 tỷ) địa chỉ.
Kề từ khi chính thức đựơc đưa vào sử dụng và được định nghĩa trong kiến
nghị RFC791 năm 1981 đến nay, Ipv4 đã chứng minh được khả năng dễ triển
2
khai, dễ phối hợp và hoạt động và tạo ra sự phát triển bùng nổ của các mạng máy
tính. Tuy nhiên đến thời điểm hiện tại với sự phát triển công nghệ hiện nay, hầu
như tất cả tất cả các thiệt bị điện tử trong tương lai sẽ tích hợp dịch vụ IP, hơn nữa
sự tăng vọt ồ ạt các ứng dụng và công nghệ cũng như các thiết bị di động khác đã
làm cho không gian địa chỉ Ipv4 ngày càng chật hẹp và bộc lộ nhiều điểm yếu của
Ipv4:
- Thiếu địa chỉ IP do sự tăng quá nhanh của các host trên mạng Internet đã
dẫn đến tình trạng thiếu địa chỉ IP trầm trọng để gán cho các node. Trong
những năm 1990, CIDR đựơc xây dựng dựa trên khái niệm mặt nạ địa chỉ
(address mask). CIDR đã tạm khắc phục được những vấn đề nêu trên. Khía
cạnh tổ chức mang tính thứ bậc của CIDR đã cải tiến khả năng mở rộng của
Ipv4. Mặc dù có thêm nhiều công cụ khác ra đời như kĩ thuật subnetting
(1985), kĩ thuật VLSM (1987) và CIDR (1993), các kĩ thuật trên đã không
cứu với IPv4 ra khỏi một vấn đề đơn giản: không có đủ địa chỉ cho các nhu
cầu tương lai. Do đó, một vài giải pháp tạm thời, chẳng hạn dùng
RFC1918 trong đó dùng một phần không gian địa chỉ làm các địa chỉ dành
riêng và NAT là một công cụ cho phép hàng ngàn host truy cập vào
Internet chỉ một vài IP hợp lệ để tận dụng tốt hơn không gian địa chỉ của
IPv4.
- Quá nhiều các routing entry (bản ghi định tuyến) trên các backbone router :
Với tình hình hiện tại, do không có sự phân cấp địa chỉ IPv4 nên số lượng
kết để tạo ra cơ sở định tuyến phân cấp, hiệu quả và có khả năng tập hợp lại
dựa trên sự phân cấp thành nhiều mức của các nhà cung cấp dịch vụ (ISP).
Như vậy các bảng định tuyến trên các router backbone sẽ gọn nhẹ hơn
nhiều.
- Dạng header mới: Phần Header của IPv6 được giảm xuống tới mức tối
thiểu bằng việc chuyển tất cả các trường phụ thuộc hoặc không cần thiết
xuống phần header còn lại nằm ngay sau phần header của IPv6. Việc tổ
chức hợp lý phần header này làm tăng hiệu quả xử lý tại các router trung
gian. IPv6 header và IPv4 header là không tương thích với nhau, do đó các
node phải được cài đặt 2 phiên bản IP mới có thể xử lý được các header
khác nhau này.
4
- Tự động cấu hình địa chỉ: Tương tự như IPv4, IPv6 cũng cung cấp khả
năng cấu hình địa chỉ tự động DHCP, ngoài ra còn đưa thêm khả năng tự
động cấu hình địa chỉ khi không có DHCP Server. Trong một mạng, các
host có thể tự động cấu hình địa chỉ của nó bằng cách sử dụng IPv6 Prefix
nhận đựơc từ router (gọi là địa chỉ link-local). Hơn nữa trong một mạng mà
không có router thì host cung có thể cấu hình địa chỉ link-local để liên lạc
với các host khác.
- Bảo mật: Hỗ trợ IPSec đã được hỗ trợ ngay bản thân của IPv6. Yêu cầu bắt
buộc này như là một tiêu chuẩn cho an ninh mạng, đồng thời mở rộng khả
năng làm việc được với nhau của các loại sản phẩm.
- Chất lượng dịch vụ tốt hơn (QoS): Phần header của IPv6 được đưa thêm
vào một số trường mới. trường nhãn luồng (flow label) ở IPv6 header được
dùng để đánh nhãn cho các luồng dữ liệu. Từ đó các Router có thể có
những xữ lý khác nhau với các gói tin thựôc các luồng dữ liêuk khác nhau.
Do trưòng Flow label nằm trong IPv6 header nên QoS vẫn được đảm bảo
khi phần tải trọng được mã hoá bởi IPSec.
- Khả năng mở rộng tốt: IPv6 có khả năng mở rông tốt bằng việc sử dụng
header mở rộng ngay sau phần IPv6 header. Điều này cho phép thêm vào
Kiểm tra lỗi ở mức IP không được thực hiện trong IPv6 để giảm khối lượng
xử lý và cải thiện định tuyến. Kiểm tra lỗi tiêu tốn nhiều thời gian, mất nhiều bit
mào đầu và dư thừa khi cả lớp định tuyến và lớp truyền tải đều có chức năng kiểm
tra tin cậy.
1.4 Sử dụng IPv4 hay IPv6.
Đến bây giờ chúng ta có thể khẳng định rằng IPv6 chưa thể thay thế IPv4
ngay được. Hai phiên bản IP này sẽ cùng tồn tại trong nhiều năm nữa. Về nguyên
lý, có thể thực thi IPv6 bằng cách nâng cấp phần mềm thiết bị IPv4 hiện thời và
đưa ra một giai đoạn chuyển đổi để giảm thiểu chi phí mua sắm thiết bị mới và bảo
vệ vốn đầu tư quá khứ. Tuy nhiên, có một điều chưa chắc chắn đó là liệu tất cả các
nhà khai thác Internet sẽ chuyển sang công nghệ IPv6 hay không? Điều này phụ
thuộc rất lớn vào lợi ích mà nhà khai thác thu được khi chuyển sang nó. Hiện tại,
vây quanh các nhà khai thác vẫn là các bộ định tuyến IPv4 và phần lớn lưu lượng
trên mạng thích ứng cho IPv4, đây không chỉ là một yếu tố làm hạn chế sự thay
6
đổi. Một đặc tính khác lôi cuốn các nhà khai thác có cơ sở hạ tầng phát triển nhanh
đó là đặc tính cắm và chạy (Plug and Play), nó làm cho mạng IPv6 dễ dàng trong
việc cấu hình và bảo dưỡng hơn so với mạng IPv4. Để dễ dàng khi chuyển sang
IPv6 thì các ứng dụng của IPv4 và IPv6 phải có khả năng liên kết và phối hợp hoạt
động với nhau (ví dụ các nhà sản xuất Internet Browser cần phân phối cho các
Client khả năng thông tin với cả IPv4 và IPv6). Một điều quan trọng và tiên quyết
cho việc phối hợp họat động đó là IPv6 cần hoạt động theo kiểu Host ngăn kép:
một cho ngăn giao thức IPv4 và một cho ngăn giao thức IPv6.
Như vậy, chúng ta có thể thấy rằng trước mắt sự xuất hiện IPv6 chỉ làm cho
sự lựa chọn thêm khó khăn (cũng giống như lợi ích của việc định tuyến hiệu quả
còn tùy thuộc vào liệu các nhà khai khác có sử dụng IPv6 không). Về lâu dài, sự
nghi ngại về độ phức tạp và hiệu quả của IPv6 so với IPv4 sẽ được loại bỏ vì đến
nay các ứng dụng IP đang cố thu nạp những điểm mạnh của IPv6 chẳng hạn như
QoS.
1.5 IPv6 cho IP/WDM
thứ hai là xen, rẽ bước sóng quang, các thiết bị đấu nối chéo, bộ biến đổi bước
sóng quang tại các bộ đấu nối chéo, định tuyến động và phân bổ bước sóng quang,
các giao diện để kết nối với các mạng khác.
Thế hệ WDM thứ ba phát triển theo hướng mạng chuyển mạch gói quang
không có kết nối. Trong mạng này, các nhãn hoặc mào đầu quang được gắn kèm
với số liệu, được truyền cùng với tải và được xử lý tại các bộ chuyển mạch WDM
quang. Căn cứ vào tỷ số của thời gian xử lý gói tin mào đầu và thời gian xử lý toàn
bộ gói tin, các bộ chuyển mạch quang WDM có thể chia thành hai loại: Chuyển
mạch nhãn (OLS) hoặc chuyển mạch nhóm (OBS). Một số ví dụ thiết bị WDM thế
hệ ba là: Bộ định tuyến (Router) quang chuyển mạch nhãn, Router quang Gigabit,
Chuyển mạch quang nhanh.
Khả năng kết hợp với nhau trong vận hành giữa mạng WDM và mạng IP là
vấn đề trọng tâm trong mạng WDM thế hệ ba. Kết hợp định tuyến và phân bổ
bước sóng trên cơ sở chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được coi là chuyển
8
mạch nhãn đa giao thức tổng quát (Generalized MPLS) thể hiện nhiều ưu điểm
vượt trội. Nhiều kỹ thuật phần mềm quan trọng như quản lý băng thông, đặt lại
cấu hình, khôi phục, hỗ trợ chất lượng dịch vụ cũng đã được thực hiện.
Hình 1 : Mạng WDM qua các thế hệ
2.2 Nghiên cứu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang
2.2.1 Xu hướng tích hợp WDM
Nhu cầu truyền tải IP qua mạng ngày càng tăng. Trong khi IP được xem
như là công nghệ lớp mạng phổ biến thì công nghệ WDM cung cấp khả năng dung
lượng truyền dẫn lớn. Hơn nữa, khả năng cấu hình mềm dẻo của các bộ OXC đã
cho phép xây dựng mạng linh hoạt hơn, nhờ đó các đường quang (lightpath) có thể
lập theo nhu cầu. Một trong những thách thức quan trọng đó là vấn đề điều khiển
các lightpath này, tức là phát triển các cơ chế và thuật toán cho phép thiệt lập các
lightpath nhanh và cung cấp khả năng khôi phục khi có sự cố, trong khi vẫn đảm
bảo được tính tương tác giữa các nhà cung cấp thiệt bị.
Đã có nhiều phương pháp để cung cấp dịch vụ gói IP trên mạng WDM
được triển khai trên các mạng của các nhà khai thác trong nhưng năm qua. Xu
hướng nghiên cứu tích hợp IP quang đang diễn ra mạnh mẽ không chỉ ở trong dự
án nghiên cứu phát triển của những trung tâm nghiên cứu khoa học lớn mà nó còn
lan rộng trong các phòng thí nghiệm Lab của các trường Đại học. Theo thống kê
của EURESCOM (European Institute for Research and Strategic Studies in
Telecommunication) trong dự án hiện nay trên thế giới có khoảng hơn 13 giải
pháp liên quan đến vấn đề truyền tải IP trên mạng quang.
Khi đi vào tìm hiểu và nghiên cứu cho thấy 2 xu hướng khả thi, một là khai
thác ưu điểm của công nghệ hiện có trên mạng, thêm tính năng để thích ứng với
việc mạng lưu lượng IP với kích thước gói thay đổi. Xu hướng kia là nghiên cứu
ra các giao thức mới phù hợp với đặc tín lưu lượng IP. Điều này được thể hiện rõ
khi ta gắn các giải pháp trên vào mô hình phân lớp mạng.
Lí p dÞch
vô/®Þnh
tuyÕn
Lí p
truyÒn t¶i
IP
POS SDH
WDM
IP
Ethernet
GbE SDH
WDM
IP
MAPOS
WDM
SDL
RPR Ethernet SDH
SDH (VCnc)/LAPS
đề đang tồn tại của họ. Chính vì vậy các nghiên cứu về giao thức truyền tải cũng
chỉ tập trung vào những công nghệ này mà thôi.
Lớp 1- giao diện vật lý, sẽ là các tế bào ATM (theo giao diện STM-1 hoặc
STM-4), khung truyền dẫn SDH, Ethernet, DTM và Digital Wrapper (G.907). Các
bước sóng quang đóng vai trò tuyến kết nối điểm - điểm giữa các nút trong mạng.
Đôi khi người ta xem các bước sóng này tạo thành lớp quang đóng vai trò.
Lớp 0, nghĩa là nó thuần tuý chỉ là tuyến vật lý cung cấp kết nối giữa các
thành phần trong mạng truyền tải.
Cấn nhớ thêm rằng là khi xuất hiện chuyển mạch gói quang (OPS), công
nghệ này có khả năng hoạt động từ Lớp 1 đến lớp 3 trong mô hình OSI, thì gói IP
sẽ được sắp xếp trực tiếp trong gói quang mà không cần qua lớp trung gian. Tuy
nhiên phải cần rất nhiều thời gian nữa thì công nghệ chuyển mạch gói quang mới
có thể thương mại rộng rãi trên thị trường.
Có thể nêu các phương pháp trên bằng các tên gọi sau:
• IP/ATM/SDH/WDM
• IP/ATM/SDH(frame)/WDM
• IP/ATM/WDM
• IP/SDH/WDM
• IP/SDH(khung)/WDM
• IP/Ethernet/SDH/WDM
• IP/Ethernet/SDH(khung)/WDM
• IP/GbE/WDM
• IP/RPR/SDH(khung)/WDM
• IP/MAPOS /SDH(khung)/WDM
• IP/GFP/SDH/WDM
• IP/DTM/WDM
12
• IP/DTM/SDH(khung)/WDM
• IP/LAPS/SDH(khung)/WDM
• IP-MPLS/SDH(khung)/WDM
điển, LAN mô phỏng, đa giao thức qua ATM, Ở đây ta tập trung chủ yếu vào
13
giao thức cổ điển đã được chuẩn hoá và hoàn thiện. Để truyền tải trong các tuyến
WDM, phần lớn các định dạng truyền dẫn chuẩn sử dụng khung SDH. Ngăn giao
thức cho giải pháp này được trình bày tóm lược trong bảng trên.
- Kích thước gói sau lớp ATM
AAL5_PDU = IPSIZE + SNAP_HD + AAL5_OH
= IPSIZE + 16.
Cells/Packet = AAL5_PDU / 48.
ATM_PSIZE = (Cells/Packet)*53 = 53*roundup [(IPSIZE + 16)/48]
OADM
OADM
OADM
OADM
ATM
switch
IP
router
IP
router
e.g. 32
λ
WDM
STM16c/ATM
interface
IP
router
STM16c/ATM interface
STM16c
interfaces
chặn yêu cầu trên là sắp xếp các gói trực tiếp liền kề nhau, nhưng điều này cũng
đồng nghĩa với việc tăng rủi ro mất hai gói liền nhau khi tế bào bị mất.
IP/ATM cũng có thể được sử dụng trong MPLS. Trong trường hợp này, PVC
không được thiết lập từ hệ thống quản lý ATM mà linh hoạt từ giao thức MPLS.
Đối với MPLS dựa trên ATM, nhãn có thể được lưu trong VCI ATM.
2.2.3.2 IP/ATM trực tiếp trên WDM
Một giải pháp khác là truyền tải trực tiếp bào ATM bao gói IP trên kênh
WDM. Kịch bản này giống như kịch bản trên theo quan điểm kiến trúc. Sự khác
biệt ở đây là các tế bào ATM không được đóng trong các khung SDH mà chúng
được gửi trực tiếp qua môi trường vật lý bằng sử dụng tế bào ATM tạo trên lớp vật
lý.
Tế bào tạo trên lớp vật lý là một kỹ thuật tương đối mới đối với truyền tải
ATM. Tế bào dựa trên cơ chế vật lý đã được phát triển riêng cho giao thức ATM;
kỹ thuật này không hỗ trợ cho bất kỳ giao thức nào ngoài những giao thức thiết kế
cho ATM.
Một số ưu điểm của việc sử dụng tế bào dựa trên giao diện SDH như trình
bày ở trên:
• Kỹ thuật truyền dẫn đơn giản đối với tế bào ATM cũng như các tế bào được
gửi trực tiếp trên môi trường vật lý sau khi trộn.
15
Copyright: Tài liệu đại học ©