0 MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC 0
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT 3
DANH MỤC HÌNH VẼ 7
DANH MỤC BẢNG 9
……
MỞ ĐẦU 10
NỘI DUNG 12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGN 12
1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN 12
1.1.1 Khái niệm 12
1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN 13
1.2 CẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI 14
1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập 16
1.2.2 Lớp truyền thông 17
1.2.3 Lớp điều khiển 18
1.2.4 Lớp ứng dụng/dịch vụ 19
1.2.5 Mặt phẳng quản lý 19
1.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ 20
1.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI 21
1.4.1 IP 21
1.4.2 ATM 22
1
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
3.2.1 Thiết kế lưu lượng MPLS 59
3.2.2 Hồi phục đường hầm 62
3.2.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạng MPLS 64
3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI, QUẢN LÝ 66
3.3.1 Phương án kết nối 66
3.3.2 Phương án quản lý mạng 67
3.4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN-E 68
3.4.1 Quản lý topo mạng 68
3.4.2 Quản lý tài nguyên 69
3.4.3 Quản lý lỗi 69
3.4.4 Quản lý hiệu năng 70
3.4.5 Quản lý bảo mật 70
3.4.6 Quản lý cấu hình 70
3.4.7 Cấu hình dịch vụ qua giao diện đồ hoạ (provisiong) 70
3.4.8 Cấu hình trên thiết bị mạng (các router NE40E) 71
3.5 XÂY DỰNG MẠNG MAN-E VNPT THÁI NGUYÊN 71
3.5.1 Định hướng xây dựng mạng MAN-E 71
3.5.2 Định cỡ mạng MAN-E 72
Kết luận chương 3 79
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81
PHỤ LỤC 82
3
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
C-VLAN Carrier VLAN VLAN truyền tải
DUT Device Under Test Thiết bị được đo kiểm
DWDM Dense Wavelength Division Multiplex
Ghép kênh theo bước sóng
ghép mật độ cao
E-LAN Ethernet LAN
Dịch vụ mạng LAN qua
Ethernet
E-LINE Ethernet Line
Dịch vụ đường thuê bao qua
Ethernet
EPL Ethernet Private Line
Đường thuê kênh riêng
Ethernet
EP-LAN Ethernet Private LAN
Mạn LAN riêng qua mạng
Ethetnet
E-Tree Ethernet Tree Dịch vụ dạng cây qua Ethernet
EVC Ethernet Virtual Connection Đường kết nối ảo
EVPL Ethernet Virtual Private Line
Đường thuê kênh riêng ảo qua
mạng Ethernet
EVP-LAN Ethernet Virtual Private LAN
Mạng LAN riêng ảo qua mạng
ethernet
FEC Forwarding Equivalence Class Tập hợp các gói vào mà có
4
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
LAN Local Area Network Mạng nội bộ
LSP
Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn
LSR Label Switch Router
Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
LSR
Label-Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi
trường
MAN-E Metro Area Network - Ethernet Mạng đô thị sử dụng công nghệ
Ethernet
MBA
Maximum Burst Size Kích thước bùng nổ tối đa
MEF
Metro Ethernet Forum Diễn đàn Metro Ethernet
MG Media Gateway cổng phương tiện
MGC Media Gateway Controller
Bộ điều khiển cổng phương
tiện
MP2MP
Multi Point to Multi Point Đa điểm đến đa điểm
MPLS MultiProtocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
MS Media server Cổng phương tiện
MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy cập đa dịch vụ
5
mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng
PVC Permanent Virtual Circuit chuyển tiếp khung
QoS
Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức đăng ký trước tài
nguyên
RTFM real time flow measurement
Đo lưu lượng thời gian thực
SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ
SEN Service Excution Node gồm các nút thực thi dịch vụ
SG Signaling Gateway Cổng báo hiệ
SLA Service Level Agreement Thoả thuận cấp độ dịch vụ
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
S-VLAN Service Provider VLAN VLAN phía nhà cung cấp dịch
vụ
TDM Time division multiplexing Ghép kênh theo thời gian
TE Transport Edge Kết cuối truyền dẫn
ToS Type of Service Loại dịch vụ
UNI User - Network Interface Giao diện người dùng - Mạng
VLAN Virtual LAN Mạng LAN ảo
VLAN ID Virtual LAN Indentify Số hiện VLAN
VoIP Voice over Internet Protocol Thoại qua giao thức IP
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WDM
Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng
6
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN 12
Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới 15
Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của NGN 16
Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E 17
Hình 1.5: Các thành phần của Softswitch 18
Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng NGN 20
Hình 2.1: Cấu trúc mạng MAN-E điển hình 29
Hình 2.2: Mô hình mạng MAN-E theo các lớp 30
Hình 2.3: Mô hình các điểm tham chiếu 32
Hình 2.4: Giao diện UNI và mô hình tham chiếu MAN-E 33
Hình 2.5: Mô hình cung cấp các dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-E 36
Hình 2.6: EVC điểm – điểm 37
Hình 2.7: EVC điểm – đa điểm 38
Hình 2.8: EVC dạng cây 38
Hình 2.9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet 39
Hình 2.10: Dịch vụ E-Line 40
Hình 2.11: Dịch vụ E-LAN 41
Hình 2.12 . Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào mạng MAN-E 42
Hình 2.13: Dịch vụ E-Tree 42
Hình 2.14: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc 43
Hình 2.15: Ghép kênh dịch vụ 44
Hình 2.16: VLAN tag Preservation/Stacking 50
Hình 2.17: VLAN tag Translation/Swapping 51
Hình 2.18: Sự phân chia độ trễ trong mạng 54
Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E 58
Hình 3.2: Chèn header trong MPLS 59
Hình 3.3: Gói tin gán nhãn MPLS 59
8
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE 78
điểm như sau:
Hiệu quả chi phí: Chi phí đầu tư và vận hành thấp.
Đơn giản: Đã được tiêu chuẩn hóa và không ngừng được phát triển. Được ứng dụng rộng rãi
trong tất cả các tổ chức, doanh nghiệp và thiết bị gia đình.
11
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ Độ linh động cao: Quản lý băng thông và mở rộng băng thông kết nối rất dễ dàng. Hỗ trợ rất
nhiều mô hình kết nối (topology) khác nhau. Tối ưu cho việc truyền tải thông tin dạng gói,
đặc biệt là các gói tin IP.
Mạng MAN-E là phân khúc mạng nằm giữa lớp Core và lớp Access, có tổ chức năng thu
gom lưu lượng và đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng. Mạng MAN-E chính
là yếu tố cốt lõi để các nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp các dịch vụ băng rộng chất
lượng cao đối với khách hàng.
Tại Việt Nam công nghệ mạng MAN-E đang trong quá trình triển khai do đó có rất nhiều
vấn đề cần nghiên cứu và phát triển tuy nhiên trong luận văn này xin được đi vào Tìm hiểu cộng
nghệ mạng MAN-E và Ứng dụng của mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên.
Đề tài bao gồm 3 chương:
Chương 1: Nêu lên các khái niệm về mạng NGN, cấu trúc logic và cấu trúc vật lý của
mạng NGN từ đó xác định mạng MAN-E thuộc lớp nào trong mạng NGN.
Chương 2: Nêu lên các khai niệm chung về mạng MAN-E như: định nghĩa, mô hình phân
lớp, các thành phần cơ bản, các dịch vụ cơ bản và các ưu nhược điểm của các dịch vụ đó. Đồng
thời nêu các định nghĩa về tham số hiệu năng trong mạng MAN-E.
Chương 3: Mô hình triển khai mạng MAN-E tại VNPT, giới thiệu về công nghệ và mô
hình triển khai hệ thống mạng của VNPT tại Việt Nam trên cơ sở đó xây dựng mạng MAN-E giai
đoạn 2 tại VNPT Thái Nguyên.
Trong quá trình làm luận văn tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góm, giúp đỡ quý báu
của các thầy cô giáo cùng các bạn bè đồng nghiệp
Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN
13
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ 1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN
NGN có bốn đặc điểm chính
Nền tảng là hệ thống mở;
Dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới;
NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói, sử dụng các giao thức thống nhất;
Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng
để đáp ứng nhu cầu.
Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:
Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc
lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập.
Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.
Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theo
hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử
khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện
liên kết giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt và
có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ
của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm
cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn.
Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình
Lớp truy nhập và truyền dẫn
Lớp truyền thông
Lớp điều khiển
Lớp quản lý
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó phân
chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp này
liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn
15
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích hợp
thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh 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, dễ
dàng; 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 thì 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 ).
qua cổng giao tiếp thích hợp.
- Cung cấp các truy nhập chuẩn và không chuẩn của thiết bị đầu cuối như: truy
nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài PBX, …
- Với truy nhập vô tuyến: các hệ thống thông tin di động GSM hoặc CDMA, truy
nhập vô tuyến cố định, vệ tinh.
- Trong tương lại các hệ thống truy nhập không dây sẽ phát triển rất nhanh như
truy nhập hồng ngoại, bluetooth hay WLAN (802.11).
- Với truy nhập hữu tuyến: hiện nay cáp đồng và xDSL đang được sử dụng.
- Trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON sẽ dần chiếm ưu thế, thị
trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại.
Phần truyền dẫn:
- Tại lớp vật lý các công nghệ truyền dẫn quang như SDH, WDM hay DWDM sẽ
được sử dụng.
- Công nghệ ATM hay IP có thể được sử dụng trên mạng lõi để đảm bảo QoS.
- Các router được sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn. Khi lưu lượng nhỏ
switch–router có thể đảm nhận luôn chức năng những bộ định tuyến này.
17
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ - Lớp truyền tải có khả năng hỗ trợ các mức QoS cho cùng một dịch vụ và cho
các dịch vụ khác nhau.
- Lớp ứng dụng đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và lớp truyền tải sẽ
thực hiện yêu cầu đó.
1.2.2 Lớp truyền thông
Thiết bị chính trong lớp truyền thông là các cổng (Gateway) làm nhiệm vụ kết nối
giữa các phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.
Chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN/ISDN, LAN, vô tuyến,
…) sang môi trường gói trên mạng lõi và ngược lại.
- Nhờ giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, cho phép dịch
vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng.
- Hiện nay lớp điều khiển vẫn rất phức tạp, khả năng tương thích giữa thiết bị của
các hãng là vấn đề cần quan tâm.
19
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 nhập
trực 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 kết 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 trên các dịch vụ mạng.
1.2.5 Mặt phẳng quản lý
Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp trên.
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.
ghi âm trước (pre-recorded message).
Khả năng nhận diện tiếng nói (nếu có).
Khả năng hội nghị truyền hình (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 vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì 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 kết nối, nó chỉ nỗ lực tối đa để chuyển gói tin tới đích chứ không đảm bảo chất
lượng dịch vụ. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các
chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói IP chứa địa chỉ của bên 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 trường mạng gồm nhiều nút. Kết quả
tính 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 trên 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
22
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ ATM là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối phải được thiết lập
bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu trước khi
thông tin được gửi đi
ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên
suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ xuyên suốt trong thời
gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian
cung cấp cho kết nối một nhãn. Việc này thực hiện hai điều: dành cho kết nối
một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào trong mỗi tổng đài. Bảng
chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt
động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong
bảng chuyển tin của IP router.
Các gói trong ATM nhỏ, có kích thước cố định nên tốc độ truyền sẽ lớn hơn
dẫn đến trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian
thực. Đồng thời tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao dễ dàng hơn.
ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố
định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP
router, và việc này thực hiện trên các phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông
lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền
thống.
1.4.3 MPLS
MPLS là phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm của IP và ATM. Trước khi
phương thức này ra đời người ta cũng quan tâm tới mô hình IP over ATM của IETF xem
IP như một lớp nằm trên lớp ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và
ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên cách
này không tận dụng được hết khả năng của ATM, không thích hợp với mạng nhiều router
và không thật hiệu quả trên một số mặt.
Công nghệ MPLS sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ
truyền gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến của IP. Thiết bị CSR của
bị đo lưu lượng mạng có thể dựa trên 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
Copyright: Tài liệu đại học ©