luận văn thạc sĩ tìm hiểu về mạng man và xây dựng cấu trúc mạng man cho viễn thông nam định

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o VŨ THỊ CHÂU GIANG TÌM HIỂU VỀ MẠNG MAN VÀ XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG MAN CHO VIỄN THÔNG NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o VŨ THỊ CHÂU GIANG TÌM HIỂU VỀ MẠNG MAN VÀ XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG MAN CHO VIỄN THƠNG NAM ĐỊNH Chun nghành: Cơ sở Tốn học cho Tin học Mã số: 60460110 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ TRỌNG VĨNH Hà Nội – Năm 2013 - Trang - z MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU LỜI CẢM ƠN 10 MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG KIẾN TRÚC MẠNG ĐÔ THỊ (MAN) VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ ETHERNET 14 1.1 Tổng quan MAN 14 1.1.1 MAN gì? 14 1.1.2 Những yếu tố thúc đẩy phát triển mạng MAN 14 1.1.3 Ưu, nhược điểm mạng MAN 14 1.1.4 Kiến trúc MAN theo mơ hình Cisco 15 1.2 Xu hướng phát triển kiến trúc MAN Ethernet (MAN-E) 16 1.2.1 Xu hướng phát triển 16 1.2.2 Kiến trúc chung MAN Ethernet 17 1.2.3 Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet - GbE) 18 CHƯƠNG CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG XÂY DỰNG MAN ETHERNET (MAN-E) 20 2.1 Công nghệ SONET/SDH 20 2.1.1 Đặc điểm công nghệ 20 2.1.2 Ưu điểm 21 2.1.3 Nhược điểm 22 2.2 Công nghệ WDM (Wavelength Division Multiplexing ) 22 2.2.1 Đặc điểm 22 2.2.2 Ưu nhược điểm công nghệ 23 2.2.3 Khả ứng dụng 23 2.3 Công nghệ RPR (Resilient Packet Ring) 23 2.3.1 Giới thiệu 23 2.3.2 Đặc điểm công nghệ 24 2.3.3 Ưu nhược điểm công nghệ 25 2.3.4 Khả ứng dụng 26 2.4 Công nghệ Ethernet/Gigabit Ethernet (GE) 26 2.4.1 Khái niệm 26 2.4.2 Mơ hình 26 2.4.3 Đặc tính công nghệ 27 2.4.4 Khả cung cấp dịch vụ mạng dựa sở công nghệ WDM.29 2.4.5 Ưu điểm 29 2.4.6 Nhược điểm 30 - Trang - z 2.4.7 Khả ứng dụng 31 2.5 Công nghệ MPLS/GMPLS 31 2.5.1 Khái niệm 31 2.5.2 Đặc điểm công nghệ 32 2.5.3 Giao thức MPLS/GMPLS 33 2.5.4 Các chức MPLS/GMPLS 37 2.5.5 Ưu nhược điểm công nghệ 42 2.5.6 Khả ứng dụng 42 CHƯƠNG MẠNG MAN-E CỦA VNPT 43 3.1 Mạng MAN VNPT từ trước tới 43 3.1.1 Mạng đô thị băng rộng Việt Nam 43 3.1.2 Tình hình triển khai MAN-E VNPT 44 3.2 Cấu trúc mạng MAN-E VNPT 45 3.2.1 Cấu trúc phân lớp chức 45 3.2.2 Cấu hình tơ-pơ mạng 46 3.2.3 Cấu trúc phân lớp theo chức nút mạng 49 3.3 Thiết kế xây dựng mạng MAN-E VNPT 55 3.3.1 Các tham số đầu vào 55 3.3.2 Tính loại lưu lượng 56 CHƯƠNG XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG MAN TẠI VNPT NAM ĐỊNH 63 4.1 Sơ lược VNPT Nam Định 63 4.1.1 Chức năng, nhiệm vụ 63 4.1.2 Cơ cấu tổ chức VNPT Nam Định: 63 4.2 Tổ chức mạng viễn thông, tin học VNPT Nam Định: 64 4.2.1 Danh mục thiết bị: 64 4.2.2 Mạng chuyển mạch: 65 4.2.3 Mạng băng rộng 66 4.2.4 Mạng truyền dẫn: 67 4.2.5 Mạng di động 68 4.2.6 Mạng máy tính phục vụ điều hành sản xuất kinh doanh: 69 4.3 Xây dựng cấu trúc mạng MAN-E cho Viễn thông Nam Định 70 4.3.1 Tính tốn tham số đầu vào phục vụ thiết kế 70 4.3.2 Cấu trúc mạng giai đoạn 2011-2015 : 72 4.3.3 Đo kiểm chất lượng mạng: 76 4.4 Đánh giá 87 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 - Trang - z DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng AS Autonomous System Tập hợp mạng có sách định tuyến ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch không đồng BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến toàn cầu BRAS Broadband Remote Access Server Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa BRAS Broadband Remote Access Server Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa CE Customer Edge Phía khách hàng CPE Customer Premises Equipment Thiết bị phía khách hàng CPE Customer Premises Equipment Thiết bị phía khách hàng C-VLAN Carrier Vitual LAN VLAN truyền tải E-LAN Ethernet LAN Dịch vụ mạng LAN qua Ethernet E-LINE Ethernet Line Dịch vụ đường thuê bao qua Ethernet EPL Ethernet Private Line Đường thuê kênh riêng Ethernet EP-LAN Ethernet Private LAN Mạn LAN riêng qua mạng Ethetnet E-Tree Ethernet Tree Dịch vụ dạng qua Ethernet EVC Ethernet Virtual Connection Đường kết nối ảo EVPL Ethernet Virtual Private Line Đường thuê kênh riêng ảo qua Ethernet EVP-LAN Ethernet Virtual Private LAN Mạng LAN riêng ảo qua Ethernet FTTx Fiber To The x Kết nối cáp quang tới điểm GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet - Trang - z ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức điều khiển truyền tin mạng IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến IP Internet Protocol Giao thức internet IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet ISDN Integrated Services Digital Network Cơng nghệ băng hẹp ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế LAN Local Area Network Mạng nội LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MAN Metro Area Network Mạng đô thị băng rộng MAN-E Metro Area Network Ethernet Mạng đô thị băng rộng sử dụng công nghệ Ethernet MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Media server Cổng phương tiện MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy cập đa dịch vụ NE Network Element Thành phần mạng NGN Next generation networking Mạng hệ sau NNI Network - Network Interface Giao diện Mạng - Mạng OSI Open Systems Interconnection Reference Model Mơ hình tham chiếu kết nối hệ thống mở OSS Operations Support System Quản lý vận hành hệ thống mạng P2P Point to Point Điểm đến điểm - Trang - z luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh PC Personal Computer Máy tính cá nhân PIR Peak Information Rate Tốc độ truyền thông tối đa công cộng PON Passive Optical Networks Mạng quang thụ động PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng SG Signaling Gateway Cổng báo hiệu SONET Synchronous Optical Network Mạng cáp quang đồng S-VLAN Service Provider VLAN VLAN phía nhà cung cấp dịch vụ TDM Time division multiplexing Ghép kênh theo thời gian UNI User - Network Interface Giao diện người dùng - Mạng VLAN Virtual LAN Mạng LAN ảo VLAN ID Virtual LAN Indentify Số hiệu VLAN VoIP Voice over Internet Protocol Thoại qua giao thức IP VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng ASP Application Service Provider Nhà cung cấp ứng dụng SAN Stogage Area Network Mạng lưu trữ liệu vùng TSL Transparent LAN Service Dịch vụ LAN suốt ISP Internet Service Provide Nhà cung cấp dịch vụ Internet SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng GbE Gigabit Ethenet RPR Resilient Packet Ring Khả hồi phục gói tin SDH-NG Next Generation SDH Thế hệ sau hệ thống phân cấp số đồng - Trang - z luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1 Kiến trúc mạng MAN theo Cisco 15 Hình 1.2 Mơ hình cung cấp dịch vụ mạng MAN .16 Hình 1.3 Cấu trúc mạng MAN khả cung cấp dịch vụ 17 Hình 1.4 Mơ hình MAN Ethernet điển hình 18 Hình 2.1 Ethernet over SONET 21 Hình 2.2: Chức EOS nằm thiết bị ADM 21 Hình 2.3 Chức EOS nằm thiết bị chuyển mạch gói .21 Hình 2.4 Chức EOS chức chuyển mạch nằm thiết bị ADM 21 Hình 2.5 Mơ hình mạng áp dụng cơng nghệ WDM 23 Hình 2.6 Vịng ring RPR 24 Hình 2.7 Các thành phần lớp Data link lớp Physical 25 Hình 2.20 Mơ hình mạng áp dụng giải pháp truyền Gigabit Ethernet WDM .26 Hình 2.21 Mơ hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai sở công nghệ WDM .29 Hình 2.22 Mơ hình kiến trúc giao thức MPLS/GMPLS 33 Hình 2.23 Cơ chế trì tuyến LSP 35 Hình 2.24 Phân cấp phát chuyển GMPLS .38 Hình 3.1 Mơ hình xây dựng mạng MAN thành phố Hồ Chí Minh 44 Hình 4.1 Sơ đồ tổ chức Viễn thơng Nam Định .63 Bảng 4.2 Số lượng thuê bao port lắp đặt dịch vụ thoại .65 Bảng 4.3 Tình hình cung cấp dịch vụ băng rộng địa bàn tỉnh Nam Định 66 Hình 4.3 Mơ hình mạng trước có MAN-E 67 Hình 4.4 Mạng truyền dẫn .68 Bảng 4.4 Phân bổ BTS huyện 69 Hình 4.5 Mạng tin học VNPT Nam Định 70 Bảng 4.7 Thiết bị mạng MAN-E giai đoạn 2011-2015 .73 - Trang - z luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh Hình 4.6 Cấu hình mạng MAN-E giai đoạn 2011-2015 Viễn thơng Nam Định 74 Hình 4.7 Sơ đồ đấu nối hệ thống trạm vào mạng MAN-E 75 Hình Mạng mục tiêu Viễn thông Nam Định sau đấu chuyển .75 - Trang - z luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt thầy cô giáo Bộ mơn Tin học, thầy giáo Phịng Sau đại học; thầy cô giáo Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Tin học, Viện Toán học nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn chúng em thời gian học tập trường; Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp phòng Mạng Dịch vụ - Tin học thuộc Viễn thơng Nam Định nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện để em tham gia nhóm thực đề tài này; Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn TS Lê Trọng Vĩnh tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn - Trang 10 - z luan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinhluan.van.thac.si.tim.hieu.ve.mang.man.va.xay.dung.cau.truc.mang.man.cho.vien.thong.nam.dinh