Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu cộng nghệ mạng man e và ứng dụng của mạng man e tại vnpt hà nội

Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG 10 1.1 Giới Thiệu Chung .10 1.2 GIAO DIỆN CƠ BẢN CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG 11 1.3 MƠ HÌNH TỔ CHỨC CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG 15 1.4 CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG 21 1.5 BẢNG TỔNG HỢP HAI CÔNG NGHỆ AON VÀ GPON 38 1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG .40 CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN MẠNG ETHERNET IEEE 802.3 41 2.1 Tổng quan tổ chức IEEE họ chuẩn IEEE 802 41 2.1.1 Tổng quan tổ chức IEEE (tổ chức phát triển họ chuẩn IEEE 802) 41 2.1.2 Các tiêu chuẩn IEEE 42 2.2 Một số chuẩn thông dụng họ chuẩn IEEE 802 46 2.2.1 Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến .46 2.2.2 Chuẩn hóa mạng LAN/MAN không dây 52 2.2.3 Chuẩn hóa thành phần khác 55 2.3 Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.3 chuẩn hóa mạng Ethernet 56 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E 62 3.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG TRONG ETHERNET 62 3.2 CÁC TÍNH NĂNG CỦA MAN-E 64 3.2.1 Cấu trúc mạng MAN-E 65 3.2.2 Mơ hình phân lớp mạng MAN-E 66 3.2.3 Các điểm tham chiếu mạng MAN-E 67 3.2.4 Các thành phần vật lý mạng MAN-E 69 3.2.5 Lợi ích dùng dịch vụ Ethernet 70 3.3 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP QUA MẠNG MAN-E 72 3.3.1 Mơ hình dịch vụ Ethernet 72 3.3.2 Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection) 73 3.3.3 Các loại dịch vụ MAN-E 75 3.3.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 80 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp 3.4 CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN-E 88 3.4.1 ĐỘ KHẢ DỤNG 88 3.4.2 ĐỘ TRỄ KHUNG .89 3.4.3 ĐỘ TRÔI KHUNG 90 3.4.4 TỶ LỆ TỔN THẤT KHUNG .90 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÔNG NGHẸ MAN-E .92 4.1 MƠ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT 92 4.1.1 KIẾN TRÚC MẠNG 92 4.1.2 MẠNG MAN-E DỰA TRÊN CÔNG NGHÊ MPLS 93 4.2 MƠ HÌNH MẠNG MAN-E TRONG CƠ SỞ HẠ TẦNG TRUYỀN THÔNG CỦA ĐÔ THỊ THÔNG MINH 103 4.2.1 Cấu trúc mạng băng rộng phê duyệt đến hết năm 2022 .103 4.2.2 Thiết kế tổng thể mạng băng rộng bổ sung giai đoạn 2023 105 4.2.2.1 Định cỡ băng thông theo dịch vụ: .105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Mạng truy nhập quang .10 Hình Cấu hình mạng truy nhập quang 11 Hình Cấu hình truy nhập FTTC 12 Hình Cấu hình truy nhập FTTB 13 Hình Cấu hình truy nhập FTTO/H 14 Hình Mơ hình tham chiếu mạng truy nhập quang 15 Hình Các khối chức OLT 16 Hình Các khối chức ONU 17 Hình Các ghép 8x8 tạo từ ghép 2x2 .18 Hình 10 Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao 20 Hình 11 Sơ đồ mạng AON 21 Hình 12 Kiến trúc Home Run .22 Hình 13 Kiến trúc Ethernet tích cực 23 Hình 14 Mơ hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai công nghệ SDH-NG 25 Hình 15 Mơ hình mạng quang thụ động 27 Hình 16 Mơ hình ( sử dụng splitter 1:N ) 29 Hình 17 Mơ hình bus sử dụng tapcoupler 29 Hình 18 Mơ hình vịng 30 Hình 19 Lưu lượng hướng lên EPON 33 Hình 20 Mạng PON sử dụng sợi 37 Hình 1: Mơ hình phân tầng mạng LAN 45 Hình 2: Quan hệ số chuẩn IEEE mơ hình OSI .45 Hình 3: Vịng RPR 51 Hình 1: Cấu trúc mạng Man-E điển hình 65 Hình 2: Mơ hình mạng MAN-E theo lớp .66 Hình 3: Mơ hình điểm tham chiếu 68 Hình 4: Giao diện UNI mơ hình tham chiếu MAN-E .68 Hình 5: Mơ hình cung cấp dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-E 72 Hình 6: EVC điểm – điểm .73 Hình 7: EVC điểm – đa điểm 74 Hình 8: EVC dạng 74 Hình 9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet 75 Hình 10: Dịch vụ E-LAN 77 Hình 11: Quá trình thực thêm UNI vào mạng MAN-E 77 Hình 12: Dịch vụ E-Tree .78 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 13: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc 79 Hình 14: Ghép kênh dịch vụ 80 Hình 15: VLAN tag Preservation/Stacking 86 Hình 16: VLAN tag Translation/Swapping 87 Hình 17: Sự phân chia độ trễ mạng 89 Hình 4.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E .94 Hình 2: Chèn header MPLS 95 Hình 3: Gói tin dán nhãn MPLS 95 Hình 4: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bảo vệ tuyến kết nối 99 Hình 5: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bao vệ nút 101 Hình 6: Cấu trúc MAN-E đến cuối năm 2022 105 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802 45 Bảng 4.1: Cấu hình BRAS-BNG cuối năm 2023 106 Bảng 4.2: Cấu hình lớp PE di động Vinaphone đến cuối năm 2023 (chưa nâng cấp) 107 Bảng 4.3: Cấu hình lớp PE di động Vinaphone đến cuối năm 2023 (đã nâng cấp) 108 Bảng 4.4: Cấu hình lớp PE-AGG kết nối liên mạng đến cuối năm 2023 109 Bảng 4.5: Cấu hình Ring PE-AGG cuối năm 2023 110 Bảng 4.6: Cấu hình thiết bị lớp cuối NPE cuối năm 2023 .111 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT API AS ATM BGP BRAS BSS CBS CDMA CE CE-VLAN CIDR CIR CoS CPE CR-LDP C-VLAN DUT DWDM A Application Programming Interface Autonomous System Asynchronous Transfer Mode B Border Gateway Protocol Broadband Remote Access Server Base Station Subsystem C Commintted Burst Size Code Division Multiple Access Customer Edge Customer Edge Virtual LAN Classless Interdomain Routing Commintted Information Rate Class of Service Customer Premises Equipment Constranint - based Routing Label Distribution Protocol Carrier VLAN D Device Under Test Dense Wavelength Division Multiplex E E-LAN Ethernet LAN E-LINE Ethernet Line EPL Ethernet Private Line EP-LAN E-Tree EVC Ethernet Private LAN Ethernet Tree Ethernet Virtual Connection EVPL Ethernet Virtual Private Line F Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Giao diện lập trình ứng dụng Một tập hợp mạng có chínhđộsách định tuyến Chế chuyển mạch khơng đồng Giao thức định tuyến toàn cầu Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa Hệ thống trạm gốc Kích thước bùng nổ cam kết đa truy nhập phân chia theo mã hàng Phía khách VLAN phí khách hàng Định tuyến Miền không phân biệt lớp Tốc độ truyền thơng cam kết Lớp dịch vụ Thiết bị phía khách hàng Giao thức phân phối nhã định tuyến cưỡng VLAN truyền tải Thiết bị đo kiểm Ghép kênh theo bước sóng ghép mật độ cao Dịch vụ mạng LAN qua Ethernet Dịch vụ đường thuê bao qua Ethernet Đường thuê kênh riêng Ethernet Mạn LAN riêng qua mạng Ethetnet Dịch vụ dạng qua Ethernet Đường kết nối ảo Đường thuê kênh riêng ảo qua mạng Ethernet Đồ Án Tốt Nghiệp FEC Forwarding Equivalence Class FRR Fast ReRouter Tập hợp gói vào mà có nhãn Định tuyến lại nhanh G GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet I IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Học Viện kỹ nghệ Điện Điện Tử hóa quốc International Organization for Standardization Tổ chức tiêu ISO chuẩn tế IN Intelligent network mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức internet IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet ISDN Integrated Services Digital Network Công nghệ băng hẹp ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế L LAN Local Area Network Mạng nội LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label-Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch M MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập MAN-E Metro Area Network - Ethernet Mạng đô thị sửmôi dụng cơng MBA Maximum Burst Size Kích thướcnghệ bùng nổ tối đa MEF Metro Ethernet Forum Diễn đàn Metro Ethernet MG Media Gateway Cổng Phương Tiện MP2MP Multi Point to Multi Point Đa điểm đến đa điểm MS Media server Cổng phương tiện MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy cập đa dịch vụ N NE Network Element Thành phần mạng NNI Network - Network Interface Giao diện Mạng - Mạng NT Network Termination Kết cuối mạng NGN Next generation networking Mạng hệ sau P P2P Point to Point Điểm đến điểm PC Personal Computer Máy tính cá nhân PIR Peak Information Rate Tốc độ truyền thông tối đa PON Passive Optical Networks Mạng quang thụ động PVC Permanent Virtual Circuit Chuyển tiếp khung Q QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp RSVP RTFM WAN WDM Resource Reservation Protocol real time flow measurement S Synchronous Digital Hierarchy Service Excution Node Signaling Gateway Service Level Agreement Synchronous Optical Network Service Provider VLAN T Time division multiplexing Transport Edge Type of Service U User - Network Interface V Virtual LAN Virtual LAN Indentify Voice over Internet Protocol Virtual Private Network W Wide Area Network Wavelength Division Multiplex xDSL X x Digital Subcriber Line SDH SEN SG SLA SONET S-VLAN TDM TE ToS UNI VLAN VLAN ID VoIP VPN Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Giao thức đăng ký trước Đo lưu lượngtàithời gian thực Hệ thống phân cấp số đồng thi dịch vụ gồm nút thực Cổng báo hiệ Thoả thuận cấp độ dịch vụ Mạng quang đồng VLAN phía nhà cung cấp dịch Ghép kênh theo thời gian Kết cuối truyền dẫn Loại dịch vụ Giao diện người dùng - Mạng Mạng LAN ảo Số VLAN Thoại qua giao thức IP Mạng riêng ảo Mạng diện rộng Ghép kênh theo bước song quang Các dịch vụ kênh thuê bao số Đồ Án Tốt Nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển nhanh chóng, vượt bậc công nghệ truy nhập băng rộng (xDSL, FTTx…) dịch vụ (VoIP, IPTV, VoD…), đặc biệt xu hướng tiến lên NGN ác nhà khai thác Viễn thông Yêu cầu băng thông kết nối tới thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN) ngày cao, yêu cầu sở hạ tầng truyền tải phải đáp ứng công nghệ IP để sẵn sàng cho dịch vụ ngày tăng: multicast, end-to-end QoS, bandwitdh-on- demand…, yêu cầu đáp ứng băng thông cung cấp trực nhu cầu khách hàng khách hàng (FE, GE), yêu cầu khác Tất yêu cầu dẫn đến phát triển bùng nổ mạng MAN thành phố, đặc biệt mạng Ethernet-based MAN để truyền tải lưu lượng IP Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày cao giá thành ngày giảm Tốc độ truyền dẫn từ 100Mbps dần thay tốc độ Gbps 10Gbps chí 40Gbps Việc cho phép nhà cung cấp dịch vụ sử dụng cồng nghệ Ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa Với công nghệ Ethernet truyền thống mạng cáp đồng khoảng cách truyền dẫn tính đơn vị hàng chục mét 100 mét với cơng nghệ cáp quang, khoảng cách truyền dần tăng hàng trăm nghìn lần lên đến hàng chục KM Sử dụng công nghệ MAN-E để cung cấp dịch vụ chất lượng cao, dịch vụ đa dạng đến khách hàng nhà cung cấp dịch vụ xu hướng chung toàn giới Công nghệ Ethernet hầu hết nhà cấp thiết bị giới hỗ trợ Tại Việt Nam côn nghệ mạng MAN-E số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông triển khai đưa vào khai thác thành công Tiêu biếu mạng MAN-E Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam VNPT, Tập đoàn VNPT phát triển mạng MAN-E dự vào đặc điểm sau: Hiệu chi phí: Chi phí đầu tư vận hành thấp Đơn giản: Đã tiêu chuẩn hóa khơng ngừng phát triển Được ứng dụng rộng rãi tất tổ chức, doanh nghiệp thiết bị gia đình Hồng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp Độ linh động cao: Quản lý băng thông mở rộng băng thông kết nối dễ dàng Hỗ trợ nhiều mơ hình kết nối (topology) khác Tối ưu cho việc truyền tải thơng tin dạng gói, đặc biệt gói tin IP Mạng MAN-E phân khúc mạng nằm lớp Core lớp Access, có tổ chức thu gom lưu lượng đảm bảo yêu cầu chất lượng dịch vụ cho khách hàng Mạng MAN-E yếu tố cốt lõi để nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp dịch vụ băng rộng chất lượng cao khách hàng Tại Việt Nam công nghệ mạng MAN-E q trình triển khai có nhiều vấn đề cần nghiên cứu phát triển nhiên luận văn xin vào Tìm hiểu cộng nghệ mạng MAN-E Ứng dụng mạng MAN-E VNPT Hà Nội Đề tài bao gồm chương: Chương 1: TỔN G Q UA N V Ề MẠ NG TR UY NH ẬP QU ANG Chương 2: TIÊU CHUẨN MẠNG ETHERNET IEEE 802.3 Chương 3: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E Trong q trình làm luận văn tơi nhận nhiều ý kiến đóng góm, giúp đỡ quý báu thầy cô giáo bạn bè đồng nghiệp Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên Vũ Hồng Hoa, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giảng viên chuyên nghành kĩ thuật Truyền thông thông tin, khoa Điện – Điện Tử, trường ĐH GTVT, người trang bị cho kiến thức quý báu trình học tập Cảm ơn giúp đỡ, tạo điều kiện đồng nghiệp nôi công tác: VNPT Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Hồng Long – KTTT&TT - K59 10 Đồ Án Tốt Nghiệp Hơn nữa, mơ hình xếp chồng cịn có khả cung cấp: - Định tuyến sở ràng buộc - Chức lập sách lưu lượng tái lưu lượng - Khả tồn đường kết nối vật lý… Các khả cho phép di chuyển dễ dàng lưu lượng từ đường kết nối bị nghẽn sang đường kết nối nghẽn MPLS mơ hình xếp chồng sử dụng TE, cung cấp: - Các đường dẫn chuyển mạch nhãn xác định không bị ràng buộc giao thức định tuyến IGP truyền thống - Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP trì có hiệu - Các đường trục lưu lượng khởi tạo, ánh xạ vào đường dẫn LSP - Một tập thuộc tính liên quan đến đường trục lưu lượng - Tập thuộc tính liên quan đến tài nguyên mà ràng buộc việc đặt đường dẫn LSP đường trục lưu lượng qua chúng MPLS cho phép việc tập hợp phân tán lưu lượng mà việc hướng gói tin IP, dựa sở đích, cho phép tập hợp “Định tuyến sở ràng buộc” bảo vệ đường trục tích hợp dễ dàng qua MPLS, Các thành phần sau có tác động đến việc hỗ trợ trình TE: - Phân tán thông tin – gửi thông tin topology mạng ràng buộc gắn liền với tuyến kết nối (tức băng thơng) - Thuật tốn lựa chọn đường dẫn – tính tốn lựa chọn đường tốt thỏa mãn ràng buộc - Khởi tạo tuyến – sử dụng giao thức RSVP – TE mở rộng để báo hiệu Hoàng Long – KTTT&TT - K59 94 Đồ Án Tốt Nghiệp khởi tạo đường dẫn chuyển mạch LSP - Điều khiển chấp nhận đường kết nối - định đường hầm có tài nguyên - Điều khiển TE – thiết lập trì đường trục - Hướng liệu dọc theo đường dẫn Việc phân tán thông tin TE phụ thuộc vào giao thức IGP để phân tán/ tràn ngập liệu liên quan đến tài ngun cịn dơi dư tuyến kết nối bao gồm băng thông (phân cấp từ đến 7), thuộc tính đường kết nối,… Việc phân tán thông tin thực mối SLR theo chu kỳ theo kiện thay đổi băng thơng, cấu hình đường kết nối, hỏng hóc Thuật tốn sở ràng buộc sử dụng để tìm đường dẫn tốt cho mối đường hầm LSP Nó đặt bở định tuyến phía đầu đường hầm cần đường hầm đường dãn chuyển mạch nhãn đường trục có bị hỏng cần tối ưu lại đường trục có Bộ định tuyến phía đầu bắt đầu trình báo hiệu khởi tạo đường dẫn ngắn có ràng buộc – tức LSP Thiết lập đường dẫn dựa tin RSVP – TE Một giao thức khác CR – LDP sử dụng cho việc báo hiệu khởi tạo đường Tuy nhiên LDP hoạt động theo kiểu connectionless, nhiều trường hợp để đảm bảo chất lượng dịch vụ, giao thức RSVP sử dụng thay  Hồi phục đường hầm: Độ tin cậy mạng phần bắt buộc mạng tốc độ cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ Sự gián đoạn xảy lý tắc nghẽn đường LSP đó, đường kết nối hỏng, nút mạng hỏng thay đổi quản trị LSP Một tính phổ biến MPLS – TE khả cung cấp lưu lượng không bị gián đoạn qua LSP Bảo vệ đường dẫn (path protection) đạt nhiều lớp khác ngăn xếp giao thức: - Lớp vật lý (như SONET với chiến lược APS – Automatic Protection Switch) IP (như giao thức định tuyến IGP, BGP thay đổi chặng Hoàng Long – KTTT&TT - K59 95 Đồ Án Tốt Nghiệp có thay đổi topology) - MPLS (thực định tuyến phía đầu phụ thuộc vào thay đổi topology) Trong ngữ cảnh xét MPLS – TE, có số lựa chọn cho việc hồi phục đường dẫn - Định tuyến lại từ định tuyến phía đầu (head – end reroute) - Định tuyến nhanh lại sở bảo vệ tuyến kết nối – Fast reroute (link protection) - Định tuyến nhanh lại sở bảo vệ nút – Fast reroute (node protection) Đinh tuyến lại từ định tuyến phía đầu Q trình tính đến có hai kiện: thông báo từ RSVP – TE đường dẫn khơng cịn trì (tức nghẽn) thông báo IGP thay đổi topology mạng Phụ thuộc vào kiện, định tuyến phía đầu xây dựng lại sở liệu TE sau cắt bỏ tuyến kết nối vùng hỏng, nghẽn, báo hiệu lại đường dẫn với kiểu “shared – explicit” Kiểu cho phép đường dẫn lập nên sở sử dụng số tuyến kết nối cũ Do trình thực định tuyến lại liên quan đến nhiều q trình xử lý khác nên thơng thường thời gian cho việc định tuyến lại theo phương án lên đến vài giây Thời gian tiêu tốn khơng thích hợp cho số ứng dụng Trong MPLS FRR cung cấp cấu bảo vệ nhanh nhiều (dưới 50msm thời gian tổng cộng lớn nhỏ 50ms tùy thuộc vào phần cứng, số lượng đường hầm số lượng mạng đó) Bảo vệ tuyến kết nối FRR FRR (Fast ReRoute) thiết lập thủ tục cho phép định tuyến lại xung quanh tuyến kết nối bị hỏng Đường dẫn LSP đinh tuyến đến chặng tiêp theo sử dụng đường hầm dự phòng xác lập trước Đường hầm dự phòng phải cấu hình cho LSP đến định tuyến phía chặng mà khơng qua tuyến kết nối hỏng FRR cho việc bảo vệ tuyến kết nối phục vụ cho việc bảo vệ tuyến kết nối xác định Hoàng Long – KTTT&TT - K59 96 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 4: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bảo vệ tuyến kết nối Như hình 3.22 thấy tuyến kết nối từ R2 sang R3 dự phòng FRR Khi xuất cố tuyến kết nối R2 R3, gói tinh từ R1 đến R6 chuyển sang đường dự phòng theo R1, R2, R4, R3, R5, R6 Khi nhãn cho gói tin từ R2 đến R3 gán 2001 trường hợp bình thường bảo toàn bao nhãn 1200 chuyển đến R4 Tại R4 nhãn 40 loại bỏ gói tin lại có nhãn 2001 chuyển đến R3 Bảo vệ nút FRR Hình 5: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bao vệ nút Như hình 3.23 cho thấy đường dẫn dịch vụ LSP R1, R2, R3, R5, R6 Nếu kế hoạch bảo vệ nút R3 thực có đường dự phòng qua nút R3 sau: 1) R2, R4, R5, R3 2) R2, R4, R5 Trong trường hợp đầu, đường dẫn LSP dự phòng R1, R2, R4, R5, R5, R5, R6 Tuy nhiên trường hợp đường kết nối R3 R5 lưu lượng bị nhân đơi, khơng phải phương án tối ưu Trường hợp sau đường dẫn dự phòng R1, R2, R4, R5, R6 tối ưu gọi “dự phòng theo chặng tiếp – tiếp theo” hay bảo vệ nút Bảo vệ nút thực phức tạp bảo vệ R2 cần phải biết Hoàng Long – KTTT&TT - K59 97 Đồ Án Tốt Nghiệp nhãn sử dụng tuyến kết nối R3 R5, R5 mong muốn nhân nhãn xác dù thơng qua đường dự phòng Việc sử dụng đối tượng mở rộng Route Record cho phép R2 học nhãn Hỗ trợ chất lượng dịch vụ mạng MPLS Có hai loại kiến trúc để bổ sung cho khả chất lượng dịch vụ QoS dịch vụ tích hợp (IntServ) dịch vụ phân biệt (DiffServ) Các dịch vụ IntServ trì chất lượng dịch vụ QoS đầu cuối – đầu cuối cho một nhóm luồng (flow) với trợ giúp giao thức RSVP Trong mơ hình DiffServ, gói tin vào mạng hỗ trợ DiffServ nhóm lại thành số lớp nhỏ Mối lớp có màu đánh dấu liên quan (sử dụng bit DSCP) Đây việc phân loại gói tin có khả mở rộng đảm bảo băng thông đỗ trễ xác định mạng lõi Mỗi nút mạng mạng lõi áp đặt sách bỏ bớt hoăch xếp hàng khác cho gói tin, dựa dấu mà gói tin mang (xử lý theo chặng – PHB Per Hop Behavior) MPLS kết hợp DiffServ Trong kiến trúc MPLS DiffServ, gói tin đánh dấu với DSCP vào mạng MPLS phương thức PHB áp đặt LSR dọc theo đường dẫn gói tin Khi LSR khơng biết chút header IP, phương thức PHB đạt cách xem xét thơng tin khác Có hai cách tiếp cận thường sử dụng để đánh dấu lưu lượng qua mạng MPLS vấn đề xử lý QoS Trong phương thức thứ nhất, thông tin màu DiffServ ánh xạ vào trường EXP header chèn MPLS Trường cho phép đánh dấu lên đến loại chất lượng dịch vụ so với 64 trường DSCP gói tin IP Việc quản lý gói tin (PHB) chặng mạng MPLS làm dựa trường EXP Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP mà sử dụng cách tiếp cận gọi E-LSP, thơng tin QoS lấy từ bit EXP Một cách khác, nhãn liên quan với gói tin MPLS Mang phần dấu DiffServ mà xác định gói tin xếp hàng Phần ưu tiên bỏ bớt dấu DiffServ Mang bit EXP (nếu header chèn MPLS dùng) trường dùng cho mục đích cơng nghệ lớp (bit CLP mạng ATM hay bit DE Hoàng Long – KTTT&TT - K59 98 Đồ Án Tốt Nghiệp mạng Frame Relay) Bộ định tuyến LSR đầu vào xem xét bit DSCP header IP (tương tự bit CLP/DE mạng ATM/Frame Relay) lựa chọn đường dẫn LSP mà cung cấp cho mức chất lượng dịch vụ QoS Tại định tuyến đầu ra, nhãn bỏ gói tin với bit DSCP ban đầu gửi đến chặng IP Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP sử dụng tiếp cận gọi đường dẫn L-LSP, thơng tin chất lượng dịch vụ suy phần từ nhãn MPLS TE không phân biệt loại lưu lượng Để mang lưu lượng liệu thoại mạng, cần phải tính riêng mức độ lưu lượng thoại truyền mạng để dung cấp đảm bảo khắt khe chất lượng dịch vụ Thiết kế lưu lượng TE nhận biết DiffServ (DS-TE) DS-TE không cho phép việc cấu hình vùng global cho việc tính đến băng thơng mà cịn cho phép cấu hình vùng phụ (sub-pool) hạn chế mà sử dụng cho lưu lượng mạng có mức độ phân cấp cao thoại ứng dụng khác Băng thơng cịn dư vùng global vùng phụ hạn chế quảng cáo IGP LSA TLV, đảm bảo định tuyến LSR có thơng tin băng thơng cịn dư chấp nhận đường dẫn LSP cho thoại lưu lượng phân cấp cao Với cách thức này, nhà cung cấp dịch vụ, phụ thuộc mức độ SLA lựa chọn để đặt trước nhỉnh chút lớp phân cấp thấp thâm chí đặt trước thấp lưu lượng có độ ưu tiên cao để tương thích với yêu cầu chất lượng dịch vụ DiffServ-TE tăng cường cho MPLS thực định tuyến có ràng buộc (tính tốn đường dẫn) tập xác định (hạn chế) vùng phụ mà băng thơng dành riêng cho lưu lượng có độ phân cấp cao Khả thỏa mãn nhiều ràng buộc băng thông hạn chế chuyển thành khả đạt chất lượng dịch vụ cao (về khía cạnh đỗ trễ, jitter gói tin) cho lưu lượng sử dụng vùng phụ DS-TE liên quan đến việc mở rộng OSPF IS-IS để băng thơng cịn dư vùng phụ mức độ ưu tiên quảng cáo kèm thêm với băng thông vùng global mức độ ưu tiên Hơn nữa, DS-TE thay đổi việc định tuyến có ràng buộc để tính đến thơng tin cần quảng cáo phức tạp hơn, q trình Hồng Long – KTTT&TT - K59 99 Đồ Án Tốt Nghiệp tính tốn đường dẫn Việc sử dụng đặc trưng với DS-TE cho dịch vụ mô đường kênh thuê riêng đường trục cho toll bypass/thoại, mà kết nối điểm – điểm đảm bảo thỏa mãn điều kiện biên jitter trễ/băng thơng Hồng Long – KTTT&TT - K59 100 Đồ Án Tốt Nghiệp 4.2 MƠ HÌNH MẠNG MAN-E TRONG CƠ SỞ HẠ TẦNG TRUYỀN THÔNG CỦA ĐÔ THỊ THÔNG MINH 4.2.1 CẤU TRÚC MẠNG BĂNG RỘNG ĐƯỢC PHÊ DUYỆT ĐẾN HẾT NĂM 2022 - Hệ thống MAN-E:  06 PE-AGG ASR9922 lắp đặt Đinh Tiên Hoàng, Đức Giang, Cầu Giấy, Thượng Đình Hà Đơng (gồm 02 node độc lập)  Phân vùng NPE mạng MAN-E VNPT Hà Nội có: 22 thiết bị NPE MEN Switch Cisco ASR 9912  Phân vùng UPE mạng MAN-E VNPT Hà Nội có: 120 thiết bị UPE MEN Switch Cisco ASR 9010  Kết nối NPE lên 02 PE-AGG theo 02 hướng kết nối 2x100GE  Kết nối Ring UPE sử dụng kết nối 40GE 100GE  Kết nối downlink từ UPE đến thiết bị truy nhập sử dụng nx1GE, nx10GE tùy vào thực tế - Hệ thống BRAS:  Bao gồm 11 thiết bị BRAS MX960 kết cuối phiên truy nhập Internet từ khách hàng kết nối tập trung 06 vị trí sau: Đinh Tiên Hồng, Đức Giang, Cầu Giấy, Thượng Đình, Hà Đơng (02 cụm vị trí)  Kết nối BRAS PE-AGG sử dụng kết nối nx100GE, cấu hình lưu lượng theo 02 chiều uplink downlink - Hệ thống PE di động:  Gồm 04 PE di động ASR9010 Huỳnh Thúc Kháng Phạm Hùng (mỗi vị trí 02 node)  Kết nối PE di động sang Core VNPT NET nx10GE, kết nối PE di động với PE-AGG sử dụng nx10GE Tổng băng thông 650 Gbps - Kết nối liên mạng:  Kết nối 4.200 Gbps từ PE-AGG sang VN2 cho lưu lượng Internet  Kết nối 100 Gbps từ PE-AGG sang VNPT NET cho dịch vụ VPN LT/IMS MyTV truyền thống  Kết nối 2.800 Gbps từ PE-AGG sang VNPT Media cho dịch vụ MyTV OTT - Hệ thống CDN:  Gồm 04 node CDN trạm Đức Giang, Cầu Giấy, Hà Đơng Đinh Tiên Hồng, cụ thể:  CDN Facebook: 600G phân bổ 03 trạm Đinh Tiên Hồng, Hà Đơng, Cầu Giấy  CDN Google: 100G Thượng Đình, 100G Đức Giang, 200G Cầu Giấy, 400G Hà Đơng (chia phịng), 200G Đinh Tiên Hoàng Hoàng Long – KTTT&TT - K59 101 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 6: Cấu trúc MAN-E đến cuối năm 2022 4.2.2 THIẾT KẾ TỔNG THỂ MẠNG BĂNG RỘNG BỔ SUNG GIAI ĐOẠN 2023 4.2.2.1 Định cỡ băng thông theo dịch vụ: - Băng thông dịch vụ Internet:  Dự kiến số lượng thuê bao dịch vụ FiberVNN đến hết năm 2023 đạt: 623,691 thuê bao  Dự kiến băng thơng trung bình 01 th bao FiberVNN: Mbps  Hệ số dự phịng băng thơng: 0.5.e  Tổng băng thông dịch vụ Internet hết năm 2023 đạt: (623,691x3)/50% ≈ 3800 Gbps - Thiết kế hệ thống BRAS/BNG:  VNPT Hà Nội có 11 thiết bị BRAS Juniper MX960 phân bổ cho cụm: Đinh Tiên Hoàng (02 thiết bị), Đức Giang (02 thiết bị), Cầu Giấy (02 thiết bị), Thượng Đình (02 thiết bị), Hà Đông (03 thiết bị)  Lớp BRAS/BNG kết nối đến PE-AGG truyền tải lưu lượng theo 02 chiều uplink/downlink  Lưu lượng lớp BRAS/BNG kết nối đến PE-AGG bao gồm lưu lượng internet lưu lượng MyTV OTT Như vây, băng thông tổng cộng cho kết nối BRAS/BNG là: 3800 + 2000 = 5800 Gbps Lưu lượng dự kiến cuối năm Hoàng Long – KTTT&TT - K59 102 Đồ Án Tốt Nghiệp 2023 < cuối năm 2022 => Giữ ngun cấu hình đích năm 2022 Cổng hết nối hệ thống BRAS/BNG sau: STT Cấu hình đích 2023 Tên Node Cổng 100GE CFP 10km HNI.CGY.CGY.BRS.JU.51 6 HNI.CGY.CGY.BRS.JU.52 6 HNI.HDG.HDG.BRS.JU.51 8 HNI.HDG.HDG.BRS.JU.52 8 HNI.HDG.HDG.BRS.JU.53 6 HNI.HKM.DTH.BRS.JU.51 6 HNI.HKM.DTH.BRS.JU.52 6 HNI.LBN.DGG.BRS.JU.51 6 HNI.LBN.DGG.BRS.JU.52 6 10 HNI.TXN.TDH.BRS.JU.51 6 11 HNI.TXN.TDH.BRS.JU.52 6 Tổng cộng 70 70 Bảng 4.1: Cấu hình BRAS-BNG cuối năm 2023 Tổng băng thông kết nối hệ thống BRAS/BNG cần đáp ứng: 7000Gbps Chú ý: Hiện trạng: Hiện có 44 kết nối 10G cho 184 thuê bao sử dụng dịch vụ GreenNET 11 BRAS chưa đấu chuyển sang hệ thống GreenNET bên NET khơng có gói cước tương đương chuyển sang hệ thống GreenNET đặt VNPT NET Đề xuất: VNPT Vinaphone, VNPT NET VNPT IT phối hợp xây dựng gói cước phù hợp để hoàn thành đấu chuyển hết số khách hàng sử dụng dịch vụ GreenNET hệ thống VNPT Hà Nội để giải phóng kết nối 10G     Thiết kế lớp PE di động Vinaphone: Có 04 PE di động chia 02 cụm Huỳnh Thúc Kháng, Mỹ Đình Mỗi PE di động kết nối PE-AGG MAN-E HNi Mỗi PE di động kết nối PE VNPT NET Cuối năm 2023, tổng băng thông kết nối 650G  Năm 2023 băng thông dịch vụ di động không đổi, 650 Gbps Do vậy, tổng băng thông kết nối dịch vụ di động cuối năm 2023 khơng đổi, cấu hình cụ thể: Tên Node Hồng Long – KTTT&TT - K59 Hướng kết nối Cấu hình đích 2023 Cổng 10GE XFP 10km XFP 40km 103 Đồ Án Tốt Nghiệp Mỹ Đình -01 Mỹ Đình -02 Huỳnh Thúc Kháng -01 Huỳnh Thúc Kháng -02 PE VNPT NET 17 PE-AGG 17 PE VNPT NET 16 PE-AGG 16 PE VNPT NET 16 PE-AGG 16 PE VNPT NET 16 PE-AGG 16 Tổng cộng 130 17 17 16 16 16 16 16 16 65 65 Bảng 4.2: Cấu hình lớp PE di động Vinaphone đến cuối năm 2023 (chưa nâng cấp) Đề xuất nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ, tối ưu công tác khai thác, vận hành mạng lưới VNPT Hà Nội đề xuất chuyển đổi toàn kết nối 10G sang kết nối 100G, cụ thể sau:  Node Mỹ Đình: + Hướng PE Vinaphone, PE di động 3x100GE + Hướng PE-AGG MAN-E Hni: PE di động kết nối theo đường 1x100GE 04 thiết bị PE-AGG (Đinh Tiên Hồng, Cầu Giấy, Thượng Đình, Hà Đơng 1)  Node Huỳnh Thúc Kháng: + Hướng PE Vinaphone, PE di động 2x100GE + Hướng PE-AGG MAN-E HNi: PE di động kết nối theo đường 1x100GE 03 thiết bị PE-AGG (Cầu Giấy, Thượng Đình Hà Đơng 2) Tên Node Hướng kết nối PE VNPT NET Mỹ Đình -01 PE-AGG PE VNPT NET Mỹ Đình -02 PE-AGG Huỳnh Thúc Kháng PE VNPT Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Cấu hình đích 2023 Cổng CFP CFP 100GE 10km 40km 3 4 3 2 104 Đồ Án Tốt Nghiệp NET PE-AGG 3 PE VNPT 2 Huỳnh Thúc Kháng NET -02 PE-AGG 3 Tổng cộng 10 12 Bảng 4.3: Cấu hình lớp PE di động Vinaphone đến cuối năm 2023 (đã nâng cấp) -01 Thiết kế lớp PE-AGG MAN-E:  Tổng băng thông kết nối dịch vụ internet cần đáp ứng: 3800 Gbps;  Tổng băng thông kết nối dịch vụ VPN liên tỉnh, IMS: 100Gbps;  Tổng băng thông kết nối dịch vụ VoD: 60 Gbps;  Tổng băng thông kết nối dịch vụ MyTV OTT: 2000 Gbps;  Do đích kết nối liên mạng cuối năm 2022 đủ đáp ứng đích năm 2023, đề xuất nguyên thiết kế cuối năm 2022 cho thiết kế kết nối liên mạng cho Internet đến cuối năm 2023:  Băng thông kết nối VN2 thực tế 4360Gbps  Băng thông kết nối trực tiếp sang VNPT Media 2800Gbps Tên Node Đinh Tiên Hồng Đức Giang Cầu Giấy Thượn g Đình Hà Đông Hướng kết nối VN2 VNPT MEDI A VN2 VNPT MEDI A VN2 VNPT MEDI A VN2 VNPT MEDI A VN2 VNPT MEDI A Cổng 100G E CFP 10km Cấu hình đích 2023 Cổng XFP CFP CFP 10G 10k 40km 80km E m 5 2 7 5 7 4 7 5 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 XFP 40k m 4 2 XFP 80k m 105 Đồ Án Tốt Nghiệp VN2 Hà VNPT Đông MEDI A 7 5 70 66 10 10 Bảng 4.4: Cấu hình lớp PE-AGG kết nối liên mạng đến cuối năm 2023 Tổng cộng - Thiết lập mạng Ring PE-AGG: Khi có cố kết nối PE-AGG NPE PE-Agg PE di động, PE-AGG VN2 PE-AGG CDN toàn lưu lượng transit qua Ring Core theo hướng dự phòng Hiện tại, 03 cụm server CDN Facebook Cache (mỗi cụm 200G) kết nối tới 03 thiết bị PE-AGG Hà Nội gây phát sinh lưu lượng RING Core Trong trường hợp đứt RING Core, có nguy nghẽn hướng cịn lại lưu lượng CDN Facebook chuyển hướng (ngoài lưu lượng truyền thống khác) Do vậy, để đảm bào RING core, đề xuất 02 phương án: - Phương án 1: Nâng băng thông RING Core từ 300Gpbs lên 400Gbps; - Phương án 2: Bổ sung 03 cụm CDN Facebook 03 cụm lại, cụm 200Gbps giữ nguyên cấu hình RingCore đích năm 2022 Tên Node Cấu hình đích 2023 (PA1) Cấu hình đích 2023 (PA2) Cổng 100GE CFP 40km Cổng 100GE CFP 40km Đinh Tiên Hoàng 7 6 Đức Giang 7 6 Cầu Giấy 7 6 Thượng Đình 7 6 Hà Đông 7 6 Hà Đông 7 6 Tổng cộng 42 42 36 36 Bảng 4.5: Cấu hình Ring PE-AGG cuối năm 2023 - Thiết kế phần lớp NPE MAN-E:  Mỗi thiết bị NPE MEN Switch sử dụng kết nối 100GE lên thiết bị PEAGG theo nguyên tắc sau: + Kết nối lên PE-AGG theo hướng chính: 2x100GE + Kết nối PE-AGG theo hướng phụ: 2x100GE Hoàng Long – KTTT&TT - K59 106 Đồ Án Tốt Nghiệp  Năm 2023 không thực mở rộng dung lượng  Mỗi thiết bị NPE MEN Switch sử dụng giao diện 10GE, số Ring có dung lượng lớn sử dụng giao diện 100GE để kết nối Ring Acc MEN Switch phân vùng (tham chiếu sơ đồ cấu trúc mạng) Giao diện 100GE Node NPE Giao diện 10GE Module quang 100GE 40k m 10km 70km 10km 40km 70km 16 23 4 19 23 19 Đức Giang 20 16 Trâu Quỳ 20 17 Đông Anh 13 Phù Lỗ Cầu Giấy Đinh Tiên Hoàng 20 Trần Khát Chân Giáp Bát Module quang 10GE 2 2 2 13 13 13 25 2 21 Huỳnh Thúc Kháng 25 22 Ơng Ích Khiêm 18 15 Nam Thăng Long 18 15 Thanh Trì 14 4 10 Thượng Đình 21 17 Ô Chợ Dừa 22 19 Phương Mai 15 12 Hà Đông-1 4 Hà Đông-2 20 4 12 Thường Tín 12 Ứng Hòa 12 12 Xuân Mai 20 16 Hòa Lạc 24 12 12 Sơn Tây 24 12 102 410 38 62 320 28 Tổng số 20 44 Bảng 4.6: Cấu hình thiết bị lớp cuối NPE cuối năm 2023 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 107 Đồ Án Tốt Nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyên Huy Thành, "Nghiên cứu lựa chọn công nghệ giải pháp xây dựng mạng MAN cáp quang, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện công nghệ bưu viễn thơng", xuất năm 2006 [2] ThS Nguyễn Quý Minh Hiển, ThS Đỗ Kim Bằng , "Mạng viễn thông hệ sau", xuất năm 2002 [3] Nhà xuất Bưu Điện, "Công nghệ IP WDM", xuất năm 2005 [3] MEF forum, "Metro Ethernet Services – A technical overview", Inc, 2003 [6] MEF forum, "MEF 10.2 - Ethernet Services Attributes Phase 2", Inc, 2009 [4] Metro Ethernet Forum, "MEF — Metro Ethernet Network Architecture Framework, Part 1: Generic Framework", Inc, 2004 [5] Metro Ethernet Forum, "MEF-12 Metro Ethernet Network Architecture Framework Part 2: Ethernet Services Layer", Inc, 2008 [7] G Keiser, "Optical Fiber Communications", Inc, 2000 [8] Peter Tomsu and Christian Schmutzer, "Next Generation Optical Networks" , Inc, 2002 [9] Gerard Lachs, "Fiber Optic Communications - Systems, Analysis and Networks", Inc, 1998 [10] Silvello Betti, Giancarlo De Marchis, Eugenio Iannoe, "Coherent Optical Communications Systems, Inc, 1999 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 108