Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức 1

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT .i LỜI NÓI ĐẦU iii CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ MPLS 1.1 Xu hướng phát triển dịch vụ .1 1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng 1.2.1 Định tuyến chuyển mạch gói truyền thống 1.2.2 Công nghệ mạng dựa giao thức IP 1.2.3 Công nghệ ATM 1.2.4 IP ATM So sánh IP ATM Giải pháp sử dụng mơ hình xếp chồng 1.3 Sự đời công nghệ MPLS 1.3.1 Chuyển mạch nhãn gì? .8 1.3.2 Tại sử dụng MPLS? 10 Tốc độ trễ 10 Khả mở rộng mạng 11 Tính đơn giản 11 Sử dụng tài nguyên 12 Điều khiển đường 12 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ MPLS 14 2.1 Một số vấn đề 14 2.1.1 Các thuật ngữ, định nghĩa sử dụng MPLS 14 2.1.2 Một sồ vấn đề liên quan đến nhãn (Label) 16 Không gian nhãn 16 Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Sự nhãn không gian nhãn 17 Ngăn xếp nhãn 19 Sự trì nhãn 22 Tổng hợp FEC 23 Hợp nhãn 25 2.1.3 Một số vấn đề liên quan đến ràng buộc nhãn (FEC/Label) 26 Các phương pháp ràng buộc nhãn với FEC .26 Các chế độ điều khiển ràng buộc nhãn với FEC 27 Phân bổ ràng buộc nhãn không theo yêu cầu theo yêu cầu 29 2.2 Các loại thiết bị mạng MPLS 30 2.3 Các chế độ hoạt động MPLS 32 2.3.1 Chế độ khung .32 2.3.2 Chế độ tế bào 33 2.4 Các giao thức phân bổ nhãn 35 2.4.1 Giao thức phân phối nhãn LDP 35 Giới thiệu 35 Các loại tin LDP .36 Thủ tục thăm dò LSR lân cận 37 Các tin LDP 38 Phát hành sử dụng nhãn 43 2.4.2 Giao thức RSVP với việc phân bổ nhãn .48 2.4.3 Giao thức BGP với việc phân bổ nhãn .54 2.5 Định tuyến mạng MPLS 55 2.5.1 Định tuyến cưỡng (CR) với CR-LDP .56 Khái niệm 56 Định tuyến (ER) định tuyến cưỡng (CR) 57 Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục LDP định tuyến cưỡng (CR) 58 Thuật toán định tuyến cưỡng 58 Các tin TLV sử dụng CR 62 CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MPLS 71 3.1 Mạng hệ (NGN) Tổng công ty BCVT Việt Nam 71 3.1.1 Mở đầu .71 3.1.2 Cấu trúc phân lớp chức NGN .72 3.1.2 Nguyên tắc tổ chức mạng 72 3.1.3 Tổ chức lớp chức NGN .73 Tổ chức lớp ứng dụng lớp dịch vụ mạng 73 Tổ chức lớp điều khiển 74 Tổ chức lớp truyền tải 74 Tổ chức lớp truy nhập 74 3.1.4 Kết nối NGN với mạng thời 74 Kết nối với mạng PSTN 74 Kết nối với mạng Internet 75 3.1.5 Lộ trình chuyển đổi sang NGN 76 3.2 Khả ứng dụng MPLS Việt Nam 78 3.2.1 Những điểm định hướng phát triển ngành viễn thông Việt Nam 78 3.2.2 Các công nghệ triển vọng triển khai 78 Công nghệ IP .79 Công nghệ ATM 79 Công nghệ MPLS 79 3.2.3 Các giải pháp ứng dụng MPLS 80 Giải pháp 1: MPLS mạng lõi 81 Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Giải pháp 2: ATM lõi, MPLS tổng đài đa dịch vụ 83 Giải pháp 3: Mạng MPLS hoàn toàn 86 Đánh giá giải pháp 88 KẾT LUẬN .89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ từ viết tắt THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT ATM Asynchronous Transfer Mode ARP ATMARP BGP CoS CLIP CR CR-LDP CR-LSP CSPF DiffServ DLCI ER FR FEC IETF IP IntServ LAN LANE LDP LER LIB LSP LSR MG MPLS MPOA NGN NHRP Address Resolution Protocol ATM Address Resolution Protocol Border Gateway Protocol Class of Service Classical IP Constrained Routing Constrained Routing-LDP Constrained Routing-LSP Constrained SPF Differentiated Service Data Link Connection Identifer Explicit Routing Frame Relay Fowarding Equivalent Class Internet Engineering Task Force Internet Protocol Integrated Service Local Area Network LAN Emulation Label Distribution Protocol Label Edge Router Label Information Base Label Switched Path Label Switch Router Media Gateway Multiprotocol Label Switching Multiprotocol Over ATM Next Generation Network Next Hop Resolution Protocol Lưu Anh Tú, D2001VT i Chế độ truyền dẫn không đồng Giao thức phân giải địa Giao thức phân giải địa ATM Giao thức cổng đường biên Lớp dịch vụ IP ATM Định tuyến cưỡng Định tuyến cưỡng bức-LDP Định tuyến cưỡng bức-LSP SPF cưỡng Các dịch vụ phân biệt Nhận dạng kết nối liên kết liệu Định tuyến Chuyển tiếp khung Lớp chuyển tiếp tương đương Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet Giao thức Internet Các dịch vụ tích hợp Mạng cục Mơ LAN Giao thức phân bổ nhãn Router biên nhãn Cơ sở thông tin nhãn Đường dẫn chuyển mạch nhãn Router chuyển mạch nhãn Cổng đa phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức Đa giao thức ATM Mạng hệ Giao thức phân giải chặng Đồ án tốt nghiệp Đại học OSPF PID PNNI QoS RESV RFC RSVP SG SPF STM SVC TCP TGW TLV TLV ToS UDP VC VCI VNPT VP VPN VPI WAN Thuật ngữ từ viết tắt Open Shortest Path First Giao thức đường ngắn Protocol Identifier Nhận dạng giao thức Private Network-Network Interface Mạng riêng ảo Quality of Service Chất lượng dịch vụ Resevation Bản tin dành trước Request For Comment Yêu cầu ý kiến Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên Signaling Gateway Cổng báo hiệu Shortest Path First Đường ngắn Synchronous Transmission Mode Chế độ truyền dẫn đồng Signaling Virtual Circuit Kênh ảo báo hiệu Transission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn Traffic Gateway Cổng lưu lượng Time To Live Thời gian sống Type-Leng-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trị Type of Service Kiểu dịch vụ User Datagram Protocol Giao thức lược đồ liệu Virtual Circuit Kênh ảo Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo Vietnam Post & Telecommunications Tổng công ty BCVT Việt Nam Virtual Path Đường ảo Virtual Private Network Mạng riêng ảo Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo Wide Area Network Mạng diện rộng Lưu Anh Tú, D2001VT ii Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Cùng với phát triển đất nước, năm gần ngành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, ngành công nghiệp viễn thông không ngoại lệ Số người sử dụng dịch vụ mạng tăng đáng kế, theo dự đoán số tăng theo hàm mũ Ngày có nhiều dịch vụ chất lượng dịch vụ yêu cầu cao Đứng trước tình hình này, vấn đề mạng bắt đầu bộc lộ, nhà cung cấp mạng nhà cung cấp dịch vụ có nhiều nỗ lực để nâng cấp xây dựng hạ tầng mạng Nhiều công nghệ mạng công nghệ chuyển mạch phát triển, số phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn (MPLS tiêu chuẩn) MPLS nghiên cứu áp dụng nhiều nước, Tổng công ty BCVT Việt Nam áp dụng công nghệ cho mạng hệ NGN Đứng trước phát triển nhanh chóng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, việc tìm hiểu vấn đề cơng nghệ MPLS vấn đề quan trọng sinh viên Nhận thức điều đó, đồ án tốt nghiệp “Cơng nghệ MPLS ứng dụng” giới thiệu trình phát triển dịch vụ công nghệ mạng dẫn tới MPLS, tìm hiểu vấn đề kỹ thuật cơng nghệ, ứng dụng công nghệ MPLS mạng hệ NGN Tổng công ty BCVT Việt Nam Bố cục đồ án gồm chương  Chương I : Giới thiệu công nghệ MPLS  Chương II : Công nghệ MPLS  Chương III : Ứng dụng công nghệ MPLS Công nghệ MPLS cơng nghệ tương đối mẻ, việc tìm hiểu vấn đề cơng nghệ MPLS địi hỏi phải có kiển thức sâu rộng, lâu dài Do đồ án khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận phê bình, góp ý thầy cô giáo bạn Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Trần Hạo Bửu, người tận tình hướng dẫn em suốt trình làm đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Viễn thông giúp đỡ em thời gian qua Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè người thân - người giúp đỡ động viên tơi q trình học tập Lưu Anh Tú, D2001VT iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Giới thiệu công nghệ MPLS CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ MPLS Trong chương này, nêu xu hướng phát triển dịch vụ vấn đề nảy sinh với mạng truyền thống trình phát triển Tiếp đến phần mơ tả q trình phát triển cơng nghệ mạng, ưu nhược điểm công nghệ cuối phần giải thích cho việc đời công nghệ chuyển mạch nhãn mạng chuyển mạch nhãn (MPLS tiêu chuẩn) đóng vai trò quan trọng liên mạng riêng mạng Internet toàn cầu đa dịch vụ? Nội dung chương có vấn đề sau 1.1 Xu hướng phát triển dịch vụ 1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng 1.3 Sự đời MPLS 1.1 Xu hướng phát triển dịch vụ Trong phần xem xét quan điểm đứng từ phía người sử dụng dịch vụ để thấy xu hướng phát triển dịch vụ Chúng ta sống thời đại mà nhu cầu trao đổi, tìm kiếm thơng tin trở nên cần thiết với người Gần tìm kiếm thơng tin mà cần Internet, nhu cầu truy cập vào mạng Internet để tìm kiếm, trao đổi thơng tin trở nên lớn Trong bối cảnh mạng Internet trở thành cơng cụ hữu ích đáp ứng cách đầy đủ dẫn đến bùng nổ số người sử dụng mạng, người ta ước tính số ngưòi sử dụng mạng tăng theo hàm mũ Cùng với phát triển xã hội nhiều mặt, ngành công nghiệp không ngừng phát triển ngành công nghiệp viễn thông không ngoại lệ Nhu cầu sử dụng người ngày tăng số lượng chất lượng: dịch vụ đa phương tiện xuất ngày đa dạng yêu cầu chất lượng dịch vụ người sử dụng ngày cao, khắt khe hơn, ứng dụng yêu cầu băng thông lớn, thời gian tương tác nhanh hơn, trễ biến thiên trễ thấp, lặp gói Từ yếu tố dẫn đến tài nguyên mạng Internet bị cạn kiệt nhanh chóng Lúc mạng Internet bắt đầu biêu rõ vấn đề là: tốc độ mạng, khả mở rộng, quản lý chất lượng dịch vụ, đặc biệt vấn đề tắc nghẽn xảy mạng Truớc tình trạng cần có biện pháp để giải khắc phục Chúng Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Giới thiệu công nghệ MPLS ta xem xét kỹ vấn đề mạng IP truyền thống để thấy rõ thực cần cho công nghệ mạng Vấn đề với mạng IP truyền thống nhu cầu cần phải có mạng Internet dựa QoS Mạng Internet truyền thống khơng có chế phân loại dịng lưu lượng, tính phức tạp nó, mạng xử lý lưu lượng tất ứng dụng theo lối phân phối lưu lượng sở nỗ lực tối đa Nghĩa là, lưu lượng phân phối mạng có đủ tài nguyên Tuy nhiên, mạng trở nên tắc nghẽn, lưu lượng bị loại bỏ Một số mạng cố gắng để thiết lập số phương pháp phản hồi (điều khiển tắc nghẽn) tới người sử dụng để yêu cầu người sử dụng giảm lượng liệu gửi vào mạng Nhưng thực tế kỹ thuật khơng hiệu nhiều dịng lưu lượng mạng có thời gian hoạt động ngắn ngắn, có vài gói Vì vậy, mà người sử dụng nhận phản hồi khơng cịn gửi liệu Các gói phản hồi trở nên vơ nghĩa lại cịn làm tăng lưu lượng mạng Khái niệm nỗ lực tối đa có nghĩa lưu lượng bị huỷ bỏ cách ngẫu nhiên; khơng có cách để loại bỏ lưu lượng cách thông minh mạng Internet truyền thống Chúng ta thử hình dung tình sau: người sử dụng gửi lưu lượng vào mạng, người có ứng dụng cần băng thông cao, dung lượng liệu lớn người có ứng dụng cần băng thơng thấp Giả sử mạng bị nghẽn, biết phải loại bỏ số lưu lượng nên loại bỏ dịng lưu lượng ứng dụng có độ ưu tiên thấp trước (thường ứng dụng có u cầu băng thơng thấp hơn), song mạng khơng làm vậy, không phân biệt người sử dụng không dành quyền ưu tiên cho người sử dụng Vậy nói giải pháp nỗ lực tối đa khơng phải mơ hình q tốt Những cần có cách để quản lý QoS phù hợp với đầu tư yêu cầu người sử dụng Qua việc phân tích sơ quan điểm đứng từ phía người sử dụng, thấy xu hướng phát triển dịch vụ số vấn đề gặp phải với mạng truyền thống Vậy nhà cung cấp mạng nhà cung cấp dịch vụ cần phải làm để đáp ứng yêu cầu người sử dụng Sau đây, xem xét q trình phát triển cơng nghệ mạng mà nhà cung cấp mạng thực Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Giới thiệu công nghệ MPLS 1.2 Xu hướng phát triển công nghệ mạng 1.2.1 Định tuyến chuyển mạch gói truyền thống Sự triển khai mạng Internet nhằm vào yêu cầu truyền số liệu qua mạng Các mạng phục vụ cho ứng dụng đơn giản truyền file đăng nhập từ xa Để thực yêu cầu này, định tuyến dựa phần mềm đơn giản, với giao diện mạng T1/E1 hay T3/E3 để hỗ trợ mạng xương sống, đáp ứng yêu cầu Khi dịch vụ yêu cầu tốc độ cao khả để hỗ trợ tốc độ truyền dẫn băng tần lớn xuất thiết bị với khả chuyển mạch tạo lớp lớp phần cứng phải triển khai Các thiết bị chuyển mạch lớp nhằm vào tắc nghẽn cổ chai chuyển mạch mạng môi trường mạng cục (LAN) Các thiết bị chuyển mạch lớp giúp làm giảm nhẹ tắc nghẽn cổ chai việc định tuyển lớp việc đưa tuyến đường tìm kiếm lớp tới phần cứng chuyển mạch tốc độ cao Những giải pháp đáp ứng yêu cầu tốc độ truyền với tốc độ đường truyền (nghĩa tốc độ chuyển mạch với tốc độ truyền dây) gói chúng qua mạng, chưa đáp ứng yêu cầu dịch vụ thơng tin chứa gói Ngồi ra, hầu hết giao thức định tuyến triển khai ngày dựa thuật toán thiết kế để đạt đường dẫn ngắn mạng mà khơng tính metric bổ sung là: trễ, biến thiên trễ tắc nghẽn lưu lượng, yếu tố lại nguy làm giảm hiệu mạng Kỹ thuật lưu lượng thách thức cho nhà quản lý mạng 1.2.2 Công nghệ mạng dựa giao thức IP Đây giao thức liên mạng phi kết nối Từ giao thức IP đời, nhanh chóng trở thành giao thức liên mạng thông dụng nhất, ngày gần liên mạng cơng cộng sử dụng giao thức IP Mạng IP có mặt khắp nơi, đặc biệt mạng Internet toàn cầu sử dụng giao thức IP Bên cạnh ưu điểm tuyệt vời giao thức IP (như khả định tuyến), khơng nhược điểm (như khả quản lý chất lượng dịch vụ) (chúng ta khơng nói chi tiết đây), nhà cung cấp mạng trình phát triển liên tục bổ sung giao thức, thuật toán (chẳng hạn giao thức QoS như: RSVP, IntServ, Lưu Anh Tú, D2001VT Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS 3.1.5 Lộ trình chuyển đổi sang NGN Lộ trình chuyển đổi sang mạng NGN tổng công ty chia thành giai đoạn sau Giai đoạn 2001-2003 Trang bị hai node điều khiển hai node dịch vụ miền Bắc (đặt Hà Nội) miền Nam (đặt thành phố Hồ Chí Minh) Năng lực xử lý gọi node triệu BHCA, tương đương với 240.000 kênh trung kế 400.000 thuê bao Trang bị node ATM+IP đường trục miền Bắc (đặt Hà Nội), miền Nam (đặt thành phố Hồ CHí Minh) miền Trung (đặt Đà Nẵng) Trang bị node ghép luồng trung kế TGW mạng ATM+IP nội tỉnh cho 11 tỉnh thành phố lớn gồm Hà Nội, TP.HCM, Hải Phòng, Quảng Ninh, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Bà Rịa Vũng Tàu, Đồng Nai, Cần Thơ Bình Dương Lắp đặt node truy nhập NGN nhằm cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (xDSL) tổng đài Host trung tâm 11 tỉnh, thành phố lớn Như vào giai đoạn có mạng chuyển mạch liên vùng nội vùng cho vùng lưu lượng Một phần lưu lượng thoại mạng đường trục PSTN chuyển sang mạng NGN đường trục Các dự án thực rà soát lại để điều chỉnh cho phù hợp với cấu trúc tổ chức NGN Giai đoạn 2004-2005 Tăng số node điều khiển ATM+IP nhằm mở rộng vùng phục vụ mạng NGN tới tỉnh thành phố cịn lại hình thành mặt chuyển mạch A&B Đảm bảo cung cấp dịch vụ xDSL 61 tỉnh thành Giai đoạn 2006-2010 Mạng chuyển mạch ATM+IP cấp đường trục, node điều khiển trang bị với cấu trúc hai mặt đầy đủ để chuyển tải lưu lượng chuyển tiếp vùng liên vùng cho vùng lưu lượng Lưu lượng PSTN phần chuyển qua mạng tổng đài PSTN phần lớn chuyển tiếp qua NGN Hình 3.2 đưa cấu hình NGN VNPT pha thứ hai Lưu Anh Tú, D2001VT 77 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng cơng nghệ MPLS Hình 3.2 Cấu hình mạng hệ NGN VNPT pha thứ Lưu Anh Tú, D2001VT 78 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS 3.2 Khả ứng dụng MPLS Việt Nam 3.2.1 Những điểm định hướng phát triển ngành viễn thông Việt Nam Trên sở nguyên tắc tổ chức định hướng phát triển mạng viễn thơng Việt Nam đến năm 2010 nhận thấy số điểm bật sau:  Xác định nguyên tắc mạng NGN Việt Nam quan trọng việc phân tách chức mạng thành lớp hoàn toàn độc lập  Xác định công nghệ chuyển mạch chuyển mạch gói đa dịch vụ cho mạng mục tiêu đến năm 2010  Xác định vùng lưu lượng cho mạng mục tiêu đến năm 2010  Xác định nguyên tắc phương thức kết nối với mạng NGN mạng bao gồm mạng chuyển mạch kênh PSTN mạng Internet 3.2.2 Các công nghệ triển vọng triển khai Trên sở định hướng phát triển NGN đến năm 2010, xem xét triển khai số công nghệ chuyển mạch sau:  Công nghệ chuyển mạch IP  Công nghệ chuyển mạch ATM  Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS  Công nghệ chuyển mạch Lamda (quang) Mỗi cơng nghệ có ưu nhược điểm định, nhiên trước vào phân tích ưu nhược điểm cơng nghệ cần nhấn mạnh môi trường triển khai Việt Nam sau:  Các ứng dụng IP hạn chế, chủ yếu WWW số dịch vụ VoIP Mạng Internet mạng định tuyến  Chưa có hạ tầng sở ATM Mạng ATM Việt Nam chưa thiết lập có xuất số địa phương Hà Nội,… Lưu Anh Tú, D2001VT 79 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS  Mạng chuyển tiếp khung (FR) không phát triển mạnh, chủ yếu phục vụ cho dịch vụ kênh thuê riêng  Mạng X.25 hạn chế Như khẳng định được:  Mạng xây dựng mạng hoàn toàn mới, xây dựng từ đầu  Quy mô phương thức thực hiện: Quy mô rộng, triển khai từ mạng đường trục đến mạng truy nhập  Các dịch vụ ban đầu: Internet tốc độ cao, VoIP, kênh thuê riêng, VPN, ứng dụng thương mại điện tử, truyền số liệu, video, đa phương tiện Công nghệ IP Ưu điểm: Đơn giản, chuẩn hóa, mức độ phổ biến rộng, coi công nghệ tương lai Những nghiên cứu gần khả sử dụng IP trực tiếp công nghệ quang sửa đổi giao thức IP đảm bảo chất lượng dịch vụ tạo tiền đồ cho khả chiếm lĩnh thị trường công nghệ tương lai Nhược điểm: Với định tuyến IP truyền thống, chất lượng dịch vụ dừng lại mức độ nỗ lực tối đa Khơng có khả hỗ trợ dịch vụ thời gian thực thoại hay video chất lượng cao Để hỗ trợ dịch vụ cần bổ sung giao thức điều khiển chất lượng dịch vụ RSVP hay chuyển sang IPv6 Công nghệ ATM Ưu điểm: Là công nghệ giai đoạn chín muồi, chuẩn hóa ITU-T Diễn đàn ATM (ATM-forum), có khả hỗ trợ IP qua ATM kết hợp mà chưa phải tích hợp IP ATM Nhược điểm: Giá thành cao, giao thức điều khiển (MPOA) phức tạp so với IP truyền thống Việc tạo thêm lớp ATM ứng dụng IP làm hạn chế nhiều khả IP Công nghệ MPLS Ưu điểm: Đơn giản, tích hợp định tuyến chuyển mạch, điều khiển định tuyến tảng IP, chuyển mạch ATM, hỗ trợ chất lượng dịch vụ chấp nhận (cao DiffServ, thấp ATM) Giá thành hợp lý Lưu Anh Tú, D2001VT 80 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS Nhược điểm: Giá thành cao IP truyền thống, thấp ATM, chuẩn hóa giai đoạn tiếp tục phát triển Theo dự kiến, trình phát triển giao thức mạng lõi dự báo sau:  Giai đoạn 2003-2005: IP/MPLS qua SONET/SDH sang cáp quang  Giai đoạn sau 2005: IP/MPLS qua cáp quang trực tiếp 3.2.3 Các giải pháp ứng dụng MPLS Chúng ta phân tích giải pháp ứng dụng cơng nghệ MPLS mạng NGN Tổng công ty Bưu Viễn thơng Việt Nam (VNPT) Điều khơng làm giảm tính tổng qt nhà khai thác lớn Việt Nam tương lai cơng ty giữ vai trị chủ lực định đến hạ tầng sở thông tin quốc gia Từ phân tích nhận thấy:  Cơng nghệ MPLS hồn tồn phù hợp với định hướng phát triển mạng Viễn thông VNPT đến năm 2010  Việc lựa chọn MPLS giải tốt ứng dụng IP chuyển mạch, định tuyến; thiết bị chuyển mạch, định tuyến thực chức chuyển mạch, định tuyến túy Phần điều khiển liên quan trực tiếp đến giao thức điều khiển UNI, PNNI cho ATM; CR-LDP, RSVP cho MPLS; RIP, BGP, OSPF,… cho IP Các chức liên quan đến diều khiển phương tiện truy nhập điều khiển gọi chuyển mạch mềm đảm nhận Đối với việc triển khai công nghệ MPLS chia thành giải pháp sau  Giải pháp 1: Triển khai MPLS cho mạng lõi (các tổng đài chuyển tiếp vùng)  Giải pháp 2: Triển khai MPLS cho tổng đài đa dịch vụ vùng lưu lượng, mạng lõi sử dung tổng đài ATM  Giải pháp 3: Mạng lõi tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS Mỗi giải pháp có ưu nhược điểm phân tích sau Giải pháp 1: MPLS mạng lõi Nội dung giải pháp: Lưu Anh Tú, D2001VT 81 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS Triển khai thiết bị MPLS lớp trục mạng hệ cho giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông VNPT đến năm 2010 Kế hoạch phát triển dự kiến sau: Giai đoạn đến năm 2003  Triển khai LSR Hà Nội, Đà Nẵng TP Hồ Chí Minh với hai trung tâm điều khiển Hà Nội TP Hồ Chí Minh Tất trung kế nút sử dụng MPLS Như nút truyền tải đóng vai trị LSR lõi (LSR core)  Tai số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cần Thơ,… Trang bị tổng đài đa dịch vụ Giai đoạn 2004-2005  Triển khai thêm LSR lõi hai vùng lưu lượng xuất hiện, hình thành hồn chỉnh mặt truyền tải MPLS (A B)  Bổ sung nút điều khiển Đà Nẵng, tạo vùng điều khiển riêng biệt  Không mở rộng phạm vi mạng MPLS xuống cấp vùng Giai đoạn 2006-2010  Hoàn chỉnh nút đièu khiển (5 vùng điều khiển)  Mở rộng phạm vi MPLS xuống cấp vùng Cấu hình triển khai Cấu hình triển khai thể hình 3.3 Lưu Anh Tú, D2001VT 82 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng cơng nghệ MPLS Hình 3.3 Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án đến 2005 Ưu nhược điểm Ưu điểm  Đơn giản tổ chức triển khai  Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớ điều khiển lớp truyền tải  Sản phẩm thương mại có thị trường  Kết nối với cấp vùng (các tổng đài đa dịch vụ) thông qua giao diện MPLS hay ATM 155Mbit/s hay 622Mbit/s đơn giản thân thiết bị khai báo MPLS hay ATM cổng vật lý Lưu Anh Tú, D2001VT 83 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS Nhược điểm  Chi phí đầu tư ban đầu cao  Cần xác định rõ chất lượng dịch vụ QoS đặc biệt dịch vụ thoại lưu lượng thoại (PSTN) chuyển tiếp qua mạng MPLS Các vấn đề kỹ thuật cần giải Tuy nói phương án tương đối thuận tiện đơn giản triển khai điều khơng có nghĩa cần mua thiết bị MPLS triển khai Có nhiều vấn đề kỹ thuật cần xác định rõ trước triển khai MPLS lõi Cần phải quan tâm tới số vấn đề sau:  Xác định chức LSR lõi nút truyền tải chức nút điều khiển tương ứng theo mơ hình MSF trình bày chương trước cần lưu ý đến giao diện kết nối với nút điều khiển điểm điều khiển tương ứng (H.248/Megaco, Sigtran)  Do mạng đường trục VNPT giai đoạn tới phải đảm nhận chức kết nối quốc tế nên cần giải cổng kết nối quốc tế 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 trược tiếp quốc tế qua cổng ATM Giải pháp 2: ATM lõi, MPLS tổng đài đa dịch vụ Nội dung giải pháp Công nghệ chuyển mạch ATM sử dụng mạng đường trục, công nghệ MPLS sử dụng tổng đài đa dịch vụ mạng hệ cho giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông đến năm 2010 Giai đoạn đến năm 2003  Triển khai tổng đài ATM lõi cho vùng Hà Nội, Đà Nẵng TP Hồ Chí Minh Các kết nối PVC SVC  Tại số tỉnh, thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh, huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cần Thơ,… Trang bị tổng đài đa dịch vụ tổng đài sử dụng công nghệ MPLS Lưu Anh Tú, D2001VT 84 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS Giai đoạn 2004 – 2005  Trang bị thêm hai tổng đài ATM vùng lưu lượng Hà Nội TP Hị Chí Minh, hình thành hồn chỉnh mảng truyền tải ATM (A B)  Bổ sung nút điều khiển Đà Nẵng, tạo thành vùng điều khiển riêng biệt Giai đoạn 2006 – 2010 Hoàn chỉnh nút điều khiển cho vùng lưu lượng (5 vùng điều khiển) Cấu hình triển khai Cấu hình triển khai thể hình 3.4 Ưu nhược điểm Ưu điểm  Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớp điều khiển lớp truyền 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 155Mbit/s hay 622Mbit/s Nhược điểm  Không phát huy hết ưu điểm cơng nghệ MPLS tồn mạng  Cần giải vấn đề hợp VC đệm tổng đài ATM mạng đường trục triển khai MPLS tỉnh, thành phố trọng điểm  Giá thành thiết bị MPLS nói chung cịn cao nên đầu tư quy mơ 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 chuyển đổi sử dụng giao thức thiết lập gọi Lưu Anh Tú, D2001VT 85 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng cơng nghệ MPLS Hình 3.4 Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án đến 2005 Các vấn đề kỹ thuật cần giải Đối với phương án có nhiều vấn đề kỹ thuật cần giải sau:  Tương tự phương án 1, cần xác định chức LSR biên nút truy nhập đa dịch vụ chức nút điều khiển tương ứng theo mơ hình MSF trình bày Cần lưu ý đến giao diện kết nối với nút điều khiển trung tâm điều khiển (H.248/Megaco, Sigtran)  Phân vùng điều khiển rõ ràng đặc biệt giai đoạn đến năm 2006 tổ chức nút điều khiển giống giải pháp Lưu Anh Tú, D2001VT 86 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS  Xác định chế dộ hoạt dộng tế bào cho tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS mạng đường trục sử dụng công nghệ ATM, tổng đài ATM phải có khả hỗ trợ MPLS để trở thành ATM-LSR Giải pháp 3: Mạng MPLS hồn tồn Nội dung giải pháp Sử dụng cơng nghệ MPLS mạng truyền tải cấp đường trục cấp vùng mạng hệ cho giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông VNPT đến năm 2010 Dự kiến triển khai sau: Giai đoạn đến năm 2003  Triển khai LSR lõi Hà Nội, Đà Nẵng TP Hồ Chí Minh Tất trung kế tổng đài sử dụng MPLS  Tại số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh, Đà Nẵng, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Cần Thơ,… trang bị tổng đài đa dịch vụ Các tổng đài coi LSR biên Giai đoạn 2004-2005  Chuyển LSR vùng Hà Nội TP Hồ Chí Minh trở thành hai LSR lõi, hình thành hồn chỉnh mảng truyền tải MPLS (A B)  Bổ sung nút điều khiển Đà Nẵng, tạo vùng điều khiển riêng biệt Giai đoạn 2006-2010  Hoàn chỉnh nút điều khiển cho vùng lưu lượng (5 vùng điều khiển)  Mở rộng phạm vi MPLS vùng xuất Cấu hình triển khai Cấu hình triển khai mơ tả hình vẽ 3.5 Ưu nhược điểm Ưu điểm  Đơn giản tổ chức triển khai  Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớp điều khiển lớp truyền tải Lưu Anh Tú, D2001VT 87 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS  Sản phẩm thương mại có thị trường  Đảm bảo MPLS xuyên suốt với 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 lý khơng 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 Nhược điểm  Chi phí đầu tư ban đầu cao Hình Cấu hình tổ chức Các vấn đề 3.5 kỹ thuật cần giải quyếtmạng MPLS phương án đến 2005 Lưu Anh Tú, D2001VT 88 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Ứng dụng công nghệ MPLS Cần phải xem xét số vấn để kỹ thuật sau:  Các phân vùng điều khiển hợp lý, đặc biệt giai đoạn đến năm 2003 tổ chức vùng điều khiển giống giải pháp nêu  Do mạng đường trục VNPT phải đảm nhận chức kết nối quốc tế nên cần giải cổng kết nối quốc tế mạng MPLS quốc tế chưa hình thành Phải bổ sung thiết bị 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 Đây vấn đề đặt giải pháp Đánh giá giải pháp Giải pháp 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 Giải pháp số phức tạp tổ chức nâng cấp sau này, mà không giảm chi phí đầu tư Giải pháp số có nhiều ưu điểm, phát huy khả điều khiển lưu lượng ưu việt công nghệ MPLS, dịch vụ VPN chất lượng xuyên suốt cung cấp Tuy chi phí đầu tư ban đầu cao xem xét triển khai tổng đài đa dịch vụ công nghệ MPLS theo giai đoạn có lựu chọn để đảm bảo cấp truy nhập cho MPLS để giảm chi phí đầu tư ban đầu Lưu Anh Tú, D2001VT 89 Đồ án tốt nghiệp Đại học Kết luận KẾT LUẬN Với ưu điểm vượt trội, MPLS xem công nghệ đầy hứa hẹn mạng viễn thông hệ NGN Sau thời gian nghiên cứu, đồ án giải số vấn đề sau:  Xu hướng phát triển dịch vụ cơng nghệ mạng ưu nhược điểm mạng IP ATM dẫn tới xuất công nghệ MPLS, sở để lụa chọn công nghệ MPLS  Các vấn đề kỹ thuật công nghệ MPLS  Khả ứng dụng MPLS mạng NGN Tổng công ty BCVT Việt Nam Công việc nghiên cứu công nghệ MPLS tổ chức tiếp tục nghiên cứu, phát triển hoàn thiện tiêu chuẩn Việc hoàn thiện tiêu chuẩn có vai trị quan trọng nhà sản xuất thiết bị, nhà cung cấp mạng Một lần xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo dạy dỗ, giúp đỡ em năm tháng học tập trường Lưu Anh Tú, D2001VT 90 Đồ án tốt nghiệp Đại học Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Uyless Black, “MPLS & Label Switching Networks”, Prentice Hall PTR, nd Edition, 2002 [2] Christopher Y.Metz, “IP Switching - Protocols and Architectures”, McGraw-Hill, 1999 [3] Bruce Davie, Yakow Recter, “MPLS Technology and Application”, Morgan Kaufman, 2000 [4] Eric Osborne, Ajay Simha, “Traffic Engineering with MPLS”, Cisco Press, 2003 [5] Andrew S.Tanenbaum, “Computer Networks”, Prentice Hall PTR, th Editon, 2003 [6] Jeffrey Bannister, Paul Mather and Sebastian Coope, “Convergence Technologies for 3G Network - IP, UMTS, EGPRS, ATM”, John Wiley & Son, Ltd, 2004 [7] Datacom Training, “IP over ATM”, Ericsson, 1st Release, 1999 [8] TS Phùng Văn Vận, KS Đỗ Mạnh Quyết, “Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS”, Nhà xuất Bưu Điện, 2003 [9] Hồng Trọng Minh, “Cơng nghệ chuyển mạch IP”, Trung tâm đào tạo BCVT, 2002 [9] IETF, “RFC 3031 - Multiprotocol Label Switching Architecture” [10] IETF, “RFC 3036 – LDP Specification” Lưu Anh Tú, D2001VT 91 ... nhãn Cơ sở thông tin nhãn Đường dẫn chuyển mạch nhãn Router chuyển mạch nhãn Cổng đa phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức Đa giao thức ATM Mạng hệ Giao thức phân giải chặng Đồ án tốt nghiệp... Router Router Data LIS2 LIS1 LIS3 Shortcut SVC  Đích Hình 1. 2 Khái niệm định tuyến đường tắt 1. 3 Sự đời công nghệ MPLS 1. 3 .1 Chuyển mạch nhãn gì? Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) kết trình phát... Nhiều công nghệ mạng công nghệ chuyển mạch phát triển, số phải kể đến cơng nghệ chuyển mạch nhãn (MPLS tiêu chuẩn) MPLS nghiên cứu áp dụng nhiều nước, Tổng công ty BCVT Việt Nam áp dụng công nghệ