Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Công nghệ MPLS-TP và giải pháp tối ưu mạng

MPLS-TP dự kiến sẽ triển khai dựa trên MPLS trong lớp vận chuyển và hoạt động một cách tương tự như công nghệ vận chuyển hiện có, hỗ trợ dịch vụ vận chuyển gói.. MPLS-TP là một công nghệ

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Ngày nay, các nhà cung cấp dịch vụ đang gặp một thách thức đó là sự bùng nổ về nhu cầu kết nối tốc độ cao trên mạng Metro (mạng đô thị), mạng khu vực và mạng lõi Họ cũng đang phải chịu áp lực nâng cao năng lực của mạng lưới để đáp ứng các yêu cầu cạnh tranh và phục vụ nhu cầu của người dùng Mặt khác, cùng với sự phát triển rất nhanh của ngành viễn thông, các dịch vụ và sản phẩm viễn thông ngày càng phát triển đa dạng và phong phú để phục vụ cho giáo dục, thương mại, giải trí, thông tin giữa các cộng đồng, các tổ chức Nhu cầu về các dịch vụ băng thông rộng tăng không ngừng, đặc biệt là các nhu cầu về công nghệ, xử lý thông tin, … Vì vậy, nhu cầu về một mạng viễn thông mềm dẻo, đáp ứng đa dịch vụ, có khả năng hội tụ nhiều dịch vụ khác nhau nhằm đáp ứng các nhu cầu của khách hàng cũng như từ phía các nhà khai thác Việc ra đời mạng thế hệ sau NGN (NGN - Next Generation Network), dựa trên nền tảng công nghệ IP/MPLS (IP/MPLS - Internet Protocol/MultiProtocol Label Switching) là tất yếu và phần nào đã đáp ứng được nhu cầu của xã hội nói trên

Trong những năm gần đây có những nghiên cứu của [1], [2] về MPLS và [3], [4] về công nghệ Multiprotocol Label Switching-Transport Profile (MPLS-TP) Công nghệ MPLS-TP (MultiProtocol Label Switching – Transport Profile) được IEFT (IEFT - Internet Engineering Task Force) định nghĩa MPLS-TP là sự phát triển lên từ T-MPLS (Transport MPLS) Mục tiêu của công nghệ MPLS-TP là ứng dụng trong mạng đồng bộ sử dụng cáp quang / Hệ thống phân cấp số đồng bộ (SONET / SDH:

Synchronous Optical Network / Synchronous Digital Hierarchy) do có kết nối định hướng, mức độ khả dụng cao, QoS của dịch vụ và điều hành, quản trị và bảo trì (OAM - Operations, Administration, and Maintenance) MPLS-TP dự kiến sẽ triển khai dựa trên MPLS trong lớp vận chuyển và hoạt động một cách tương tự như công nghệ vận chuyển hiện có, hỗ trợ dịch vụ vận chuyển gói Giải pháp hội tụ mạng dựa trên MPLS-TP là một giải pháp đầy hứa hẹn, tiết kiệm chi phí và hiệu quả trong tương lai

Tình hình chung ở Việt Nam hiện nay, mạng băng rộng tại Việt Nam đang phát triển với tốc độ rất nhanh, số lượng người sử dụng dịch vụ băng rộng ngày càng tăng, kèm theo đó là các nhu cầu về sử dụng các dịch vụ VoIP (VoIP - Voice over

Internet Protocol), IPTV (IPTV - Internet Protocol Television), … với chất lượng tốt

Việc nâng cấp từ mạng từ ATM (ATM - Asynchronous Transfer Mode) lên IP, từ IP sang MPLS và giờ đây là MPLS-TP nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội là một xu hướng tất yếu Đã có nhiều giải pháp khác nhau để triển khai mạng MPLS-TP từ nền tảng mạng MPLS, cũng theo xu hướng chung, giải pháp sử dụng công nghệ MPLS- TP cho mạng lõi dường như là giải pháp tối ưu nhất đối với các nước phát triển Với ưu điểm của mình, công nghệ MPLS-TP đem lại nhiều giải pháp cho mạng băng rộng, nó khắc phục được các nhược điểm cơ bản của mạng IP/MPLS truyền thống là vấn đề nghẽn mạng, thời gian bảo vệ mạng, chế độ bảo vệ như các yêu cầu về tính thời gian thực theo [3] Hoặc trong bài viết [4] đề xuất một cơ chế Active-Fault-Alarm (AFA) dựa Cơ chế bảo vệ tạm thời năng động (DTPM - Dynamic Temporary Protection Mechanism) được áp dụng vào mạng thông tin mạng quang học dùng công nghệ MPLS-TP Theo [5] đề xuất hai phương án bảo vệ mới để cung cấp hiệu quả và sự tin cậy MPLS-TP đa dịch vụ, trong đó đặc biệt có liên quan cho các dịch vụ truyền thống như: TDM, FR và dịch vụ gói dữ liệu ngày càng tăng nhanh VoIP, IPTV Cả hai phương án được đề xuất dựa trên kiến trúc vòng kết nối mở rộng các phương pháp bảo vệ được định nghĩa trong phần mới nhất của ITU-IETF (ITU – IEFT:

Telecommunication Standardization Sector - Internet Engineering Task Force) dự thảo tiêu chuẩn cho kiến trúc vòng MPLS-TP.

Liên quan đến lĩnh vực này có một số kết quả nghiên cứu của các tác giả [6] về vấn đề bảo vệ cho các dịch vụ MPLS-TP cho sự phát triển dịch vụ truyền hình IPTV, hay của nhóm tác giả [7] về chứng minh hiệu suất truyền tải trong MPLS-TP mạng truyền thông Trong [8] trình bày một thiết kế cặp liên kết cho bảo vệ node MPLS-TP, kết hợp phương pháp p-cycle với công nghệ định tuyến lại nhanh (FRR - được phân tích bao gồm cả mặt phẳng vận chuyển, OAM, QoS, mặt phẳng điều khiển và quản lý

Trong bài viết của [10] đề cập về công nghệ MPLS-TP trên mạng vệ tinh quỹ đạo thấp có khả năng cung cấp băng thông rộng cho người dùng truy cập trong bất kỳ phần nào của thế giới Với đặc điểm của phong trào tốc độ cao và kiến trúc liên kết năng động nhanh chóng của vệ tinh LEO (LEO - Low Earth Orbit), mạng luôn luôn là một trong những vấn đề quan trọng trong mạng lưới truyền hình vệ tinh LEO

Trong bài báo [11] đã thực hiện kiểm tra và thử nghiệm để xác nhận tính khả thi của MPLS-TP về việc kiểm soát lưu lượng Ethernet cho di động

Các tác giả [12] đã áp dụng MPLS-TP để đáp ứng yêu cầu đối với dịch vụ cho leased-line trong một hệ thống chuyển mạch gói được xác định như dịch vụ có khả thi được 99,999%, đảm bảo băng thông 100%, và độ trễ là 10 ms qua 20 node Theo một số tác giả [13] công nghệ MPLS-TP có thể được áp dụng để hỗ trợ có hiệu quả Carrier Ethernet qua mạng vận tải quang (OTN - Optical Transport Network) Để giảm mức tiêu thụ năng lượng và độ phức tạp, OTN dựa trên vòng quang tại các nút chuyển đổi

MPLS-TP sử dụng một phần nhỏ các tính năng của IP / MPLS, chẳng hạn như chuyển tiếp IP, Penultimate Hop Popping (PHP), và định tuyến đa đường cân bằng (ECMP - Equal-Cost MultiPath), không được hỗ trợ trong T-MPLS Mặt khác,

MPLS-TP mở rộng tiêu chuẩn IP / MPLS hiện tại Trong số các tính năng mới, tính năng chính là OAM có khả năng phát hiện nhanh chóng, xử lý sự cố và xác minh SLA (SLA - Service Level Agreements), tuyến tính và vòng bảo vệ end-to-end với sự hội tụ nhỏ hơn 50ms, tách mặt phẳng điều khiển và dữ liệu, hoạt động hoàn toàn tự động mà không cần mặt phẳng điều khiển sử dụng NMS (NMS - Network Management System)

MPLS-TP cho phép hoạt động trong mạng mà không yêu cầu các node chuyển tiếp IP Điều này có nghĩa rằng các hoạt động OAM có để có thể hoạt động trong môi trường IP và môi trường không IP Mặt phẳng điều khiển là tùy chọn

Các tính năng thiết yếu của MPLS-TP như sau [14]:

 Công nghệ chuyển mạch gói hướng kết nối, kiến trúc cơ bản của nó dựa

 Không có thay đổi kiến trúc chuyển tiếp MPLS Chỉ có PW (PW - Pseudo Wire) và tuyến chuyển mạch nhãn (LSP - Label Switched Path) được sử dụng

 TTL (Time to Live) được hỗ trợ theo IETF RFC 3443 [16] chỉ các đường ống và các mô hình ống ngắn

 Hỗ trợ QoS đảm bảo đa dịch vụ bằng PWE3

 EXP chỉ hỗ trợ cho các đường ống ngắn

 Các mô hình được sử dụng cho TTL và EXP (EXP - Experimental Bits) vững chắc, hoặc cả hai sử dụng mô hình đường ống hoặc ống ngắn

 Nền tảng và giao diện của không gian nhãn cả hai đều được hỗ trợ

 Công cụ OAM cho hoạt động và quản lý lỗi dựa trên ITU-T Y.1711 [17], các chức năng của OAM là giám sát LSP / PWE (PWE - Pseudo Wire

 Độ tin cậy cao, bảo vệ tốt thiết bị, thời gian hội tụ mạng nhỏ hơn 50 ms dựa trên ITU-T Y.1720

 LSP sát nhập không được hỗ trợ, ví dụ: không sử dụng LDP (LDP - Label Distribution Protocol) đa điểm để tránh mất LSP thông tin đầu cuối

 Kết nối đa điểm được hỗ trợ

 Có thể tương thích với MPLS và điều khiển PWE

 Hỗ trợ thời gian chính xác cao.

Mục đích của đề tài

Trong hệ thống mạng viễn thông, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ và an toàn mạng lưới thông tin là những vấn đề quan trọng của một nhà cung cấp dịch vụ Mục lượng cho hệ thống mạng cũng như khả năng cạnh tranh, dự kiến sẽ đưa giải pháp này vào triển khai trên mạng lõi và metro của hạ tầng mạng SCTV Những nghiên cứu của đề tài góp phần đưa ra một cái nhìn tổng quan hơn về công nghệ MPLS-TP, để tăng khả năng chuyển mạch bảo vệ đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật để nâng cao chất lượng cho mạng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu sẽ bao gồm:

 Hệ thống mạng viễn thông của một nhà cung cấp dịch vụ

 Chức năng cơ bản của MPLS-TP

 Thiết kế giải pháp sử dụng công nghệ MPLS-TP vào mạng metro của SCTV

Phạm vi nghiên cứu sẽ giới hạn trong hệ thống mạng của nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thông.

Phương pháp nghiên cứu

Nội dung công việc bao gồm 2 phần: Lý thuyết và mô phỏng, đo kiểm đánh giá tổng hợp:

 Sử dụng phương pháp định nghĩa từ khóa để tìm hiểu về MPLS, MPLS- TP và các nội dung liên quan

 Tìm hiểu chung về công nghệ MPLS

 Tìm hiểu các ứng dụng MPLS-TP trong hệ thống mạng Viễn thông

 Tìm hiểu kiến trúc mạng SCTV

 Thiết kế hệ thống metro MPLS-TP cho mạng SCTV

 Phần cấu hình, đánh giá tổng hợp:

 Từ những giả thuyết trong phần lý thuyết, sử dụng phương pháp thiết kế và mô phỏng Tiến hành thiết kế và mô phỏng bằng phần mềm

 Cấu hình và đo kiểm các tính năng nổi trội, ghi nhận kết quả Sử dụng phương pháp phân tích và tổng hợp để đưa ra kết quả đánh giá cho từng tính năng

So sánh kết quả với giả thuyết đặt ra

 Tổng hợp toàn bộ kết quả nghiên cứu, đánh giá tổng quan, đưa ra những ưu và khuyết điểm, từ đó đưa ra những hướng phát triển, công việc tương lai của đề tài.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT MPLS-TP

Giới thiệu về công nghệ MPLS-TP

Công nghệ MPLS-TP (MultiProtocol Label Switching – Transport Profile) được IEFT định nghĩa MPLS-TP là sự phát triển lên từ T-MPLS (Transport MPLS)

Mục tiêu của công nghệ MPLS-TP là ứng dụng trong mạng đồng bộ sử dụng cáp quang Hệ thống phân cấp số đồng bộ (SONET / SDH) do nó có kết nối định hướng, mức độ khả dụng cao, QoS của dịch vụ và OAM MPLS-TP dự kiến sẽ triển khai trong lớp vận chuyển và hoạt động một cách tương tự như công nghệ vận chuyển hiện có, hỗ trợ dịch vụ vận chuyển gói

ITU đã nghiên cứu công nghệ MPLS một thời gian dài để cho ra đời công nghệ T-MPLS, một giao thức rút gọn của MPLS T-MPLS hỗ trợ khả năng OAM, tăng cường khả năng bảo vệ, tối ưu hóa gói Mục tiêu của T-MPLS là cung cấp dịch vụ cho khách hàng với bất kỳ quy mô nào, chi phí thấp

ITU-T đã phê duyệt phiên bản đầu tiên của T-MPLS năm 2006 Đến năm 2008, một số nhà cung cấp thiết bị mạng bắt đầu đưa T-MPLS vào sản phẩm Đồng thời IETF đã làm việc trên một cơ chế mới gọi là Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge (PWE3), để thiết lập các thuộc tính cần thiết của một dịch vụ như ATM, TDM, Frame Relay hoặc Ethernet qua mạng chuyển mạch gói (PSN - Packet Switched Network) bằng MPLS [19]

Một nhóm làm việc chung (JWT) được thành lập giữa IETF và ITU-T để đạt được sự liên kết lẫn nhau của các giao thức và đã đưa ra một phương pháp khác T- MPLS được đổi tên thành MPLS-TP để cải thiện sự hội tụ MPLS-TP là một công nghệ vận chuyển gói dự trên kỹ thuật MPLS Traffic Engineering (MPLS-TE), pseudowire (PW) và kiến trúc mặt phẳng dữ liệu được định nghĩa trong tài liệu tham khảo [20], [21], [22]

MPLS-TP có thể mang L3, L2, L1 dịch vụ và lớp vật lý, có thể chạy trên IEEE PHYs Ethernet, SONET / SDH và OTN, phân chia bước sóng (WDM - Wavelength

Division Multiplexing), … chức năng OAM của nó tương tự như những gì có sẵn trong OTNs truyền thống như SONET / SDH

MPLS-TP có thể được thực hiện thông qua một NMS hoặc mặt phẳng điều khiển phân tán Ngoài ra, sử dụng mặt phẳng điều khiển (control plane) giống chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS - Generalized Multiprotocol Label Switching) để quản lý và kiểm soát mạng lưới đa vận chuyển

Mạng thường được vận hành từ một Trung tâm điều hành mạng (NOC - Network Operation Center) sử dụng một NMS giao tiếp với các phần tử mạng (NEs

- Network Elements) NMS cung cấp chức năng quản lý lỗi, cấu hình, thống kê, hiệu suất, và quản lý an ninh (FCAPS - Fault, Configuration, Accounting, Performance, and Security Management) theo quy định tại tài liệu tham khảo [23]

Trong MPLS-TP, NMS có thể được sử dụng để dự phòng tĩnh trong khi đó GMPLS có thể được sử dụng để dự phòng động Mặt phẳng điều khiển được sử dụng chủ yếu để cung cấp các chức năng phục hồi để cải thiện khả tồn tại của mạng khi sự cố và tạo điều kiện để kết nối lại end-to-end

Mô hình dự phòng tĩnh là phiên bản đơn giản thường được gọi là phiên bản tĩnh MPLS-TP Phiên bản này không thực hiện thậm chí chức năng cơ bản của MPLS chẳng hạn như LDP và giao thức chiếm trước tài nguyên trong mở rộng lưu lượng (RSVP-TE: Resource Reservation Protocol–Traffic Extension) Tuy nhiên, nó thì hỗ trợ cho GAL (Generic Associated Channel Label) và G-ACh (Generic Associated Channel) và sử dụng trong việc hỗ trợ các chức năng OAM Có một số đề xuất cho phiên bản dự phòng động, một trong số đó bao gồm GMPLS như một cơ chế truyền tín hiệu

Hiện nay, các hệ thống mạng IP/MPLS đang trong xu hướng dịch chuyển sang công nghệ mới hơn Công nghệ MPLS-TP đang dần được các nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thông trên thế giới thử nghiệm, nghiên cứu và đưa vào sử dụng.

Định dạng khung

MPLS-TP sử dụng định dạng khung và nhãn của MPLS để chuyển tiếp gói tin

Ngoài ra, MPLS-TP xác định G-ACh để hỗ trợ OAM

Hình 2.1 minh họa kiến trúc của nhãn MPLS Nhãn MPLS là một cố định 4 byte Tiêu đề MPLS được gọi là tiêu đề shim Một hoặc nhiều nhãn được đẩy vào các gói tin tại các bộ định tuyến (Router) tạo thành một ngăn xếp nhãn Nhãn đầu tiên được gọi là nhãn vận chuyển, các ứng dụng MPLS khác dùng nhãn khác

Ngăn xếp S, S (1 bit) hỗ trợ bậc ngăn xếp nhãn Một gói không có nhãn có thể xem như ngăn xếp nhãn rỗng, ví dụ: có ngăn xếp nhãn có độ sâu 0 (Hình 2.2) Nếu một gói có ngăn xếp nhãn với chiều sâu m, nhãn ở dưới cùng của ngăn xếp được gọi là nhãn cấp 1 và nhãn ở đầu được gọi là nhãn cấp m Ngăn xếp nhãn được sử dụng để định tuyến gói tin thông qua đường hầm LSP (Label Switched Path - Đường chuyển mạch nhãn) Trường TTL 8 bit giống TTL thông thường

Hình 2 1 Định dạng khung MPLS

Hình 2 2 Định dạng gói MPLS-TP cho pseudowires

Hình 2 3 Nhãn ngoại lệ tổng quát và G-ACh để giám sát và báo động LSP Để hỗ trợ FCAPS, một G-ACh được tạo ra chạy trên PWE3 và mang thông điệp OAM

MPLS G-ACh sử dụng 4 bit đầu tiên của từ kiểm soát PW để cung cấp các phân biệt để xử lý giữa các gói dữ liệu ban đầu và các gói tin thuộc các kênh liên quan [24] (Hình 2.3) 32 bit đầu tiên nằm phía dưới cùng của ngăn xếp nhãn dùng để định dạng được gọi là ACH (Associated Channel Header - Kênh liên kết tiêu đề) và xác định các nội dung của gói tin, các ACH là một bộ tách kênh cho lưu lượng G- ACh trên PW và phân biệt cho các loại hình lưu lượng G-ACh

Tin nhắn điều khiển được thực hiện tại một section hoặc một LSP, chứ không phải trên một PW, một nhãn dành riêng, nhãn báo hiệu vận chuyển như một LFU (Label For yoU) với giá trị 13 ở dưới cùng của ngăn xếp nhãn (Hình 2.3), chỉ ra rằng phụ tải gói là một cái gì đó khác hơn là một gói dữ liệu khách hàng Nhãn dành riêng này được gọi là GAL, như được xác định trong tài liệu tham khảo [25] Một GAL chỉ ra phụ tải bắt đầu với một ACH GAL là một bộ tách kênh cho lưu lượng G-Ach trên section hoặc LSP, và ACH có thể phân biệt cho các loại hình lưu lượng thực hiện trên G-ACh

Chuyển tiếp MPLS-TP theo mô hình MPLS bình thường, do đó một GAL là vô hình đối với một bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR – Label Switched Router) trừ khi nó là những nhãn đầu trong ngăn xếp nhãn Đôi lúc ngăn xếp nhãn có thể được kiểm tra cho một GAL là khi TTL đã hết hạn.

Kiến trúc MPLS_TP

Kiến trúc MPLS-TP được quy định trong tài liệu tham khảo [14] Sau đây là một mô tả ngắn gọn của nó

 MPLS-TP không thay đổi kiến trúc chuyển tiếp MPLS, nó dựa trên PW và kiến trúc LSP sẵn có

 Point-to-point LSPs có thể một chiều hoặc hai chiều

 MPLS-TP LSPs không sáp nhập với LSPs khác tại một MPLS-TP LSR

Nếu một LSP sáp nhập được tạo ra, nó sẽ được dò ra diện của một mặt phẳng điều khiển động, ví dụ: định tuyến động hoặc tín hiệu

 OAM và các cơ chế bảo vệ và chuyển tiếp các gói dữ liệu hoạt động mà không cần hỗ trợ chuyển tiếp IP

 LSPs và PWs được giám sát thông qua việc sử dụng OAM trong mà không có sự hiện diện của mặt phẳng điều khiển hoặc chức năng định tuyến

Kiến trúc lớp MPLS-TP hỗ trợ các yêu cầu trên được mô tả trong hình 2.4

LSP (đường hầm PSN) có thể vận chuyển nhiều PWs, mỗi bộ tách kênh được đánh bởi một nhãn MPLS PW duy nhất Một từ điều khiển 4 octet có thể được thêm vào các trường phụ tải MPLS để phân loại các loại phụ tải khác nhau đóng gói trong PW, chẳng hạn như Ethernet, Frame Relay, ATM, Point-to-Point Protocol (PPP), hệ thống phân cấp số lân cận (PDH - Plesiosynchronous Digital Hierarchy) và SDH Đối với một lớp chủ PW, tín hiệu của khách hàng là một Attachment Circuit (AC - Attachment Circuit) (hình 2.5 và 2.6) AC có thể là một cổng Ethernet, một VLAN Ethernet, một frame relay nhận dạng kết nối liên kết dữ liệu (DLCI - Data

Link Connection Identifier), một cổng frame relay, … PW đóng gói các đơn vị dữ liệu giao thức (PDU - Protocol Data Units) dịch vụ cụ thể hoặc nhận dữ liệu mạch từ

ACs, mang dữ liệu được đóng gói qua một đường hầm PSN và quản lý tín hiệu, thời gian, trình tự, hoặc các dịch vụ tại biên của PW

Hình 2 4 Phân lớp mạng MPLS-TP

Hình 2 5 Kiến trúc cao cấp của mạng MPLS-TP

Hình 2 6 Kiến trúc mạng MPLS-TP với LSPs bảo vệ

Từ một góc độ nào đó của OAM cung cấp trạng thái của PW và quản lý cảnh báo đối với từng trường hợp dịch vụ MPLS-TP

Mối quan hệ giữa các lớp mạng khách hàng và lớp mạng máy chủ MPLS-TP được xác định bởi ranh giới mạng MPLS-TP và ngữ cảnh nhãn (Hình 2.7) Nó không nhãn trong ngăn xếp nhãn MPLS-TP mang lưu lượng của khách hàng là 0 Nếu không, nhãn dưới cùng của nhãn MPLS-TP ngăn xếp có S bit thiết lập để 1

Bit S được sử dụng để xác định sự dừng lại và bắt đầu của nhãn MPLS Chỉ có một đầu vào ngăn xếp nhãn (LSE - Label Stack Entry) chứa các bit S (bit dưới cùng của ngăn xếp) mặc định là 1

Hình 2 7 Quan hệ giữa lớp khách hàng và lớp MPLS-TP

MPLS-TP sử dụng mặt phẳng dữ liệu theo chuẩn MPLS theo quy định tại tài liệu tham khảo [20] Phần LSPs và PWs (Hình 2.8) là đơn vị vận chuyển dữ liệu cung cấp dịch vụ vận chuyển gói LSPs và PWs tách mặt phẳng dữ liệu của lớp mạng khách hàng từ mặt phẳng dữ liệu MPLS-TP bằng cách đóng gói phụ tải PWs có thể cạnh tranh với các dịch vụ như Ethernet, Frame Relay, hoặc PPP / giao thức liên kết dữ liệu mức cao (HDLC - High Level Data Link Control)

Ngoài ra, mặt phẳng dữ liệu cung cấp chức năng chuyển tiếp MPLS-TP dựa trên nhãn để nhận biết đường vận chuyển, ví dụ: LSP hoặc PW Giá trị nhãn quy định cụ thể hoạt động được thực hiện bởi các next hop ở mức đó đóng gói

MPLS-TP LSP là lớp thấp nhất của MPLS-TP Các lớp khách hàng của một MPLS-TP LSP có thể có giao thức lớp mạng, MPLS LSPs, hoặc PWs Vì vậy, phụ tải LSP có thể có gói giao thức lớp mạng và các gói PW

Các liên kết đi qua bởi một lớp N +1 MPLS-TP LSP là lớp N MPLS-TP section Một LSP như vậy được gọi là một khách hàng của lớp section, và lớp section được gọi là lớp máy chủ đối với khách hàng của nó

Ngăn xếp nhãn MPLS kết hợp với một phần MPLS-TP ở lớp N bao gồm N nhãn, trong trường hợp không có cơ chế ngăn xếp tối ưu hóa Hai LSRs để trao đổi các gói điều khiển MPLS-TP không IP trên một section, nhãn phụ, GAL, phải ở dưới cùng của ngăn xếp nhãn

Hình 2 8 LSP, Section và PW

LSP có thể một chiều, hai chiều Point-to-point LSPs một chiều được hỗ trợ bởi các kiến trúc MPLS cơ bản Đa điểm - điểm và đa điểm - đa điểm LSPs không được hỗ trợ

MPLS-TP LSPs sử dụng hoạt động chuyển mạch nhãn MPLS xử lý TTL được định nghĩa tại tài liệu tham khảo [20], [26] và [27] Ngoài ra, MPLS-TP PWs sử dụng dây ảo đơn phân đoạn (SS-PWs - Single-Segment Pseudowires) và các dây ảo đa phân đoạn (MS-PWs - Multi-segment Pseudowires) hoạt động chuyển tiếp quy định tại tài liệu tham khảo [21] và [22]

MPLS-TP hỗ trợ chất lượng của dịch vụ (QoS – Quality of Service) thông qua

Cân bằng tải ECMP không hỗ trợ trong MPLS-TP LSP Tuy nhiên, MPLS-TP LSPs có thể hoạt động trên lớp máy chủ để hỗ trợ cân bằng tải

PHP không được hỗ trợ trong MPLS-TP LSPs

2.3.2 Các loại định tuyến MPLS-TP

Một MPLS-TP LSR hoặc là một bộ định tuyến biên của nhà cung cấp (PE - Provider Edge) MPLS-TP hoặc một bộ định tuyến của nhà cung cấp MPLS-TP cho một LSP Một bộ định tuyến MPLS-TP PE là một MPLS-TP LSR để điều chỉnh lưu lượng truy cập của khách hàng và đóng gói nó, vận chuyển trên một MPLS-TP LSP bằng cách dán nhãn hoặc sử dụng PW

Một PE nằm ở biên của một mạng MPLS-TP của nhà cung cấp dịch vụ có thể thêm hoặc bớt một nhãn LSP Nó có thể liên kết đến mạng MPLS-TP khác hoặc biên của khách hàng (CE - Customer Edge)

Một bộ định tuyến MPLS-TP là một LSR chuyển mạch LSPs mang lưu lượng truy cập của khách hàng, nhưng nó không thích nghi với lưu lượng truy cập của khách hàng và đóng gói nó được thực hiện trên một LSP Một bộ định tuyến của nhà cung cấp không có liên kết đến lĩnh vực mạng MPLS-TP khác

Chuyển mạch bảo vệ

2.4.1 Giao thức phối hợp trạng thái bảo vệ (Protection State Coordination)

Việc bảo vệ chuyển mạch hai chiều của hai Router biên là rất cần thiết, điều này giúp cho hai router biên có thể khôi phục lại được trạng thái khởi động ban đầu trên cả hai chiều một cách nhanh chóng khi xảy ra sự cố Cách thức này được dùng trong giải pháp bảo vệ tuyến tính MPLS-TP, được biết đến với tên gọi là giao thức PSC (Protection State Coordination: phối hợp trạng thái bảo vệ)

MPLS-TP cũng hỗ trợ chuyển mạch bảo vệ tự động hoàn toàn thời gian nhỏ 50ms mà không cần mặt phẳng điều khiển bằng cách dựa vào các thông tin OAM nhanh và giao thức phối hợp trạng thái bảo vệ (PSC - Protection State Coordination) để đồng bộ hóa hai đầu cuối trong trường hợp sự cố Thông tin OAM có thể được trao đổi mất khoảng trung bình 3,3 ms để đạt được thời gian bảo vệ chuyển mạch trong thời gian nhỏ 50ms

Mục đích của giao thức PSC là cho phép việc thông tin liên lạc giữa hai router biên trong miền bảo vệ với nhau Thông tin liên lạc này được sử dụng để trao đổi thông báo về tình trạng và phối hợp truyền tải dữ liệu cho nhau Giao thức này là giao thức đơn pha, có nghĩa là mỗi đầu cuối sẽ thông báo cho đầu cuối còn lại (ở đây là router biên PE) về sự thay đổi hoạt động (chuyển mạch sang một hướng bảo vệ khác) và thực hiện chuyển mạch mà không cần đợi bản tin ACK Mặc dù việc hoàn thành chuyển mạch chỉ thông qua một tin nhắn từ đầu cuối này đến đầu cuối còn lại, tuy nhiên vẫn có một số trường hợp cần trao đổi hai tin nhắn khi cả hai node đều phát hai thông điệp khác nhau cho hai hướng khác nhau Vì vậy, việc hoàn thành chuyển mạch bảo vệ có thể bị kéo dài thêm đúng một vòng (round trip) ngay cả trong giao thức đơn pha

Nhanh chóng, chính xác và phối hợp thời gian chuyển mạch bảo vệ đạt được cho LSP và PW bằng cách chuyển mạch bảo vệ tuyến tính sử dụng giao thức PSC tương tự như trong ITU-T G.8131 [29] Khi được triển khai trong topo liên kết vòng, một cơ chế bảo vệ vòng tương tự như trong ITU-T G.8132 [27] có thể được sử dụng

MPLS-TP không chỉ hỗ trợ các phương thức bảo vệ 1+1, 1:1, N:1 mà còn bảo vệ trên tất cả các lớp: PW, LSP và section Tất cả các cơ chế chuyển mạch bảo vệ rất giống với cơ chế hiện hành đang được sử dụng bởi các mạng SONET / SDH và OTN

Phương án bảo vệ khác nhau của hai đường dẫn lưu lượng đồng thời (1+1) có thể được cung cấp: một hoạt động và một đường dự phòng với băng thông được bảo đảm trên cả hai đường dẫn (1:1) và một đường dẫn hoạt động và một đường dẫn chờ các nguồn dữ liệu

2.4.2 Giải pháp bảo vệ tuyến tính MPLS-TP thống nhất: MPLS-TP APC (Automatic Protection Coordination: phối hợp bảo vệ tự động)

2.4.2.1 Nguyên lý hoạt động của APC

APC được thiết kế hoạt động dựa trên các nguyên lý sau:

- Duy trì hoạt động vận hành mạng: Đối với những nhà điều hành mạng, những người đã quen với việc bảo vệ tuyến tính, các bit trong đường truyền và cơ chế hoạt động có lẽ không có ý nghĩa nhiều, nhưng việc duy trì các phương pháp vận hành tương tự nhau để quản lý hạ tầng mạng thì rất có lợi; điều đó giúp giảm chi phí đào tạo và đơn giản hóa việc vận hành trên các thiết bị mạng khác nhau với các công nghệ khác nhau

- Định nghĩa các cơ chế bổ sung đã có trong các mạng truyền tải khác:

Các cơ chế bổ sung đó rất cần thiết

- Định nghĩa một phương pháp hiệu quả để cung cấp bảo vệ chống lại sự

- Tái sử dụng các nguyên lý hoạt động cơ bản của PSC: Nguyên lý hoạt động cơ bản của PSC, trong đó luôn luôn phản ánh các yêu cầu (request) trong các bản tin của giao thức PSC ngay cả khi các yêu cầu (request) của đầu xa có độ ưu tiên cao hơn, được thực thi để giảm các vấn đề về thời gian trong trường hợp trao đổi bản tin thành một vòng (giảm độ trễ cho các bản tin trao đổi giữa hai đầu)

- Tái sử dụng cấu trúc PDU của PSC

- Đánh giá độ ưu tiên các trạng thái của cơ chế: Để xác định đơn giản và rõ ràng một trạng thái cơ chế trong mỗi miền bảo vệ, thực hiện đánh giá ưu tiên khác nhau các đầu vào và sau đó tra cứu một bảng chuyển đổi giá trị để biết thêm thông tin

- Giảm lỗi có thể trong quá trình chuyển đổi trạng thái bảng: Bằng cách phân loại đầu vào khác nhau một cách cẩn thận và xác định toàn bộ hoạt động cho mỗi nhóm đầu vào thì xác suất các lỗi tiềm năng trong bảng chuyển đổi trạng thái đều có thể được giảm

2.4.2.2 Định dạng PDU của APC

Hình 2.21 mô tả định dạng PDU của APC (G.8131), được đóng khung trong Generic Associated Channel (G-Ach: Kênh liên kết chung) Giống như các PDU

MPLS-TP OAM khác, các thông tin cụ thể của APC nằm sau 4 octet nhãn G-Ach (GAL) và 4 octet Associated Channel Header (ACH: Kênh liên kết tiêu đề)

Hình 2 21 Cấu trúc PDU của APC

16 octet được phân bổ cho các thông tin riêng biệt của APC Tất cả các giá trị ngoại trừ “Request”, “Faul Path” và “Data Path” được giữ nguyên cấu hình khi các nhà mạng vận hành khai thác Hai bit đầu tiên chỉ rõ phiên bản của giao thức (V: version) Các loại trường bảo vệ (PT: Protection Type) thể hiện cách thức chuyển mạch, có thể là chuyển mạch một chiều hoặc hai chiều Trường phục hồi (R:

Revertive) chỉ rõ một trong hai hoạt động revertive hoặc non-revertive (phục hồi hoặc không phục hồi)

Các giá trị “Request”, “Fault Path” và “Data Path” có thể được thay đổi để dự phòng chuyển mạch bảo vệ khi có sự cố hoặc thay đổi hệ thống mạng Các giá trị tham khảo ở bảng 3.1 Các trường còn lại thể hiện khả năng mã hóa giao thức với các giá trị TLV (Type Length Value)

2.4.2.3 Quá trình hoạt động của APC

Hình 2.22 diễn tả thuật toán hoạt động của APC, được thực hiện ở cả hai đầu cuối Thuật toán xử lý APC được bắt đầu ngay lập tức khi một trong những tín hiệu đầu vào thay đổi, tức là khi phát hiện bất kỳ trạng thái sự cố nào xảy ra (tín hiệu lỗi và tín hiệu bị suy giảm), khi một lệnh điều hành được thực thi (khóa tính năng bảo vệ, ra lệnh chuyển mạch, chuyển mạch bằng tay, diễn tập …), hoặc khi nhận một thông tin APC khác từ đầu xa

Khi nhiều đầu vào hoạt động cùng lúc, khối “local request logic” xác định đầu vào nào có độ ưu tiên cao nhất Đầu vào độ ưu tiên cao nhất được truyền đến khối

“global request logic” và sẽ xác định đầu vào nào có độ ưu tiên cao hơn giữa đầu vào ưu tiên cao nhất và “remote request” cuối cùng nhận được

Khi một bản tin APC đầu xa đến, thông tin chi tiết của APC đó sẽ bắt buộc

Ưu điểm khi sử dụng MPLS-TP

Khả năng chuyển mạch bảo vệ cao hơn MPLS Ít mất gói hơn MPLS

Thời gian delay gói tin thấp hơn MPLS.

KIỂM TRA TÍNH NĂNG CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ CỦA MPLS và MPLS-TP

Kiểm tra tính năng chuyển mạch bảo vệ của MPLS

Sự khác biệt chính giữa MPLS và MPLS-TP được tóm tắt trong bảng dưới đây:

Yếu tố MPLS MPLS-TP

Mặt phẳng điều khiển Tự động, tích hợp với mặt phẳng dữ liệu

Tự động hoặc bằng tay, không tích hợp với mặt phẳng dữ liệu

Thiết bị Rất phức tạp Ít phức tạp

Sự phát triển Rất phát triển Đang nổi lên Tình trạng triển khai toàn cầu

Số lượng lớn Nhỏ, nhưng ngày càng tăng số lượng

Thời gian hội tụ > 50ms < 50 ms Cơ chế bảo vệ Re-Route, Fast Re-Route Bảo vệ 1:1, 1+1, 1:N

Kỹ năng thiết lập Quen thuộc với kỹ sư định tuyến mạng

Quen thuộc với các kỹ sư mạng lõi

Tính năng OAM IP-based BFD, LSP Ping,

LSP Traceroute traversing control- plane path

BFD, AIS, CC, CV, LSP Ping, LSP Traceroute, loss and delay measurement, RDI traversing data-plane path

Bảng 3 1 Sự khác biệt chính giữa MPLS và MPLS-TP Ở chương này chúng ta tập trung vào để kiểm tra rằng Tốc độ khôi phục lại

Sử dụng thiết bị thật của SCTV đã thiết lập giao thức MPLS để kiểm tra thời gian phục hồi dịch vụ

Hình 3 1 Sơ đồ mạng Metro SCTV Hồ Chí Minh

 Bước 1: Khai báo một LSP và cấu hình tính năng Fast-Reroute

 Bước 2: Thực hiện ngắt kết nối link giữa CORE-Q12 và CORE- Tân Bình

 Bước 3: Thực hiện Ping kiểm tra tốc độ hội tụ của mạng MPLS từ HUB-GVP qua HUB-Q10

 Bước 4: Thu thập số liệu

Hình 3 2 Sơ đồ mạng dữ liệu chạy theo đường màu cam khi ngắt link

Ping Requests Tx 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 Ping Replies Rx 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500

Bảng 3 2 Số liệu đo thông thường trên mạng METRO SCTV Hồ Chí Minh

Bảng 3 3 Số liệu đo khi có ngắt mạng

Mặc dù tiến hành trên thiết bị thật nhưng thời gian hội tụ chuyển mạch vẫn còn khá lớn so với thời gian lý tưởng là 50ms

Do là thiết bị thật không phải mô phỏng nên thời gian ngắt mạng chưa đủ lâu để bài kiểm tra đạt hiệu quả cao

Thời gian chuyển mạch chi tiết khá lớn: khoảng > 100ms

Hình 3 3 Kết quả thực tế thời gian chuyển mạch của MPLS trong mạng SCTV

Bên cạnh đó, học viên còn tham khảo thêm thông số của nhà mạng VNPT, mô hình hoạt động dựa trên công nghệ MPLS Kết quả cho thấy cũng tương tự:

Hình 3 4 Kết quả thực tế thời gian chuyển mạch của MPLS trong mạng VNPT

Kiểm tra tính năng chuyển mạch bảo vệ của MPLS-TP

Sự khác biệt chính giữa MPLS và MPLS-TP được tóm tắt trong bảng dưới đây:

Yếu tố MPLS MPLS-TP

Mặt phẳng điều khiển Tự động, tích hợp với mặt phẳng dữ liệu

Tự động hoặc bằng tay, không tích hợp với mặt phẳng dữ liệu

Thiết bị Rất phức tạp Ít phức tạp

Sự phát triển Rất phát triển Đang nổi lên Tình trạng triển khai toàn cầu

Khối lượng lớn Nhỏ, nhưng ngày càng tăng khối lượng

Kỹ năng thiết lập Quen thuộc với kỹ sư định tuyến mạng

Quen thuộc với các kỹ sư mạng lõi

Tính năng OAM IP-based BFD, LSP Ping,

LSP Traceroute traversing control- plane path

BFD, AIS, CC, CV, LSP Ping, LSP Traceroute, loss and delay measurement, RDI traversing data-plane path

Bảng 3 4 Sự khác biệt chính giữa MPLS và MPLS-TP Ở bài kiểm tra này, chúng ta tập trung vào để kiểm tra rằng Tốc độ khôi phục lại dịch vụ (hay Protection Switching) của MPLS-TP (nhỏ hơn MPLS)

Dùng phần mềm VMWare Workstation version 10 và giả lập thiết bị Router ảo bằng chương trình vMX của hãng Juniper để mô phỏng 1 phần mạng METRO SCTV với cấu hình bằng giao thức MPLS-TP Tiến hành kiểm tra thời gian phục hồi của cả MPLS và MPLS-TP trên LAB mô phỏng để so sánh

Bài kiểm tra 1: Kiểm tra thời gian gói tin đi và về trên mạng chạy MPLS

Hình 3 5 Sơ đồ mạng sử dụng giao thức MPLS

B1: Tiến hành khai báo cấu hình hệ thống giống như Phụ lục

B2: Tiến hành kiểm tra thời gian hội tụ bằng lệnh ping

Hình 3 6 Kết quả mô phỏng thời gian đi và về của 1 gói tin Bài kiểm tra 2: Kiểm tra tính năng chuyển mạch của MPLS

B1: Giữ nguyên cấu hình hệ thống ban đầu như bài kiểm tra số 1

B2: Tiến hành ngắt mạng theo sơ đồ:

Hình 3 7 Sơ đồ mạng MPLS khi xảy ra sự cố

B3: Tiến hành kiểm tra thời gian hội tụ bằng lệnh ping

B4: Lấy kết quả Gói tin sẽ chuyển hướng qua link dự phòng

Hình 3 8 Kết quả mô phỏng mạng MPLS truyền các gói tin khi xảy ra sự cố

Hình 3 9 Kết quả mô phỏng mạng MPLS chuyển mạch thiết lập đường truyền mới Bài kiểm tra 3: Kiểm tra tính năng chuyển mạch của MPLS-TP

B1: Cấu hình thay thế toàn bộ bằng MPLS-TP

B2: Tiến hành ngắt mạng theo sơ đồ:

Hình 3 10 Sơ đồ mạng MPLS-TP khi xảy ra sự cố

B3: Tiến hành kiểm tra thời gian hội tụ bằng lệnh ping

B4: Lấy kết quả Gói tin sẽ chuyển hướng qua link dự phòng

Hình 3 11 Kết quả mô phỏng mạng MPLS-TP truyền các gói tin khi xảy ra sự cố

Bài kiểm tra 1: Kiểm tra thời gian gói tin đi và về trên mạng chạy MPLS

Bảng 3 5 Số liệu mô phỏng mạng METRO SCTV chạy MPLS

Bảng 3 6 Số liệu mô phỏng khi ngắt mạng METRO SCTV chạy MPLS Bài kiểm tra 3: Kiểm tra tính năng chuyển mạch của MPLS-TP

Bảng 3 7 Số liệu mô phỏng khi ngắt mạng METRO SCTV chạy MPLS-TP

Kết quả mô phỏng tính năng chuyển mạch của hai giao thức MPLS và MPLS-TP khá rõ ràng qua số liệu đã thu thập được Qua đó cho thấy, trên cùng một số thiết bị được giả lập ảo hóa, thời gian chuyển mạch của giao thức MPLS-TP tốt hơn so với

Chưa có được thiết bị thật để cấu hình giao thức MPLS-TP Trong quá trình chuyển mạch trên thiết bị ảo, vì hạn chế về phần cứng nên thời gian chuyển mạch sẽ không đáp ứng tốt như thiết bị thật.

MÔ PHỎNG VÀ GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI MPLS-TP TRÊN MẠNG METRO SCTV

Mạng METRO SCTV

Về cơ bản cấu trúc mạng phân làm 5 lớp sau:

Hình 4 1 Cấu trúc mạng SCTV

 Lớp mạng trục (IP/MPLS-Core): hình thành một lõi chuyển mạch gói chung dựa trên công nghệ MPLS, kết nối tất cả các tỉnh thành trong cả nước

 Lớp mạng biên (Edge): xử lý thông tin trước khi vào core MPLS Tách nhãn, gán nhãn, thực hiện provisioning dịch vụ, thiết lập QoS MPLS, traffic engineeRING…

 Lớp mạng tập trung lưu lượng (Aggregation Network – MAN : MPLS-TP): đảm bảo tập trung lưu lượng từ các mạng truy cập (IP-DSLAM, CMTS, GPON,

 Lớp mạng truy cập (Access): cung cấp kết nối dịch vụ tới khách hàng (các dịch vụ Cable CMTS, xDSL, GPON, VOICE …) thông qua các thiết bị truy cập như

 Lớp mạng biên khách hàng (Subscriber Edge): đóng vai trò biên mạng phía khách hàng, tạo kết nối truy cập đến nhà cung cấp dịch vụ

4.1.2 Các dịch vụ triển khai trên mạng MAN

Những khách hàng doanh nghiệp hay cá nhân có thể kết nối tới mạng MAN bằng nhiều công nghệ như DOCSIS, Ethernet, FTTx và Wireless Những thiết bị truy cập này được tập trung tại lớp mạng Acess sử dụng công nghệ Gigabit Ethernet Dưới đây là mô hình dịch vụ chung:

Hình 4 2 Mô hình chung triển khai các dịch vụ

Với mô hình kết nối trên, các nhà mạng có thể cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ Dưới đây là những dịch vụ mà kiến trúc trên có khả năng cung cấp:

- Dịch vụ truy cập Internet Leased Line tốc độ cao / Leased Line P2P - Dịch vụ IPTV / Truyền hình theo yêu cầu (Video on Demand) a Dịch vụ truy cập Internet Leased Line tốc độ cao:

Nhằm tận dụng khả năng vận chuyển dữ liệu tốc độ cao trên sợi quang, hệ thống mạng MAN mới sử dụng từng sợi quang kết nối khách hàng để vận chuyển những lưu lượng truy cập internet phía khách hàng đến thiết bị tập trung lưu lượng GPON là OLT, sau đó đi qua hệ thống mạng MAN tới BNG (Broadband Network Gateway) BNG được sử dụng như thiết bị tập trung lưu lượng truy cập, để từ đó có thể quyết định phiên truy cập Internet cho khách hàng Dưới đây là mô hình của dịch vụ:

Hình 4 3 Mô hình dịch vụ GPON

Theo như hình trên, một router MAN Access tập trung lưu lượng từ những khách hàng sử dụng dịch vụ GPON hoặc thiết bị CPE của khách hàng có thể cắm trực tiếp vào router MAN access với giao diện Ethernet Thiết bị OLT sẽ được cấu hình để tham chiếu mỗi kết nối của người dùng GPON với một VLAN duy nhất theo mô hình QinQ b Dịch vụ Leased Line P2P:

Dịch vụ Leased Line P2P là dịch vụ cung cấp đường truyền vật lý dùng riêng nhằm cung cấp kết nối trực tiếp và truyền thông giữa các thiết bị đầu cuối phía khách hàng đến ISP Dịch vụ không chia sẻ các tài nguyên kết nối vật lý, do đó làm tăng độ tin cậy và đảm bảo băng thông nhằm hướng tới các khách hàng mới là doanh nghiệp

Mô hình triển khai dịch vụ Leased Line trong mạng MAN như sau:

Hình 4 4 Mô hình dịch vụ Leased Line

Mỗi khách hàng được cung cấp riêng một giao diện để kết nối tới Access switch, giao diện này được cấu hình ở chế độ access Access switch gán cho mỗi khách hàng một VLAN và tiếp tục chuyển tiếp lưu lượng khách hàng đến NPE router thông qua kết nối trunk NPE sử dụng công nghệ AToM để thiết lập point to point L2 circuit giữa NPE router và P router để chuyển tiếp lưu lượng của khách hàng P router sẽ chuyển tiếp lưu lượng khách hàng thông qua kết nối trunk Dịch vụ này yêu cầu phải có một kết nối Layer 2 lần lượt giũa P router và các NPE kết nối trên mạng IP/MPLS CORE c Dịch vụ IPTV

IPTV là dịch vụ giá trị gia tăng sử dụng mạng băng thông rộng IP cung cấp dich vụ số hóa truyền hình Công nghệ IP Multicast được sử dụng trên hạ tầng truyền dẫn IP để cung cấp dịch vụ này Ở mức độ rất cao, những gói tin multicast là những gói tin IP được định tuyến end-to-end từ nguồn multicast (Nguồn phát sóng) tới các router gia nhập nhóm multicast trong mạng MAN, từ đó vận chuyển lưu lượng IPTV đến phía khách hàng Để nâng cao chất lượng các kênh truyền hình, tất cả các router MAN Access đều được cấu hình tĩnh khi gia nhập nhóm multicast trong hệ thống mạng IGMP snooping phải được cấu hình tại các OLT, CMTS để ngăn những luồng tin không mong muốn trên kết nối của khách hàng thường triển khai IGMP cho tín hiệu từ phía khách hàng và giao thức định tuyến PIM Source Specific Mode (SSM) phục vụ việc phân phối luồng traffic Tín hiệu của khách hàng (CPE-PE) có thể là IGMPv2 hoặc IGMPv3 d Truyền hình theo yêu cầu (VOD) – Định tuyến IP Unicast

VOD là dịch vụ đáp ứng các chương trình truyền hình xem theo yêu cầu của khách hàng Được xây dựng trên nền kiến trúc MPLS-TP, dịch vụ VOD là một ứng dụng IP unicast trong đó thuê bao sẽ gửi yêu cầu đến bộ quản lý server tập trung phía nhà cung cấp dịch vụ để từ đó chỉ định IP server chứa nội dung theo yêu cầu; tiếp tục các thiết bị đầu thu phía khách hàng sẽ gửi yêu cầu nội dung đến server theo địa chỉ IP đã chỉ định Từ đó, các nội dung cần truyền tải sẽ được định tuyến unicast từ server thông qua hạ tầng mạng IP đến phía khách hàng Việc phân phối dịch vụ VOD được thực hiện từ nguồn phát qua OLT hoặc CMTS đến khách hàng

Hình 4 5 Mô hình dịch vụ VoD/IPTV e Dịch vụ E-Line

Dịch vụ P2P Layer 2 VPN Business là dịch vụ được triển khai dựa trên công nghệ Ethernet over MPLS (EoMPLS) nhằm cung cấp kênh thuê riêng cho các doanh nghiệp, khách hàng tại hai địa điểm cố định khác nhau

EoMPLS phải được cấu hình trên router MAN Access – thiết bị kết nối tới khách hàng, thực hiện dán nhãn các gói tin IP phía khách hàng thông qua mạng MPLS để chuyển các gói tin sang site còn lại của khách hàng Tùy theo vào loại dịch vụ truyền dẫn mong muốn, EoMPLS có thể truyền những gói tin Ethernet có VLAN ID cụ thể hoặc không Dưới đây là mô hình dịch vụ E-Line: f Dịch vụ E-LAN

E-LAN là dịch vụ VPN kết nối đa điểm khách hàng trên cơ sở hạ tầng mạng công cộng dung chung, trong đó nhiều điểm có thể được kết nối với nhau qua mạng MPLS Công nghệ MPLS dựa trên chuyển mạch lớp 2 ATM trên mạng chuyển mạch IP lớp 3, cung cấp kênh kết nối dễ dàng, linh hoạt và đảm bảo độ tin cậy cao cho các site khách hàng Tùy theo loại dịch vụ VPN mà các site khách hàng có thể quản lý các chính sách định tuyến hoặc trao đổi các chính sách định tuyến thông qua các router PE của ISP Dưới đây là mô hình dịch vụ E-LAN:

Hình 4 6 Mô hình dịch vụ VPN g Các dịch vụ khác:

- Cloud Computing: điển hình là cloud server và cloud hosting

+ Cloud server: ảo hóa trên một cụm các server nhằm cung cấp máy chủ ảo với chi phí thấp và các tính năng vượt trội như: tính sẵn sàng cao, khả năng mở rộng dễ dàng, có hệ thống lưu trữ SAN… thông qua hạ tầng mạng truy cập nhanh đáp ứng đầy đủ nhu cầu máy chủ ảo cho khách hàng

+ Cloud hosting: sử dụng trên nền tảng máy chủ tốt nhất như: IBM, DELL cùng với hệ thống lưu trữ SAN luôn được backup và sử dụng công nghệ cân bằng tải (load balancing) giữa các máy chủ hosting mang đến cho khách hàng tốc độ truy xuất nhanh, an toàn dữ liệu cũng như hạn chế tối đa thời gian downtime cho website

Triển khai hệ thống mạng Metro SCTV

4.2.1 Thiết lập các tuyến quang và cấu hình định tuyến nội

Thực hiện đấu nối các tuyến quang kết nối giữa các Router trong mạng Metro với nhau Kiểm tra thông số thu phát tín hiệu quang đạt trong ngưỡng cho phép

Cấu hình triển khai giao thức IS-IS trên tất cả các Router trong mạng, sau đó kiểm tra giao thức này đã hoạt động tốt chưa Ví dụ kiểm tra trên router GVP, Q12:

Hình 4 15 Thiết lập ISI-IS cho các kết nối

Hình 4 16 Thiết lập ISI-IS cho các kết nối (tt)

Kiểm tra tương tự trên các Router còn lại trong mạng

4.2.2 Tắt chức năng Fast-Reroute của MPLS, thay thế bằng MPLS-TP

Cấu hình MPLS-TP trên router đầu vào, cụ thể là router GVP (chi tiết đính kèm phụ lục):

Hình 4 17 Cấu hình giao thức MPLS-TP

4.2.3 Kiểm tra các dịch vụ

Tiến hành kiểm tra các dịch vụ băng rộng như: FTTH, IPTV, MetroNet, VPN…