Luan Van CNghe mạng MAN-E

5/14/2018 Luan Van CNghe ma ̣ng MAN-E - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/luan-van-cnghe-mang-man-e 1/93

0

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC .............................................................................................................0

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT.........................................3

DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................7

DANH MỤC BẢNG ..............................................................................................9

……

MỞ ĐẦU..............................................................................................................10

NỘI DUNG ..........................................................................................................12

CHƯƠNG 1: T ỔNG QUAN VỀ NGN .................................................................12

1.1 KHÁI NI ỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN .............................................................12

1.1.1 Khái niệm .......................................................................................................12

1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN ...............................................................................13

1.2 C ẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI ............................................................14

1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập ...........................................................................16

1.2.2 Lớp truyền thông ............................................................................................17

1.2.3 Lớp điều khiển ................................................................................................18

1.2.4 Lớp ứng dụng/dịch vụ .....................................................................................19

1.2.5 Mặt phẳng quản lý ..........................................................................................19

1.3 C ẤU TRÚC VẬT LÝ ..............................................................................................20

1.4 CÁC CÔNG NGH Ệ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI ......................21

1.4.1 IP .......................................................................................................................21

1.4.2 ATM ...................................................................................................................22



1

Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ

1.4.3 MPLS .................................................................................................................23

K ết luận chương 1 .......................................................................................................25

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E VÀ CÁC DỊCH VỤ TR ÊNMẠNG MAN-E ...................................................................................................26

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

2.1.1 Tổng quan mạng quang Ethernet .....................................................................26

2.1.2 Các tính năng của MAN-E ..............................................................................27

2.1.3 Cấu trúc mạng MAN-E ...................................................................................28

2.1.4 Mô hình phân lớp mạng MAN-E ....................................................................29

2.1.5 Các điểm tham chiếu trong mạng MAN-E ......................................................31

2.1.6 Các thành phần vật lý trong mạng MAN-E .....................................................33

2.1.7 Lợi ích dùng dịch vụ Ethernet .........................................................................34

2.2 CÁC D ỊCH VỤ CUNG CẤP QUA MẠNG MAN -E ................................................36

2.2.1 Mô hình dịch vụ Ethernet................................................................................36

2.2.2 Kênh k ết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection)........................37

2.2.3 Các loại dịch vụ trong MAN-E .......................................................................38 2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet ......................................................................44

2.3 CÁC YÊU C ẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN -E ........................................52

2.3.1 Độ khả dụng ...................................................................................................52

2.3.2 Độ trễ khung ...................................................................................................53

2.3.3 Độ trôi khung..................................................................................................54

2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung ........................................................................................55

K ết luận chương 2 .......................................................................................................56

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT ............57

3.1 KI ẾN TRÚC MẠNG ..............................................................................................57

3.2 M ẠNG MAN -E DỰA TRÊN CÔNG NGH Ệ MPLS ................................................58



2


3.2.1 Thiết kế lưu lượng MPLS ...............................................................................59

3.2.2 Hồi phục đường hầm.......................................................................................62

3.2.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạng MPLS..................................................64

3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI, QUẢN LÝ ......................................................................66

3.3.1 Phương án kết nối ...........................................................................................66

3.3.2 Phương án quản lý mạng.................................................................................67

3.4 H Ệ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN -E ..........................................68

3.4.1 Quản lý topo mạng..........................................................................................68

3.4.2 Quản lý tài nguyên..........................................................................................69

3.4.3 Quản lý lỗi ......................................................................................................69

3.4.4 Quản lý hiệu năng ...........................................................................................70

3.4.5 Quản lý bảo mật..............................................................................................70

3.4.6 Quản lý cấu h ình.............................................................................................70

3.4.7 Cấu h ình dịch vụ qua giao diện đồ hoạ (provisiong)........................................70

3.4.8 Cấu h ình trên thiết bị mạng (các router NE40E) ..............................................71

3.5 XÂY DỰNG MẠNG MAN -E VNPT THÁI NGUYÊN .............................................71

3.5.1 Định hướng xây dựng mạng MAN-E ..............................................................71

3.5.2 Định cỡ mạng MAN-E...................................................................................72

K ết luận chương 3 .......................................................................................................79

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................80

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................81

PHỤ LỤC ............................................................................................................82



3


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

API Application Programming Interface giao diện lập tr ình ứng dụng

AS Autonomous System

một tập hợp các mạng có cùng

chính sách định tuyến

ATM

Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch khôngđồng bộ

BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến toàn

cầu

BRAS Broadband Remote Access Server

Máy chủ truy nhập băng rộngtừ xa

BSS Base Station Subsystem Hệ thống trạm gốc

CBS Commintted Burst Size Kích thước bùng nổ cam kết CDMA Code Division Multiple Access đa truy nhập phân chia theo mã

CE Customer Edge Phía khách hàng

CE-VLAN Customer Edge Virtual LAN VLAN phí khách hàng

CIDR Classless Interdomain Routing

Định tuyến giữa các Miềnkhông phân biệt lớp

CIR Commintted Information Rate Tốc độ truyền thông cam kết CoS Class of Service Lớp dịch vụ

CPE Customer Premises Equipment Thiết bị phía khách hàng

CR-LDP

Constranint - based Routing Label

Distribution Protocol

Giao thức phân phối nhã địnhtuyến cưỡng bức

C-VLAN Carrier VLAN VLAN truyền tải

DUT Device Under Test Thiết bị được đo kiểm

DWDM Dense Wavelength Division Multiplex

Ghép kênh theo bước sóngghép mật độ cao

E-LAN Ethernet LAN

Dịch vụ mạng LAN quaEthernet

E-LINE Ethernet Line

Dịch vụ đường thuê bao qua

Ethernet

EPL Ethernet Private Line

Đường thuê kênh riêng

Ethernet

EP-LAN Ethernet Private LAN

Mạn LAN riêng qua mạngEthetnet

E-Tree Ethernet Tree Dịch vụ dạng cây qua Ethernet EVC Ethernet Virtual Connection Đường kết nối ảo

EVPL Ethernet Virtual Private Line

Đường thuê kênh riêng ảo quamạng Ethernet

EVP-LAN Ethernet Virtual Private LAN

Mạng LAN riêng ảo qua mạngethernet

FEC Forwarding Equivalence Class Tập hợp các gói vào mà có



4


cùng một nhãn ra

FRR Fast ReRouter Định tuyến lại nhanh

FS Feature Server Máy chủ đặc tính

FTTx Fiber To The x

Họ công nghệ sử dụng cáp

quang tới một điểm GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet

GSM

Global System for Mobile

Communications

Hệ thống thông tin di động toàn

cầu

ICMP Internet Control Message Protocol

Giao thức điều khiển truyền tintrên mạng

IETF

Internet Engineering Task Force Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuậtInternet

IGP Interior Gateway Protocol

Giao thức định tuyết Gatewaybên trong

IN Intelligent network mạng thông minhIP Internet Protocol Giao thức internet

IPTV Internet Protocol Television Truyền h ình Internet

ISDN Integrated Services Digital Network Công nghệ băng hẹp

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế

LAN Local Area Network Mạng nội bộ

LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn

LSR Label Switch Router

Bộ định tuyến chuyển mạch

nhãn

LSR

Label-Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạchnhãn

MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môitrường

MAN-E Metro Area Network - Ethernet Mạng đô thị sử dụng công nghệEthernet

MBA Maximum Burst Size Kích thướ c bùng nổ tối đa

MEF Metro Ethernet Forum Diễn đàn Metro Ethernet

MG Media Gateway cổng phương tiện

MGC Media Gateway ControllerBộ điều khiển cổng phươngtiện

MP2MP Multi Point to Multi Point Đa điểm đến đa điểm

MPLS MultiProtocol Label Switching

Chuyển mạch nhãn đa giaothức

MS Media server Cổng phương tiện

MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy cập đa dịch vụ



5


NE Network Element Thành phần mạng

NNI Network - Network Interface Giao diện Mạng - Mạng

NT Network Termination Kết cuối mạng

NGN Next generation networking Mnagj thế hệ sau

OSIOpen Systems Interconnection ReferenceModel

Mô hình tham chiếu kết nối hệthống mở

OSPF Open Shortest Path First

Là giao thức định tuyến the

otrạng thái đường lien kết

OSS Operations Support System

quản lý vận hành hệ thốngmạng

P2P Point to Point Điểm đến điểm

PC Personal Computer Máy tính cá nhân

PIR Peak Information Rate Tốc độ truyền thông tối đa

PON Passive Optical Networks mạng quang thụ động

PSTN Public Switched Telephone Network

mạng chuyển mạch điện thoạicông cộng

PVC Permanent Virtual Circuit chuyển tiếp khungQoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức đăng ký trước tài

nguyên

RTFM real time flow measurement Đo lưu lượng thời gian thực

SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ

SEN Service Excution Node gồm các nút thực thi dịch vụ

SG Signaling Gateway Cổng báo hiệ SLA Service Level Agreement Thoả thuận cấp độ dịch vụ

SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ

S-VLAN Service Provider VLAN VLAN phía nhà cung cấp dịchvụ

TDM Time division multiplexing Ghép kênh theo thời gian

TE Transport Edge Kết cuối tr uyền dẫn

ToS Type of Service Loại dịch vụ

UNI User - Network Interface Giao diện người dùng - Mạng

VLAN Virtual LAN Mạng LAN ảo VLAN ID Virtual LAN Indentify Số hiện VLAN

VoIP Voice over Internet Protocol Thoại qua giao thức IP

VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

WAN Wide Area Network Mạng diện rộng

WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng



6


quang

xDSL x Digital Subcriber Line Các dịch vụ k ênh thuê bao số



7


DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN ........................12

Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới ....................................................................15

Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của NGN .................................................................16

Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E ...................................................................................17

Hình 1.5: Các thành phần của Softswitch ........................................................................18

Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng NGN ..............................................................................20

Hình 2.1: Cấu trúc mạng MAN-E điển h ình...................................................................29

Hình 2.2: Mô hình mạng MAN-E theo các lớp...............................................................30

Hình 2.3: Mô hình các điểm tham chiếu..........................................................................32

Hình 2.4: Giao diện UNI và mô hình tham chiếu MAN-E...............................................33

Hình 2.5: Mô hình cung cấp các dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-E ............................36

Hình 2.6: EVC điểm – điểm............................................................................................37

Hình 2.7: EVC điểm – đa điểm ......................................................................................38

Hình 2.8: EVC dạng cây .................................................................................................38

Hình 2.9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet ..........................................................39

Hình 2.10: Dịch vụ E-Line..............................................................................................40

Hình 2.11: Dịch vụ E-LAN.............................................................................................41

Hình 2.12 . Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào mạng MAN-E...........................42

Hình 2.13: Dịch vụ E-Tree..............................................................................................42

Hình 2.14: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc..............................................................................43

Hình 2.15: Ghép kênh dịch vụ ........................................................................................44

Hình 2.16: VLAN tag Preservation/Stacking ..................................................................50

Hình 2.17: VLAN tag Translation/Swapping ..................................................................51

Hình 2.18: Sự phân chia độ trễ trong mạng .....................................................................54

Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E.....................................................................58

Hình 3.2: Chèn header trong MPLS................................................................................59

Hình 3.3: Gói tin gán nhãn MPLS...................................................................................59



8


Hình 3.4: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ tuyến kết nối .....................63

Hình 3.5: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ nút .....................................64

Hình 3.6: Mô hình k ết nội mạng MAN-E với mạng đường trục ......................................67

Hình 3.7: Topo mạng MAN-E ........................................................................................69 Hình 3.8 Sơ đồ mạng MAN-E Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011................................79



9


DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE ...........................................................................78



10


MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng, vượt bậc của các công

nghệ truy nhập băng rộng mới (xDSL, FTTx…) và các dịch vụ mới (VoIP, IPTV,

VoD…), đặc biệt là xu hướng tiến lên NGN của ác nhà khai thác Viễn thông:Yêu cầu về băng thông kết nối tới các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN) ngày

càng cao, yêu cầu về cơ sở hạ tầng truyền tải phải đáp ứng các công nghệ mới của IP để

sẵn sàng cho các dịch vụ mới ngày càng tăng: multicast, end-to-end QoS, bandwitdh-on-

demand…, yêu cầu đáp ứng băng thông cung cấp trực tiếp theo nhu cầu của khách hàng

khách hàng (FE, GE), và các yêu cầu khác…

Tất cả các yêu cầu tr ên dẫn đến sự phát triển bùng nổ của mạng MAN trong các

thành phố, đặc biệt là mạng Ethernet- based MAN để truyền tải lưu lượng IP.

Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày càng cao và giá

thành ngày càng giảm. Tốc độ truyền dẫn từ 100Mbps dần được thay thế bằng tốc độ

Gbps. 10Gbps thậm chí 40Gbps. Việc này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử

dụng cồng nghệ Ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa hơn. Với công

nghệ Ethernet truyền thống trên mạng cáp đồng khoảng cách truyền dẫn chỉ tính bằng đơn

vị hàng chục mét hoặc 100 mét th ì với công nghệ cáp quang, khoảng cách truyền dần tăng

hàng trăm ngh ìn lần lên đến hàng chục KM.

Sử dụng công nghệ MAN-E để cung cấp dịch vụ chất lượng cao, dịch vụ đa dạng

đến khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ đang là xu hướng chung tr ên toàn thế giới.

Công nghệ Ethernet được hầu hết các nhà cũng cấp thiết bị tr ên thế giới hỗ trợ

Tại Việt Nam côn nghệ mạng MAN-E đã được một số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông

đã triển khai và đưa vào khai thác thành công. Tiêu biếu là mạng MAN-E của Tập đoàn Bưu

chính Viễn thông Việt Nam VNPT, Tập đoàn VNPT phát triển mạng MAN-E dự vào các đặc

điểm như sau:

Hiệu quả chi phí: Chi phí đầu tư và vận hành thấp.

Đơn giản: Đã được tiêu chuẩn hóa và không ngừng được phát triển. Được ứng dụng rộng r ãi

trong tất cả các tổ chức, doanh nghiệp và thiết bị gia đ ình.



11


Độ linh động cao: Quản lý băng thông và mở rộng băng thông kết nối rất dễ dàng. Hỗ trợ rất

nhiều mô h ình k ết nối (topology) khác nhau. Tối ưu cho việc truyền tải thông tin dạng gói,

đặc biệt là các gói tin IP.

Mạng MAN-E là phân khúc mạng nằm giữa lớp Core và lớp Access, có tổ chức năng thu

gom lưu lượng và đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng. Mạng MAN-E chính

là yếu tố cốt lõi để các nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp các dịch vụ băng rộng chất

lượng cao đối với khách hàng.

Tại Việt Nam công nghệ mạng MAN-E đang trong quá tr ình triển khai do đó có rất nhiều

vấn đề cần nghiên cứu và phát triển tuy nhiên trong luận văn này xin được đi vào Tìm hiểu cộng

nghệ mạng MAN-E và Ứng dụng của mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên.

Đề tài bao gồm 3 chương:

Chương 1: Nêu lên các khái niệm về mạng NGN, cấu trúc logic và cấu trúc vật lý của

mạng NGN từ đó xác định mạng MAN-E thuộc lớp nào trong mạng NGN.

Chương 2: Nêu lên các k hai niệm chung về mạng MAN-E như: định nghĩa, mô h ình phân

lớp, các thành phần cơ bản, các dịch vụ cơ bản và các ưu nhược điểm của các dịch vụ đó. Đồng

thời nêu các định nghĩa về tham số hiệu năng trong mạng MAN-E.

Chương 3: Mô h ình triển khai mạng MAN-E tại VNPT, giới thiệu về công nghệ và mô

hình triển khai hệ thống mạng của VNPT tại Việt Nam trên cơ sở đó xây dựng mạng MAN -E giai

đoạn 2 tại VNPT Thái Nguyên.Trong quá trình làm luận văn tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góm, giúp đỡ quý báu

của các thầy cô giáo cùng các bạn bè đồng nghiệp

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Tam, người đã tận

tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo

khoa CNTT Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo tại Viện Công nghệ Thông tin – Viện Khoa

học và Công nghệ Việt Nam, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá

trình học tập.

Cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các đồng nghiệp nôi tôi đang công tác: VNPT Thái

Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn của m ình



12


NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: T ỔNG QUAN V Ề NGN

1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG NGN

1.1.1 Khái niệm

Mạng thế hệ sau (NGN) là mạng chuyển mạch gói có khả năng cung cấp các dịch

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

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

quan

NGN là mạng:

Có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói.

Triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng.

Đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.

Các hệ thống hỗ trợ có khả năng mềm dẻo, cho phép khách hàng sử dụng nhiều

loại hình dịch vụ mà chỉ cần một nhà cung cấp.

Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong NGN



13


1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN

NGN có bốn đặc điểm chính

Nền tảng là hệ thống mở ;

Dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới;

NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói, sử dụng các giao thức thống nhất;

Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng

để đáp ứng nhu cầu.

Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:

Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc

lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập.

Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.

Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theo

hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử

khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện

liên k ết giữa các mạng có cấu hình khác nhau.

Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt và

có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ

của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm

cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn.

Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất.

Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình

cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng

thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta

mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối

cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta

thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở

đều có thể thực hiện liên k ết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao



14


thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt

k ỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.

Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử

dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn nhiều khuyết điểm về

khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tuy

nhiên, chính tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện

bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. NGN là

nền tảng cho cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia .

Thứ tư: NGN mạng có dung lượng và tính thích ứng cao, đủ năng lực để đáp ứng

nhu cầu:

Có khả năng cung cấpnhiều loạihình dịchvụ đa phương tiện băng thông cao.

Có khả năng thích ứng với các mạng đã tồn tại để tận dụng cơ sở hạ tầng mạng,

dịch vụ và khách hàng sẵn có.

1.2 CẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI

Hiện nay vẫn chưa có một khuyến nghị cụ thể nào của ITU về cấu trúc của NGN.

Có nhiều nhà viễn thông lớn tr ên thế giới đưa ra mô h ình NGN như Alcatel, Ericsion,

Nortel, Lucent…

Từ những mô h ình của các hãng, mô hình cấu trúc của NGN được chia ra làm bốn

lớp chức năng:

Lớp truy nhập và truyền dẫn

Lớp truyền thông

Lớp điều khiển

Lớp quản lý

Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó phân

chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp này

liên k ết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn



15


Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay v ì tích hợp

thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch k ênh hiện nay: lớp ứng dụng, lớp điều

khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền dẫn. Các giao diện mở có sự tách biệt

giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng, dễdàng; những nhà khai thác có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp

trong mô hình mạng NGN.

Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới

Nếu xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ th ì mô hình cấu trúc của

NGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ bao gồm 5 lớp chức năng: lớp truyền dẫn và truy nhập

(service access layer), lớp truyền thông (service transport/core layer), lớp điều khiển (control

layer), lớp ứng dụng /dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý ( MAN-Eage MAN-Et

layer ).



16


Lí p øng dông

Lí p ®iÒu khiÓn

Lí p truyÒn th«ng

Lí p truyÒn dÉn vµ

Giao di n më API

Giao diÖn më API

Giao di n më API

M ặ t

ph ẳ n g q u ¶ nl ý

Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của NGN

1.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập

Phần truy nhập:

- Lớp truy nhập cung cấp các kết nối giữa thuê bao đầu cuối và mạng đường trục

qua cổng giao tiếp thích hợp.

- Cung cấp các truy nhập chuẩn và không chuẩn của thiết bị đầu cuối như: truy

nhập đa dịch vụ, điện thoại IP, máy tính PC, tổng đài PBX, …

- Với truy nhập vô tuyến: các hệ thống thông tin di động GSM hoặc CDMA, truy

nhập vô tuyến cố định, vệ tinh.

- Trong tương lại các hệ thống truy nhập không dây sẽ phát triển rất nhanh như

truy nhập hồng ngoại, bluetooth hay WLAN (802.11).

- Với truy nhập hữu tuyến: hiện nay cáp đồng và xDSL đang được sử dụng.

- Trong tương lai truyền dẫn quang DWDM, PON sẽ dần chiếm ưu thế, thị

trường của xDSL và modem sẽ dần thu nhỏ lại.

Phần truyền dẫn: - Tại lớp vật lý các công nghệ truyền dẫn quang như SDH, WDM hay DWDM sẽ

được sử dụng.

- Công nghệ ATM hay IP có thể được sử dụng trên mạng lõi để đảm bảo QoS.

- Các router được sử dụng ở biên mạng lõi khi lưu lượng lớn. Khi lưu lượng nhỏ

switch–router có thể đảm nhận luôn chức năng những bộ định tuyến này.



17


- Lớp truyền tải có khả năng hỗ trợ các mức QoS cho cùng một dịch vụ và cho

các dịch vụ khác nhau.

- Lớp ứng dụng đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và lớp truyền tải sẽ

thực hiện yêu cầu đó.

1.2.2 Lớp truyền thông

Thiết bị chính trong lớp truyền thông là các cổng (Gateway) làm nhiệm vụ kết nối

giữa các phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.

Chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN/ISDN, LAN, vô tuyến,

…) sang môi trường gói tr ên mạng lõi và ngược lại.

- Bao gồm 2 thành phần: Mạng trục (IP MPLS) và các mạng thu gom lưu lượng

(MAN-E) tại các Tỉnh/TP.

- Truyền tải lưu lượng IP, có khả năng cung cấp L2/L3 VPN kết nối các phần tử

mạng NGN.

- Thu gom lưu lượng ở các NODE trước khi kế nối lên Mạng Core IP/MPLS

- Sử dụng cáp quang và các k ết nối GE để tăng băng thông.

- Cung cấp kết nối băng thông lớn tới các IPDSLAM/MSAN.

- Cung cấp kết nối GE tới các khách hàng lớn.

- Hỗ trợ công nghệ mới để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ Tripleplay NGN.

Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E



18


1.2.3 Lớp điều khiển

Chức năng:

- Điều khiển kết nối để cung cấp các dịch vụ truyền thông từ đầu cuối đến đầu

cuối với bất k ỳ loại giao thức báo hiệu nào.

- Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó các bộ điều khiển

độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác nhau.

- Quản lý và chăm sóc khách hàng.

Các thành phần:

- Thành phần chính là Softswitch, còn gọi là MGC hay Call Agent,

- Các thành phần như cổng báo hiệu SG (Signaling Gateway), Server phương tiệnMS (Media server), FS, AS để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP.

Hình 1.5: Các thành phần của Softswitch

Các đặc điểm:

- Nhờ giao diện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, cho phép dịch

vụ mới được đưa vào nhanh chóng và dễ dàng.

- Hiện nay lớp điều khiển vẫn rất phức tạp, khả năng tươ ng thích giữa thiết bị của

các hãng là vấn đề cần quan tâm.



19


- Các giao thức, giao diện báo hiệu và điều khiển kết nối rất đa dạng, còn chưa

được chuẩn hoá và đang tiếp tục phát triển.

1.2.4 Lớp ứng dụng/dịch vụ

Thành phần: Bao gồm các nút thực thi dịch vụ SEN (Service Excution Node).

Thực chất đây là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông

qua lớp truyền tải.

Chức năng: Cung cấp các ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thông minh IN

(Intelligent network), dịch vụ Internet…cho khách hàng. Lớp này thực hiện cung

cấp các dịch vụ có băng thông khác nhau và các mức chất lượng khác nhau. Một số

loại dịch vụ sẽ do phía thuê bao tự thực hiện điều khiển logic dịch vụ và truy nhậptrực tiếp vào lớp ứng dụng và dịch vụ, một số khác sẽ được điều khiển từ lớp điều

khiển như dịch vụ thoại truyền thống. Lớp ứng dụng và dịch vụ liên k ết với lớp

điều khiển thông qua các giao diện mở API. Nhờ đó các nhà cung cấp dịch vụ có

thể phát triển các ứng dụng và triển khai nhanh chóng tr ên các dịch vụ mạng.

1.2.5 Mặt phẳng quản lý

Đây là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp tr ên.Mặt phẳng quản lý tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm vụ giám

sát các hoạt động của mạng Mặt phẳng quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi

trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.

Các chức năng quản lý được chú trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý

kinh doanh.



20


1.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ

Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng NGN

NGN có rất nhiều các thành phần mạng cần quan tâm, nhưng ở đây ta chỉ đề cập

đến các thành phần thể hiện r õ sự tiến bộ của NGN so với các mạng trước đây.

MG (Media Gateway) là một thiết bị vào ra đặc hiệu cung cấp phương tiện truyền

tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN.

MGC (Media Gateway Controller) là đơn vị chức năng 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 k ết thúc cuộc gọi, ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống

OSS và BSS. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau

như PSTN, mạng IP…Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua

các mạng khác nhau.

SG (Signaling Gateway) là một thiết bị vào ra, nó tạo ra một chiếc cầu nối giữa

mạng báo hiệu số 7 với mạng IP dưới sự điều khiển của MGC. Nhiệm vụ của SG

là xử lý thông tin báo hiệu.

Media server được dùng để xử lý các thông tin đặc biệt. Nó thực hiện các chức

năng mới:



21


Chức năng voicemail cơ bản.

Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e -mail hoặc các bản tin

ghi âm trước (pre-recorded message).

Khả năng nhận diện tiếng nói (nếu có).

Khả năng hội nghị truyền h ình (video conference).

Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)

Application Server/Feature Server

Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh

nghiệp. Chính v ì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. V ì hầu hết các

Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng

buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.

1.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI

1.4.1 IP

IP là giao thức chuyển tiếp gói tin, nó đóng gói và chuyển gói tới đích một cách hiệu

quả sử dụng địa chỉ trong phần header của gói. IP cung cấp dịch vụ chuyển dữ liệu hướng

không k ết nối, nó chỉ nỗ lực tối đa để chuyển gói tin tới đích chứ không đảm bảo chấtlượng dịch vụ. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến v à các

chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói IP chứa địa chỉ của b ên nhận, địa chỉ là số

duy nhất trong toàn mạng và MAN-E đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới

đích.

Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy cơ cấu

định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc

chuyển tin và nó có khả năng hoạt động trong môi trườ ng mạng gồm nhiều nút. Kết quảtính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bản chuyển tin (forwarding table) chứa

thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới đích.

Dựa tr ên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin để chuyển mạch các gói IP hướng

tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. Ở cách này, mỗi



22


nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. V ì vậy, phương thức này yêu cầu

k ết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau. Sự

không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới chuyển gói tin sai hướng dẫn đến mất gói tin.

Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, nếu các gói tinchuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút th ì chúng sẽ được truyền qua cùng

một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực hiện một số chức năng

khác như định tuyến theo đích, theo dịch vụ.

Tuy nhiên, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũng như

khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với

sự cố bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi topo mạng thông qua việc

cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các phương thức như CIDR (ClasslessInterdomain Routing), kích thước của bảng chuyển tin được duy tr ì ở mức chấp nhận

được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút thực hiện, mạng có thể mở rộng mà

không cần bất k ì sự thay đổi nào.

Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng

cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến

theo từng chặng. Ngoài ra IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.

1.4.2 ATM

ATM là một phương thức chuyển mạch gói nhanh, nó cho phép các hệ thống d ùng

k ĩ thuật này hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với các hệ thống chyển mạch gói thông

thường nhờ sự hạn chế các chức năng trong mạng của nó.

ATM có khả năng vận chuyển bất k ì một loại dịch vụ nào, bất chấp những đặc điểm

của chúng như là tốc độ bit, những yêu cầu về chất lượng hoặc đặc tính đột biến tự nhiên

của nó. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video… và tách

chúng thành các khối nhỏ có kích thước cố định gọi là cell. Các cell này sẽ được truyền

trên các kênh ảo.

ATM khác với IP ở một số điểm:



23


ATM là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối phải được thiết lập

bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu trước khi

thông tin được gửi đi

ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên

suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ xuyên suốt trong thời

gian k ết nối. Trong quá tr ình 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 k ết nối

một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào trong mỗi tổng đài. Bảng

chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt

động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong

bảng chuyển tin của IP router.

Các gói trong ATM nhỏ, có kích thước cố định nên tốc độ truyền sẽ lớn hơn

dẫn đến trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian

thực. Đồng thời tạo điều kiện cho việc hợp k ênh ở tốc độ cao dễ dàng hơn.

ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn v ì nhãn gắn trên cell có kích thước cố

định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP

router, và việc này thực hiện tr ên các phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông

lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền

thống.

1.4.3 MPLS

MPLS là phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm của IP và ATM. Trước khi

phương thức này ra đời người ta cũng quan tâm tới mô h ình IP over ATM của IETF xem

IP như một lớp nằm tr ên lớp ATM. Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và

ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. Tuy nhiên cách

này không tận dụng được hết khả năng của ATM, không thích hợp với mạng nhiều router

và không thật hiệu quả tr ên một số mặt.

Công nghệ MPLS sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ

truyền gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến của IP. Thiết bị CSR của



24


Toshiba ra đời năm 1994 là tổng đài ATM đầu tiên được điều khiển bằng giao thức IP

thay cho báo hiệu ATM.

MPLS tách chức năng của IP router làm hai phần riêng biệt:

Chức năng chuyển gói tin: có nhiệm vụ gửi gói tin giữa các router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tương tự như trong ATM. Trong MPLS, nhãn là một số có

độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn thực

chất là việc t ìm nhãn cho một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định

tuyến của gói và nhãn mới của gói đó. Các router thực hiện kỹ thuật này gọi là

LSR (Label Switch Router).

Chức năng điều khiển: gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ

phân phối thông tin giữa các LSR, giao thức phân phối nhãn thiết lập nhãn

trong các bảng định tuyến.

MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như OSPF

(Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol)

Một số ưu diểm của MPLS:

MPLS đảm bảo chất lượng dịch vụ do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng

và cho phép thiết lập tuyến cố định. Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế chuyển

tuyến (fast reruoting). Do MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối , khả

năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền cao hơn. Trong khi đó các dịch vụ mà

MPLS 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.

Công nghệ MPLS giúp 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 cóthể được xác định bởi một giá trị của nhãn. Do vậy trong miền MPLS các thiết

bị đo lưu lượng mạng có thể dựa tr ên nhãn để phân loại các gói tin. Lưu lượng

đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) được giám sát 1 cách dễ dàng dùng

RTFM( realtime flow measurement). Bằng cách giám sát lưu lượng tại các

LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có thể



25


được xác định nhanh chóng. Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương thức

này không đưa ra được toàn bộ thông tin về chất lượng dịch vụ(ví dụ trễ từ

điểm đầu tới điểm cuối của miền MPLS). Việc đo trễ có thể được thực hiện bởi

giao thức lớp 2. Để giám sát tốc độ của mỗi luồng và đảm bảo các luồng lưulượng tuân thủ tính chất lưu lượng đã được định trước, hệ thống giám sát có thể

dùng 1 thiết bị nắn lưu lượng. Thiết bị này sẽ cho phép giám sát và đảm bảo

tuân thủ tính chất lưu lượng mà không cần thay đổi các tính chất hiện có.

Tóm lại, MPLS là một công nghệ chuyển mạch có nhiều triển vọng. MPLS có khả

năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. Đồng thời cải thiện lưu

lượng của mạng một cách đáng kể. [1]

K ết luận chươn g 1

Mạng thế hệ sau NGN đang được nghiên cứu, chuẩn hoá bởi các tổ chức viễn

thông lớn trên thế giới nhằm đáp ứng nhu cầu càng tăng về tính mở, sự tương thích và

linh hoạt để cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện với các tính năng ngày càng mở rộng.

Tại Việt Nam, mạng viễn thông đang ngày càng phát triển để đáp ứng các nhu cầu mới

trong nền k inh tế hội nhập thế giới và việc chuyển hoàn toàn sang công nghệ mạng NGN

là việc làm bức thiết nhằm đáp ứng các nhu cầu này. Quá trình xây dựng và phát triển

mạng NGN phải được tiến hành từng bước, có tính đến sự tương thích và phối hợp với

nền tảng mạng hiện tại. Thông qua kết trúc mạng NGN đã phân tích trên ta thấy mạng

MAN-E thuộc vào lớp truyền thông. Mạng MAN-E tại các Tỉnh/thành phố có chức năng:

- Thu gom lưu lượng ở các Tỉnh/TP trước khi kế nối lên Mạng Core IP/MPLS

- Sử dụng cáp quang và các k ết nối GE để tăng băng thông.

- Cung cấp kết nối băng thông lớn tới các thiết bị IPDSLAM/MSAN.

- Cung cấp kết nối GE tới các khách hàng lớn.

- Hỗ trợ công nghệ mới để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ Tripleplay NGN.



26


CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG

MAN-E

2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E

2.1.1 Tổng quan mạng quang Ethernet

Trong vài thập kỷ gần đây, Ethernet là công nghệ chủ yếu trong các mạng nội bộ

LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phòng trên toàn thế giới và hiện nay đã

được dùng ngay cả trong các hộ gia đ ình để chia sẽ các đường dây truy nhập băng rộng

giữa các thiết bị với nhau. Đặc biệt tất cả các máy tính cá nhân đều được kết nối bằng

Ehernet và ngày càng nhiều thiết bị truy nhập dùng đến công nghệ này.Có nhiều lý do để

giải thích tại sao Ethernet đã có sự thành công như vậy trong cả các doanh nghiệp lẫn các

hộ gia đ ình: dễ sử dụng, tốc độ cao và giá thiết bị rẻ. [1]

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, tốc độ Ethernet đã được cải thiện

từ Mbps lên Gbps và 40Gbps. Song song với nó là sự bùng nổ của Internet yêu cầu băng

thông truyền tải lưu lượng rất lớn, phương tiện truyền trong mạng Ethernet cũng chuyển

dần từ cáp đồng sang cáp quang, và cấu h ình cũng đã phát triển từ cấu trúc bus dùng

chung lên cấu trúc mạng chuyển mạch. Đây là những nhân tố quan trọng để xây dựng các

mạng có dung lượng cao, chất lượng cao, và hiệu xuất cao, đáp ứng được những đòi hỏi

ngày càng khắt khe của yêu cầu về chất lượng dịch vụ (Qos) trong môi trường mạng

mạng đô thị (MAN-E) hay WAN đảm bảo kết nối với khách hàng mọi lúc, mọi nơi mọi

giao diện.

Mở rộng từ mạng LAN ra mạng MAN-E tạo ra các cơ hội mới cho các nhà khai

thác mạng. Khi đầu tư vào mạng MAN-E, các nhà khai thác có khả năng để cung cấp các

giải pháp truy nhập tốc độ cao với chi phí tương đối thấp cho các điểm cung cấp dịch vụ

POP (Points Of Presence) của họ, do đó loại bỏ được các điểm nút cổ chai tồn tại giữa các

mạng LAN tại các cơ quan với mạng đường trục tốc độ cao.

Doanh thu giảm do cung cấp băng thông với giá thấp hơn cho khách hàng có thể

bù lại bằng cách cung cấp thêm các dịch vụ mới. Do vậy MAN-E sẽ tạo ra phương thức



27


để chuyển từ cung cấp các đường truyền có giá cao đến việc cung cấp các dịch vụ giá trị

gia tăng qua băng thông tương đối thấp.

Xu hướng phát triển công nghệ mạng MAN-E:

Hiện tại, các công nghệ tiềm năng được nhận định là ứng cử để xây dựng mạngMAN-E thế hệ mới chủ yếu tập trung vào 5 loại công nghệ chính, đó là:

Next Generation SDH/SONET: SDH/SONET thế hệ mới.

WDM (Wavelength Division Multiplexing): Ghép kênh theo bước song

RPR ( Resilient Packet Ring): vòng Ring gói tự phục hồi.

Ethernet/Giagabit Ethernet (GE)

Chuyển mạch kết nối MPLS

Các công nghệ nói trên này được xây dựng khác nhau cả phạm vi và các phương

thức mà chúng sẽ được sử dụng. Trong một số trường hợp, các nhà cung cấp cơ sở hạ

tầng lại triển khai cùng một công nghệ cho các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, Gbps có thể

được sử dụng để cung cấp năng lực truyền tải cơ sở hoặc để cung cấp các dịch vụ gói

Ethernet trực tiếp đến khách hàng.

Các nhà khai thác mạng có xu hướng kết hợp một số loại công nghệ tr ên cùng một mạng

của họ, v ì tất cả các công nghệ sẽ đóng góp vào việc đạt được những mục đích chung là:

Giảm chi phí đầu tư xây dựng mạng

Rút ngắn thời gian đáp ứng dịch vụ cho khách hàng

Dự phòng dung lượng đối với sự gia tăng lưu lượng dạng gói

Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới

Nâng cao hiệu suất khai thác mạng

Trong khuân khổ luận văn này xin trình bày về mạng MAN trên công nghệEthernet/Giagabit Ethernet (GE)

2.1.2 Các tính năng của MAN-E

Khách hàng được kết nối đến MAN-E sử dụng các giao diện thích hợp với

Ethernet thay vì phải qua nhiều giai đoạn biến đổi từ lưu lượng ATM, SONET/SDH và



28


ngược lại. Bằng cách này không chỉ loại bỏ được sự phức tạp mà còn làm cho quá trình

cung cấp đơn giản đi rất nhiều. Mô h ình Metro hình thành từ qúa tr ình cung cấp các ống

băng thông (tunel giữa các node và khách hàng đầu cuối để cung cấp các mạng LAN ảo

(VLAN) và các mạng riêng ảo (VPN) dựa tr ên mức thoả thuận dịch vụ SLA).Trong trường hợp này, các vấn đề đã được đơn giản hoá đi rất nhiều cho cả khách

hàng lẫn nhà khai thác. Khách hàng không cần phải chia cắt lưu lượng và định tuyến

chúng đến các đường phù hợp để đến đúng các node đích nữa. Thay v ì tạo ra rất nhiều

chùm đường truyền giữa các node, ở đây chỉ cần tạo ra băng thông dựa theo SLA mà bao

hàm được nhu cầu của khách hàng tại mỗi node.

Nói cách khác, cung cấp các kết nối không còn là vấn đề thiết yếu đối với nhà

cung cấp mạng nữa do đó họ có điều kiện để tập trung vào việc tạo ra các dịch vụ giá trịgia tăng. Bằng việc mở rộng mạng LAN vào mạng MAN-E sử dụng kết nối có băng

thông lớn hơn, sẽ không còn sự khác biệt giữa các server của mạng với các router được

đặt tại thiết bị của khách hàng và tại các điểm POP của nhà cung cấp mạng nữa

MAN-E có chức năng thu gom lưu lượng và đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng

cho các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN). Có khả năng cung cấp các kết nối

Ethernet (FE/GE) tới khách hàng để truyền tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối

lên mạng đường trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, quốc tế. Trong

mạng MAN-E người ta sử dụng các thiết bị CES (Carrier Ethernet Switch) tại các nơi có

lưu lượng cao tạo thành mạng chuyển tải Ethernet/IP. Kết nối giữa các thiết bị CES dạng

hình sao, ring hoặc đấu nối tiếp, sử dụng các loại cổng kết nối: n x 1Gbps hoặc n x

10Gbps.

2.1.3 Cấu trúc mạng MAN-E

Kiến trúc mạng Metro dựa tr ên công nghệ Ethernet điển h ình có thể mô tả nhưhình 2.1. Phần mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu vực (cơ quan, toà nhà,

...) trong khu vực của mạng Metro. Mô h ình điển h ình thường được xây dựng xung quanh

các vòng Ring quang với mỗi vòng Ring truy nhập Metro gồm từ 5 đến 10 node. Những

vòng Ring này MAN-E lưu lượng từ các khách hàng khác nhau đến các điểm POP mà các



29


điểm này được kết nối với nhau bằng mạng lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển h ình sẽ

bao phủ được nhiều thành phố hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh nghiệp.[1]

Hình 2.1: Cấu trúc mạng MAN-E điển h ình

Một khía cạnh quan trọng của những mạng lõi Metro này là các trung tâm dữ liệu,thường được đặt node quan trọng của mạng lõi Metro có thể truy nhập dễ dàng. Những

trung tâm dữ liệu này phục vụ chủ yếu cho nội dung các host gần người sử dụng. Đây

cũng chính là nơi mà các dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ khác (Outsourced services)

được cung cấp cho các khách hàng của mạng MAN-E. Quá trình truy nhập đến đường

trục Internet được cung cấp tại một hoặc một số điểm POP cấu thành nên mạng lõi Metro.

Việc sắp xếp này có nhiều ưu điểm phụ liên quan đến quá tr ình thương mại điện tử. Hiện

tại cơ sở hạ tầng cho mục đích phối hợp thương mại điện tử cũng gần giống như lõi của

mạng Internet, có nhiều phiên giao dịch hơn được xử lý và sau đó giảm dần, đây là hai ưu

điểm nổi trội khi tổ chức một giao dịch thành công dựa tr ên sự thực hiện của Internet.

2.1.4 Mô hình phân lớp mạng MAN-E

Mô hình phân lớp mạng MAN-E được định nghĩa theo MEF 4 được chia làm 3 lớp

bao gồm:

Lớp truyền tải dịch vụ (TRAN layer): bao gồm một hoặc nhiều dịch vụ truyềntải.

Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer): hỗ trợ các dịch vụ thông tin dữ liệu Ethernet

lớp 2 (trong mo h ình OSI).

Lớp dịch vụ ứng dụng: hỗ trợ các ứng dụng được truyền tải dựa tr ên dịch vụ

Ethernet lớp 2.



30


Mô hình phân lớp mạng MAN-E dựa tr ên quan hệ Client/Server. Hơn nữa, mỗi lớp

có thể bao gồm các thành phần thuộc mặt phẳng quản lý, giám sát dịch vụ. Mô h ình phân

lớp mạng MAN-E được mô tả tại h ình 2.2 [6]

Hình 2.2: Mô hình mạng MAN-E theo các lớp

Lớp truyền tải dịch vụ (Transport Services Layer)

Lớp truyền tải dịch vụ, cung cấp các k ết nối giữa các phần tử của lớp dịch

vụ Ethernet. Sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để thực hiện việc hỗ trợ kết

nối: IEEE 802.1, SONET/SDH, ATM VC, OTN ODUK, PDH DS1/E1, MPLS

LSP… Các công nghệ truyền tải trên, đến lượt m ình lại có thể do nhiều công

nghệ khác hỗ trợ, cứ tiếp tục như vậy cho đến lớp vật lý như cáp quang, cáp

đồng, không dây.

Lớp dịch vụ Ethernet (Ethernet Services Layer)

Lớp dịch vụ Ethernet có chức năng truyền tải các dịch vụ hướng kết nối

chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC và các bản tin Ethernet sẽ được truyền trên

hệ thống thông qua các giao diện hướng nội bộ, hướng bên ngoài được quy

định r õ ràng, gắn với các điểm tham chiếu.

Lớp ETH cũng phải cung cấp được các khả năng về OAM, khả năng phát

triển dịch vụ trong việc quản lý các dịch vụ Ethernet hướng kết nối. Tại các



31


giao diện hướng bên ngoài của lớp ETH, các bản tin bao gồm: Ethernet unicast,

multicast hoặc broadcast, tuân theo chuẩn IEEE 802.3 – 2002.

Lớp dịch vụ ứng dụng (Application Services Layer)

Lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ sử dụng truyền tải tr ên nền mạngEthernet của mạng MAN-E. Có nhiều dịch vụ trong đó bao gồm cả các việc sử

dụng lớp ETH như một lớp TRAN cho các lớp khác như: IP, MPLS, PDH

DS1/E1 …

2.1.5 Các điểm tham chiếu trong mạng MAN-E

Điểm tham chiếu trong mạng MAN-E là tập các điểm tham chiếu lớp mạng được

sử dụng để phân các vùng liên k ết đi qua các giao diện. h ình vẽ 2.3 chỉ ra các quan hệ

giữa các thành phần kiến trúc bên ngoài và mạng MAN-E. Các thành phần bên ngoài bao

gồm:

Từ các thuê bao đến các dịch vụ MAN-E

Từ các mạng MAN-E khác

Các mạng truyền tải dịch vụ (không phải Ethernet) khác.



32


Hình 2.3: Mô hình các điểm tham chiếu

Các thuê bao k ết nối đến mạng MAN-E thông qua điểm tham chiếu giao diện

Người dùng – Mạng (UNI: Uset – Network interface). Các thành phần trong cùng mạng

(NE: Internal Network Elements) hoặc I-INNIs ( Internal – NNIs). Hai mạng MAN-E độc

lập có thể kết nối với nhau tại điểm tham chiếu External NNI (E -NNI). Một mạng MAN-

E có thể kết nối với các mạng dịch vụ và truyển tải khác tại điểm tham chiếu liên mạng

Network Interworkinh NNI (NI-NNI) hoặc điểm tham chiếu liên dịch vụ Service

Interworking NNI (SI-NNI).

ServiceInterworking

NNI

NetworkInterworking

NNI

NetworkInterworking

NNI

Subscriber

UNI

Other L1Transport Networks

(e.g., SONET, SDH, OTN)

MAN-E

Service Provider Z1

Other L2/L2+

Services Networks (e.g., ATM, FR, IP)

ExternalNNI

EthernetWide Area Network

(E-WAN)

Service Provider Y

MAN-E

Service Provider Z2

MAN-EService Provider X

Metro Area NetworkETHERNET

(MAN-E)Service Provider X

ExternalNNI

Subscriber

Subscriber

UNI

UNI



33


Hình 2.4: Giao diện UNI và mô hình tham chiếu MAN-E

Giao diện UNI sử dụng để kết nối các thuê bao đến nhà cung cấp dịch vụ MAN-E.

UNI cũng cung cấp điểm tham chiếu giữa các thiết bị mạng MAN-E thuộc nhà cung cấp

dịch vụ và các thiết bị truy nhập của khách hàng. Vì vậy UNI bắt đầu từ điểm cuối của

nhà cung cấp dịch vụ và điểm đầu của khách hàng, Giao diện UNI phía nhà cung cấp dịch

vụ là điểm tham chiếu UNI-N. Giao diện phí khách hàng là điểm tham chiếu UNI-C. Phân

biệt giữa UNI-N và UNI-C là điểm tham chiếu T. Trong phần các thiết bị khách hàng

thường được chia thành thiết bị truy nhập và thiết bị người sử dụng đầu cuối. giữa hai

thiết bị này có điểm tham chiếu S.[6]

2.1.6 Các thành phần vật lý trong mạng MAN-E

Các thiết bị vật lý trong mạng là các thành phần mạng (NE: Network Element)

trong mạng MAN-E. Một thiết bị có thể có nhiều chức năng khác nhau và thuộc nhiều lớp

khác nhau trong mô hình mạng MAN-E.

Các thiết bị biên khách hàng (CE: customes Edge)

Thiết bị CE là thành phần vật lý thuộc kiến trúc mạng MAN-E thực hiện các

thành phần chức năng thuộc mạng khách hàng để yêu cầu các dịch vụ từ nhà

cung cấp mạng MAN-E. Các thành phần chức năng riêng lẻ của một CE có thể

hoàn toàn thuộc phía khách hàng hoặc hoàn toàn thuộc phía nhà cung cấp dịch

vụ. Một thiết bị CE tối thiểu phải đáp ứng được khả năng làm việc với giao

diện UNI-C. Thiết bị CE có thể là Swtich(Ethernet, Router(IP/MPLS) hoặc một

UNI

Client

End-to-End Ethernet flow

Ethernet Virtual Connection

T T

Metro

EthernetNetwork

(MEN)

UNI

Client

Subscriber Site A Subscriber Site B

UNI UNI

UNINetwork

UNINetwork



34


thiết bị đầu cuối. thông thường các thành phần chức năng của CE có thể thuộc

lớp ETH layer, TRAN layer hoặc APP layer.

Thiết bị biên nhà cung cấp dịch vụ (PE: Provider Edge)

Thiết bị PE là các router có chức năng cung cấp chức năng kết nối đếnkhách hàng hoặc kết nối đến mạng ngoài khác thuộc lớp ETH. Khi cung cấp kết

nối đến khách hàng, thiết bị PE cung cấp tập các chức năng liên quan đến giao

diện UNI-N.

Thiết bị lõi của nhà cung cấp dịch vụ (P: Provider Core)

Thiết bị P hay còn gọi là Core Router, là các router khác của nhà cung cấp

dịch vụ thuộc lớp ETH leyer, thiết bị P không tham gia vào các chức năng

thuộc giao diện UNI-N/E-NNI.

Thiết bị kết cuối mạng (NT: Network Termination)

Thiết bị NT thực hiện chức năng thuộc lớp TRAN layer giữa điểm cuối của

nhà cung cấp dịch vụ mà điểm đầu của khách hàng. Các thiết bị NT đảm nhiệm

chức năng giám sát hiệu năng đường truyền vật lý, định thời, chuyển đổi m ã

hóa giữa các thành phần.

Thiết bị biên truyền tải (TE: Transport Edge)

Thiết bị TE cho phép ghép k ênh các luồng dữ liệu của nhiều khách hàng

vào cùng một đường truyền vật lý.

2.1.7 Lợi ích dùng dịch vụ Ethernet

Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã cung cấp dịch vụ Metro Ethernet. Một số nhà cung

cấp đã mở rộng dịch vụ Ethernet vuợ t xa phạm vi mạng nội thị (MAN-E) và vươn đến

phạm vi mạng diện rộng (WAN). Hàng triệu thuê bao đã đượ c sử dụng dịch vụ Ethernet

và số lượng thuê bao đang tăng lên một cách nhanh chóng. Những thuê bao này bị thu hút

bở i những lợ i ích của dịch vụ Ethernet đem lại, bao gồm:

Tính dễ sử dụng.

Hiệu quả về chi phí (cost effectiveness).

Linh hoạt.



35


Tính dễ sử dụng

Dịch vụ Ethernet dựa trên một giao diện Ethernet (Ethernet interface) chuẩn, phổ

biến dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ (LAN). Hầu như tất cả các thiết bị và

máy chủ trong LAN đều k ết nối dùng Ethernet, vì vậy việc sử dụng Ethernet để k ết nốivớ i nhau sẽ đơn giản hóa quá trình hoạt động và các chức năng quản trị, quản lí và cung

cấp (OAM &P).

Hiệu quả về chi phí

Dịch vụ Ethernet làm giảm chi phí đầu tư (CAPEX-capital expense) và chi phí vận

hành (OPEX-operation expense):

– Một là, do sự phổ biến của Ethernet trong hầu hết tất cả các sản phẩm mạngnên giao diện Ethernet có chi phí không đắt.

– Hai là, ít tốn kém hơn những dịch vụ cạnh tranh khác do giá thành thiết bị

thấp, chi phí quản trị và vận hành thấp hơn.

– Ba là, nhiều nhà cung cấp dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao tăng

thêm băng thông một cách khá mềm dẻo.. Điều này cho phép thuê bao thêm

băng thông khi cần thiết và họ chỉ trả cho những gì họ cần.

Tính linh hoạt

Dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao thiết lập mạng của họ theo những cách

hoặc là phức tạp hơn hoặc là không thể thực hiện vớ i các dịch vụ truyền thống khác. Ví

dụ: một công ty thuê một giao tiếp Ethernet đơn có thể k ết nối nhiều mạng ở vị trí khác

nhau để thành lập một Intranet VPN của họ, k ết nối những đối tác kinh doanh thành

Extranet VPN hoặc k ết nối Internet tốc độ cao đến ISP. Vớ i dịch vụ Ethenet, các thuê bao

cũng có thể thêm vào hoặc thay đổi băng thông trong vài phút thay vì trong vài ngày ngày

hoặc thậm chí vài tuần khi sử dụng những dịch vụ mạng truy nhập khác (Frame relay,

ATM,…). Ngoài ra, những thay đổi này không đòi hỏi thuê bao phải mua thiết bị mớ i hay

ISP cử cán bộ k ỹ thuật đến kiểm tra, hỗ trợ tại chỗ.



36


2.2 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP QUA MẠNG MAN-E

2.2.1 Mô hình dịch vụ Ethernet

Để xác định các loại h ình dịch vụ cung cấp qua môi trường Ethernet, trước hết cần

xem xét mô hình tổng quát. Mô h ình dịch vụ Ethernet là mô hình chung cho các dịch vụ

Ethernet, được xây dựng tr ên dựa trên cơ sở sử dụng các thiết bị khách hàng để truy cập

các dịch vụ. Trong mô h ình này sẽ định nghĩa các thành phần cơ bản cấu thành dịch vụ

cũng như một số đặc tính cơ bản cho mỗi loại h ình dịch vụ. Nh ìn chung các dịch vụ

Ethernet đều có chung một số đặc điểm, tuy nhiên vẫn có một số đặc tính đặc trưng khác

nhau cho từng dịch vụ riêng. Mô hình cơ bản cho các dịch vụ Ethernet Metro như chỉ ra

trên hình sau.

Hình 2.5: Mô hình cung cấp các dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-ECác dịch vụ Ethernet được cung cấp bởi nhà cung cấp mạng Ethernet Metro. Thiết

bị khách hàng nối đến mạng tại giao diện người dùng - mạng (UNI) sử dụng một giao

diện Ethernet chuẩn 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps hoặc 10Gbps.

Trong mô hình này chủ yếu đề cập đến các kết nối mạng mà trong đó thuê bao

được xem là một phía của kết nối khi tr ình bày về các ứng dụng thuê bao. Tuy nhiên cũng

có thể có nhiều thuê bao (UNI) k ết nối đến mạng MEN từ cùng một vị trí.

Trên cơ sở các dịch vụ chung được xác định trong mô h ình, nhà cung cấp dịch vụ

có thể triển khai các dịch vụ cụ thể tuỳ theo nhu cầu khách hàng. Những dịch vụ này có

thể được truyền qua các môi trường và các giao thức khác nhau trong mạng Man-E như

SONET, DWDM, MPLS, GFP, .... Tuy nhiên, xét từ góc độ khách hàng thì các k ết nối

mạng xuất phát từ phía khách hàng của giao diện UNI là các k ết nối Ethernet.



37


2.2.2 Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection)

Một thành phần cơ bản của mạng MAN-E là kênh k ết nối ảo Ethernet. Một EVC là

một k ênh k ết nối giữa hai hoặc nhiều giao diện UNI. Các giao diện UNI này được gọi là

các giao diện UNI thuộc k ênh EVC. Một giao diện UNI có thể có thể thuộc một hay nhiềukênh EVC tùy thuộc vào sự ghép k ênh trên dịch vụ. Mỗi khung dịch vụ đi vào mạng

MAN-E phải đến 1 EVC nào đó, giao diện UNI mà khung dịch vụ đi đến để vào MAN-E

gọi là UNI đầu vào. Khung dịch vụ đi vào khung EVC sẽ được truyền đến một giao diện

UNI khác thuộc kênh EVC đó và không thể truyền đến giao diện UNI không thuộc k ênh

EVC. Mỗi k ênh EVC luôn cho phép truyền theo hai hướng.

Có hai loại kênh ECV là EVC điểm – điểm và EVC đa điểm.[8]

Kênh EVC điểm – điểm: là kênh EVC k ết nối hai giao diện UNI với nhau.

Khung dịch vụ đi vào giao điện UNI này chỉ có thể đi ra giao diện UNI kia và

ngược lại.

Hình 2.6: EVC điểm – điểm

Kênh EVC đa điểm: là kênh EVC k ết nối từ hai giao diện UNI trở lên vớ i nhau.

Kênh EVC đa điểm có hai giao điện UNI khác với kênh điểm–điểm ở chỗ có

thể thêm vào một hoặc nhiều giao diện UNI khác. Có hai loại kênh EVC đa

điểm là kênh EVC đa điểm – đa điểm và kênh EVC dạng cây.

EVC đa điểm – đa điểm, các giao diện UNI k ết nối bình đẳng vớ i nhau. Mỗi

khung dịch vụ có thể có thể đượ c truyền trực tiếp từ UNI này đến bất k ỳ

một UNI nào khác cùng thuộc vào kênh EVC.



38


Hình 2.7: EVC điểm – đa điểm

EVC dạng cây, có một số giao diện UNI đượ c xem là gốc và các giao diện

UNI còn lại là lá. Gói tin từ giao diện UNI gốc và có thể truyền trực tiếp

đến tất cả các giao diện UNI khác cùng thuộc kênh EVC. Vớ i các giao diện

UNI lá, nếu muốn truyền đến một giao diện UNI khác phải truyền qua giao

diện gốc.[8]

Hình 2.8: EVC dạng cây

2.2.3 Các loại dịch vụ trong MAN-E

Nguyên thủy của Ethernet là để cung cấp k ết nối và không cung cấp các dịch vụ

WAN. Vớ i hệ thống Metro các nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu sử dụng công nghệ k ết nối

Ethernet để cung cấp các dịch vụ. Dựa vào giao thức Ethernet 802.3 của IEEE, cộng thêm

các tham số về dịch vụ tạo nên các dịch vụ Ethernet.



39


MAN-E có các dịch vụ cơ bản là: dịch vụ Ethernet Line (E-Line), Ethernet LAN

(E-LAN) và Ethernet Tree (E-Tree). Dựa vào các dịch vụ cơ bản này, các nhà cung cấp

dịch vụ có thể đưa ra nhiều loại hình dịch vụ khách nhau cho khách hàng.

2.2.3.1 Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet (Ethernet Definition Framework)

Để giúp những thuê bao có thể hiểu r õ hơn sự khác nhau trong các Dịch vụ

Ethernet, MEF đã phát triển các Khuôn khổ Định nghĩa dịch vụ Ethernet. Mục tiêu của hệ

thống này là:

- Định nghĩa và đặt tên cho các kiểu dịch vụ Ethernet.

- Định nghĩa những thuộc tính (attribute) và các thông số của thuộc tính (attributparameters) được dùng để định nghĩa một dịch vụ Ethernet riêng biệt.

Hình 2.9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ EthernetĐể định r õ một cách hoàn toàn về dịch vụ Ethernet, nhà cung cấp phải xác định

kiểu dịch vụ và UNI; các thuộc tính của dịch vụ EVC đã k ết hợp với kiểu dịch vụ đó. Các

thuộc tính này có thể được tập hợp lại theo những dạng sau:[7]

- Giao diện vật lý (Ethernet Physical Interface).

- Thông số lưu lượng (Traffic Parameters)

- Thông số về hiệu năng (Perfor MAN-Ece Parameters).

- Lớp dịch vụ (Class of Service).

- Service Frame Delivery

- Hỗ trợ các thẻ VLAN (VLAN Tag Support)

- Ghép dịch vụ (Service Multiplexing).



40


- Gộp nhóm (Bundling).

- Lọc bảo mật (Sercurity Filters).

2.2.3.2 Dịch vụ E-Line

Dịch vụ k ênh Ethernet cung cấp kết nối ảo Ethernet điểm - điểm (EVC) giữa hai

UNI như minh hoạ tr ên hình 2.10. Dịch vụ E -Line được sử dụng cho kết nối điểm - điểm.

Hình 2.10: Dịch vụ E-Line

Dịch vụ E - Line có thể cung cấp băng thông đối xứng cho truyền số liệu theo hai

hướng. Ở dạng phức tạp hơn nó có thể tạo ra tốc độ thông tin tốt nhất (CIR) và kích thước

khối tốt nhất (CBS), tốc độ thông tin đỉnh và kích thước khối đỉnh trễ, jitter, độ mất mát

thực hiện giữa hai UNI có tốc độ khác nhau.

Tại mỗi UNI có thể thực hiện ghép dịch vụ từ một số EVC khác nhau. Một số EVC

điểm - điểm có thể được cung cấp tr ên cùng một cổng vật lý tại một trong các giao diện

UNI trên mạng.

Một dịch vụ E-Line có thể cung cấp các EVC điểm - điểm giữa các UNI tương tự

để sử dụng các chuyển tiếp khung PVC để kết nối các bên với nhau.

Một dịch vụ E - Line có thể cung cấp một kết nối điểm - điểm giữa các UNI tương

tự nhau đến một dịch vụ đường riêng TDM. Đây là dịch vụ kết nối giữa hai UNI và tạo ra

CE

CE MAN-EUNI

UNI

E-Line Service type

Point-to-Point

EVC



41


các khung dịch vụ hoàn toàn trong suốt giữa các UNI, tiêu đề và tải của khung đặc trưng

cho UNI nguồn và đích.

Nhìn chung dịch vụ E - Line có thể được sử dụng để xây dựng các dịch vụ tương

tự cho chuyển tiếp khung hoặc các đường thuê riêng. Tuy nhiên, dải băng tần và các khảnăng kết nối của nó lớn hơn nhiều.

2.2.3.3 Dịch vụ E-LAN

Dịch vụ LAN Ethernet cung cấp các kết nối đa điểm, chẳng hạn có thể kết nối một

số UNI với nhau như chỉ ra ở h ình sau.

Hình 2.11: Dịch vụ E-LAN

Số liệu thuê bao gửi từ một UNI có thể được nhận tại một hoặc nhiều UNI khác.

Mỗi UNI được kết nối đến một EVC đa điểm. Khi có các UNI thêm vào, chúng được kết

nối đến cùng EVC đa điểm do đó đơn giản hoá quá tr ình cung cấp và kích hoạt dịch vụ.

Dịch vụ E - LAN theo cấu hình điểm - điểm.

Dịch vụ E - LAN có thể được sử dụng để kết nối chỉ hai UNI, điều này dường như

tương tự với dịch vụ E - Line nhưng ở đây có một số khác biệt đáng kể. Với dịch vụ E -

Line, khi một UNI được thêm vào, một EVC cũng phải được bổ sung để kết nối UNI mới

đến một trong các UNI đã tồn tại. H ình 2.12 minh hoạ khi một UNI được thêm vào và sẽ

có một EVC mới được bổ sung để tất cả các UNI có thể kết nối được với nhau khi d ùng

dịch vu E - Line.



42


Hình 2.12 . Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào mạng MAN-E

Với dịch vụ E - LAN, khi UNI mới cần thêm vào EVC đa điểm th ì không cần bổ

sung EVC mới v ì dịch vụ E - LAN sử dụng EVC đa điểm - đa điểm. Dịch vụ này cũng

cho phép UNI mới trao đổi thông tin với tất cả các UNI khác tr ên mạng. Trong khi với

dịch vụ E – Line thì cần có các EVC đến tất cả các UNI. Do đó, dịch vụ E - LAN chỉ yêu

cầu một EVC để thực hiện kết nối nhiều bên với nhau.

Tóm lại, dịch vụ E - LAN có thể kết nối một số lượng lớn các UNI và sẽ ít phức

tạp hơn khi dùng theo dạng lưới hoặc hub và các k ết nối sử dụng các kỹ thuật kết nối

điểm - điểm như Frame Relay hoặc ATM. Hơn nữa, dịch vụ E-LAN có thể được sử dụng

để tạo một loạt dịch vụ như mạng LAN riêng và các dịch vụ LAN riêng ảo, trên cơ sở này

có thể triển khai các dịch vụ khách hàng.

2.2.3.4 Dịch vụ E-Tree

E-Tree là những dịch vụ Ethernet cung cấp k ết nối dạng cây. Các k ết nối này dựa

và kênh EVC dạng cây. Mỗi cây đều có một hoặc nhiều gốc. Trườ ng hợp đơn giản nhất

là có một gốc. Dịch vụ E-Tree có một gốc đượ c mô tả trong hình vẽ 2.13.

Hình 2.13: Dịch vụ E-Tree

EVC kÕt nèi ®iÓm ®Õn ®iÓm

Khu vùc thª m mí i



43


Vớ i kiểu dịch vụ E-Tree một giao diện UNI lá chỉ truyền dữ liệu thông quá giao

diện UNI gốc mà không truyền trực tiếp đến các giao diện UNI lá khác đượ c. Giao diện

UNI gốc có thể truyền trực tiếp đến tất cả các lá. Dịch vụ E-Tree thường đượ c ứng dụng

cho các khách hàng doanh nghiệp có nhu cầu k ết nối điểm – đa điểm giữa trung tâm vàcác chi nhánh. Các chi nhánh chỉ có k ết nối về trung tâm, không k ết nối trực tiếp giữa các

chi nhánh.

Vớ i kiểu dịch vụ E-Tree nhiều gốc, có nhiều giao diện UNI đượ c chọn là UNI gốc.

Các UNI gốc này có thể truyền dữ liệu sang nhau và sang các UNI lá.

Hình 2.14: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc

Trong nhiều trườ ng hợ p các giao diện UNI gốc đượ c cấu hình dự phòng. Khi giao

diện UNI này bị lỗi thì việc chuyển tiếp dữ liệu sẽ do UNI dự phòng đảm nhiệm.

Vớ i dịch vụ E-Tree có thể phân thành hai loại dịch vụ là Ethernet Private Tree

(EP-Tree) và Ethernet Virtual Private Tree (EVP-Tree). Dịch vụ EP-Tree dựa trên giao

diện vật lý do đó khách hàng có thể quản lý các VLAN của mình mà không cần thông

báo hay can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ. EP-Tree thườ ng ứng dụng cho các khách

hàng cần quản lý tập trung hoặc phân phối thông tin tại một hoặc nhiều điểm khác nhau.

Tại địa điểm phân phối giao diện UNI đượ c chọn sẽ là UNI gốc tại các điểm tiếp nhận

UNI sẽ là UNI lá. Dịch vụ EVP-Tree dựa trên VLA N, trườ ng hợp này thườ ng sử dụngcho các khách hàng cần đưa ra nhiều chính sách truy cập khác nhau cho ngườ i sử dụng

của mình.[7]



44


2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet

Với mỗi loại dịch vu Ethernet có yêu cầu về tham số và các đặc tính riêng. MEF

đưa ra các thuộc tính và tham số cho các dịch vụ đó như sau:[3]

2.2.4.1 Thuộc tính ghép k ênh d ịch vụ

Ghép dịch vụ cho phép nhiều UNI thuộc về các EVC khác nhau. UNI như vậy gọi

là UNI được ghép dịch vụ (service multiplexed UNI). Khi UNI chỉ thuộc một EVC th ì

UNI này gọi là UNI không ghép dịch vụ (non - multiplexed UNI).

Hình 2.15: Ghép kênh dịch vụ

Lợi ích của ghép k ênh dịch vụ cho phép chỉ cần một cổng giao diện UNI có thể hỗtrợ nhiều kết nối EVC. Điều này làm giảm chi phí thêm cổng UNI và dễ dàng trong việc

quản trị. VLAN được cấu h ình tại cổng thiết bị khách hàng CE k ết nối với UNI được gọi

là CE-VLAN. Như vậy, tại mỗi UNI có một ánh xạ (mapping) giữa CE-VLAN và EVC.

Điều này gần giống như ánh xạ giữa DLCI và PVC trong Frame Relay. Tính trong suốt

VLAN (VLAN transparency): Một EVC có tính trong suốt VLAN khi CE-VLAN không

thay đổi khi khi qua giao diện UNI. Nghĩa là, CE-VLAN của khung đi ra (egress frame)

hướng từ MAN-E ra mạng của khách hàng luôn giống CE-VLAN của khung đi vào

(ingress frame). Tính năng này có ưu điểm làm giảm việc đánh số lại (renumbering)

VLAN của khách hàng.



45


2.2.4.2 Thuộc tính giao diện vật lý Ethernet

Bao gồm các tham số sau:

Đường truyền vật lý: Các đường truyền vật lý theo chuẩn IEEE 802.3. Ví dụ:

10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-X.

Tốc độ truyền: Tốc độ Ethernet. Ví dụ: 10Mbps, 100bps, 1Gbps, 10Dbps.

Chế độ truyền: Full Duplex/ Halp Dulplex, AutoNegotiotion.

Lớp MAC: Các tiêu chuẩn về lớp MAC theo tiêu chuẩn 802.3 – 2000.

2.2.4.3 Các thuộc tính về lưu lượng

MEF định nghĩa tập hợp các thuộc tính về băng thông (Bandwidth Profile) cho

UNI và cho EVC. Một Bandwidth Profile là một giới hạn về tốc độ khi frame truyền quaUNI hay EVC. Đối với cac kết nối điểm – điểm việc tính toán băng thông trên đường

truyền có thể đơn giản, nhưng với các kết nối đa điểm – đa điểm, đặc biệt là có ghép kênh

ECV trên cùng một giao diện vật lý, việc tính toán băng thông rất phức tạp. Với trường

hợp đó cần k ết hợp tính toán với đo đạc thực tiễn.

Đặc tính băng thông bao gồm các loại sau:

Băng thông vào và ra tại mỗi UNI (Tốc độ cổng vật lý)

Băng thông vào và ra tại mỗi EVC (Tốc độ áp theo VLAN)

Băng thông vào và ra cho mỗi lớp dịch vụ ( Tùy vào loại dữ liệu Voice, Video,

Data,... sẽ có băng thông theo mức độ ưu tiên khác nhau)

Băng thông vào UNI từ EVC

Băng thông ra EVC từ UNI

Đặc tính băng thông gồm các tham số về lưu lượng sau:

CIR (Committed Infomation Rate – Tốc độ truyền thông cam kết): là tốc độ tốithiểu truyền tải dịch vụ ở điều kiện b ình thường. Một dịch vụ có thể hỗ trợ một

CIR cho một VLAN tr ên một UNI. Tuy nhiên khi ghép dịch vụ th ì tổng CIR không

thể vượt quá tốc độ của cổng vật lý. Bên cạnh CIR MEF còn định nghĩa thêm tham

số CBS (Commited Burst Size) là kích thước lưu lượng tối đa cho phép đối với

mỗi thuê bao, thường tính bằng K B hoặc MB. Ví dụ: thuê bao được cấp CIR là



46


3Mbps và CBS là 500KB thì thuê bao sẽ được đảm bảo băng thông tối thiểu là

3Mbps và kích thước khung dữ liêụ tối đa là 500KB, nếu khung có kích thước lớn

hơn 500KB th ì khung sẽ bị hủy hoặc bị trễ.

PIR (Peak Infomation Rate): Là tốc độ cao hơn mức CIR cho phép lưu lượngtruyền tr ên mạng khi không có tắc nghẽn xảy ra. Cùng với PIR là tham số MBS

(Maximum Burst Size) là kích thước khung tối đa cho phép truyền mà không bị

hủy. MBS cũng được tính bằng K B hoặc MB như CBS. Ví dụ: một dịch vụ đượ c

cấp băng thông là 3Mbps CIR, 500KB CBS, 10Mbps và 1MB MBS.

Nếu băng thông của thuê bao <= 3Mbps thì chắc chắn dữ liệu sẽ được

truyền đi đảm bảo. Lưu lượng truyền phải có kích thước bé hơn 500KB

(CBS), nếu lớn hơn có thể bị hủy bỏ hoặc bị trễ.

Nếu băng thông của thuê bao >= 3Mbps và <= 10Mbps thì dữ liệu chỉ được

truyền đảm bảo tr ên mạng nếu không có tắc nghẽn xảy ra và kích thước

khung nhỏ hơn 1MB (MBS)

Trường hợp lưu lượng >= 10Mbps th ì sẽ bị hủy.

2.2.4.4 Các thuộc tính về hiệu năng

Các thuộc tính hiệu năng biểu thị sự mong đợi chất lượng từ phía khách hàng. Các

tham số bao gồm: độ khả dụng (Avaiability), độ trễ khung (Delay), độ tr ôi khung (Jitter)

và tỉ lệ mất khung (Loss).

Độ khả dụng (Avaiability): Độ khả dụng của dịch vụ được diễn tả thông qua

một số thuộc tính dịch vụ sau:

Thời gian kích hoạt dịch vụ của UNI: là thời gian tính từ lúc bắt đầu có

yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ được

kích hoạt và đưa vào sử dụng. Thời gian kích hoạt trung b ình của dịch

vụ Ethernet chỉ cò vài giờ đồng hồ, ngắn hơn nhiều so với vài tháng –

khoảng thời gian cần thiết để kích hoạt dịch vụ mới đối với các mô h ình

truyền thông truyền thống.



47


Thời gian khôi phục dịch vụ của UNI: là thời gian tính từ lúc UNI không

hoạt động – có thể do sự cố xảy ra tới lúc nó được phục hồi và trở lại

hoạt động b ình thường.

Thời gian kích hoạt dịch vụ EVC: là thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu

cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ được kích

hoạt và đưa vào sử dụng. Hay cụ thể hơn, khoảng thời gian này được

tính từ lúc có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới khi

tất cả các UNI trên EVC đều được kích hoạt. Với một EVC đa điểm,

dịch vụ được coi là sẵn sàng được truyền khi tất cả các UNI thuộc về

EVC đó đều được kích hoạt và hoạt động. Tất cả các dịch vụ Ethernet

đều được cung cấp cho khách hàng thông qua các EVC.

Thời gian khôi phục dịch vụ của EVC: là thời gian tính từ lúc mà EVC

không hoạt động – có thể do sự cố sảy ra, tới lúc được phục hồi và trở lại

hoạt động b ình thường.

Độ trễ khung (Delay): là tham số ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ (QoS) đối

với các ứng dụng thời gian thực. Tham số độ trễ thường được áp dụng cho môt

hướng truyền đi, độ trễ giữa hai điểm là khoảng thời gian khung xuất phát từ

một giao diện UNI đi qua mạng MAN-E và đến giao diện UNI bên kia. Độ trễ

bị ảnh hưởng bởi tốc độ đường truyền và độ dài khung Ethernet. Ví dụ: một

khung Ethernet có độ dài 1518 byte đi qua đường truyền 10Mbps th ì nó trễ

12ms (1518 x 6/106). Ngoài ra độ trễ còn bị ảnh hưởng bởi tốc độ truyền tr ên

mạng trục và cấp độ tắc nghẽn. Tham số độ trễ thường được đánh giá bằng độ

trễ của 95% số khung được truyền đi thành công trong một khoảng thời gian.

Ví dụ: độ trễ là 15ms trong 24 giờ có nghĩa là 95% số khung đã được truyền đi

một chiều trong thời gian 24 giờ có độ trễ nhỏ hơn hoặc bằng 15ms.

Độ trôi khung (Jiiter): Cũng là một tham số ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ.

Độ trôi khung còn được gọi là biến thiên độ trễ. Độ trôi khung gây hại cho các

ứng dụng thời gian thực như thoại, Video IP.



48


Tỷ lệ mất khung (Loss): tỷ lệ mất khung được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm số

khung dịch vụ tuân thủ tốc độ thông tin thỏa thuận song không được truyền đi

giữa các UNI trong một khoảng thời gian cho trước. Ví dụ: một k ênh EVC

điểm – điểm có 100 khung được truyền đi nhưng bên nhận chỉ nhận được 90khung thì tỷ lệ mất khung là 10%. Tùy vào từng ứng dụng mà tỉ lệ mất khung

có ảnh hưởng lớn hay không. Ví dụ: các dịch vụ ứng dụng web hai email

thường ít bị ảnh hưởng bởi tỉ lệ mất khung so với các ứng dụng VoIP.

2.2.4.5 Thuộc tính lớp dịch vụ (Class of Service Indentifier Service Attribute)

Các thuộc tính lớp dịch vụ (CoS) có thể được định nghĩa cho các khách hàng dựa

trên các thuộc tính như sau: Cổng vật lý: Đây là hình thức đơn giản nhất để áp dụng QoS cho khách hàng. Dựa

vào cổng vật lý tại giao diện UNI, tất cả các lưu lượng vào và ra cổng này đều có

chung một CoS.

Địa chỉ MAC nguồn/đích: Việc phân loại này sử dụng để cung cấp các loại dịch vụ

khác nhau dựa và cả địa chỉ MAC nguồn và đích. Mô h ình này tuy đơn giản nhưng

khó quản lý theo từng dịch vụ. Trong trường hợp thiết bị phía khách hàng (CPE)

là Switch lớp 2 và dịch vụ cung cấp là dịch vụ LAN kết nối đến LAN th ì có rấtnhiều hàng trăm thậm chí hàng nghìn địa chỉ MAC cần được giám sát và quản lý.

Trường hợ p thiết bị phía khách hàng là Router thì chỉ cần giám sát địa chỉ MAC

của router kết nối, với trường hợp này khả năng quản lý sẽ đơn giản và dễ dàng

hơn.

VLAN ID: VLAN ID sẽ được gán cho CoS trong trường hợp khách hàng sử dụng

các dịch vụ khác nhau với các VLAN khác nhau.

Giá trị trường 801.1p: cho phép gán đến 8 cấp độ ưu tiên khác nhau cho các lưu

lượng của khách hàng. Thực tế các nhà cung cấp dịch vụ không thích dùng trên 3

cấp độ v ì khó quản lý.

Type of Service (ToS): trường loại dịch vụ bao gồm 3 bit nằm trong gói tin IP cho

phép chia làm 8 lớp dịch vụ khác nhau. Trường ToS này cũng tương tự như trường



49


802.1p, nhưng ToS nằm ở tiêu đề gói tin IP còn 802.1p nằm ở tiêu đề của khung

Ethernet.

2.2.4.6 Thuộc tính truyền khung dịch vụ (Service Frame Delivery Attribute)

Mạng Metro giống như một mạng LAN chuyển mạch, v ì vậy cần biết loại khung

nào được truyền đi và loại khung nào không được truyền đi tr ên mạng. Thông thường các

khung truyền tr ên mạng chứa dữ liệu thông tin điều khiển. Để đảm bảo mạng khách h àng

có đầy đủ các tính năng cần thiết, khách hàng và nhà cung cấp cần thỏa thuận loại khung

nào được truyền và loại khung nào không được truyền. Các thuộc tính dịch vụ EVC có

thể định nghĩa cho loại khung nào bi hủy bỏ, loại khung nào truyền đi và loại khung nào

chỉ được truyền đi với các cặp giao diện UNI cụ thể. Các khả năng khác nhau của khungdữ liệu Ethernet như sau:

Unicast Frame: là các khung có địa chỉ MAC đích đến cụ thể. Nếu địa chỉ đích

được nhận biết, khung sẽ được truyền đến đích, nếu không nhận biết được hệ

thống sẽ truyền đến tất cả các địa chỉ trong cùng VLAN.

Multicast Frame: là các khung được truyền đến một nhóm địa chỉ MAC đích. Các

khung này có bit Mang trong số thấp nhất (LSB: least significant bit) của địa chỉ

đích được gán bằng 1 (trừ trường hợp gói tin quảng bá có tất cả các bit đều bằng 1)

Broadcast Frame: là khung truyền đến tất cả các địa chỉ khác trong mạng theo

chuẩn 802.3, khung broadcast có giá trị địa chỉ MAC đích là FF-FF-FF-FF-FF-FF-

FF.

2.2.4.7 Thuộc tính hỗ trợ VLAN Tag (VLA N Tag Support Attribute)

VLAN tag hỗ trợ cung cấp tập hợ p các khả năng quan trọng cho việc truyền các

khung dịch vụ. Các mạng LAN doanh nghiệp thuộc một môi trường khách hàng đơn lẻ

tức là tất cả ngườ i sử dụng đầu cuối thuộc về một tổ chức. VLAN tag trong một tổ chức

các nhóm khác nhau trong cùng một Broadcast domain logic. Metro Ethernet tạo ra môi

trườ ng gồm nhiều doanh nghiệp cùng dùng chung một cơ sở hạ tầng mạng và mỗi doanh

nghiệp có một môi trườ ng riêng. Việc hỗ trợ nhiều cấp VLAN để gán VLAN tag rất quan



50


trọng. Mỗi khách hàng có thể có nhiều VLAN khác nhau và có thể trùng vớ i các khách

hàng khác, vì vậy để phân biệt các khách hàng vớ i nhau, nhà cung cấp dịch vụ tạo ra một

cấp VLAN khác để phân biệt các khách hàng. Có hai dạng VLAN tag là VLAN tag

Preservation/Stacking và VLAN tag Translation/Swapping.

VLAN tag Preservation/Stacking

Mục đích của Metro Ethernet là để k ết nối các Site của khách hàng lại vớ i nhau.

Trong thực tế, mỗi khách hàng có một tập các VLAN và có thể trùng lặp VLAN ID vớ i

VLAN ID của khách hàng khác. Để phân biệt các VLAN của các khách hàng vớ i nhau,

Provider gán cho mỗi khách hàng một VLAN ID riêng gọi là Carrier VLAN hay S-VLAN

và giá trị này đượ c sử dụng để truyền trong mạng. Như vậy trong header của frame sẽ

chứa giá trị S-VLAN và S-VLAN.

Hình 2.16: VLAN tag Preservation/StackingViệc đặt S-VLAN phía trướ c C-VLAN để phân biệt lưu lượ ng của các khách hàng

như vậy đượ c gọi là 802.1q in 802.1q hay còn gọi là ngăn xếp Q-in-Q. Trong Q-in-Q, S-

VLAN dùng để gán cho khách hàng còn C-VLAN chỉ gán cho nội bộ của khách hàng và

đượ c ẩn đi khi truyền qua mạng MAN-E.



51


VLAN tag Translation/Swapping

Thông thườ ng VLAN tag tại đầu vào và đầu ra của một k ết nối là giống nhau.

Trong trườ ng hợ p có hai khách hàng muốn k ết nối các mạng LAN của họ với nhau nhưng

giá trị C-VLAN của mỗi bên lại không tương ứng vớ i nhau, nhà cung cấp dịch vụ chophép loại bỏ C-VLAN ở một phía của EVC và chuyển dịch thành giá trị C-VLAN ở phía

kia của EVC. Nếu không có dịch vụ này thì chỉ có một cách duy nhất để làm là thực hiện

IP routing.

Một ví dụ khác là nhiều khách hàng cùng yêu cầu cung cấp k ết nối Internet đến

ISP qua mạng Metro. Trong trườ ng hợ p này, trong cùng frame của khách hàng không có

C-VLAN nhà cung cấp dịch vụ gán cho khách hàng vào EVC tương ứng vớ i S-VLAN.

VLAN tag chỉ có S-VLAN sẽ đượ c gỡ bỏ trước khi đến router của ISP. Ví dụ các khách

hàng gửi gói tin không gán VLAN tag đến giao diện UNI. Khách hàng 1 đượ c gán S-

VLAN 10, khách hàng 2 đượ c gán S-VLAN 20, khách hàng 3 có S-VLAN 30 để phân

biệt lưu lượ ng của từng khách hàng. Khi đến router phí nhà cung dịch vụ nó sẽ đượ c loại

bỏ và cùng k ết nối vào Internet.

Hình 2.17: VLAN tag Translation/Swapping

2.2.4.8 Thuộc tính về gộp nhóm (Bundling Attribute)

Trong cấu trúc frame của 802.1Q th ì có một trường 12 bit là VLAN tag. Nhu vậy

có tối đa là 4096 VLAN cho một miền lớp 2 (layer 2 domain). Với tính năng gộp nhóm,

có nhiều hơn một CE-VLAN được ánh xạ vào một EVC tại UNI. Khi tất cả VLAN đều



52


được ánh xạ vào một EVC th ì EVC đó có thuộc tính gộp nhóm tất cả trong một (All-to-

one Bundling).

2.2.4.9 Thuộc tính bảo mật (Security Fillters Attribute)

Mạng Metro Ethernet cung cấp mạng riêng ảo lớp 2 (layer 2 VPN) nên những vấn

đề an ninh tồn tại tại lớp 2 này như: Từ chối dịch vụ (DoS: Denial of Service), tr àn ngập

MAC (MAC flooding), giả mạo địa chỉ MAC (MAC spoofing) cần đặc biệt quan tâm. Do

đó Ethernet Service sử dụng access list với địa chỉ MAC để bảo mật cho các EVC. Những

địa chỉ MAC thỏa mãn Access List có thể được cho phép hoặc không cho phép EVC đó.

2.3 CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN-E

2.3.1 Độ khả dụng

Độ khả dụng của dịch vụ được diễn tả thông qua một số thuộc tính dịch vụ sau:

Thời gian kích hoạt dịch vụ tại giao diện người dùng mạng (UNI): Là thời gian

tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ

được kích hoạt và đưa vào sử dụng. Thời gian kích hoạt dịch vụ trung b ình của các dịch

vụ Ethernet chỉ còn vài giờ, ngắn hơn rất nhiều so với vài tháng - khoảng thời gian cần

thiết để kích hoạt dịch vụ mới đối với các mô h ình truyền thông truyền thống.

Thời gian trung b ình để phục hồi UNI: Là thời gian trôi qua tính từ lúc mà UNI

không hoạt động – có thể do sự cố xảy ra, tới lúc nó được phục hồi và trở lại hoạt động

bình thường.

Thời gian kích hoạt dịch vụ trên kết nối Ethernet ảo (EVC): Là thời gian tính

từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ được

kích hoạt và đưa vào sử dụng. Hay cụ thể hơn, khoảng thời gian này được tính từ lúc bắt

đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới khi tất cả các UNI tr ên EVC

đều được kích hoạt. Với một EVC đa điểm, dịch vụ được coi là sẵn sàng được truyền khi

mà tất cả các UNI thuộc về EVC đó được kích hoạt và hoạt động [1]. Tất cả các dịch vụ

Ethernet đều được cung cấp cho khách hàng thông qua các k ết nối Ethernet ảo (EVC).

Một EVC được định nghĩa là một liên k ết giữa hai hay nhiều UNI, trong đó UNI là một



53


giao diện chuẩn và là điểm ranh giới giữa thiết bị của người dùng và mạng MEN của nhà

cung cấp dịch vụ .

Thờ i gian trung bình để phục hồi EVC: Là thời gian trôi qua tính từ lúc mà EVC

không hoạt động – có thể do sự cố xảy ra, tới lúc nó được phục hồi và trở lại hoạt độngbình thường.

2.3.2 Độ trễ khung

Là thời gian kể từ thời điểm bit đầu tiên của khung dịch vụ đi vào UNI đầu vào,

cho tới lúc bit cuối cùng của khung được nhận xong tại UNI đầu ra [4]. Đây là một tham

số quyết định và có tác động quan trọng đối với chất lượng dịch vụ đặc biệt đối với các

ứng dụng thời gian thực như thoại, video. Thời gian trễ khung được phân thành ba phầnA, B, C như được mô tả tr ên hình 2.18

Độ trễ A và B phụ thuộc vào tốc độ luồng dữ liệu tại UNI, và kích cỡ khung dịch

vụ Ethernet. Ví dụ, nếu như tốc độ dữ liệu qui định tại UNI bằng 10 Mbit/s và kích cỡ

khung là 1518 bytes thì cả A và B đều bằng 1.214 ms tại cả hai đầu thiết bị khách hàng

CE.

C là lượng trễ truyền tải dữ liệu qua mạng Metro Ethernet. Nó được nhà cung cấp

mạng mô tả theo kiểu thống kê đều đặn sau từng khoảng thời gian. Xem xét cho trườnghợp truyền khung giữa hai UNI với tốc độ 10Mbit/s, trong khoảng thời gian 5 phút có

1000 khung được truyền và độ trễ lớn nhất trường hợp này là 15ms, hay nói cách khác C

= 15ms.

Độ trễ khung bằng tổng của A, B và C. Theo giả thuyết ở tr ên, với tốc độ tại hai

UNI là 10Mbit/s, thì A = B = 1.214ms. Như vậy độ trễ khung tổng cộng là 17. 43ms.[2,7]



54


Hình 2.18: Sự phân chia độ trễ trong mạng

2.3.3 Độ trôi khung

Độ trôi khung, hay còn được hiểu là độ biến động trễ, cũng là một tham số quyết

định cho các ứng dụng thời gian thực như điện thoại, video IP. Các ứng dụng thời gian

thực này yêu cầu độ trễ thấp và được giới hạn để đảm bảo chất lượng. Nói thế không phải

là phủ nhận vai tr ò của tham số này đối với các ứng dụng dữ liệu không yêu cầu thời gian

thực, với các ứng dụng này nó cũng có những ảnh hưởng nhất định .

Độ trôi được định nghĩa là sự hay đổi độ trễ của một tập các khung dịch vụ. Độ trôi

khung có thể được áp dụng cho tất cả các khung dịch vụ được truyền thành công trong

khoảng thời gian T tương ứng với môt lớp dịch vụ xác định của EVC điểm – điểm. Độ trôi khung có thể được tính toán trong khi đo độ trễ khung. Trong quá tr ình tính

toán độ trễ khung, ta phải sử dụng các mẫu trễ khung và giá trị độ trôi khung được xác

định bằng phép trừ giữa khung có độ trễ lớn nhất tr ong số các khung lấy mẫu (hay nói

cách khác là giá trị độ trễ khung) và khung có độ trễ nhỏ nhất. Mô tả ngắn gọn việc tính

toán độ trôi khung bằng công thức dưới đây:



55


Độ trôi khung = Độ trễ khung –

Ta lấy ngay ví dụ đã tính toán ở tr ên cho hai giao diện 10Mbps, với giả sử trong số

các khung lấy mẫu, giá trị độ trễ nhỏ nhất tính toán được là 13ms. Như vậy độ trôi khunglà: 17.43-13 = 4.43 ms.

2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung

Tỷ lệ tổn thất khung được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm số khung dịch vụ tuân thủ

tốc độ thông tin thỏa thuận song không được truyền đi giữa các UNI trong một khoảng

thời gian cho trước. Hiện nay MEF mới chỉ đưa ra định nghĩa về tỷ lệ tổn thất khung cho

các k ết nối EVC điểm - điểm. Tỷ lệ tổn thất khung cho EVC điểm - điểm được xác địnhtheo công thức sau:

Trong đó: L là tỷ lệ tổn thất khung, a là số khung được chuyển đến đích thành công

và b là tổng số khung được gửi từ nguồn.

Ví dụ: có 1000 khung dịch vụ được truyền từ UNI nguồn tới UNI đích trong

khoảng thời gian 5 phút. Trong đó, có 990 số khung gửi đi là được truyền tới đích th ành

công, như vậy tỷ lệ tổn thất khung trong trường hợp này sẽ là: [1-990/1000]x100 = 1%.

Tỷ lệ tổn thất khung có các tác động khác nhau tới chất lượng dịch vụ, phụ thuộc

vào kiểu dịch vụ, vào các giao thức lớp cao hơn mà dịch vụ sử dụng. Tỷ lệ tổn thất 1% là

chấp nhận được với dịch vụ thoại qua IP (VoIP), song nếu mất 3% th ì không thể chấp

nhận được. Các ứng dụng truyền theo luồng có thể cho phép nhiều mức tổn thất khác

nhau, và được bù lại bằng cách điều chỉnh tốc độ truyền dẫn khi phát hiện mất gói. Cácứng dụng dựa tr ên giao thức TCP như tr ình duyệt Web HTTP cho phép nhiều mức tổn

thất v ì nó truyền lại gói bị mất khi phát hiện ra có mất gói. Tuy nhiên, nếu như tỷ lệ mất

gói lớn th ì ảnh hưởng xấu đến chất lượng dịch vụ của khách hàng .

L = [1-a/b] x 100

Độ trễ nhỏ nhất trong số các

độ trễ của các khung lấy mẫu



56


K ết luận chương 2

Trong chương 2 đã trình bày các khái niệm về mạng MAN-E cũng như tr ình bày

chi tiết về các tham số hiệu năng mạng MAN-E. Các tham số về t ì lệ mất khung, độ trễ

khung dựa theo định nghĩa của diễn đàn MEF (Metro Ethernet Forum), Với các tham sốtrên, việc đánh giá và nhận biết chất lượng dịch vụ dễ dàng và thuận lợi hơn cho khách

hàng cũng như cho các nhà cung cấp dịch vụ. Trên cơ sở đó, nh à cung cấp sẽ đưa ra các

lớp dịch vụ với mức chất lượng khác nhau thỏa mãn những yêu cầu phức tạp của người

dùng.

Tại Việt Nam VNPT là một nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông lớn và đang trển khai

mạng MAN-E với quy mô lớn nhất Việt Nam. Trong chương 3 xin được tr ình bày về mô

hình triển khai mạng MAN-E tại VNPT – Thái Nguyên từ đó hình dung ra toàn thể mạng

MAN-E của VNPT.



57


CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT

3.1 KIẾN TRÚC MẠNG

Mô hình triển khai hệ thống mạng của VNPT bao gồm các công ty truyền tải

(VTN, VTI), các công ty cung cấp dịch vụ (VDC, VASC) và các công ty cung cấp kết nối

đến khách hàng (các công ty viễn thông tỉnh, thành). Hệ thống mạng MAN-E được triển

khai tại các công ty viễn thông tỉnh, thành phố nhằm cung cấp kết nối đến khách hàng.

Hiên tại VNPT đang xây dựng hệ thống mạng NGN bao gồm mạng lõi, mạng biên, mạng

MAN-E và mạng access.

Về cơ bản, hạ tầng Mạng MAN-E bao gồm 5 phân lớp:

- Lớp mạng trục (IP/MPLS – Core): hình thành một lõi chuyển mạch gói chung dựatrên công nghệ MPLS, kết nối tất cả các tỉnh thành trong cả nước.

- Lớp mạng biên (IP/MPLS Edge): xử lý thông tin trướ c khi core MPLS. Bóc tách

nhãn, gán nhãn, thực hiện prpvision dịch vụ, thiết lập QoS MPLS, traffic

engineering…

- Lớp mạng tập trung lưu lượng (IP/MPLS Aggregation over Ethernet): đảm bảo tập

trung lưu lượng từ các mạng truy cập (IP – DSLAM, ETTx, UMTS…) tới mạng

trục (BRAS). - Lớp mạng truy cập (Access): cung cấp kết nối dịch vụ tới khách hàng (các dịch vụ

Cable, xDSL, PON hay ETTx…) thông qua các thiết bị truy cập như IP – DSLAM,

ETTx, UMTS hay Ethernet Switches).

- Lớp mạng biên khách hàng (Subscriber Edge): đóng vai tr ò biên mạng phía khách

hàng, cung cấp kết nối tới lớp truy cập của nhà cung cấp dịch vụ và cung cấp dịch

vụ cho những người sử dụng bên trong mạng.



58


Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E

3.2 MẠNG MAN-E DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ MPLS

Không như cách thức định tuyến truyền thống, MPLS sử dụng các nhãn để dichuyển lưu lượng qua các miền (domain) MPLS. Khi các gói đi vào domain MPLS, các

nhãn được gán vào các gói tín, và mỗi nhãn (không phải header IP) xác định chặng tiếp

theo. Các nhãn sẽ được loại bỏ tại lối ra của mỗi domain MPLS. Khi một gói tin có gán

nhãn đến một bộ phận định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label Switching Router), nhãn

đến sẽ xác định đường dẫn của gói tin này trong mạng MPLS. Việc hướng tiếp đi theo

nhãn MPLS sẽ thay thế nhãn này bằng một nhãn ra thích hợp và gửi gói tin đến chặng tiếp

theo.

Các nhãn được gán vào các gói tin dựa tr ên việc phân nhóm hoặc theo các lớp

tương đương chuyển hướng đi FEC (Forwarding Equivalence Classes). Các gói tin thuộc

về cùng một lớp FEC sẽ được xử lý như nhau. Hệ thống hướng đi và tra cứu MPLS cho

phép phương thức định tuyến điều khiển xác định (Explicit Control Routing), dựa trên cơ

sở địa chỉ nguồn và đích, cho phép triển khai các dịch vụ IP mới tr ên mạng. Chuyển mạch

nhãn đã từng được sử dụng cho kỹ thuật chuyển đi. ATM sử dụng cùng một k ỹ thuật để

hướng gói tin đi thông qua trường nhân dạng k ênh ảo/ đường dẫn ảo VPI/ VCI mà không

cần quan tâm đến tải (payload) IP.



59


Hình 3.2: Chèn header trong MPLS

Tiêu chuẩn MPLS được IETF phát hành, phát triển từ chuyển mạch nhãn Cisco

(Cisco Tag Switching). IETF khuyến nghị sử dụng chuyển mạch nhãn dựa tr ên header

chèn 32 bit bao gồm nhãn kích thước 20 bit, trường Exp 3 bit, trường Stack 1 bit, trường

TTL 8 bit như trên h ình 3.2.

Hình 3.3: Gói tin gán nhãn MPLS

Trường stack 1 bit sử dụng để chỉ thị rằng đã đến đáy của stack sử dụng trong

trường hợp các nhãn được tổ chức theo ngăn xếp (tức là MPLS – VPN hoặc bảo vệ tuyến

k ết nối). Các bit Exp sử dụng để Mang thông tin liên quan đến chất lượng dịch vụ. Các

nhãn được chèn thêm vào giữa header lớp 2 vào lớp 3 hoặc trong trường VCI/VPI tr ên

các mạng ZTM như h ình 3.3.

3.2.1 Thiết kế lưu lượng MPLS

Mặc dù chuyển mạch nhãn cung cấp các công nghệ nền cho việc hướng đi gói tin

thông qua các mạng MPLS, th ì cũng không thể cung cấp tất cả các thành phần để hỗ trợ

thiết kế lưu lượng như là chính sách thiết kế lưu lượng. Thiết kế lưu lượng TE (Traffic

Engineering) nhằm đến quá tr ình lựa chọn các đường dẫn được chọn bởi lưu lượng dữ



60


liệu để thuận tiên cho các quá trình khai thác mạng tin cậy và hiệu quả, trong khi tối ưu

đồng thời việc sử dụng có hiện quả tài nguyên và hiệu suất thực hiện lưu lượng. Mục đích

của TE đó là tính toán đường dẫn từ nút này đến nút kia sao cho đường dẫn đó không vi

phạm các r àng buộc như các yêu cầu về quản trị/ băng thông và là tối ưu theo một sốthước đo vô hướng. Một khi đường dẫn đã được tính, TE có trách nhiệm cho việc thiết lập

và duy trì trạng thái hướng đi kèm theo đường dẫn đó.

Các thành phần thiết kế lưu lượng

Bộ định tuyến có khả năng hỗ trợ MPLS được gọi là bộ định tuyến chuyển mạch

nhãn LSR. Bộ định tuyến LSR đứng trước bộ định tuyến LSR cuối cùng trong một mạng

MPLS được gọi là chặng áp chót. Mỗi đường dẫn MPLS đầu cuối – đầu cuối được gọi là

đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP (Label Switching Path). Mỗi đường dẫn LSP bắt đầutại bộ định tuyến LSR và k ết thúc tại bộ định tuyến cuối.

Các giao thức định tuyến gateway bên trong IGP (Interior Gateway Protocol)

không đủ khả năng cho việc thiết kế lưu lượng. Quyết định định tuyến hầu hết l à dựa tr ên

các thuật toán đường dẫn ngắn nhất mà nói chung sử dụng các thước đo thêm vào nhưng

không tính đễn mức độ còn dư băng thông hoặc đặc tính lưu lượng. Cách dễ nhất để cung

cấp các tính năng này đó là sử dụng mô h ình xếp chồng (overlay) cho phép các topology

ảo tr ên mạng vật lý. Mỗi topology ảo được xây dựng từ các đường kết nối ảo hiện ra như

là các đường kết nối vật lý theo giao thức định tuyến. Hơn nữa, mô h ình xếp chồng còn

có khả năng cung cấp:

Định tuyến trên cơ sở r àng buộc.

Chức năng lập chính sách lưu lượng và tái lưu lượng.

Khả năng tồn tại của các đường kết nối vật lý…

Các khả năng này cho phép di chuyển dễ dàng lưu lượng từ đường kết nối bị nghẽn

sang đường kết nối ít nghẽn hơn. MPLS là một mô h ình xếp chồng sử dụng bởi TE, nó

cung cấp:

Các đường dẫn chuyển mạch nhãn xác định không bị r àng buộc như các giao

thức định tuyến IGP truyền thống.

Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP có thể được duy tr ì có hiệu quả.



61


Các đường trục lưu lượng có thể được khởi tạo, và ánh xạ vào các đường dẫn

LSP.

Một tập các thuộc tính có thể liên quan đến các đường trục lưu lượng.

Tập các thuộc tính có thể liên quan đến các tài nguyên mà ràng buộc việc sắpđặt các đường dẫn LSP và các đường trục lưu lượng đi qua chúng.

MPLS cho phép cả việc tập hợp và phân tán lưu lượng khi mà việc hướng đi gói

tin IP, dựa trên cơ sở đích, chỉ cho phép tập hợp. “Định tuyến trên cơ sở r àng buộc” và

bảo vệ đường trục có thể tích hợp dễ dàng qua MPLS, Các thành phần sau có tác động

đến việc hỗ trợ quá tr ình TE:

Phân tán thông tin – gửi thông tin về topology mạng và các ràng buộc gắn liền

với các tuyến kết nối (tức băng thông).

Thuật toán lựa chọn đường dẫn – tính toán và lựa chọn các đường tốt nhất thỏa

mãn các ràng buộc.

Khởi tạo tuyến – sử dụng giao thức RSVP – TE mở rộng để báo hiệu khởi tạo

các đường dẫn chuyển mạch LSP.

Điều khiển chấp nhận đường kết nối - quyết định đường hầm nào có thể có tài

nguyên.

Điều khiển TE – thiết lập và duy trì các đường trục.

Hướng dữ liệu dọc theo đường dẫn.

Việc phân tán thông tin trong TE phụ thuộc vào các giao thức IGP để phân tán/

tràn ngập dữ liệu liên quan đến tài nguyên còn dôi dư của các tuyến kết nối bao gồm băng

thông (phân cấp từ 0 đến 7), các thuộc tính đường kết nối,… Việc phân tán thông tin thực

hiện tr ên mối SLR theo chu kỳ hoặc theo sự kiện nào đó như thay đổi băng thông, cấu

hình đường kết nối, hỏng hóc.

Thuật toán trên cơ sở r àng buộc sử dụng để t ìm đường dẫn tốt nhất cho mối đường

hầm LSP. Nó là được sắp đặt bở bộ định tuyến phía đầu của đường hầm chỉ khi cần một

đường hầm mới hoặc đường dãn chuyển mạch nhãn của đường trục hiện có bị hỏng hoặc

cần tối ưu lại đường trục hiện có.



62


Bộ định tuyến phía đầu sẽ bắt đầu quá tr ình báo hiệu khởi tạo đường dẫn ngắn nhất

có ràng buộc – tức là một LSP. Thiết lập đường dẫn dựa tr ên các bản tin RSVP – TE. Một

giao thức khác đó là CR – LDP cũng được sử dụng cho việc báo hiệu khởi tạo đường.

Tuy nhiên LDP hoạt động theo kiểu connectionless, do vậy trong nhiều trường hợp đểđảm bảo chất lượng dịch vụ, giao thức RSVP được sử dụng thay thế

3.2.2 Hồi phục đường hầm

Độ tin cậy của mạng là phần bắt buộc đối với mạng tốc độ cao, đảm bảo chất

lượng dịch vụ. Sự gián đoạn có thể xảy ra v ì những lý do như tắc nghẽn trên đường LSP

nào đó, đường kết nối hỏng, nút mạng hỏng hoặc thay đổi quản trị tr ên một LSP nào đó.

Một trong những tính năng phổ biến nhất của MPLS – TE là khả năng cung cấp lưulượng không bị gián đoạn qua một LSP. Bảo vệ đường dẫn (path protection) có thể đạt

được tại nhiều lớp khác nhau trong ngăn xếp giao thức:

Lớp vật lý (như SONET với chiến lược APS – Automatic Protection Switch).

IP (như giao thức định tuyến IGP, BGP thay đổi chặng kế tiếp nếu như có thay

đổi về topology).

MPLS (thực hiện bởi bộ định tuyến phía đầu phụ thuộc vào sự thay đổi

topology).

Trong ngữ cảnh đang xét là MPLS – TE, có một số lựa chọn cho việc hồi phục

đường dẫn.

Định tuyến lại từ bộ định tuyến phía đầu (head – end reroute).

Định tuyến nhanh lại trên cơ sở bảo vệ tuyến kết nối – Fast reroute (link

protection).

Định tuyến nhanh lại trên cơ sở bảo vệ nút – Fast reroute (node protection).

3.2.2.1 Đinh tuyến lại từ bộ định tuyến phía đầu

Quá trình này được tính đến khi có một trong hai sự kiện: thông báo từ RSVP – TE

rằng đường dẫn không còn duy trì được (tức là nghẽn) hoặc thông báo bởi IGP về sự thay

đổi topology mạng. Phụ thuộc vào từng sự kiện, bộ định tuyến phía đầu sẽ xây dựng lại

cơ sở dữ liệu TE mới sau khi cắt bỏ các tuyến kết nối hoặc các v ùng hỏng, nghẽn, báo



63


hiệu lại một đường dẫn mới với kiểu “shared – explicit”. Kiểu này cho phép đường dẫn

mới được lập nên trên cơ sở có thể sử dụng một số tuyến kết nối cũ.

Do quá trình thực hiện định tuyến lại liên quan đến nhiều quá trình xử lý khác nhau

nên thông thường thời gian cho việc định tuyến lại theo phương án này có thể lên đến vàigiây. Thời gian tiêu tốn này không thích hợp cho một số ứng dụng. Trong khi đó MPLS

FRR cung cấp cơ cấu bảo vệ nhanh hơn nhiều (dưới 50msm tuy rằng thời gian tổng cộng

có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 50ms còn tùy thuộc vào phần cứng, số lượng đường hầm và

số lượng mạng trong đó).

3.2.2.2 Bảo vệ tuyến kết nối FRR

FRR (Fast ReRoute) thiết lập thủ tục cho phép định tuyến lại xung quanh tuyến kếtnối bị hỏng. Đường dẫn LSP được đinh tuyến đến chặng tiêp theo sử dụng đường hầm dự

phòng đã được xác lập trước. Đường hầm dự phòng phải được cấu h ình sao cho LSP có

thể đến được bộ định tuyến phía dưới ở chặng tiếp theo mà không đi qua tuyến kết nối

đang hỏng. FRR cho việc bảo vệ tuyến kết nối chỉ phục vụ cho việc bảo vệ tuyến kết nối

xác định.

Hình 3.4: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bảo vệ tuyến kết nối

Như h ình 3.4 ở tr ên có thể thấy tuyến kết nối từ R2 sang R3 được dự phòng FRR.

Khi xuất hiện sự cố tr ên tuyến kết nối R2 và R3, các gói tinh đi từ R1 đến R6 sẽ được

chuyển sang đường dự phòng theo tuần tự R1, R2, R4, R3, R5, R6. Khi đó nhãn cho các

gói tin từ R2 đến R3 được gán là 2001 trong trường hợp b ình thường sẽ được bảo toàn và

được bao bởi nhãn 1200 khi chuyển đến R4. Tại R4 nhãn 40 sẽ được loại bỏ và gói tin lại

có nhãn 2001 chuyển đến R3.



64


3.2.2.3 Bảo vệ nút FRR

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

Như h ình 3.5 cho thấy đường dẫn dịch vụ LSP là R1, R2, R3, R5, R6. Nếu kế

hoạch bảo vệ nút R3 thực hiện th ì có thể có các đường dự phòng cùng qua nút R3 như

sau: 1) R2, R4, R5, R3 hoặc 2) R2, R4, R5. Trong trường hợp đầu, đường dẫn LSP dự

phòng sẽ là R1, R2, R4, R5, R5, R5, R6. Tuy nhiên trong trường hợp này đường kết nối

R3 và R5 lưu lượng trên đó đã bị nhân đôi, v ì vậy không phải là phương án tối ưu.

Trường hợp sau khi đườ ng dẫn dự phòng là R1, R2, R4, R5, R6 là tối ưu và được gọi là

“dự phòng theo chặng tiếp – tiếp theo” hay bảo vệ nút. Bảo vệ nút thực sự là phức tạp hơn

bảo vệ khi R2 cần phải biết về nhãn được sử dụng tr ên tuyến kết nối là R3 và R5, khi R5

mong muốn nhân được nhãn chính xác dù thông qua đường dự phòng. Việc sử dụng mộtđối tượng mở rộng Route Record sẽ cho phép R2 học được nhãn này.

3.2.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạng MPLS

Có hai loại kiến trúc để bổ sung cho khả năng chất lượng dịch vụ QoS đó l à các

dịch vụ tích hợp (IntServ) và các dịch vụ phân biệt (DiffServ). Các dịch vụ IntServ duy tr ì

chất lượng dịch vụ QoS đầu cuối – đầu cuối cho mỗi một hoặc một nhóm luồng (flow)

với sự trợ giúp của giao thức RSVP. Trong mô h ình DiffServ, mỗi gói tin khi vào mạng

hỗ trợ DiffServ sẽ được nhóm lại thành một số các lớp nhỏ. Mối lớp có màu hoặc được

đánh dấu liên quan (sử dụng các bit DSCP). Đây chính là việc phân loại gói tin có khả

năng mở rộng và đảm bảo băng thông cũng như đỗ trễ xác định mạng lõi. Mỗi nút mạng

trong mạng lõi sẽ được áp đặt các chính sách bỏ bớt hoăch xếp hàng khác nhau cho mọi

gói tin, dựa tr ên dấu mà gói tin mang (xử lý theo từng chặng – PHB Per Hop Behavior).



65


3.2.3.1 MPLS k ết hợp DiffServ

Trong kiến trúc MPLS và DiffServ, các gói tin được đánh dấu với DSCP sẽ đi vào

mạng MPLS và phương thức PHB là áp đặt bởi mọi LSR dọc theo đường dẫn gói tin. Khi

các LSR không biết chút nào về header IP, phương thức PHB đạt được bằng cách xem xétcác thông tin khác. Có hai cách tiếp cận thường được sử dụng để đánh dấu lưu lượng qua

mạng MPLS trong vấn đề xử lý QoS. Trong phương thức thứ nhất, thông tin màu

DiffServ được ánh xạ vào trường EXP của header chèn MPLS. Trường này cho phép

đánh dấu lên đến 8 loại chất lượng dịch vụ so với 64 đối với trường DSCP tron g gói tin

IP. Việc quản lý các gói tin (PHB) tại mỗi chặng trong mạng MPLS được làm dựa tr ên

trường EXP. Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP mà sử dụng cách tiếp cận này được

gọi là E-LSP, ở đó thông tin QoS được lấy ra từ các bit EXP. Một cách khác, mỗi nh ãn

liên quan với một gói tin MPLS Mang một phần của dấu DiffServ mà xác định gói tin sẽ

được xếp hàng như thế nào. Phần ưu tiên bỏ bớt của dấu DiffServ được Mang các bit EXP

(nếu header chèn MPLS được dùng) hoặc trên trường nào đó dùng cho mục đích này của

công nghệ lớp dưới (bit CLP mạng ATM hay bit DE tr ên mạng Frame Relay). Bộ định

tuyến LSR đầu vào sẽ xem xét các bit DSCP trong header IP (tương tự như các bit

CLP/DE trong mạng ATM/Frame Relay) và lựa chọn một đường dẫn LSP mà đã được

cung cấp cho mức chất lượng dịch vụ QoS đó. Tại bộ định tuyến đầu ra, nhãn là được bỏ

đi gói tin với các bit DSCP như ban đầu được gửi đến chặng IP tiếp theo. Các đường dẫn

chuyển mạch nhãn LSP sử dụng các tiếp cận này gọi là các đường dẫn L-LSP, ở đó thông

tin về chất lượng dịch vụ được suy ra một phần từ nhãn MPLS.

TE không phân biệt các loại lưu lượng. Để mang lưu lượng dữ liệu và thoại tr ên

cùng một mạng, có thể cần phải tính riêng mức độ lưu lượng thoại được truyền tr ên mạng

để dung cấp những đảm bảo khắt khe hơn về chất lượng dịch vụ.

3.2.3.2 Thiết kế lưu lượng TE nhận biết về DiffServ (DS -TE)

DS-TE không chỉ cho phép việc cấu h ình trên vùng global cho việc tính đến băng

thông mà còn cho phép cấu h ình trên vùng phụ (sub-pool) hạn chế mà có thể sử dụng cho

lưu lượng mạng có mức độ phân cấp cao hơn như thoại hoặc các ứng dụng khác. Băng

thông còn dư cả tr ên vùng global và vùng phụ hạn chế là được quảng cáo bởi IGP LSA



66


hoặc TLV, đảm bảo rằng bộ định tuyến LSR có được thông tin về băng thông còn dư khi

chấp nhận các đường dẫn LSP mới cho thoại hoặc các lưu lượng phân cấp cao. Với cách

thức này, các nhà cung cấp dịch vụ, phụ thuộc và mức độ SLA có thể lựa chọn để đặt

trước nhỉnh hơn chút các lớp phân cấp thấp hoặc thâm chí đặt trước thấp hơn lưu lượng cóđộ ưu tiên cao hơn để tương thích với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ.

DiffServ-TE tăng cường cho MPLS thực hiện định tuyến có r àng buộc (tính toán

đường dẫn) tr ên một tập xác định (hạn chế) các vùng phụ mà ở đó băng thông được dành

riêng cho lưu lượng có độ phân cấp cao. Khả năng này thỏa mãn nhiều hơn ràng buộc về

băng thông hạn chế sẽ chuyển thành khả năng đạt được chất lượng dịch vụ cao hơn (về

khía cạnh đỗ trễ, jitter hoặc mất gói tin) cho lưu lượng sử dụng vùng phụ.

DS-TE liên quan đến việc mở rộng OSPF và IS-IS để băng thông còn dư trên vùngphụ tại mỗi mức độ ưu tiên là được quảng cáo k èm thêm với băng thông vùng global tại

mỗi mức độ ưu tiên. Hơn nữa, DS-TE thay đổi việc định tuyến có r àng buộc để tính đến

các thông tin cần quảng cáo phức tạp hơn, trong quá tr ình tính toán đường dẫn. Việc sử

dụng đặc trưng với DS-TE là cho các dịch vụ mô phỏng đường k ênh thuê riêng hoặc

đường trục cho toll bypass/thoại, khi mà k ết nối điểm – điểm đảm bảo thỏa mãn các điều

kiện biên của jitter và trễ/băng thông.

3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI, QUẢN LÝ

3.3.1 Phương án kết nối

Mạng truy nhập của Metro Ethernet có thể xây dựng với topology h ình cây, vòng, lưới

hoặc lai ghép hỗn hợp. Mạng có khả năng hồi phục trong trường hợp có sự cố về tuyến

cáp, nút chuyển mạch nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mỗi mạng truy nhập được xây

dựng có thể trải rộng trên địa bàn một số huyện hoặc một số quận tại trung tâm, một số

khu công nghiệp… phụ thuộc vào các số liệu dự báo về tốc độ phát triển thuê bao.

Mạng lõi của Metro Ethernet có thể thiết kế trên cơ sở mạng vòng ring hoặc mạng lưới

nhằm đảm bảo khả năng dự phòng của mạng lõi trong trường hợp có sự cố. Tốc độ

chuyển mạch tại các nút mạng lõi lên đến hàng chục Gbps và lưu lương chuyển tr ên các



67


tuyến kết nối của mạng lõi có thể đạt đến hàng chục Gbps. Các nút mạng lõi được đặt tại

các điểm trung tâm lưu lượng, thường ở các địa điểm tập trung dân cư và khu công nghiệp

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

Hình 3.6 minh họa về phương án kết nối giữa các mạng Metro Ethernet của mỗi

tỉnh với hệ thống mạng trục tr ên cả nước. Phần phải tr ên của màn hình – “IP/MPLS

backbone”, thể hiện mạng trục có vai tr ò cho việc kết nối giữa các mạng Metro Ethernet

tại mỗi Viễn thông tỉnh. Phần phía dưới của h ình mô tả mô h ình mạng Metro Ethernet của

mỗi tỉnh. Đối với các loại dịch vụ như truy câp Internet, mạng Metro Ethernet tại mỗi tỉnh sẽ

cung cấp một số tuyến kết nối BRAS để phục vụ việc truy cập.

Đối với các loại dịch vụ như VLAN phục vụ trao đổi dữ liệu mà các khách hàng

nằm phân tán tr ên các tỉnh khác nhau, hoặc các dịch vụ VoD, IPTV, mạng Metro Ethernet

cung cấp các kết nối đến thiết bị PE (Provider Edge).

3.3.2 Phương án quản lý mạng

Mỗi tỉnh sẽ được trang bị một hệ thống quản lý và có một bộ phận k ỹ thuật quản lý

với vai tr ò quản lý cấu h ình thiết bị, lỗi cho các hệ thống thiết bị mà tỉnh được đầu tư.

Việc thiết lập các dịch vụ chung như IPTV, VoD hoặc các dịch vụ như VLAN liên quan

đến các khách hàng thuộc tỉnh sẽ do bộ phận quản lý của tỉnh đảm nhiệm.



68


Toàn bộ mạng cần đến một bộ phận quản lý chung tr ên toàn mạng. Bộ phận này có

nhiệm vụ giải quyết các vấn đề kỹ thuật chung cho toàn mạng hoặc cụ thẻ hỗ trợ cho các

bộ phận kỹ thuật dưới viễn thông tỉnh. Đối với các dịch vụ phân bố trải rộng tr ên toàn

quốc cần có sự phối hợp giữa bộ phận k ỹ thuật trung tâm và các bộ phận kỹ thuật tại cácđơn vị tỉnh.

Giải pháp quản lý mạng đáp ứng được các tính năng cơ bản sau:

Layer 2 Provisioning: cho phép nhà khai thác dễ dàng tạo các kết nối lớp 2, VPN

lớp 2 bằng các giao diện đồ họa thuận tiện. Chức năng này cũng cho phép tạo các

chính sách bảo mật hay chất lượng dịch vụ QoS.

Layer 3 Provisioning: cho phép nhà khai thác dễ dàng tạo các kết nối lớp 3, VPN

lớp 3 bằng các giao diện đồ họa thuận tiện. Chức năng này cũng cho phép tạo các

chính sách bảo mật hay chất lượng dịch vụ QoS.

Traffic Engineering: cho phép hệ thống trao đổi với các thiệt bị mạng tạo và thay

đổi các tuyến TE với các tính năng cao cấp. Thông thường các tính toán phức tạp

này phải làm bởi các nhà thiết kế tuyến, sau đó nạp dữ liệu và cấu hình thiết bị.

Module này có các thuật toán rất phức tạp hỗ trợ nhà khai thác tạo kết nối, có bảo

vệ, chất lượng dịch vụ.

MPLS Diagnostic: cho phép thực hiện các công việc t ìm lỗi khi có sự cố tr ên VPN,

TE…

3.4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN-E

Hệ thống MAN-E của VNPT được xây dựng tr ên công nghệ của hai nhà cung cấp

đó là Cisco và Huawei trong khuận khổ của luận văn tôi xin trình bày hệ thống quản lý

điều khiển mạng MAN-E EMS N2000 của Huawei. Hệ thống bao gồm các chức năng sau

3.4.1 Quản lý topo mạng

Chức năng này của hệ thống cho phép xây dựng và quản lý topo mạng. Người

dùng có thể xem được quan hệ giữa các thiết bị tr ên mạng và có một giao diện trực quan

để cấu h ình thiết bị.



69


Hệ thống có khả năng thống k ê số lượng và thông tin trạng thái thiết bị bằng màu

sắc hiển thị trên sơ đồ.

Hệ thống có thể tự động phát hiện thiết bị mới được thêm vào 1 node mạng.

Hình 3.7: Topo mạng MAN-E

3.4.2 Quản lý tài nguyên

Chức năng này có mục đích thu thập thông tin về thiết bị tr ên toàn bộ mạng do hệ

thống quản lý quản lý, giúp người dùng có thể biết thông tin và các thay đổi về tài nguyên

mạng: thông tin về số lượng frame, slot, board, subcard, port… tr ên thiết bị.

Hệ thống có khả năng sắp xếp thiết bị theo h ình cây (resource tree).

Người dùng có thể t ìm theo tên, kiểu, nhóm, địa chỉ IP, trạng thái.

3.4.3 Quản lý lỗi

Chức năng này giúp giám sát mạng theo thời gian thực. Các thiết bị gửi thông tin

cảnh báo lên hệ thống bằng giao thức SNMP v1, v2, v3.

Hệ thống có khả năng phân tích nguyên nhân gây ra cảnh báo, chỉ ra mức độ

nghiêm trọng của cảnh báo (bằng màu sắc).



70


3.4.4 Quản lý hiệu năng

Chức năng này quản lý sự vận hành của tài nguyên trên mạng (cho biết thông số %

CPU, bộ nhớ, …, số lượt truy nhập, số phiên PPPoE,…).

Cho phép đặt các thông số vận hành giới hạn. Hệ thống sẽ gửi cảnh báo khi thôngsố vận hành vượt quá giới hạn.

Ngoài ra, hệ thống còn giám sát được lưu lượng mạng và thông số SLA: trễ, mất

gói tin ICMP, TCP, UDP, SNMP, mất gói tin dữ liệu giữa các node mạng, trễ kết nối,…

3.4.5 Quản lý bảo mật

Chức năng này giúp hệ thống quản lý người dùng, quản lý mật khẩu, nhận thực,

cấp quyền cho người dùng.

Có thể ghi lại quá tr ình làm việc của người dùng.

Cho phép người quản trị buộc người dùng khác phải đăng xuất khỏi hệ thống khi

nhận thấy hệ thống bị nguy hiểm. Hệ thống có khả năng khóa client không còn được

quyền truy nhập vào hệ thống.

3.4.6 Quản lý cấu h ình

Chức năng này giúp quản lý số lượng frame, board, port,… tr ên thiết bị. Các interface được hệ thống quản lý bao gồm: Ethernet, POS, interface ảo: sub-interface,

trunk interface, loopback interface, …

Quản lý VLAN, QinQ, ACL, QoS, HqoS,...

3.4.7 Cấu h ình dịch vụ qua giao diện đồ hoạ (provisiong)

Hệ thống hỗ trợ việc cấu dịch vụ VPN qua giao diện đồ hoạ :

Tạo tunnel policy

Tạo PW

Tạo VSI

Tạo VRF



71


3.4.8 Cấu h ình trên thiết bị mạng (các router NE40E)

Để hệ thống quản lý được các thông số của mạng trước tiên ta phải cấu h ình các

tham số tr ên thiết bị mạng

Cấu h ình SNMP trên các router NE40E .

Trong trường hợp có đặt access-list thì phải permit cho địa chỉ server

123.29.0.162

Hệ thống EMS được triển khai theo mô h ình Client - Server Máy chủ của hệ thống

đặt tại công ty viễn thông liên tỉnh VTN , các hệ thống Client được đặt tại các VNPT tỉnh

thành được kết nối với nhau thông qua kết nối VPN. Hệ thống được giao cho VTN quản

lý và phân quyền tùy theo chức năng nhiệm vụ. Do có thiết kế như trên là giúp cho mạng

MAN-E của VNPT có sự đồng bộ, thống nhất giữa các VNPT tỉnh thành phố với mạng

đường trục của VTN.

3.5 XÂY DỰNG MẠNG MAN-E VNPT THÁI NGUYÊN

Mạng MAN-E của VNPT được tuân thủ nghiêm túc theo các quy định, tiêu chuẩn

của tập đoàn VNPT. Thiết bị mạng MAN-E tại VNPT là thiết bị của tập đoàn Huawei –

Trung Quốc. mạng được xây dựng theo các bước sau:

3.5.1 Định hướng xây dựng mạng MAN-E

Mạng MAN-E của VNPT Thái Nguyên được xây xựng dựa theo định hướng như sau:

Xây dựng cấu trúc mạng MAN-E và triển khai mạng truy nhập quang, chuẩn bị tốt

hạ tầng để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ băng rộng, dịch vụ tốc độ cao.

Dung lượng mạng MAN-E được xây dựng để đáp ứng nhu cầu dự báo phát triển

các dịch vụ: Internet, truyền số liệu, dịch vụ băng rộng và dịch vụ thoại (trên cơ sở

thiết bị MSAN trang bị mới).

Cấu trúc mạng MAN-E và truy nhập quang trong giai đoạn đầu gồm các phần sau:

Mạng MAN-E Ethernet, làm chức năng thu gom lưu lượng của các thiết bị

mạng truy nhập (MSAN/IP-DSLAM), lưu lượng các khách hàng k ết nối trực



72


tiếp vào mạng MAN-E để chuyển tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối

lên mạng trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, đi quốc tế.

Hệ thống mạng cáp quang truy nhập, được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng

MAN-E và cung cấp cáp quang truy nhập đến các tòa nhà, khu công nghiệp,khu chế xuất và các khách hàng lớn.

3.5.2 Định cỡ mạng MAN-E

Mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên được định cỡ dựa tr ên các tham số đầu vào,

các phương pháp tính cỡ mạng MAN-E dựa tr ên từng dịch vụ cụ thể như sau:

3.5.2.1 Các tham số đầu vào tính kích cỡ mạng MAN-E

Các thông số số lượng: POTS port, ADSL 2+ port, SHDSL port, VDSL2 và

Ethernet port là tổng số lượng port tương ứng kết nối đến một thiết bị Carrier Ethernet

Switch (CES) của mạng MAN-E.

Số liệu POTS port dự báo là số lượng thuê bao POTS tương ứng sẽ được triển

khai trên các thiết bị MSAN.

Số liệu Ethernet port dự báo của CES bao gồm: số lượng thuê bao sử dụng kết

nối Ethernet, 2 port k ết nối cho mỗi MSAN kết nối vào CES đó, các port kếtnối CES với các thiết bị CES khác.

Số liệu ADSL2+, SHDSL, VDSL dự báo là số lượng thuê bao sẽ triển khai tr ên

MSAN hoặc IP DSLAM.

Dựa tr ên nhu cầu dự báo dung lượng cổng POTS, ADSL2+, SHDSL, VDSL2,

Ethernet (thuê bao sử dụng kết nối Ethernet chủ yếu phục vụ cho các vùng trung tâm tỉnh,

huyện, thị xã và có nhu cầu dịch vụ băng rộng…) để dự báo và tính toán năng lực mạng,

từ đó có kế hoạch xây dựng mạng phù hợp.

Bảng các tham số đầu vào của mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên được thể hiện

chi tiết tại phụ lục 01: Bảng chỉ số đầu vào

3.5.2.2 Phương pháp tính kích cỡ mạng MANMAN -E

Lưu lượng thoại (A)



73


Các chỉ số

Số lượng kết nối đồng thời: CC = 10%

Số % thuê bao sử dụng dịch vụ thoại codec G.711: a1 = 80%

Số % thuê bao sử dụng dịch vụ thoại codec G.729: a2 = 20%

Dung lượng băng thông dùng cho dịch vụ thoại với codec là G.711 (64kbit/s)

A1 = a1 x POTS port x CC x 126 (kbit/s)

Dung lượng băng thông dùng cho dịch vụ thoại với codec là G.729 (8kbit/s)

A2 = a2 x POTS port x % CC x 39 (kbit/s)

Tổng lưu lượng thoại:

A = A1 + A2 = [CC x (a1 x 126 + a2 x 39) / 1024 ] x POTS (Mbit/s)

Lưu lượng Internet (B)

Các chỉ số Sử dụng kết nối ADSL 2+ và SHDSL

Đối với khách hàng Residential (Hộ gia đ ình)

Số lượng kết nối đồng thời chiếm băng thông truy nhập Internet: CC1 =

20%

Tỷ lệ thuê bao là Residential: URr = 90%

Băng thông trung b ình cho truy nhập: bw1 = 100 (kbit/s)

Riêng đối với các đơn vị: BĐ HNI, Tp. HCM, HPG, CTO, ĐNG tính:

bw1 = 200 (kbit/s)

B1’= CC1 x URr x bw1/1024 x (ADSL 2+ port + SHDSL port)

Đối với khách hàng Bussiness (các công ty, doanh nghiệp)


70%

Tỷ lệ thuê bao là Business: URb = 10%


B2’ = CC2 x URb x bw2/1024 x (ADSL 2+ port + SHDSL port)

Tổng lưu lượng sử dụng kết nối ADSL 2+ và SHDSL:

B1= B1’+B2’ = (b1+b2) x DSL port (Mbit/s)



74


Trong đó: b1 = CC1 x URr x bw1/1024 ; b2 = CC2 x URb x bw2/1024 và

DSL port= ADSL 2+ port + SHDSL port

Sử dụng kết nối Ethernet


80%


B3 = CC3 x bw3/1024 x Ethernet port = b3 x Ethernet port (Mbit/s)

Trong đó : b3= CC3 x bw3/1024

Sử dụng kết nối VDSL2:


80%


B4 = CC4 x bw4/1024 x VDSL2 port = b4 x VDSL2 port (Mbit/s)

Tổng lưu lượng Internet: B= B1 +B3 + B4 (Mbit/s)

Lưu lượng dịch vụ VPN (C)

Các chỉ số:

Sử dụng kết nối ADSL 2+:

Băng thông trung b ình cho dịch vụ ADSL2+ VPN: cw1= 640 (kbit/s)

Tỷ lệ thuê bao ADSL2+ sử dụng dịch vụ VPN: URa= 1%

Tỷ lệ chiếm băng thông đồng thời là 70%

C1= cw1/1024 x URa x ADSL 2+ port x 70% = c1 x ADSL 2+ port x 70%

Sử dụng kết nối SHDSL:

Băng thông trung b ình cho dịch vụ SHDSL VPN:

cw2= 1024 (kbit/s)



75



C2= c2 x SHDSL port x 70%

Trong đó : c2= cw2/1024

Sử dụng kết nối Ethernet:

Băng thông trung bình cho dịch vụ Ethernet VPN: cw3= 5 (Mbit/s)


C3= c3 x Ethernet port x 70%

Trong đó: c3= cw3

Sử dụng kết nối VDSL2:

Băng thông trung b ình cho dịch vụ VDSL2 VPN: cw4=2 (Mbit/s)

C4= c4 x VDSL2 port

Trong đó: c4= cw4

Như vậy tổng băng thông dịch vụ VPN: C= C1 + C2 + C3 + C4 (Mbit/s)

Dung lượng dịch vụ VoD (D)

Các chỉ số:

Sử dụng kết nối ADSL 2+:

Số % thuê bao sử dụng dịch vụ VoD: Su1=5%

Băng thông trung b ình cho dịch vụ VoD: dw1=2048 (kbit/s)

% thuê bao chiếm băng thông: URv1= 10%

D1= Su1 x dw1/1024 x URv1 x ADSL 2+ port = d1 x ADSL 2+ port

Trong đó : d1 = Su1 x dw1/1024 x URv1

Sử dụng kết nối VDSL2 :

Số % thuê bao sử dụng dịch vụ VoD: Su2 = 50%



76


Băng thông trung b ình cho dịch vụ VoD: dw2=2048 (kbit/s)

% thuê bao chiếm băng thông: URv2= 10%

D2= Su2 x dw2/1024 x URv2 x VDSL2 port = d2 x VDSL 2 port

Trong đó : d2 = Su2 x dw2/1024 x URv2

Tổng băng thông sử dụng dịch vụ VoD: D= D1 + D2 (Mbit/s)

Dung lượng dịch vụ IPTV (E)

Các chỉ số:

Tổng k ênh của dịch vụ IPTV: Ch= 100

Băng thông trung b ình cho 1 kênh: ew1=2048(Kbit/s)

Băng thông sử dụng dịch vụ IPTV: E= ew1/1024 x Ch (Mbit/s)

Kích cỡ mạng MAN

Tổng dung lượng thuê bao trên CES

CS = (A + B + C + D + E) (Mbit/s)

Tổng băng thông của một Ring Access

R = ∑ CSi

Trong đó: CSi là dung lượng các node thuộc cùng một Ring Access (Không kể

Node Core)

Yêu cầu băng thông thực tế của một Ring Access:

RT= R x 100/70 (Mbit/s)

Yêu cầu băng thông thực tế của một Node Core:

RTNodeCore= CSNodeCore x 100/70

Băng thông yêu cầu tại Ring core



77


RC = ∑ RTj – (Toàn bộ phần lưu lượng của Node Core đấu nối lên NGN

trục và toàn bộ phần lưu lượng Internet của Ring Access chứa Node Core đó)

Trong đó RTj bao gồm băng thông của tất cả các Ring Access và các Node

Core

Yêu cầu về khả năng chuyển mạch của thiết bị CES

Đối với Node Core:

Node Core mà có k ết nối trực tiếp lên mạng NGN trục: S = ∑ RTj x 6; F =

S/(8*64)

Node Core không có k ết nối trực tiếp lên mạng NGN trục: S = RC x 6; F =

S/(8*64)

Các Node không thuộc Core: S = RT * 6; F = S/(8*64)

Dung lượng kết nối liên tỉnh: 20% lưu lượng thoại và VPN và toàn bộ lưu

lượng còn lại.

Dựa tr ên các công thức định cỡ mạng và các dự báo dung lượng băng thông kết nối

trên mạng MAN-E (tại phụ luc 02: Dự báo mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên giai đoạn

2010-2011) tính được dung lượng nối của các dịch vụ tr ên mạng MAN-E của VNPT

Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011. Chi tiết tại phụ lục 03: Tính dung lượng MAN-E

VNPT Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011.

Căn cứ vào k ết quả tính dung lượng của các dịch vụ, mạng truyền dẫn MAN -E

được tổ chức thành 5 vòng Ring bao gồm 14 UPE, 02 PE-AGG.

Các vòng Ring cụ thể như sau:

Ring 1: Thái Nguyên – Đại Từ - Thái Nguyên.

Ring 2: Thái Nguyên – Đán – Đại Từ - Thái Nguyên.

Ring 3: Thái Nguyên – Đồng Hỷ - La Hiên – Trại Cau – Phú Bình – Thái

Nguyên.



78


Ring 4: Thái Nguyên – Phú Lương – Định Hóa – Bình Yên – Đại Từ - Thái

Nguyên.

Ring 5: Thái Nguyên – Lưu Xác – Sông Công – Phổ Yên – Bắc Sơn – Đại

Từ - Thái Nguyên.

Hình ảnh chi tiết về Mạng MAN-E của VNPT Thái Nguyên và các vòng Ring

được thể hiện tại phụ lục 04: Cấu trúc mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên giai đoạn

2010–2011

Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE

GE Port 10 GE Port

TT Tên trạm Chức năng

Đấunối

BRAS(GE/

10GE)

Đấu

nối PE(GE/

10GE)Sử

dụng

Chưasử

dụng

Sử dụng

Chưasử

dụng

ITháiNguyên

PE-AGG 3/0 1/0 177 1 0

1 Thái Nguyên UPE Ring 1 40 8 2 0

2 Đán UPE Ring 2 8 16 0 0

3 Đồng Hỷ 13 11 0 0

4 La Hiên 9 15 0 0

5 Trại Cau 5 7 0 0

6 Phú Bình

UPE Ring 3

10 14 0 0

7 Đại Từ 11 13 0 0

8 Bình Yên 6 6 0 0

9 Định Hóa 9 15 0 0

10 Phú Lương

UPE Ring 4

13 11 0 0

11 Lưu Xá 21 15 0 0

12 Sông Công 9 25 0 0

13 Phổ Yên 11 1 0 0

14 Bắc Sơn

UPE Ring 5

8 4 0 0

II Đại Từ PE-AGG 2/0 1/0 8 4 1 0

Tổng số 5/0 2/0 218 142 4 0



79


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

K ết luận chương 3

Trong chương 3 đã trình bày về mô h ình triển khai mạng Metro Ethernet tại VNPT và

cụ thể là VNPT Thái Nguyên, là một nhà cung cấp dịch vụ đang triển khai mạng MAN-E

lớn nhất tại Việt Nam. Từ mô h ình này chúng ta thấy rằng mạng MAN-E có nhiệm vụ tập

trung lưu lượng rất lớn từ lớp access để chuyển lên lớp Core. Việc xử lý lưu lượng, áp

dụng chính sách chất lượng dịch vụ, khởi tạo các dịch vụ đều nằng ở mạng MAN-E. Vì

vậy hệ thống mang MAN-E cần đảm bảo có hiệu và độ tin cậy cao.



80


KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Nhu cầu sử dụng nhiều loại h ình dịch vụ tốc độ cao với một đường truyền băng

rộng từ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ngày càng lớn. Đặc biệt trong năm 2010 dịch vụ

IPTV và các dịch vụ băng rộng tr ên mạng di động 3G phát triển một cách mạnh mẽ dẫnđến nhu cầu về một mạng truyền số liệu tốc độ cao thật sự là vấn đề cấp thiết của các nhà

cung cấp dịch vụ. Mạng MAN-E đã và đang được triển khai với quy mô tr ên toàn quốc sẽ

đáp ứng được nhu cầu hiện tại và đủ dự phòng trong tương lai.

Luận văn đã trình bày được các khái niệm về mạng MAN-E cũng như các dịch vụ

sẽ được cung cấp thông qua hệ thống mạng này. Mạng MAN-E là phân khúc nằm giữa

lớp Core và lớp Access, có chức năng tập trung lưu lượng và thực hiện các chức năng

đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng.

Luận văn “ Công nghệ mạng MAN-E và ứng dụng“ cũng đã trình bày được mô

hình triển khai mạng MAN-E tại Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam VNPT, một

nhà cung cấp dịch vụ có thị phần lớn nhất tại Việt Nam, nhằm đánh giá vai tr ò của mạng

MAN-E trong mô hình cung cấp dịch vụ của VNPT. Luận văn cung cấp những kiến thức

cơ bản nhất của mạng MAN-E cung như mô h ình triển khai thực tế. Từ đó tiến hành định

cỡ, tính toán lên phương án triển khai mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên trong gian

đoạn 2010-2011 nhằm đáp ứng cho nhu cầu băng thông ngày càng lớn, chất lượng dịch vụ

không ngừng được nâng cao của mạng lưới viễn thông.

Với sự hiểu biết còn hạn chế, luận văn có thể còn nhiền thiếu sót. Tôi rất mong

muốn nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp.



81


TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Nguyên Huy Thành (2006), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và giải pháp xây dựng

mạng MAN tr ên cáp quang, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện công nghệ bưu chính viễnthông.

2. TS.Nguyễn Quý Minh Hiển, TS.Đỗ Kim Bằng (2002), M ạng viễn thông thế hệ sau ,

NXB Bưu ĐIỆN.

Tiếng Anh3. Sam Halabi (2003), Metro Ethernet , Cisco Press.

4. MEF forum (2003), Metro Ethernet Services – A technical overview, Metro Ethernet

forum White paper.

5. Metro Ethernet Forum (2004). MEF 4 — Metro Ethernet Network Architecture

Framework, Part 1: Generic Framework , The Metro Ethernet Forum.

6. MEF forum (2008), MEF -12 Metro Ethernet Network Architecture Framework Part

2: Ethernet Services Layer, The Metro Ethernet Forum.

7. MEF forum (2008), MEF 6.1-Ethernet Services Definitions – Phase 2, The Metro

Ethernet Forum.

8. MEF forum (2009), MEF 10.2 - Ethernet Services Attributes Phase 2, The Metro

Ethernet Forum.



82


PHỤ LỤC 01:

Bảng chỉ số đầu vào

Băng thông Các tham số sử dụng để tính băng thông

Loại thuêbao Tên Giá trị(Mbps/thuêbao)

Tên Ý ngh ĩa Giá t

a1Tỷ lệ thuê bao thoại sử dụngCodec1

80%

a2Tỷ lệ thuê bao thoại sử dụngCodec2

20%

Codec1Băng thông 1 thuê bao thoạidùng Codec1

128 kb

Codec2Băng thông 1 thuê bao thoạidùng Codec2

39 kb

Thoại a 0,017

CC Tỷ lệ sử dụng đồng thời 15%

bw1Băng thông truy nhập Internet/1

thuê bao (*)512 kb

URr Tỷ lệ Residential 90%

CC1Tỷ lệ truy nhập Internet đồngthời chiếm băng thông

20%


thuê bao2.048 k

URb Tỷ lệ Bussiness 10%

b1 + b2ADSL2+

vàSHDSL

0,23

CC2

Tỷ lệ truy nhập Internet đồng

thời 70%


thuê bao10.240

b3(FTTH)

2,00CC3

Tỷ lệ truy nhập Internet đồngthời

20%

bw4Băng thông truy nhập Internet/1thuê bao

5.120 k

Truynhập

Internet

b4(VDSL2/FTTB/FTT

C)

1,00CC4

Tỷ lệ truy nhập Internet đồngthời

20%

cw1 Băng thông truy nhập/1 thuê bao 640 kb

URa Tỷ lệ thuê bao sử dụng dịch vụ 1%

c1

(ADSL2+) 0,005 CC1 Tỷ lệ truy nhập đồng thời 70%

cw2 Băng thông truy nhập/1 thuê bao1.024 kc2

(SHDSL) 0,7

CC2Tỷ lệ truy nhập đồng thời 70%

VPN

c3 0,18cw3 Băng thông truy nhập/1 thuê bao

5 Mb



83


Urf Tỷ lệ thuê bao FTTH dùng VPN5%

(FTTH)


cw4 Băng thông truy nhập/1 thuê bao

2 Mb

Urv

Tỷ lệ thuê bao VDSL sử dụngVPN

5%c4

(VDSL2)0,07


dw1 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 6.144 k

Su1Tỷ lệ thuê bao ADSL2+ sử dụngdịch vụ

70%d1

(ADSL2+) 0,42

URv1 Tỷ lệ thuê bao chiếm băng thông 10%

dw2Băng thông truy nhập Internet/1thuê bao

6.144 k

Su2 Tỷ lệ thuê bao VDSL2+/FTTXsử dụng dịch vụ

30%

VoD/MyTV

d2

(VDSL2/FTTX) 0,18


Ch1 Tổng k ênh BTV SD 100

ew1 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 4.096 k

Ch2 Tổng k ênh BTV HD 20

BTV/MyTV

E (Mbps) 570



Su1Tỷ lệ thuê bao ADSL2+ sử dụngdịch vụ

70%d3

(ADSL2+)0,42



Su2Tỷ lệ thuê bao VDSL2+/FTTXsử dụng dịch vụ

30%

VoD/VT

C d4(VDSL2/F

TTX)0,18


Ch1 Tổng k ênh BTV SD 60


Ch2 Tổng k ênh BTV HD 20

BTV(VTC) E1(Mbps) 410




84


PHỤ LỤC 02 :

Bảng dự báo dung lượng MAN-E giai đoạn 2010 - 2011

VNPT Thái Nguyên

Tổng đến hết 2011

STTĐịa điểm UPE,

MSAN, IPDSLAM,MxU/L2S

Loạithiết

bị

RingNo.

P O T S

A D S L 2 +

S H D S L

V D S L 2

F T T H

M y T V

I TNN00TNNPE-

AGG

II TNN00DTUPE-

AGG

CORE

III TNN01TNN UPE 1 8292 14466 88 0 610 2108

IV TNN02TDN UPE 2 54 4598 16 0 143 404

V TNN03DHY UPE 155 2283 12 0 96 355

VII TNN03PBH UPE3

0 1212 7 15 48 498

VIII TNN04DTU UPE 274 3359 16 0 122 807

IX TNN04BYN UPE 110 619 1 0 12 115

X TNN04DHA UPE 0 1458 6 0 52 395

XI TNN04PLG UPE

4

1542 3108 9 0 77 878

XII TNN05LXA UPE 450 6688 25 0 223 1055

XIII TNN05SCG UPE 0 1795 11 0 64 355

XIV TNN05PYN UPE 131 7864 9 0 99 1879

XV TNN05BSN UPE

5

128 657 2 0 14 160

Tổng 11.214 50.368 227 15 1.617 9.427



85




86


PHỤC LỤC: 04

CẤU TRÚC MẠNG MAN-E

VNPT THÁI NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2010 - 2011PHẦN I

HIỆN TRẠNG MẠNG MAN-E ĐẾN THÁNG 12/2009

- Đã hoàn thành triển khai, đo kiểm và đưa vào khai thác từ ngày 04/11/2009;

- Đã thực hiện xong đấu chuyển thuê bao ngày 16/01/2010;

- Hiện trạng mạng gồm có: 14 UPE, 02 PE-AGG

+ Các hình

Hình 1: Hiện trạng mạng MAN-E Viễn thông Thái Nguyên



87


G

e 3 / 0 / 2

G e 3 / 0 / 0G

e 3 / 0 / 1

G e 4

/ 0 / 1 1

G e 4 / 0

/ 8

G

e 4 / 0 / 9

G e 4 / 0 / 1 0

G e 3 / 0 / 8

G e 3 / 0 / 9

G e 3 / 0 1 0

G e 3 / 0 / 1 1 G

e 3 / 1 / 0

G e 4 / 0 / 2

Hình 2: Ring 1

Hình 3: Ring 2



88


G e 4 /

0 / 4

Hình 4: Ring 3

G e 4 / 0 / 5

Hình 5: Ring 4



89


G e 4 / 1 / 3G

e 4 / 0 / 5

G e

4 / 0 / 6

G e 4 / 0 /

4 G e 4 / 0

/ 3

G e

4 / 1 / 4G

e 4 / 1 / 6

G e 4 / 0 / 8

Hình 6: Ring 5

+ Danh sách các Node MAN-E

GE Port 10 GE P

TT Tên trạm Chức năng

Đấu nối

BRAS(GE/

10GE)

Đấunối PE

(GE/ 10GE)

Sử

dụng

Chưasử

dụng

Sử

dụng

C

dụI

TháiNguyên

PE-AGG 3/0 1/0 177 1

1 Thái Nguyên UPE Ring 1 40 8 2

2 Đán UPE Ring 2 8 16 0

3 Đồng Hỷ 13 11 0

4 La Hiên 9 15 0

5 Trại Cau 5 7 0

6 Phú Bình

UPE Ring 3

10 14 0

7 Đại Từ 11 13 0

8 Bình Yên 6 6 0

9 Định Hóa 9 15 0

10 Phú Lương

UPE Ring 4

13 11 0

11 Lưu Xá 21 15 0

12 Sông Công

UPE Ring 5

9 25 0



90


13 Phổ Yên 11 1 0

14 Bắc Sơn 8 4 0

II Đại Từ PE-AGG 2/0 1/0 8 4 1

Tổng số 5/0 2/0 218 142 4

PHẦN II

CẤU TRÚC MẠNG MAN-E

GIAI ĐOẠN 2010 - 2011

1. Lắp mới thiết bị và bổ sung mở rộng các cổng kết nối:

- Trong giai đoạn 2010 - 2011, mạng MAN-E của Viễn thôn

g Thái Nguyên sẽ giữ

nguyên cấu h ình mạng gồm 14 UPE và 02 PE-AGG tổ chức thành 05 vòng Ring

Access và 01 vòng Ring Core, vị trí lắp đặt các node sẽ không thay đổi;

- Căn cứ theo hiện trạng mạng lưới, nhu cầu lắp mới, mở rộng dung lượng và băngthông các điểm truy nhập băng rộng IPDSLAM, MSAN, MxU, SwitchL2 trên địa

bàn. Viễn thông Thái Nguyên đề nghị mở rộng băng thông 05 vòng Ring Access

và 01 vòng ring Core lên 10GE, các k ết nối lên BRAS và PE lên 10GE;

1.1 Các Ring mở rộng:

Bảng 1: Mở rộng băng thông các Ring

STT Tên RingBăng thông

hiện tại Băng thông

mở rộng Ghi chú

1 Ring Core 1GE 10GE Mở rộng

2 Ring 1 10GE 10GE Giữ nguyên

3 Ring 2 1GE 10GE Mở rộng

4 Ring 3 2x1GE 10GE Mở rộng





91


1.2 M ở rộng băng thông kết nối BRAS, PE

Bảng 2: Mở rộng băng thông kết nối BRAS, PE

Các cổng kết nối cần trang bị:

Bảng 3: Các cổng cần đầu tư

1GE 10GETT Tên Trạm

Chứcnăng 10Km

40Km 80Km 10Km 40Km 80Km

1 Thái Nguyên PE-AGG 10 3 3 2

2 Đại Từ PE-AGG 1 2 4

3 Thái Nguyên UPE

4 Đán UPE 1 1

5 Đồng Hỷ UPE 1 1

6 La Hiên UPE 1 1

7 Trại Cau UPE 2

8 Phú Bình UPE 2

9 Đại Từ UPE 1 1

10 Bình Yên UPE 1 1

11 Định Hóa UPE 1 1

12 Phú Lương UPE 1 1

13 Lưu Xá UPE 2

14 Sông Công UPE 215 Phổ Yên UPE 1 1

16 Bắc Sơn UPE 2

10 7 15 19Tổng số

10 41

STT Tên PE-AGGKết nối

BRAS hiệntại

Kết nối BRASmở rộng

Kết nối PEhiện tại

Kết nốiPE mở rộng

1 Thái Nguyên 2x1GE 10x1GE 1GE 10GE

2 Đại Từ 2x1GE 10GE 1GE 10GE



92


1.3 Thiết bị dự ph òng

Bảng 4: Các card dự phòng

Line card Line card 1GE Line card 10GE

Số lượng 02 02

Bảng 5: Các SFP dự phòng

1GE 10GEModulequang 10Km 40Km 80Km 10Km 40Km

80Km

Số lượng 06 12 06 02 02 02

Tổng số 24 06

1.4 Các trạm lặp cần trang bị

Bảng 6: Trạm lặp 10GE cần trang bị

Các trạm lặp sẽ phục vụ kết nối quang tuyến B ình Yên - Đại Từ chiều dài lớn tr ên

60km và tuyến quang Thái Nguyên - Phú Bình bị suy hao lớn do có nhiều mối hàn nối và

ODF.

Như vậy:

- Trong giai đoạn 2010-2011, cấu h ình mạng MAN-E gồm: 02 node PE-AGG, 14

node UPE;- Mạng MAN-E đảm bảo cung cấp dịch vụ cho 50.386 cổng ADSL2+, 227 cổng

SHDSL, 15 cổng VDSL2 và 1.617 cổng FTTH.

STTĐiểm đặt

trạm lặp Đầu tuyến

Cuối

tuyến

Khoảng

cách tuyếncáp (km)

Ghi chú

1 Bình Thành Đại Từ Bình Yên 60Khoảng cách cáp

quang lớn

2 Hanh Thái Nguyên Phú Bình 35 Tuyến cáp quangsuy hao lớn

Documents

Luan Van CNghe mạng MAN-E