Nghiên cứu chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (gmpls),luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện tử

GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _ BÙI VĂN NHẤT NGHIÊN CỨU CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT (GMPLS) CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số : 605270 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS TRẦN HOÀI TRUNG Tp HCM, Năm 2013 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hồi Trung TRÍCH YẾU LUẬN VĂN CAO HỌC Họ tên học viên: Bùi Văn Nhất Năm sinh: 1978 Cơ quan công tác: Trường Cao Đẳng Cơng Nghệ Thơng Tin.Tp HCM Khố: K19 Chun ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Cán hướng dẫn: TS Trần Hoài Trung Mã số: 605270 Bộ môn: Kỹ Thuật Viễn Thông Tên đề tài luận văn: Nghiên Cứu Chuyển Mạch Nhãn Đa Giao Thức Tổng Quát (GMPLS) Mục đích nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu phát triển GMPLS cách giải quyết, mở rộng Bộ giao thức GMPLS nghiên cứu phát triển hòan thiện trước đưa vào ứng dụng thực tế Phương pháp nghiên cứu kết đạt được: Nghiên cứu tính hiệu để sử dụng GMPLS cho thiết bị có khả chuyển mạch khác (chuyển mạch ghép kênh phân thời gian, chuyển mạch gói, chuyển mạch bước sóng, chuyển mạch dãy bước sóng, chuyển mạch sợi quang) tương lai Kết nghiên cứu đáp ứng nhu cầu cần thiết cấp bách xã hội cần kỹ thuật để đáp ứng vấn đề tốc độ truyền, dung lượng chất lượng Điểm bình quân môn học: Điểm bảo vệ luận văn: Ngày tháng năm 2013 Học viên Xác nhận cán hướng dẫn: Xác nhận Bộ môn: HVTH: Bùi Văn Nhất Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung LỜI NÓI ĐẦU  Một yêu cầu quan trọng cho mạng hệ hiệu để quản lý đáp ứng cung cấp bảo đảm chất lượng dịch vụ Giao thức IP trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho dịch vụ mạng mới, lưu lượng IP tăng nhanh thay dần loại giao thức khác Cũng nhằm mục đích cung cấp băng thông yêu cầu hiệu cho nhiều dịch vụ, mạng quang DWDM phát triển triển khai mạng chuyển mạch xương sống Cùng với phát triển truyền dẫn quang, công nghệ GMPLS đời cho phép linh hoạt kết nối hoạt động mạng IP/MPLS mạng truyền dẫn quang Bên cạnh đó, GMPLS đời quy luật tất yếu để tạo mặt phẳng điều khiển chung cho thiết bị có khả chuyển mạch khác (chuyển mạch ghép kênh phân thời gian, chuyển mạch gói, chuyển mạch bước sóng, chuyển mạch dãy bước sóng, chuyển mạch sợi quang) Trên mặt phẳng điều khiển chung, thiết bị trao đổi thông tin điều khiển thông tin quản lý lỗi giám sát liên kết (giao thức LMP), thông tin phân phối nhãn quản lý đường dẫn (giao thức báo hiệu GMPLS RSVP-TE GMPLS CR-LDP), thông tin phân phối trạng thái topo mạng (giao thức định tuyến GMPLS OSPF GMPLS IS-IS) Ý tưởng mở rộng MPLS thành GMPLS để điều khiển mạng quang ghép kênh phân thời gian TDM SONET/SDH gặp khơng thách thức Luận văn tập trung làm rõ số vấn đề để giải thách thức đó:  Kỹ thuật phân cấp LSP cho phép nhiều LSP miền MPLS lồng vào LSP miền quang (GMPLS)  Kỹ thuật bó nhiều liên kết liệu thành bó liên kết để giảm kích thước sở liệu trạng thái liên kết giao thức định tuyến HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung  Một số mở rộng giao thức định tuyến OSPF-TE thành GMPLS OSPF-TE để quảng bá LSP miền quang kế cận chuyển tiếp sử dụng giao thức định tuyến  Một số mở rộng giao thức báo hiệu RSVP-TE thành GMPLS RSVPTE (hoặc CR-LDP thành GMPLS CR-LDP) để thiết lập LSP xuyên qua miền quang dựa kết trình định tuyến  Luận văn cịn đề cập ứng dụng công nghệ GMPLS TP.HCM, Ngày 04 tháng 05 năm 2013 Học viên thực Bùi Văn Nhất HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hồi Trung MỤC LỤC  Trang TỜ BÌA TRÍCH YẾU LUẬN VĂN CAO HỌC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS) 18 1.1 Định Tuyến IP/MPLS: 18 1.1.1 Định tuyến IP cổ điển: 19 1.1.2 Các khái niệm OSPF: 22 1.1.3 Định tuyến dựa ràng buộc (Constraint-Based Routing) 27 1.1.4 Mở rộng OSPF cho kỹ thuật lưu lượng: 27 1.1.5 Mở rộng OSPF cho kỹ thuật lưu lượng: 29 1.1.6 Kỹ thuật lưu lượng liên vùng (BGP-TE): 32 1.1.7 Báo hiệu (điều khiển) IP/MPLS: 36 1.2 RSVP RSVP-TE: 36 1.2.1 RSVP truyền thống: 46 1.2.2 RSVP-TE 40 1.2.3 RSVP-TE Protocol 42 1.2.4 CR-LDP 42 1.3 Chuyển mạch nhãn MPLS: 44 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung 1.3.1 Ưu điểm chuyển mạch nhãn: 44 1.3.2 Cấu trúc node MPLS: 45 1.3.3 Các khái niệm MPLS: 46 1.3.3.1 Nhãn: 46 1.3.3.2 Phân phối (distribution) liên kết (binding) nhãn: 49 1.3.3.3 Các phương pháp phân phối nhãn: 49 1.3.3.4 Trao đổi nhãn chuyển tiếp lưu lượng: 50 1.4 Kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS: 51 1.4.1 Định nghĩa Kỹ Thuật Lưu Lượng: 51 1.4.2 Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong Mạng IP/MPLS: 51 1.4.3 Hoạt động kỹ thuật lưu lượng MPLS: 52 1.4.4 Đặc tính kết nối trung kế: 54 1.4.5 Các chế hoạt động MPLS 58 1.4.6 Chế độ hoạt động khung MPLS (Frame-mode) : 58 1.4.7 Chế độ hoạt động tế bào MPLS (Cell-mode): 61 1.4.8 Giao thức MPLS 65 1.5 Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng (WDM): 65 1.5.1 Khái niệm 65 1.5.2 Lịch sử phát triển: 66 1.5.3 Một số khái niệm WDM: 67 CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT (GMPLS) 68 2.1 Giới thiệu: 68 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung 2.2 Các thách thức đặt muốn sử dụng MPLS để điều khiển mạng quang mạng ghép kênh phân thời gian SONET/SDH: 68 2.2.1 Các thách thức: 69 2.2.2 Cách giải quyết: 70 2.3 Router chuyển mạch nhãn LSR đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP miền GMPLS: 71 2.4 “Bó liên kết” (link bundle) GMPLS: 72 2.4.1 Liên kết (link) miền IP/MPLS: 72 2.4.2 Kế cận (Adjacencies) miền IP/MPLS: 72 2.4.3 Liên kết lưu lượng (TE link) miền IP/MPLS: 72 2.4.4 Liên kết lưu lượng (TE link) miền GMPLS: 72 2.4.5 “Bó liên kết” miền GMPLS: 73 2.4.6 Ràng buộc liên kết thành phần tạo bó liên kết: 75 2.4.7 Định tuyến bó liên kết: 75 2.4.8 Báo hiệu bó liên kết: 76 2.4.9 Các thơng số lưu lượng bó liên kết: 77 2.5 Phân cấp LSP GMPLS: 78 2.5.1 Kế cận chuyển tiếp FA (Forwarding Adjacency) miền GMPLS: 78 2.5.2 Khía cạnh định tuyến liên quan đến kế cận chuyển tiếp FA: 80 2.6 Xác định biên đường dẫn chuyển mạch nhãn kế cận chuyển tiếp FA-LSP: 82 2.7 Khía cạnh báo hiệu liên quan đến kế cận chuyển tiếp FA: 83 2.7.1 Báo hiệu RSVP-TE liên quan đến FA: 85 2.7.2 Báo hiệu CR-LDP liên quan đến FA: 85 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung 2.7.3 Độ ưu tiên FA-LSP: 86 2.8 Các cải tiến giao thức định tuyến sang miền GMPLS: 86 2.8.1 Hỗ trợ liên kết (lưu lượng thành phần) không đánh số: 86 2.8.2 Quảng bá thông tin kiểu bảo vệ cho liên kết lưu lượng: 86 2.8.3 Quảng bá thông tin nhóm liên kết có mức độ rủi ro SRLG: 88 2.8.4 Quảng bá thông tin khả chuyển mạch giao diện ISC (Interface Switching Capability): 88 2.8.4.1 Khả chuyển mạch gói: 89 2.8.4.2 Khả chuyển mạch lớp (L2SC): 90 2.8.4.3 Khả ghép kênh phân thời gian (TDM): 90 2.8.4.4 Khả chuyển mạch bước sóng (LSC): 90 2.8.4.5 Khả chuyển mạch sợi quang (FSC) 90 2.8.4.6 Khả chuyển mạch giao diện nhãn: 91 2.9 Các cải tiến giao thức báo hiệu sang miền GMPLS: 92 2.9.1 Bản tin yêu cầu nhãn tổng quát: 92 2.9.2 Nhãn tổng quát: 92 2.9.3 Báo hiệu cho chuyển mạch dãy bước sóng (waveband): 94 2.9.4 Nhãn đề nghị: 94 2.9.5 Không gian nhãn: 95 2.9.6 LSP song hướng: 97 2.10 Báo hiệu thông tin bảo vệ LSP: 99 2.11 Báo hiệu thông tin trạng thái quản trị: 100 2.12 Tách biệt kênh điều khiển kênh liệu: 100 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS GVHD: TS.Trần Hoài Trung 2.13 Báo hiệu định danh giao diện (interface): 101 2.14 Xử lý cố kênh điều khiển: 102 2.15 Định tuyến GMPLS 102 2.15.1 Khác biệt định tuyến IP định tuyến miền quang: 102 2.15.2 Cải tiến OSPF cho GMPLS: 103 2.16 Báo hiệu GMPL 104 2.16.1 RSVP: 104 2.16.1.1 Bản tin Notify: 104 2.16.1.2 Tiến trình xóa bỏ kết nối GMPLS RSVP-TE: 104 2.16.2 Báo hiệu CR-LDP: 105 2.16.3 Các vấn đề liên quan đến định dạng nhãn: 105 2.17 LSP song hướng: 107 2.18 Thông báo có lỗi nhãn: 107 2.19 Xử lý nhãn tường minh: 107 2.20 TLV bảo vệ: 108 2.21 Thông tin trạng thái quản trị: 108 2.22 Tách biệt kênh điều khiển kênh liệu: 109 2.23 Xử lý cố/lỗi: 109 2.24 Giao thức LMP GMPLS 110 2.24.1 Giới thiệu: 110 2.24.2 Tổng quan giao thức LMP: 113 2.24.3 Quản lý kênh điều khiển: 115 2.24.4 Đàm phán thông số kết nối: 116 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 10 GVHD: TS.Trần Hoài Trung 2.24.5 Giao thức Hello: 116 2.24.6 Thống nhất, đàm phán tham số Hello: 117 2.24.7 Fast Keep-alive: 118 2.24.8 Mối tương quan tính chất liên kết: 118 2.24.9 Kiểm tra kết nối liên kết: 119 2.25 Quản lý, giám sát cố/lỗi: 123 2.25.1 Phát cố: 124 2.25.2 Cơ chế định vị cố/lỗi: 124 2.25.3 Ví dụ chế định vị cố: 125 2.25.3.1 Sự cố liên kết liệu PXC PXC 3: 125 2.25.3.2 Sự cố liên kết lưu lượng PXC PXC 4: 126 2.25.3.3 Sự cố liên kết liệu vào PXC 1: 127 2.26 So Sánh MPLS Và GMPLS 127 CHƯƠNG 3:ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GMPLS 130 3.1 Ứng dụng mạng quang 130 3.2 Đề nghị nhãn cho bước sóng 130 3.3 Các đường chuyển mạch nhãn hai chiều mạng quang 130 3.4 Hiện trạng mạng viễn thông đường trục VNPT 132 3.5 Các phương án áp dụng công nghệ GMPLS 133 3.5.1 Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình chồng lấn (Overlay Model) 133 3.5.2 Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình hàng ngang (Peer Model) 134 HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS chuyển mạch cell 128 GVHD: TS.Trần Hoài Trung chuyển mạch sợi quang (ATM) LSP khởi tạo LSP khởi tạo kết thúc thiết bị đầu cuối kết thúc thiết bị LSR tương tự nhau, PSC, L2SC, TDM, LSC, đầu cuối (LSR) hỗ trợ FSC chuyển mạch gói, cell Việc định băng Việc định băng thông định vài thông định phận rời rạc tùy thuộc khả chuyển mạch TDM, vài phận LSC hay FSC Lượng nhãn sử dụng lớn Lượng nhãn sử dụng áp dụng kỹ thuật bó liên kết Không giới hạn số lượng Node hướng lên giao diện vào giới hạn số nhãn sử dụng lượng nhãn sử dụng cho LSP điểm node hướng lên cho tồn đường Ví dụ, thiết bị quang số lượng bước sóng giới hạn nên giới hạn số lượng nhãn sử dụng Chỉ có định dạng nhãn Có nhiều định dạng nhãn khác nhau, tùy thuộc vào giao diện chuyển mạch sử dụng gồm PSC, L2SC, TDM, LSC, FSC Nhãn sử dụng để Nhãn GMPLS sử dụng để điều khiển chuyển liệu mang tách biệt với kênh liệu mang chung kênh với liệu Không hỗ trợ thông Hỗ trợ thêm số thông số đặc biệt (SDH/Sonet, số đặc biệt tin TDM,…) tin báo hiệu báo hiệu HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 129 GVHD: TS.Trần Hoài Trung Không tách biệt Tách biệt kênh điều khiển kênh liệu (giao kênh điều khiển kênh thức LMP) liệu Định tuyến lại có Cơ chế chuyển đổi dự phòng nhờ cải tiến giao cố đứt kết nối thức báo hiệu RSVP Kết nối (LSP) đơn Kết nối song hướng, cho phép: hướng - Chứa nội dung nguồn định LSP - Cơ chế khôi phục đơn giản - Độ trễ thiết lập thấp - Số lượng gói tin yêu cầu thiết lập thấp Nhãn đề Cho phép node hướng lên đề xuất nhãn nghị node hướng ghi đè lên nhãn node hướng xuống lên HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 130 GVHD: TS.Trần Hoài Trung CHƯƠNG 3:ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GMPLS  3.1 Ứng dụng mạng quang GMPLS phát triển để hỗ trợ hoạt động MPLS mạng quang dùng công nghệ khác phân thời gian (SONET, ADM), bước sóng, chuyển mạch khơng gian ( cổng vào hay sợi quang vào đến cổng hay sợi quang ) MPLS cho giao thức chuyển tiếp LRS có khả xử lí định tuyến cho tín hiệu có ranh giới, khung, tế bào (tức thiết bị OEO) Ngược lại, GMPLS cho LSR thiết bị O/O/O nhận biết ranh giới gói hay tế bào Do đó, định chuyển tiếp dựa vào khe thời gian, bước sóng hay cổng vật lý Các thông điệp MPLS dùng mạng quang mang thông tin gửi đến LSR quang nhiều giao thức khác (như RSVP, LSP) 3.2 Đề nghị nhãn cho bước sóng GMPLS dùng để cấu hình cho phần cứng PXC Một phương pháp “nhãn đề nghị” dùng bước sóng hay tập bước sóng Nó định nghĩa cách dùng tập nhãn để hạn chế việc chọn nhãn thực nút GMPLS kế cận Các tập nhãn hữu dụng nút quang bị hạn chế số bước sóng đó, khơng phải nút quang có khả số nút quang có khả OEO số nút khác lại có khả 3.3 Các đường chuyển mạch nhãn hai chiều mạng quang GMPLS định nghĩa đường chuyển mạch nhãn song hướng có yêu cầu kỹ thuật lưu lượng cho hướng Để thiết lập đường chuyển mạch nhãn LSP RSVP – TE hay CR – LDP, hai LSP đơn hướng thiết lập cách độc lập Do điều bất lợi tốn thời gian, thứ hai phải trao đổi HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 131 GVHD: TS.Trần Hồi Trung nhiều thơng điệp hơn, thứ ba loại LSP độc lập dẫn đến tuyến khác cho hai LSP  LSP kế cận chuyển tiếp FA – LSP FA – LSP ( Forwawding Adjacency LSP) LSP dựa GMPLS để mang LSP khác Một FA – LSP thiết lập hai nút GMPLS xem liên kết ảo có đặc tính TE riêng, quảng bá cho OSPF/IS-IS liên kết vật lý bình thường FA – LSP tham gia vào sở liệu trang thái liên kết dùng việc tính tốn đường mang LSP khác Nó giúp giảm kích thước sở liệu thời gian tìm kiếm bảng FA – LSP đánh số khơng đánh số gộp với cac liên kết khác  LSP phân tầng Khi luồng đầu cuối – đầu cuối thiết lập cho ứng dụng cần dùng lượng 10 M liên kết vật lý hai mạng 100M nên lãng phí khơng hiệu ta dùng liên kết cho ứng dụng Sẽ tốt ta kết hợp luồng tốc độ cao Nó tạo thành kiến trúc LSP phân tầng Trong kiến trúc phân tầng tự nhiên, nhóm PSC – LSP lồng TDM – LSP sau lồng mọt LSC nhóm LSC FSC  Tính tin cậy Một đặc tính quan trọng tập hợp giao thức GMPLS khả quản lí lỗi cách tự động Lỗi loại mạng phải cô lập giải độc lập với mạng Đây đặc điểm quan trọng cho LSP đầu cuối – đầu cuối xuyên hầm LSP khác Mặt phẳng điều khiển chung mạng khác phải có khả quản lí mức tin cậy mạng  Sử dụng tài nguyên hiệu HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 132 GVHD: TS.Trần Hồi Trung Việc quản lí tài nguyên TDM mạng quang thông qua mặt phẳng điều khiển dựa IP đòi hỏi phải sử dụng tài nguyên hiệu gộp liên kết sử dụng liên kết không địa  Gộp liên kết Một mạng quang có hàng nghìn sợi quang song song, sợi quang lại mang hàng trăm nghìn bước sóng hai nút Để giảm kích thước sở liệu liên kết dễ mở rộng GMPLS đưa khái niệm gộp liên kết (link bundling) Gộp liên kết cho phép ánh xạ nhiều liên kết thành quảng bá cho OSPF hay IS – IS Mặc dù giản lược có số thông tin bị gộp liên kết giúp giảm đáng kể kích thước sở liệu trạng thái liên kết số liên kết phải quảng bá Một bó liên kết cần kênh điều khiển nên giảm số lượng thông điệp phải trao đổi cho giao thức báo hiệu định tuyến  Các liên kết không địa IP (Unnumbered link) Thay gán địa IP khác cho TDM hay liên kết mạng, GMPLS dùng liên kết không địa để theo dõi loại liên kết Điều cần thiết số lượng kênh TDM, bước sóng sợi quang tăng nhanh việc quản lí địa IP tốn nhiều thời gian tài nguyên địa hữu hạn.Liên kết khơng có địa IP, thay vào dùng tổ hợp router ID nhất, số liên kết để biểu diễn Các liên kết xác định mặt phẳng báo hiệu liên kết bình thường có địa IP 3.4 Hiện trạng mạng viễn thông đường trục VNPT Hiện nay, truyền dẫn đường trục Bắc –Nam VNPT có mạng hoạt động song song, sử dụng cơng nghệ DWDM, mạng Nortel 60Gbps với bước sóng 10Gbps 80Gbps với 10 bước sóng 10Gbps, thiết bị cung cấp hãng Nortel Mạng Nortel 60Gbps bao gồm tuyến cáp quốc lộ 1và phần cáp điện lực, mạng Nortel 60Gbps gồm tuyến cáp quốc lộ cáp đường mịn Hồ Chí HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 133 GVHD: TS.Trần Hoài Trung Minh Mỗi mạng chia thành nhiều Ring Bên cạnh việc bảo vệ Ring,mạng Nortel 80Gbps bảo vệ tuyến cáp song song 3.5 Các phương án áp dụng cơng nghệ GMPLS Có ba phương án tổ chức mạng đường trục theo hai mơ hình khác nhau:  Mơ hình chồng lấn (Overlay Model)  Mơ hình ngang hàng (Peer Model)  Mơ hình lai ghép (Augmented Model) 3.5.1 Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình chồng lấn (Overlay Model) Theo mạng bao gồm nút trục nút trục Hà Nội, nút Đà Nẵng nút Tp.Hồ Chí minh.Tại nút đặt thiết bị chuyễn mạch quang OXC có chức GMPLS Các nút OXC đấu chéo thông qua hệ thống truyền dẫn quang DWDM để thực chuyển mạch bước sóng mang tín hiệu với tốc độ đạt tới tốc độ STM 16/64 10Gbit Ethernet Tại nút mạng trục đặt định tuyến Router đường trục (Backbone Router) kết nối với chuyển mạch OXC nút tương ứng Giao diện kết nối điều khiển báo hiệu Router trục OXC giao diện UNI, giao diện điều khiển báo hiệu OXC giao diện I- NNI Thiết bị Router trục sử dụng để kết nối mạng ngang cấp kết nối với mạng cung cấp loại hình dịch vụ /cơng nghệ khác nhau, chẳng hạn kết nối với mạng PSTN, xDSL, PLMN, MAN khu vực với đa dạng công nghệ TDM, ATM, Ethernet, MPLS  Ưu điểm phương án triển khai mạng đường trục theo mô hình chống lấn:  Phù hợp với kết nối mạng nhiều nhà khai thác mạng khác nhau, thực hệ thống điều khiển báo hiệu quản lý riêng theo nhà khai thác HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 134 GVHD: TS.Trần Hoài Trung  Phù hợp cho thực kết nối mạng định tuyến Router với mạng truyền tải quang có hệ thống định tuyến điều khiển báo hiệu riêng rẽ  Cho phép truyển khai mở rộng quản lý mạng truyền tải quang mà không ảnh hưởng tới mạng định tuyến Router có  Nhược điểm phương án triển khai mạng đường trục theo mơ hình chống lấn:  Thơng tin điều khiển /báo hiệu định tuyến bị “che dấu’’ ranh giới phạm vi phân lớp mạng, hạn chế hiệu sử dụng tài nguyên chung mạng  Cơ chế thực quản lý điều khiển cố hư hỏng mạng phước tạp  Không phù hợp với mạng có cấu trúc kết nối Mesh đầy đủ 3.5.2 Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình hàng ngang (Peer Model) Về cấu trúc kết nối mơ hình mạng ngang hàng tương tự mơ hình mạng chồng lấn Chỉ có khác biệt Router trục kết nối với OXC theo chế ngang hàng , nghĩa OXC coi Router trục có chức hoạt động giống OXC ngược lại Trong trường hợp này, mặt điều khiển quản lý OXC Router trục thống Các Router trục hiểu rõ cấu trúc tô – pơ có khả sử dụng tài ngun mạng truyền tải quang ngược lại Để thực điều này, giao diện kết nối điều khiển báo hiệu Router trục OXC giao diện I-NNI giao diện kết nối OXC với Các giao thức định tuyến thực xuyên suốt qua OXC Router trục Điều khác với mơ hình chồng lấn, giao thức định tuyến GMPLS thực miền truyền tải quang  Ưu điểm phương án HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 135 GVHD: TS.Trần Hoài Trung  Tối ưu hóa việc chọn lựa tuyến kết nối qua Router OXC, không phát sinh tượng chồng lấn cấu trúc tô-pô mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router  Cho phép sử dụng tài nguyên mạng cách hiệu môi trường không đồng thiết bị mạng truyền tải quang định tuyến Router  Dễ dàng việc phát điều khiển cố mạng hỗn hợp IP quang  Nhược điểm phương án  Không hỗ trợ môi mạng bao gồm nhiều nhà khai thác mạng khác thân nhà khai thác mạng không muốn nhà khai thác mạng khác biết thông tin mạng nội 3.5.3 Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình lai ghép (Augmented Model) Phương án triển khai mạng đường trục theo mơ hình lai ghép kết hợp phương án triển khai theo mơ hình chồn lấn mơ hình hàng ngang Theo phương án phạm vi mạng theo công nghệ IP/MPLS gọi thiết bị định tuyến ranh giới (Border Router).Thiết bị thực chức định tuyến mạng truyền tải quan vừa định tuyến mạng IP/MPLS Mặt phẳng quản lý điều khiển mạng IP/MPLS mạng truyền tải quang OXC tách biệt riêng rẽ, Khơng có trao đổi thơng tin, định tuyến, báo hiệu điều khiển hai mặt điều khiển quản lý nói  Ưu điểm phương án:  Tận dụng ưu điểm mạng ngang hàng xét khía cạch quản lý điều khiển mạng theo phạm vi mạng  Cơ chế quản lý điều khiển lỗi mạng đơn giản HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 136 GVHD: TS.Trần Hoài Trung  Tạo thuận lợi việc mở rộng mạng quang từ mạng sang xây dựng mặt phẳng điều khiển quản lý thống  Nhược điểm phương án:  Vẫn tồn hai mặt phẳng điều khiển quản lý: quang mạng định tuyến IP/MPLS  Phương án không phù hợp với mạng cấu trúc tô-pô tương đồng mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router IP/MPLS 3.6 Mơ hình tổ chức mạng GMPLS Cấu trúc phân lớp mạng Vùng tổ chức thành hai phân lớp mạng: Phân lớp mạng lõi (Vùng Core) phân lớp mạng truy nhập (Access Vùng) Trong phân lớp mạng có thành phần mạng chủ yếu phần tử thuộc mạng định tuyến/chuyển mạch (Router/Switch) phần tử thuộc mạng truyền tải quang (TDM/OXC) Trong lớp truyền tải quang lớp mạng truy nhập chủ yếu sử dụng phần tử truyền tải dựa công nghệ TDM (các thiết bị SDH-NG thiết bị MSTP) Trong lớp mạng truyền tải lõi sử dụng thiết bị OXC kích thước mạng lớn sử dụng hỗn hợp thiết bị TDM OXC hay dùng thiết bị TDM với mạng kích cỡ trung bình nhỏ Tương tự mạng đường trục, việc triển khai GMPLS mạng Vùng theo ba phương án tổ chức mạng khác nhau: mơ hình chồng lấn (Overlay Model); mơ hình ngang hàng (Peer Model) mơ hình lai ghép (Augmented Model) 3.6.1 Mơ hình tổ chức mạng GMPLS vùng theo mơ hình chồng lấn (Overlay Model) Mạng Vùng tổ chức theo mơ hình chồng lấn cấu trúc phân lớp mạng dựa sở cấu trúc phân lớp mạng Vùng bao gồm lớp mạng: Lớp mạng lõi (Vùng Core) lớp mạng truy nhập (Access Vùng) hình HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 137 GVHD: TS.Trần Hồi Trung Hình 3.1: Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mơ hình Overlay model Mạng truyền tải quang phân lớp mạng lõi Vùng mạng truy nhập Vùng bao gồm phần tử SDH-NG/MSTP phần tử OXC kết nối với thông qua giao diện I-NNI Ranh giới hai lớp mạng kết nối với thông qua giao diện E-NNI Và vậy, mặt phẳng điều khiển quản lý mạng truyền tải quang Router biên mặt phẳng thống theo công nghệ GMPLS Các giao diện vật lý kết nối thuộc mạng truyền tải giao diện STM-n, giao diện FE (100 Mbit/s), GE (1/10 Gbit/s) giao diện với tốc độ luồng VC-n đơn lẻ chuỗi liên kết luồng (VC Concatenation) để cung cấp kênh truyền tải với nhiều tốc độ khác 3.6.2 Mơ hình tổ chức mạng vùng theo mơ hình ngang hàng (Peer Model) Tương tự tương tự mơ hình mạng ngang hàng áp dụng cho đường trục hình Tuy nhiên, phạm vi phân lớp mạng (như phân lớp mạng truy nhập mạng lõi cần kết nối định tuyến quản lý bên thông qua giao diện I-NNI) Với phương án triển khai mạng ngang hàng cho mạng GMPLS Vùng có mạng có mặt phẳng điều khiển quản lý thống theo giao thức GMPLS IETF mô hình kiến trúc mạng ASON/ G.8080 ITU-T đề xuất HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 138 GVHD: TS.Trần Hồi Trung Hình 3.2: Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mơ hình Peer 3.6.3 Mơ hình tổ chức mạng GMPLS theo mơ hình lai ghép(Augmented Model) Tương tự triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình lai ghép Điểm khác biệt phạm vi mạng GMPLS bao gồm phần tử mạng truyền tải quang hai phân lớp mạng truy nhập mạng lõi Vùng tới Router cổng đóng vai trị cổng liên kết phạm vi mạng truyền tải quang GMPLS mạng định tuyến IP/MPLS (Border Router) Trong mơ hình đây, Router cổng thực hai chức năng, phạm vi mạng GMPLS hoạt động phần tử mạng GMPLS kết nối với phần tử mạng GMPLS khác thông qua giao diện NNI (I-NNI E-NNI) để thực chức quản lý, điều khiển định tuyến mạng GMPLS Đối với phạm vi mạng IP/MPLS thực chức quản lý, điều khiển định tuyến thông qua giao thức áp dụng cho mạng IP/MPLS Mặt phẳng quản lý điều khiển mạng IP/MPLS mạng GMPLS tách biệt riêng rẽ, trao đổi thơng tin định tuyến, báo hiệu điều khiển hai mặt điều khiển quản lý HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 139 GVHD: TS.Trần Hồi Trung Hình 3.3: Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mơ hình lai ghép HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 140 GVHD: TS.Trần Hoài Trung KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI  GMPLS bước phát triển tất yếu mạng liệu hệ sau NGN Nó đóng vai trị quan trọng làm cầu nối hoạt động tương thích mạng IP mạng quang, đáp ứng kịp nhu cầu lưu lượng phát triển khơng ngừng Luận văn trình bày u cầu, thách thức việc phát triển GMPLS MPLS cách giải quyết, mở rộng Bộ giao thức GMPLS nhà nghiên cứu phát triển hòan thiện trước đưa vào ứng dụng thực tế Việc chuẩn hóa, lựa chọn hướng phát triển mở rộng giao thức tồn q trình thực hiện, số chuẩn cơng bố thành RFC có số chuẩn Draft Do hạn chế tài liệu thời gian nên nội dung đề tài cịn có nhiều sơ sót Hướng phát triển đề tài bổ sung giao thức mở rộng IS-IS, cách đánh số kết nối khơng phải chuyển mạch gói dùng mạng GMPLS, tiếp tục cập nhật phiên RFC chuẩn hóa giao thức GMPLS tìm kiếm công cụ mô cho phép mô thêm mô hình để có nhìn tịan cục cấu trúc, hoạt động mạng GMPLS Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Điện – Điện Tử Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Đặc biệt Thầy hướng dẫn TS Trần Hồi Trung suốt q trình thực luận văn tận tình giúp đỡ có lời khun bổ ích để hịan thành luận văn TP.HCM, ngày tháng năm 2013 Bùi Văn Nhất HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 141 GVHD: TS.Trần Hoài Trung LỜI CẢM ƠN  Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất Thầy khoa Điện-Điện Tử Thầy môn Kỹ Thuật Viễn Thông cung cấp kiến thức tảng để giúp cho em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến tất Thầy ban lãnh đạo trường CĐ Công Nghệ Thông Tin TP HCM tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn thời hạn Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy TS Trần Hồi Trung tận tình bảo, giúp đở tạo điều kiện tốt cho em suốt thời gian thực luận văn Sau xin gửi lời cảm ơn đến gia đình người thân bạn bè hỗ trợ động viên suốt thời gian làm luận văn Một lần em xin chân thành cảm ơn! Tp HCM, ngày 09 tháng 05 năm 2013 Học viên thực Bùi Văn Nhất HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT GMPLS 142 GVHD: TS.Trần Hoài Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO / Đồ án tốt nghiệp.Đề tài: VPN MPLS Học Viện Bưu Chính Viễn Thông Đồ án tốt nghiệp.Đề tài: Kỹ Thuật Lưu Lượng Trong MPLS Học Viện Bưu Chính Viễn Thơng Đồ án tốt nghiệp.Đề tài: Chất Lượng Dịch Vụ Trong MPLS Học Viện Bưu Chính Viễn Thơng E Mannie, "Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) architecture", RFC 3945,Oct 2004, IETF GMPLS RFC 3945 "1.2 Multiple Types of Switching and Forwarding Hierarchies" D Awduche, L Berger, D Gan, T Li, V Srinivasan, and G Swallow, "RSVPTE: Extensions to RSVP for LSP tunnels", RFC 3209, Dic 2001, IETF http://www.antd.nist.gov/glass HVTH: Bùi Văn Nhất Lớp: CH.19.KTĐT