NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS và đề XUẤT các KIẾN NGHỊ áp DỤNG TRONG MẠNG THẾ hệ SAU NGN

TỔNG CƠNG TY BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƢU ĐIỆN BÁO CÁO HỘI THẢO LẦN I - ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS VÀ ĐỀ XUẤT CÁC KIẾN NGHỊ ÁP DỤNG TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU NGN CỦA TỔNG CÔNG TY LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI GIỚI THIỆU Trong năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông tìm phương thức chuyển mạch phối hợp ưu điểm IP (như cấu định tuyến) ATM (như thông lượng chuyển mạch) Mơ hình IP-over-ATM IETF coi IP lớp nằm lớp ATM định nghĩa mạng IP mạng ATM Phương thức tiếp cận xếp chồng cho phép IP ATM hoạt động với mà không cần thay đổi giao thức chúng Tuy nhiên, cách không tận dụng hết khả ATM Ngồi ra, cách tiếp cận khơng thích hợp với mạng nhiều router khơng thật hiệu số mặt Tổ chức ATM-Forum, dựa mơ hình này, phát triển cơng nghệ LANE MPOA Các công nghệ sử dụng máy chủ để chuyển đổi địa không tận dụng khả đảm bảo chất lượng dịch vụ ATM Công nghệ MPLS (Multiprotocol label switching) kết phát triển nhiều công nghệ chuyển mạch IP (IP switching) sử dụng chế hoán đổi nhãn ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà khơng cần thay đổi giao thức định tuyến IP MPLS tách chức IP router làm hai phần riêng biệt: chức chuyển gói tin chức điều khiển Phần chức chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi gói tin IP router, sử dụng chế hoán đổi nhãn tương tự ATM Trong MPLS, nhãn số có độ dài cố định không phụ thuộc vào lớp mạng Kỹ thuật hốn đổi nhãn chất việc tìm nhãn gói tin bảng nhãn để xác định tuyến gói nhãn Việc đơn giản nhiều so với việc xử lý gói tin theo kiểu thơng thường, cải thiện khả thiết bị Các router sử dụng kỹ thuật gọi LSR (Label switching router) Phần chức điều khiển MPLS bao gồm giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin LSR, chủ tục gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành bảng định tuyến cho việc chuyển mạch MPLS hoạt động Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com với giao thức định tuyến Internet khác OSPF (Open Shortest Path First) BGP (Border Gateway Protocol) Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng cho phép thiết lập tuyến cố định, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ tuyến hoàn toàn khả thi Đây tính vượt trội MPLS so với giao thức định tuyến cổ điển Ngồi ra, MPLS cịn có chế định tuyến lại nhanh (fast rerouting) Do MPLS công nghệ chuyển mạch định hướng kết nối, khả bị ảnh hưởng lỗi đường truyền thường cao hớn cơng nghệ khác Trong đó, dịch vụ tích hợp mà MPLS phải hỗ trợ lại yêu cầu chất lượng vụ cao, vậy, khả phục hồi MPLS đảm bảo khả cung cấp dịch vụ mạng không phụ thuộc vào cấu khôi phục lỗi lớp vật lý bên Bên cạnh độ tin cậy, công nhệ MPLS khiến việc quản lý mạng dễ dàng Do MPLS quản lý việc chuyển tin theo luồng thơng tin, gói tin thuộc FEC có để xác định giá trị nhãn Do vậy, miền MPLS, thiết bị đo lưu lượng mạng dựa nhãn để phân loại gói tin Bằng cách giám sát lưu lượng LSR, ngẽn lưu lượng phát vị trí xảy ngẽn lưu lượng xác định nhanh chóng Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương thức không đưa tồn thơng tin chất lượng dịch vụ (ví dụ trễ xuyên suốt miền MPLS) Việc đo trễ thực giao thức lớp Để giám sát tốc độ luồng đảm bảo luồng lưu lượng tuân thủ tính chất lưu lượng định trước, hệ thống giám sát dùng thiết bị nắn lưu lượng Thiết bị cho phép giám sát đảm bảo tn thủ tính chất lưu lượng mà khơng cần thay đổi giao thức có MPLS cơng nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng Với tính chất cấu định tuyến mình, MPLS có khả nâng cao chất lượng dịch vụ mạng IP truyền thống Bên cạnh đó, thơng lượng mạng cải thiện cách rõ rệt Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đề tài nhằm mục tiêu tìm hiểu, nghiên cứu đón đầu cơng nghệ chuyển mạch áp dụng mạng hệ sau Đây nhu cầu cấp thiết Việt nam giai đoạn hiên chuẩn bị xây dựng mạng trục, mạng truy nhập cho dịch vụ sở cơng nghệ gói Đề tài góp phần giải số vấn đề mặt công nghệ định triển khai MPLS mạng hệ Việt nam Báo cáo trình bày vấn đề mà đề tài cần đề cập đến bao gồm: Cơ sở cơng nghệ, q trình hình thành hãng sản xuất thiết bị, nhà khai thác: phần giới thiệu sở công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức, trình chuyển gói thơng tin từ đầu vào đến đầu mạng MPLS, trình phân phối nhãn định tuyến chuyển mạch nhãn LSR, giao thức sử dụng mạng MPLS LDP, CR-LDP, RSVP Phần giới thiệu vấn đề có liên quan vấn đề tiêu chuẩn hố, nhóm làm việc IETF MPLS, tiêu chuẩn MPLS ban hành giải pháp số hãng đặc biệt Cisco Systems với Tag Switching Ứng dụng MPLS mạng VPN: trình bày mạng riêng ảo VPN, cách tổ chức VPN -MPLS khái niệm có liên quan dịch vụ DiffSer Khả ứng dụng MPLS mạng Viễn thông Tổng công ty BCVT Việt nam: phần trình bày mơ hình tổng đài đa dịch vụ MSFmột Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ nhà chế tạo thiết bị,các nhà khai thác viễn thông lớn giới- khả triển khai MPLS qua mơ hình tổng đài đa dịch vụ, khối chức năng, giao diện phân tách chức điều khiển tổng đài MPLS Báo cáo phân tích q trình thiết lập gọi qua tổng đài MPLS điều khiển softswitch Các phương án ứng dụng mạng Tổng cơng ty đề xuất sở phân tích ưu nhược Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com điểm đánh giá khả triển khai Các vấn đề cần quan tâm giải phương án đề cập chi tiết Quá trình thực đề tài trình mà nhóm nghiên cứu phân tích đóng góp cho định hướng phát triển mạng viễn thông VNPT đến 2010 Các giải pháp đưa báo cáo đẫ cố gắng bám sát theo định hướng tổ chức Chúng tơi hy vọng tiếp tục nhận đóng góp nhiều để đề tài đạt kết tốt Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG I: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ MPLS Lịch sử phát triển MPLS Ý tường MPLS đưa hãng Ipsilon, hãng nhỏ công nghệ thông tin triển lãm công nghệ thông tin, viễn thông Texas Một thời gian ngắn sau đó, Cisco loạt hãng lớn khác IBM, Toshiba công bố sản phẩm họ sử dụng công nghệ chuyển mạch đặt nhiều tên khác chung chất công nghệ chuyển mạch dựa nhãn Thiết bị CSR (Cell switch router) Toshiba đời năm 1994 tổng đài ATM điều khiển giao thức IP thay cho báo hiệu ATM Tổng đài IP Ipsilon thực chất ma trận chuyển mạch ATM điều khiển khối xử lý sử dụng công nghệ IP Công nghệ Tag switching Cisco tương tự có bổ sung thêm số điểm FEC (Forwarding equivalence class), giao thức phân phối nhãn, v.v Cisco phát hành ấn chuyển mạch thẻ (tag switching) vào tháng năm 1998 thời gian gần đây, nhóm nghiên cứu IETF tiến hành công việc để đưa tiêu chuẩn khái niệm chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Sự đời MPLS dự báo tất yếu nhu cầu tốc độ phát triển nhanh mạng Internet yêu cầu phải có giao thức đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đồng thời phải đơn giản tốc độ xử lý phải cao Tồn nhiều công nghệ để xây dựng mạng IP, IPOA (IP qua ATM), IPOS (IP qua SDH/SONET), IP qua WDM IP qua cáp quang Mỗi cơng nghệ có ưu điểm nhược điểm định Công nghệ ATM sử dụng rộng rãi toàn cầu mạng IP xương sống tốc độ cao, chất lượng dịch vụ QoS, điều khiển luồng đặc tính khác mà mạng định tuyến truyền thống khơng có Nó phát triển để hỗ trợ cho IP Hơn nữa, trường hợp đòi hỏi thời gian thực cao, IPOA lựa chọn số Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IPOA truyền thống công nghệ lai ghép Nó đặt IP (cơng nghệ lớp thứ 3) ATM (công nghệ lớp thứ 2) Các giao thức hai lớp hoàn toàn độc lập Chúng kết nối với loạt giao thức (như NHRP, ARP, v.v ) Cách tiếp cận hình thành tự nhiên sử dụng rộng rãi Khi xuất bùng nổ lưu lượng mạng, phương thức dẫn đến loạt vấn đề cần giải Thứ nhất, phương thức lai ghép, cần phải thiết lập kết nối PVC cho tất nút nghĩa để thiết lập mạng với tất kết nối biểu diễn hình I-1 Điều tạo hình vng N Khi thiết lập, trì ngắt kết nối nút, mào đầu liên quan (như số kênh ảo, số lượng thông tin điều khiển) thị độ lớn hình vng N số nút Khi mạng mở rộng, mào đầu ngày lớn tới mức chấp nhận Phương thức lai ghép phân chia toàn mạng IPOA thành nhiều LIS (Mạng IP Logic), chí với LIS mạng vật lý Các LIS kết nối nhờ định tuyến trung gian biểu diễn hình I-2 Cấu hình multicast LIS khác mặt định tuyến trở nên hạn chế luồng lưu lượng lớn Cấu áp dụng cho mạng nhỏ mạng doanh nghiệp, mạng trường sở, v.v không phù hợp với nhu cầu cho mạng xương xống Internet tương lai Cả hai khó mở rộng Khơng phải tất cân nhắc đưa trình thiết kế IP ATM Điều tạo nên liên kết chúng phụ thuộc vào loạt giao thức phức tạp định tuyến xử lý giao thức Sự phức tạp gây hiệu ứng bất lợi đến độ tin cậy mạng xương sống Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình I- 1:Sự mở rộng mạng IPOA Các công nghệ MPOA, LANE hình thành để giải tồn Tuy nhiên giải pháp khơng thể giải tất tồn Trong ấy, bật lên loạt công nghệ IPOA khác với phương thức lai ghép chuyển mạch nhãn theo phương thức tích hợp Chúng cung cấp giải pháp hợp lý để giải tồn Các khả mà MPLS cung cấp cho việc phân phối dịch vụ thương mại IP bao gồm: Hỗ trợ VPN Định tuyến (cũng biết đến định tuyến có điều tiết hay điều khiển lưu lượng) Hỗ trợ cục cho định tuyến IP tổng đài chuyển mạch ATM Hình I- 2:Nút cổ chai mạng IPOA Khái niệm chuyển mạch nhãn xuất phát từ trình nghiên cứu hai thiết bị mạng IP: tổng đài chuyển mạch định tuyến Chúng ta thấy xét yếu tố tốc độ chuyển mạch, phương thức điều khiển luồng, tỉ lệ giá chất lượng tổng đài chuyển mạch chắn Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tốt nhiều so với định tuyến Tuy nhiên, định tuyến có chức định tuyến mềm dẻo mà tổng đài so sánh Do khơng thể khơng nghĩ có thiết bị có khả điều khiển luồng, tốc độ cao tổng đài chức định tuyến mềm dẻo định tuyến Đó động then chốt để phát triển chuyển mạch nhãn Nguyên tắc chuyển mạch nhãn sử dụng thiết bị tương tự định tuyến để điều khiển thiết bị chuyển mạch phần cứng ATM, cơng nghệ có tỉ lệ giá thành chất lượng sánh với tổng đài Nó hỗ trợ chí nhiều chức định tuyến mạnh định tuyến v.v Công nghệ kết hợp cách hồn hảo ưu điểm tổng đài chuyển mạch với ưu điểm định tuyến, trở thành điểm nóng thu hút tập trung ngành công nghiệp .2 Quá trình phát triển giải pháp ban đầu hãng 2.1 IP over ATM Mặc dù ứng dụng MPLS hồn tồn khơng giới hạn IPOA, cải tiến IPOA sinh MPLS Công việc tiêu chuẩn hoá ATM bắt đầu sớm vào khoảng năm 1980, sau phạm vi ứng dụng IP dẫn tới việc nghiên cứu xem việc triển khai IP ATM Một số nhóm làm việc IETF giải câu hỏi này, đưa đến kết hai tài liệu RFC RFC 1483 RFC 1577 vào năm 1993 1994 RFC1483 mơ tả cách đóng gói tin IP tế bào ATM RFC1577 định nghĩa CIPOA ATMARP (ATM Address Resolution Protocol) CIPOA thiết kế ATM công nghệ mạng IP logic, máy chủ định tuyến IP đặt LIS khác Khi hai phần liên lạc nằm LIS giống nhau, chúng liên lạc trực tiếp Nếu không chúng liên lạc trực tiếp với cần sử dụng thiết bị router trung gian Báo cáo đề tài: 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vì nhược điểm CIPOA đề cập trên, lại sử dụng rộng rãi, nhà nghiên cứu xúc tiến để tìm kiếm cơng nghệ IPOA hiệu .2.2 Toshiba's CSR Toshiba đưa mơ hình chuyển mạch nhãn dựa công nghệ CSR (Cell Switching Router) Mơ hình đề xuất ý tưởng đặt cấu trúc chuyển mạch ATM điều khiển giao thức IP (như giao thức định tuyến IP giao thức RSVP) mà giao thức ATM (Q.2931) Bởi mơ hình loại trừ toàn thủ tục báo hiệu gọi ATM việc xắp xếp địa phức tạp Mạng CSR chấp nhận tổng đài chuyển mạch ATM tổng đài chuyển mạch CSR thời điểm CSR thay định tuyến LIS CIPOA, giải phóng nhu cầu cho NHRP CSR xem công nghệ chuyển mạch nhãn đệ trình họp IETF BOF vào cuối năm 1994 đầu năm 1995 Tuy nhiên, khơng có nghiên cứu chun sâu vào mơ hình Định nghĩa cơng nghệ khơng rõ ràng hoàn chỉnh Và sản phẩm thương mại chưa có .2.3 Cisco's Tag Switching Chỉ vài tháng sau Ipsion thông báo công nghệ chuyển mạch IP, Cisco phổ biến công nghệ chuyển mạch thẻ Mơ hình khác nhiều so với hai cơng nghệ Ví dụ, khơng sử dụng điều khiển luồng sử dụng phương thức điều khiển theo kiện thiết lập bảng định tuyến, khơng giới hạn với ứng dụng hệ thống chuyển mạch ATM Không giống Ipsilon, Cisco tiêu chẩn hố quốc tế cơng nghệ Các tài liệu RFC ban hành cho nhiều khía cạnh công nghệ, nỗ lực Cisco mang lại kết việc thiết lập nên nhóm làm việc MPLS IETF Chính Cisco nhà tiên phong thiết lập móng cho tiêu chuẩn MPLS Các sản phẩm MPLS chủ yếu Cisco tẩptung dòng Báo cáo đề tài: 10 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phân vùng điều khiển rõ ràng đặc biệt giai đoạn 2001-2003 tổ chức vùng điều khiển LSR core Đà vùng hay vùng điều khiển? hay tổ chức kiểu load-sharing? Do mạng cấp đường trục VNPT giai đoạn tới phải đảm nhận chức kết nối quốc tế nên cần giải cổng kết nối quốc tế MPLS qua vệ tinh hay mạng MPLS quốc tế chưa hình thành Có thể phải giải việc bổ sung khối TGW để kết nối đến cổng quốc tế cho dịch vụ PSTN, dịch vụ Internet hay truyền số liệu IP kết nối trực tiếp quốc tế qua cổng ATM Nên lựa chọn VoATM cho TGW .1.3 Giải pháp 2: ATM core, MPLS tổng đài đa dịch vụ a Nội dung giải pháp Triển khai cấu hình mạng ATM lớp core, triển khai MPLS tổng đài đa dịch vụ mạng hệ theo giai đoạn phát triển định hướng tổ chức mạng Viễn thông VNPT đến 2010 Giai đoạn 2001-2003: Triển khai tổng đài ATM core Hà nội, Đà nẵng T.p Hồ Chí Minh.Các kết nối PVC SVC Tại 11 tỉnh thành phố trọng điểm bao gồm: Hà nội, T.p Hồ Chí Minh, Hải phịng, Quảng ninh, Huế, Đà nẵng, Khánh hoà, Bà rịa-Vũng tàu, Đồng nai, Cần thơ, Bình dương trang bị nút ghép luồng trung kế TGW (sang mạng PSTN) tổng đài đa dịch vụ sử dụng công nghệ MPLS Các nút truy nhập NGN 11 tỉnh thành phố nêu trang bị kết nối vào mạng ATM thông qua tổng đài đa dịch vụ MPLS địa phương Chức điều khiển thủ tục MPLS thiết lập trung tâm điều khiển đặt Hà nội T.p Hồ Chí Minh Giai đoạn 2004-2005: Tăng thêm tổng đài ATM vùng lưu lượng xuất hiện, hình thành hồn chỉnh mặt chuyển tải ATM (A B) Báo cáo đề tài: 106 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bổ sung nút điều khiển Đà năng, tạo vùng điều khiển riêng biệt Giai đoạn 2006-2010: Hoàn chỉnh nút điều khiển (5 vùng điều khiển) b Cấu hình triển khai Cấu hình triển khai thể hình IV-8 sau Báo cáo đề tài: 107 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Điều khiển SVC,PVC Điều khiển ATM Cấp đường trục Mặt A ATM ATM ATM ATM ATM ATM Mặt B ATM ATM ATM Cấp vùng MPLS (LSR- biên) Khu vực phía Bắc (trừ Hà nội) MPLS (LSR- biên) Khu vực Hà Nội MPLS (LSR- biên) MPLS (LSR- biên) Khu vực miền Trung, Tây Nguyên Khu vực TP Hồ Chí Minh MPLS (LSR- biên) Khu vực phía Nam Hình IV- 8: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phƣơng án đến 2010 Báo cáo đề tài: 108 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com c Ƣu nhƣợc điểm Ƣu điểm: Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớp điều khiển chuyển tải Sản phẩm thương mại có thị trường, đặc biệt tổng đài ATM loại có khả nâng cấp hỗ trợ MPLS phần mềm Kết nối với cấp vùng (các tổng đài đa dịch vụ MPLS) thông qua giao diện ATM 155Mb/s hay 622Mb/s Nhƣợc điểm: Không phát huy hết ưu điểm cơng nghệ MPLS tồn mạng Cần giải vấn đề hợp VC đệm tổng đài ATM mạng trục triển khai MPLS tỉnh thành phố trọng điểm Giá thành thiết bị MPLS nói chung cịn cao nên đầu tư với số lượng lớn chi phí ban đầu cao Việc triển khai MPLS lớp truy nhập đa dịch vụ làm phức tạp trình điều khiển gọi nút điều khiển phải chuyển đổi sử dụng nhiều giao thức thiết lập gọi (Megaco để xác định cổng, LDP để phân phối gán nhãn, PNNI, UNI để điều khiển chuyển mạch ATM ) d Các vấn đề kỹ thuật cần giải Đối với phương án có nhiều vấn đề kỹ thuật cần giải Có thể xem xét số vấn đề sau: Tương tự phương án cần xác định chức LSR biên nút truy nhập đa dịch vụ chức nút điều khiển tương ứng theo mơ hình MSF trình bày phần Cần lưu ý đến giao diện (trong trường hợp LSR biên coi MG phần điều khiển MGC) kết nối với nút điều khiển (H.248/Megaco Sigtran) Báo cáo đề tài: 109 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phân vùng điều khiển rõ ràng đặc biệt giai đoạn 2001-2003 tổ chức vùng điều khiển LSR biên Đà vùng hay vùng điều khiển? hay tổ chức kiểu load-sharing? Xác định chế độ hoạt động kiểu tế bào cho tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS mạng trục sử dụng cơng nghệ ATM, cần chuẩn bị yêu cầu tổng đài ATM trục phải có khả hỗ trợ MPLS để trở thành ATMLSR .1.3 Giải pháp 3:Mạng MPLS hoàn toàn a Nội dung giải pháp Triển khai cấu hình mạng MPLS lớp core mạng hệ theo giai đoạn phát triển định hướng tổ chức mạng Viễn thông VNPT đến 2010 Triển khai tổng đài truy nhập đa dịch vụ công nghệ MPLS Hà nội, T.p Hồ Chí Minh, triển khai tổng đài đa dịch vụ cịn lại cơng nghệ ATM+IP Giai đoạn 2001-2003: Triển khai MPLS tổng đài core Hà nội, Đà nẵng T.p Hồ Chí Minh Tất trung kế tổng đài sử dsụng MPLS Như tổng đài đóng vai trị LSR core Tại thành phố trọng điểm: Hà nội, T.p Hồ Chí Min trang bị tổng đài đa dịch vụ MPLS Tại tỉnh, thành phố Hải phòng, Quảng ninh, Huế, Đà nẵng, Khánh hoà, Bà rịa-Vũng tàu, Đồng nai, Cần thơ, Bình dương trang bị nút ghép luồng trung kế TGW tổng đài đa dịch vụ ATM+IP có hỗ trợ cổng MPLS Các nút truy nhập NGN tỉnh thành phố nêu trang bị kết nối vào mạng MPLS thông qua tổng đài đa dịch vụ ATM+IP địa phương Chức điều khiển thủ tục MPLS thiết lập trung tâm điều khiển đặt Hà nội T.p Hồ Chí Minh Báo cáo đề tài: 110 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giai đoạn 2004-2005: Nâng cấp tổng đài MPLS Hà nội T.p Hồ Chí Minh để trở thành tổng đài MPLS đường trục, hình thành hồn chỉnh mặt chuyển tải MPLS (A B) Bổ sung nút điều khiển Đà năng, tạo vùng điều khiển riêng biệt Nâng cấp phần mềm cho tất tổng đài đa dịch vụ tỉnh thành phố nêu để hỗ trợ MPLS Giai đoạn 2006-2010: Hoàn chỉnh nút điều khiển (5 vùng điều khiển) Mở rộng phạm vi MPLS vùng xuất b Cấu hình triển khai Cấu hình triển khai thể hình IV-9 c Ƣu nhƣợc điểm Ƣu điểm: Đơn giản tổ chức triển khai Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớp điều khiển chuyển tải Sản phẩm thương mại có thị trường Đảm bảo mạng MPLS xuyên suốt dịch vụ Internet, truyền số liệu, VPN số địa phương có nhu cầu cao Phương án tổ chức mạng điều khiển tương đối đơn giản u cầu khơng có u cầu thay đổi giao thức điều khiển Khả nâng cấp thiết bị dự báo trước nên hiệu đầu tư khai thác thiết bị cao Nhƣợc điểm: Công nghệ MPLS chưa đạt đến độ chín muồi nên cịn xuất rủi ro MPLS không chấp nhận rộng rãi thị trường Báo cáo đề tài: 111 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chi phí đầu tư cho thiết bị chuyển mạch MPLS cao so với thiết bị chuyển mạch ATM hay IP d Các vấn đề kỹ thuật cần giải Cần xem xét số vấn đề sau: Phân vùng điều khiển rõ ràng đặc biệt giai đoạn 2001-2003 tổ chức vùng điều khiển LSR core Đà vùng hay vùng điều khiển? hay tổ chức kiểu load-sharing? Do mạng cấp đường trục VNPT giai đoạn tới phải đảm nhận chức kết nối quốc tế nên cần giải cổng kết nối quốc tế MPLS qua vệ tinh hay mạng MPLS quốc tế chưa hình thành Có thể phải giải việc bổ sung khối TGW để kết nối đến cổng quốc tế cho dịch vụ PSTN, dịch vụ Internet hay truyền số liệu IP kết nối trực tiếp quốc tế qua cổng ATM Nên lựa chọn VoATM cho TGW Báo cáo đề tài: 112 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Điều khiển LDP, CRLDP Điều khiển MPLS (LSR -Core) Cấp đường trục Mặt A Mặt B MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR -Core) MPLS (LSR-biên) MPLS (LSR-biên) Cấp vùng MPLS (LSR-biên) Khu vực phía Bắc (trừ Hà nội) MPLS (LSR-biên) Khu vực Hà Nội Khu vực miền Trung, Tây Nguyên Khu vực TP Hồ Chí Minh MPLS (LSR-biên) Khu vực phía Nam Hình IV- 9: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phƣơng án đến 2010 Báo cáo đề tài: 113 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com .1.3 Đánh giá Giải pháp số đưa tương đối hợp lý tổ chức mạng khả tương thích với cơng nghệ sử dụng cho mạng Internet, mạng PSTN Tổng công ty BCVT Việt nam Tuy nhiên cần lưu ý MPLS hay ATM hỗ trợ chủ yếu phần điều khiển thủ tục kèm, cần xác định rõ chức nút điều khiển chuyển mạchh, định tuyến thiết bị điều khiển (softswitch hay MGC) Giải pháp số phức tạp tổ chức nâng cấp sau dodịng thời khơng giảm đựoc chi phí đầu tư Giải pháp số có nhiều ưu điểm chi phí đầu tư cao, xem xét triển khai tổng đài đa dịch vụ công nghệ MPLS theo vùng có lựa chọn để bảo đảm cấp truy nhập cho MPLS đồng thời chi phí khơng cao Báo cáo đề tài: 114 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Sự phát triển hội tụ thoại -số liệu xu cưỡng lại viễn thông, công nghệ thông tin ngày Có nhiều lý để nhà khai thác viễn thông độc quyền trước phải lo ngại trứoc phát triển nhanh Internet, nhà khai thác hệ Đứng trước thách thức chung triển vọng phát triển hiệp định thương mại Việt-Mỹ thức phê chuẩn, Tổng công ty BCVT Việt nam nhà khai thác viễn thơng truyền thống có kế hoạch phát triển mạng mình, chuyển dần sang mạng hệ NGN Về nguyên tắc định nghĩa mạng hệ NGN sau: " Mạng viễn thơng hệ sau mạng có hạ tầng thơng tin dựa cơng nghệ gói để triển khai nhanh chóng loại hình dịch vụ khác dựa hội tụ thoại số liệu, cố định di động." Quá trình chuyển đổi lên NGN giai đoạn tương đối dài địi hỏi có thay đổi khơng mặt cơng nghệ (chuyển tải, điều khiển) mà cịn có thay đổi tổ chức mạng, quản lý thân cách điều hành sản xuất kinh doanh doanh nghiệp Với xu nay, việc chuyển đổi tất yếu cần thực cách có sở khoa học, đảm bảo yếu tố cạnh tranh với nhà khai thác tiềm tương lai Đề tài "Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS (Multiprotocol Label Switching) đề xuất kiến nghị áp dụng công nghệ MPLS mạng hệ sau (NGN) Tổng công ty" với mục tiêu làm sáng tỏ khả triển khai phương án triển khai công nghệ MPLS mạng hệ Tổng công ty Sau thời gian nghiên cứu phân tích nhóm chủ trì đề tài hàon thành nội dung đề Các nội dung đề cập báo cáo sở để đưa giải pháp ứng dụng công nghệ MPLS mạng hệ sau Tổng cơng ty Nhóm thực đề tài đề xuất giải pháp cho giai đoạn đến 2010 theo định Báo cáo đề tài: 115 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hướng tổ chức mạng VNPT Các giải pháp phân tích sở cấu trúc tổng đài đa dịch vụ MSF, mơ hình hầu hết nhà cung cấp thiết bị cho mạng hệ sau hỗ trợ Với quan điểm phân tách lớp điều khiển khỏi chức truyền tải (chuyển mạch, truyền dẫn), mơ hình tổng đài đa dịch vụ MSF bảo đảm khả điều khiển tập trung theo nguyên tắc softswitch cho tổng đài cấp đường trục hay cấp vùng mạng hệ sau NGN Như vấn đề triển khai MPLS mức hay cấp chủ yếu liên quan đến lớp điều khiển mà ảnh hưởng đến cấu trúc mạng nói chung Theo phân tích đánh giá đề tài, giải pháp số hợp lý mạng VNPT Những nhược điểm giải pháp vấn đề kỹ thuật cần lưu ý đặc biệt mạng MPLS thực chức chuyển tiếp lưu lượng thoại PSTN Việc chín muồi cơng nghệ nói chung nhược điểm giải pháp đưa ra, nhiên điều đơi lại ưu điểm lựa chọn triển khai xem xét khía cạnh kỹ thuật trường hợp MPLS bị thất bại chi phí để sửa đổi không cao (do cần thay đổi phần mềm nút điều khiển) Những kiến nghị mà đề tài nêu sau: Có thể khẳng định tính ưu việt mà cơng nghệ MPLS đưa lại so với ATM hay IP Đây giải pháp nhiều hãng cung cấp thiết bị lựa chọn cho mạng hệ sau Các sản phẩm hỗ trợ MPLS (tổng đài, router) hỗ trợ ATM cổng MPLS đó, việc thay đổi giao thức MPLS hay ATM thực thông qua lệnh điều khiển Nên áp dụng mơ hình tổ chức tổng đài đa dịch vụ MSF để đảm bảo việc điều khiển thiết bị chuyển mạch thiết bị điều khiển softswitch Báo cáo đề tài: 116 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thực báo hiệu Megaco/H.248 để thiết lập kết nối cho phiên LDP mạng MPLS Sử dụng giao thức MPLS LDP CR-LDP điều khiển phân phối nhãn mạng MPLS Đối với mạng Tổng công ty việc triển khai MPLS nên thực sau: Giai đoạn 2001-2003: Triển khai MPLS tổng đài core Hà nội, Đà nẵng T.p Hồ Chí Minh Tất trung kế tổng đài sử dsụng MPLS Tại 11 tỉnh thành phố trọng điểm bao gồm: Hà nội, T.p Hồ Chí Minh, Hải phịng, Quảng ninh, Huế, Đà nẵng, Khánh hồ, Bà rịa-Vũng tàu, Đồng nai, Cần thơ, Bình dương trang bị nút ghép luồng trung kế TGW tổng đài đa dịch vụ ATM+IP có hỗ trợ cổng MPLS Các nút truy nhập NGN 11 tỉnh thành phố nêu trang bị kết nối vào mạng MPLS thông qua tổng đài đa dịch vụ ATM+IP địa phương Chức điều khiển thủ tục MPLS thiết lập trung tâm điều khiển đặt Hà nội T.p Hồ Chí Minh Giai đoạn 2004-2005: Tăng thêm tổng đài MPLS vùng lưu lượng xuất hiện, hình thành hoàn chỉnh mặt chuyển tải MPLS (A B) Bổ sung nút điều khiển Đà năng, tạo vùng điều khiển riêng biệt Không mở rộng phạm vi mạng MPLS xuống cấp vùng Giai đoạn 2006-2010: Hoàn chỉnh nút điều khiển (5 vùng điều khiển) Không mở rộng phạm vi MPLS xuống cấp vùng Báo cáo đề tài: 117 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Christopher Y.Metz, IP Switching Protocol and Architectures, McGraw-Hill, NewYork 1998 [2] Paul Brittain, Adrian Farrel, MPLS Traffic Engineering: a choice of signalling protocols, Data connection Ltd., UK 2000 [3] Brian Williams, Quality of Service Differentiated Services and Multiprotocol Label Switching, White paper, Ericsson, Australia 2000 [4] Chuck Semeria, Traffic Engineering for the New Public Network, White paper, Juniper Networks, CA-USA, 2000 [5] Ivan Pepelnjak and Jim Guichard, MPLS and VPN Architectures - A pratical guide to understanding, designing and deploying MPLS and MPLSVPN enabled VPNs, Cisco Systems, IN-USA, 2001 [6] Broadband Publishing, The ATM & IP Report, Vol.7 No.12, 2001 [7] Xipeng Xiao, Aln Hannan, Brook Bailey and Lionel M.Ni, Traffic Engineering with MPLS in the Internet, [8] Multiservice Switching Forum, System Architecture Implementation Agreement v.1.0, 2000 [9] Multiservice Switching Forum, Fighting for Open architecture& Interoperability, ETSI NGN Starter Group - Second meeting, 7-2001 [10] Bruce Davie and Yakov Rekhter, MPLS Technology and Applications, Morgan Kaufmann Publishers, SanDiego, CA -USA, 2000 [11] IETF Working Group, RFCxxxx [12] Tổng hợp tài liệu từ Internet Báo cáo đề tài: 118 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC 119 LỜI GIỚI THIỆU TỪ VIẾT TẮT Lỗi! Thẻ đánh dấu không xác định CHƢƠNG I CƠ SỞ CÔNG NGHỆ MPLS I.1 Lịch sử phát triển MPLS I.2 Quá trình phát triển giải pháp ban đầu hãng I.2.1 IP over ATM I.2.2 Toshiba's CSR 10 I.2.3 Cisco's Tag Switching 10 I.2.4 IBM's ARIS Nortel's VNS 11 I.2.5 Cơng việc chuẩn hố MPLS 11 I.3 Nhóm làm việc MPLS IETF 12 CHƢƠNG II CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MPLS 16 II.1 Các thành phần MPLS 16 II.1.1 Các khái niệm MPLS 16 II.1.2 Thành phần MPLS 18 II.2 Hoạt động MPLS 19 II.2.1 Các chế độ hoạt động MPLS 19 II.2.2 Hoạt động MPLS khung mạng ATM-PVC 32 II.3 Các giao thức sử dụng mạng MPLS 33 II.3.1 Giao thức phân phối nhãn 33 II.3.2 Giao thức RSVP 50 II.3.3 So sánh CR-LDP RSVP 56 II.4 So sánh MPLS MPOA .57 II.5 Chất lượng dịch vụ MPLS 59 II.5.1 Các dịch vụ tích hợp 60 II.5.2 Dịch vụ DiffSer 60 II.5.3 Hỗ trợ MPLS dịch vụ 60 II.6 Quản lý lưu lượng MPLS 60 II.6.1 Khái quát đặc tính 60 II.6.2 Mục tiêu quản lý lưu lượng MPLS 60 Báo cáo đề tài: 119 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II.6.3 Cơ chế làm việc quản lý lưu lượng MPLS 60 CHƢƠNG III ỨNG DỤNG MPLS TRONG MẠNG RIÊNG ẢO VPN 61 III.1 Giới thiệu chung 61 III.2 Khái niệm mạng riêng ảo 61 III.3 Các định tuyến ảo MPLS VPN 63 III.4 Các mục tiêu MPLS VPN III.5 Những yêu cầu kiến trúc MPLS VPN 64 III.6 Cấu trúc MPLS VPN 64 III.7 Gửi chuyển tiếp 66 III.8 Mở rộng MPLS VNP 70 III.9 Nhận biết động định tuyến lân cận MPLS VPN 70 III.10 Cấu hình miền VPN IP 71 III.11 Gửi chuyển tiếp MPLS VPN 73 III.11.1 LSP riêng 73 III.11.2 LSP công cộng 73 III.12 DiffSer MPLS VPN 74 III.13 Vấn đề bảo mật MPLS VPN 74 III.13.1 Bảo mật định tuyến 74 III.13.2 Bảo mật liệu 74 III.13.3 Bảo mật cấu hình 75 III.13.4 Bảo mật mạng vật lý 75 III.14 Giám sát định tuyến ảo MPLS VPN 75 III.15 Hỗ trợ QoS MPLS VPN 75 III.16 Chất lượng MPLS VPN 81 CHƢƠNG IV KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 83 IV.1.1 Mơ hình tổng đài đa dịch vụ 83 IV.1.2 Khả triển khai MPLS qua mơ hình 90 IV.1.3 Khuyến nghị ứng dụng MPLS mạng viễn thông VNPT 101 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 Báo cáo đề tài: 120 2001, Phòng NCKT Chuyển mạch, Viện KHKT Bưu Điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... MPLS mạng hệ Việt nam Báo cáo trình bày vấn đề mà đề tài cần đề cập đến bao gồm: Cơ sở công nghệ, trình hình thành hãng sản xuất thiết bị, nhà khai thác: phần giới thiệu sở công nghệ chuyển mạch. .. thiết trình chuyển dịch sang mạng đích MPLS .3 Các giao thức sử dụng mạng MPLS Tham gia vào trình chuyển thong tin mạng MPLS có số giao thức LDP, RSVP Các giao thức RIP, OPSF, BGP sử dụng mạng router... có nghiên cứu chun sâu vào mơ hình Định nghĩa cơng nghệ khơng rõ ràng hồn chỉnh Và sản phẩm thương mại chưa có .2.3 Cisco's Tag Switching Chỉ vài tháng sau Ipsion thông báo công nghệ chuyển mạch