Đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình mạng ATM MPLS

Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS ĐạI HọC QUốC GIA Hà NộI TRƯờng đại học công nghệ Lng Th Tho THIết kế mô hình mạng atm mpls Khoá luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngnh: in t - Vin thụng Hà nội - 2005 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Kim Giao đà tận tình bảo giúp đỡ em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp Đồng thời em xin đợc cảm ơn thầy cô giáo trờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, ngời đà trang bị cho em kiến thức giúp em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp Hà Nội, tháng năm 2005 Sinh viên Luơng Thị Thảo Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Tóm tắt nội dung Hiện nay, mạng Inernet truyền thống đáp ứng nhu cầu ngày tăng nhanh khách hàng chế điều khiển chất lợng nào, không hỗ trợ tốt chất lợng dịch vụ không cung cấp hiệu mạng riêng ảo Gần đây, công nghệ chuyển mạch nhÃn ®a giao thøc (MPLS) ®−ỵc ®Ị xt sư dơng ®Ĩ tải gói tin IP kênh ảo, MPLS đà kết hợp đợc u điểm chuyển mạch gói datagram chuyển mạch kênh ảo khắc phục đợc nhợc điểm mạng truyền thống Do vậy, đề tài luận văn này, em muốn giới thiệu công nghệ MPLS Tuy nhiên để tận dụng sở hạ tầng công nghệ ATM - công nghệ tin cậy đà đợc kiểm chứng qua thực tế bớc tiến tới mạng MPLS hoàn toàn, luận văn tập trung nghiên cứu giải pháp thiết kế mạng ATM MPLS Đặc biệt báo cáo nghiên cứu thiết kế mô hình mô mạng ATM MPLS ứng dụng điều kiện Việt Nam, nh để phục vụ cho đào tạo môn Viễn Thông - trờng Đại học Công Nghệ ĐHQGHN Lơng Thị Thảo Trờng Đại học C«ng nghƯ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS MụC LụC Trang Lời mở đầu Ch−¬ng Giíi thiƯu vỊ c«ng nghƯ MPLS 1.1 Giíi thiƯu 1.1.1 Kh¸i niƯm MPLS .4 1.1.2 Sù ®êi cña MPLS 1.2 Tình hình triển khai trình chuẩn hoá MPLS .7 1.2.1 T×nh h×nh triĨn khai MPLS 1.2.2 Quá trình chuẩn hoá MPLS 1.3 Các u điểm ứng dụng MPLS 1.3.1 Ưu điểm 1.3.2 øng dông 10 1.4 Tóm tắt chơng .11 CHƯƠNG Các thành phần hoạt động mạng MPLS 12 2.1 Các khái niệm MPLS 12 2.2 Các thành phần cña MPLS 15 2.3 Các giao thức MPLS .16 2.3.1 Giao thøc ph©n bè nh·n – LDP 16 2.3.2 Giao thøc CR-LDP 17 2.3.3 Giao thøc RSVP 17 2.3.4 Giao thøc MPLS-BGP 17 2.3.5 KiÕn tróc hÖ thèng giao thøc MPLS 17 2.4 Hoạt động MPLS 19 2.4.1 ChuyÓn m¹ch nh·n .19 2.4.2 Đồ hình mạng MPLS 20 2.4.3 C¸c b−íc hoạt động MPLS 20 2.4.4 Các đờng hầm MPLS .23 2.5 TriÓn khai øng dụng công nghệ MPLS Việt Nam .24 2.5.1 Khả ứng dụng MPLS 25 2.5.2 Mét sè nguyên tắc triển khai mạng NGN 25 2.5.3 Mô hình mạng MPLS 26 2.6 Tãm t¾t ch−¬ng 27 CHƯƠNG 3: Thiết kế mạng ATM MPLS 28 3.1 Giíi thiÖu 28 3.1.1 Mô hình chức m¹ng NGN 29 3.1.2 Chuyển mạch thẻ thuật ngữ 30 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 3.2 3.3 3.4 3.5 3.1.3 C¸c cÊu tróc chung cđa MPLs .31 3.1.4 MPLS kết hợp IP ATM khác 32 3.1.5 C¸c b−íc thiÕt kÕ m¹ng ATM MPLS 33 Chän thiÕt bÞ MPLS .34 3.2.1 CÊu tróc m¹ng MPLS 34 3.2.2 Chän thiÕt bÞ MPLS Cisco 38 3.2.3 IP+ATM .45 ThiÕt kÕ m¹ng ATM MPLS 48 3.3.1 Cấu trúc điểm truy nhËp dÞch vơ – PoP 48 3.3.2 Xác định đờng liên kết mạng ATM MPLS 53 3.3.3 Định tuyến IP m¹ng ATM MPLS 63 3.3.4 Xác định không gian kênh ảo VC nh·n MPLS 66 3.3.5 ThiÕt kÕ mạng liên tục 80 ứng dụng mô hình ATM MPLS giải pháp Nortel 80 Tóm tắt ch−¬ng 82 CHƯƠNG Triển khai ứng dụng m¹ng ATM MPLS 83 4.1 4.2 4.3 4.5 Các tiêu chí xây dựng mạng viễn thông ứng dụng đào tạo 83 Xây dựng mô hình mạng viễn thông ứng dụng đào tạo .84 NhËn xÐt .89 Tãm tắt chơng .90 KÕT LUËN 91 Tài liệu tham khảo 92 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng việt ATM Aysnchronous Transfer Mode Phương thức truyền tin không đồng Bộ định tuyến đường biên hệ thống tự trị BGP ASBP BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến giống giao thức cổng biên CLNP Connectionless Network Protocol Giao thức mạng không kết nối CRLDP Constraint-Based RoutingLDP Giao thức phân phối nhãn định tuyến dựa ràng buộc CSR Cell Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch tế bào DLCI Data Link Connection Identifier Nhận dạng kết nối lớp liên kết liệu DWDM Dense Wavelength Divion Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao FEC Forwarding Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tương đương FIB Forwarding Information Base Cơ sở liệu chuyển tiếp định tuyến GMPLS Generalized Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát IEIF Internation Engineering Task Force Tổ chức tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc tế Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyn Lơng Thị Thảo Trờng Đại học C«ng nghƯ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Hp kờnh đảo ATM IMA IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-IS Intermedia System to Intermedia System Giao thức định tuyến mạng trung gian tới mạng trung gian IS-ISTE Intermedia System to Intermedia System – Traffic Engineer Giao thức IS-IS có kỹ thật lưu lượng LAN Local Area Network Mạng cục LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến biên nhãn LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LMP Link Management Protocol Giao thức quản lí kênh Bộ điều khiển chuyển mạch nhãn LSC LSP Label Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng hệ sau OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến mở rộng theo phương thức ưu tiên tuyến đường ngắn OXC Optical Cross-Connect Đấu nối ghép quang PNNI Private Node to Node Interface Giao diện nút nút riờng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ThiÕt kế mô hình mạng ATM MPLS PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm điểm QoS Quanlity of Service Chất lượng dịch vụ RIP Realtime Internet Protocol Giao thức báo hiệu IP thời gian thực RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên SDH Synchronous Digital Hierachy Phân cấp truyền dẫn số đồng SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân bố thẻ TE Traffic Engineering Điều khiển lưu lượng UDP User Data Protocol Giao thức liệu người sử dụng VC Virtual connection Kết nối ảo VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng đường ảo tế bào VP Virtual Path Kênh ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng kênh ảo tế bào VPN Virtual Private Network Mạng riêng o WAN Wide Area Network Mng din rng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lời mở đầu Nn tng cho xó hội thơng tin phát triển cao dịch vụ viễn thông Mềm dẻo, linh hoạt, gần gũi với người sử dụng mục tiêu cần hướng tới Vài năm qua, Internet ngày phát triển với ứng dụng thương mại thị trường người tiêu dùng Cùng với dịch vụ truyền thống cung cấp qua Internet dịch vụ thoại đa phương tiện phát triển sử dụng Tuy nhiên, tốc độ dải thông dịch vụ ứng dụng vượt tài nguyên hạ tầng Internet Chính điều gây áp lực cho mạng viễn thông thời, phải đảm bảo truyền tải thông tin tốc độ cao với giá thành hạ Ở góc độ khác đời dịch vụ địi hỏi phải có cơng nghệ thực thi tiên tiến Ưu điểm bật giao thức định tuyến TCP/IP khả định tuyến truyền gói tin cách mềm dẻo linh hoạt rộng khắp tồn cầu Nhưng IP khơng đảm bảo chất lượng dịch vụ, tốc độ truyền tin theo yêu cầu, cơng nghệ ATM mạnh ưu việt tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước Sự kết hợp IP với ATM giải pháp kỳ vọng cho mạng viễn thông tương lai - mạng hệ sau NGN Gần đây, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) đề xuất để tải gói tin kênh ảo khắc phục vấn đề mà mạng ngày phải đối mặt, tốc độ, khả mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng, quản lý băng thông cho mạng IP hệ sau - dựa mạng đường trục hoạt động với mạng Frame Relay chế độ truyền tải không đồng (ATM) để đáp ứng nhu cầu dịch vụ người sử dụng mạng Ngày nay, xu hướng phát triển công nghệ tiếp cận nhau, đan xen lẫn cho phép mạng lưới thỏa mãn tốt nhu cầu khách hàng tương lai Thị trường viễn thông giới đứng xu cạnh tranh phát triển hướng tới mạng viễn thơng hội tụ tồn cầu tạo khả kết nối đa dịch vụ phạm vi toàn giới Do vậy, để đáp ứng nhu cầu đó, đời MPLS tất yếu Tuy nhiên, chưa rõ ràng liệu MPLS có đáp ứng hay khơng đòi hỏi chất lượng dịch vụ - QoS mà ATM khẳng định vị trí ATM công nghệ kiểm nghim v ó thnh cụng vic tớch Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình m¹ng ATM MPLS hợp liệu, thoại, video mạng Hiện giải pháp kết hợp an toàn khả thi chạy ATM MPLS mạng đường trục Với ý nghĩa cơng việc nghiên cứu tìm hiểu đánh giá giải pháp thiết kế mạng ATM MPLS tiến hành luận văn cần thiết, đặc biệt xu mạng NGN (mạng hệ sau) hội tụ toàn cầu tạo khả kết nối đa dịch vụ phạm vi toàn giới Với toàn nội dung trình bày luận văn này, đề tài mong muốn tiếp tục nghiên cứu vấn đề nhằm tham gia trao đổi vấn đề thiết kế lĩnh vực mạng hệ sau rộng lớn hấp dẫn Mục đích đề tài luận văn nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ MPLS để tiến tới thiết kế mạng ATM MPLS đưa vào ứng dụng điều kiện cụ thể Việt Nam phục vụ cho đào tạo công nghệ mạng viễn thông trường Đại học Cơng nghệ - ĐHQGHN Với mục tiêu nội dung luận văn gồm vấn đề sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) Chương 2: Giới thiệu thành phần hoạt động mạng MPLS Chương 3: Thiết kế mạng ATM MPLS Chương 4: Triển khai ứng dụng mạng ATM MPLS đào tạo L−¬ng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ThiÕt kÕ m« hình mạng ATM MPLS Thay cỏc tham sú ny vo phương trình (5): 4096 ≤ 1(2n)2/8 (n2 ≥ 8192) n > 90 Điều có nghĩa giới hạn cho LSR ATM 90 LSR hay LSR biên Câu hỏi: Một mạng sử dụng LSR ATM BPX 8650 không dùng kết hợp VC Hai lớp dịch vụ sử dụng Mỗi BPX có card BXM OC-12/STM-4 4x1 cổng, với cổng sử dụng để liên kết tới LSR ATM hay LSR biên khác Có 60 LSR biên vùng, 20 LSC Tuy nhiên, LSC có cấu hình điều khiển ‘disable-headend-vc’ Có 150 nhận dạng đích bảng định tuyến, 60 số cho LSC hay đánh số liên kết dùng lệnh ‘thẻ yêu cầu chuyển mạch thẻ’ LSR biên Mạng có đảm bảo có đủ khơng gian LVC cho tất điều kiện định tuyến không? Trả lời: Hai lớp dịch vụ sử dụng nên c = Các LSC không xem LSR biên lệnh ‘disable-headend-vcs’, nên n = 60 d = 90 nhận dạng đích khơng lọc cho mục đích thiêt lập nhãn Bảng 12 cho thấy phương trình (5) sử dụng: l ≤ 2(60 + 90) /8 l ≤ 5625 Tra BPX 8650 bảng 11 cho biết card BXP hỗ trợ 16k LVC hoạt động Trong trường hợp này, card có cổng nên liên kết hỗ trợ 16 k LVC Chỉ 5625 số VC yêu cầu trường hợp xấu nên mạng đảm bảo để có đủ khơng gian LVC (Điều cung cấp mà phần VSI thiết lập để đảm bảo 5625 VC tới MPLS trung kế) Lưu ý bảng định tuyến Internet Giới hạn nhận dạng đích ví dụ trước nhỏ nhiều so với kích thước bảng định tuyến đường trục Internet khoảng 70.000 tuyến Mặc dù vậy, MPLS ATM sử dụng mạng với định tuyến Internet đầy đủ cách dùng tính MPLS biết đến chặng đường dán nhãn (labelling next-hop) BGP Tính cho phép định tuyến ng biờn h Lơng Thị Thảo Trờng Đại học C«ng nghƯ 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS thng t trị BGP (ASBP) thay đổi bảng định tuyến Internet với cách BGP khác, lặp lại tập hợp bị giới hạn địa (hay tất cả) vào giao thức định tuyến bên (OSPF hay ISIS) qua vùng mà chúng kết nối Chỉ thiết lập nhận dạng đích bị giới hạn biết đến OSPF hay IS-IS mạng MPLS, giới hạn thảo luận đủ chúng nhỏ bảng định tuyến Internet Mạng riêng ảo MPLS Cisco mở rộng kỹ thuật labelling next-hop BGP để giải địa từ nhiều VPN khách hàng khác Kỹ thuật lưu lượng Các giới hạn thể phương trình (1) tới (5) áp dụng kỹ thuật lưu lượng MPLS không sử dụng Nếu kỹ thuật lưu lượng sử dụng LVC sử dụng cho đường hầm kỹ thuật lưu lượng liên kết, thêm vào giới hạn Các tính tốn lựa chọn Các giới hạn phương trình (1) đến (5) khơng thật xác Số LVC thường sử dụng liên kết riêng nhiều so với gợi ý giới hạn này, đặc biệt kết hợp VC khơng sử dụng Tuy nhiên thật khó để tính tốn cách xác yêu cầu Điều phụ thuộc vào hình dáng trạng thái xác mạng, đường xác lựa chọn định tuyến IP Nếu điều phân tích, đưa vào tính tốn thứ định tuyến đa đường liên kết bị hỏng, số LVC dành riêng cách an toàn liên kết Điều xử lý tương đối phức tạp Trong trường hợp nào, giới hạn đảm bảo Nhận xét Một mạng mà LSR khơng có khơng gian kêt nối LVC có chức dàn xếp cao Có cách để điều khiển LVC tạo LVC khơng tạo Điều dẫn đến định tuyến hố đen hay thực thi chuyển tiếp nghèo Rất quan trọng để thiết kế mạng cách cẩn thận từ việc bắt đầu đến xác định nguồn tài nguyên chuyển mạch mà số LVC đủ cú hiu lc trờn mi liờn kt Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 3.3.5 Thiết kế mạng liên tục Thiết kế mạng trình liên tục Khi mạng MPLS-ATM triển khai, hoạt động thiết kế liên tục yêu cầu để: − Kiểm tra lại điều chấp nhận sử dụng mạng ban đầu − Điều chỉnh mạng có khách hàng PoP thêm vào Quá trình liên tục bao gồm bước sau: Đo lường PoP thực lưu lượng liên kết so sánh lại: − Lưu lượng đoán trước − Dung lượng kết nối Dựa vào so sánh lưu lượng thực tế lưu lượng dự đoán, vài chấp nhận mơ hình thay đổi Ví dụ, phân phối lưu lượng qua nút khác so với dự đoán ban đầu Xem lại thiết kế ban đầu định kích thước chấp nhận mơ hình bị thay đổi Các liên kết dải thơng cao hay thấp yêu cầu Khi khách hàng thêm lưu lượng tăng, xem lại thiết kế ban − Thêm LSR biên cho PoP − Thêm liên kết đến mạng − Điều chỉnh định tuyến − Kiểm tra việc xác định LVC đủ liên kết đầu để: 3.4 Ứng dụng mơ hình mạng ATM MPLS giải pháp NORTEL Cấu trúc chung mạng hệ sau Nortel đưa hỡnh 25: Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghÖ 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Hỡnh 25: Mụ hình mạng hệ sau Nortel Passport giải pháp giải pháp mạng Nortel cho dịch vụ Internet Passport cho phép nhiều dịch vụ bao gồm điện thoại Internet, DSL, VPN 3G không dây, đáp ứng nhu cầu khác nhà cung cấp khẳ mở rộng, độ tin cậy,… Tất bổ sung nhờ quản lý liệu đa dịch vụ, cung cấp khả quản lý dịch vụ mạng phong phú Được thiết kế để đáp ứng bước với đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ, Passport có kiến trúc đáng tin cậy, chức đa dịch vụ cho phép cung cấp nhiều dịch cụ tổng đài, giảm chi phí quản lý vận hành, đồng thời tăng cường lãi suất dịch vụ Một vài dịch vụ mà Passport đưa để đáp ứng với đòi hỏi phát triển mạng: − Tập hợp DSL tốc độ cao − Thoại gói tin − IP VPN − Các dịch vụ liệu công cộng – ATM − Các dịch vụ liệu cơng cộng - chuyển tiếp khung L−¬ng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ThiÕt kÕ m« hình mạng ATM MPLS Cỏc dch v d liu công cộng – IP dựa chuyển tiếp khung − Các dịch vụ liệu công cộng - Chuyển tiếp khung đa đường truyền − Thay kênh thuê riêng/DCS − Các dịch vụ quản lý mạng − 3G không dây Tổng đài đa dịch vụ Passport 1500 Tổng đài đa dịch vụ Passport 15000 có dung lượng cung cấp chuyển tiếp khung,IP,ATM,MPLs dịch vụ thoại nhằm đáp ứng thách thức cho nhà cung cấp dịch vụ liệu thoại Các đặc tính sản phẩm là: − Có tính linh hoạt − Có độ tin cậy − Có khả mở rộng 3.5 Tóm tắt chương Như vậy, chương 3- Thiết kế mạng ATM MPLS trình bày bước thiết kế mạng ATM MPLS sâu ngiên cứu bước tìm hiểu thiết kế mơ hình mạng ATM MPLS Australia Tiếp theo, ngiên cứu giải pháp Nortel mạng hệ sau với mạng lõi theo cụng ngh ATM MPLS Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Chơng 4: Triển khai ứng dụng mạng atm mpls 4.1 Các tiêu chí xây dựng mô hình mạng viễn thông phục vụ cho đào tạo Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS phục vụ đào tạo phải theo tiêu chí sau: a/ Phục vụ đào tạo công nghệ truyền thông đại Đặc thù công nghệ viễn thông công nghệ hệ thống mang tính toàn cầu Theo chuẩn thống toàn khu vực toàn cầu Những nớc phát triển nh Việt Nam, kỹ thuật công nghệ viễn thông phải giải nhiệm vụ sau: Xây dựng sở hạ tầng viễn thông đại hợp chuẩn quốc tế, đáp ứng đợc loại hình dịch vụ viễn thông tiên tiến, thiết lập đợc kênh thông tin điểm đến đa điểm, truyền thông đa phơng tiện, nhiều ngời dùng, chất lợng dịch vụ cao Sinh viên, học viên cao học nghành viễn thông muốn tiếp cận công nghệ viễn thông thực tế khó khăn, nhà máy xí nghiệp nào, công ty tiếp nhận số đông sinh viên thực tập thực tế Hệ thống viễn thông quốc gia vận hành liên tục, cho sinh viên thực hành để học tập công nghệ đợc Các sở đào tạo viễn thông phải tự xây dựng phòng thí nghiệm mô hệ thống truyền thông tin để sinh viên thực hành công nghệ, nghiên cứu phát triển công nghệ Xây dựng mạng viễn thông riêng cho nghành Công nghệ Điện tử viễn thông trờng ĐHCN thiết Tại sinh viên, nghiên cứu sinh nh cán giảng dậy hoàn toàn chủ động việc nắm vững công nghệ, khoa học thiết bị lĩnh vực truyền thông đại Bộ môn Viễn thông thuộc khoa Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội nơi nghiên cứu, đào tạo chuyên sâu công nghệ viễn thông Song song với việc giảng dạy lý thuyết, hớng dẫn học viên tìm hiểu lĩnh vực công nghệ mới, khoa trọng đến việc đại hoá phòng thí nghiệm với mục đích ứng dụng thử nghiệm công nghệ này, bám sát phát triển nhanh chóng lĩnh vực công nghệ mũi nhọn trớc chúng đợc đa triển khai mạng viễn thông công cộng Mạng đợc xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác đào tạo thực hành công nghệ truyền thông, nghiên cứu phát triển dịch vụ viễn thông tiên tiến Mô hình mạng phải tơng tự nh mạng viễn thông công cộng bám sát với thực tiễn Việt Nam, b¸m s¸t su h−íng ph¸t triĨn cđa hƯ thèng viễn thông đại Lơng Thị Thảo Trờng Đại häc C«ng nghƯ 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS b/ Công nghệ truyền thông dùng mạng phải đại mang tính toàn cầu Xu hớng phát triển ngày thể rõ công nghệ chuyển mạch hệ thống viễn thông đại hợp tiến tới công nghệ chuyển mạch nhÃn đa giao thức MPLS hoạt động công nghệ ATM, công nghệ Frame Relay, công nghệ IP tồn Mô hình hệ thống viễn thông phục vụ cho đào tạo công nghệ truyền thông đại thiết phải xây dựng phát triển theo hớng này.Việc nghiên cứu tìm hiểu điều kiện để xây dựng mạng ATM MPLS cách tiếp cận nhanh công nghệ truyền thông c/ Mạng phải đáp ứng đợc dịch vụ truyền thông đa phơng tiện, dịch vụ viễn thông triển khai mạng phải đại, tiên tiến, đảm bảo chất lợng dịch vụ đáp ứng đợc lợng khách hàng ngày tăng nhanh Để đáp ứng đợc tiêu chí mạng chuyển mạch phải đợc xây dựng theo mô hình cấu trúc mạng MPLS Để tiến tới mạng hoàn toàn MPLS, giới Việt Nam phát triển thành mạng chuyển mạch ATM MPLS có khẳ cung cấp dịch vụ truyền thông đa phơng tiện với tốc độ cao, đáp ứng nhu cầu khách hàng nh số lợng khách hàng tăng nhanh d/ Kiến trúc mạng theo hệ thống mở Mạng viễn thông phải đợc xây dựng theo mô hình kết nối hệ thống mở, phù hợp với xu hớng phát triển hệ thống viễn thông số đại Mạng có cấu trúc linh hoạt, dễ dàng nâng cấp phát triển mở rộng quy mô mạng e/ Đảm bảo vốn đầu t mạng 4.2 Xây dựng mô hình mạng ATM MPLS ứng dụng đào tạo Để xây dựng mô hình mạng viễn thông theo công nghệ theo tiêu chí đà nêu, cần nghiên cứu vấn đề sau : Nghiên cứu xây dựng kiến trúc tổng thể mạng đờng trục theo định hớng mạngATM MPLS Nghiên cứu xây dựng mô hình mạng phục vụ cho đào tạo dựa công nghệ mạng ATM MPLS Các nút mạng định tuyến 7200 Cisco Để kết nối tổng đài cần có chuyển mạch IGX 8410 Cisco Do cần phải nghiên cứu Lơng Thị Thảo Trờng Đại häc C«ng nghƯ 92 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS thiết bị lợng kênh ảo nhÃn LVC có mạng nh lu lợng qua đờng chuyển gói tin mạng Nghiên cứu thiết bị mạng ATM MPLS, ứng dụng mạng ATM MPLS a) Mạng đờng trục hệ thống viễn thông Cấu trúc mạng đờng trục phải đảm bảo yêu cầu: Hỗ trợ dịch vụ truy cập hệ sau (Next-Generation Access Services) rìa mạng với khả đa dạng hoá dịch vụ cho hàng loạt ứng dụng Hỗ trợ nhiều mức chất lợng dịch vụ QoS lớp dịch vụ CoS Cấu trúc có khả phát triển, bảo mật tự khắc phục lỗi cho luồng truy cập luồng trục Hỗ trợ luồng lu lợng thoại liệu Linh hoạt việc thừa kế ứng dụng dịch vụ có mạng có khả cung cấp dịch vụ Để đáp đáp ứng đợc yêu cầu cần phải áp dụng công nghệ chuyển mạch ATM MPLS đa dịch vụ Sơ đồ mạng viễn thông đờng trục theo dự kiến đợc trình bày hình 26 Trên nút mạng dùng chuyển mạch WAN ATM (ATM WAN Switch) cña h·ng Cisco IGX 8410 ; định tuyến chuyển mạch nhÃn đa giao thức MPLS Cisco7200 nối với Catalyst 3550 thiết bị khác nh hình 26 Cấu hình mạng dự kiến hoàn toàn đạt đợc mục tiêu thiết kế đà đề Nó đà đợc triển khai bớc Bộ môn Viễn thông Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 93 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Hình 26: Mạng đờng trục theo công nghệ ATM MPLS b) Mô hình mạng ATM MPLS phục vụ cho đào tạo Có hai kiểu kết hợp mạng ATM mạng MPLS lâ mạng với biên MPLS lõi ATM, mạng với biên ATM lõi MPLS nh hình hình dới đây: Mô hình thờng áp dụng cho mạng chuyển mạch Quỗc gia với thiết bị có lu lợng đờng dây truy nhập đờng trung kế nhiều tốc độ cao Ví dụ nh định tuyến chuyển mạch lõi M160 với thông lợng chuyển mạch 160Gb/s Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 94 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS đặt nút Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh định tuyến biên ERX đặt tỉnh thành khác Tuy nhiên để thực thi mạng nh hình 27 hay hình 28 cần lắp đặt đến định tuyến biên Cisco 7200 (mỗi giá khoảng 40.000$) thiết bị chuyển mạch WAN ATM IGX8410 (mỗi thiết bị giá khoảng 55.000$) Với thiết bị có sẵn phong thực hành Viễn Thông (mạng truy nhập IGX8410) để tiết kiệm kinh phí (chỉ cần thiết bị Cisco 7200) ta thiết kế mạng ATM MPLS phục vụ cho đào tạo theo hình 29 hay hình 30 dới đây: Trên nút mạng dùng chun m¹ch WAN ATM (ATM WAN Switch) cđa h·ng Cisco IGX 8410 với module chuyển mạch ATM vạn năng-UXM (có cổng OC3/STM-1trên module) định tuyến chuyển mạch nh·n ®a giao thøc MPLS Cisco7200 víi bé thÝch nghi PA-A3 (có 4096 LVC hoạt động đợc hỗ trợ ), lu lọng đờng liên kết STM-1 (nhiều luồng E1) Cấu hình mạng hoàn toàn đạt đợc mục tiêu thiết kế mạng viễn thông ứng dụng đào tạo đà nêu Mô hình tiết kiệm (chỉ cần thiết bị Cisco 7200) lắp đặt theo đờng trục ATM MPLS đơn giản nh hình 31: Lơng Thị Thảo Trờng Đại häc C«ng nghƯ 95 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Hỡnh 31: Mạng đương trục ATM MPLS đơn giản c) Các thiết bị mạng - Bộ định tuyến Cisco hệ 7200 Trong sơ đồ định tuyến nằm biên mạng đường trục đựợc lựa chọn điển hình định tuyến Cisco hệ 7200 Việc sử dụng định tuyến này, kỹ thật MPLS hỗ trợ kiểu liên kết như: ATM, gói qua SONET, Ethernet, v.v Bộ định tuyến MPLS 7200 có bốn khe cắm với nguồn cung cấp lượng phần mềm IOS, module kết nối tới tổng đài IGX8410 Trong định tuyến 7200 có đường truy cập như: đường serial/frame relay E1/T1, 10Mb/s fast ethernet, ISDN BRI, HSSI, cổng song song tốc độ cao, E3, T3, OC3/STM-1 ATM, gói SONET/SDH đường truy cập khác - Chuyển mạch WAN ATM IGX 8410 Chuyển mạch WAN ATM IGX 8410 Cisco nằm nút mạng đường trục, tạo kênh ảo, đường ảo cần thiết để cấp phát cho ứng dụng voice, fax video doanh nghiệp Hiện thị trường có sẵn chủng loại IGX8400: IGX 8410 với khe cắm, IGX 8420 với 16 khe cm hoc IGX 8430 Lơng Thị Thảo Trờng Đại häc C«ng nghƯ 96 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS vi 32 khe cắm, IGX 8400 cấp số đưa tính mềm dẻo lớn phù hợp với yêu cầu mở rộng phạm vi doanh nghiệp IGX 8410 tích hợp với chuyển mạch WAN Cisco, thiết bị truy cập sản phẩm thiết bị truyền thông cá nhân khác, đưa giải pháp mạng từ đầu cuối tới đầu cuối mà hiệu hoạt động lớn giá thành thấp Để bắt đầu cho sở hạ tầng mạng IP Internet, dẫn đường cho doanh nghiệp, thích hợp với thay đổi thương mại nhu cầu ứng dụng IGX 8410 cấp phát dải tần cách hiệu công nghiệp Chất lượng dịch vụ thơng minh tính quản lý băng tần đảm bảo tất ứng dụng có chất lượng dịch vụ mong đợi Các tính IGX cho phép mở rộng việc quản lý lưu lượng tự động định cấu hình cách linh hoạt giúp định tuyến tiết kiệm thời gian làm tăng khả thực Kết nối dịch vụ công cộng làm giảm giá thuê bao mang lại hiệu cao cho việc liên kết mạng WAN Tốc độ cho phép cổng đầu cuối linh hoạt từ 1.2Kbps đến OC-3/STM-1 (155.52MBPS) cổng trung kế từ T1/E1 đến OC-3/STM-1, đem đến cho nhà khai thác mạng giải pháp kết nối hệ thống tối ưu cho môi trường truyền dẫn chuyên nghiệp IGX 8410 cho phép hợp mạng đường trục đa dịch vụ Với giao diện định tuyến lớp cho việc truyền tải ATM, Frame Relay, đồng không đồng liệu, ghép kênh phân chia thời gian, Internet, video, lưu lượng thoại IGX 8410 hợp nhiều kiểu lưu lượng đường trục tin cậy Các tính quản lý lưu lượng tiến đảm bảo ứng dụng tự động nhận dải thông chất lượng dịch vụ cần thiết 4.3 Nhận xét − Mơ hình mạng cho phép nhiều dịch vụ bao gồm điện thoại Internet, DSL, VNP triển khai dịch vụ băng thơng rộng VDSL, WLAN… đáp ứng nhu cầu khác nhà cung cấp dịch vụ khả mở rộng, độ tin cậy… − Được thiết kế để đáp ứng bước với đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ, mơ hình có kiến trúc đáng tin cậy, chức đa dịch vụ cho phép cung cấp nhiều dịch vụ tổng đài thoại, gửi file, gửi hình nh, chỏt Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghÖ 97 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Vi ba định tuyến Cisco hệ 7200 thiết bị có sẵn phịng thực hành Viễn thơng, mơ hình hồn tồn thực M« hình áp dụng cho trờng Đại học Công Nghệ, tơng ứng với điểm truy nhập khoa truờng là: Công nghệ Điện tđ ViƠn th«ng, C«ng nghƯ Th«ng tin, VËt lý Kü thuËt − Do vậy, để hoà nhập theo kịp phát triển công nghệ đại, lắp đặt mạng ATM MPLS phịng thực hành Viễn thơng cần thiết Tuy nghiên cứu triển khai quy mơ nhỏ mơ hình mơ cấu hình hệ thống thực tế nâng cấp thành mạng quốc gia Đứng phương diện nghiên cứu phục vụ cho công tác đào tạo công nghệ đại, mô hình giúp cho sinh viên Đại học học viên Cao học có kiến thức phương diện lý thuyết thực hành 4.4 Tóm tắt chương Trong chương tìm hiểu tiêu chí xây dựng mạng phục vụ cho đào tạo Từ sâu nghiên cứu triển khai mơ hình mạng ATM MPLS ứng dụng thực tế Các đánh giá, nhận xét mơ hình cp n Lơng Thị Thảo Trờng Đại học C«ng nghƯ 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS kết luận Sự phát triển không ngừng công nghệ đem lại cho lợi ích thiết thực sống Sự đời phát triển công nghệ MPLS khẳng định nhằm đáp ứng nhu cầu đa dịch vụ, đa phương tiện người dùng MPLS không công nghệ băng rộng đại nâng cao mà cốt lõi mũi nhọn mạng MPLS tảng với độ tin cậy cao, giá thành thấp cho sở hạ tầng Internet mạng IP đa dịch vụ MPLS cho phép nhà khai thác viễn thông giảm bớt chi phí vận hành, đơn giản hóa việc quản lý lưu lượng hỗ trợ dịch vụ IP liên kết với MPLS coi công nghệ tiềm cho mạng NGN thời gian tới Trong điều kiện nay, việc nghiên cứu vận dụng mơ hình mạng ATM MPLS áp dụng đào tạo giúp sinh viên đại học hay học viên cao học tìm hiểu lý thuyết thực hành công nghệ đại Đặc biệt, mơ hình cịn áp dụng vào thực tế Việt Nam để giải vấn đề thiết thực có địi hỏi cấp bách Luận văn trình bày tổng quan cơng nghệ MPLS thiết bị hoạt động MPLS Đặc biệt, luận văn sâu nghiên cứu, tìm hiểu bước thiết kế mơ hình mạng ATM MPLS Hơn nữa, luận văn trình bày mơ hình mạng triển khai Việt Nam số nước giới Cuối cùng, luận văn nghiên cứu mơ hình mạng để triển khai ứng dụng phục vụ cho đào tạo môn Viễn Thông - trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội MPLS đề tài hay rộng lớn Ngoài vấn đề đề cập luận văn, nhiều vấn đề khác MPLS như: chất lượng dịch vụ, điều khiển lưu lượng, mạng riêng ảo công nghệ IP/MPLS DWDM, chuyển mạch bước sóng đa giao thức - MLλS, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát – GMPLS Do vậy, em mong muốn có tiếp tục nghiên cứu tiếp đề tài L−¬ng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 99 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ThiÕt kÕ m« hình mạng ATM MPLS Trong thi gian lm lun em cố gắng tìm hiểu đề tài luận văn Tuy nhiên, thời gian làm luận văn trình độ cịn hạn chế em thấy tìm hiểu phần nhỏ lĩnh vực mạng viễn thông rộng lớn hấp dẫn MPLS công nghệ đại mẻ Việt Nam Vì vậy, luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót hạn chế, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô giáo bạn quan tâm đến vấn đề Xin trân trọng cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “ Designing ATM MPLS Networks” http://www.cisco.com [2] “Multiprotocol Label Switching (MPLS) ” http://www.iec org [3] http://www.cisco.com/warp/public/cc/cisco/mkt/core/7200/prodlit/c7200 _ds.htm [4] http://www.cisco.com/warp/public/cc/cisco/mkt/access/dslaggr/prodlit/6 400_ds.htm [5] TS Lê Ngọc Giao “Các tổng đài đa dịch vụ mạng viễn thông hệ sau” - Nhà xuất Bưu điện [6] “Hội tụ Viễn thông CNTT kỷ nguyên mới” Nhà xuất bưu điện – 2004 [7] “Bài báo triển khai hệ thống viễn thơng ứng dụng đào tạo ” Phịng thí nghiệm Viễn thơng - trường Đại học Cơng nghệ - i hc Quc Gia H Ni Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 100 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 2.4.2 hình mạng MPLS Hình9 : Đồ hình mạng MPLS Miền MPLS “tập nút hoạt động định tuyến chuyển tiếp MPLS? ?? Miền MPLS chia thành Lõi MPLS (MPLS Core) Biên MPLS (MPLS. .. luanvanchat@agmail.com Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS g Mạng đường trục kép Hình 15: Thiết bị mạng MPLS a) MPLS dựa gói tin đơn giản Cấu trúc mạng MPLS đơn giản thể hình 15(a) Cấu trúc áp dụng mạng có định... ThiÕt kÕ mô hình mạng ATM MPLS 3.2 3.3 3.4 3.5 3.1.3 C¸c cÊu tróc chung cđa MPLs .31 3.1.4 MPLS kết hợp IP ATM khác 32 3.1.5 Các bớc thiết kế mạng ATM MPLS 33 Chän thiÕt bÞ MPLS