[Laptrinh.vn]-Chuyển mạch nhãn đa giao thức_MPLS_PHAM VAN DONG

Đại học Quốc gia Hà Nội - Trường Đại học Công nghệ

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước, những năm gần đây các ngành kinh tế quốc dân đều phát triển mạnh mẽ, và ngành công nghiệp viễn thông cũng không là ngoại lệ. Số người sử dụng các dịch vụ mạng tăng đáng kế, theo dự đoán con số này đang tăng theo hàm mũ. Ngày càng có nhiều các dịch vụ mới và chất lượng dịch vụ cũng được yêu cầu cao hơn. Đứng trước tình hình này, các vấn đề về mạng bắt đầu bộc lộ, các nhà cung cấp mạng và các nhà cung cấp dịch vụ cũng đã có nhiều nỗ lực để nâng cấp cũng như xây dựng hạ tầng mạng mới. Nhiều công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch đã được phát triển, trong số đó chúng ta phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS). MPLS đang được nghiên cứu áp dụng ở nhiều nước, tập đoàn BCVT Việt Nam cũng đã áp dụng công nghệ này cho mạng thế hệ kế tiếp NGN.

Đứng trước sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, việc tìm hiểu các vấn đề về công nghệ MPLS là vấn đề quan trọng đối với sinh viên. Nhận thức được điều đó, bản khoá luận tốt nghiệp “ Tìm hiểu khả năng ứng dụng công nghệ chuyển mạch đa giao thức nhãn MPLS trên mạng đường trục Việt Nam ” giới thiệu về quá trình phát triển dịch vụ cũng như công nghệ mạng dẫn tới MPLS, tìm hiểu các vấn đề kỹ thuật của công nghệ, và ứng dụng của công nghệ MPLS trong mạng thế hệ kế tiếp NGN của tập đoàn BCVT Việt Nam. Bố cục của bản khoá luận gồm 3 chương.

Chương 1 : Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

Chương 2 : Giới thiệu cấu trúc mạng đường trục Việt Nam Chương 3 : Ứng dụng MPLS trên mạng đường trục Việt Nam

Công nghệ MPLS là công nghệ tương đối mới mẻ, việc tìm hiểu về các vấn đề của công nghệ MPLS đòi hỏi phải có kiển thức sâu rộng, và lâu dài. Do vậy bản khoá luận tốt nghiệp không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn.

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Cảnh Tuấn người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành bản khoá luận tốt nghiệp này.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp đỡ em trong thời gian qua.

Khoá luận tốt nghiệp 1


Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân - những người đã giúp đỡ động viên tôi trong quá trình học tập.

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH

NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS)

1.1 Quá trình hình thành và phát triển

1.1.1 Các động lực ra đời của chuyển mạch nhãn

Trong những năm gần đây, mạng internet đã phát triển rất nhanh và

trở nên rất phổ biến. Internet đã trở thành một phương tiện thông tin rất

hiệu quả và tiện lợi phục vụ cho giáo dục, thương mại, giải trí, thông tin giũa

các cộng đồng, các tổ chức….. Hiện nay ngày càng phát triển các ứng dụng

mới cả trong thương mại và thị trường người tiêu dùng. Các ứng dụng mới

này được vận hành đòi hỏi băng thông rộng và các nhu cầu về dải thông

được đảm bảo trong mạng đường trục. Cùng với các dịch vụ truyền thống

được cung cấp qua internet thì các dịch vụ thoại và đa phương tiện đang

được sử dụng và phát triển. Và sự lựa chọn cho việc cung cấp là tích hợp

các dịch vụ đang được mong đợi. Tuy nhiên, tốc độ và giải thông của các

nhu cầu về các dịch vụ và ứng dụng này vượt quá hạ tầng internet hiện

nay.

Với giao thức định tuyến internet TCP/IP có khả năng định tuyến và

truyền gói hết sức mềm dẻo linh hoạt và rộng khắp toàn cầu. Nhưng IP

không đảm bảo chất lượng dịch vụ, tốc độ truyền tin theo yêu cầu, trong khi

đó công nghệ ATM có tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực và chất

lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước. Hơn nữa các dịch vụ thông tin thế

hệ sau được chia thành hai xu hướng phát triển đó là: Hoạt động kết nối

định hướng và hoạt động không kết nối. Hai xu hướng phát triển này dần

tiệm cận và hội tụ với nhau tiến tới ra đời công nghệ IP/ATM. Sự kết hợp IP

với ATM có thể là giả pháp kỳ vọng cho mạng viễn thông trong tương lai.

Sự ra đời của chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là tất yếu và

là giải pháp đáp ứng được nhu cầu đó, khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất

nhanh của mạng internet yêu cầu phải có giao thức mới đảm bảo chất

lượng dịch vụ theo yêu cầu đồng thời phải đơn giản và tốc độ xử lý phải rất

cao



Chuyển mạch nhãn đa giao thức là một giải pháp linh hoạt cho việc

giải quyết các vấn đề mà các mạng ngày nay đang phải đối mặt, đó là tốc

độ, khả năng mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) và kỹ

thuật lưu lượng. MPLS xuất hiện để đáp ứng các yêu cầu dịch vụ và quản

lý băng thông cho giao thức internet thế hệ sau dựa trên mạng đường trục

Tóm lại, chuyển mạch nhãn đa giao thức sẽ đóng vai trò quan trọng

trong việc định tuyến (dựa trên các thước đo QoS và chất lượng dịch vụ)

chuyển mạch, chuyển tiếp các gói tin qua mạng thế hệ sau cũng như giải

quyết các vấn đề liên quan tới khả năng mở rộng cấp độ và hoạt động với

các mạng Frame Relay và chế độ truyền tải không đồng bộ ATM hiện nay

để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử dụng mạng

1.1.2 Lịch sử phát triển của MPLS

Việc hình thành và phát triển công nghệ MPLS xuất phát từ nhu cầu

thực tế, được các nhà công nghiệp viễn thông thúc đẩy nhanh chóng. Sự

thành công và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường mà công nghệ này có

được là nhờ vào việc chuẩn hoá công nghệ. Quá trình hình thành và phát

triển công nghệ, những giải pháp ban đầu của hãng như Cisco, IBM,

Toshiba…. Những nỗ lực chuẩn hoá của tổ chức tiêu chuẩn IETF trong việc

ban hành về tiêu chuẩn MPLS….sẽ cung cấp cho chúng ta những nhận

định ban đầu về xu hướng phát triển MPLS.

MPLS được đề xuất đầu tiên do hãng Ipsilon một hãng rất nhỏ về

công nghệ thông tin trong triển lãm về công nghệ thông tin, viễn thông tại

Texas. Sau đó Cisco và hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố

các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau

nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn.

Thiết bị định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba năm 1994 là

tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu

ATM. Tổng đài của Ipsilon cũng là ma trận chuyển mạch ATM được điều

khiển bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP. Công nghệ chuyển mạch thẻ

của Cisco cũng tương tự nhưng có bổ xung thêm một vài kỹ thuật như lớp

chuyể tiếp tương đương FEC, giao thức phân phối nhãn. Đến năm 1998

nhóm nghiên cứu IETF đã tiến hành các công việc để đưa ra tiêu chuẩn và

khái niệm về chuyể mạch nhãn đa giao thức.

Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ

phát triển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới



đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Có rất nhiều công nghệ xây

dựng trên mạng IP

IP trên nền ATM (IPoA)

IP trên nền SDH/SONET (IPOS)

IP qua WDM

IP qua cáp quang

Mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Trong đó công nghệ ATM

được sử dụng rộng rãi trong các mạng IP đường trục có tốc độ cao và đảm

bảo được dịch vụ, điều khiển luồng và một số đặc tính khác mà các mạng

định tuyến truyền thống không có được, trong trường hợp đòi hỏi thời gian

thực cao thì IpoA là giải pháp tối ưu. MPLS được hình thành dựa trên kỹ

thuật đó.

MPLS thực hiện một số chức năng sau

Hỗ trợ các giải pháp mạng riêng ảo VPN

Định tuyến hiện (điều khiển lưu lượng)

Hỗ trợ cục bộ cho định tuyến IP trong các tổng đài chuyển

mạch ATM

Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ hai khái niệm: Tổng đài

chuyển mạch và bộ định tuyến.

Xét trên góc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giá

cả và chất lượng tổng đài chuyển mạch sẽ tốt hơn bộ định tuyến. Song bộ

định tuyến lại có khả năng định tuyến mềm dẻo mà tổng đài chuyển mạch

không có được. Do đó, chuyển mạch nhãn ra đời là sự kết hợp và kế thừa

các ưu điểm trên cũng như khắc phục những nhược điểm của cả tổng đài

và bộ định tuyến truyền thống.

1.1.3 Quá trình chuẩn hoá MPLS

Đối với công nghệ chuyển mạch mới, việc tiêu chuẩn hoá là một khía

cạnh quan trọng quyết định khả năng chiếm lĩnh thị trường nhanh

chóng của công nghệ đó. Các tiêu chuẩn liên quan đến IP và ATM đã

được xây dựng và hoàn thiện trong một thời gian tương đối dài. Các

tiêu chuẩn về MPLS chủ yếu được IETF phát triển và hoàn thiện

ITEF hoàn thiện tiêu chuẩn MPLS và đưa ra các tài liệu RFC trong

năm 1999.

Sau năm 1999 liên tục ban hành các tiêu chuẩn MPLS như về quản

lý, bảo mật, tính tương thích với các công nghệ khác



Như vậy có thể thấy rằng MPLS đã phát triển nhanh chóng và hiệu

quả. Điều này cũng chứng minh những yêu cầu cấp bách trong công nghiệp

cho một công nghệ mới. Hầu hết các tiêu chuẩn MPLS hiện tại đã được ban

hành dưới dạng RFC. Sau khi toàn bộ các RFC được hoàn thiện, chúng sẽ

được tập hợp lại để xây dựng một hệ thống tiêu chuẩn MPLS

1.1.4 Nhóm làm việc MPLS trong IETF

MPLS là một nhóm làm việc IETF cung cấp các bản phác thảo về

định tuyến, gửi chuyển tiếp và chuyển mạch các luồng lưu lượng qua mạng

sử dụng MPLS. Nhóm có chức năng sau

Xác định cơ chế quản lý luồng lưu lượng của các phần tử khác nhau,

như các luồng lưu lượng giữa các phần cứng, các máy móc khác

nhau hoặc thậm chí là các luồng lưu lượng giữa các ứng dụng khác

nhau.

Duy trì độc lập của các giao thức lớp 2 và lớp 3

Cung cấp các phương tiện để sắp xếp các địa chỉ ip thành các nhãn

có độ dài cố định và đơn giản được các công nghệ gửi chuyển tiếp

gói tin và chuyển mạch gói sử dụng.

Giao diện với các giao thức định tuyến có sẵn như RSVP và OSPF….

Hỗ trợ IP, ATM và các giao thức lớp 2 Frame-Relay

Trong MPLS, việc truyền dữ liệu thực hiện theo các đường chuyển

mạch nhãn (LSP). Các đường chuyển mạch nhãn là dãy các nhãn tại mỗi

nút và tại tất cả các nút dọc theo tuyến từ nguồn tới đích. LSP được thiết

lập hoặc là trước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi tìm luồng dữ liệu. Các

nhãn được phân phối sử dụng giao thức LDP hoặc RSVP hoặc dựa trên

giao thức định tuyến như BGP và OSPF. Mỗi gói dữ liệu nén và mang các

nhãn trong quá trình đi từ nguồn tới đích. Chuyển mạch tốc độ cao có thể

chấp nhận được vì các nhãn với độ dài cố định được chèn vào vị trí đầu

của gói tin hoặc tế bào và có thể được phần cứng sử dụng dể chuyển mạch

các gói tin một các nhanh chóng giữa các đường liên kết.

Nhóm làm việc MPLS chịu trách nhiệm chuẩn hoá các công nghệ cơ

sở cho sử dụng chuyển mạch nhãn và cho việc thi hành các đường chuyển

mạch nhãn và cho việc thi hành các đường mạch nhãn trên các loại công

nghệ lớp liên kết, như Frame Relay, ATM và công nghệ LAN (Etherbet,

Token Ring,…). Nó bao gồm các thủ tục và các giao thức cho việc phân

phối nhãn giữa các bộ định tuyến, xem xét về đóng gói và multicast.



Các mục tiêu khởi đầu của nhóm làm việc đã gần như hoàn thành.

Cụ thể, nó đã xây dựng một số các RFC định nghĩa giao thức phân phối

nhãn cơ sở (LDP), kiến trúc MPLS cơ sở và đóng gói tin, các định nghĩa

cho việc chạy MPLS qua các đường liên kết ATM, Frame-Relay.

Các mục tiêu gần đây của nhóm làm việc

Hoàn thành các chỉ mục còn tồn tại

Phát triển các mục tiêu chuẩn đề nghị của nhóm làm việc MPLS

thành các bản Dratf Standard bao gồm: LDP, CD-LDP và các tiêu

chuẩn kỹ thuật RSVP-TE cũng như vấn đề đóng gói.

Định rõ các mở rộng phù hợp với LDP và RSVP cho việc xác nhận

LSP nguồn.

Hoàn thành các công việc trên MPLS-TE MIB.

Xác định các cơ chế chấp nhận lối cải tiến cho LDP.

Xác định các cơ chế phục hồi MPLS cho phép một đường chuyển

mạch nhãn có thể được sử dụng như là một bản dự trữ cho một tập

các đường chuyển mạch nhãn khác bao gồm các trường hợp cho

phép sửa cục bộ

Cung cấp tài liệu về các phương thức đóng gói MPLS mở rộng cho

phép hoạt động trên các đường chuyển mạch nhãn trên các công

nghệ lớp thấp hơn, như phân chia theo thời gian ( Sonet ADM ) độ

dài bước sóng và chuyển mạch không gian.

1.2 Các thành phần của MPLS: [1], [2], [4].

1.2.1. Khái quát MPLS

Khi một gói tin tuân theo các phương thức lớp mạng connectionless

từ một bộ định tuyến đến bộ định tuyến tiếp theo, mối bộ định tuyến phải

đưa ra một quyết định gửi chuyển tiếp độc lập gói tin đó. Do đó, mỗi bộ định

tuyến phân tích mào đầu gói tin và mỗi bộ định tuyến sẽ chạy các thuật toán

định tuyến lớp mạng. Mỗi bộ định tuyến lưa chọn Hop tiếp theo cho gói tin

một cách hoàn toàn độc lập dựa trên những phân tích củ nó về mào đầu gói

tin và kết quả cuả việc chạy thuật toán định tuyến.

Các mào đầu gói tin chứa đựng nhiều thông tin hơn là thông tin cần

thiết để lựa chọn Hop tiếp theo. Lựa chọn Hop tiếp theo có thể xem là sự

cấu thành của hai chức năng. Chức năng thứ nhất chia toàn bộ gói tin vào

các tập lớp chuyển tiếp tương đương FEC ( Forwarding Equivalence Clas ).

Chức năng thứ hai là xắp xếp mỗi FEC cho một Hop tiếp theo. Khi quyết

định gửi chuyển tiếp được đưa ra, với các gói tin được xắp xếp vào cùng



một FEC là giống nhau. Tất cả các gói tin trong cùng một FEC cụ thể và

xuất phát từ một nút cụ thể sẽ đi theo cùng một tuyến đường hoặc theo một

tập các tuyến đường liên kết với FEC đó.

Trong gửi chuyển tiếp IP truyền thống, một bộ định tuyến cụ thể sẽ

đưa hai gói tin vào cùng một FEC nếu như một vài tiền tố địa chỉ X trong

bảng định tuyến của bộ định tuyến phù hợp với địa chỉ đích của gói tin. Khi

gói tin truyền qua mạng, mỗi Hop lần lượt kiểm tra lại gói tin và ấn định nó

vào một FEC.

Trong MPLS, việc ấn định một gói tin cụ thể vào một FEC được thực

hiện một lần khi gói tin đi vào mạng. FEC mà gói tin được ấn định mã hoá

thành một giá trị có độ dài cố định được gọi là nhãn. Khi một gói tin được

chuyển tiếp tới Hop tiếp theo của nó, nhãn được gửi theo gói tin, như vậy

các gói tin dán nhãn trước khi chúng được gửi chuyển tiếp.

Tại các Hop phía sau, không có những phân tích sâu hơn về mào

đầu lớp mạng. Đúng hơn là nhãn được sử dụng như chỉ số trong bảng mà

nó xác định Hop tiếp theo và nhãn mới. Nhãn cũ được thay thế bằng một

nhãn mới và gói tin được gửi tới Hop tiếp theo.

Trong mô hình gửi chuyển tiếp MPLS, khi một gói tin được ấn định

vào một FEC thì không có bất cứ một phân tích mào đầu nào được các bộ

định tuyến phía sau thực hiện. Tất cả công việc gửi chuyển tiếp được điều

khiển bằng các nhãn. điều này có một số các ưu điểm so với việc gửi

chuyển tiếp lớp mạng truyền thống.

Việc gửi chuyển tiếp có thể được thực hiện bằng các tổng đài có khả

năng tìm kiếm và thay thế nhãn, nhưng không có khả năng phân tích mào

đầu lớp mạng hoặc không có khả năng phân tích mào đầu lớp mạng tại một

tốc độ xác định.

Kể từ lúc gói tin được ấn định vào một FEC khi nó đi vào mạng, bộ

định tuyến đầu vào có thể sử dụng bất cứ thông tin nào mà nó có về gói tin

cho dù các thông tin đó không thể lấy được từ mào đầu lớp mạng trong khi

quyết định việc ấn định. Ví dụ, các gói tin tới các cổng khác nhau có thể

được ấn định cho các FEC khác nhau. Trong khi đó việc gửi chuyển tiếp

truyền thống có thể chỉ xem xét đến thông tin được mang theo cùng với gói

tin trong mào đầu gói tin.

Một gói tin đi vào mạng tại bộ định tuyến cụ thể có thể được dán

nhãn khác với một gói tin tương tự nhưng đi vào mạng tại một bộ định

tuyến khác, kết quả là các quyết định gửi chuyển tiếp phụ thuộc vào bộ định



tuyến nối vào. Điều này không thể thực hiện được trong việc gửi chuyển

tiếp truyền thống, khi mà bộ định tuyến lối vào của gói tin không được mang

theo gói tin.

Những yếu tố quyết định xem liệu gói tin được ấn định cho một FEC

như thế nào có thể trở nên ngày càng phức tạp, nếu không có bất cứ một

tác động nào vào các bộ định tuyến chỉ đơn thuần là gửi chuyển tiếp các

gói tin dán nhãn.

Đôi khi chúng ta muốn bắt gói tin đi theo một tuyến đường xác định

đã được chọn trước hoặc tại thời điểm gói tin đi vào mạng hơn là tuyến

đường được lựa chọn bằng thuật toán định tuyến động khi gói tin qua

mạng. Điều này có thể được thực hiện như là vấn đề về chính sách hoặc

để hỗ trợ điều khiển lưu lượng. Trong gửi chuyển tiếp truyền thống, điều

này đòi hỏi gói tin mang bộ mã về tuyến đường của nó đi theo. Trong

MPLS, một nhãn có thể được sử dụng để đại diện cho một tuyến đường

không cần phải mang theo gói tin.

Một vài bộ định tuyến phân tích mào đầu lớp mạng của gói tin không

phải đơn thuần chỉ để kựa chọn Hop tiếp theo mà còn để quyết định quyền

ưu tiên của gói tin. Sau đó chúng ta có thể áp dụng các ngưỡng loại bỏ

hoặc các lịch trình khác nhau cho các gói tin khác nhau. MPLS cho phép

nhưng không yêu cầu quyền ưu tiên có thể được xác định hoàn toàn hoặc

một phần từ nhãn

MPLS là chuyển mạch nhãn đa giao thức, đa giao thức ở đây có

nghĩa là các công nghệ của nó có thể áp dụng trong bất cứ giao thức lớp

mạng nào như IP, IPX…

1.2.2 Các khái niệm cơ bản của mạng MPLS

1.2.2.1 Nhãn (Lable):

Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc

bên trong. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng

như địa chỉ mạng. Nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho

một FEC (Forwarding Equivalence Classes: Nhóm chuyển tiếp tương

đương) mà gói tin được ấn định.

Thường thì một gói tin được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một

phần) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng của nó. Tuy nhiên nhãn không phải là

mã hoá của địa chỉ đó.

Nhãn trong dạng đơn giản nhất xác định đường đi mà gói tin có thể

truyền qua. Nhãn được mang hay được đóng gói trong tiêu đề lớp 2 cùng



với gói tin. Bộ định tuyến kiểm tra các gói tin qua nội dung nhãn để xác định

các bước chuyển kế tiếp. Khi gói tin được gán nhãn, các chặng đường còn

lại của gói tin thông qua mạng đường trục dựa trên chuyển mạch nhãn. Giá

trị nhãn chỉ có ý nghĩa cục bộ nghĩa là chúng chỉ liên quan đến các bước

chuyển tiếp giữa các LSR.

Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương thức truyền tin mà gói tin

được đóng gói.

Kiểu khung (Frame mode): Kiểu khung là thuật ngữ khi chuyển tiếp

một gói nhãn gán trước tiêu đề lớp ba. Một nhãn được mã hoá với 20 bỉt,

nghĩa là có thể có 2 mũ 20 giá trị khác nhau. Một gói có nhiều nhãn gọi là

chồng nhãn (Lable stack). Ở mỗi chặng trong mạng chỉ có một nhãn bên

ngoài được xem xét

LABLE EXP S TTL STACK

LABLE=20 bits

EXP (EXPERIMENTAL)=3 bits

S (BOTTOM OF STACK)=1 bit

TTL (TIME TO LIVE)=8 bits

Trong đó:

EXP: dành cho thực nghiệm. Khi các gói tin xếp hàng có

thể dùng các bít này tương tự như các bit IP ưu tiên (IP Precedence)

S: là bít cuối chồng . Nhãn cuối chồng bit này được thiết

lập lên 1,các nhãn khác có giá trị bít này là 0.

TTL: thời gian sống là bản sao của IP TTL. Giá trị của nó

được giảm tại mỗi chặng để tránh lặp như IP. Thường dùng khi

người điều hành mạng muốn che dấu cấu hình mạng bên dưới khi

tìm đường từ mạng bên ngoài.

Kiểu tế bào (Cell mode): Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm

các ATM LSR dùng trong mặt phẳng điều khiển để trao đổi thông tin

VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu ATM. Trong kiểu tế bào, nhãn là trường

VPI/VCI của tế bào. Sau khi trao đổi nhãn trong mặt phẳng điều khiển, ở

mặt phẳng chuyển tiếp, router cổng vào phân tách gói thành các tế bào

ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt phẳng điều

khiển và truyền tế bào đi. Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như



chuyển mạch ATM-chúng chuyển tiếp một tế bào dựa trên VPI/VCI vào và

thông tin cổng ra tương ứng. Cuối cùng, router cổng ra sắp xếp các tế bào

thành một gói.

Kiểu khung PPP hoặc Ethernet, giá trị nhận dạng giao thức P-ID

(hoặc Ethernet type) được chèn vào mào đầu khung tương ứng để thông

báo khung là MPLS đơn hướng hay đa hướng.

Hình 1.1: Lớp liên kết dữ liệu là ATM

Hình 1.2: Lớp liên kết dữ liệu Frame-relay



Hình 1.3: Nhãn trong Shim-giữa lớp 2 và lớp 3

1.2.2.2 Ngăn xếp nhãn (Lable stack):

Là một tập hợp thứ tự các nhãn gán theo gói để chuyển tải thông tin

về nhiều FEC và về các LSP tương ứng mà gói đi qua. Ngăn xếp nhãn cho

phép MPLS hỗ trợ định tuyến phân cấp (một nhãn cho EGP và một nhãn

cho IGP) và tổ chức đa LSP trong một trung kế LSP. Điều này tạo điều kiện

thuận lợi cho chế độ hoạt động đường hầm

1.2.2.3 Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn:

Chứa thông tin về nhãn vào, nhãn ra, giao diện vào, giao diện ra.

1.2.2.4 Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ( LSR-Lable Switching

Router ):

Là thiết bị chuyển mạch hay thiết bị định tuyến sử dụng trong mạng

MPLS để chuyển các gói tin bằng thủ tục phân phối nhãn. Có một số lạo

LSR như LSR, LSR-ATM….

1.2.2.5 Lớp chuyển tiếp tương đương ( FEC-Forward Equivalence

Class ):

FEC là một nhóm các gói, nhóm các gói này chia sẻ cùng yêu cầu

trong sự chuyển tiếp chúng qua mạng. Tất cả các gói trong một nhóm như

vậy được cung cấp cùng cách chọn đường tới đích. Khác với chuyển tiếp

IP truyền thống, trong MPLS việc gán một gói cụ thể vào một FEC cụ thể

chỉ được thực hiện một lần khi các gói vào trong mạng. MPLS không ra

quyết định chuyển tiếp với mỗi datagram lớp 3 mà sử dụng khái niệm FEC.

FEC phụ thuộc vào một số các yếu tố, ít nhất là phụ thuộc vào địa chỉ IP và



có thể là phụ thuộc cả vào kiểu lưu lượng trong datagram (thoại, dữ liệu,

fax…). Sau đó dựa trên FEC, nhãn được thoả thuận giữa các LSR lân cận

từ lối vào tới lối ra trong một vùng định tuyến. Mỗi LSR xây dựng một bảng

để xác định xem một gói phải được chuyển tiếp như thế nào. Bảng này

được gọi là cơ sở thông tin nhãn (LIB: Label Information Base), nó là tổ hợp

các ràng buộc FEC với nhãn (FEC-to-label). Và nhãn lại được sử dụng để

chuyển tiếp lưu lượng qua mạng.

1.2.2.6 Cơ sở thông tin nhãn ( LIB-Lable Information Base ):

Là bảng kết nối trong LSR có chứa giá trị nhãn/ FEC được gán vào

cổng ra cũng như thông tin về đóng gói dữ liệu truyền tin để xác định

phương thức một gói tin được chuyển tiếp.

1.2.2.7 Tuyến chuyển mạch nhãn ( LSP-Lable Switching Path ):

Là tuyến tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để

chuyển tiếp gói của một FEC nào đó sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn. Các

tuyến chuyển mạch nhãn chứa một chuỗi các nhãn tại tất cả các nút dọc

theo tuyến từ nguồn tới đích. LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu

hoặc trong khi xác định luồng dữ liệu nào đó. Các nhãn được phân phối

bằng các giao thức như LDP, RSVP. Mỗi gói dữ liệu được đóng gói lại và

mang các nhãn trong suốt thời gian di chuyển từ nguồn tới đích. Chuyển

mạch dữ liệu tốc độ cao hoàn toàn có thể thực hiện dựa theo phương pháp

này, vì các nhãn có độ dài cố định được chèn vào phần đầu của gói tin

hoặc tế bào và có thể được sử dụng bởi phần cứng để chuyển mạch nhanh

các gói giữa các liên kết.

1.2.2.8 Gói tin dán nhãn:

Gói tin dán nhãn là gói tin mà nhãn được mã hóa trong đó. Trong một

số trường hợp, nhãn nằm trong mào đầu của gói tin dành riêng cho mục

đích dán nhãn. Trong các trường hợp khác, nhãn có thể được đặt chung

vào trong mào đầu lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu miễn là ở đây có thể

dùng được cho mục đích dán nhãn. Công nghệ mã hoá được sử dụng phải

phù hợp với cả thực thể mã hoá và thực thể giải mã nhãn.

1.2.2.9 Ấn định và phân phối nhãn:

Trong mạng MPLS, quyết định để kết hợp một nhãn L cụ thể với một

FEC F cụ thể là do LSR phía trước thực hiện. LSR phía trước sau khi kết

hợp sữ thông báo với LSR phía sau về sự kết hợp đó. Do vậy, các nhãn



được LSR phía trước ấn định và các kết hợp nhãn được phân phối theo

hướng từ LSR phía trước tới LSR phía sau.

1.2.2.10 Cơ cấu báo hiệu

Yêu cầu nhãn: Một LSR yêu cầu một nhãn từ dòng xuống lân cận

nên nó có thể liên kết đến FEC xác định. Cơ cấu này có thể dùng để

truyền đến các LSR tiếp theo cho đến LER lối ra.

Đáp ứng nhãn: Để đáp ứng một yêu cầu nhãn, LSR luồng xuống sẽ

gửi một nhãn đến các bộ khởi động luồng lên sử dụng cơ cấu ánh xạ

nhãn.

Hình 1.4: Cơ cấu báo hiệu



1.2.3 Các thành phần cơ bản của mạng MPLS

Hình 1.5: Mô hình mạng MPLS

Mạng MPLS bao gồm nhiều nút có chức năng định tuyến và chuyển

tiếp nối với nhau. Mỗi nút tương ứng với một thiết bị LSR ( Lable Switching

Router)

Mạng MPLS có thể được chia thành hai miền là miền lõi MPLS ( MPLS core

) và miền biên MPLS ( MPLS Edge ).Tương ứng với mỗi miền ta có thiết bị

tương đương:

- Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ( Lable Switching router-LSR ): Là

thành phần quan trọng nhất trong mạng MPLS, nó là bộ định tuyến tốc độ

cao trong mạng lõi MPLS tham gia vào việc thiết lập đường chuyển mạch

nhãn LSP sử dụng các giao thức báo hiệu nhãn thích hợp và chuyển các

gói dữ liệu trong phạm vi mạng MPLS dựa trên các tuyến đã thiết lập bằng

các thủ tục phân phối nhãn.

- ATM-LSR: Là các tổng đài ATM có thể thực hiện các chức năng

như LSR. Các ATM-LSR thực hiện chức năng định tuyến gói IP, gán nhãn

trong mảng điều khiển và chuyển tiếp số liệu theo cơ chế chuyển mạch tế

bào ATM trong mảng số liệu. Có thể sử dụng giao thức MPLS trong mảng



điều khiển để thiết lập kênh ảo ATM, chuyển tiếp tế bào đến nút ATM-LSR

tiếp theo. Do đó, các tổng đài ATM có thể nâng cấp phần mềm để thực hiện

chức năng của LSR.

- Bộ định tuyến biên nhãn ( Lable Edge Router-LER ): Là thiết bị hoạt

động tại biên của mạng truy nhập và mạng MPLS. LER hỗ trợ nhiều cổng

kết nối từ những mạng khác như Frame-Relay, ATM, Ethernet. Nó tiếp

nhận hay gửi đi các gói tin đến hay đi từ các mạng khác đó tới mạng MPLS

sau khi thiết lập đường chuyển mạch nhãn. LER có vai trò rất quan trọng

trong việc gán và tách nhãn khi gói tin đi vào hay đi ra khỏi mạng MPLS.

Các LER này có thể là bộ định tuyến lối vào (Ingress Router ) hoặc là bộ

định tuyến lối ra (Egress Router ).

- Bộ định tuyến biên lối vào nhận gói tin IP, kiểm tra lại lớp 3 và đặt

vào ngăn xếp nhãn trước khi gửi gói tin vào mạng LSR.

- Bộ định tuyến biên lối ra nhận gói tin có nhãn, loại bỏ nhãn kiểm tra

lại lớp 3 và chuyển tiếp gói tin IP đến nút tiếp theo.

ATM-LSR biên:

- Nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn phân vào các tế bào ATM và

chuyển tiếp các tế bào đến nút tiếp theo.

Nhận các tế bào ATM từ ATM-LSR cận kề tái tạo các gói từ các té

bào ATM và chuyển tiếp gói có nhãn hoặc không có nhãn.

Phân biệt chuyển mạch nhãn và chuyển mạch thông thường

Có ba điểm phân biệt quan trọng giữa chuyển mạch nhãn và định

tuyến gói tin IP thông thường:

Định tuyến thông

thường

Chuyển mạch nhãn

Phân tích mào đầu IP Tồn tại ở mọi nút mạng Chỉ tồn tại nút biên

Hỗ trợ unicast và

multicast

Yêu cầu nhiều thuật

toán chuyển tiếp

Yêu cầu một thuật

toán chuyển tiếp

Thông số định tuyến Dựa vào địa chỉ IP Có thể dựa vào thông

số bất kỳ như chất

lượng dịch vụ, mạng

riêng ảo…

1.3 Các giao thức cơ bản của MPLS



Mạng MPLS không bắt buộc một phương thức báo hiệu đơn nào cho

việc phân phối nhãn. Các giao thức định tuyến như BGP ( giao thức cổng

biên ) có thể dùng giao thức dành trước tài nguyên RSVP mở rộng để hỗ

trợ trao đổi nhãn. Nhưng IETF cũng xác định một giao thức mới được biết

đến như giao thức phân phối nhãn –LDP ( Lable Distribution Protocol ) để

làm rõ hơn về báo hiệu và quản lý không gian nhãn. Sự mở rộng của giao

thức LDP cơ sở cũng được xác định để hỗ trợ định tuyến liên vùng dựa trên

các yêu cầu về QoS. Những mở rộng này cũng được áp dụng trong việc

xác định giao thức định tuyến ràng buộc ( CR-LDP ). Các giao thức hỗ trợ

trao đổi nhãn như sau:

LDP: chỉ ra các đích IP vào trong các bảng.

RSVP, CR-LDP sử dụng cho kỹ thuật lưu lượng và dành trước tài

nguyên.

1.3.1 Giao thức phân phối nhãn ( LDP )

Giao thức phân phối nhãn được nhóm nghiên cứu MPLS của IETF

xây dựng và ban hành có tên là RFC 3036. Phiên bản mới nhất được công

bố năm 2001 đưa ra những định nghĩa và nguyên tắc hoạt động của giao

thức LDP.

Giao thức phân phối nhãn được sử dụng trong quá trình gán nhãn

cho các gói tin. Giao thức LDP là giao thức điều khiển tách biệt được các

LSR sử dụng để trao đổi và điều phối quá trình gián nhãn/ FEC. Giao thức

này là một tập hợp thủ tục trao đổi các nhãn bản tin cho phép các LSR sử

dụng giá trị nhãn thuộc FEC nhất định để truyền gói tin.

Một kết nối TCP được thiết lập giữa các LSR đồng cấp để đảm bảo

các bản tin LDP được truyền theo đúng thứ tự. Các bản tin LDP có thể xuất

phát từ bất kỳ một LSR (điều khiển đường chuyển mạch LSP độc lập ) hay

từ LSR biên lối ra (điều khiển LSP theo lệnh ) và chuyển từ LSR phía trước

đến LSR phía sau cận kề

Việc trao đổi các bản tin LDP có thể được khởi phát bởi sự xuất hiện

của luồng số liệu đặc biệt, bản tin lập dự trữ RSVP hay cập nhật thông tin

định tuyến. Khi một cặp LSR đã trao đổi bản tin LDP cho một FEC nhất định

thì một đường chuyển mạch LSP từ đầu vào đến đầu ra được thiết lập sau

khi mỗi LSR ghép nhãn đầu vào nới đầu ra tương ứng trong LIB của nó.

Phát hiện LSR lân cận: Thủ tục LSR lân cận của LDP chạy trên UDP

và thực hiện như sau (minh hoạ hình vẽ dư ới ).



Một LSR định kỳ gửi bản tin Hello tới tất cả giao diện của nó.

Những bản tin này được gửi trên UDP, với địa chỉ multicast của tất

cả router trên mạng con.

Tất cả các LSR tiếp nhận bản tin Hello này trên cổng UDP. Như vậy,

tại một thời điểm nào đó LSR sẽ biết được tất cả các LSR khác mà nó

có kết nối trực tiếp.

Khi LSR nhận biết được địa chỉ của LSR khác bằng cơ chế này thì

nó sẽ thiết lập kết nối TCP đến LSR đó.

Khi đó phiên LDP được thiết lập giữa 2 LSR. Phiên LDP là phiên hai

chiều có nghĩa là mỗi LSR ở hai đầu kết nối đều có thể yêu cầu và gửi

ràng buộc nhãn.

Trong trường hợp các LSR không kết nối trực tiếp trong một mạng

con, người ta sử dụng một cơ chế bổ sung như sau:

LSR định kỳ gửi bản tin Hello trên UDP đến địa điạ chỉ IP đã được

khai báo khi lập cấu hình. Phía nhận bản tin này có thể trả lời lại

bằng bản tin HELLO khác truyền ngược lại đến LSR gửi và việc

thiết lập các phiên LDP được thực hiện như trên.

Hình 1.7: Thủ tục phát hiện LSR lân cận



Thông thường trường hợp này hay được áp dụng khi giữa hai LSR

có một đường LSP cho điều khiển lưu lượng và nó yêu cầu phải gửi các gói

có nhãn qua đường LSP đó.

Các bản tin LDP

Tiêu đề bản tin LDP

Mỗi một bản tin LDP được gọi là đơn vị dữ liệu giao thức PDU, được

bắt đầu bằng tiêu đề bản tin và sau đó là các bản tin LDP như đã trình bày

trên đây. Hình 2.21 chỉ ra các trường chức năng của tiêu đề LDP và các

trường này thực hiện các chức năng sau:

Phiên bản: Số phiên bản của giao thức, hiện tại là phiên bản 1.

Độ dài PDU: Tổng độ dài của PDU tính theo octet, không tính

trường phiên bản và trường độ dài.

Nhận dạng LDP: Nhận dạng không gian nhãn của LSR gửi bản tin

này. Bốn octet đầu tiên chứa địa chỉ IP được gán cho LSR: nhận

dạng bộ định tuyến. Hai octet cuối nhận dạng không gian nhãn bên

trong LSR.Với LSR có không gian nhãn lớn, trường này có giá trị

bằng 0.

.

Hình 1.8: Tiêu đề LDP

Mã hoá TLV

LDP sử dụng lược đồ mã hoá kiểu-độ dài-giá trị để mã hoá các thông

tin mang trong bản tin LDP. Như chỉ ra trên hình 2.22, LDP TVL được mã

hoá thành một trường 2 octet trong đó sử dụng 14 bít để xác định kiểu, và 2

bit xác định cách hành động cho trường hợp LSR không nhận ra được kiểu;

2 octet tiếp theo xác định trường độ dài và trường giá trị có độ dài thay đổi.

Trường kiểu qui định các mà trường giá trị được dịch.

Trường độ dài xác định độ dài của trường giá trị.



Trường giá trị có thể chứa các TLV khác.

Hình 1.9: Mã hoá TLV

Dựa trên bản tin nhận được, khi bit U có giá trị 0, LSR sẽ gửi thông

báo ngược lại nơi gửi và toàn bộ bản tin sẽ được bỏ qua. Nếu U có giá trị 1,

LSR sẽ bỏ qua bản tin chưa biết kiểu đó mà không gửi thông báo lại phía

gủi và phần còn lại của bản tin vẫn được xử lý như thể là bản tin chưa biết

kiểu này không tồn tại.

Bit F chỉ được sử dụng khi bit U = 1 và bản tin LDP chứa bản tin

chưa biết kiểu này được truyền đi. Nếu bít F bằng 0 thì bản tin chưa biết

kiểu sẽ không chuyển đi cùng bản tin LDP chứa nó và nếu bit F=1 thì bản

tin chưa biết kiểu sẽ chuyển đi cùng bản tin LDP chứa nó.

Các khuôn dạng và chức năng của các TLV. Trong phạm vi đồ án

này xin phép không nói đến.

Khuôn dạng bản tin LDP

Tất cả các bản tin LDP có khuôn dạng sau:

Hình 1.10: Khuôn dạng các bản tin LDP

Bit U: bit bản tin chưa biết. Nếu bit này bằng 1 thì nó không thể

được thông dịch bởi phía nhận, lúc đó bản tin bị bỏ qua mà không

có phản hồi.


ID bản tin

Thông số bắt buộc

Thông số tuỳ chọn

U Kiểu bản tin Độ dài bản tin


Kiểu bản tin: Chỉ ra kiểu bản tin là gì.

Chiều dài bản tin: Chỉ ra chiều dài của các phần nhận dạng bản

tin, các thông số bắt buộc, và các thông số tuỳ chọn.

Nhận dạng bản tin: là một số nhận dạng duy nhất bản tin. Trường

này có thể được sử dụng để kết hợp các bản tin Thông báo với

một bản tin khác.

Thông số bắt buộc, và Thông số tuỳ chọn tuỳ thuộc vào từng

bản tin LDP.

Về mặt nguyên lý, mọi thứ xuất hiện trong bản tin LDP có thể được

mã hoá theo TLV, nhưng các đặc tả LDP không phải luôn luôn sử dụng

lược đồ TLV. Nó không được sử dụng khi nó không cần thiết và sự sử dụng

của nó sẽ gây lãng phí không gian. Chẳng hạn không cần thiết phải sử

dụng khuôn dạng TLV nếu chiều dài của giá trị là cố định hay kiểu của giá

trị được biết và không phải chỉ định một nhận dạng kiểu

Các bản tin và chức năng của bản tin trong LDP:

Bao gồm 11 bản tin LDP :

Bản tin Notification.

Bản tin Hello.

Bản tin Initialization.

Bản tin KeepAlive.

Bản tin Address.

Bản tin Address Withdraw.

Bản tin Lable Mapping.

Bản tin Lable Request.

Bản tin Lable Abort Request

Bản tin Lable Withdraw.

bản tin Lable Release.

1-Bản tin thông báo ( Notification Message ): Bản tin này được sử

dụng bởi một LSR để thông báo với các LSR đồng cấp khác về trạng

thái mạng là đang trong điều kiện bình thường hay bị lỗi. Khi LSR nhận

được một bản tin thông báo về một lỗi, nó sẽ ngắt phiên truyền ngay

lập tức bằng việc đóng phiên kết nối TCP lại và xoá bỏ các trạng thái

liên quan đến phiên truyền này. Ví dụ về lỗi: hỏng sự khởi động phiên

LSP, các bản tin xấu….



2-Bản tin Hello: Bản tin này dùng để trao đổi giữa 2 LDP đồng cấp.

3-Bản tin Initilization: Các bản tin thuộc loại này được gửi khi bắt đầu

một phiên LDP giữa 2 LSR để trao đổi các tham số, các đại lượng tuỳ

chọn cho phiên. Các tham số này bao gồm:

Chế độ phân phối nhãn

Các giá trị định thời

Phạm vi các nhãn sử dụng trong kênh giữa 2 LSR đó

Cả hai LSR đều có thể gửi các bản tin Initilization và LSR nhận sẽ

nhận trả lời bằng Keep Alive nếu các tham số được chấp nhận. Nếu có một

tham số nào đó không được chấp nhận thì LSR trả lời thông báo và phiên

kết thúc.

4-Bản tin Keep Alive: Bản tin này dùng để trao đổi giữa các thực thể

đồng cấp để giám sát tính ổn định và liên tục của việc hỗ trợ của một kết nối

TCP trong một phiên LDP. Các bản tin này được gửi định kỳ không có bản

tin nào được gửi để đảm bảo cho mỗi thành phần LDP biết rằng thành phần

LDP khác đang hoạt động tốt. Trong trường hợp không xuất hiện bản tin

Keep Alive hay một số bản tin khác của LDP trong khoảng thời gian nhất

định thì LSR sẽ cho rằng kết nối bị hỏng và phiên truyền sẽ bị dừng

5-Bản tin Address: Bản tin này được gửi đi bởi một LSR tới các LDP

đồng cấp để thông báo các địa chỉ giao diện của nó. Một LSR khác nhận

bản tin mang địa chỉ này để duy trì cơ sở dữ liệu để ánh xạ trường nhận

dạng và các địa chỉ chặng tiếp theo giữa các LDP đồng cấp.

6-Bản tin Address Withdraw ( Bản tin huỷ bỏ địa chỉ ): Bản tin này

dùng để xoá địa chỉ đã được thông báo trước đó. Danh sách địa chỉ LTV

chứa một loạt các địa chỉ đang được yêu cầu cần xoá bỏ bởi LSR.

7-Bản tin Lable Mapping ( Bản tin ánh xạ nhãn ): Các bản tin ánh

xạ nhãn được sử dụng để quảng bá liên kết giữa FEC ( tiền tố địa chỉ ) và

nhãn giữa các thực thể đồng cấp. Bản tin này được sử dụng khi có sự thay

đổi trong bảng định tuyến ( thay đổi tiền tố địa chỉ ) hay thay đổi trong cấu

hình LSR tạm dừng việc chuyển nhãn các gói trong FEC đó.

Nếu một LSR phân phối một ánh xạ đối với một FEC tới nhiều thực

thể đồng cấp LDP, vấn đề cục bộ được đặt ra là liệu nó ánh xạ một nhãn

đơn tới FEC này và phân phối sự ánh xạ này tới tất cả các thực thể LDP

đồng cấp của nó hay sử dụng các ánh xạ khác nhau cho từng LDP khác

nhau.



8-Bản tin Lable Withdraw: Bản tin này có nhiệm vụ ngược lại so với

bản tin ánh xạ địa chỉ, được sử dụng để xoá bỏ các kiên kết giữa các FEC

và các nhãn vừa thực hiện. Bản tin này được gửi tới một thực thể đồng cấp

để thông báo rằng nút không còn tiếp tục sử dụng các liên kết nhãn-FEC

mà LSR đã gửi trước đó

9-Bản tin Lable Request: Bản tin yêu cầu nhãn được LSR sử dụng

để yêu cầu một LDP đồng cấp cung cấp một sự kết hợp nhãn ( Binding )

cho một FEC. Một LSR có thể phát bản tin yêu cầu nhãn dưới bất kỳ một

trong những trường hợp sau:

- LSR nhận ra một FEC mới thông qua bảng chuyển tiếp và Hop tiếp

theo là một thực thể LDP đồng cấp nhưng LSR không có ánh xạ từ Hop tiếp

theo cho FEC đã cho.

- Có sự thay đổi FEC của chặng tiếp theo nhưng LSR không có sự

ánh xạ từ chặng tiếp theo đối với FEC đã cho.

- LSR nhận một yêu cầu nhãn đối với một FEC từ một LDP đồng cấp

lên (Upstream LDP peer ) FEC Hop tiếp theo là một LDP đồng cấp và LSR

không ánh xạ nhãn cho chặng tiếp theo

10-Bản tin giải phóng nhãn ( Lable Release Message): Bản tin này

được LSR sử dụng khi nhận được chuyển đổi nhãn mà nó không cần thiết

nữa. LSR phải phát bản tin giải phóng nhãn này dưới bất kỳ một trong

những trường hợp sau.

- LSR gửi ánh xạ nhãn không thuộc Hop tiếp theo đối với một FEC đã

được ánh xạ và LSR được cấu hình để duy trì cho quá trình hoạt động.

- LSR nhận một ánh xạ nhãn từ một LSR mà chúng không phải là của

Hop tiếp theo đối với một FEC và LSR được cấu hình cho việc duy trì quá

trình hoạt động

Ở chế độ hoạt động gán nhãn theo yêu cầu từ phía trước, LSR sẽ

yêu cầu gán nhãn từ LSR lân cận phía trước sử dụng bản tin Lable

Request. Nếu bản tin Lable Request cần phải huỷ bỏ trước khi dược chấp

nhận ( do nút kế tiếp trong FEC yêu cầu đã thay đổi ) thì LSR yêu cầu sẽ

loại bỏ yêu cầu nhờ bản tin Lable Request Abort.

11-Bản tin Lable Abort Request ( Bản tin bỏ dở nhãn ): Bản tin

này được sử dụng để lạo bỏ các bản tin yêu cầu nhãn bất thường

Các chế độ phân phối nhãn:

Chúng ta đã biết một số chế độ hoạt động trong việc phân phối nhãn

như: không yêu cầu phía trước, theo yêu cầu phía trước, điều khiển LSP



theo lệnh hay tự lập, duy trì tiên tiến hay lưu giữ. Các chế độ này được thoả

thuận bởi LSR trong quá trình khởi tạo phiên LDP.

Khi LSR hoạt động ở chế độ duy trì lưu trữ, nó sẽ giữ những giá trị

nhãn/ FEC mà nó cần tại thời điểm hiện tại. Các chuyển đổi khác được giải

phóng. Ngược lại trong chế độ duy trì tiên tiến, LSR giữ tất cả các chuyển

đổi mà nó được thông báo ngay cả những chuyển đổi đó không được sử

dụng tại thời điểm hiện tại, Hoạt động của chế độ này như sau:

- LSR1 gửi liên kết nhãn vào một số FEC đến một trong các LSR kế

tiếp ( LSR2 ) cho FEC đó.

- LSR2 nhận thấy LSR1 hiện tại không phải là nút tiếp theo đối với

FEC đó và nó không thể sử dụng liên kết này cho mục đích chuyển tiếp tại

thời điểm hiện tại nhưng nó vẫn lưu giữ liên kết này lại.

- Tại thời điểm nào đó sau này có sự xuất hiện thay đổi định tuyến và

LSR1 trở thành nút tiếp theo của LSR2 đối với FEC đó thì LSR2 sẽ cập

nhật thông tin trong bảng định tuyến tương ứng và có thể chuyển tiếp các

gói có nhãn đến LSR1 trên tuyến mới. Việc này được thực hiệ một cách tự

động mà không cần đến báo hiệu LDP hay quá trình phân bổ nhãn mới.

Ưu điểm lớn nhất của chế độ duy trì tiên tiến là khả năng phản ứng

nhanh hơn khi có sự thay đổi định tuyến. Nhược điểm lớn nhất là lãng phí

bộ nhớ và nhãn. Điều này đặc biệt quan trọng và có ảnh hưởng rất lớn đối

với những thiết bị lưu trữ bảng định tuyến trong phần cứng như ATM-LSR.

Thông thường chế độ duy trì lưu giữ nhãn được sử dụng cho các ATM-

LSR.

1.3.2 Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc ( CR-LDP ).

Giao thức phân phối nhãn định tuyến dựa trên ràng buộc CR-LDP

( Constraint-Based Routing-LDP ) được sử dụng để điều khiển cưỡng bức

LDP. Giao thức này là phần mở rộng của LDP cho quá trình định tuyến

cưỡng bức của LSP. Cũng giống như LDP, nó sử dụng các phiên TCP giữa

các LSR đồng cấp để gửi các bản tin phân phối nhãn.

Để hiểu rõ hơn về định tuyến cưỡng bức dựa trên ràng buộc, ta xét

việc định tuyến với một mạng IP truyền thống. Một mạng có thể được xem

như là một tập hợp các hệ thống tự trị AS, trong đó việc định tuyến ở mỗi

AS tuân theo giao thức định tuyến trong miền. Việc định tuyến giữa các AS

lại tuân theo định tuyến liên miền. Các giao thức định tuyến trong miền có

thể là RIP, OSPF, IS-IS còn giao thức định tuyến liên miền đang được sử

dụng là BGP. Trong phạm vi một hệ thống tự trị, cơ chế xác định tuyến



trong các giao thức định tuyến trong miền thường tuân theo thuật toán tối

ưu. Ví dụ: Trong giao thức định tuyến RIP thì đó là sự tối ưu về số nút

mạng trên tuyến đường mà gói tin đi từ nguồn tới đích. Có nhiều tuyến

đường để đi từ nguồn đến một đích nhưng mỗi một tuyến đường lại có số

nút, băng thông, độ trễ khác nhau. Do vậy với RIP thì thuật toán Bellman-

Ford được sử dụng để xác định sao cho đường đi qua ít nút nhất.

Đối với định tuyến cưỡng bức, ta có thể xem một mạng như là một

tập hợp các nút mạng và một tập hợp các kết nối gữa các nút mạng đó. Mỗi

kênh sẽ có các đặc điểm riêng. Để kết nối giữa hai nút bất kỳ thì cần phải

thoả mãn một số yêu cầu ( ràng buộc ) và coi các ràng buộc này như là các

đặc điểm của các kênh. Chỉ có nút đầu tiên trong cặp đóng vai trò khởi tạo

đường kết nối mới biết đặc điểm này. Nhiệm vụ của định tuyến cưỡng bức

là tính toán xác định đường kết nối từ nút này đến nút kia sao cho thoả mãn

một số điều kiện ràng buộc đã được đặt ra với liên kết đó, các điều kiện

ràng buộc có thể là một trong nhiều các tiêu chí. Ví dụ như:

Số nút ít nhất, đường đi ngắn nhất, băng thông rộng nhất, dung

lượng đường truyền, thời gian thực…Tuy nhiên việc tối ưu hoá theo các

tiêu chí khác nhau không thể được đáp ứng một cách đồng thời. Một thuật

toán chỉ tối ưu theo một tiêu chí nào đó chứ không thể đáp ứng một thời

điểm nhiều tiêu chí vì hai yêu cầu hai tiêu chí đó có thể xung đột nhau,

chẳng hạn: đường đi ngắn nhất số nút ít nhất chưa chắc băng thông rộng

nhất. Do vậy thuật toán định tuyến ràng buộc cũng không thể đáp ứng tối

ưu theo tiêu chí. Nó chỉ thực hiện tối ưu theo một tiêu chí nào đó đồng thời

thoả mãn một số điều kiện ràng buộc được đặt ra. Khi xác định được một

đường kết nối thì định tuyến cưỡng bức sẽ thực hiện thiết lập, duy trì và

chuyển trạng thái kết nối dọc theo các kênh phù hợp nhất trên tuyến đường.

Ngoài các điều kiện ràng buộc được đặt ra đối với kênh, còn có các

điều kiện được đặt ra đối với việc quản trị. Chẳng hạn nhà quản trị muốn

ngăn không cho một lưu lượng nào đó đi qua một số kênh nhất định trong

mạng được xác định bởi một số đặc điểm nào đó. Do đó, thuật toán định

tuyến mà nhà quản trị phải thực hiện là tìm các kênh xác định mà nó cho

qua lưu lượng trên, đồng thời thoả mãn một số điều kiện ràng buộc khác

nữa.

Định tuyến cưỡng bức còn có thể là sự kết hợp của cả hai điều kiện

ràng buộc là quản lý và đặc điểm kênh một cách đồng thời chứ không phải

chỉ từng điều kiện riêng rẽ. Ví dụ, định tuyến cưỡng bức phải tìm ra một



đường vừa phải có độ rộng băng tần nhất định, vừa phải loại trừ ra một số

kênh có đặc điểm nhất định.

Điểm khác biệt chính giữa định tuyến IP truyền thống với định tuyến

cưỡng bức là: thuật toán định tuyến IP truyền thống chỉ tìm ra một đường

tối ưu ứng với duy nhất một tiêu chí được đặt ra, trong khi thuật toán định

tuyến cưỡng bức vừa tìm ra một tuyến đường tối ưu theo một tiêu chí nào

đó đồng thời phải thoả mãn một số điều kiện ràng buộc nhất định.Chính vì

điều này mà thuật toán định tuyến cưỡng bức trong mạng MPLS có thể đáp

ứng được yêu cầu trong khi các mạng sử dụng các thuật toán tìm đường

khác không thể có được, kể cả giao thức định tuyến IP.

Để làm được điều này, có rất nhiều nguyên nhân. Trong đó, nguyên

nhân chính là do định tuyến cưỡng bức yêu cầu đường đi phải được tính

toán và xác định từ phía nguồn. Các nguồn khác nhau có các ràng buộc

khác nhau đối với một tuyến đường trên cùng một đích. Các điều kiện ràng

buộc ứng với bộ định tuyến của một nguồn cụ thể chỉ được biết đến bởi bộ

định tuyến đó mà thôi, không một bộ định tuyến nào khác trên mạng được

biết về các điều kiện này. Ngược lại trong bộ định tuyến IP thì đường đi

được xác định và tính toán bởi tất cả các bộ định tuyến phân tán toàn

mạng.

Một nguyên nhân khác là khả năng định tuyến hiện ( hoặc nguồn ) vì

các nguồn khác nhau có thể tính toán xác định các đường khác nhau đến

cùng một đích. Vì vậy, chỉ dựa vào thông tin về đích là không đủ để có thể

xác định đường truyền các gói tin.

Một nguyên nhân nữa là đối với phương pháp định tuyến cưỡng bức

thì việc tính toán xác định đường phải tính đến các thông tin về đặc điểm

tương ứng của từng kênh trong mạng. Đối với các phương pháp IP đơn

giản không hỗ trợ khả năng này. Ví dụ giao thức định tuyến truyền thống

dựa vào trạng thái kênh ( như OSPF…)chỉ truyền duy nhất các thông tin

bận, rỗi của từng kênh và độ dài của từng kênh, các giao thức định tuyến

vector khoảnh cách như RIP thì chỉ truyền đo các thông tin địa chỉ nút tiếp

theo và khoảng cách.

1.3.3. Giao thức dành trước tài nguyên RSVP ( Resource

Reservation Protolcol ).

RSVP là giao thức báo hiệu đóng vai trò quan trọng trong mạng

MPLS, được sử dụng để dành trước tài nguyên cho một phiên truyền trong

mạng Internet. Nó cho phép các ứng dụng thông báo về các yêu cầu chất



lượng dịch vụ ( QoS ) với mạng và mạng sẽ đáp ứng bằng các thông báo

thành công hay thất bại.

RSVP được dùng để cung cấp khả năng vận hành được bảo vệ bằng

việc đặt trước tài nguyên cần thiết tại mỗi máy tham gia vào hỗ trợ luồng

lưu lượng ví dụ như truyền hình hội nghị,… Đối với các giao thức IP là giao

thức không kết nối nó không hỗ trợ việc thiết lập các đường cho luồng lưu

lượng, trong khi RSVP được thiết kế để thiết lập các đường truyền cũng

như bảo vệ giải thông trên các đường truyền.

RSVP yêu cầu các máy nhận lưu lượng về yêu cầu chất lượng dịch

vụ QoS cho luồng dữ liệu. Các ứng dụng tại máy nhận phải giải quyết các

thuộc tính QoS sẽ được truyền tới RSVP. Sau khi phân tích các yêu cầu

này, RSVP được sử dụng để gửi các bản tin tới tất cả các nút nằm trên

tuyến đường của gói tin.

RVSP thao tác với tất cả tủ tục đơn hướng và đa hướng, việc liên

mạng ở thời điểm hiện tại là các giao thức đa hướng.

RSVP mang các thông tin sau:

- Thông tin phân loại nhờ nó mà các luông lưu lượng với các yêu cầu

QoS cụ thể có thể được nhận biết trong mạng. Thông tin này bao gồm địa

chỉ IP phía gửi và phía nhận, số cổng UDP.

- Chỉ tiêu kỹ thuật của luồng lưu lượng và các yêu cầu QoS, theo

khuôn dạng TRpec và Rspec bao gồm các dịch vụ yêu cầu ( có bảo đảm

hoặc tải điều khiển ).

RSVP phải mang các thông tin trên từ các máy chủ tới tất cả các tổng đài

chuyển mạch và các bộ định tuyến dọc theo đường truyền từ bộ phát tới bộ

tu. Vì vậy, tất cả các thành phần mạng phải tam gia vào việc đảm bảo các

yêu cầu QoS của ứng dụng.

RSVP sử dụng bản tin trao đổi tài nguyên dành trước qua mạng cho

luồng IP. RSVP là giao thức riêng ở mức IP. Nó sử dụng các gói dữ liệu IP

hoặc UDP ở phần biên của mạng để thông tin giữa các LSR đồng cấp. Nó

không đòi hỏi duy trì phiên TCP, nhưng sau phiên này nó phải xử lý những

mất mát của các bản tin điều khiển.

RSVP mang thông tin trong đó có hai loại cơ bản là PATH và RESV

để xác định luồng và các QoS cho luồng. Các yêu cầu này chỉ ra dịc vụ

được bảo vệ, ví dụ tốc độ đính cho luồng dữ liệu, kích thước cụm. Một bản

tin PATH bao giờ cũng được gửi tới một địa chỉ gọi là địa chỉ phiên, nó có

thể là địa chỉ đơn hưóng hoặc đa hướng. Chúng ta thường xem phiên đại



diện cho một ứng dụng đơn, nó được xác nhận bằng một địa chỉ đích và số

cổng đích sử dụng riêng cho ứng dụng.

Khi bộ thu nhận bản tin PATH nó có thể gửi bản tin RESV trở lại cho

bộ phát, bản tin RESV dùng để xác nhận phiên có chứa thông tin về số

cổng dành riêng và Rspec xác nhận mức QoS mà bộ thu yêu cầu. Nó cũng

bao gồm một số thông tin xem xét những bộ phát nào được phép sử dụng

tài nguyên đang được cấp phát.

Khi cổng dành riêng được thiết lập, các bộ định tuyến nằm giữa bộ

phát và bộ thu sẽ xác định các gói tin thuộc cổng dành riêng nào nhờ kiểm

tra năm trường trong mào đầu IP và giao thức truyền tải đó là: địa chỉ

nguồn, số cổng nguồn, số giao thức ( UDP,TCP….), địa chỉ đích, số cổng

đích. Tập hợp các gói tin được nhận dạng theo cách này được gọi là luồng

dành riêng. Các thông tin trong luồng dành riêng được khống chế để đảm

bảo không phát sinh lưu lượng vượt quá so với thông báo trong Tspec và

được xếp vào hàng đợi phù hợp theo yêu cầu QoS.

Một đặc điểm nữa cần phải nhắc đến đối với giao thức này đó là

RSVP là giao thức “ trạng thái mềm”. Nó khác với các lạo giao thức khác là

trạng thái sẽ tự động hết hiệu lực sau một thời gian trừ khi nó được làm

tươi theo định kỳ, tức là RSVP sẽ liên tục gửi các bản tin PATH và RESV

để làm tươi các cổng dành riêng. Nếu chúng không được gửi đi trong một

khoảng thời gian nào đấy thì cổng dành riêng tự động huỷ bỏ.

Quá trình MPLS hỗ trợ RSVP

RSVP được sử dụng trong mạng MPLS để hỗ trợ chất lượng dịch vụ

QoS và điều khiển lưu lượng. MPLS sử dụng RSVP để cho phép các LSR

dựa vào việc phân loại gói tin theo nhãn chứ không phải theo mào đầu IP

để nhận biết các gói tin thuộc các luồng của cổng dành riêng. Vì vậy, cần

phải có sự kết hợp phân phối giữa các luồng và các nhãn cho các luồng có

các cổng dành riêng RSVP. Ta có thể xem một tập các gói tin tạo bởi cổng

dành riêng RSVP như là một trường hợp riêng của FEC.

Chúng ta định nghĩa một đối tượng RSVP mới là đối tượng Lable

được mang trong bản tin RSVP RESV. Khi một LSR muốn gửi bản tin

RESV cho một luồng RSVP mới, LSR cấp phát một nhãn từ trong tập nhãn

rồi, tại một lối vào trong LFIB của nó với nhãn lối vào được đặt cho nhãn

cấp phát và gửi bản tin RESV có chứa nhãn này.

Khi nhận được bản tin RESV chứa đối tượng Lable, một LSR thiết lập

LFIB của nó với nhãn này là nhãn lối ra. Sau đó, nó cấp phát một nhãn để



sử dụng như là nhãn lối vào và chèn nó vào bản tin RESV trước khi nó gửi

đi .

Khi các bản tin RESV truyền đến các LSR ngược, LSP được thiết lập dọc

theo tuyến đường. Khi các nhãn được cung cấp trong các bản tin RESV,

mỗi LSR có thể dễ dàng kết hợp các tài nguyên QoS phù hợp với LSR. Việc

thiết lập cho một luồng dành riêng RSVP là chỉ có bộ định tuyến đầu tiên

trong LSP liên quan tới việc xem xét các gói tin thuộc luồng dành riêng nào.

Điều này cho phép RSVP được áp dụng trong môi trường MPLS theo cách

mà nó không thể thực hiện được trong mạng IP truyền thống. Theo quy ước

thì các cổng dành riêng RSVP chỉ có thể tạo những luồng ứng dụng riêng

lẻ, tức là những luồng ứng dụng được xác định nhờ vào 5 trường mào đầu

như đã đề cập ở trên. Tuy nhiên cũng có thể đặt cấu hình của bộ định tuyến

để chọn các gói dựa trên một số tiêu chuẩn ví dụ định tuyến có thể xem xét

các tiền tố ứng với cùng một đích và đặt chúng vào LSP. Vì vậy, thay vì có

một LSP cho mỗi luồng ứng dụng riêng, một LSP có thể cung cấp QoS cho

nhiều luồng lưu lượng. Do vậy, đặc tính này có thể áp dụng cho khả năng

cung cấp (đường ống ) với băng thông đảm bảo yêu cầu cho một đường

thuê bao thay vì phải sử dụng nhiều đường thuê bao riêng để có được cùng

giải thông như trên. Điều này rất hữu dụng với các công ty lớn muốn có

nhiều kết nối với các công ty khác mà chỉ sử dụg một đường thuê bao

nhằm giảm bớt sự phức tạp trong việc quản trị cũng như điều khiển lưu

lượng, ở đây một lưu lượng lớn cần được gửi dọc theo các LSP với băng

thông đủ để tải lưu lượng.

Để hỗ trợ một số cách sử dụng tăng cường của RSVP, MPLS định

nghĩa một đối tượng RSVP mới có thể mang trong bản tin PATH là đối

tượng Lable Request. Bản tin này đã đề cập trong phần các bản tin LDP.

Khả năng mở rộng của RSVP

Một trong những điều chắc chắn về RSVP là nó có thể chịu tổn thất về khả năng mở rộng ở một mức nào đấy. Trong thực tế, đặc tính này không chính xác hoàn toàn. RSVP khởi đầu được thiết kế để hỗ trợ dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng và đây là nhiệm vụ với những thách thức về khả năng mở rộng vốn có.

Nói chung thuật ngữ này được sử dụng để chỉ giới hạn sử dụng tài nguyên tăng nhanh như thế nào khi mạng tăng trưởng. Ví dụ, trong mạng IP quy mô lớn như mạng xương sống nhà cung cấp dịch vụ Internet, chúng



ta có thể quan tâm đến việc liệu một bảng định tuyến sẽ chiếm bộ nhớ của bộ định tuyến lớn đến mức nào, khả năng bộ xử lý và băng thông liên kết. Vì thế, bảng định tuyến tăng chậm hơn nhiều so với số người sử dụng kết nối vào mạng.

Dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng rõ ràng là ảnh hưởng xấu đến khả năng mở rộng. Chúng ta có thể cho rằng mỗi người sử dụng sẽ dự trữ tại nguyên tại một vài tốc độ trung bình, vì thế số tài nguyên dự trữ được tạo ra qua mạng lớn có khả năng tăng nhanh bằng số người sử dụng của mạng. Điều này sẽ dẫn đến chi phí lớn nếu mỗi bộ định tuyến phải lưu trữ trạng thái và tiến trình một vài bản tin cho mỗi tài nguyên dự trữ cho luồng ứng dụng riêng.

Nói tóm lại, sẽ chính xác hơn nếu nói rằng mức dự trữ tài nguyên cho

các luồng ứng dụng là kém hơn so với RSVP. Sự khác nhau này đặc biệt

quan trọng khi chúng ta xem xét rằng RSVP không những đòi hỏi cho việc

dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng mà còn dự trữ tài nguyên

cho lưu lượng tổng hợp

1.3.4. Giao thức MPLS-BGP

MPLS mở rộng chức năng cho BGP để mang các nhãn trong giao thức

cổng biên BGP, MPLS-BGP cho phép bộ định tuyến chạy BGP phân

phối nhãn tới các bộ định tuyến biên khác một cách trực tiếp thông qua

bản tin cập nhật của BGP. Tiếp cận này đảm bảo cho quá trình phân

phối nhãn và các thông tin định tuyến ổn định và giảm bớt tiêu đề của

bản tin điều khiển xử lý.

1.4 Hoạt động của MPLS:

Để gói tin truyền qua mạng MPLS, mạng sẽ thực hiện các bước sau:

Tạo và phân phối nhãn.

Tạo bảng cho mỗi bảng định tuyến.

Tạo đường chuyển mạch nhãn.

Gán nhãn dựa trên tra cứu bảng.

Truyền gói tin.

Nguồn gửi các dữ liệu của nó tới đích. Trong miền MPLS, không phải

tất cả các lưu lượng từ một nguồn cần thiết truyền qua cùng một tuyến

đường. Dựa trên các đặc tính lưu lượng, các LSP khác nhau có thể được

tạo ra cho các gói tin với các yêu cầu khác nhau từ phía nguồn.

Tạo và phân phối nhãn: Trước khi dữ liệu truyền, các bộ định tuyến

quyết định tạo ra liên kết nhãn tới các FEC cụ thể và tạo bảng



Trong LDP các bộ định tuyến luồng xuống

bắt đầu phân phối nhãn và gán nhãn vào FEC.

Các đặc tính liên quan đến lưu lượng và

dung lượng MPLS được điều chỉnh thông qua sử dụng LDP.

Giao thức báo hiệu nên dùng giao thức vận

chuyển có thứ tự và đảm bảo tin cậy

Tạo bảng: Khi chấp nhận các liên kết nhãn mối LSR tạo ra bảng cơ

sở dữ liệu nhãn ( LIB ). Nội dung của các bảng này xác định mối liên

hệ giữa nhãn và FEC, ánh xạ giữa cổng vào và bảng nhãn vào đến

cổng ra và bảng nhãn ra. Các LIB được cập nhật khi có sự thay đổi

hoặc điều chỉnh nhãn.

Tạo đường chuyển mạch nhãn: Các LSP được tạo ra theo chiều

ngược với các mục trong các LIB.

Gán nhãn dựa trên bảng tra cứu: Bộ định tuyến đầu tiên LER1 trong

hình trên sử dụng bảng LIB để tìm đường tiếp theo yêu cầu nhãn cho

FEC cụ thể

Các bộ định tuyến tiếp theo sử dụng

bảng để tìm đường tiếp theo.

Khi gói tin đến LSR lối ra LER4 hình

trên nhãn được loại bỏ và gói tin được truyền tới đích.

Chuyển tiếp gói tin: Hình trên mô tả đường đi của gói tin khi nó

được truyền từ nguồn tới đích.

Lần đầu tiên của yêu cầu nhãn, các gói tin

không có nhãn tại LER1. Trong mạng IP, nó sẽ tìm địa chỉ dài nhất để

tìm các bước tiếp theo. LSR1 là bước tiếp theo của LER1.

LER1 sẽ khởi phát các yêu cầu nhãn tới

LSR1. Yêu cầu này sẽ được phát trên toàn mạng. LDP sẽ xác định

đường dẫn ảo đảm bảo QoS.

Mỗi bộ định tuyến trung gian LS2 và LS3 sẽ

nhận gói tin gán nhãn thay đổi nhãn và truyền đi.

Gói tin đến LER4, loại bỏ nhãn vì gói ra khỏi

miền hoạt động của MPLS và phân phát tới đích. Đường truyền gói

tin được chỉ ra trong hình trên.

Có hai chế độ hoạt động đối với MPLS: chế độ hoạt động khung

( Frame-mode) và chế độ tế bào ( Cell-mode ).



1.4.1 Chế độ hoạt động khung.

Chế độ hoạt động này xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường

các thiết bị định tuyến thuần điều khiển các gói tin IP điểm-điểm. Các gói tin

dán nhãn được chuyển tiếp trên cơ sở khung lớp 2.

Cơ chế hoạt động của MPLS trong chế độ này được mô tả hình dưới

đây.

Hình 1.11: Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung

Các hoạt động trong mảng số liệu:

Quá trình chuyển tiếp một gói IP qua mạng MPLS được thực hiện

qua một bước cơ bản sau đây:

LSR biên lối vào nhận gói IP, phân loại gói vào nhóm chuyển

tiếp tương đương FEC và gán nhãn cho gói với ngăn xếp nhãn tương ứng

với FEC đã xác định. Trong trường hợp định tuyến một địa chỉ đích, FEC sẽ

tương ứng với mạng con đích và việc phân lại gói sẽ đơn giản là việc so

sánh bảng định tuyến lớp 3 truyền thống.

LSR lõi nhận gói tin có nhãn và sử dụng bảng chuyển tiếp nhãn

để thay đổi nhãn lối vào của gói đến với nhãn lối ra tương ứng với cùng

FEC ( trong trường hợp mạng con là mạng IP ).



Khi LSR biên lối ra của vùng FEC này nhận được gói tin có

nhãn, nó loại bỏ nhãn và thực hiện chuyển tiếp gói tin IP theo bản định

tuyến lớp 3 truyền thống.

Mào đầu nhãn MPLS.

Nhãn MPLS được chèn trước số liệu cần gán nhãn ở chế độ hoạt

động khung. Tức là nhãn MPLS được chèn vào giữa mào đầu lớp 2 và nội

dung thông tin lớp 3 của khung lớp 2, vị trí của nhãn MPLS trong khung lớp

2 được thể hiện trong hình vẽ.

Do nhãn MPLS được chèn vào vị trí như vậy nên bộ định tuyến gửi

thông tin phải có phương tiện gì đó thông báo cho bộ đinh tuyến nhận biết

rằng gói đang được gửi đi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn. Để

đơn giản chức năng này, một số dạng giao thức mới được định nghĩa trong

lớp 2 như sau:

Trong môi trường LAN các gói có nhãn truyền tải gói lớp 3 hướng

hay đa hướng sử dụng giá trị 8847H và 8848H cho dạng Ethernet. Các giá

trị này được sử dụng trực tiếp trên phương tiện Ethernet ( bao gồm cả

Ethernet và Gigabit Ethernet ).

Trên kênh điểm-điểm sử dụng giao thức PPP, sử dụng giao thức

mới được gọi này MPLS ( giao thức điều khiển ). Các gói MPLS được đánh

dấu bởi giá trị 8281H trong trường giao thức PPP

Các gói MPLS truyền qua chuyển dịch khung DLCI giữa một cặp

thiết bị định tuyến được đánh dấu bởi nhận dạng giao thức SNAP của

chuyển dạng khung, tiếp theo mào đầu SNAP với giá trị 8847H cho

Ethernet như trong mạng LAN.

Chuyển mạch nhãn trong chế độ khung:

Ta sẽ xét quá trình chuyển đổi nhãn như hình trên trong mạng MPLS

sau khi nhận được một gói tin IP.

Sau khi nhận khung PPP lớp 2 từ bộ định tuyến biên số 1, LSR lõi lập

tức nhận dạng gói nhận được là gói có nhãn dựa trên giá trị trường giao

thức PPP và thực hiện việc kiểm tra nhãn trong cơ sở dữ liệu chuyển tiếp

nhãn. Kết quả nhãn 30 được thay bằng nhãn ra 28 tương ứng với việc gói

tin sẽ chuyển tiếp đến LSR3 lõi 3.

Tại lõi 3, nhãn được kiểm tra, nhãn số 28 được thay bằng hãn số 37

và cổng ra được xác định. Gói tin được chuyển tiếp đến LSR biên số 4



Tại LSR biên số 4, nhãn 37 bị loại bỏ và việc kiểm tra địa chỉ IP địa

chỉ lớp 3 được thực hiẹn, gói tin được chuyển tiếp đến bộ định tuyến ngoài

mạng MPLS.

Quá trình chuyển đổi nhãn được thực hiện trong các LSR lõi dựa trên

bảng định tuyến nhãn. Bảng định tuyến này phải được cập nhật đầy đủ để

đảm bảo mọi LSR trong mạng MPLS có đầy đủ thông tin về tất cả các

hướng chuyển tiếp. Quái trình này xảy ra trước khi thông tin được truyền

trong mạng và được gọi là quá trình liên kết nhãn ( Lable Binding ).

Quá trình liên kết và lan truyền nhãn.

Khi xuất hiện một LSR mới trong mạng MPLS hay bắt đầu khởi tạo mạng

MPLS, các thành viên LSR trong mạng MPLS phải có liên lạc với nhau

trong quá trình khai báo qua bản tin Hello. Sau khi bản tin này được gửi,

một phiên giao dịch giữa hai LSR được thực hiện thủ tục trao đổi là LDP.

Sau khi cơ sở dữ liệu nhãn LIB được tạo ra trong LSR, nhãn được

gán cho mỗi FEC mà LSR nhận biết được. Đối với định tuyến đơn hướng,

FEC tương đương với tiền tố trong bảng định tuyến IP và bản chuyển đổi

chứa trong LIB. Vậy nhãn được gán trong mỗi tiền tố trong bảng định tuyến

này được cập nhật liên tục khi xuất hiện những tuyến trong miền mới.

Do LSR gán nhãn cho mỗi tiền tố IP trong bảng định tuyến của chúng

ngay sau khi tiền tố xuất hiện trong bảng định tuyến và nhãn là phương tiện

được LSR khác sử dụng, khi gửi gói tin có nhãn này được gọi là gán nhãn

điều khiển độc lập với quá trình phân phối ngược không yêu cầu.

Việc quảng bá các nhãn được quảng bá ngay dến tất cả các bộ định

tuyến thông qua phiên LDP.

1.4.2 Chế độ hoạt động tế bào MPLS.

Để triển khai MPLS qua mạng ATM cần phải giải quyết một số vấn đề sau.

Hiện tại không tồn tại cơ chế nào cho việc trao đổi trực tiếp các gói IP

giữa các nút MPLS lân cận qua giao diện ATM. Tất cả các số liệu trao

đổi qua giao diện ATM phải được thực hiện qua kênh ảo ATM.

Các tổng đài ATM không thể thực hiện việc kiểm tra nhãn ha địa chỉ

lớp 3. Khả năng duy nhất của ATM là chuyển đổi VC đầu vào sang

VC đầu ra của giao diện ra.

Để thực thi MPLS qua ATM thì cần một số cơ chế sau.

Các gói tin IP trong mảng điều khiển không thể trao đổi trực tiếp qua

giao diện ATM. Một kênh ảo VC phải được thiết lập giữa 2 nút lân

cận để trao đổi gói thông tin điều khiển.



Nhãn trên cùng trong ngăn xếp nhãn phải được sử dụng cho các giá

trị VPI/VCI.

Các thủ tục gán và phân phối nhãn được sửa đổi để đảm bảo các

tổng đài ATM không phải kiểm tra địa chỉ lớp 3.

Trong phần này một số thuật ngữ sau được sử dụng.

Giao diện ATM điều khiển chuyển mạch nhãn ( LC-ATM ): là giao

diện ATM trong tổng đài hoặc trong bộ định tuyến mà giá trị VPI/VCI

được gán bằng thủ tục điều khiển MPLS (LDP).

ATM-LSR là tổng đài ATM sử dụng giao thức MPLS trong mảng điều

khiển và thực hiện chuyển tiếp MPLS giữa các giao diện LC-ATM

trong mảng số liệu bằng chuyển mạch tế bào truyền thống.

LSR theo khung là LSR chuyển tiếp toàn bộ các khung giữa các giao

diện của nó. Bộ định tuyến truyền thống là LSR kiểu này.

Miền ATM-LSR là tập hợp các ATM-LSR kết nối với nhau qua các

giao diện LC-ATM

ATM-LSR biên là LSR theo khung có ít nhất một giao diện LC-ATM.

Kết nối trong mảng điều khiển qua giao diện LC-ATM

Cấu trúc MPLS đòi hỏi liên kết thuần IP giữa các mảng điều khiển

của các LSR lân cận để trao đổi liên kết nhãn cũng như các gói điều khiển

khác.

Ở chế độ hoạt động MPLS khung yêu cầu này được đáp ứng một cách đơn

giản bởi các thiết bị định tuyến có thể gửi nhận các gói IP và các gói có

nhãn qua bất kỳ giao diện chế độ khung nào dù LAN hay Wan. Còn tổng đài

ATM không có khả năng đó. Để cung cấp kết nối IP thuần giữa các ATM-

LSR có hai cách thức sau.

Thông qua kết nối ngoài băng như kết nối Ethernet giữa các tổng đài

Thông qua kênh ảo quản lý trong băng tương tự cách mà giao thức

ATM Fourum thực hiện như sau: Kênh ảo điều khiển MPLS VC thông

thường sử dụng giá trị VPI/VCI là 0/32 và bắt buộc phải sử dụng

phương pháp đóng gói LLC/SNAP cho các gói IP theo tiêu chuẩn

RFC1483. Khi triển khai MPLS trong tổng đài ATM ( ATM-LSR ) phần

điều khiển trung tâm của tổng đài ATM phải hỗ trợ thêm báo hiệu

MPLS và giao thức thiết lập kênh VC.

Chuyển tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR:

Việc chuyển tiếp các gói nhãn qua miền ATM-LSR được thực hiện trực tiếp

qua các bước sau:



ATM-LSR biên lối vào nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn thực

hiện kiểm tra cơ sở dữ liệu chuyển tiếp LIB hay cơ sở cuyển tiếp dữ

liệu chuyển tiếp nhãn được phân chia thành tế bào ATM và gửi đến

ATM-LSR tiếp theo. Giá trị VPI/VCI được gắn vào mào đầu từng tế

bào.

Các nút ATM-LSR chuyển mạch tế bào theo giá trị VPI/VCI trong mào

đầu của tế bào theo cơ chế chuyển mạch ATM truyền thống. Cơ chế

phân bổ và phân phối nhãn phải bảo đảm việc chuyển đổi giá trị

VPI/VCI trong miền và ngoài miền là chính xác.

ATM-LSR tại lối ra tái tạo lại các gói có nhãn từ các tế bào, thực hiện

việc kiểm tra nhãn và chuyển tiếp tế bào đến LSR tiếp theo. Việc

kiểm tra nhãn dựa vào giá trị VPI/VCI của tế bào đến mà không dựa

vào nhãn trên đỉnh ngăn xếp trong mào đầu nhãn MPLS do ATM-LSR

giữa các biên của miền ATM-LSR chỉ thay đổi giá trị VPI/VCI mà

không thay đổi nhãn bên trong các tế bào ATM. Trong đó cần chú ý

rằng nhãn đỉnh của ngăn xếp được lập lại giá trị banừg 0 bởi ATM-

LSR biên lối vào trước khi gói có nhãn được phân chia thành tế bào.

Phân bổ và phân phối nhãn trong miền ATM-LSR.



Hình 1.12: Phân bổ nhãn trong mạng ATM-MPLS

Việc phân bổ và phân phối nhãn trong chế độ hoạt động này có thể

sử dụng cơ chế giống như trong chế độ hoạt động khung. Tuy nhiên nếu

triển khai như vậy thì sẽ dẫn tới các hạn chế bởi mỗi nhãn được gán qua

giao diện LC-ATM tương ứng với một ATM VC. Vì số lượng VC qua giao

diện ATM là hạn chế nên cần giới hạn số lượng VC phân bổ qua LC-ATM ở

mức thấp nhất. Để đảm bảo được điều này, các LSR phía sau sẽ đảm nhận

trách nhiệm yêu cầu phân bổ và phân phối nhãn qua giao diện LC-ATM.

LSR phía sau cần nhãn để gói tin đến nút tiếp theo phải yêu cầu nhãn từ

LSR phía trước nó. Thông thường các nhãn được yêu cầu dựa trên nội

dung bảng định tuyến mà không dựa vào luồng dữ liệu điều đó đòi hỏi nhãn

cho mỗi đích trong phạm vi của nút kế tiếp qua giao diện LC-ATM.

LSR phía trước đó có thể đơn giản phân bổ nhãn và trả lời yêu cầu

cho LSR phía sau với bản tin trả lời tương ứng. Trong một số trường hợp,

LSR phía trước có thể phải có khả năng kiểm tra địa chỉ lớp 3 ( nếu nó



không còn nhãn phía trước yêu cầu cho đích ). Đối với tổng đài ATM, yêu

cầu như vậy sẽ không được trả lời bởi chỉ khi nào nó có nhãn được phân

bổ cho đích phía trước thì nó mới trả lời yêu cầu. Nếu ATM-LSR không có

nhãn phía trước đáp ứng yêu cầu của LSR phía sau thì nó sẽ yêu cầu nhãn

từ LSR phía trước nó và chỉ trả lời khi đã nhận được nhãn từ LSR phía

trước nó.

Hợp nhất VC.

Hợp nhất VC tức là gán cùng VC cho các gói đến đích. Đây là một

vấn đề quan trọng cần giải quyết đối với tổng đài ATM trong mạng MPLS.

Để tối ưu hoá quá trình gán nhãn ATM-LSR có thể sử dụng lại nhãn cho

các gói cùg đích. Khi các gói đó xuất phát từ các nguồn khác nhau ( các

LSR khác nhau ) nếu sử dụng chung một giá trị VC cho đích thì sẽ không

có khả năng phân biệt gói nào thuộc luồng nào và LSR phía trước không có

khả năng tái tạo lại đúng gói từ các tế bào. Để tránh trường hợp này, ATM-

LSR phải yêu cầu LSR phía trước nó phân bổ nhãn mới mỗi khi LSR phía

sau nó đòi hỏi nhãn đến bất cứ đích nào ngay cả trong trường hợp nó đã có

nhãn phân bổ cho đích đó.

Quá trình gửi kế tiếp các tế bào ra kênh VC như vậy được gọi là hợp

nhất kênh ảo VC. Chức năng hợp nhất kênh ảo VC này giảm tối đa số

lượng nhãn phân bổ trong miền ATM-LSR.

1.4.3 Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-LSR.

Do việc chuyển đổi công nghệ mạng tác động đến rất nhiều mặt trong

mạng khai thác từ những vấn đề ghép nối mạng cũng như quan niệm và

cách thức vận hành khai thác.

Quá trình chuyển đổi sang mạng MPLS có thể được thực hiện theo

nhiều cách: hoặc là thực hiện qua một số giai đoạn nhất định hoặc triển

khai đồng loạt từ đầu.

MPLS có hai chế độ hoạt động cơ bản là chế độ hoạt động khung và

chế độ hoạt động tế bào. Đối với hạ tầng cơ sở như Frame-Relay hoặc

ATM-PVC thì rất khó triển khai cế độ hoạt động tế bào của MPLS, thông

thường thì chế độ khung sẽ được sử dụng trong môi trường như vậy để

thực hiện kết nối MPLS xuyên suốt mạng.

Trong một số điều kiện nhất định như trong giai đoạn chuyển dịch

sang mạng IP+ATM=( MPLS ) hoặc chuyển mạch ATM chuyển tiếp không

hỗ trợ MPLS thì cần thiết phải sử dụng chế độ hoạt động khung qua mạng



ATM-PVC. Cấu hình này phải phù hợp, tuy nhiên nó cũng gặp khó khăn khi

sử dụng IP qua ATM trong chế độ chuyển dịch ( do số lượng lớn các VC ).

Hình 1.13: Kết nối MPLS qua mạng ATM-PVC

Kết nối giữa hai LSR được thiết lập bằng kênh PVC xuyên suốt. Các

phiên LDP được thực hiện thông qua kết nối PVC này. Quá trình phân phối

nhãn được thực hiện theo kiểu phân phối nhãn chiều đi không yêu cầu.

Việc sử dụng MPLS qua mạng ATM-PVC yêu cầu đóng gói bằng ALL5-

SNAP trên kênh PVC đó.

Việc sử dụng chế độ khung qua mạng ATM-PVC là rất cần thiết trong

quá trình chuyển dịch sang mạng MPLS.

1.5 Các ưu điểm của MPLS

- Hỗ trợ mềm dẻo và linh hoạt cho tất cả các dịch vụ trên một mạng

đơn.

- Đơn giản hoá cấu hình mạng so với giải pháp IP trên nền ATM.

- Hỗ trợ tất cả các công cụ điều khiển lưu lượng mạng mẽ bao gồm

cả định tuyến liên tiếp và chuyển mạch bảo vệ.

- Hỗ trợ đa kết nối và đa giao thức.

- Khả năng mở rộng chức năng điều khiển và chuyển tiếp. Mỗi phần

có thể phát triển không cần đến các phần khác, tạo sự phát triển không cần

đến các phần khác, tạo sự phát triển mạng dễ dàng hơn, giá thấp hơn và ít

lỗi hơn.

- Hỗ trợ cho tất cả các loại lưu lượng

- Định tuyến gián tiếp: một thuộc tính của MPLS là nó hỗ trợ cho định

tuyến gián tiếp. Các đường chuyển mạch nhãn định tuyến gián tiếp có hiệu



quả hơn định tuyến nguồn trong IP. Cung cấp các chức năng cho kỹ thuật

điều khiển lưu lượng. Các đường định tuyến gián tiếp cũng như các đường

hầm ảo có thể mang loại lưu lượng bất kỳ như SNA, IPX..

- Định tuyến liên vùng: chuyển mạch nhãn cung cấp khả năng tách

hoàn thiện hơn giữa định tuyến liên vùng và trong vùng. Những khả năng

cải tiến này của quá trình xử lý định tuyến và thực tế tạo lại các tuyến biết

được yêu cầu bên trong một vùng. Lợi ích này của ISP và những tải tin có

thể có một lượng lớn lưu lượng truyền thông.

1.6 Ứng dụng của MPLS

Mạng MPLS có nhiều ứng dụng trong đó có 3 ứng dụng chủ yếu

- Tích hợp IP và ATM: do chuyển mạch nhãn có thể thực hiện được

bởi các chuyển mạch ATM, MPLS là một phương pháp tích hợp các dịch vụ

IP trực tiếp trên chuyển mạch ATM. Sự tích hợp cần phải đặt định tuyến IP

và phần mềm LDP trực tiếp trên chuyển mạch ATM. Do tích hợp hoàn toàn

IP trên mạch ATM, MPLS cho phép chuyển mạch ATM hỗ trợ tối ưu các

dịch vụ IP như IP đa hướng (multicast), lớp dịch vụ IP, RSVP (Resource

Reservation Protocol-giao thức dành trước tài nguyên hỗ trợ QoS) và mạng

riêng ảo.

- Dịch vụ mạng riêng ảo IP (VPN): VPN thiết lập cơ sở hạ tầng cho

mạng Intranet và Extranet đó là mạng IP mà các công ty kinh doanh sẽ thiết

lập trên cơ sở toàn bộ cấu trúc kinh doanh của họ. Dịch vụ VPN là dịch vụ

Intranet và Etranet mà các mạng đó được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch

vụ đến nhiều tổ chức khách hàng. MPLS kết hợp với giao thức cổng biên

( BGP ) cho phép một nhà cung cấp mạng hỗ trợ hàng nghìn VPN của

khách hàng. Như vậy, mạng MPLS cùng với BGP tạo ra cách thức cung

cấp dịch vụ VPN trên cả ATM và các thiết bị dựa trên gói tin rất linh hoạt, dễ

mở rộng quy mô và dễ quản lý. Thậm chí trên các mạng của nhà cung cấp

nhỏ, khả năng linh hoạt và dễ quản lý của các dịch vụ MPLS+BGP VPN là

ưu điểm chủ yếu.

- Điều khiển lưu lượng và đinh tuyến IP hiện: Vấn đề quan trọng trong

các mạng IP liên tục là thiếu khả năng linh hoạt các luồng lưu lượng IP để

sử dụng hiệu quả dải thông mạng có sẵn. Do vậy, thiếu hụt này liên quan

đế khả năng gửi các luồng được chọn sẵn ví dụ như chọn các đường trung

kế được đảm bảo cho các lớp dịch vụ riêng. MPLS sử dụng các đường

chuyển mạch nhãn (LSPs). Khả năng điều khiển lưu lượng IP của MPLS sử



dụng thiết lập đặc biệt các LSP để điều khiển một cách linh hoạt các luồng

lưu lượng IP



CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU CẤU TRÚC MẠNG ĐƯỜNG TRỤC CỦA VIỆT NAM

2.1 Cấu trúc vật lý mạng viễn thông.

2.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông.

Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới

đầu thu. Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng.

Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: Thiết bị chuyển

mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối.

Hình 2.1: Các thành phần chính của mạng viễn thông

- Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang.

Các thuê bao được nối vào các tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối

vào tổng đài quá giang. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền

dẫn được dùng chung và mạng có thể sử dụng kinh tế.

- Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay

giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền các tín hiệu. Thiết bị truyền dẫn

chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiét bị truyền dẫn cáp

quang. Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp

kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang

hoặc vô tuyến.

- Môi trường truyền dẫn bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến.

Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang. Truyền vô tuyến bao

gồm vi ba ,vệ tinh.



Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: Mạng viễn

thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng

các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau.

Mạng viễn thông hiện nay được chia thành nhiều loại. Đó là mạng

mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín. Các loại mạng này có

ưu điểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các vùng địa lý khác

nhau.

Mạng viễn thông PSTN hiện nay được phân cấp như sau

Hinh 2.2: Cấu trúc mạng PSTN phân cấp

Trong mạng hiện nay gồm 3 nút:

- Nút cấp 1: Trung tâm chuyển mạch quốc tế

- Nút cấp 2: Trung tâm chuyển mạch đường dài.

- Nút cấp 3: Trung tâm chuyển mạch nội hạt.

2.1.2. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay.

Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách

riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn

thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó.

- Mạng Telex: Dùng để gửi các bức điện dạng ký tự được mã hoá có

tốc độ truyền rất thấp.



- Mạng điện thoại công cộng ( POTS: Plain Old Telephone Service ):

Ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển

mạch điện thoại công cộng PSTN.

- Mạng truyền số liệu: Bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao

đổi dữ liệu giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25.

- Các tín hiệu truyền hình bằng sóng vô tuyến, cáp…

- Trong phạm vi cư quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi

thông qua mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) đó là các mạng

Ethernet, Token Bus ,Token Ring

Quá khứ là bàn đạp cho tương lai. Do vậy trước khi tìm hiểu công

nghệ viễn thông mới ta cần rút kinh nghiệm từ lịch sử phát triển của mạng:

- Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau : Mạng điện thoại cố

định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu.

- Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng

truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ.

2.1.3 Mạng viễn thông công cộng (PSTN)

Xét về mặt chức năng cung cấp dịch vụ, cấu trúc mạng viễn thông

VNPT được phân thành hai lớp: chuyển tải dịch vụ và truy nhập dịch vụ.

- Lớp chuyển tải dịch vụ sẽ bao gồm các tổng đài quốc tế, tổng đài

chuyển tiếp, tổng đài nội hạt.

- Lớp truy nhập dịch vụ gồm phần thuê bao của Host, các vệ tinh,

thiết bị truy nhập thuê bao quang, cáp đồng, vô tuyến.

2.1.3.1 Hệ thống chuyển mạch

Với cấu trúc mạng hiện nay thì mạng chuyển mạch của VNPT chia

làm 3 cấp dựa trên các tổng đài chuyển tiếp quốc tế, chuyển tiếp quốc gia,

nội tỉnh và nội hạt. Các tổng đài chuyển tiếp quốc tế được đặt tại ba trung

tâm là Hà Nội, Tp HCM và Đà Nẵng, các tỉnh thành khác nhau có các cấu

trúc mạng khác nhau với nhiều tổng đài Host. Các tổng đài hiện có phổ biến

trên mạng viễn thông Việt Nam là: các tổng đài VKX liên doanh giữa Việt

Nam và Hàn Quốc, A1000E10 của Alcatel, NEAX61∑ của NEC, AXE10 của

Ericsson, EWSD của Siemens. Các công nghệ chuyển mạch đang sử dụng

là chuyển mạch kênh cho mạng PSTN, X.25 cho mạng Frame relay và ATM

cho truyền số liệu.

Về mặt cấu trúc mạng, mạng viễn thông Việt Nam hiện tại có thể chia

thành 3 cấp



Hình 2.3: Cấu trúc mạng Viễn thông PSTN Việt Nam hiện tại

- Cấp quốc tế: bao gồm các tổng đài Gateway, các đường truyền dẫn

quốc tế như: các trạm vệ tinh mặt đất, các hệ thống cáp quang biển TVH,

SE-ME-WE3, tuyến áp quang CSC.

- Cấp quốc gia: bao gồm các tổng đài chuyển tiếp Transit quốc gia,

các tuyến truyền dẫn đường trục.

- Cấp nội tỉnh: Gồm các tổng đài Host, các vệ tinh, truy nhập, tổng đài

độc lập, thiết bị truy nhập thuê bao, các tuyến truyền dẫn nội tỉnh. Sơ đồ

sau là sơ đồ kết nối mạng chuyển mạch.

Dựa theo số liệu thuê bao theo vùng địa lý, mạng VNPT được tổ chức

thành 5 vùng lưu lượng phân định như sau:

- Vùng 1: Khu vực miền Bắc kết nối các tổng đài thuộc 27 tỉnh thuộc

khu vực tỉnh miền Bắc (từ Hà Giang đến Hà Tĩnh, trừ Hà Nội).

- Vùng 2: Thuộc khu vực Hà Nội.

- Vùng 3: Khu vực miền Trung, các tỉnh từ Quảng Bình trở vào đến

Khánh Hoà, ĐakLak.

- Vùng 4: Khu vực T.P Hồ Chí Minh.



- Vùng 5: 18 Tỉnh đồng bằng Nam bộ và đồng bằng Sông Cửu Long (

các tỉnh còn lại).

Mỗi vùng lưu lượng được chia thành các khu vực chuyển tiếp (Transit

Area), việc chuyển tiếp lưu lượng vào, ra và trong các khu vực do các nút

chuyển mạch quốc gia (National Transit Switch) đảm trách. Số lượng cụ

thể các nút chuyển mạch quốc gia trong một vùng lưu lượng tuỳ thuộc vào

số lượng thuê bao của từng vùng lưu lượng.

Lưu lượng đi về của các vùng nào được định tuyến qua các tổng đài

Transit quốc gia của vùng đó qua cổng Gateway để đi quốc tế. Sử dụng

phương thức định tuyến

Nhìn chung mạng chuyển mạch hiện nay còn nhiều cấp và việc điều

khiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài).

Mạng chuyển mạch quốc gia

Mạng chuyển mạch quốc gia bao gồm 09 tổng đài Transit quốc gia

TOLL/VTN như sau:

- Tổng đài AXE 10 local 6 ( BYB 202): 03 hệ thống với năng lực xử lý

tối đa là 600.000 BHCA và dung lượng tối đa 24.000 trung kế được lắp đặt

tại Hà Nội, T.P Hồ Chí Minh, Đà Nẵng.

- Tổng đài AXE 10 local 7.2 ( BYB 501): 04 hệ thống với năng lực xử

lý tối đa là 1.500.000 BHCA và dung lượng tối đa 60.000 trung kế được lắp

đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh và Cần Thơ.

- Tổng đài loại TDX 10 lắp đặt tại Hà Nội (160 E1) và Tp Hồ Chí Minh

(272 E1). Tuy nhiên hiện nay do chất lượng dịch vụ không tốt, không đảm

bảo được yêu cầu của khách hàng nên đang trong kế hoạch sẽ chuyển

sang chế độ dự phòng cho mạng chuyển mạch liên tỉnh.

- 07 tổng đài AXE đều có tính năng STP làm điểm chuyển tiếp báo

hiệu cho hệ thống báo hiệu C7 của toàn mạng và tính năng SCCP phục vụ

cho dịch vụ Roaming cho mạng di động. Mỗi vùng được trang bị ít nhất 2

tổng đài Transit, các tổng đài Transit trong vùng được đấu chéo để khắc

phục sự mất cân bằng lưu lượng. Lưu lượng qua tuyến trực tiếp này chỉ

chiếm 5% tổng lưu lượng Transit của tổng đài.

2.1.3.2 Hệ thống truyền dẫn

Mạng truyền dẫn của Việt Nam hiện nay sử dụng cả vô tuyến và hữu

tuyến. Về vô tuyến có các hệ thống viba sử dụng công nghệ PDH bên cạnh

đó còn có các đường truyền qua vệ tinh đi quốc tế. Trong truyền dẫn hữu

tuyến thì phổ biến là cáp quang tuy vậy vẫn có những đoạn dùng các loại



cáp khác. Về truyền dẫn quang thì Việt Nam đang khai thác các thiết bị của

nhiều hãng khác nhau cho từng hệ thống. Các hệ thống truyền dẫn quang

chủ yếu sử dụng công nghệ SDH với các cấp độ ghép khác nhau như STM-

4, STM-16 hay STM-64 cho các tuyến liên tỉnh còn trong tỉnh có thể là STM-

1 hay STM-4 tùy vào nhu cầu dung lượng thực tế và tương lai.

Tuyến trục Bắc-Nam sử dụng mạng Ring cáp quang 2,5 Gbit/s (trên

cáp quang quốc lộ 1A và cáp quang 500 KV) và tuyến viba PDH 140 Mbit/s

Mạng truyền dẫn cáp quang liên tỉnh đã phát triển được tới hầu hết

các trung tâm tỉnh, với:

- Tổng chiều dài tuyến cáp quang quốc lộ 1A là 1.935 km.

- Tổng chiều dài các tuyến cáp quang liên tỉnh là 5.090 Km. Nâng

dung lượng mạch trục Backbone lên 20 Gbit/s sử dụng công nghệ DWDM

đã đưa vào sử dụng vào tháng 10/2003.

Hoàn chỉnh 13 mạng Ring liên tỉnh theo cấu trúc đã được duyệt, nâng

cấp các mạng Ring lên có dung lượng đủ đáp ứng nhu cầu xã hội ( 2.5

Gbit/s- 5 Gbit/s).

Nâng cấp Ring trung kế liên đài tại Hà Nội, T.P Hồ Chí Minh và Đà

Nẵng lên 5- 10 Gbit/s.

Vừa qua VNPT đã đưa vào khai thác hệ thống truyền dẫn Backbone

Bắc – Nam 20Gbit/s dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo bước

sóng DWDM sử dụng thiết bị của Nortel

2.1.3.3 Hệ thống truy nhập

Hiện tại trên mạng có nhiều loại truy nhập khác nhau tuỳ thuộc vào

từng loại mạng với từng loại dịch vụ. Trong di động, truyền hình ta có truy

nhập vô tuyến với nhiều công nghệ khác nhau như MMDS, LMDS, GPRS,

CDMA, FDAM…Gần đây còn có thêm truy nhập WLAN cũng được triển khai

tại một số địa điểm. Về truy nhập hữu tuyến ta có truy nhập bằng thoại

truyền thống, ADSL, truy nhập qua đường cáp truyền hình, qua đường điện

lực và công nghệ mong đợi sẽ là truy nhập quang tới từng hộ gia đình…

2.1.3.4 Hệ thống báo hiệu

Hiện tại mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai loại báo hiệu là R2

và SS7. Mạng báo hiệu SS7 đã và đang thay thế dần báo hiệu R2 trong

từng công đoạn báo hiệu, tuy vậy với mạng thoại thì báo hiệu R2MFC vẫn

được sử dụng phổ biến. Hệ thống SS7 đã được triển khai với một cấp STP

(điểm chuyển giao báo hiệu) tại ba trung tâm Hà Nội,Tp HCM và Đà Nẵng.



Hình 2.4: Hệ thống báo hiệu Việt nam

2.1.3.5 Hệ thống quản lý

Việc khai thác và bảo dưỡng mạng viễn thông tập chung ( TMN) có

nhiều ưu điểm cho các nhà khai thác mạng. Bởi nhiều chức năng có thể

được quản lý một cách hiệu quả từ một hoặc vài điểm trên mạng điều này

có nghĩa là chỉ cần ít nhân viên cho điều hành mạng lưới . Xu hướng tới đây

sẽ là tự động hoá cho các chức năng quản lý mạng.

Việt Nam đang trong quá trình xây dựng mạng quản lý viễn thông tập

trung TMN. Còn hiện tại thì mỗi hệ thống mạng riêng được quản lý bởi các

phương thức quản lý khác nhau.

2.1.3.6 Hệ thống đồng bộ

Mạng đồng bộ Việt Nam hoạt động theo nguyên tắc chủ tớ có dự

phòng, bao gồm 4 cấp và hai loại giao diện chuyển giao tín hiệu đồng bộ

chủ yếu là 2MHz và 2Mb/s. Mạng được phân chia làm 3 vùng độc lập, mỗi

vùng có hai đồng hồ mẫu, một đồng hồ chính (Cesium) và một đồng hồ dự

phòng (GSP). Các đồng hồ được đặt tại trung tâm của 3 vùng và được điều

khiển theo nguyên tắc chủ tớ. Các tổng đài quốc tế và tổng đài Toll trong

mỗi vùng được điều khiển bởi đồng hồ chủ theo phương thức chủ tớ. Các

tổng đài Tandem và Host tại các tỉnh hoạt động bám theo các tổng đài Toll

và các tổng đài vệ tinh đồng bộ theo tổng đài Host mà nó đấu tới, tất cả đều

theo phương thức chủ tớ.

2.2 Cấu trúc mạng viễn thông NGN

2.2.1. Định nghĩa mạng NGN



Cho tới nay các tổ chức và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên

thế giới rất quan tâm đến NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa rõ ràng.

Do vậy ta chỉ có thể tạm định nghĩa NGN như sau:

“ 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,

là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu, giữa cố định và di động.”

2.2.2. Các yếu tố thúc đẩy tiến tới NGN

2.2.2.1. Cải thiện chi phí đầu tư

Công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống chậm thay đổi so với sự

thay đổi nhanh chóng của công nghệ máy tính. Các chuyển mạch kênh

chiếm phần lớn trên mạng PSTN nhưng không thực sự tối ưu cho truyền số

liệu. Trong khi đó nhu cầu trao đổi thông tin giữa mạng PSTN và mạng

Internet ngày càng tăng, do đó xuất hiện nhu cầu xây dựng hệ thống chuyển

mạch tương lai dựa trên công nghệ hoàn toàn gói cho cả thoại và dữ liệu.

Các giao diện mở tại mỗi lớp cho phép lựa chọn linh hoạt nhà cung

cấp thiết bị. Truyền tải dựa trên gói cho phép phân bổ băng tần hiệu quả và

linh hoạt. Nhờ đó giúp nhà khai thác quản lý dễ dàng, nâng cấp một cách

hiệu quả phần mềm tại các nút điều khiển, dễ dàng triển khai dịch vụ mới

mà không cần thay đổi mạng qua đó giúp giảm chi phí vận hành khai thác

mạng.

2.2.2.2. Xu thế đổi mới viễn thông

Trong vòng hội nhập kinh tế thế giới xu thế hội nhập cũng diễn ra

mạnh mẽ trong viễn thông. Cạnh tranh ngày càng khốc liệt khi thế giới buộc

các chính phủ phải mở của thị trường viễn thông. Để thích ứng với xu thế

đó, đáp ứng được khả năng cung cấp loại hình dịch vụ cho nhiều dạng

khách hàng thì yêu cầu hệ thống mạng phải có độ mở cao để có thể kết nối

nhiều nhà cung cấp dịch vụ với nhau. Với yêu cầu này các mạng cũ không

thể thực hiện được trong khi đó NGN thích ứng rất tốt với đòi hỏi này nhờ

một cấu trúc mở hợp lý.

2.2.2.3. Các doanh thu mới

Dự báo hiện nay cho thấy doanh thu từ thoại gần như đạt mức bão

hoà và không thể tăng thêm được nữa. Trong khi đó doanh thu từ các dịch

vụ giá trị gia tăng ngày càng tăng, xu hướng sẽ vượt doanh thu từ thoại

trong tương lai gần. Trước viễn cảnh đó nhiều nhà cung cấp, khai thác viễn

thông không thể bỏ qua cơ hội tăng doanh thu này. Do vậy việc phát triển

một mạng mới để đáp ứng tất cả các dịch vụ gia tăng hiện có cũng như



những nhu cầu dịch vụ mới trong tương lai là không thể không làm. Tất cả

các điều trên cho thấy sự phát triển mạng viễn thông lên NGN là một điều

thiết yếu và cần thiết cho cuộc sống cũng như sự tồn tại của các nhà khai

thác cung cấp dịch vụ viễn thông.

2.2.3. Yêu cầu để phát triển NGN

Trước hết các nhà khai thác dịch vụ viễn thông phải xem xét mạng

TDM mà họ đã tốn rất nhiều chi phí đầu tư để quyết định xây dựng một

NGN xếp chồng hay thậm chí thay thế các tổng đài truyền thống bằng

những chuyển mạch công nghệ mới sau này. Các nhà khai thác cần tìm ra

phương pháp cung cấp các dịch vụ mới cho khách hàng của họ trong thời

kỳ quá độ trước khi các mạng của họ chuyển sang NGN một cách đầy đủ.

Vấn đề lớn nhất cần nhắc tới là phải hỗ trợ dịch vụ thoại qua IP và

hàng loạt các dịch vụ giá trị gia tăng khác trong khi cơ chế “best effort” phân

phối các gói tin không còn đủ đáp ứng nữa. Một thách thức căn bản nữa là

mở rộng mạng IP theo nhiều hướng, nhiều khả năng cung cấp dịch vụ trong

khi vẫn giữ được ưu thế của mạng IP.

Một khía cạnh khác là quy mô mạng phải đủ lớn để cung cấp cho

khách hàng nhằm chống lại hiện tượng tắc nghẽn cổ chai trong lưu lượng

của mạng lõi. Việc tăng số lượng các giao diện mở cũng làm tăng nguy cơ

mất an ninh mạng. Do đó đảm bảo an toàn thông tin mạng chống lại sự xâm

nhập trái phép từ bên ngoài trở thành vấn đề sống còn của các nhà khai

thác mạng.

Vấn đề cũng không kém phần quan trọng là các giải pháp quản lý

thích hợp cho NGN trong môi trường đa nhà khai thác, đa dịch vụ. Mặc dù

còn mất nhiều thời gian và công sức trước khi hệ thống quản lý mạng được

triển khai nhưng mục tiêu này vẫn có giá trị và sẽ mang lại nhiều lợi ích như

giảm chi phí khai thác, dịch vụ đa dạng.

Một vấn đề quan trọng nữa khi triển khai NGN là các công nghệ áp

dụng trên mạng lưới phải sẵn sàng:

* Về công nghệ truyền dẫn: phải phát triển các cộng nghệ truyền dẫn

quang SDH, WDM hay DWDM với khả năng hoạt động mềm dẻo linh hoạt,

thuận tiện cho khai thác và điều hành quản lý.

* Về công nghệ truy nhập: phải đa dạng hoá các dạng truy nhập cả vô

tuyến và hữu tuyến. Tích cực phát triển và hoàn thiện để đem vào ứng dụng

rộng rãi các công nghệ truy nhập tiên tiến như truy nhập quang, truy nhập



WLAN, truy nhập băng rộng, đặc biệt là triển khai rộng truy nhập ADSL và

hệ thống di động 3G.

* Về công nghệ chuyển mạch: Mặc dù có nhiều tranh luận về việc lựa

chọn công nghệ nào cho NGN trong các công nghệ IP, ATM, IP/MPLS, song

có thể nói chuyển mạch gói sẽ là sự lựa chọn trong NGN. Gần đây với sự

hoàn thiện về nghiên cứu công nghệ MPLS sẽ hứa hẹn là công nghệ

chuyển mạch chủ đạo trong NGN. Bên cạnh đó một công nghệ khác là

chuyển mạch quang cũng đang được nghiên cứu, hy vọng sẽ sớm được

ứng dụng trong thực tế.

2.2.4. Cấu trúc chức năng

NGN có cấu trúc chức năng như sau:

- Lớp kết nối (truy nhập và truyền dẫn/ở phần lõi)

- Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)

- Lớp điều khiển

- Lớp quản lý

Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay rất phức tạp với nhiều loại

giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của các hãng là vấn đề

đang được các nhà khai thác quan tâm.

Hình 2.5: Cấu trúc mạng NGN ở cấp độ dịch vụ



Hình 2.6 : Cấu trúc chức năng của NGN

* Lớp truyền dẫn và truy nhập

Phần truyền dẫn

- Tại lớp vật lý truyền dẫn quang với công nghệ ghép kênh theo bước

sóng DWDM sẽ được sử dụng.

- Công nghệ IP/MPLS có thể được sử dụng truyền dẫn trên mạng lõi

để đảm bảo QoS.

- Các router được sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn và

ngược lại khi lưu lượng nhỏ Switch – router có thể đảm nhận luôn chức

năng những router này.

- Lớp truyền dẫn có khả năng hỗ trợ các mức QoS khác nhau cho

cùng một dịch vụ và cho các dịch vụ khác nhau. Lớp ứng dụng sẽ đưa ra

các yêu cầu về năng lực truyền tải và nó sẽ thực hiện yêu cầu đó.

Phần truy nhập

- Với truy nhập hữu tuyến: có cáp đồng và xDSL đang được sử dụng.

Tuy vậy trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON sẽ dần chiếm ưu

thế, thị trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại.

- Với truy nhập vô tuyến ta có 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.

- Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng

đường trục qua cổng giao tiếp thích hợp. NGN cũng cung cấp hầu hết các

truy nhập chuẩn cũng như không chuẩn của các thiết bị đầu cuối như: truy

nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài nội bộ PBX…

* Lớp truyền thông

* Gồm các thiết bị là các cổng phương tiện như:

- Cổng truy nhập: AG kết nối giữa mạng lõi và mạng truy nhập, RG

kết nối mạng lõi và mạng thuê bao nhà.

- Cổng giao tiếp: TG kết nối mạng lõi với mạng PSTN/ISDN, WG kết

nối mạng lõi với mạng di động.

Lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (FR, PSTN,

LAN, vô tuyến…) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên mạng

lõi và ngược lại.

* Lớp điều khiển

Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển mà thành phần

chính là Softswitch còn gọi là MGC hay Call agent, được kết nối với các

thành phần khác nhau như: SGW MS FS AS để kết nối cuộc gọi hay quản

lý địa chỉ IP.

Lớp điều khiển có nhiệm vụ kết nối để cung cấp các dịch vụ truyền

thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu

nào. Các chức năng quản lý và chăm sóc khách hàng cũng được tích hợp

trong lớp điều khiển. Nhờ có giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ

và truyền dẫn, điều này cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh

chóng và dễ dàng.

* Lớp ứng dụng

Lớp này gồm các nút thực thi dịch vụ ( thực chất là các server dịch

vụ) cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớp truyền tải.

Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và ở

nhiều mức độ. Một số dịch vụ sẽ thực hiện làm chủ việc điều khiển logic

của chúng và truy nhập trực tiếp tới lớp ứng dụng, còn một số dịch vụ khác

sẽ thực hiện điều khiển từ lớp điều khiển. Lớp ứng dụng kết nối với lớp điều

khiển thông qua giao diện mở API. Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch vụ có

thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng trên dịch vụ mạng.

* Lớp quản lý



Lớp quản lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp từ kết nối cho đến

lớp ứng dụng. Tại lớp quản lý người ta có thể khai thác hoặc xây dựng

mạng giám sát viễn thông TMN như một mạng riêng theo dõi và điều phối

các thành phần mạng viễn thông đang hoạt động.

2.2.5. Các thành phần của NGN

NGN là mạng thế hệ kế tiếp không phải là mạng hoàn toàn mới do vậy khi

xây dựng NGN ta cần chú ý vần đề kết nối NGN với mạng hiện hành và tận dụng

các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai thác tối đa.

Cấu trúc vật lý của NGN

Hình 2.7: Cấu trúc vật lý của NGN

2.2.5.1. Các thành phần của NGN

Trong NGN có rất nhiều thành phần song ở đây chỉ trình bày những

thành phần thể hiện rõ nét sự tiên tiến của NGN so với mạng viễn thông

truyền thống cụ thể là:

- Media Gateway (MG)

- Media Gateway Controller (MGC)



- Signalling Gateway (SG)

- Media Server (MS)

- Application Server (Feature Server)

Hình 2.8: Các thành phần của NGN

* Media Gateway MG

Media Gateway cung cấp phương tiện để truyền tải thông tin thoại,

dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN. Trong mạng PSTN,

dữ liệu thoại được mang trên kênh DSo. Để truyền dữ liệu này vào mạng

gói mẫu thoại cần được nén lại và đóng gói. Đặc biệt ở đây người ta sử

dụng một bộ xử lý tín hiệu số DSP.

* Media Gateway Controller MGC

MGC là đơn vị chính của Softswitch. Nó đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi,

còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó điều khiển SG thiết lập và

kết thúc cuộc gọi. Ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống OS và BSS

MGC chính là cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau, như

PSTN, SS7, mạng IP. Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ

liệu qua các mạng khác nhau. Nó cũng được gọi là Call Server do chức

năng điều khiển các bản tin.



Một MGC kết hợp với MG, SG tạo thành một cấu hình tối thiểu cho

Softswitch.

* Signalling Gateway SG

Signalling Gateway tạo ra chiếc cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 với

mạng IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC).

SG làm cho Softswitch giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu

SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu.

* Media Server

Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng

để xử lý các thông tin đặc biệt. Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng

DSP với hiệu suất cao nhất.

* Application Server /Feature Server

Server đặc tính là một server ở mức độ ứng dụng chứa một loạt 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 Softswitch về việc phân chia

hay nhóm các thành phần ứng dụng.

Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent hoặc cũng có thể thực

hiện một cách độc lập. Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông

qua các giao thức như SIP, H323… Chúng thường độc lập với phần cứng

nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng.

Feature Server xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông

thường cho hệ thống đa chuyển mạch.

2.2.5.2 Nguyên tắc tổ chức cấu trúc mạng thế hệ sau - NGN

Phân vùng lưu lượng: Cấu trúc mạng thế hệ sau được xây dựng dựa

trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành

chính mà được phân theo vùng lưu lượng. Trong một vùng có nhiều khu

vực và trong một khu vực có thể gồm một hoặc nhiều tỉnh, thành. Số lượng

các tỉnh thành trong một khu vực tuỳ thuộc vào số lượng thuê bao của các

tỉnh thành đó. Căn cứ vào phân bố thêu bao, mạng NGN của VNPT được

phân thành 5 vùng lưu lượng như sau:

- Vùng 1: Các tỉnh phía bắc trừ Hà nội, Hà Tây, Bắc Ninh, Bắc

Giang và Hưng Yên.

- Vùng 2: Hà Nội, Hà Tây, Bắc Ninh, Bắc Giang và Hưng Yên.

- Vùng 3: Các tỉnh Miền Trung và Tây Nguyên.

- Vùng 4: TP Hồ Chí Minh.



- Vùng 5: Các tỉnh phía Nam trừ TP Hồ Chí Minh.

Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ

- Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp cho toàn

mạng.

- Số lượng nút ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ

cũng như số lượng và loại hình dịch vụ. Giai đoạn đầu toàn mạng sẽ có 2

node đặt tại Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh.

Tổ chức lớp điều khiển

Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp chung cho toàn mạng thy

vì có 4 cấp như hiện nay gồm: quốc tế, liên tỉnh, tên đệm và nội hạt) và

được phân theo khu vực quản lý có 3 node điểu khiển đặt tại Hà Nội, TP Hồ

Chí Minh và Đà Nẵng.

Hình 2.9: Mô hình kết nối lớp điều khiển và ứng dụng mạng NGN

Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy

nhập cung cấp các dịch vụ của mạng NGN, gồm nhiều module như module

điều khiển kết nối IP/MPLS, điều khiển định tuyến kết nối IP, điều khiển kết

nối cuộc gọi thoại báo hiệu số 7...


Service Nodes Service Nodes

(Lớp điều khiển)

Miền Nam

TP.HCM HN

Miền Bắc

Miền Trung(ĐN)

(Lớp chuyển tải)


Tổ chức lớp chuyển tải.

Lớp chuyển tải: được tổ chức thành 2 cấp: cấp đường trục quốc gia

và cấp vùng)

- Cấp đường trục quốc gia: gồm toàn bộ các note chuyển mạch

đường trục (lõi IP/MPLS) và các tuyến truyền dẫn kết nối các nút trục. Cấp

đường trục được tổ chức gồm 2 plane A và B, kết nối chéo giữa các node

đường trục tốc độ là 2,5 Gbit/s nhằm đảm bảo độ an toàn mạng, có nhiệm vụ

chuyển mạch cuộc gọi giữa các khu vực.

- Cấp vùng: Gồm toàn bộ các note chuyển mạch (IP/MPLS) cũng như

các bộ tập

trung nội vùng đảm bảo việc chuyển mạch cuộc gọi trong nội vùng và

sang vùng khách. Kết nối từ node vùng lên node trục 155 Mbit/s.

- Các node chuyển mạch IP/MPLS trong vùng phải có tính năng để

tích hợp lưu lượng mạng XDSL (kết nối với các BRAS hoặc tích hợp tính

năng BRAS trong mạng (xDSL) hoặc để cung cấp dịch vụ cho các thuê bao

băng rộng xDSL. Bộ tập trung IP/MPLS có thể dùng để thu gom lưu lượng

kênh kết nối lên các node vùng.

Tổ chức lớp truy nhập

- Lớp truy nhập: gồm các node truy nhập hữu tuyến và vô tuyến, các

node này được tổ chức không theo địa giới hành chính

- Các node truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ được kết nối đến

node chuyển mạch đường trục của vùng đó.

- Các thiết bị truy nhập thế hệ mới phải có khả năng cung cấp cổng

dịch vụ truyền thống PSTN cũng như các dịch vụ mới bao gồm POTS,

VOIP, IP/MPLS, FR, X25, IP2 VPN, xDSL..

2.2.6 Kết nối mạng NGN với mạng truyền thống

2.2.6.1 Kết nối với mạng PSTN

Kết nối mạng NGN với mạng PSTN hiện tại được thực hiện thông

qua thiết bị ghép luồng trung kế (trunking Gateway – TGW) ở mức n x E1

và báo hiệu số 7, không sử dụng báo hiệu R2 cho kết nối này.

Các thiết bị Trunking Gateway có tính năng chuyển tiếp các cuộc gọi

thoại tiêu chuẩn 64 Kbit/s hoặc các cuộc gọi thoại VoIP qua mạng NGN.

Điểm kết nối được thực hiện tại tổng đài Host hoặc tandem nội hạt và

tổng đài Gateway quốc tế nhằm giảm cấp chuyển mạch, giảm chi phí đầu

tư cho truyền dẫn và chuyển mạch của mạng PSTN và tận dụng năng lực

chuyển mạch của mạng NGN. Đối với mạng PSTN, mạng NGN sẽ đóng vai



trò như hệ tổng đài Transit quốc gia của mạng PSTN cho các dịch vụ thoại

tiêu chuẩn 64 Kbit/s.

Các cuộc thoại liên tỉnh tiêu chuẩn 64 kbit/s liên tỉnh hoặc quốc tế từ

các tổng đài Host PSTN sẽ được chuyển tiếp qua mạng tới các Host khác

hoặc tới tổng đài Gateway quốc tế.

Cấu hình kết nối như mô tả hình vẽ sau

Hình 2.10: Cấu hình kết nối NGN – PSTN

2.2.6.2 Kết nối với mạng Internet

Kết nối mạng NGN với trung tâm mạng Internet ISP và IAP được thực

hiện tại node IP/MPLS quốc gia thông qua giao tiếp ở mức LAN. Tốc độ

cổng LAN không thấp hơp tốc độ theo chuẩn Gigabit Ethernet (GE). Nếu

trung tâm mạng không cùng vị trí đặt node IP/MPLS quốc gia thì sử dụng

kết nối LAN qua cổng GBE

Điểm kết nối mạng NGN với các node truy nhập mạng internet POP độc

lập cho thuê bao truy nhập gián tiếp được thực hiện tại node IP/MPLS nội

vùng thì sử dụng kết nối LAN qua cổng quang.



Đối với các vệ tinh của tổng đài Host PSTN có tích hợp tính năng truy

nhập Internet POP thì điểm kết nối mạng NGN với các node truy nhập

Internet POP tích hợp được thực hiện tại bộ tập trung IP/MPLS hoặc tại các

node IP/MPLS nội vùng thông qua giao tiếp IP/MPLS tuỳ thuộc vào vị trí

của POP tích hợp.

Tốc độ cổng IP/MPLS phụ thuộc vào quy mộ của POP nhưng ít nhất

là n x E1. Cấu hình kết nối được mô tả như (hình 2.20)

2.2.6.3 Kết nối với mạng FR, X25 hiện tại

Các mạng FR, X25 hiện nay sẽ thuộc lớp truy nhập của mạng NGN,

do vậy sẽ được kết nối với mạng NGN qua bộ tập trung IP/MPLS.

Hình 2.11: Cấu hình kết nối NGN – Internet – PSTN

2.2.7 Lộ trình chuyển đổi

2.2.7.1 Yêu cầu : Phương án chuyển đổi dần cấu trúc mạng hiện tại

sang mạng NGN đến năm 2010 cần bảo đảm một số yêu cầu cơ bản sau

đây:

- Không ảnh hưởng đến việc cung cấp dịch vụ viễn thông trên mạng.



- Việc chuyển đổi phải thực hiện theo nhu cầu của thị trường từng

bước.

- Thực hiện được phân tải lưu lượng Internet ra khỏi các tổng đài

Host có số thuê bao truy nhập Internet chiếm tới 20%.

- Bảo đảm cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng tại các thành phố

lớn.

- Bảo toàn vốn đã đầu tư của VNPT.

2.2.7.2 Nguyên tắc thực hiện

Thực hiện chuyển đổi từng bước, ưu tiên thực hiện trên mạng liên

tỉnh trước nhằm đáp ứng nhu cầu về thoại và truyền số liệu liên tỉnh và tăng

hiệu quả sử dụng các tuyến truyền dẫn đường trục.

Mạng nội tỉnh thực hiện có trọng điểm tại các tỉnh thành phố có nhu

cầu về truyền số liệu truy nhập Internet băng rộng ưu tiên giải quyết phân

tải lưu lượng Internet cho mạng chuyển mạch nội hạt và đáp ứng nhu cầu

truy nhập Internet tốc độ cao trước nhằm tạo cơ sở hạ tầng thông tin băng

rộng để phát triển các dịch vụ đa phượng tiên, phục vụ chương trình chính

phủ điện tử, e- commerce... của quốc gia.

Không nâng cấp các tổng đài Host hiện có lên NGN do có sự khác

biệt khá lớn giữa công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, tổ

chức xây dựng hệ thống chuyển mạch NGN mới , riêng biệt và thực hiện

kết nối với các mạng hiện tại theo các nguyên tắc ở mục 2.4.1.3 trên.

Ngừng việc trang bị mới các tổng đài host công nghệ cũ, chỉ mở rộng

tổng đài Host đang hoạt động trên mạng để đáp ứng các nhu cầu thoại và

truyền số liệu băng hẹp và chỉ nâng cấp với mục đích phân tải Internet và

cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao dùng công nghệ xDSL trong

khi mạng NGN chưa bao phủ hết vùng phục vụ.

Phát triển nút truy nhập mới của NGN để đáp ứng các nhu cầu Host

mới.

2.2.7.3 Lộ trình chuyển đổi

- Giai đoạn 2001 – 2003

Trang bị 2 node điều khiển và 2 node dịch vụ tại miền bắc (đặt tại Hà

Nội) và miền nam (đặt tại TP. Hồ Chí Minh). năng lực xử lý cuộc gọi của một

node trên 4 triệu BH CA tương đương với trên 240.000 kênh trung kế hoặc

trên 400.000 thuê bao.

Trang bị 3 node IP/MPLS đường trục tại miền bắc (đặt tại Hà Nội) và

miền nam (đặt tại TP Hồ Chí Minh) và miền trung (tại Đà Nẵng).



Trang bị các node ghép luồng trung kế TGW và mạng IP/MPLS nội

vùng cho 11 tỉnh và thành phố lớn gồm Hà nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng,

Quảng Ninh, Huế, Đà Năng, Khánh Hoà, Bà Rịa Vũng Tầu, Đồng Nai, Cần

Thơ, Bình Dương. Lắp đặt các node truy nhập NGN nhằm cung cấp dịch vụ

truy nhập Internet tốc độ cao (xDSL) tại các tổng đài Host trung tâm của 11

tỉnh thành phố Như vậy, vào giai đoạn này sẽ có mạng chuyển mạch liên

vùng và nội vùng tạicả 5 vùng lưu lượng. Một phần lưu lượng thoại của

mạng đường trục PSTN sẽ được chuyển sang mạng NGN đường trục.

- Giai đoạn 2004 -2005

Tăng số node điều khiển và IP/MPLS nhằm mở rộng vùng phục vụ

của mạng NGN tới các tỉnh thành phố còn lại và hình thành mặt chuyển

mạch A&B như theo nguyên tắc tổ chức mạng ở mục 2.4.1.3, bảo đảm

cung cấp dịch vụ XDSL tại 64 tỉnh thành.

- Giai đoạn 2006 - 2010

Chuyển mạch IP/MPLS cấp đường trục, các node điều khiển được trang bị

với cấu trúc 2 mặt đầy đủ để chuyển tải lưu lượng chuyển tiếp vùng và liên

vùng cho 5 vùng lưu lượng.

Lưu lượng PSTN một phần được chuyển qua mạng tổng đài PSTN

và phần lớn được chuyển tải qua mạng NGN.

2.2.8 Hệ thống quản lý mạng và dịch vụ

Việc quản lý và khai thác mạng sẽ theo mô hình quản lý mạng tập

trung với hệ thống quản lý mạng TNM đã đưa vào khai thác khoảng cuối

năm 2003. Giai đoạn 1 hệ thống được trang bị một trung tâm điều hành và

quản lý mạng Quốc gia tập trung với các OMC của VTN, VTI, Hà Nội, HCM

và OMC khu vực khác có khả năng quản lý và khai thác mạng tập trung

quản lý đến từng phần tử mạng. Các đối tượng thực hiện sẽ thuộc các đơn

vị quản lý và chịu sự điều hành trực tiếp của trung tâm điều hành mạng

Quốc gia.

Giai đoạn 2 hệ thống sẽ hoàn thiện có khả năng quản lý toàn bộ

mạng lưới VNPT với các OMC quản lý mạng chuyển mạch gói, mạng

truyền dẫn, ngoại vi và các chủng loại thết bị trên toàn mạng chưa đầu tư

trong giai đoạn 1.

Kế hoạch phát triển dịch vụ

Giai đoạn đến 2010 là giai đoạn bùng nổ về dịch vụ, nhiều loại hình

dịch vụ băng hẹp, băng rộng, dịch vụ giá trị gia tăng trên thoại cố định, di



động, internet sẽ được đưa vào khai thác đáp ứng nhu cầu đa dạng của

khách hàng.

Các dịch vụ mới: Tiếp tục phát triển các dịch vụ hiện tại như thoại cơ

bản, thoại qua IP, Internet các dịch vụ trả trước, các dịch vụ gia tăng... sẽ

phát triển các dịch vụ băng rộng tốc độ cao như dịch vụ sử dụng công nghệ

ADSL: Truy nhập internet, VoD, truyền hình, các dịch vụ theo yêu cầu,

VoDSL... mạng VPN, dịch vụ chứng thực điện tử, thuê kênh tốc độ cao, các

dịch vụ thông minh IN trong mạng di động, cung cấp dịch vụ 3G cho di động

như truy nhập internet tốc độ cao cho di động Video Streaming, nhắn tin đa

phương tiện MMS... đặc biệt đầu tư phát triển các dịch vụ IN đối với mạng

thoại PSTN để cung cấp các dịch vụ thông minh cho thuê bao cố định là

mạng hiện đang có số thuê bao lớn.

Mạng lưới phát triển mạnh mẽ và phương thức khai thác mới tối ưu

sẽ tạo thế mạnh vững chắc cho VNPT trong môi trường cạnh tranh.

Các dịch vụ NGN cung cấp

NGN (Next Generation Network) là mạng viễn thông đang được ứng

dụng mạnh mẽ trên thế giới với sự kết hợp với 3 mạng cơ sở hiện nay là

viễn thông, truyền thông, Internet, mạng này cho phép hỗ trợ mọi phương

thức truyền thông tin như âm thanh, dữ liệu, hình ảnh và đảm bảo cung cấp

mọi dịch vụ, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng điện thoại, truyền số liệu,

Internet, truyền hình phát thanh, giải trí qua mạng… Trên cùng một công

nghệ IP là điểm mạnh của NGN. Tập đoàn Bưu Chính Viễn Thông Việt

Nam (VNPT) đang đưa NGN vào hoạt động với mục tiêu tạo thêm nhiều

dịch vụ mới đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng ngày càng cao,

NGN đang là mục tiêu của nhiều nhà khai thác viễn thông trên thế giới, khả

năng cung cấp đa dịch vụ.

Ưu điểm lớn nhất của NGN là cho phép triển khai các dịch vụ một

cách nhanh chóng và đa dạng, đáp ứng sự hội tụ giữa thông tin thoại,

truyền dữ liệu và Inernet, giữa cố định và di động… với giá thành thấp.

Những ưu điểm này giúp cho mạng NGN cũng cho phép truy suất toàn cầu,

tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới, và mở đường cho các cơ hội

kinh doanh phát triển của khách hàng.

Ngoài những ưu điểm trên, ứng dụng của NGN cho phép giảm thiểu

thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường và nâng cao hiệu xuất sử dụng



truyền dẫn thêm vào đó, NGN cũng cho phép những nhà cung cấp dịch vụ

tăng cường khả năng kiểm soát, bảo mật thông tin của khách hàng, đáp

ứng được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng như doanh

nghiệp, văn phòng…

Với nhà cung cấp dịch vụ, NGN đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kinh

doanh mới của khách hàng, linh hoạt sử dụng các giao dịch điện tử đa truy

nhập, đa giao thức để cung cấp các dịch vụ cho khách hàng mà không phụ

thuộc vào nhiều nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng lưới. Dựa trên nền

mạng NGN Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) đã giới

thiệu tới người sử dụng cùng một lúc 8 dịch vụ mới như sau:

- Dịch vụ điện thoại cố định trả tiền trước 1719

Đây là dịch vụ gọi điện thoại nội hạt, nội tỉnh, đường dài trong nước

và quốc tế với hình thức khách hàng mua thẻ mệnh giá để sử dụng, trên

cùng một thẻ mệnh giá khách hàng có thể lựa chọn cuộc gọi chất lượng

cao VoIP 64 kbit/s hoặc cuộc gọi giá thấp VoIP 8 kbit/s. Dịch vụ điện thoại

trả trước giúp khách hàng quản lý được số tiền sử dụng dịch vụ.

- Dịch vụ báo cuộc gọi từ Internet (Call Waiting Internet)

Dịch vụ này cho phép nhận các cuộc gọi đến trong khi đang truy nhập

Internet thông qua đường dây điện thoại, khi sử dụng dịch vụ khách hàng

sẽ được cung cấp một đường kết nối ảo thứ 2 và có thể quản lý toàn bộ các

cuộc gọi đến trong khi đang sử dụng Internet.

- Dịch vụ Webdial page

Dịch vụ Webdial page cho phép người sử dụng dịch vụ thực hiện

cuộc gọi từ một trang web trên Internet (Webdial Page Server) tới một thuê

bao PSTN. Cuộc gọi có thể là Phone – to – Phone hoặc PC – to – Phone.

Muốn sử dụng dịch vụ này khách hàng cần có một máy điện thoại,

một máy tính kết nối Internet và phải đang ký sử dụng dịch vụ Webdial

Page, người sử dụng sẽ được cấp một username và password để truy nhập

vào website Webdial Page.

Người sử dụng truy nhập vào Webdial Page Server qua mạng

Internet và sử dụng username và password để đăng nhập vào. Sau đó, tuỳ

theo thông tin người sử dụng điền vào sẽ có hai kiểu thực hiện cuộc gọi PC

– to – Phone và Phone – to – Phone.

- Dịch vụ điện thoại miễn phí đường dài 1800 (1800 Tollfree)

Dịch vụ này cho phép thực hiện cuộc gọi miễn phí tới nhiều đích khác nhau

thông qua một số truy nhập thống nhất trên mạng với cước phí thuê bao gọi



bằng cuộ gọi nội hạt. Cước phí đường dài của cuộc gọi sẽ được tính cho

thuê bao đăng ký dịch vụ 1800

Dịch vụ Tollfree đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp cung cấp

sản phẩm hoặc dịch vụ và các tổ chức mang tính xã hội như các công ty

quảng cáo…có số lượng khách hàng đông đảo. Các thuê bao sử dụng dịch

vụ Tollfree sẽ được tăng khả năng tiếp xúc với khách hàng, tạo điều kiện

cho thuê bao thực hiện tốt hơn việc tiếp thị sản phẩm và dịch vụ qua đó

chăm sóc khách hàng của mình được tốt hơn.

- Dịch vụ thông tin giải trí 1900 (1900 Premium Rate Service)

Dịch vụ này được cung cấp bởi nhà khai thác viễn thông và công ty

cung cấp dịch vụ thông tin cho khách hàng. Người sử dụng dịch vụ gọi điện

đến một số điện thoại dễ nhớ do nhà khai thác viễn thông cung cấp để nghe

thông tin (thể thao, thời tiết…) của công ty cung cấp dịch vụ thông tin. Mức

cước cuộc gọi sẽ được thu cao hơn cước điện thoại thông thường và tiền

cước thu được của người sử dụng được chia theo công thức thoả thuận

giữa nhà khai thác và công ty cung cấp thông tin. Với dịch vụ này nhà cung

cấp thông tin dễ dàng cung cấp các loại thông tin cho khách hàng của mình.

- Mạng riêng ảo.

Dịch vụ mạng riêng ảo cung cấp kết nối mạng riêng ảo (LAN/ WAN)

cho khách hàng dựa trên công nghệ đường dây thuê bao số loại xDSL với

ưu điểm kết nối đơn giản chi phí thấp, khách hàng chỉ cần đăng ký các điểm

và tốc độ kết nối theo nhu cầu sử dụng.

2.2.9 Kết luận

Việc xây dựng mạng NGN là xu hướng phát triển tất yếu của viễn

thông thế giới và Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng ấy. Trên đây là

một số giải pháp và cấu trúc NGN của một số nhà cung cấp và tổ chức

quốc tế và mô hình phát triển NGN của VNPT hiện nay.



CHƯƠNG 3

ỨNG DỤNG MPLS TRÊN MẠNG ĐƯỜNG TRỤC NGN

Việc triển khai công nghệ mạng MPLS hay công nghệ mạng khác cần

được cân nhắc kỹ trước khi tiến hành. Cũng như vậy đối với MPLS. Tuy

được coi là công nghệ mạng tân tiến giải quyết được nhiều nhược điểm của

IP, ATM nhưng không co nghĩa là MPLS đã được công nhận như một giải

pháp duy nhất cho mạng thế hệ sau ( NGN ).

Trước khi đi vào phân tích khả năng ứng dụng công nghệ MPLS

trong mạng thế hệ sau của chúng ta cần xem xét một số vấn đề kỹ thuật và

kinh tế sau đây:

- Độ an toàn và ổn định của công nghệ MPLS.

- Vị trí của MPLS trong các mô hình chuyển mạch đa dịch vụ MSF

- Tính khả thi của công nghệ: sản phẩm thương mại và khả năng

tương thích với các công nghệ khác hiện có.

- Tốc độ triển khai nhanh hay chậm: tính đơn giản khi triển khai.

- Khả năng triển khai các ứng dụng, dịch vụ mới như VPN, Data,

Video…

- Vận hành, khai thác bảo dưỡng các thiết bị MPLS.

- Giá thành thiết bị.

Các khía cạnh kỹ thuật quan trọng trong việc triển khai công nghệ

MPLS trong mạng NGN.

3.1. Các công nghệ và triển vọng triển khai

Trên cơ sở định hướng phát triển của NGN đến năm 2010, có thể

xem xét triển khai một số công nghệ chuyển mạch như sau:

* Công nghệ chuyển mạch IP

* Công nghệ chuyển mạch ATM

* Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS

* Công nghệ chuyển mạch Lamda (quang)

Mỗi công nghệ sẽ có ưu nhược điểm nhất định, tuy nhiên trước khi đi

vào phân tích ưu nhược điểm của mỗi công nghệ chúng ta cần nhấn mạnh

môi trường triển khai tại Việt Nam như sau:

* Các ứng dụng IP còn rất hạn chế, chủ yếu là WWW và một số dịch

vụ VoIP cơ bản đầu tiên. Mạng Internet cơ bản là mạng các bộ định tuyến.



* Chưa có hạ tầng cơ sở ATM. Mạng ATM của Việt Nam chưa được

thiết lập mặc dù đã có xuất hiện tại một số địa phương như Hà Nội,…

* Mạng chuyển tiếp khung (FR) không phát triển mạnh, chủ yếu phục

vụ cho dịch vụ kênh thuê riêng.

* Mạng X.25 rất hạn chế

Như vậy có thể khẳng định được:

* Mạng được xây dựng sẽ là một mạng hoàn toàn mới, xây dựng từ

đầu.

* Quy mô và phương thức thực hiện: Quy mô rộng, triển khai từ mạng

đường trục đến mạng truy nhập.

* Các dịch vụ cơ bản ban đầu: Internet tốc độ cao, VoIP, kênh thuê

riêng, VPN, các ứng dụng thương mại điện tử, truyền số liệu, video, đa

phương tiện.

3.1.1 Công nghệ IP

mỗi nút mạng tính toán mạng chuyển tin một cách độc lập. Phương

thức này, do vậy 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

đến việc chuyển gói tin sai hướng, điều này đồng nghĩa với việc mất gói tin.

Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ,

với phương thức này, nếu các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ đi qua

cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua cùng một điểm tới đích. Điều

này khiến cho mạng không thể thực hiện một số chức năng khác như định

tuyến theo đích, theo dịch vụ.

Tuy nhiên, bên cạnh đó, 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 về topo mạng qua việc cập nhật thông tin

về trạng thái kết nối. Với các phương thức như CDIR (Classless Inter

Domain Routing), kích thước của bản tin được duy trì ở mức chấp nhận

được, và do việc tính toán định tuyến đều được các nút tự thực hiện nên

mạng có thể mở rộng mà không cần bất cứ thay đổi nào.

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 phải 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 bảng chuyển tin (Forwarding table) chứa thông tin

về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hướng đích.

Dựa trên các bản chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói

IP tới hướng đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng

một. Ở cách này,

Sự phát triển đột biến của IP, sự tăng trưởng theo cấp số nhân của

thuê bao Internet đã là một thực thể không ai có thể phủ nhận. Hiện nay,

lượng dịch vụ lớn nhất trên các mạng đường trục trên thực tế đều là từ IP.

Trong công tác tiêu chuẩn hoá các loại kỹ thuật, việc bảo đảm tốt hơn cho

IP đã trở thành trọng điểm của công tác nghiên cứu.

IP là giao thức chuyển tiếp gói tin. Việc chuyển tiếp gói tin thực hiện

theo cơ chế phi kết nối. 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 tin

IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và

mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới đích.

Ưu điểm: Đơn giản, đã chuẩn hóa, mức độ phổ biến rộng, được coi là

công nghệ của tương lai. Những nghiên cứu gần đây chỉ ra khả năng sử dụng

IP trực tiếp trên nền công nghệ quang và những sửa đổi giao thức IP đảm bảo

chất lượng dịch vụ mới đã tạo tiền đồ cho khả năng chiếm lĩnh thị trường của

công nghệ này trong tương lai.

Nhược điểm: Với định tuyến IP truyền thống, chất lượng dịch vụ chỉ

dừng lại ở mức độ nỗ lực tối đa. Không có khả năng hỗ trợ các dịch vụ thời

gian thực như thoại hay video chất lượng cao. Để có thể hỗ trợ các dịch vụ

này cần bổ sung các giao thức điều khiển chất lượng dịch vụ như RSVP hay

chuyển sang IPv6.

3.1.2 Công nghệ ATM

Công nghệ ATM dựa trên cơ sở của phương pháp chuyển mạch gói,

thông tin được nhóm vào các gói tin có chiều dài cố định, trong đó vị trí của

gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ và dựa trên nhu cầu bất kì của



kênh trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và

dịch vụ khác nhau.

ATM có hai đặc điểm quan trọng :

- Thứ nhất ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là

các tế bào ATM, các tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền

lan và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ

tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn.

- Thứ hai, ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường

ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng.

ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là công nghệ chuyển

mạch hướng kết nối. Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập

trước khi thông tin được gửi đi. ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập

bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu. Mặt

khác, 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 cố định

trong suốt 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 tại 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 router dùng IP.

Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự như việc

chuyển gói tin qua router. Tuy nhiên, 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 được thực

hiện trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông lượng của

tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền thống.

Ưu điểm: Là công nghệ trong giai đoạn chín muồi, được chuẩn hóa bởi

ITU-T và Diễn đàn ATM (ATM-forum), có khả năng hỗ trợ IP qua ATM nhưng

chỉ là sự kết hợp mà chưa phải là sự tích hợp IP và ATM.



Nhược điểm: Giá thành cao, giao thức điều khiển (MPOA) phức tạp

hơn so với IP truyền thống. Việc tạo thêm một lớp ATM của các ứng dụng IP

sẽ làm hạn chế rất nhiều khả năng của IP.

3.1.3 Công nghệ MPLS

Đối với các nhà thiết kế mạng mà nói, sự phát triển nhanh chóng, sự

mở rộng không ngừng của mạng Internet, sự tăng vọt của lượng dịch vụ

cũng như sự phức tạp của các loại hình dịch vụ, đã dần dần làm cho mạng

viễn thông hiện tại không còn kham nổi. Một mặt, các nhà khai thác than

phiền khó kiếm được lợi nhuận, nhưng mặt khác thì thuê bao lại kêu ca là

giá cả quá cao, tốc độ thì quá chậm. Thị trường bức bách đòi hỏi có một

mạng tốc độ cao hơn, giá cả thấp hơn. Đây chính là nguyên nhân căn bản

để ra đời một loạt các kỹ thuật mới, trong đó có MPLS.

Bất kể kỹ thuật ATM từng được coi là nền tảng của mạng số đa dịch

vụ băng rộng (B-ISDN), hay là IP đạt thành công lớn trên thị trường hiện

nay, đều tồn tại nhược điểm khó khắc phục được. Sự xuất hiện của MPLS -

kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức đã giúp chúng ta có được sự chọn

lựa tốt đẹp cho cấu trúc mạng thông tin tương lai. Phương pháp này đã

dung hợp một cách hữu hiệu năng lực điều khiển lưu lượng của thiết bị

chuyển mạch với tính linh hoạt của bộ định tuyến. Hiện nay, càng có nhiều

người tin tưởng một cách chắc chắn rằng MPLS sẽ là phương án lý tưởng

cho mạng đường trục trong tương lai.

MPLS tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt : chức

năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Phần chức năng chuyển gói

tin, với nhiệm vụ gửi gói tin giữa các router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn

tương tự như ATM. Trong MPLS, nhãn là một số có độ dài cố định và

không phụ thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc

tìm nhãn của một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định tuyến của gói

và tìm nhãn mới của nó. Việc này đơn giản hơn nhiều so với việc xử lý gói

tin theo kiểu thông thường, do vậy cải thiện được khả năng của thiết bị. Các

router sử dụng kỹ thuật này được gọi là LSR (Label Switch Router). Phần

chức năng điều khiển của MPLS bao gồm các giao thức định tuyến lớp



mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin giữa các LSR, và thủ tục gán nhãn

để chuyển thông tin định tuyến thành các bảng định tuyến cho việc chuyển

mạch. MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet

khác như OSPF (Open Shortest Path First) và BGP (Border Bateway

Protocol). Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập

tuyến cố định, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn

khả thi. Đây là một điểm vượt trội của MPLS so với các định tuyến cổ điển.

Ngoài ra MPLS còn có cơ chế chuyển tuyến (Fast rerouting). Do

MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, khả năng bị ảnh hưởng

bởi lỗi đường truyền thường cao hơn các công nghệ khác. Trong khi đó,

các dịch vụ tích hợp mà MPLS phải 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.

Bên cạnh độ tin cậy, công nghệ MPLS cũng khiến 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 có thể được xác định bởi một giá trị của

nhãn. Do vậy, trong miền MPLS, các thiết bị đo 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 một cách dễ dàng dùng RTFM (Real Time 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 được xác

định nhanh chóng. Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương pháp này

không đưa ra được toàn bộ thông tin về chất lượng dịch vụ (ví dụ như trễ từ

điểm đầu đến điểm cuối của miền MPLS)

Ưu điểm: Đơn giản, tích hợp định tuyến và chuyển mạch, điều khiển

định tuyến trên nền tảng IP, chuyển mạch trên nền ATM, hỗ trợ chất lượng

dịch vụ chấp nhận được (cao hơn DiffServ, thấp hơn ATM). Giá thành hợp lý.

Nhược điểm: Giá thành cao hơn IP truyền thống, thấp hơn ATM,

chuẩn hóa đang trong giai đoạn tiếp tục phát triển.

Theo dự kiến, quá trình phát triển của giao thức trong mạng lõi được dự

báo như sau:



Giai đoạn 2003-2005: IP/MPLS qua SONET/SDH sang cáp

quang

Giai đoạn sau 2005: IP/MPLS qua cáp quang trực tiếp

3.2 Các giải pháp ứng dụng MPLS

Chúng ta sẽ phân tích giải pháp ứng dụng công nghệ MPLS trên nền

mạng NGN của tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT). Điều này

cũng không làm giảm đi tính tổng quát bởi đây là nhà khai thác lớn nhất Việt

Nam và trong tương lai vẫn sẽ là công ty giữ vai trò chủ lực quyết định đến

hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.

Từ những phân tích trên chúng ta có thể nhận thấy:

- Công nghệ MPLS hoàn toàn phù hợp với định hướng phát triển của

mạng Viễn thông VNPT đến năm 2010.

- Việc lựa chọn MPLS sẽ giải quyết rất tốt những ứng dụng IP và

chuyển mạch, định tuyến; các thiết bị chuyển mạch, định tuyến sẽ thực hiện

chức năng chuyển mạch, định tuyến thuần túy. Phần điều khiển sẽ liên

quan trực tiếp đến các giao thức điều khiển như UNI, PNNI cho ATM; CR-

LDP, RSVP cho MPLS; RIP, BGP, OSPF,… cho IP. Các chức năng liên

quan đến diều khiển phương tiện truy nhập và điều khiển cuộc gọi đều do

chuyển mạch mềm đảm nhận.

Các mô hình mạng đường trục ứng dụng công nghệ chuyển

mạch nhãn đa giao thức ( MPLS ).

Đối với việc triển khai công nghệ MPLS về cơ bản có thể chia làm 3

giải pháp chính như sau.

- Triển khai MPLS cho mạng lõi ( các tổng đài chuyển tiếp vùng ).

- Triển khai MPLS cho các tổng đài đa dịch vụ tại các vùng lưu lượng,

mạng lõi sử dụng tổng đài ATM.

- Mạng lõi và các tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS.

3.2.1 Mô hình 1: MPLS trong mạng lõi.

Triển khai các thiết bị MPLS tại lớp trục của mạng thế hệ sau cho các

giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng viễn thông của VNPT

đến năm 2010. Kế hoạch được tiến hành như sau.

* Giai đoạn đến năm 2003:

Triển khai các thiết bị chuyển mạch nhãn ( LSR ) tại Hà Nội, Đà Nẵng

và TP Hồ Chí Minh với hai trung tâm điều khiển ở Hà Nội và TP Hồ Chí

Minh. Tất cả các trung kế của các nút này đều sử dụng MPLS. Như vậy các

nút truyền tải này đóng vai trò LSR lõi



Tại một số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh,

Đà Nẵng, Khánh Hoà, Vũng Tàu, Bình Dương, Cần Thơ…ta trang bị các

tổng đài đa dịch vụ ATM+IP hỗ trợ cổng MPLS..

* Giai đoạn 2004-2005.

Triển khai thêm 2 LSR lõi tại 2 vùng lưu lượng mới xuất hiện, hình

thành hoàn chỉnh 2 mặt chuyển tải MPLS ( A và B ).

Bổ xung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo 3 vùng điều khiển riêng biệt.

Không mở rộng phạm vi mạng MPLS xuống cấp vùng.

* Giai đoạn 2006-2010.

Hoàn chỉnh các nút điều khiển ( 5 vùng điều khiển ).

Mở rộng phạm vi MPLS xuống cấp vùng.

Hình 3.1: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 1 đến 2005

Các ưu, nhược điểm của mô hình này.

- Ưu điểm :

+ Đơn giản trong tổ chức và triển khai.



+ Thống nhất được với phương án tổ chức mạng NGN là tách biệt

chức năng lớp truyền tải và điều khiển.

+ Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường.

+ Kết nối với cấp vùng ( các tổng đài đa dịch vụ ) thông qua giao diện

+ + MPLS hay ATM 155 Mbit/s hay 622 Mbit/s rất đơn giản do bản thân các

thiết bị có thể khai báo MPLS hay ATM trên cùng một cổng vật lý

- Nhược điểm :

+ Chi phí đầu tư ban đầu cao.

+ Cần xác định rõ hơn chất lượng dịch vụ QoS đặc biệt đối với các

dịch vụ thoại khi lưu lượng thoại ( PSTN ) được chuyển tiếp qua mạng

MPLS.

3.2.2 Mô hình 2: ATM lõi, MPLS ở các tổng đài đa dịch vụ

Công nghệ chuyển mạch ATM được sử dụng trong mạng đường trục,

công nghệ MPLS được sử dụng tại các tổng đài đa dịch vụ của mạng thế

hệ sau cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn

thông của VNPT đến năm 2010.

* Giai đoạn đên năm 2003:

Triển khai 3 tổng đài ATM lõi cho 3 vùng ở Hà Nội, Đà Nẵng và TP

Hồ Chí Minh. Các kết nối có thể là PVC hoặc SVC.

Tại một số tỉnh thành, thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng

Ninh, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Vũng Tàu, Bình Dương, Cần Thơ…trang

bị các tổng đài đa dịch vụ. Các tổng đài này sử dụng công nghệ MPLS.

* Giai đoạn 2004-2005:

Trang bị thêm 2 nút tổng đài ATM tại 2 vùng lưu lượng Hà Nội và TP

Hồ Chí Minh hình thành hoàn chỉnh 2 mảng chuyển tải ATM ( A và B ).

Bổ sung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo thành 3 vùng điều khiển

riêng biệt.

* Giai đoạn 2006-2010:

Hoàn chỉnh các nút điều khiển cho 5 vùng lưu lượng ( 5 vùng điều

khiển)




Các ưu nhược điểm của mô hình:

- Ưu điểm:


chức năng lớp điều khiển và chuyển tải.

+ Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường, đặc biệt các tổng đài

ATM loại mới có khả năng nâng cấp hỗ trợ MPLS chỉ bằng phần mềm.

+ Kết nối với cấp vùng ( các tổng đài đa dịch vụ MPLS ) thông qua

giao diện ATM 155Mbit/s hay 622Mbit/s.

- Nhược điểm:

+ Không phát huy hết ưu điểm của công nghệ MPLS trên toàn mạng

+ Cần giải quyết vấn đề hợp nhất VC và bộ đệm của các tổng đài

ATM trên mạng đường trục khi triển khai MPLS tại các thành phố trọng

điểm.

+ Giá thành các thiết bị MPLS nói chung vẫn còn cao nên nếu đầu tư

quy mô lớn thì chi phí ban đầu cao.



+ Việc triển khai MPLS ở lớp đa truy cập đa dịch vụ làm phức tạp quá

trình điều khiển cuộc gọi bởi nút điều khiển sẽ phải chuyển đổi hoặc sử

dụng nhiều giao thức thiết lập cuộc gọi.

3.2.3 Mô hình 3: Mạng MPLS hoàn toàn:

Sử dụng công nghệ MPLS trong mạng chuyển tiếp cấp đường trục và

cấp vùng của mạng NGN cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ

chức mạng Viễn thông của VNPT đến năm 2010 được dự kiến triển khai

như sau.

* Giai đoạn đến năm 2003:

Triển khai 3 LSR lõi tạiu Hà Nội, Đà Nẵng và tp Hồ Chí Minh. Tất cả

các trung kế của tổng đài này đều sử dụng MPLS.

Tại một số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh,

Đà Nẵng, Khánh Hoà, Vũng Tàu, Bình Dương, Cần Thơ…trang bị các tổng

đài đa dịch vụ, các tổng đài này được coi là các LSR biên.

* Giai đoạn 2004-2005:

Chuyển 2 LSR vùng Hà Nội và TP Hồ Chí Minh trở thành 2 lõi, hình

thành hoàn chỉnh 2 mảng truyền tải MPLS ( A và B ).

Bổ xung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo 3 vùng điều khiển riêng biệt.

* Giai đoạn 2006-2010:

Hoàn chỉnh 5 nút điều khiển cho 5 vùng lưu lượng ( 5 vùng điều khiển

)

Mở rộng phạm vi MPLS tại các vùng mới xuất hiện.




- Ưu điểm:

+ Đơn giản trong tổ chức và triển khai.


chức năng lớp điều khiển và chuyển tải.

+ Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường

+ Đảm bảo mạng MPLS xuyên suốt đối với các dịch vụ như Internet,

truyền số liệu, VPN tại một số địa phương có nhu cầu cao.

+ Phương án tổ chức mạng điều khiển tương đối đơn giản vì ít hoặc

không có yêu cầu thay đổi giao thức điều khiển.

+ Khả năng nâng cấp thiết bị được dự báo trước nên hiệu quả đầu tư

và khai thác thiết bị cao.

- Nhược điểm:



Chi phí đầu tư ba đầu cao.

3.3 Một số nhận xét:

- Giải pháp 1 tương đối hợp lý về tổ chức mạng cũng như khả năng

tương thích với công nghệ hiện đang sử dụng cho mạng Internet, mạng

PSTN. Tuy nhiên, cần lưu ý đến vấn đề MPLS hoặc ATM được hỗ trợ chủ

yếu bởi phần điều khiển và các thủ tục đi kèm.

- Giải pháp 2 phức tạp về tổ chức và nâng cấp mà cũng không giảm

được chi phí đầu tư.

- Giải pháp 3 có nhiều ưu điểm hơn, phát huy khả năng điều khiển

lưu lượng ưu việt của công nghệ MPLS, dịch vụ VPN chất lượng xuyên

suốt có thể được cung cấp ngay. Tuy nhiên chi phí đầu tư ban đầu cao

nhưng có thể xem xét triển khai các tổng đài đa dịch vụ công nghệ MPLS

theo từng vùng hoặc có chọn lựa để bảo đảm cấp truy cập cho MPLS để

giảm chi phí đầu tư ban đầu.

- Với mô hình 1 và 3, do mạng đường trục của VNPT phải đảm nhận

chức năng kết nối cổng quốc tế nên cần giải quyết kết nối quốc tế khi mạng

MPLS quốc tế chưa hình thành, có thể giải quyết bằng việc bổ sung khố

TGW để kết nối đến cổng quốc tế hiện nay cho các dịch vụ PSTN, các dịch

vụ Internet hay truyền số kiệu IP có thể được kết nối trực tiếp đi quốc tế qua

cổng ATM. Với mô hình 2 cần xác định ché độ hoạt động tế bào cho các

tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS vì mạng đường trục đã sử dụng công

nghệ ATM, các tổng đài ATM phả có khả năng hỗ trợ MPLS trở thành các

ATM-LSR



KẾT LUẬN

Với những ưu điểm vượt trội, MPLS được xem là công nghệ đầy hứa

hẹn trong mạng viễn thông thế hệ kế tiếp NGN. Sau một thời gian học tập

tìm hiểu, bản khoá luận tốt nghiệp đã tổng kết được một số vấn đề sau:

Xu hướng phát triển dịch vụ và công nghệ mạng trong đó chỉ ra

ưu nhược điểm của các mạng IP và ATM dẫn tới sự xuất hiện

công nghệ MPLS, những sở cứ để lụa chọn công nghệ MPLS.

Các vấn đề kỹ thuật của công nghệ MPLS.

Khả năng ứng dụng của MPLS trong mạng NGN của Tổng

công ty BCVT Việt Nam.

Công việc nghiên cứu về công nghệ MPLS vẫn đang được các tổ

chức tiếp tục nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện tiêu chuẩn. Việc hoàn

thiện các tiêu chuẩn có vai trò quan trọng đối với các nhà sản xuất thiết bị,

cũng như các nhà cung cấp mạng.

Mạng viễn thông Vi ệt Nam đã kịp thời ứng dụng công nghệ MPLS tr

ên mạng lõi NGN, đang mở rộng ra những ứng dụng MPLS ở mạng biên và

mạng riêng ảo bởi nhiều ưu điểm của công nghệ này.

Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế bản luận v ăn này chắc

còn nhiều thiếu sót mong được các thầy cô chỉ bảo. Xin trân trọng cảm ơn



TÀI LIỆU THAM KH ẢO

[1]: Phùng Văn Vận, Đỗ Mạnh Quyết, Nguyễn Tất Đắc “ Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ”. Nhà sản xuất bưu điện Hà Nội năm 2003.

[2]: Ngô Thị Khánh Ly “Xây dựng mô hình mạng đường trục ứng dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ”, luận văn thạc sĩ Hà Nội- 2005.

[3]: Học viện công nghệ Bưu chính-Viễn thông trung tâm đào tạo Bưu chính Viễn thông I. Bài giảng “ Tổ chức mạng viễn thông và các dịch vụ ” Hà Nội-2005.

[4]: Tổng hợp tài liệu từ Internet.

[5]:Tạp chí “Bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin” “2004,2005”-Bộ bưu chính viễn thông



MỤC LỤC

Lời mở đầu .................................................................................................1

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa

giao thức MPLS........................................................................................... . .2

1.1. Quá trình hình thành và phát triển.........................................................2

1.1.1. Các động lực ra đời của chuyển mạch nhãn................................2

1.1.2. Lịch sử phát triển của MPLS.........................................................3

1.1.3. Quá trình chuẩn hoá MPLS...........................................................4

1.1.4. Nhóm làm việc MPLS trong IETF..................................................4

1.2. Các thành phần của MPLS...................................................................6

1.2.1. Khái quát MPLS............................................................................. . .6

1.2.2. Các khái niệm cơ bản của MPLS..................................................8

1.2.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS

13

1.3. Các giao thức của MPLS

15

1.3.1. Giao thức phân phối nhãn

15

1.3.2. Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc

22

1.3.3. Giao thức giành trước tài nguyên

24

1.3.4. Giao thức MPLS – BGP

27

1.4. Hoạt động của MPLS............................................................................

27

1.4.1. Chế độ hoạt động khung

29

1.4.2. Chế độ hoạt động tế bào

31

1.4.3. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM – LSR

34



1.5. Các ưu điểm của MPLS

35

1.6. Ứng dụng của MPLS.............................................................................

36

Chương 2: Giới thiệu cấu trúc mạng đường trục của Việt Nam...........38

2.1. Cấu trúc vật lý mạng viễn thông ...........................................................38

2.1.1. Khái niệm về mạng viễn thông......................................................38

2.1.2. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay...............................39

2.1.3. Mạng viễn thông công cộng (PSTN).............................................40

2.2. Cấu trúc mạng viễn thông NGN............................................................44

2.2.1. Định nghĩa mạng NGN..................................................................44

2.2.2. Các yếu tố thúc đẩy tiến tới mạng NGN........................................45

2.2.3. Yêu cầu để phát triển NGN...........................................................46

2.2.4. Cấu trúc chức năng.......................................................................47

2.2.5. Các thành phần của NGN.............................................................50

2.2.6. Kết nối mạng NGN với mạng truyền thống ..................................54

2.2.7. Lộ trình chuyển đổi........................................................................56

2.2.8. Hệ thống quản lý mạng và dịch vụ................................................58

2.2.9. Kết luận.........................................................................................61

Chương 3: Ứng dụng MPNS trên mạng đường trục NGN.....................62

3.1. Các công nghệ và triển vọng triển khai.................................................62

3.1.1. Công nghệ IP.................................................................................63

3.1.2. Công nghệ ATM............................................................................64

3.1.3. Công nghệ MPLS..........................................................................65

3.2. Các giải pháp ứng dụng MPLS.............................................................67

3.2.1. Mô hình 1 MPLS trong mạng lõi....................................................68

3.2.2. Mô hình 2 ATM lõi.........................................................................70

3.2.3. Mô hình 3 mạng MPLS hoàn toàn.................................................71

3.3. Một số nhận xét.....................................................................................73

Kết luận toàn bài.........................................................................................74

Tài liệu tham khảo......................................................................................75



THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT

ATM Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền dẫn không đồng bộ

ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉATMARP ATM Address Resolution

ProtocolGiao thức phân giải địa chỉ ATM

BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên

CoS Class of Service Lớp dịch vụCLIP Classical IP IP trên ATM CR Constrained Routing Định tuyến cưỡng bứcCR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến cưỡng bức-LDPCR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến cưỡng bức-LSPDLCI Data Link Connection Identifer Nhận dạng kết nối liên kết

dữ liệuER Explicit Routing Định tuyến hiệnEGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng

biênFR Frame Relay Chuyển tiếp khungFEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương

đươngIETF Internet Engineering Task

ForceNhóm tác vụ kỹ thuật Internet

IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Service Digital

NetworkMạng số tích hợp đa dịch vụ

LAN Local Area Network Mạng cục bộLANE LAN Emulation Mô phỏng LANLDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãnLER Label Edge Router Router biên nhãnLIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãnLSP Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch

nhãnLSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn



MG Media Gateway Cổng đa phương tiệnMPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao

thứcMPOA Multiprotocol Over ATM Đa giao thức trên ATM NGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếpOSPF Open Shortest Path First Giao thức đường đi ngắn

nhất đầu tiênPID Protocol Identifier Nhận dạng giao thứcPSTN Public Switch Telephone

Network

M¹ng chuyÓn m¹ch tho¹i c«ng céng

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụRESV Resevation Bản tin dành trướcRFC Request For Comment Yêu cầu ý kiếnRSVP Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài

nguyên SPF Shortest Path First Đường đi ngắn nhất đầu

tiênSTM Synchronous Transmission

ModeChế độ truyền dẫn đồng bộ

SVC Signaling Virtual Circuit Kênh ảo báo hiệuTCP Transission Control Protocol Giao thức điều khiển

truyền dẫnTGW Traffic Gateway Cổng lưu lượngTLV Time To Live Thời gian sốngTLV Type-Leng-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trịToS Type of Service Kiểu dịch vụUDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ dữ liệu VC Virtual Circuit Kênh ảoVCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảoVNPT Vietnam Post &

TelecommunicationsTổng công ty BCVT Việt Nam

VP Virtual Path Đường ảoVPN Virtual Private Network Mạng riêng ảoVPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảoWAN Wide Area Network Mạng diện rộng




Documents

[Laptrinh.vn]-Chuyển mạch nhãn đa giao thức_MPLS_PHAM VAN DONG