Nghiên cứu, áp dụng về chuyển mạch nhãn đa giao thức trong mạng viễn thông Việt Nam

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ PHIÊN NGHIÊN CỨU, ÁP DỤNG VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TRONG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ PHIÊN NGHIÊN CỨU, ÁP DỤNG VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TRONG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Quốc Tuấn HÀ NỘI – 2012 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ 13 DANH MỤC BẢNG BIỂU 15 MỞ ĐẦU 16 CHƢƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS) 18 1.1 Giới thiệu MPLS 18 1.1.1 Đặc điểm phƣơng thức hoạt động mạng MPLS 19 1.1.1.1 Đặc điểm mạng MPLS 19 1.1.1.2 Phƣơng thức hoạt động MPLS 19 1.1.2 Lợi ích MPLS 20 1.2 Kiến trúc mạng MPLS 21 1.2.1 Lớp vật lý 21 1.2.2 Lớp liên kết liệu 21 1.2.3 Chức lớp mạng 22 1.3 Cấu trúc nút MPLS 25 1.3.1 Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane) 25 1.3.2 Mặt phẳng điều khiển (Control Plane) 29 1.3.3 Các phần tử MPLS 30 1.3.3.1 LSR (Label Switch Router) 30 1.3.3.2 LSP (label switch Path) 31 1.3.3.3 FEC (Forwarding Equivalence Class) 33 1.4 Giao thức MPLS 34 1.4.1 LDP 34 1.4.2 CR-LDP 38 1.4.3 RSVP-TE 40 1.4.4 BGPv4 43 1.5 Hoạt động MPLS 43 1.5.1 Các bƣớc hoạt động MPLS 43 1.5.2 Đƣờng hầm MPLS 46 Tóm tắt chƣơng 48 CHƢƠNG KHÔI PHỤC LỖI ĐẢM BẢO QoS TRONG MPLS 48 2.1 Chất lƣợng dịch vụ MPLS 48 2.1.1 MPLS kết hợp DiffServ 48 2.1.2 Thiết kế lƣu lƣợng TE nhận biết DiffServ (DS-TE) 49 2.2 Phát lỗi 50 2.3 Bảo vệ phục hồi MPLS 51 2.3.1 Bảo vệ toàn cục bảo vệ cục 52 2.3.2 Tái định tuyến bảo vệ chuyển mạch bảo vệ 52 2.3.3 Ba cách khôi phục bảo vệ tái định tuyến 52 2.4 Mơ hình Haskin (Reverse Backup) 54 Tóm tắt chƣơng 55 CHƢƠNG 3.NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MPLS TRONG THIẾT KẾ MẠNG MAN-E TẠI VNPT HẢI DƢƠNG VÀ MÔ PHỎNG 56 3.1 Nghiên cứu phát triển MPLS mạng MAN-E 56 3.1.1 Giới thiệu chung mạng MAN-E 56 3.1.2 Mơ hình phân lớp mạng MAN-E 57 3.1.2.1 Lớp truyền tải dịch vụ 58 3.1.2.2 Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer) 58 3.1.2.3 Lớp dịch vụ ứng dụng 58 3.1.3 Các kiểu dịch vụ mạng MAN-E 58 3.2 Lợi ích cơng nghệ mạng MAN-E 59 3.3 Xây dựng mạng MAN-E VNPT Hải Dƣơng 60 3.3.1 Kiến trúc phân lớp mạng MAN-E VNPT 60 3.3.2 Áp dụng thiết kế mạng MAN-E VNPT 61 3.3.2.1 Truyền dẫn mạng MAN-E 63 3.3.2.2 Sơ đồ đấu nối mạng MAN-E 63 3.3.3 Mạng truy nhập băng rộng VNPT Hải Dƣơng 69 3.4 Các dịch vụ triển khai MPLS / MAN-E 69 3.4.1 Dịch vụ HSI (High Speed Internet) 70 3.4.1.2 Kịch đơn truy cập 72 3.4.2 Dịch vụ VoD/ VoIP 72 3.4.2.1 Cấu hình thiết bị mạng MAN-E cung cấp dịch vụ VoD 74 3.4.2.2 Kịch VoIP/ VoD 75 3.4.3 Dịch vụ IPTV 76 3.4.4 Dịch vụ VPN lớp (L3 VPN) 76 3.5Mơ phân tích 77 3.5.1 Đặt vấn đề 77 3.5.2 Khái quát chung NS-2 77 3.5.3 Mô phục hồi MPLS 77 Tóm tắt chƣơng 81 KẾT LUẬN CHUNG 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC A 85 PHỤ LỤC B 91 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ASIC Application Specific Intergrated Mạch tích hợp chuyên dụng Circuits AS Autonomous System Hệ tự trị ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng AToM Any Transport over MPLS ATM Adaptation Truyền tải qua MPLS ASIC Application-Specific Integrated Circuit Mạch tích hợp ứng dụng xác định BRAS Broadband Remote Access Server Truy cập dịch vụ băng thông rộng từ xa BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên CE Custome Edge Biên phía khách hàng CEF CR-LDP Cisco Express Forwarding Constrained Routing-LDP Chuyển tiếp nhanh Cisco CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến cƣỡng bức-LSP CSPF Constrained SPF SPF cƣỡng CoS Class of Service Cấp độ dịch vụ CQ Custom Queue Hàng đợi tùy ý CBR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc DiffServ DLCI Differentiated Services Dịch vụ phân biệt Data Link Connection Identifier Thành phần nhận dạng giao diện liên kết liệu DSCP Differentiated Service CodePoint Điểm mã dịch vụ khác biệt DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhập đƣờng dây thuê bao số tập trung AAL Layer Lớp tƣơng thích ATM Định tuyến cƣỡng bức-LDP Edge LSR Edge Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn rìa E-LSR EPL LSR biên Egress LSR Ethernet Private Line Dịch vụ Ethernet riêng điểm-điểm Ethernet over Multiprotocol Label Switching Ethernet Virtual Circuit Ethernet qua chuyển mạch nhãn đa giao thức EBGP External Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên ngoại miền EGP External Gateway Protocol Giao thức định tuyến ngoại miền ER Explicite Route Đƣờng tƣờng minh ERO Explicite Route Object Đối tƣợng đƣờng tƣờng minh EXP Experimetal Bit trƣờng thực nghiệm FEC FR Forwarding Equivalency Class Frame Relay Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FIS Fault Information Signal Tín hiệu thơng báo xảy lỗi FIFO First In First Out Vào trƣớc trƣớc FR Frame-Relay Công nghệ Frame-Relay FRS Fault Recovery Signal Tín hiệu thơng báo khơi phục lỗi FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file GRE GMPLS Generic Routing Encapsulation Generalized MPLS Đóng gói định tuyến chung HSI High Speed Internet Internet tốc độ cao HDLC High Data Link Control Điều khiển kết nối data tốc độ cao IETF Ủy ban tƣ vấn kỹ thuật Internet IP Internet Engineering Task Force Internet Protocol IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet ISDN Integrated Services Digital Network Institute of Electrical and Electronics Engineers Mạng số tích hợp dịch vụ Incoming Label Map Ánh xạ nhãn đầu vào EoMPLS EVC IEEE ILM Kênh ảo Ethernet Chuyển tiếp khung MPLS tập trung Giao thức Internet Viện nghiên cứu Kỹ sƣ điện điện tử 10 IPv4, Internet Protocol version 4, Giao thức Internet phiên 4, IS-IS Hệ thống trung gian IGP Intermediate System – Intermediate System Interior Gateway Protocol I-LSR Ingress LSR LSR biên vào IntServ Integrated Services Dịch vụ tích hợp ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISR Integrated Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch tích hợp LANE LAN Emulation Mơ LAN LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LIB LDP Label Information Based Label Distribution Protocol Cơ sở thông tin nhãn LER Label Edge Router Router biên nhãn LSA Link-State Advertisement Bản tin quảng bá trạng thái liên kết LSP Label Switching Path Đƣờng chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức Giao thức cổng nội Giao thức phân bổ nhãn MPLS-TE Multiprotocol Label Switching- Kỹ thuật lƣu lƣợng chuyển Traffic Engineering mạch nhãn đa giao thức Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi MAC trƣờng Metro Area Network - Ethernet Mạng đô thị sử dụng công nghệ MAN-E Ethernet Multi Service Access Node MSAN Thiết bị truy cập đa dịch vụ MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị truyền tải tối đa NGN Next Generation Network Mạng hệ NAM Network Animator Mơ hình hóa mạng mơ NS NHLFE Next Hop Label Forwarding Entry Chỉ mục nhãn chuyển tiếp 11 NHRP Next Hop Resolution Protocol Giao thức phân giải địa NS Network Simulator Phần mềm mô mạng OSPF Open Shortest Path First Mở đƣờng ngắn OSI Open System Interconnection Kết nối hệ thống mở PE Provider Edge Thiết bị biên nhà cung cấp PID Protocol Identifier Thành phần nhận dạng giao thức PHP Penultimate Hop Popping Gỡ nhãn chặng cuối PIL Protection Ingress LSR LSR bảo vệ đầu vào PML Protection Merging LSR LSR khôi phục PPP Giao thức điểm - điểm POR Point to Point Protocol Point of Repair PSL Path Switch LSR LSR chuyển mạch đƣờng PVC Permanent Virtual Circuit Kết nối ảo tĩnh RESV Bản tin dành trƣớc RFC Resevation Request for Comment RIB Routing Information Base Cơ sở thông tin định tuyến RT Route Targets Tuyến đích RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trƣớc tài nguyên QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ SLA Thỏa thuận cấp độ dịch vụ SMB Service Level Agreements Server Message Block SP Service Provider Nhà cung cấp SVC Switch Virtual Connection Chuyển mạch kết nối ảo SONET Sychronous Optical Network Mạng quang đồng SPF Shortest Path First Đƣờng dẫn ngắn trƣớc tiên TCP Tranmission Control Protocol TDM Time division multiplexing Giao thức điều khiển truyền dẫn TDM Điểm sửa chữa Các khuyến nghị Dịch vụ chặn tin nhắn Ghép kênh theo thời gian 12 TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối tag TE T-MPLS Traffic Engineering Transport MPLS Kỹ thuật điều khiển lƣu lƣợng Truyền tải chuyển mạch nhãn đa giao thức TLV Type, Length, Value Loại, độ dài, giá trị ToS Type of Service Loại dịch vụ gói tin TTL Time to Live Thời gian sống UDP User Datagram Protocol Giao thức UDP UNI Giao diện ngƣời dùng tới mạng VC User-to-Network Interface VC Virtual Circuit Kênh ảo VoD Video on Demand Dịch vụ video theo yêu cầu VoIP Voice over IP Thoại Internet VNPT Vietnam Post & Telecommunications Tập đồn Bƣu Viễn thơng Việt nam VLAN Virtual Local Area Network Mạng LAN ảo VP Virtual Path Đƣờng ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VLAN ID Virtual LAN Indentify Kênh ảo Nhận diện VLAN WAN Wide Area Network Mạng diện rộng xDSL x Digital Subcriber Line Các dịch vụ kênh thuê bao số ... cao khách hàng Chính vậy, luận văn “ Nghiên cứu, áp dụng chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) mạng Viễn thông Việt Nam ” nghiên cứu, áp dụng MPLS thiết kế mạng MAN-E VNPT Hải Dƣơng Nội dung luận... TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ PHIÊN NGHIÊN CỨU, ÁP DỤNG VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TRONG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử... tuyến chuyển mạch nhãn MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức Giao thức cổng nội Giao thức phân bổ nhãn MPLS-TE Multiprotocol Label Switching- Kỹ thuật lƣu lƣợng chuyển