Kỹ thuật lưu lượng đa lớp trong mạng huyển mạh nhãn đa giao thứ tổng quát

TRẦN THỊ NGỌC LAN Trang 2 DANH MụC CáC HìNH Vẽ Hình 1.1 Yêu cầu các thông tin cần có đối với nhãn GMPLS: 5 Hình 1.2: Thông tin nhãn tổng quát 7 Hình 1.3: Thông tin trong tập nhãn 7 Hình

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ********** LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG ĐA LỚP TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGUYỄN ĐỨC HÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN THỊ NGỌC LAN HÀ NỘI - 2005 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205140231000000 DANH MụC CáC HìNH Vẽ Hình 1.1: Yêu cầu thông tin cần có nhÃn GMPLS Hình 1.2: Thông tin nhÃn tổng quát Hình 1.3: Thông tin tập nhÃn Hình 1.4: Phân cấp LSP GMPLS 10 H×nh 1.5: Chång giao thøc GMPLS 11 H×nh 1.6: Nhóm liên kết rủi ro chung 12 Hình 1.7: Lồng xếp LSP 15 Hình 1.8: Nhận dạng liên kết không đánh số 16 Hình 1.9: Mô hình lớp mạng hữu 17 Hình 1.10: Các mặt phẳng GMPLS 18 Hình 2.1: Chức bảo vệ khôi phục lớp 26 Hình 2.2 : Ví dụ chế phát dựa trờng TTL mạng IP 32 Hình 2.3: Nhu cầu luồng hớng chế độ điều khiển trình tự 35 Hình 2.4: Cơ chế xử lý đệm nút mạng TLV 37 Hình 2.5 : Cơ chế ngăn ngừa chuyển tiếp vòng sử dụng vector đờng TLV 39 Hình 2.6: Trao đổi giá trị đếm nút mạng ATM-LSR 40 Hình 2.7: Xư lý trêng TTL cđa gãi tin IP tríc phân đoạn gói tin 41 Hình 3.1: Kiến trúc node mạng SONET/WDM Ring 42 Hình 3.2: Mạng SONET/WDM với node bớc sóng 43 Hình 3.3: 44 Hai mô hình khả thi đáp ứng yêu cầu lu lợng hình 3.2 Hình 3.4: Mạng SONET/WDM ring trờng hợp có/không có hub-node 45 Hình 3.5: Thiết kế mạng với lu lợng cho phép t=2 46 Hình 3.6: Topo mạng kết nối ring kiến trúc nút chức 47 Hình 3.7: Tính họp nhãm cđa mét OXC 49 H×nh 3.8: Hai h×nh thøc khác cấu trúc mạng node 50 Hình 3.9: Ví dụ bảo vệ đa lớp 52 Hình 3.10: Cấu trúc chuyển mạch có hỗ trợ hợp nhóm "multicast" 53 Hình 4.1: Phân cấp LSP GMPLS 54 Hình 4.2: Mô hình mạng đa lớp tham khảo 55 Hình 4.3: Kỹ thuật lu lợng lớp IP-MPLS 59 Hình 4.4: TE lớp quang 60 Hình 4.5: Định tuyến ràng buộc 61 Hình 4.6: Topo mạng logic 63 Hình 4.7: Giám sát lu lợng khởi tạo trình MTE 68 Hình 4.8: Giai đoạn giám sát-phát 69 Hình 4.9: Giai đoạn xem xét lựa chọn định 70 Hình 4.10: Các giai đoạn hoạt động MTE 71 Hình 4.11: Chiến lợc MTE reactive 74 Hình 4.12: Phân tích đờng chung 75 Hình 4.13: Phân bố lu lợng sau cấu hình lại 77 Hình 4.14: Đa mức quán tính hợp lý 79 Hình 4.15: Tắc nghẽn trung bình 81 Hình 4.16: Tắc nghẽn cực đại 82 Hình 5.1: Kiến trúc mạng với mặt phẳng 84 Hình 5.2: Bản tin RSVP 86 Hình 5.3: Thiết lập đờng quang (có sử dụng tin RSVP ) 87 Hình 5.4: Phơng pháp đờng (SPA) đa đờng (MPA) 89 Hình 5.5: Định tuyến khôi phục liên kết GMPLS 92 Hình 5.6: Khái niệm nhóm liên kết rủi ro chung 93 Hình 5.7: Hình 5.8: Ví dụ khôi phục đa lớp động Khôi phục MTE điển hình 97 97 Hình 5.9: So sánh khôi phục đa lớp động qua (ION) tĩnh (qua OTN) 98 Hình 5.10: Khôi phục đa lớp rời rạc 99 Hình 5.11: Phơng pháp Bottom-up 101 Hình 5.12: Mô hình mạng chồng lấp 103 Hình 5.13: Mô hình mạng ngang cấp 103 Hình 5.14: ¶nh hëng cđa kÝch thíc cưa sỉ quan s¸t 105 Hình 5.15: Tỉ lệ suy hao gói với kích thớc cửa sổ quan sát khác 106 Hình 5.16: Số lợng liên kết logic ổn định lớp IP 107 Hình 5.17: Tổng số liên kết IP qua thêi gian 108 H×nh 5.18: Nhãm häp luång lu lợng độ sử dụng liên kết IP 109 Hình 5.19: QoS sử dụng kích thớc cửa sổ quan sát khác 109 Thuật ngữ viết tắt ADm AS ASTN Add Drop Multiplexing Autonomous System ThiÕt bÞ xen rẽ kênh Hệ tự quản Mạng truyền tải chuyển mạch tự động Kỹ thuật băng thông Giao thức định tuyến cổng mạng vùng giáp ranh Bộ định tuyến tế bào Giao thức định tuyến tìm đờng ngắn Ghép kênh theo mật độ bớc sóng Kết nối chéo số BE BGP Autonomous Switched Transport Network Bandwidth Engineering Border Gatewway Protocol CR CSPF Cell Router Constrained Shortest Path First DWDM DXC Density-Wave Division Multiplexing Digital Cross Connect EGP Edge Gateway Protocol FEC Forwarding Equivalence Class GMPLS Generalized Multi Protocol Label Switching IGP Interior Gateway Protocol IS-IS LDP Intermediate SystemIntermediate System Label Distribution Protocol LIB Label Information Base Giao thøc ph©n phối nhÃn Cơ sở thông tin nhÃn LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý kênh LSP Label Switched Path Tuyến chuyển mạch nhÃn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhÃn Giao thức định tuyến cổng biên Lớp chuyển tiếp tơng đơng Chuyển mạch nhÃn đa giao thức tổng quát Giao thức định tuyến cổng miền Giao thức định tuyến IS-IS MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhÃn đa giao thức NMS Network Management System Cơ chế quản lý trung tâm O-ADM OSPF Optical-Add Drop Multiplexing Open Shortest Path First OXC PPP PSC Optical Cross Connect Point to Point Protocol Packet Switch Capable RSVP Resource Reservation Protocol SDH Synchronous Digital Hierarchy SNMP SONET Simple Network Management Protocol Synchronous Optical Network ThiÕt bÞ xen rÏ quang Giao thức định tuyến mở đờng ngắn Kết nối chéo quang Giao thức điểm-điểm Tính chuyển mạch gói Giao thức dành trớc tài nguyên Hệ thống phân cấp số đồng Giao thức quản lý mạng giản đơn Mạng truyền dẫn quang đồng SPF Shortest Path First SRLG Shared Risk Link Group TDP TE TTL Tag Distribution Protocol Traffic Engineering Time To Live UNI User Network Interface WDM Wave Division Multiplexing WGXC Wavelength-Grooming-CrossConnect - WGXC Phơng thức định tuyến đờng ngắn Nhóm liên kết rủi ro chung Giao thức phân phối thẻ Kỹ thuật lu lợng Thời gian tồn (của gói ) Giao diện mạng ngời sử dụng Ghép kênh phân chia theo bíc sãng KÕt nèi chÐo nhãm bíc sãng Mơc lơc Trang Mục lục Thuật ngữ viết tắt Danh mục hình vẽ Giới thiệu Chơng 1: Chuyển mạch nhÃn §a giao thøc Tỉng qu¸t GMPLS (generalized MPLS ) 1.1 Giới thiệu 1.2 Các thành phần GMPLS 1.2.1 CÊu tróc nh·n 1.2.2 Ph©n cÊp GMPLS 1.3 Chång giao thøc m¹ng GMPLS 10 1.3.1 Các giao thức định tuyến 11 1.3.2 Các giao thức báo hiệu 13 1.3.3 Các giao thức quản lý liên kết 13 1.4 Đặc trng mạng GMPLS 14 1.4.1 Giao diện điều khiển GMPLS 14 1.4.2 Khả mở rộng mạng 15 1.4.2.1 Xếp lồng LSP 15 1.4.2.2 Tạo nhóm liên kết 16 1.4.2.3 Sử dụng liên kết không đánh số 16 1.4.2.4 Tách riêng mặt phẳng điều khiển mặt phẳng liệu 17 1.5 Nguyên lý hoạt động GMPLS 1.5.1 Phát lân cận 17 18 1.5.2 Tính đờng 19 1.5.3 Báo hiệu dịch vụ 19 i 1.6 Tiến trình chuẩn hoá 20 1.7 Các vấn đề triển khai 21 1.8 Sự phát triển mạng nhà khai thác 22 Chơng 2: Kỹ thuật lu lợng 25 2.1 Kỹ thuật lu lợng mục tiêu chất lợng 25 2.2 Những hạn chế chế điều khiển IGP 26 2.3 Quản lý lu lợng MPLS 27 2.4 Quản lý lu lợng qua MPLS 28 2.4.1 Hoạt động trung kế lu lợng 29 2.4.2 Thuộc tính kỹ thuật lu lợng trung kế lu lợng 29 2.5 Các thuộc tính tài nguyên 30 2.5.1 Bộ phân bổ lớn 30 2.5.2 Thuộc tính lớp tài nguyên 30 2.6 Triển khai định tuyến cỡng MPLS 31 2.7 Phát phòng ngừa định tuyến vòng 31 2.8 Chế độ khung 32 2.8.1 Phát chuyển tiếp vòng liệu 32 2.8.2 Ngăn ngừa chuyển tiếp vòng liệu điều khiển 33 2.9 Chế độ tế bào 34 2.9.1 Phát hiện/ngăn ngừa chuyển tiếp vòng thông tin điều khiển 34 2.9.2 Phát chuyển tiếp vòng liệu 39 Chơng 3: hợp nhóm luồng lu lợng mạng Quang 42 3.1 Hợp nhóm luồng lu lợng mạng vòng 42 3.1.1 Kiến trúc node 42 3.1.2 Hợp nhóm chặng (Single-Hop) mạng vòng 43 3.1.3 Hợp nhóm nhiều chặng mạng vòng SONET/WDM 3.1.4 Hợp nhóm động vòng SONET/WDM 44 46 3.1.5 Hợp nhóm luồng lu lợng vòng SONET/WDM liên kết Hợp nhóm lu lợng mạng Mesh WDM định tuyến bớc sóng 46 3.2.1 Cung cấp mạng: Hợp nhóm lu lợng tĩnh động 48 48 ii 3.2.2 Thiết kế mạng với mặt phẳng (Plannar) 49 3.2.3 Nhóm họp lu lợng với yêu cầu bảo vệ mạng Mesh WDM 51 3.2.4 Hợp nhóm Multicast mạng Mesh WDM 52 Chơng 4: Kỹ thuật lu lợng đa lớp 54 4.1 Mô hình mạng đa lớp 54 4.2 Kỹ thuật lu lợng đa lớp 57 4.2.1 Giới thiệu 57 4.2.2 Kỹ thuật lu lợng lớp IP-MPLS 58 4.2.3 Kỹ thuật lu lợng lớp quang 59 4.2.4 Định tuyến ràng buộc 60 4.2.5 Định tuyến Hybrid 61 4.2.6 Kỹ thuật băng thông 65 4.3 Hoạt động MTE 66 4.3.1 Giám sát-phát vấn đề khởi tạo trình MTE 67 4.3.2 Lựa chọn vấn đề cần cấu hình lại 69 4.3.3 Thực định cấu hình 70 4.4 Yêu cầu thực chiến lợc MTE hợp lý 77 4.4.1 Cố gắng sử dụng hiệu dung lợng 77 4.4.2 Đa mức quán tính phù hợp 78 4.4.3 Tránh hiệu ứng chồng chất nhớ 79 4.4.4 Tránh tình trạng không ổn định 80 4.5 Đánh giá hiệu việc sử dụng đa lớp 80 CHƯƠNG : Các giải pháp thực MTE 83 5.1 Điều khiển MTE phân tán 83 5.1.1 Giíi thiƯu 83 5.1.2 Giao thøc giµnh tríc tài nguyên RSVP-TE 5.1.2.1 Bản tin RSVP đối tợng 85 85 5.1.2.2 Thiết lập trình giành trớc tài nguyên 5.1.3 Một số đề xuất cho điều khiển MTE phân tán 87 89 iii 5.2 Khôi phục đa lớp 91 5.2.1 Giới thiệu 91 5.2.2 Khái niệm khôi phục đa lớp 92 5.2.3 Khái niệm khôi phục đa lớp tĩnh 94 5.2.4 Khái niệm khôi phục ®a líp ®éng 95 5.2.5 Giíi thiƯu mét sè ph¬ng pháp khôi phục đa lớp 98 5.3 ảnh hởng kích thớc cửa sổ quan sát MTE 104 Kết luận 110 Tài liệu tham khảo 111 iv