Trang 6 5DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮTT vi t t t ừ ế ắTi ng Anh ếTi ng Vi t ếệCR Constraint-based Routing Định tuyến ràng buộc DCC Data communication channel Kênh truyền thông d
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN DƯỠNG ĐÔNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HOẠT ĐỘNG CỦA MẠNG GMPLS Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN THỊ NGỌC LAN Hà Nội – Năm 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131857511000000 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU 10 1.1 Lý chọn đề tài 10 1.2 Mục đích nghiên cứu 10 1.3 Đối tượng nghiên cứu 11 1.4 Giới hạn đề tài 11 1.5 Phương pháp nghiên cứu 11 1.6 Nội dung 11 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠNG GMPLS 12 1.1 Giới thiệu công nghệ GMPLS 12 1.1.1 Lịch sử phát triển GMPLS 12 1.1.2 Ưu điểm GMPLS 13 1.1.2.1 Kỹ thuật lưu lượng 13 1.1.2.2 Điều khiển phân tán tích hợp đa lớp 14 1.1.2.3 Thực kỹ thuật lưu lượng đa lớp 14 1.2 Công nghệ chuyển mạch nhãn 15 1.3 Khái niệm hoạt động GMPLS 18 1.3.1 Khái niệm chung 18 1.3.2 Mặt phẳng liệu mặt phẳng điều khiển 25 1.3.3 Nhãn 27 1.3.4 Băng thông 29 1.3.5 Mạng truyền tải kết nối hai chiều 29 1.3.6 Truyền dẫn đa giao thức hệ thống phân cấp 30 1.4 Kết luận chương 31 CHƯƠNG CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG GMPLS 32 2.1 Giới thiệu mơ hình hoạt động mạng GMPLS 32 2.1.1 Mơ hình ngang hàng 32 2.1.2 Mơ hình lớp phủ 33 2.2 Giao thức định tuyến 34 2.2.1 OSPF mở rộng 34 2.2.2 Quảng bá liên kết TE 36 2.3 Giao thức báo hiệu 40 2.3.1 RSVP-TE mở rộng 40 2.3.2 Yêu cầu nhãn tổng quát 41 2.3.3 Báo hiệu đường truyền hai chiều 45 2.3.4 Thiết lập nhãn 46 2.3.5 Cấu trúc tín hiệu 49 2.4 Giao thức quản lý liên kết 50 2.4.1 Các loại liên kết liệu 51 2.4.2 Các chức LMP 52 2.5 Kết luận chương 57 CHƯƠNG KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG GMPLS 58 3.1 Tổng quan 58 3.2 Tô pô mạng ảo điều khiển phân tán 58 3.2.1 Thiết kế tô pô mạng ảo 58 3.2.2 Mạng điều khiển phân tán 60 3.2.2.1 Tô pô mạng ảo 60 3.2.2.2 Mục tiêu thiết kế tô pô mạng ảo 61 3.2.2.3 Tổng quan phương pháp cấu hình lại tơ pơ phân tán 63 3.2.2.4 Cơ chế điều khiển phân tán 64 3.2.2.5 Thuật tốn Heuristic tính tốn VNT 65 3.2.3 Thiết kế giao thức 68 3.2.3.1 Cấu trúc GMPLS 68 3.2.3.2 Chuyển tiếp kề cận đường truyền mạng đa lớp 69 3.2.3.3 Khả chuyển mạch 69 3.2.3.4 Giao thức mở rộng 70 3.2.4 Đánh giá hiệu suất tô pô mạng ảo điều khiển phân tán 71 3.2.4.1 Hiệu thay đổi VNT động 71 3.2.4.2 Khả sử dụng 73 3.2.4.3 Thay đổi lưu lượng động 74 3.3 Mạng GMPLS đa lớp mở rộng 79 3.3.1 Giới hạn mở rộng mạng GMPLS 79 3.3.2 Mạng đám mây định tuyến phân cấp 82 3.3.2.1 Cấu trúc HCRN 82 3.3.2.2 Hệ thống tìm đường ngắn đa lớp 84 3.4 Mạng định tuyến bước sóng 85 3.4.1 Định tuyến gán bước sóng 85 3.4.2 Mạng chuyển đổi bước sóng động điều khiển phân tán DDWC 87 3.4.2.1 Mạng DDWC với sách RWA đơn giản 87 3.4.2.2 Lựa chọn định tuyến quang 88 3.4.2.3 Giao thức tín hiệu mở rộng RSVP-TE 89 3.5 Định tuyến MPLS quang 92 3.5.1 Mạng quang tích hợp IP 92 3.5.2 Router HIKARI 93 3.5.2.1 Các đặc điểm định tuyến HIKARI 95 3.5.2.2 Đặc điểm quản lý lớp quang 97 3.5.2.3 Sự thực giao thức tín hiệu MPλS 97 3.5.3 Cấu hình bảo vệ mạng quang 98 3.5.4 Biểu diễn định tuyến HIKARI 100 3.6 Kết luận chương 101 KẾT LUẬN 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 LỜI CAM ĐOAN Trong suốt trình học tập Viện Sau Đại Học – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, nhờ giúp đỡ hướng dẫn q thầy tơi tích luỹ số kiến thức tảng cho nghề nghiệp sau Thực luận văn tốt nghiệp giai đoạn hoàn tất q trình học học viên Tơi xin cam đoan toàn nội dung đề cập luận văn “Ứng dụng kỹ thuật lưu lượng để nâng cao chất lượng hoạt động mạng GMPLS” viết dựa kết nghiên cứu hướng dẫn TS Trần Thị Ngọc Lan Mọi thông tin số liệu tham khảo trích dẫn dầy đủ nguồn sử dụng luật quyền quy định Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Với lịng tơn sư trọng đạo tri ân sâu sắc, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Thị Ngọc Lan, người tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên suốt trình thực đề tài Với phương pháp làm việc khoa học, kinh nghiệm thực tiễn, cô truyền đạt cho lời khuyên quý báu để luận văn tốt nghiệp hoàn thành tốt đẹp Bên cạnh tơi xin chân thành biết ơn đến tất thầy ngồi trường nói chung thầy viện kỹ thuật truyền thơng nói riêng Cảm ơn tất bạn bè, người ln động viên, khuyến khích, giúp đỡ để luận văn hoàn thành tiến độ Trân trọng cảm ơn! Hà Nội – Năm 2013 Học Viên Nguyễn Dưỡng Đông DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt CR DCC DDWC FEC FIB FR GMPLS GMPLS-TE HCRN HDLC IETF IP IS-IS LAN LDP LFIB LSA LSP LSR MPLS Tiếng Anh Constraint-based Routing Data communication channel Distributedly controlled dynamic wavelength conversion Forwarding Equivalence Class Forwarding Infomation Base Frame Relay Generalized Multi-Protocol Label Switching GMPLS Traffic Engineering Hierarchical Cloud Router Network Tiếng Việt Định tuyến ràng buộc Kênh truyền thông liệu Chuyển đổi bước sóng động điều khiển phân tán Lớp chuyển tiếp tương đương Cơ sở thông tin chuyển tiếp Chuyển tiếp khung Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát Kỹ thuật lưu lượng GMPLS Mạng định tuyến đám mây phân cấp High-Level Data Link Control Điều khiển liên kết liệu bậc cao Internet Engineering Task Force Nhóm tác vụ kỹ thuật internet Internet Protocol Giao thức internet Intermediate System to Hệ thống trung gian đến hệ Intermediate System thống trung gian Local Area Network Mạng cục Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn Link State Advertise Quảng bá trạng thái liên kết Label Switched Path Đường chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển mạch Label Switching Router nhãn Chuyển mạch nhãn đa giao Multi-Protocol Label Switching thức MPLSCP MPLS-TE NE OLSP MPLS Control Protocol MPLS Traffic Engineering Network Element Optical Label Switched Path ONE Optical Network Element Giao thức điều khiển MPLS Kỹ thuật lưu lượng MPLS Phần tử mạng Đường chuyển mạch nhãn quang Phần tử mạng quang OSC OSPF OSPF Extension PPP QoS RFC RSVP Optical supervisory channel Open Shortest Path First Open Shortest Path First Extension RSVP-TE RSVP with Traffic Engineering RWA SC SDH SRLG Route And Wavelength Assignment Switching Capability Synchronous digital hierarchy Shared Risk Link Group SONET SPF TCP Synchronous Optical Network Shortest Path First Transmission Control Protocol TE TLV ToS UDP Traffic Engneering Type-Length-Value Type of Service User Datagram Protocol VC VCI VPI VNT Virtual Circuit Virtual Circuit Identifier Virtual Path Identifier Virtual Network Topology Khả chuyển mạch Hệ thống phân cấp số đồng Nhóm liên kết hạn chia sẻ rủi ro Mạng quang đồng Đường ngắn Giao thức điều khiển truyền dẫn Kỹ thuật lưu lượng Kiểu-Chiều dài-Giá trị Kiểu dịch vụ Giao thức gói liệu người dùng Mạch ảo Nhận dạng mạch ảo Nhận dạng đường ảo Tô pô mạng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplexing WSRLG Weighted SRLG Ghép kênh theo phân chia bước sóng Đồ thị có trọng số SRLG Point to Point Protocol Quality of Service Request For Comment Resource reSerVation Protocol Kênh giám sát quang Đường ngắn Đường ngắn mở rộng Giao thức điểm - điểm Chất lượng dịch vụ Yêu cầu ý kiến Giao thức giành trước tài nguyên Giao thức giành trước tài nguyên với kỹ thuật lưu lượng Gán định tuyến bước sóng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các loại G-PID…………………………………………… ………………43 Bảng 3.1 Đặc điểm router HIKARI………………………………………………96 ‘ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Khái niệm nhãn 18 Hình 1.2 Cấu trúc lớp mạng 20 Hình 1.3 Sự phân cấp LSP 20 Hình 1.4 Mối quan hệ khả chuyển mạch lớp 21 Hình 1.5 Mạng IP/MPLS 22 Hình 1.6 Mạng GMPLS lớp điều khiển phân tán 23 Hình 1.7 Mạng GMPLS điều khiển phân tán tích hợp đa lớp 23 Hình 1.8 Kỹ thuật lưu lượng đa lớp 24 Hình 1.9 Các giao thức GMPLS 24 Hình 1.10 Biểu diễn mặt phẳng điều khiển mạng 26 Hình 1.11 Sự phân cấp loại chuyển mạch 30 Hình 2.1 Mơ hình ngang hàng 32 Hình 2.2 Mơ hình lớp phủ 33 Hình 2.3 Nội dung kỹ thuật lưu lượng 35 Hình 2.4 Định dạng LSA opaque (RFC 2370) 37 Hình 2.5 Sub-TLV LSA opaque OSPF GMPLS 37 Hình 2.6 Thơng điệp đường thông điệp RESV 40 Hình 2.7 Định dạng đối tượng yêu cầu nhãn 42 Hình 2.8 Nhãn hướng lên 46 Hình 2.9 Thiết lập nhãn hướng lên 47 Hình 2.10 Sự phân cấp LSP 49 Hình 2.11 Các loại liên kết liệu 51 Hình 2.12 Giao thức quản lý liên kết (Link management protocol) 52 Hình 3.1 Kiến trúc nút lai (IEEE 2003) 60 Hình 3.2 Tơ pơ mạng ảo 61 Hình 3.3 Thủ tục cho thiết lập/ dỡ bỏ đường quang 64 Hình 3.4 Mạng đa lớp GMPLS 68 Hình 3.5 Ví dụ LSP quang định tuyến 70 Hình 3.6 Mơ hình mạng bao gồm 11 nút đơn giản 71 Hình 3.7 Chi phí mạng yêu cầu lưu lượng cặp SD (IEEE 2003) 72 Hình 3.8 Bậc ảo trung bình yêu cầu lưu lượng lưu bước sóng 73 Hình 3.9 Tải cho phép hàm số bước sóng cổng PSC 74 Hình 3.10 Hàm đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r , r ] = [0, 0.3] 75 Hình 3.11 Hàm đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r , r ] = [0.1, 0.2] 75 Hình 3.12 Hàm đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r , r ] = [0.125, 0.175] 76 Hình 3.13 Hàm đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r , r ] = [0, 0.3] 76 Hình 3.14 Hàm tải LSP quang theo chuỗi thời gian [r , r ] = [0.1, 0.2] 77 Hình 3.15 Hàm tải LSP quang theo chuỗi thời gian [r , r ] = [0.125, 0.175] 77 Hình 3.16 Mối quan hệ ngưỡng tắc nghẽn số lượng LSPs quang 78 Hình 3.17 Mối quan hệ ngưỡng sử dụng không mức số lượng LSP quang 78 Hình 3.18 Khả chuyển mạch 79 Hình 3.19 Đường chuyển mạch nhãn phân cấp (LSP) 80 Hình 3.20 Đường chuyển mạch nhãn (LSP) chuyển tiếp kề cận (FA) LSP 81 Hình 3.21 Định tuyến đám mâyđa SC chi phí CR cục 82 Hình 3.22 Sơ đồ HCRN 83 Hình 3.23 Tính tốn chi phí CR cục 84 Hình 3.24 OXC với khả chuyển đổi bước sóng khác 86 Hình 3.25 Mạng chuyển đổi bước sóng động điều khiển phân tán 88 Hình 3.26 Các ví dụ sử dụng AND 90 Hình 3.27 Các ví dụ sử dụng ALL 91 Hình 3.28 Cấu hình chức router HIKARI (IEEE 2002) 94 Hình 3.29 Thủ tục khơi phục nhanh 99 Hình 3.30 Cấu hình trình bày định tuyến MPLS quang (IEEE 2002) 100