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


22
0
1.4.3 MPLS

23
K ết luận chương 1

25
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ

MẠNG

M AN-E VÀ CÁC D

ỊCH

VỤ TR ÊN
M

ẠNG

MAN

-E 26
2.1 T ỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MAN

-E
33
2.1.7 L ợi ích d ùng d ịch vụ Ethernet

34
2.2 CÁC D ỊCH VỤ CUNG CẤP QUA MẠNG MAN -E

36
2.2.1 Mô hình d ịch vụ Ethernet

36
2.2.2 Kênh k ết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection)

37
2.2.3 Các lo ại d ịch vụ trong MAN -E

38
2.2.4 Các thu ộc 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


58
2
3.2.1 Thi ết kế lưu lượng MPLS

59
3.2.2 H ồi phục đường hầm

62
3.2.3 H ỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạn g 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 H Ệ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN

-E 68
3.4.1 Qu ản lý topo mạng


3.5.2 Định cỡ

mạng MAN -E

72
K ết luận chương 3

79
K ẾT LUẬN VÀ

ĐỀ NGHỊ

80
TÀI LI

ỆU

THAM KHẢO

81
PHỤ LỤC

82
3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
API Application Programming Interface giao diện lập trình ứng dụng
một tập hợp các mạng có cùng
AS Autonomous System chính sách định tuyến
ATM
Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch không

DWDM Dense Wavelength Division Multiplex
E-LAN Ethernet LAN
E-LINE Ethernet Line
EPL Ethernet Private Line
EP-LAN Ethernet Private LAN
ghép mật độ cao
Dịch vụ mạng LAN qua
Ethernet
Dịch vụ đường thuê bao
qua

Ethernet
Đường thuê kênh riêng
Ethernet
Mạn LAN riêng qua
mạng

Ethetnet
E-Tree Ethernet Tree Dịch vụ dạng cây qua Ethernet
EVC Ethernet Virtual Connection Đường kết nối ảo
Đường thuê kênh riêng ảo qua
EVPL Ethernet Virtual Private Line
EVP-LAN Ethernet Virtual Private LAN
mạng Ethernet
Mạng LAN riêng ảo qua
mạng

ethernet
FEC Forwarding Equivalence Class Tập hợp các gói vào mà có
cùng một nhãn ra


ISDN Integrated Services
Digital Network Công nghệ băng
hẹp
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế

LAN Local Area Network Mạng nội bộ
LSP
Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn
Bộ định tuyến chuyển mạch
LSR Label Switch Router 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
Bộ điều khiển cổng phương
MGC Media Gateway
Controller
tiện
MP2MP

PIR
Peak Information Rate Tốc độ truyền thông tối đa
PON Passive Optical Networks mạng quang thụ động
mạng chuyển mạch điện thoại
PSTN Public Switched Telephone Network
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

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 3.5: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ nút

64
Hình 3.6: Mô hình kết nội mạng MAN-E với mạng đường trục

67
Hình 3.7: Topo mạng MAN-E

69
Hình 3.8 Sơ đồ mạng MAN-E Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011

79
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE 78
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng, vượt bậc của các công
nghệ truy nhập băng rộng mới (xDSL, FTTx…) và các dịch vụ mới (VoIP, IPTV,
VoD…), đặc biệt là xu hướng tiến lên NGN của ác nhà khai thác Viễn thông:
Yêu cầu về băng thông kết nối tới các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN) ngày
càng cao, yêu cầu về cơ sở hạ tầng truyền tải phải đáp ứng các công nghệ mới của IP để
sẵn sàng cho các dịch vụ mới ngày càng tăng: multicast, end-to-end QoS, bandwitdh-on-
demand…, yêu cầu đáp ứng băng thông cung cấp trực tiếp theo nhu cầu của khách hàng
khách hàng (FE, GE), và các yêu cầu khác…
Tất cả các yêu cầu trên dẫn đến sự phát triển bùng nổ của mạng MAN trong các
thành phố, đặc biệt là mạng Ethernet-based MAN để truyền tải lưu lượng IP.
Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày càng cao và giá
thành ngày càng giảm. Tốc độ truyền dẫn từ 100Mbps dần được thay thế bằng tốc độ
Gbps. 10Gbps thậm chí 40Gbps. Việc này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử
dụng cồng nghệ Ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa hơn. Với công

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
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Tam, người đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
khoa CNTT Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo tại Viện Công nghệ Thông tin – Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá
trình học tập.
Cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các đồng nghiệp nôi tôi đang công tác: VNPT Thái
Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn của mình
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGN
1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN
1.1.1 Khái niệm
Mạng thế hệ sau (NGN) là mạng chuyển mạch gói có khả năng cung cấp các dịch

vụ viễn thông và tạo ra ứng dụng băng thông rộng, các công nghệ truyền tải đảm bảo
chất

lượng dịch vụ, trong đó các chức năng dịch vụ độc lập với các công nghệ truyền tải
liên

quan
NGN là mạng:
− Có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói.
− Triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng.
− Đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.
− Các hệ thống hỗ trợ có khả năng mềm dẻo, cho phép khách hàng sử dụng

thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở
đều có thể thực hiện liên kết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao
thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt
kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử
dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn nhiều khuyết điểm về
khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tuy
nhiên, chính tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện
bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. NGN là
nền tảng cho cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia .
Thứ tư: NGN mạng có dung lượng và tính thích ứng cao, đủ năng lực để đáp ứng
nhu cầu:
− Có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ đa phương tiện băng thông cao.
− Có khả năng thích ứng với các mạng đã tồn tại để tận dụng cơ sở hạ tầng mạng,
dịch vụ và khách hàng sẵn có.
1.2 CẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI
Hiện nay vẫn chưa có một khuyến nghị cụ thể nào của ITU về cấu trúc của NGN.

Có nhiều nhà viễn thông lớn trên thế giới đưa ra mô hình NGN như Alcatel, Ericsion,

Nortel, Lucent…
Từ những mô hình của các hãng, mô hình cấu trúc của NGN được chia ra làm bốn
lớp chức năng:
− 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

Giao diÖn më AP I
Líp truyÒn dÉn vµ
Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của NGN
1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập
Phần truy nhập:
- Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục
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.
M
ặt
p
h
ẳ
n

- Thành phần chính là Softswitch, còn gọi là MGC hay Call Agent,
- Các thành phần như cổng báo hiệu SG (Signaling Gateway), Server phương tiện
MS (Media server), FS, AS để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.
Các đặc điểm:
Hình 1.5: Các thành phần của Softswitch
- 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.
- 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.

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
nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. Vì vậy, phương thức này yêu cầu
kết 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 tin
chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì 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

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
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 tìm 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)