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
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] ........................................................................ 62
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
ISO International Standards Organisation Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
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
OTDM Optical Time Division Multiplexing Ghép quang theo thời gian
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 nỗ lực gấp
rút để thiệt lập nên các phương pháp xác định việc điều khiển và kết nối giữa
mạng WDM và IP.
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 khai,
2
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
các routing entry trở nên rất lớn, lên tới 110.000 bản ghi. Việc này làm chậm
quá trình xử lý của router, làm giảm tốc độ mạng.
- An ninh của mạng : với IPv4, đã có nhiều giải pháp khắc phục nhược điểm
như IPSec, DES, 3DES… nhưng các giải pháp này đều phải cài đặt thêm và
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.
- 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
4
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 các
chức năng mạng mới. Không giống như IPv4, phần lựa chọn địa chỉ có 40
byte thì với IPv6, phần mở rộng chỉ bị hạn chế bởi kích thước của gói tin
IPv6.
Có 3 loại địa chỉ IPv6. Đó là Unicast, Anycast và Multicast
• Địa chỉ Unicast xác định một giao diện đơn.
• Địa chỉ Anycast xác định một tập các giao diện sao cho một Packet gửi đến
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 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
6
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
Vấn đề chính của chúng ta là phải xác định xem những gì cần cho mạng và
những gì nên loại bỏ để làm cho truyền tải IP trên mạng WDM hiệu quả hơn. Trong
bối cảnh hiện nay, IPv6 là phiên bản hợp lý nhất để hiện thực hóa điều này, để
mạng tối ưu hơn. Mào đầu nhỏ và hiệu quả cao, không có chức năng kiểm tra lỗi
trong giao thức đó là ưu điểm của việc sử dụng IPv6. Điều này có nghĩa là yêu cầu
cơ bản đối với hạ tầng WDM là phân phối dung lượng truyền tải tin cậy, đó là một
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 mạch
8
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
đề nghị: IP/ATM/SDH over WDM, IP/SDH over WDM, v.v.v. Tuy nhiên việc quản
lý mạng theo các phương pháp trên gặp không ít khó khăn. Nguyên nhân chủ yếu
gây nên sự phức tạp trong quản lý chính là sự phân lớp theo truyền thống của giao
thức mạng. Các mạng truyền thống có rất nhiều lớp độc lâp, do đó có nhiều chức
9
năng chồng chéo nhau ở các lớp và thường xuyên có sự mâu thuẩn lẫn nhau. Vì vậy,
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.
Líp dÞch
vô/®Þnh
tuyÕn
Líp
truyÒn t¶i
IP
POS SDH
WDM
IP
Ethernet
GbE SDH
WDM
IP
MAPOS
WDM
SDL
RPR Ethernet SDH
SDH (VCnc)/LAPS
IP ATM
ATM
Cell Based SDH
WDM
ATM
IP ATM
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
• IP-MPLS/quang (Digital Wrapper -G.907)
• IP-GMPLS/quang
Cần biết rằng nguyên lý hoạt động của khung SDH (kỹ thuật ghép kênh
SDH) có thể ứng dụng trong các thiết bị độc lập hoặc được tích hợp trong thiết bị
khác mà có chung phần điều khiển với công nghệ khác. Đó là lý do người ta phân
thành hai giải pháp sử dụng khung SDH trong thiết bị độc lập và thiết bị tích hợp
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
STM1/ATM
interface
Hình 4: Biểu diễn kiến trúc mạng khả thi sử dụng IP/ATM/SDH over WDM.
Theo cách này, các gói IP được phân tách trong các tế bào ATM và được gán
vào các Kết nối ảo (VC) qua Card đường truyền SDH/ATM trong bộ định tuyến IP.
Tiếp đến các tế bào ATM được đóng trong khung SDH và được gửi tới chuyển
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.
• Mào đầu lớp vật lý ít hơn (khoảng 16 lần so với SDH)
15
Copyright: Tài liệu đại học ©