Xu hướng tích hợp mạng IPQuang thế hệ sau

BÀI TIỂU LUẬN MẠNG THÔNG TIN QUANG Đề Tài Xu hướng tích hợp mạng IPQuang thế hệ sau Học viên Cao Hữu Vinh Ngô Thanh Tuấn Mục lục I Giao thức thống nhất của mạng truyền tải 1 1 IP giao thức thống nhất của mạng truyền tải 1 2 Giao thức IP 1 3 Sử dụng IPv4 hay IPv6 1 4 IPv6 cho IPWDM 1 5 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong IP 1 6 Mô hình phân loại các gói IP thành các lớp dịch vụ II Công nghệ ghép kênh theo bước song 2 1 Công nghệ ghép kênh theo bước song 2 2 Các thế hệ mạng WDM 2 3 Xu hướng tích hợp.

BÀI TIỂU LUẬN MẠNG THÔNG TIN QUANG Đề Tài: Xu hướng tích hợp mạng IP/Quang hệ sau Học viên: Cao Hữu Vinh Ngô Thanh Tuấn Mục lục I Giao thức thống mạng truyền tải………………………………………………………………… 1.1 IP giao thức thống mạng truyền tải…………………………………………………………… 1.2 Giao thức IP…………………………………………………………………………………………… 1.3 Sử dụng IPv4 hay IPv6………………………………………………………………………………… 1.4 IPv6 cho IP/WDM……………………………………………………………………………………… 1.5 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ IP……………………………………………………………………… 1.6 Mơ hình phân loại gói IP thành lớp dịch vụ…………………………………………………… II Công nghệ ghép kênh theo bước song…………………………………………………………………… 2.1 Công nghệ ghép kênh theo bước song………………………………………………………………… 2.2 Các hệ mạng WDM………………………………………………………………………………… 2.3 Xu hướng tích hợp IP over WMD……………………………………………………………………… III Kiến trúc IP/DWM……………………………………………………………………………………… 3.1 Ngun lý hệ thống……………………………………………………………………………………… 3.2 Các mơ hình giải pháp mạng IP/WDM………………………………………………………………… 3.2.1 Mơ hình giải pháp mạng IP/WDM ngang hàng……………………………………………… 3.2.2 Mơ hình giải pháp mạng IP/WDM xép chồng……………………………………………… 3.2.3 Mơ hình giải pháp mạng IP/WDM lai……………………………………………………… 3.3 So sánh mơ hình giải pháp mạng IP/WDM………………………………………………………… IV Giới thiệu giải pháp truyền tải IP mạng quang……………………………………………… 4.1 Các phương pháp đinh tuyến mạng IP/WDM…………………………………………………… 4.1.1 Phương pháp định tuyến địa vùng……………………………………………………… 4.1.2 Phương pháp định tuyến xếp chồng………………………………………………………… 4.1.3 Phương pháp định tuyến tích hợp…………………………………………………………… 4.2 Các mơ hình dịch vụ mạng IP/WDM…………………………………………………………… 4.2.1 Mơ hình dịch vụ miền………………………………………………………………………… 4.2.2 Mơ hình dịch vụ hợp nhất…………………………………………………………………… 4.3 Kỹ thuật lưu lượng mạng IP/WDM……………………………………………………………… 4.3.1 Mơ hình kỹ thuật lưu lượng xếp chồng……………………………………………………… 4.3.2 Mơ hình kỹ thuật lưu lượng tích hợp………………………………………………………… 4.4 Các giao thức định tuyến IP…………………………………………………………………………… 4.4.1 Định tuyến tĩnh định tuyến động………………………………………………………… 4.4.2 Định tuyến véc tơ khoảng cách định tuyến trạng thái liên kết…………………………… V Kết luận ………………………………………………………………………………………………… I Giao thức thống mạng truyền tải 1.1 IP giao thức thống mạng truyền tải Cùng với đời phát triển kinh tế tri thức, phát triển bùng nổ lưu lượng Internet/Intranet cơng nghiệp truyền dẫn IP băng rộng/tốc độ cao có khả truyền tải tất dịch vụ viễn thông hay liệu làm cho truyền tải IP trở thành phương thức truyền tải sở hạ tầng truyền tải thông tin tương lai Sự tăng trưởng theo cấp số nhân luồn lưu lượng IP kết hợp với tăng trưởng lớn mạnh liên tục việc sử dụng mạng internet intranet diện rộng, hội tụ nhanh chóng dịch vụ IP tiên tiến, Khả kết nối đơn giản, dễ dàng linh hoạt tạo dịch chuyển mang tính đột biến q trình phát triển mạng viễn thơng Sự dịch chuyển không xảy lĩnh vực nội dung mà cách thức truyền tải lưu lượng Nó làm thay đổi hồn tồn quan điểm thiết kế mạng viễn thông Mặc khác công nghệ thông tin ngày phát triển mạnh mẽ Đặc biệt, công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh phân chia theo bước sóng – WDM, mà giai đoạn ghép kênh phân chia theo bước sóng có mật độ cao – DWDM, đời với ưu điểm vượt trội băng thông rộng/tốc độ lớn ( tới hàng ngàn Terabit ) chất lượng truyền dẫn cao tạo nên phát triển đột biến công nghệ truyền dẫn Từ bùng nổ lưu lượng IP phát triển mạnh mẽ công nghệ IP công nghệ thông tin quang tạo nên cách mạng truyền tải mạng viễn thông Kết hợp hai công nghệ mạng sở hạ tầng mạng tạo thành giải pháp tích hợp để truyền tải vấn đề mang tính thời Trong hầu hết kiến trúc mạng viễn thông đề xuất cho tương lai thừa nhận thống trị công nghệ truyền dẫn IP mạng quang Đặc biệt truyền tải IP mạng quang xem nhân tố then chốt việc xây dựng mạng truyền tải NGN Cho đến người ta tạo nhiều giải pháp liên quang đến vấn đề làm truyền tải gói IP qua mơi trường sợi quang Và nội dung chúng tập trung vào việc giảm kích thước mào đầu đảm bảo cung cấp dịch vụ chất lượng khác biệt, độ khả dụng bảo mật cao Có hai hướng giải cho vấn đề là: giữ lại cơng nghệ cũ, phát triển tính phù hợp cho lớp mạng trung gian ATM SDH để truyền tải IP mạng WDM, tạo công nghệ giao thức MPLS, GMPLS Đối với kiến trúc mạng IP xây dựng theo ngăn mạng sử dụng công nghệ ATM, SDH WDM, có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng kiến trúc dư thừa tính chi phí cho khai thác bảo dưỡng cao Hơn kiến trúc trước sử dụng cung cấp tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoai thuê kênh Vì vậy, khơng cịn phù hợp cho dịch vụ chuyển mạch gói mà thiết kế tối ưu cho số liệu truyền tải lưu lượng IP bùng nổ Một số nhà cung cấp tổ chức tiêu chuẩn đề xuất giải pháp cho khai thác IP kiến trúc mạng đơn giản, lớp WDM nơi cung cấp băng tầng truyền dẫn Những giải pháp cố gắng giảm mức tính dư thừa, giảm mào đầu giao thức, đơn giản hóa cơng việc quản lý qua truyền tải IP lớp WDM (lớp mạng quang) hiệu tốt Tất chúng liên quan đến việc đơn giản hóa ngăn giao thức, số chúng có số kiến trúc có nhiều hứa hẹn giải pháp gói SONET/SDH, Gigabit Ethernet (GbE) truyền tải gói động ( Dynamic Packet Transport – DPT) Tuy nhiên giải pháp GbE DPT thường sử dụng cho lớp truy nhập Tùy giải pháp tích hợp truyền tải IP quang tín hiệu dịch vụ đóng gói qua tầng khác Đóng gói hiểu cách đơn giản q trình dịch vụ lớp đưa xuống lớp chúng thêm tiêu đề theo khơng dạng tín hiệu định nghĩa lớp Các phương thức tích hợp quang bao gồm :       Kiến trúc IP/PDH/WDM Kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM Kiến trúc IP/ATM/WDM Kiến trúc IP/SDH/WDM Kiến trúc IP/NGSDH/WDM Kiến trúc IP/MPLS/WDM Phương thức truyền tải IP quang yếu tố quan trọng để người ta lựa chọn giao thức IP làm giao thức thống nhât cho mạng truyền tải tương lai 1.2 Giao thức IP Cho đến có hai phiên giao thức IP : IP version (IPv4) IP version (IPv6) Tuy vậy, chúng thực chức sau: + IP định nghĩa đơn vị số liệu mà gửi qua internet, nghĩa IP quy định định dạng đơn vị số liệu (datagram) gửi đi: + Phần mềm IP thực chức định tuyến dựa địa IP; + IP gồm tập hợp nguyên tắc cho việc xử lý đơn vị số liệu định tuyến Host nào, tin lỗi cần tạo ra, số liệu cần hủy bỏ Sự phát triển mạnh mẽ IPv6 chủ yếu bắt nguồn từ việc thiếu không gian địa phiên tiền nhiệm trước (IPv4) u cầu phát triển địi hỏi phải định nghĩa lại phần mào đầu nhằm cải thiện hiệu định tuyến, động lực quan trọng khác IPv6 Địa IPv4 gồm có 32 bit, chia thành bốn octet, octet byte Địa IP chia thành năm lớp A, B, C, D E Giả sử Net_ID Host_ID phần định danh mạng trạm Địa IP biểu diễn dạng Có thể biểu diễn địa IP dạng nhị phân thập phân Giả sử n h bit mạng trạm Địa IP phân lớp, với bit lớp lớp A, B, C, D, E 0, 10, 110, 1110, 11110 Với IPv4 có 232 (4,3 tỷ) địa Với phát triển công nghệ nay, tất thiết bị điện tử tương lai tích hợp dịch vụ IP, khơng gian địa IPv4 trở nên chật hẹp IPv6 mở rộng IPv4, dùng 64 bit cho phần phần định danh mạng 64 bit cho phần định danh trạm Như với IPv6 có 2128 địa Điều có nghĩa trung bình cá nhân giới có vào khoảng 5×1028 địa IP (xem có vào khoảng 6,5 tỷ người) Như với IPv6 đảm bảo đủ khơng gian địa cho tất thi ết bị điện tử tích hợp dịch vụ IP tương lai Điều làm tiền đề cho phát triển lưu lượng số ngày mạnh mẽ bền vững 1.3 Sử dụng IPv4 hay IPv6 Đến khẳng định IPv6 chưa thể thay IPv4 Hai phiên IP tồn nhiều năm Về nguyên lý, thực thi IPv6 cách nâng cấp phần mềm thiết bị IPv4 thời đưa giai đoạn chuyển đổi để giảm thiểu chi phí mua sắm thiết bị bảo vệ vốn đầu tư khứ Tuy nhiên, có điều chưa chắn liệu tất nhà khai thác Internet chuyển sang công nghệ IPv6 hay không? Điều phụ thuộc lớn vào lợi ích mà nhà khai thác thu chuyển sang Hiện tại, vây quanh nhà khai thác định tuyến IPv4 phần lớn lưu lượng mạng thích ứng cho IPv4, không yếu tố làm hạn chế thay đổi Một đặc tính khác lơi nhà khai thác có sở hạ tầng phát triển nhanh đặc tính cắm chạy (Plug and Play), làm cho mạng IPv6 dễ dàng việc cấu h.nh bảo dưỡng so với mạng IPv4 Để dễ dàng chuyển sang IPv6 ứng dụng IPv4 IPv6 phải có khả liên kết phối hợp hoạt động với (ví dụ nhà sản xuất Internet Browser cần phân phối cho Client khả thông tin với IPv4 IPv6) Một điều quan trọng tiên cho việc phối hợp họat động IPv6 cần hoạt động theo kiểu Host ngăn kép: cho ngăn giao thức IPv4 cho ngăn giao thức IPv6 Như vậy, thấy trước mắt xuất IPv6 làm cho lựa chọn thêm khó khăn (cũng giống lợi ích việc định tuyến hiệu tùy thuộc vào liệu nhà khai khác có sử dụng IPv6 khơng) Về lâu dài, nghi ngại độ phức tạp hiệu IPv6 so với IPv4 loại bỏ đếnnay ứng dụng IP cố thu nạp điểm mạnh IPv6 chẳng hạn QoS 1.4 IPv6 cho IP/WDM Vấn đề phải xác định xem cần cho mạng g nên loại bỏ để làm cho truyền tải IP mạng WDM hiệu Trong bối cảnh nay, IPv6 phiên hợp lý để thực hóa điều này, để mạng tối ưu Mào đầu nhỏ hiệu cao, khơng có chức kiểm tra lỗi giao thức ưu điểm việc sử dụng IPv6 Điều có nghĩa yêu cầu hạ tầng WDM phân phối dung lượng truyền tải tin cậy, điểm giá trị Trong trường hợp nào, thích ứng IP WDM cần phát triển Lớp thích ứng phải có khả dành trước tài nguyên Kịch xem định tuyến IPv4 thích ứng biên mạng WDM, điều đồng nghĩa với việc tạo tr.nh chuyển đổi biên giới thành phần mạng Sử dụng IPv6 phần l.i mạng WDM đem lại hiệu quả, khả mở rộng lớn so với IPv4 1.5 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ IP Trước đây, Internet hỗ trợ dịch vụ với nỗ lực tối đa chất thuật ngữ “ best effort”, tất gói có lực truy nhập tài nguyên mạng Lớp mạng lien quan đến việc truyền tải gói từ nguồn đến đích cách sử dụng địa đích mào đầu gói dựa thực thể bảng định tuyến Sự phân tách trình định tuyến từ q trình gửi gói tin thực tế khái niệm thiết kế quan trọng internet Gần IETF giới thiệu vài giải pháp thúc đẩy QoS internet Trong số giải pháp này, IntServ/RSVP DiffServ/ QoS – agents giải pháp hứa hẹn 1.6 Mơ hình phân loại gói IP thành lớp dịch vụ  Kiểu dịch vụ tích hợp ( IntServ) Giao thức đặt trước tài nguyên kiến trúc để thực QoS từ đầu đến cuối kết nhóm IntServ RSVP giao thức báo hiệu thiết lập vào trì dành trước tài nguyên mạng Do RSVP có giai đoạn thiết lập, vùng tài nguyên dành trước định tuyến trung gian Trong RSVP việc dành trước tài nguyên hợp lệ khoản thời gian định, Vấn đề cảu RSVP mở rộng việc quản lý tình trạng tài nguyên lượng lớn kết nối giải pháp cho vấn đề mở rộng tập hợp luồn RSVP thành luồng RSVP theo kiến trúc  Mơ hình dịch vụ phân biệt ( DiffServ) Cơ chế dịch vụ phân biệt (DiffServ) cho phép nhà cung cấp mức dịch vụ khác cho người sử dụng internet khác Mỗi mạng riêng mạng ISP có miền DiffServ Trong miền này, lưu lượng gói xử lý theo kiểu Điểm mã DiffServ IETF (DSCP) phần mào đầu gói định nghĩa đáp ứng cho nút Lưu lượng vào mạng phân loại gán vào khối đáp ứng khác Mỗi khối đáp ứng định nghĩa DSCP đơn giản nằm phần mào đầu gói DiffServ cung cấp QoS cho toàn lưu lượng cách sử dụng thành phần chức nút mạng Những thành phần bao gồm:  Tập hợp đáp ứng chuyển phát mà định nghĩa lớp QoS cug cấp Việc phân loại gói tới thực nhờ trường DS phần mào đầu gói với tổng hợp đáp ứng nút  Điều hòa lưu lượng gồm việc đo đạc, loại bỏ kiểm soát Phân loại gói điều hịa lưu lượng thực định tuyến biên Trong mạng lõi DiffServ thực phân loại qua trường DS có độ dài cố định Điều mang lại cho DiffServ khả mở rộng lớn II Công nghệ ghép kênh theo bước sóng 2.1 Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng Do hệ thống truyền dẫn thơng tin quang có nhiều ưu điểm trội hẳn hình thức thơng tin khác : băng thông rộng, tốc độ cao, khơng chịu ảnh hưởng sóng điện từ,… nên thơng tin quang giữ vai trị việc truyền tín hiệu tuyến đường trục tuyến xuyên lục địa, vượt đại dương…Công nghệ tạo đà cho thông tin quang phát triển theo xu hướng đại kinh tế mạng viễn thơng Vì hệ thống truyền dẫn thơng tin quang dần thay hệ thống thông tin theo phương pháp truyền thống Với xuất cơng nghệ ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) dung lượng, tốc độ, băng rộng… hệ thống thông tin ngày nâng cao Công nghệ WDM tận dụng băng tầng sợi quang cách truyền nhiều kênh bước sóng quang độc lập riêng rẽ sợi quang Mỗi bước sóng biểu thị cho kênh quag sợi DWDM bước phát triển WDM Nguyên lý tương tự WDM khác khoản cách kênh sóng gần hơn, tức số kênh ghép nhiều Thông thường khoảng cách kênh ghép 0.4nm (50 GHz) Nguyên lý kỹ thuật WDM tín hiệu quang có bước sóng khác đầu phát ghép kênh truyền sợ quang Ở đầu thu tín hiệu gồm nhiều bước sóng đến từ sợi quang tách kênh để thực xử lý theo yêu cầu bước sóng Như vậy, WDM có nghĩa độ rộng băng quang kênh ghép kênh vùng phổ cố định, không chồng lấn băng thông truyền dẫn sợi quang Mỗi vùng tương ứng với kênh có bước sóng ƛi Các kênh khác độc lập với truyền với tốc độ xác định Điều cho phép WDM xem hệ thống truyền dẫn mà tín hiệu truyền suốt dạng mã tốc độ Cơng nghệ WDM có đặc điểm sau: - Tận dụng tài nguyên dải tầng rộng sợi quang - Có khả đồng thời truyền dẫn nhiều tín hiệu - Có nhiều ứng dụng - Giảm yêu cầu xử lý tốc độ cao cho số linh kiện quang điện - Kênh truyền dẫn IP - Có khả truyền dẫn hai chiều sợi quang - Cấu hình mạng có tính linh hoạt , tính kinh tế độ tin cậy cao 2.2 Các hệ mạng WDM Thế hệ WDM sử dụng mạng WAN Cấu hình mạng WAN WDM cài đặt nhân cơng cố định Đường truyền WDM cung cấp kết nối điểm nối điểm với tốc độ thấp Kỹ thuật WDM hệ thiết kế phát triển Laser WDM, kỹ thuật khuếch đại quang, giao thức truy nhập định tuyến tĩnh Các thiết bị xen, rẻ bước sóng quang WADM sử dụng mạng MAN Các thiết bị đấu nối chéo quang DXC sử dụng để kết nối vịng Ring WADM Các kết nối băng thông rộng băng thông hẹp Ứng dụng hệ thống WDM hệ trung kế chuyển mạch cho tín hiệu thoại, đường truyền E1, T1 Thế hệ WDM thứ hai có khả thiết lập kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối lớp quang cách sử dụng WSXC Các đường quang có cấu trúc (topology) ảo topology vật lý cáp sợi quang Cấu hình bước sóng ảo cài đặt mềm dẻo theo yêu cầu sử dụng Kỹ thuật WDM hệ thứ hai xen, rẽ bước sóng quang, thiết bị đấu nối chéo, biến đổi bước sóng quang đấu nối chéo, định tuyến động phân bổ bước sóng quang, giao diện để kết nối với mạng khác Thế hệ WDM thứ ba phát triển theo hướng mạng chuyển mạch gói quang khơng có kết nối Trong mạng này, nh.n mào đầu quang gắn kèm với số liệu, truyền với tải xử lý chuyển mạch WDM quang Căn vào tỷ số thời gian xử lý gói tin mào đầu thời gian xử lý tồn gói tin, chuyển mạch quang WDM chia thành hai loại: Chuyển mạch nhãn (OLS) chuyển mạch nhóm (OBS) Một số ví dụ thiết bị WDM hệ ba là: Bộ định tuyến (Router) quang chuyển mạch nhãn, Router quang Gigabit, Chuyển mạch quang nhanh Khả kết hợp với vận hành mạng WDM mạng IP vấn đề trọng tâm mạng WDM hệ ba Kết hợp định tuyến phân bổ bước sóng sở chuyển mạch nh.n đa giao thức (MPLS) coi chuyển mạch nh.n đa giao thức tổng quát (Generalized MPLS) thể nhiều ưu điểm vượt trội Nhiều kỹ thuật phần mềm quan trọng quản lý băng thơng, đặt lại cấu hình, khơi phục, hỗ trợ chất lượng dịch vụ thực Hình Mạng WDM qua hệ 2.3 Xu hướng tích hợp IP over WMD Giao thức Internet (IP) trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho dịch vụ mạng mới, lưu lượng IP khơng ngừng tăng nhanh dần thay loại giao thức khác Trong IP xem công nghệ lớp mạng phổ biến cơng nghệ WDM cung cấp khả dung lượng truyền dẫn lớn Hơn nữa, khả cấu hình mềm dẻo OXC cho phép xây dựng mạng quang linh hoạt hơn, nhờ đường quang (lightpath) thiết lập theo nhu cầu Một thách thức quan trọng vấn đề điều khiển lightpath này, tức phát triển chế thuật toán cho phép thiết lập lightpath nhanh cung cấp khả khơi phục có cố, đảm bảo tính tương tác nhà cung cấp thiết bị Đã có nhiều phương pháp để cung cấp dịch vụ gói IP mạng WDM đề nghị: IP/ATM/SDH over WDM, IP/SDH over WDM, v.v.v Tuy nhiên việc quản lý mạng theo phương pháp gặp khơng khó khăn Ngun nhân chủ yếu gây nên phức tạp quản lý phân lớp theo truyền thống giao thức mạng Các mạng truyền thống có nhiều lớp độc lập, có nhiều chức chồng chéo lớp thường xuyên có mâu thuẫn lẫn Vì vậy, giải pháp để giảm chi phí xây dựng quản lý mạng cách triệt để giảm số lớp giao thức Hơn nữa, dung lượng khả kết nối mạng cơng nghệ IP WDM tăng lên cần thiết tối ưu mạng IP bỏ qua tất công nghệ lớp trung gian để tạo nên mạng Internet quang thật hiệu mềm dẻo Tuy nhiên, lớp trung gian cung cấp số chức có giá trị kỹ thuật lưu lượng (Traffic Engineering) khôi phục Những chức cần phải giữ lại mạng IP/WDM cách đưa chúng lên lớp IP xuống lớp quang Từ người ta nghĩ đến cơng nghệ IP over WDM Đây công nghệ nhiều vấn đề chưa giải với lợi ích nó, thị trường rộng lớn tương lai sáng sủa, tổ chức viễn thông quốc tế triển khai công tác nghiên cứu công nghệ IP over WDM cung cấp khả truyền dẫn trực tiếp gói số liệu IP kênh quang, giảm trùng lặp chức lớp mạng, giảm phận trung tâm dư thừa lớp SDH/SONET, ATM, giảm thao tác thiết bị, dẫn đến giảm chi phí bảo dưỡng quản lý Do qua lớp SDH ATM nên gói số liệu có hiệu suất truy ền dẫn cao nhất, đồng nghĩa với chi phí thấp Ngồi cịn phối hợp với đặc tính lưu lượng khơng đối xứng IP, tận dụng băng tần nhằm giảm giá thành khai thác Từ gián tiếp giảm chi phí cho thuê bao Rõ ràng kết cấu mạng trực tiếp nhất, đơn giản nhất, kinh tế nhất, thích hợp sử dụng cho mạng đường trục Hình Xu hướng tích hợp mạng Internet quang Một thách thức lớn ngày đối mặt với nhà sản xuất chuyển mạch quang phát triển giao thức báo hiệu cho điều khiển động hoạt động liên mạng lớp quang mà có lẽ vấn đề cần chuẩn hóa cấp bách Các tổ chức diễn đàn quốc t ế OIF (Optical Internetworking Forum), IETF ITU nỗ lực gấp rút để thiết lập nên phương pháp xác định việc điều khiển kết nối mạng WDM IP III Kiến trúc IP/DWM Hệ thống truyền dẫn liệu hướng tới khả truyền dẫn IP trực tiếp hệ thống truyền dẫn DWDM Trong tương lai, thống mạng IP mạng quang nhờ sử dụng định tuyến IP hoạt động tốc độ Gbit/s hay Tbit/s phù hợp với giao diện quang tốc độ cao, thiết bị truyền dẫn DWDM có kích thước cấu hình khác chắn tạo ưu điểm nỗi bật Giải pháp đạt tối ưu lớp, nâng cao tối đa hiệu suất truyền dẫn mạng Trong tương lai, thống IP mạng quang nhờ sử dụng định tuyến hoạt động tốc độ Gbit/s hay Tbit/s phù hợp với giao diện quang tốc độ cao, thiết bị truyền dẫn DWDM có kích thước cấu hình khác tạo ưu điểm nỗi bật 3.1 Nguyên lý hệ thống Giải pháp cho phép truyền trực tiếp gói liệu IP hệ thống WDM, giao thức có bước sóng tương ứng Việc xử lý dừng lại mức xử lý theo luồng quang Các bước sóng khác xen /rẽ chuyển đổi bước sóng nút khác nhờ thiết bị : OXC, OADM, định tuyến bước sóng quang Khi để thực chuyển đổi luồng tín hiệu điện thành tín hiệu quang để truyền dẫn hệ thống DWDM khơng có giao thức trung gian Để thực truyền dẫn gói liệu IP phải tập trung thành luồng trước biến đổi để truyền dẫn miền quang bước sóng tương ứng với thiết bị WDM ngày nay, số bước sóng ghép kênh nên tương ứng cho giao thức có bước sóng định Các gói liệu có đích mạng nội hạt … khác truyền dẫn bước sóng nút cần phải biến đổi miền điện để thực định tuyến, kết cuối gói liệu xuất phát từ nút đến nút khác Như truyền dẫn quang gói liệu IP hạn chế “nút cổ chai” mạch điện tử Tại đích, gói liệu IP đưa đến định tuyến tốc độ cao thực định tuyến cho Khi đó, tránh việc xử lý miền điện nút trung gian Tuy nhiên, công nghệ chưa thực tối ưu số lượng mạng đích nhiều số lượng bước sóng cịn hạn chế Vì vậy, gói liệu hạn chế số lần xử lý miền điện nút trung gian chưa phải dã loại bỏ cách hồn tồn Hiện nay, thị trường có thiết bị có khả ghép đến 200 bước sóng Với số lượng bước sóng nhiều giao thức truyền dẫn nhiều bước sóng Khi đó, với việc sử dụng phiên IPv6 có khả định tuyến nguồn tập trung gói liệu có đích đến bước sóng Nhờ đó, luồng quang nút trung gian khơng cần xử lý điện mà sử dụng OXC hoạt động điều khiển cảu bước sóng điều khiển ƛs để thực định tuyến luồng Các miền biến đổi miền điện đến nút đích Kiến trúc tổng quát mạng quang IP over WDM (Internet quang) mơ tả hình Hình thể nhiều mạng quang tồn miền quang, giao diện ENNI (External Networkto-Network Interface) sử dụng để báo hiệu mạng quang với Một mạng quang riêng lẻ bao gồm mạng quang nhỏ báo hiệu chúng sử dụng giao diện INNI (Internal Network-toNetwork Interface) Và mạng quang nhỏ gồm nhiều nút mạng quang (các OXC) nối với sợi quang Các mạng khách hàng IP, ATM, SONET giao tiếp với mạng quang thông qua giao diện UNI (User-to-Network Interface) Các kỹ thuật chuyển mạch quang định loại dịch vụ mà mạng quang cung cấp cho mạng khách hàng Hình Cấu trúc mạng IP over WDM 3.2 Các mơ hình giải pháp mạng IP/WDM Công nghệ IP/DWDM nghiên cứu theo hai chủ đề chính: Khả cho phép thiết lập cấu hình mạng linh hoạt kỹ thuật chuyển mạch mạng Khả cấu hình mạng động công nghệ thuận lợi cho mạng viễn thơng đường trục Cịn kỹ thuật chuyển mạch WDM liên quang đến ứng dụng dịch vụ mạng Metro mạng truy nhập, thích ứng với chuyển mạch luồng nhỏ trung bình, bao gồm có kỹ thuật chuyển mạch Burst quang, chuyển mạch nhãn chuyển mạch gói quang Hiện có hai xu hướng xây dựng mơ hình tích hợp liên mạng IP/WDM Đó mơ hình xếp chồng (Overlay) hay cịn gọi mơ hình khách-chủ (Client-Sever), tức đặt tồn điều khiển cho lớp quang lớp quang Xu hướng thứ hai mơ hình ngang hàng (Peer), tức dịch chuyển phần điều khiển lên định tuyến IP Mơ hình ngang hàng dựa giả thiết việc điều khiển lớp quang chuyển sang thực lớp IP Mơ hình xem xét kiến trúc mạng quan điểm “định tuyến gói” Trong mơ hình xếp chồng dựa giả thiết điều khiển lớp quang độc lập lớp quang tạo nên mở cho nối kết động nhiều loại tín hiệu khác bao gồm IP Mơ hình xem xét ki ến trúc mạng quan điểm “chuyển mạch kênh” Cả hai mơ hình giả định phát triển mạng quang hệ sau có tôpô dạng mắc lưới với điều khiển IP dựa chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Ứng dụng cụ thể MPLS cho mơ hình x ếp chồng gọi chuyển mạch đa giao thức tổng quát GMPLS Kiến trúc điều khiển GMPLS cung cấp tập giao thức đơn giản, hồn thiện tương thích với mạng IP đáp ứng cho mạng hệ sau Quá trình điều khiển thống xuyên suốt lớp số liệu quang đơn giản trình quản lý mạng có nhiều lớp cải thiện hiệu sử dụng tài nguyên thông qua kỹ thuật lưu lượng lớp Trong bối cảnh này, giao thức định tuyến IP làm địn bẩy cho việc nhận biết tơpơ mạng giao thức báo hiệu MPLS sử dụng cho thiết lập tự động Ngoài sử dụng giao thức cho điều khiển lớp quang giúp nhà sản xuất thiết bị đảm bảo tính tương thích nhờ có tiêu chuẩn phổ biến Do xu hướng chung sử dụng IP cho ba mặt phẳng chức mạng: liệu, điều khiển, quản lý 10 Mơ hình xếp chồng Mơ hình ngang hàng Hình Hai cầu trúc tích hợp mạng quang 3.2.1 Mơ hình giải pháp mạng IP/WDM ngang hàng Trong mơ hình giải pháp này, chuyển mạch IP đấu chéo quang OXC hoạt động ngang hàng nhau, sử dụng mặt phẳng điều khiển cách thức khuông dạng để thiết lập đường dẫn chuyển mạch nhãn qua thiết bị Các thiết bị xen/rẽ kênh quang không theo dạng nó, thay chúng liên kết tuyến vật lý sợ quang định tuyến IP Trong mơ hình này, SONET sử dụng để truyền khung liệu kênh WDM gói IP xếp vào khung SONET theo cách IP/SONET Theo mơ hình , không xác định số lượng UNI, NNI, mặt phẳng điều khiển định tuyến – định tuyến MPLS, thiết bị kết nối ngang hàng tài nguyên mạng 11 Đồng thời, mặt phẳng điều khiển có nhiều thành phần mạng nhiều công nghệ cung cấp cầu nối Điều cho phép mạng hoạt động theo cách tạo vùng mạng riêng biệt gồm nhiều thành phần mạng khác nhau, điều linh động cho việc cấu hình lại mạng cần thiết Với mơ hình giải pháp này, cho phép dễ dàng kết hợp với kỹ thuật GMPLS để thực lớp mạng phức tạp, theo hướng phân cấp, từ sợi quang đến định tuyến đường chuyển mạch nhãn thiết lập phạm vi lớp lồng vào bên lớp khác Từ nguồn đến đích qua nhiều đường chuyển mạch nhãn tùy thuộc vào sơ đồ mạng cụ thể Hoạt động mơ hình ngang hàng có nhược điểm: lượng thông tin trao đổi thành phần mạng phạm vi nôi vùng Điều dẫn đến số lượng thơng tin cập nhật tình trạng mạng lớn, dễ gây thành phần mạng trở nên tải Do vậy, hợp IP/MPLS phương diện điều khiển mơ hình mạng ngang hàng phải thực số lượng lớn công việc phải làm nhiều để đảm bảo chắn kết nối phải phù hợp với phương diện điều khiển mạng Mơ hình ngang hàng có ưu điểm bảo vệ tốt việc kết nối mạng theo kiểu điểm-điểm phục hồi lỗi, tăng khả điều khiển lưu lượng nhờ vào ứng dụng MPLS GMPLS tăng hiệu sử dụng nguồn tài nguyên lẫn thiết bị mạng Điều mang lại lợi ích kinh tế cao cho nhà sản xuất thiết bị mạng quang 3.2.2 Mơ hình giải pháp mạng IP/WDM xép chồng Theo cách này, giao diện định tuyến IP kết nối với giao diện client cảu mạng WDM Trong giải pháp này, kết nối chéo WDM giao diện xen/rẽ tự tương tác với mạng WDM thơng qua tuyến sợi quang đa bước sóng Chính thế, mạng WDM có hình dạng theo kiểu tơ – pô phương diện vất lý phương diện ánh sang quang Vì có khả thao đổi cấu hình dễ dàng thơng qua thiết lập lại cấu hình Điều quan trọng để chuyển mạch lưu lượng IP chuyển mạch theo bước sóng khơng hoạt động lớp mạng IP/WDM theo cách cấu hình mạng động, mà thực thông qua việc xếp chồng lớp Mơ hình xếp chồng có giao thức định tuyến riêng biệt, hệ thống địa giải pháp mạng riêng mạng client mạng truyền tải quang OTN Những đặc trưng mơ hình xếp chồng : - Khả giao tiếp mở với khả kết nối với ATM, SONET,… - Cho phép mạng giải độc lập - Dễ dàng thay đổi độc lập mạng - Bảo mật thơng tin cấu hình tài ngun Trong mơ hình xếp chồng , có hai loại giao tiếp: UNI NNI Giao tiếp mạng với người dùng UNI cung cấp chế báo hiệu vùng người dùng vùng cung cấp dịch vụ Giao tiếp mạng với NNI cung cấp phương pháp truyền thông mạng với Cả hai UNI NNI phù hợp với môi trường bao gồm nhiều vùng quản trị, mà triển khai thực tế Vấn đề có nên sử dụng hai mặt phẳng điều khiển cho lớp truyền tải WDM lớp gói IP hay hợp mặt phẳng điều khiển Điều trả lời cấu hình mạng cụ thể Vì cách có ưu nhược điểm xét hoàng cảnh cụ thể Để phát huy hai mạnh mơ hình xếp chồng mơ hình ngang hàng, người ta xây dựng mơ hình lai 3.2.3 Mơ hình giải pháp mạng IP/WDM lai Mơ hình lai kết hợp hai mơ hình xếp chồng mơ hình ngang hàng Đây mơ hình thiết kế bao gồm hai kiểu xếp chồng ngang hàng theo điều kiện cụ thể để phát huy ưu điểm hai mơ hình Từ mơ hình xếp chồng, mơ hình lai xây dựng theo hướng nhiều vùng quản trị Từ mơ hình ngang hàng, mơ hình lai cung cấp tập hợp cơng nghệ vùng đơn.Với cách nhằm tránh hạn chế mơ hình xếp chồng mơ hình ngang hàng sử dụng điểm chúng để đưa mức độ linh động cấu hình diện rộng riêng biệt việc bảo mật liệu nhờ sử dụng giao diện UNI để tách biệt vùng , số vùng khác việc trộn chuyển mạch quang WDM định tuyến IP có ưu điểm hoạt động ngang hàng Chỉ có mơ hình mà mạng IP mạng 12 WDM giữ lại ranh giới phân biệt số vùng tiếp tục kết hợp công nghệ khác 3.3 So sánh mô hình giải pháp mạng IP/WDM Mặc dù mơ hình tích hợp sử dụng kiến trúc điều khiển theo IP, chúng quản lý ứng dụng khác Chẳng hạn mặt phẳng điều khiển quang điều khiển q trình thiết lập bước sóng quang động nhờ Router biên nối với mạng quang Khi Router xảy tắc nghẽn hệ thống quản lý mạng hay Router yêu cầu thiết lập luồng quang động Sau chuyển mạch quang tạo kênh quang để đáp ứng nhu cầu Router Vì vậy, thiết lập bước sóng động thích nghi với nhu cầu lưu lượng Với mơ hình xếp chồng cho phép router giao tiếp trực tiếp với mạng quang thông qua giao diện UNI Giao diện mạng thực thông qua giao diện NNI Mơ hình giao diện UNI tương tự mơ hình mạng chuyển mạch kênh truyền thống mạng ISDN Trong mơ hình này, mạng tiến triển độc lập, nhờ cho phép nhà khai thác mạng đưa công nghệ mà không bị gánh nặng công nghệ cũ Các nhà khai thác cịn đáp ứng sở hạ tầng kế thừa có Quan trọng nhà khai thác tìm thấy môi trường mạng quang nhiều nhà cung cấp, cho phép thực tính tương thích tương lai gần nhờ giao diện UNI NNI Với mơ hình ngang hàng hỗ trợ cho thi ết lập luồng động cách sử dụng luồng đầu cuối biên mạng quang cho phép quản lý chúng từ xa Mơ hình ngang hàng giả định Router điều khiển lớp mạng quang Mối quan hệ IP Router OXC bình đẳng mặt điều khiển Vì mặt báo hiệu định tuyến khơng có phân biệt UNI, NNI giao diện Router Trong mô hình cần khối lượng lớn thơng tin trạng thái điều khiển chuyển qua lại lớp IP quang Do khó cho việc kết nối môi trường nhiều nhà khai thác so với mơ hình xếp chồng Mỗi mơ hình có ưu điểm riêng, đặc biệt mơ hình xếp chồng có ưu điểm trội khả tương thích dễ dàng Về kiến trúc mơ hình xếp chồng trực tiếp đơn giản Với kiến trúc ngang hàng cần có thêm thơng tin lớp IP quang để quản lý luồng đầu cuối chuyển lên luồng quang Khối lượng lớn thông tin trạng thái điều khiển bao gồm truyền thông trực tiếp Router biên mạng quang truyền thông tin thân mạng quang Mơ hình xếp chồng cho phép đổi lớp quang độc lập với lớp IP cung cấp khả kết nối tương thích cần thiết cho dịch vụ nhanh mà trì tính tồn vẹn thơng tin nhà khai thác mạng quang Tuy nhiên, mơ hình ngang hàng cho phép tích hợp hồn tồn IP/quang tạo nên mạng Internet quang thống Do việc sử dụng quản lý mạng trở nên hiệu hơn, phù hợp với ISP Ngồi mơ hình ngang hàng gần với xu hướng chuyển mạch gói quang tương lai Mơ hình lai mơ hình có ưu điểm Song để đánh giá khách quan cho mơ hình , cần vào số chức định tuyến, báo hiệu,chuyển mạch, cung cấp chất lượng dịch vụ, độ rộng băng tầng linh hoạt theo yêu cầu bảo vệ mạng khả tái phục hồi So sánh mơ hình giải pháp mạng IP/WDM STT Chỉ tiêu so sánh Mạng ngang hàng Độ phức tạp Thấp Thay đổi cấu hình nhanh Khơng Hỗ trợ định tuyến Có Hỗ trợ báo hiệu Có Hỗ trợ chuyển mạch Có Hỗ trợ bảo vệ - Tái phục hồi Có Khả thay đổi băng thơng Có Điều khiển quản lý mào đầu Thấp Mạng xếp chồng Mạng lai Cao Có Có Có Có Có Có Cao Trung bình Có Có Có Có Có Có Trung bình 13 IV Giới thiệu giải pháp truyền tải IP mạng quang Hiện có nhiều giải pháp nghiên cứu, phát triển, triển khai mạng nhà khai thác năm qua Xu hướng nghiên cứu tích hợp IP quang diễn mạnh mẽ không dự án nghiên cứu phát triển trung tâm nghiên cứu khoa học lớn mà cịn lan rộng phịng thí nghiệm Lab trường Đại học Theo thống kê EURESCOM (European Institute for Research and Strategic Studies in Telecommunication) dự án giới có khoảng 13 giải pháp liên quan đến vấn đề truyền tải IP mạng quang Khi vào tìm hiểu nghiên cứu cho thấy xu hướng khả thi, khai thác ưu điểm cơng nghệ có mạng, thêm tính để thích ứng với việc mạng lưu lượng IP với kích thước gói thay đổi Xu hướng nghiên cứu giao thức phù hợp với đặc tín lưu lượng IP Điều thể rõ ta gắn giải pháp vào mơ hình phân lớp mạng Hình Các mơ hình phân lớp mạng Trong lớp thích ứng ATM (ALL 5) đóng vai trị cung cấp dịch vụ chức định tuyến lớp Chức Lớp xây dựng dựa công nghệ trưởng thành SDH, ATM, Ethernet, DTM WDM Một số giao thức MPOA/LAPS, RSP, POS, SDL phát triển lớp mạng thực bao gói IP (Encapsulation) định dạng khung cho truyền dẫn bước sóng quang Một điều dễ nhận thấy giao thức xây dựng quanh cơng nghệ trưởng thành kể Chúng ta hồn tồn lý giải điều này: dự án nghiên cứu phần lớn chịu ảnh hưởng nguồn tài từ nhà khai thác mạng, sản xuất thiết bị, giải vấn đề tồn họ Chính nghiên cứu giao thức truyền tải tập trung vào công nghệ mà Lớp 1- giao diện vật lý, tế bào ATM (theo giao diện STM-1 STM-4), khung truyền dẫn SDH, Ethernet, DTM Digital Wrapper (G.907) Các bước sóng quang đóng vai trị tuyến kết nối điểm - điểm nút mạng Đôi người ta xem bước sóng tạo thành lớp quang đóng vai trị Lớp 0, nghĩa t tuyến vật lý cung cấp kết nối thành phần mạng truyền tải Cần nhớ thêm xuất chuyển mạch gói quang (OPS), cơng nghệ có khả hoạt động từ Lớp đến lớp mơ hình OSI, gói IP xếp trực tiếp gói quang mà khơng cần qua lớp trung gian Tuy nhiên phải cần nhiều thời gian cơng nghệ chuyển mạch gói quang thương mại rộng rãi thị trường 14 4.1 Các phương pháp đinh tuyến mạng IP/WDM Định tuyến kỹ thuật thuộc lĩnh vực lưu lượng, kết đấu mạng , để đưa thơng tin từ nguồn tới đích nhanh Nếu giao thức sử dụng để hợp mặt phẳng điều khiển mặt liệu Hiện có phương thức định tuyến: - Phương pháp định tuyến địa vùng - Phương pháp định tuyến xếp chồng - Phương pháp định tuyến tích hợp 4.1.1 Phương pháp định tuyến địa vùng Phương pháp định tuyến sử dụng cho mơ hình lai Bởi phương pháp này, định tuyến tách biệt với phạm vi miền quang vùng IP, có giao thức định tuyến chuẩn hóa vùng Giao thức định tuyến liên vùng IP giao thức cổng biên BGP, thích nghi thơng qua trao đổi thơng tin định tuyến miền quang miền IP Điều cho phép định tuyến truyền phần địa IP phạm vi từ mạng đến mạng quang nhận lại phần đầu địa IP mở rộng từ mạng quang Các mạng phân bố theo không gian địa IP theo cách đánh tiếp đầu mạng qua ký tự x,y,a*, b* c* Giao thức cổng biên mở rộng EBGP giả thuyết sử dụng định tuyến OXC quang giao diện UNI OXC cạnh thông qua NNI Trong phạm vi mạng WDM, giả thiết giao thức nội cổng biên IBGP sử dụng OXC hoạt động mạng Phần đầu địa IP phạm vi mạng không quảng bá đến định tuyến sử dụng BGP OXC biên nhận phần đầu IP mở rộng từ định tuyến bao gồm địa IP cổng đặt chỗ trước truyền tiêu đề đến OXC biên khác hay định tuyến biên Bộ định tuyến biên nhận thông tin mà không cần quảng bá đặc trưng địa lối Khi địa IP mở rộng định tìm thấy, định tuyến biên lối định kênh quang sẵn sang thiết lập với OXC lối thiết lập đường liên kết 4.1.2 Phương pháp định tuyến xếp chồng Phương pháp định tuyến xếp chồng sử dụng cho mơ hình giải pháp mạng IP/WDM xếp chồng theo phương thức định tuyến xếp chồng, chế xếp chồng cho phép định tuyến biên đăng ký thực hiên truy vấn phần địa mở rộng việc tương tự chế giải địa OP qua lớp ATM Như vậy, mạng quang thực việc đăng ký cho phép định tuyến biên đăng ký địa IP gắn với mạng riêng ảo VPN Bộ định tuyến biên cho phép truy vấn địa thuộc VPN Một truy vấn thành công trả địa cổng quang Do khả giao tiếp kết nối IP có giới hạn, nên việc tính tốn kênh quang thiết lập tùy thuộc vào kỹ thuật lưu lượng cho phép Với phương thức này, định tuyến biên trước tiên định định tuyến biên thích hợp thơng qua truy vấn đăng ký Sau nhận địa phù hợp, cấu hình kênh quang xếp chồng định dạng Các tuyến liền kề thiết lập sau kênh quang qua thơng tin định tuyến thời gian thay đổi để thiết lập định tuyến diện rộng cảu VPN 4.1.3 Phương pháp định tuyến tích hợp Phương pháp định tuyến tích hợp sử dụng cho mơ hình ngang cấp Giả sử IP mạng WDM sử dụng giao thức định tuyến tìm đường quang ngắn (OSPF) hay giao thức hệ thống trung gian – hệ thống trung gian ( IS-IS) phù hợp với việc mở rộng mạng quang Việc mở rộng mạng quang đòi hỏi tham số liên kết quang điều kiện ràng buộc đặc biệt mạng quang Các định tuyến lập trình để đáp ứng truyền thông tin xuyên qua mạng quang 4.2 Các mô hình dịch vụ mạng IP/WDM Trong mạng IP/WDM hỗ trợ hai mơ hình dịch vụ: dịch vụ miền dịch vụ hợp 4.2.1 Mơ hình dịch vụ miền Trong mơ hình dịch vụ miền, mạng WDM có dạng miền quang , mà hình dạng theo kiểu tôpô thông tin trạng thái suốt từ mạng IP bên ngồi Miền quang có mối quan hệ máy khách – máy chủ với mạng truy nhập IP, mạng quang cung cấp dịch vị truyền tải cho mạng khách IP Do đó, mạng IP miền quang hoạt động độc lập với chúng không cần bất 15 kỳ thoog tin định tuyến Từ mạng IP, đường quang chuyển mạch quang đa đường thường thấy cấu trúc tuyến điểm – điểm Với máy khách TDM, tuyến quang có giải pháp lớn, ln có dải thơng cố định Đồng thời, mơ hình dịch vụ miền quang thiết lập băng thông động thep yêu cầu miền 4.2.2 Mơ hình dịch vụ hợp Mơ hình dịch vụ hợp có số mặt phẳng điều khiển đơn thông qua mạng khách mạng quang Từ định tuyến điểm báo hiệu, khơng có phân biệt giao diện UNI, NNI giao diện định tuyến với Trong mơ hình này, dịch vụ khơng xác định rõ ràng giao diện IP-quang, xếp vào dịch vụ MPLS đầu cuối – đầu cuối 4.3 Kỹ thuật lưu lượng mạng IP/WDM Kỹ thuật điều khiển lưu lượng mạng IP/WDM nhằm mục đích hữu hiệu nguồn tài nguyên mạng IP/WDM Kỹ thuật lưu lượng khảo sát mạng bao gồm kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS kỹ thuật lưu lượng WDM Trên sở hai giải pháp mạng IP/WDM: theo chế xếp chồng chế ngang hàng, tương ứng xây dựng hai mơ hình kỹ thuật lưu lượng, mơ hình lưu lượng xếp chồng mơ hình lưu lượng tích hợp 4.3.1 mơ hình kỹ thuật lưu lượng xếp chồng Nguyên tắc kỹ thuật lưu lượng xếp chồng việc tối ưu hóa mạng trì cho lớp thời điểm Điều có nghĩa giải pháp tối ưu khơng đa chiều tìm kiếm chiều khác Hầu hết, giải pháp tối ưu nghiên cứu độc lập không mang tính tối ưu tồn cải tiến kỹ thuật lưu lượng xếp chồng cho chế gắn đuôi để đáp ứng tốt điều cần thiết lớp cụ thể cho việc chọn đối tượng Kỹ thuật lưu lượng xếp chồng xây định tuyến IP xếp chồng OXC cảu mạng WDM thông qua OADM Mạng IP/WDM cấu trúc theo cách nhiều lớp nên thuận tiện cho lớp mạng vật lý bao gồm thiết bị mạng sợi quang Mỗi sợi quang truyền tải nhiều bước sóng, mà bước sóng được định tuyến linh hoạt cấu hình lại mạng Trong đó, giao diện định tuyến IP kết nối tới OADM giao diện tái cấu hình lại Trong IP/WDM , công việc điều khiển chống lại nghẽn nhận thấy khơng mức luồng sử dụng dạng kết nối mà cịn thấy mức dạng kết nối sử dụng khả tái cấu hình đường tia sáng Chính ,việc điều chỉnh lưu lượng dịng khơng gói tin trươc gửi chúng tới mạng, mà mạng cịn thích ứng với lưu lượng thời gian hoạt động mạng 4.3.2 Mơ hình kỹ thuật lưu lượng tích hợp Nguyên tắc kỹ thuật lưu lượng tích hợp trì tối ưu đồng thời hai mạng IP WDM Điều có nghĩa giải pháp tối ưu hóa tồn cục nghiên cứu không gian đa chiều Kỹ thuật lưu lượng tích hợp ứng dụng cho mạng mà chức hai IP WDM tích hợp thiết bị mạng hai chức tích hợp vào nhau, mạng phẳng điều khiển tích hợp cho hai mạng khả thi Việc quản lý lưu lượng IP quản lý điều khiển nguồn WDM đề cập Tóm lại, để truyền tải IP mạng quang cần phải thực chức lớp ứng với mơ hình OSI lớp Các gói IP (lớp 3) bao khung lớp Các khung lớp sau truyền dẫn không lỗi qua tuyến truyền dẫn cáp quang lớp Mặc dù có nhiều giải pháp để thực việc truyền gói Ip mạng quang xoay quang việc thích ứng cơng nghệ làm chủ ATM, SDH, MPLS Ethernet đảm nhiệm chức lớp lơp MPLS công nghệ ý nhiều Bản thân MPLS giao thức tạo khung lớp 2, hỗ trợ lực đinh tuyến cho định tuyến IP thông qua việc gán nhãn Nhờ cơng nghệ đêm lại khả thiết kế lưu lượng mềm dẻo hỗ trợ QoS/CoS cho lưu lượng IP Hỗ trợ MPLS xem tiêu chí để đánh giá giải pháp mạng truyền tải IP Việc loại bỏ lớp mạng trung gian giải pháp mạng truyền tải IP gắn liền với phát triển công nghệ chuyển mạch quang Sự mở rộng chức chuyển mạch quang tới lớp cao tạo 16 giải pháp mạng vơ đơn giản, mục tiêu hướng đến tương lai; giải pháp mạng gồm hai lớp IP/quang Hiện sản phẩm chuyển mạch bước sóng quang thương mại hóa (OXC) Chuyển mạch chùm quang (OBS), chuyển mạch gói quang (OPS) chuyển mạch nhãn quang (OLS) giai đoạn nghiên cứu phát triển Vấn đề cơng nghệ rảo cản lĩnh vực 4.4 Các giao thức định tuyến IP Định tuyến IP trình chuyển lưu lượng người dùng từ nguồn đến đích Rất nhiều loại thơng tin định tuyến thư điện tử, gọi thoại…Trong mạng, định tuyến (router) thiết bị dùng để định tuyến cho lưu lượng Router cần dựa vào bảng định tuyến để tìm tuyến đường chuyển gói tin Bảng định tuyến thường gồm ba thành phần kiểu giao thức mạng, địa mạng đích giao diện gói Định tuyến có ba chức Chức đóng gói phân tán thông tin trạng thái lưu lượng người dùng mạng Thông tin trạng thái bao gồm vị trí yêu cầu dịch vụ người dùng; dịch vụ cung cấp tài nguyên sẵn có mạng; quyền việc sử dụng dịch vụ tài nguyên Các thơng tin trạng thái bao gồm giá trị độ đo từ mạng hay từ nguồn bên ngồi Các thơng tin dùng để tạo quy ết định chọn đường Chức thứ hai tạo lựa chọn đường thích hợp (và tối ưu) dựa thông tin trạng thái người dùng mạng Con đường thích hợp đường thoả tất yêu cầu ràng buộc người dùng mạng Đường tối ưu đường thích hợp “tốt nhất” ứng với giao thức định tuyến cụ thể Chức cuối chuyển tiếp lưu lượng người dùng đường chọn Lưu lượng chuyển hướng kết nối hay không kết nối Chuyển tiếp hướng kết nối yêu cầu hướng chuyển tiếp phải thiết lập trước sau liệu được truyền hướng thiết lập Chuyển tiếp không kết nối lưu lượng người dùng chuyển dựa vào thơng tin chuyển tiếp nó, gói liệu theo hướng khác để đến đích 4.4.1 Định tuyến tĩnh định tuyến động Dựa vào cách thức tốc độ phản hồi lại thay đổi trạng thái mạng hay trạng thái lưu lượng người dùng, định tuyến chia làm hai loại định tuyến tĩnh định tuyến động Định tuyến tĩnh Hệ thống định tuyến tĩnh hệ thống mà định tuyến giữ cố định, độc lập với trạng thái thời mạng lưu lượng người dùng Định tuyến tĩnh dựa dự đoán dựa vào hoạt động thực tế người dùng mạng Trong hầu hết hệ thống định tuyến tĩnh, định tuyến phần thiếu trình thiết kế mạng Tuy nhiên, trình định tuyến lại xảy không thường xuyên Định tuyến động Định tuyến động tự động cập nhật định tuyến cách áp dụng nhận thức thay đổi trạng thái người dùng mạng Sự thay đổi không trạng thái liên kết mà dao động lưu lượng người dùng mạng Tuy nhiên định tuyến động lại đòi hỏi nhớ tài ngun tính tốn mạng cho việc thu thập thông tin thời gian thực đưa định điều khiển 4.4.2 Định tuyến véc tơ khoảng cách định tuyến trạng thái liên kết Giao thức định tuyến cung cấp cấu hình định tuyến động Hầu hết giao thức định tuyến phân thành hai loại bản: định tuyến véc tơ khoảng cách (distancevector) định tuyến trạng thái liên kết (link-state) Giao thức định tuyến véc tơ khoảng cách xác định đường tốt tới đích dựa hướng (vector) khoảng cách (distance) tới đích Giao thức định tuyến trạng thái liên kết tính lại cấu hình xác liên mạng hay vị trí router Định tuyến véc tơ khoảng cách hoạt động cách router trì bảng cho biết khoảng cách tốt biết tới đích đến liên kết dùng để đến Những bảng cập nhật cách trao đổi thông tin với router láng giềng Bảng định tuyến router bao gồm ghi định tuyến Mỗi ghi thường gồm thông tin có ba trường (đích đến, khoảng cách, hop kế tiếp) Trong thuật tốn véc tơ khoảng cách khơng có thơng tin đặc biệt mạng xa router xa thuật tốn trạng thái liên kết trì đầy đủ thơng tin router xa cách chúng liên kết với Định tuyến trạng thái liên kết dùng thông điệp quảng cáo trạng thái liên kết LSA (Link State 17 Advertisements), sở liệu cấu hình mạng, thuật toán SPF bảng định tuyến gồm đường ngõ tương ứng đến mạng Giao thức định tuyến trạng thái liên kết trao đổi thông tin định tuyến sau: V Kết Luận: Công nghệ quang thống trị lĩnh vực mạng từ mạng lõi đến mạng truy nhập “ thứ” hội tụ lớp quang Vai trò mạng quang tăng theo phát triển công nghệ chuyển mạch quang Chúng ta hy vọng khoảng vài năm , vấn đề tồn chuyển mạch quang giải thấu đáo Và vậy, Khái niệm mạng toàn quang trở thành thực IP công nghệ chủ đạo lớp mạng định tuyến Sự bùng nổ internet toàn giới năm qua lời khẳng định vững cho luận điểm Các ứng dụng internet tiếp tục phát triển hướng đến hoạt động thường ngày người Và thấy giới IP ngự trị khắp nơi Kiến trúc hội tụ gồm hai lớp : IP Quang Các công nghệ trung gian dần loại bỏ khỏi mạng để đem lại đơn giản hiệu Điều dẫn tới “Sụp đổ” ngăn giao thức mạng Các giao thức cũ cải tiến để thích ứng với yêu cầu mới, giao thức thiết kế hướng đến việc quản lý/điều khiển truyền tải hiệu lưu lượng IP Các ứng dụng mạng truyền tải quang hệ tập trung vào ứng dụng mạng hội tụ công nghệ IP công nghệ quang kiến trúc mạng quang thiết kế kểu đầu cuối - tới - đầu cuối Trường hợp ứng dụng cho mạng lưu trữ hệ sau, cho thấy khuynh hướng mạng lưu trữ với đòi hỏi lớn mạng Metro DWDM hợp mạng lưu trữ truyền thống mạng liệu IP Mạng truyền tải hệ sau thực đơn giản hóa phức tạp kết nối mạng bao gồm IP kiến trúc mạng DWDM để chuyển giao tập hợp rộng dịch vụ với giá nhỏ Nhận xét đề xuất: Học Viên : Cao Hữu Vinh Trước công nghệ mạng lõi phát triển chủ yếu để truyền thoại, internet liệu truyền dẫn kênh thoại (data over voice) Ngày nay, công nghệ mạng lõi phát triển chủ yếu để truyền liệu với giao thức chủ yếu IP, thoại truyền dẫn kênh liệu Đây bước tiến công nghệ truyền dẫn mạng viễn thông IP công nghệ quang (DWDM, chuyển mạch quang) công nghệ trụ cột mạng thông tin quang hệ sau, đặc biệt mạng lõi Giải vấn đề truyền tải lưu lượng IP mạng quang tiêu chí hàng đầu chuyển hướng đến mạng thông tin quang hệ sau Vấn đề truyền tải IP mạng quang không đơn liên quang đến hai công nghệ IP Quang (DWDM) mà cịn liên quang đến cơng nghệ trung gian khác, công nghệ khai thác cơng nghệ Tích hợp cơng nghệ IP mạng quang WDM xu hướng triển khai mạng thông tin quang hệ sau giới Truyền tải IP mạng quang xem nhân tố then chốt việc xây dựng mạng thông tin quang hệ sau 18 Học Viên: Ngô Thanh Tuấn Mặc dù đời sau song mạng thông tin quang phát triển mạnh Hiện có 60% lưu lượng thông tin giới truyền dạng tín hiệu quang Hệ thống thơng tin quang với ưu điểm bật trở nên mạnh với công nghệ ghép kênh theo bước song WDM Phương pháp ghép kênh cho phép ghép nhiều kênh bước song quang cho phép tận dụng băng tần lớn sợi quang Sự phát triển công nghệ WDM gắn liền với phát triển công nghệ thiết bị, công nghệ mạng kiến trúc mạng Các linh kiện ngày trở nên có tốc độ cao hơn, kích thướt nhỏ hơn, giá thành thấp… Mạng truy có băng thông rộng tiến đên truy nhập quang 19 ... hai công nghệ IP Quang (DWDM) mà liên quang đến công nghệ trung gian khác, công nghệ khai thác cơng nghệ Tích hợp cơng nghệ IP mạng quang WDM xu hướng triển khai mạng thông tin quang hệ sau giới... đa chiều Kỹ thuật lưu lượng tích hợp ứng dụng cho mạng mà chức hai IP WDM tích hợp thiết bị mạng hai chức tích hợp vào nhau, mạng phẳng điều khiển tích hợp cho hai mạng khả thi Việc quản lý lưu... nghệ trụ cột mạng thông tin quang hệ sau, đặc biệt mạng lõi Giải vấn đề truyền tải lưu lượng IP mạng quang tiêu chí hàng đầu chuyển hướng đến mạng thông tin quang hệ sau Vấn đề truyền tải IP mạng