NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GMPLS VÀ ỨNG DỤNG TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VTN

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH – VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH – VIỄN THÔNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GMPLS VÀ ỨNG DỤNG TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VTN Chuyên ngành: Điện tử Viễn thông Mã số: 60.52.70 Họ tên:KIỀU THẾ HÙNG Người hướng dẫn khoa học:TS HOÀNG VĂN VÕ HÀ NỘI – 2009 Luận văn hoàn thành : HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Văn Võ Người phản biện 1: Người phản biện 2: Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn theo định số ngày tháng năm 2009 họp tại: Vào hồi: ngày tháng năm 2009 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện học viện Công nghệ Bưu Viễn thông MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU Chương - Tổng quan công nghệ GMPLS .2 1.1 Giới thiệu công nghệ GMPLS 1.2 Sự phát triển MPLS hướng tới GMPLS 1.3 Các giao thức GMPLS Chương - Công nghệ GMPLS 2.1 Các đặc tính GMPLS .3 2.2 Báo hiệu mạng GMPLS 2.3 Giao thức RSVP-TE ứng dụng mở rộng cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON 2.4 Mở rộng giao thức định tuyến RSVP-TE cho ASON mạng GMPLS 11 2.5 Chức GMPLS mở rộng cho quản lý điều khiển truyền tải SDH mạng NGN 11 2.6 Một số vấn đề tồn mạng GMPLS .12 Chương - Tình hình triển khai công nghệ GMPLS số nước giới 13 Chương - Ứng dụng công nghệ GMPLS cho mạng đường trục VNPT 14 4.1 Hiện trạng mạng viễn thông đường trục VNPT 14 4.2 Các phương án áp dụng công nghệ GMPLS mạng đường trục VNPT14 4.3 Mô hình tổ chức mạng GMPLS mạng vùng VNPT 16 4.4 Mô hình tổ chức mạng GMPLS cho mạng tổng thể (mạng đường trục mạng vùng) VNPT 19 KẾT LUẬN .20 LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay, mạng truyền tải chủ yếu hệ thống truyền dẫn sợi quang bao gồm thiết bị ghép tách luồng ADM, thiết bị ghép bước sóng quang WDM, thiết bị đấu chéo luồng quang OXC Sự đa dạng phức tạp quản lý phần tử mạng phân lớp mạng khác nhân tố thúc đẩy việc nghiên cứu cải tiến giao thức MPLS (Multiprotocol Labed Switching) thành GMPLS (Generalized Multiprotocol Labed Switching) nhằm mục đích thống quản lý thực thể mạng không phương thức chuyển mạch gói (MPLS thực hiện) mà lĩnh vực chuyển mạch thời gian, không gian Luận văn nghiên cứu công nghệ GMPLS ứng dụng GMPLS mạng viễn thông VNPT, nội dung chia làm chương: Chương Tổng quan công nghệ GMPLS Chương Công nghệ GMPLS Chương Tình hình triển khai công nghệ GMPLS số nước giới Chương Ứng dụng công nghệ GMPLS cho mạng đường trục VNPT Chương - Tổng quan công nghệ GMPLS 1.1 Giới thiệu công nghệ GMPLS Công nghệ GMPLS bước phát triển công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, thực chất mở rộng chức điều khiển mạng MPLS, cho phép kiến tạo mặt phẳng điểu khiển quản lý thống không lớp mạng mà thực lớp ứng dụng, truyền dẫn lớp vật lý GMPLS mở rộng chức hỗ trợ giao thức IP để điều khiển thiết lập giải phóng đường chuyển mạch nhãn LSP cho mạng hỗn hợp bao gồm chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, mạng quang GMPLS có chức tự động quản lý tài nguyên mạng cung ứng kết nối truyền tải lưu lượng khách hàng từ đầu cuối tới đầu, cho phép nút mạng tự động cung cấp kết nối theo yêu cầu 1.2 Sự phát triển MPLS hướng tới GMPLS Trong năm gần đây, tổ chức IETF tập trung hướng phát triển giao thức MPLS hỗ trợ phần tử mạng chuyển mạch hoạt động phương thức khác theo thời gian, theo bước sóng (DWDM), không gian (OXC) thành chuẩn giao thức GMPLS GMPLS thống giao thức điều khiển để thực thiết lập, trì quản lý kỹ thuật lưu lượng theo đường xác định từ điểm đầu đến điểm cuối cách có hiệu 1.3 Các giao thức GMPLS Bao gồm giao thức báo hiệu (RSVP–TE, CR– LDP) dùng cho trình thiết lập LSP mang lưu lượng; giao thức định tuyến (OSPF–TE, IS–IS– TE) xác định cấu hình tôpô tài nguyên khả dụng; giao thức quản lý đường LMP (Link-Management Protocol) để thực quản lý trì tình trạng điều khiển trình trạng truyền tải lưu lượng hai nút kế cận mạng GMPLS Chương - Công nghệ GMPLS 2.1 Các đặc tính GMPLS Để thực chức quản lý, giám sát tài nguyên toàn mạng viễn thông điều khiển kết nối, công nghệ GMPLS có đặc tính sau: + Tính chuyển hướng đa dạng: Để GMPLS thực truyền tải thông tin từ đầu cuối tới đầu cuối thông qua nhiều mạng với công nghệ khác nhau, tốc độ xử lý nhanh, người ta chèn thêm thông tin nhãn MPLS Định dạng nhãn gọi “nhãn tổng quát” cho phép thiết bị thu nhận liệu dạng nguồn khác Một nhãn tổng quát đại diện cho bước sóng, sợi quang đơn lẻ tim-slot, đại diện cho liệu nguồn lưu lượng khác thực với nhãn MPLS VCC ATM, phần gắn thêm (shim) gói tin IP Quá trình thiết lập LSP mạng GMPLS tương tự mạng MPLS, bên cạnh đó, cho phép thiết lập LSP lớp cách kích hoạt yêu cầu thiết lập LSP lớp cao hơn, điều gọi “báo hiệu phân cấp” + Tính chuyển tiếp đa dạng: Các thiết bị MPLS có khả nhận biết nội dung thông tin chuyển tiếp qua, nghĩa thông tin chứa mào đầu tế bào tin (cell) gói tin Đồng thời chúng cần phải phân tích nhãn (các mào đầu shim) để xác định cửa cửa vào cho gói tin gắn nhãn Quá trình trao đổi nhãn độc lập mặt lô gíc mặt phẳng truyền tải liệu điều khiển GMPLS thực mở rộng tính để thiết bị GMPLS nhận biết loại mào đầu mà chúng thu Trường hợp GMPLS cho phép mặt phẳng điều khiển truyền tải tách rời mặt lô gíc mà tách rời vật lý + Cấu hình: Khi LSP cần tạo lập khởi đầu từ phạm vi mạng truy nhập, yêu cầu thiết lập vài LSP khác dọc theo tuyến từ nút đầu tới nút cuối Các LSP trung gian tạo lập qua thiết bị TDM LSC Các thiết bị có đặc điểm riêng khác chức GMPLS cần phải thống đặc tính khác để tạo lập LSP từ đầu cuối tới đầu cuối + Tính cân đối (Scalability): Chức chuyển tiếp LSP cận kề (FA–LSP): Được thực sở LSP mạng GMPLS để truyền tải LSP khác Một FA-LSP thực hai nút mạng GMPLS xem đường kết nối ảo có đặc tính kỹ thuật lưu lượng riêng biệt thông báo cho chức OSPF/IS-IS đường thông giống đường thông vật lý Một FA-LSP lưu vào liệu định tuyến để định tuyến đường Đồng thời, FA-LSP đánh số không đánh số tùy thuộc vào việc xem FA-LSP đường thông bình thường hay không Cấu hình phân cấp LSP: Bản chất cấu trúc bó LSP mô tả sau: PSC-LSP nhóm vào TDM-LSP, TDM-LSP lại tiếp tục nhóm vào LSC-LSP thiết bị LSC, LSC-LSP lại tiếp tục nhóm vào FSC-LSP thiết bị FSC Và dung lượng đường thông dòng lưu lượng thực theo chế ghép nhóm chuyển cấu hình phân cấp Hình 2.1 Cấu trúc phân cấp LSP Cơ chế bó đường (Link Bundling): phương thức cho phép ghép vài đường quang vào làm thông báo đường cho giao thức định tuyến, chẳng hạn OSPF, IS-IS Thông tin truyền tải theo phương thức mang tính chất rút gọn không đầy đủ ưu điểm dung lượng xử lý giảm nhiều sử dụng phương pháp lưu trữ sở liệu định tuyến Kỹ thuật bó đường cần đường điều khiển, điều cho phép giảm số lượng tin báo hiệu điều khiển cần phải xử lý + Độ tin cậy (Reliability): Chức thực giao thức GMPLS cho phép quản lý điều khiển hư hỏng mạng cách tự động Khi xảy hư hỏng phân mạng thi phát hiện, định vị cách ly với phân mảnh mạng khác Đây điểm quan trọng thực LSP từ đầu cuối tới đầu cuối phương thức đường hầm qua LSP có cấu hình cao GMPLS thực chế bảo vệ chống lại hư hỏng kênh kết nối (hoặc đường thông) hai nút mạng cận kề (bảo vệ đoạn) bảo vệ từ đầu cuối tới đầu cuối (bảo vệ tuyến) Khi tuyến truyền tải lưu lượng thiết lập chức điều khiển báo hiệu thực để kiến tạo tuyến dự phòng theo hướng ngược lại giao thức RSVP–TE CR–LDP Phương thức bảo vệ tuyến dạng 1+1 M:N Cơ chế phục hồi động Cơ chế đòi hỏi có cấu cài đặt tài nguyên động tuyến đấu nối Có hai phương pháp phục hồi áp dụng mạng GMPLS, phục hồi kênh kết nối phục hồi đoạn kết nối Phục hồi kênh kết nối tìm tuyến thay nút mạng trung gian Phục đoạn kết nối phục hồi tuyến cho LSP cụ thể thực nút mạng nguồn để tìm tuyến thay xung quanh phạm vi mạng có hư hỏng 2.2 Báo hiệu mạng GMPLS Trong khuyến nghị RFC3031 mô tả cấu trúc MPLS xác định chế chuyển hướng liệu dựa sở thông tin nhãn Trong cấu trúc MPLS, chế định hướng liệu LSR có khả nhận biết loại hình liệu (cell gói tin), từ LSR có có khả xử lý liệu sở mào đầu cell (cho LSR có khả nhận biết cell) mào đầu gói tin (cho LSR có khả nhận biết mào đầu gói tin) Để thực đầy đủ chức nói trên, thiết bị GMPLS-LSR cần phải thực chức chuyển hướng gọi với đối tượng sau đây: Phải có giao diện nhận biết gianh giới gói tin/cell để thực chuyển hướng liệu dạng gói tin/cell Các giao diện có chức chuyển hướng liệu sở liệu theo khung thời gian theo chu kỳ lặp Các giao diện có khả chuyển hướng liệu sở bước sóng mang liệu mà thu Các giao diện có khả chuyển hướng liệu sở vị trí cụ thể liệu không gian vật lý thực Để mở rộng chức điều khiển truyền tải quản lý MPLS mạng quang, số khuôn dạng nhãn đề xuất Các khuôn dạng tập hợp khái niệm gọi “nhãn tổng quát” Nhãn tổng quát mô tả thông tin cho phép nút mạng xác định chế chuyển mạch, loại hình chuyển mạch Khi nút mạng gửi nhận khuôn dạng nhãn để biết loại hình kênh kết nối sử dụng, nhãn tổng quát không chứa thông tin mà thay vào nút mạng nhận biết thông tin dạng nhãn cần phải nhận gửi để xử lý + Nhãn tổng quát: Nhãn tổng quát mở rộng chức nhãn MPLS truyền thống việc thực việc truyền tải nhãn băng với liệu cần truyền tải mà kiến tạo nhãn để xác định cá khung thời gian, bước sóng, vị trí ghép luồng theo không gian Nhãn tổng quát không thuộc tính gắn liền với nhãn, nghĩa thông tin loại hình, chế ghép kênh chuyển mạch áp dụng cho nhãn Nhãn tổng quát đơn loại hình nhất, nghĩa không phân cấp theo cấu hình LSP Khi cần thiết phải ghép nhóm nhãn theo cấp (nghĩa nhãn thuộc LSP LSP) LSP cần phải thực riêng rẽ Mỗi nhãn tổng quát chưa thông tin đối tượng dạng TLV theo kiểu nhãn có độ dài biến tham số thay đổi + Nhãn chuyển mạch chùm bước sóng: Trường hợp đặc biệt chuyển mạch bước sóng chuyển mạch chùm bước sóng Chùm bước sóng hiểu tập bước sóng kề cận chiếm khoảng băng thông có khả chuyển mạch để sang cửa khác có băng thông băng thông khác Trong thực tế, tốt thực chức chuyển mạch chéo quang với đơn vị chuyển mạch nhóm bước sóng Phương thức có ưu điểm không gây xáo trộn bước sóng dễ dàng mặt thực Trong trường hợp nhãn chùm bước sóng sử dụng + LSP hai chiều: Để có LSP hai chiều LSP cần thực chức kỹ thuật lưu lượng chế chia sẻ, chế bảo vệ phục hồi, chế quản lý tài nguyên giống hướng LSP Ở sử dụng khái niệm “nút khởi đầu” (Initiator) “nút kết thúc” (Terminator) để thị nút mạng khởi đầu nút mạng kết thúc LSP Mỗi LSP hai chiều có người khởi đầu người kết thúc Để kiến tạo LSP hai chiều GMPLS, việc thực thủ tục báo hiệu hướng lên hướng xuống nút khởi đầu nút kết thúc thực tập tin báo hiệu Phương thức giảm độ trễ thiết trình thiết lập độ trễ truyền tải chuyển tiếp, hạn chế việc xử lý thông tin mào đầu so với phương thức mô tả Giải pháp cho tranh chấp: Sự tranh chấp nhãn xuất hai yêu cầu thiết lập LSP hai chiều truyền tải qua hướng ngược Sự kiện xuất hai phía gán tài nguyên (nhãn) Nếu hạn chế tài nguyên có tài nguyên thay hai phía chuyển nhãn qua đường lên không xuất tranh chấp tài nguyên Tuy nhiên, tài nguyên nhãn hữu hạn tài nguyên thay thế, kiện tranh chấp tài nguyên xảy Để khắc phục tình trạng này, nút mạng có IP cao chiếm tài nguyên gửi tin PathErr/ NOTIFICATION với ý nghĩa “ Có vấn đề định tuyến/cài đặt nhãn bị lỗi” Trên sở thông tin thu từ tin này, nút mạng cố gắng cài đặt nhãn đường lên cho tuyến hai hướng lần (nếu nhãn đề xuất khác sử dụng) Tuy nhiên, không tài nguyên sẵn sàng đáp ứng nút mạng chuyển sang trình xử lý theo chuẩn điều khiển lỗi Để giảm thiểu xác suất xảy tranh chấp, cấu đề xuất nút mạng có mức ID thấp không gửi nhãn đề xuất đường xuống luôn chấp nhận nhãn đề xuất từ nút mạng có ID cao Hơn nữa, mà nhãn chuyển đổi sử dụng giao thức LMP sử dụng chế nội để thực việc nút có ID cao cài đặt nhãn từ đầu cuối khoảng giá trị nhãn, nút có giá ID thấp cài đặt nhãn có giá trị từ khoảng giá trị nhãn + Thông báo lỗi nhãn Trong trường hợp mạng MPLS GMPLS xuất tin lỗi chứa thông tin thị “Unacceptable label value” nút mạng phải có hành động đáp ứng Khi mạng GMPLS cần phải chuyển tải thông tin lên “tập giá trị nhãn chấp nhận” Tập giá trị nhãn chấp nhận truyền tải theo giao thức báo hiệu phù hợp Chi tiết khuôn dạng tập nhãn chấp nhận xem mục “tập hợp nhãn” + Điều khiển nhãn tường minh Các giao diện sử dụng LSP điều khiển theo tuyến cụ thể Chức cho cho phép quản lý điều khiển nút /giao diện cụ thể, kết cuối LSP giao diện đầu (được đánh số không đánh số)của hướng LSR Có trường hợp tồn kiểu tuyến không cho phép cung cấp đầy đủ thông tin theo mức độ yêu cầu, trường hợp thường xảy nút khởi tạo LSP mong muốn chọn nhãn sử dụng cho đường kết nối cụ thể đó, đặc biệt ERO ER-Hop không cung cấp đối tượng nhánh nhãn cách tường minh Ví dụ, trường hợp cần phải có biện pháp giải cần ghép nối hai đầu LSP với nhau, nghĩa đầu LSP thứ cần phải ghép nối với đuôi LSP thứ hai Trong trường hợp cần phải có thông tin đối tượng nhánh nhãn (ERO Label ERO subobject / ER Hop) + Thông tin bảo vệ (Protection Information) Thông tin bảo vệ chứa đối tượng TLV Nó thể cácđặc tính đường liên quan tới LSP yêu cầu Việc sử dụng thông tin bảo vệ cho LSP có tính chọn lựa thông tin thể loại hình bảo vệ khác nhau, chẳng hạn bảo vệ 1+1,1:N, không bảo vệ Lưu ý thông tin khả bảo vệ kênh kết nối cần thông báo dọc theo tuyến kết nối Thuật toán định tuyến sử dụng thông tin để thiết lập LSP Thông tin bảo vệ cho biết LSP LSP sơ cấp hay LSP thứ cấp Tài nguyên cho LSP thứ cấp cài đặt trường hợp có hư hỏng LSP sơ cấp Tài nguyên cài đặt cho LSP sơ cấp sử dụng LSP khác + Thông tin trạng thái quản lý: Thông tin trạng thái quản lý chứa đối tượng TLV Thông tin trạng thái quản lý sử dụng theo hai phương thức Phương thức thứ thông tin trạng thái quản lý quan tâm LSP cụ thể Thông tin trạng thái quản lý trường hợp thể trạng thái LSP Trạng thái “up” (đang hoạt động”, “down” (ngừng hoạt động), “test” (đang kiểm tra) Phương thức sử dụng thứ hai thông tin trạng thái quản lý thông tin dùng để thị yêu cầu thiết lập trạng thái quản lý LSP Sự khác cách thức sử dụng thông tin trạng thái quản lý phân biệt cách thức sử dụng giao thức báo hiệu Thông tin trạng thái quản lý sử dụng cho LSP lựa chọn + Nhận dạng giao diện (Interface Identification): Trong mạng GMPLS không tồn mối liên quan – kênh điều khiển kênh liệu, cần phải có thông tin bổ sung trình báo hiệu để xác định kênh liệu cụ thể cần điều khiển GMPLS hỗ trợ khả nhận dạng kênh liệu thông tin nhận dạng giao diện + Điều khiển lỗi: Có hai dạng lỗi xuất cần điều khiển Trường hợp thứ lỗi kênh kết nối dạng tiện ích truyền tải báo hiệu khác bị lỗi nên nút mạng kề cần không truyền tải tin điều khiển báo hiệu Do nút cận kề với trao đổi thông tin báo điều khiển theo chu kỳ thời gian xác định Một liên kết mạng cần phục hồi theo giao thức báo hiệu để thị cho nút mạng cần phải trị trạng thái liệu điều khiển có hư hỏng xảy Chức thực giao thức báo hiệu đảm bảo trạng thái thay đổi trình hư hỏng phải đồng lại nút mạng hư hỏng khắc phục Trường hợp thứ mặt điều khiển nút mạng hỏng sau khởi động lại, thông tin trạng thái nút mạng bị trường hợp nút mạng đường lên nút mạng đường xuống cần đồng lại thông tin trạng thái chúng với nút mạng khởi động lại 2.3 Giao thức RSVP-TE ứng dụng mở rộng cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON GMPLS mở rộng chức MPLS từ việc hỗ trợ giao diện mạch liệu gói sang hỗ trợ thêm loại hình giao diện chuuyển mạch khác là: giao diện chuyển mạch thời gian TDM, chuyển mạch bước sóng LSC chuyên mạch sợi quang FSC Những mô tả chức mở rộng giới thiệu chương trước, phần mô tả khuôn dạng cung cấu hoạt động cụ thể cần thiết chức mở rộng để hỗ trở truyền tải liệu loại hình lưu lượng mạng GMPLS + Các khuôn dạng liên quan đến nhãn Mục xác định khuôn dạng nhãn yêu cầu tổng quát, nhãn tổng quát hỗ trợ cho chuyển mạch băng thông, nhãn đề xuất tập hợp nhãn Đối tượng yêu cầu nhãn đề xuất: Một tin tuyến cần phải chứa thông tin loại giá trị mã LSP cụ thể tốt để tạo điều kiện thực chức chuyển mạch cách mềm dẻo LSR Một đối tượng yêu cầu nhãn đề xuất tạo lập nút mạng đầu vào, truuyền suốt qua nút chuyển tiếp sử dụng nút mạng đầu Trường thông tin dạng chuuyển mạch cập nhật qua chặng chuyển mạch, chi tiết mô tả luận văn Mã giá trị băng thông: Mã giá trị băng thông thể đối tượng “SENDER_TSPEC” “FLOWSPEC” để xác định giá trị băng thông sử dụng cho LSP cần thiết lập giao thức báo hiệu cụ thể Các giá trị thiết lập trường tốc độ đỉnh đối tượng “Int-Serv” Các tham số liên quan đến băng thông/dịch vụ khác truyền tải suốt Đối tượng nhãn đề xuất: Khuôn dạng đối tượng nhãn đề xuất dùng để nhận dạng nhãn tổng quát, sử dụng tin hướng ngược Một đối tượng “Seggested_Label” sử dụng trường “Class-Number 129” (10bbbbbb)và “C-Type” nhãn đề xuất Lỗi thu đối tượng “Suggested_Label” cần bỏ qua Nó tính đến có thêm nhã có tham số mâu thuẫn không phù hợp Theo (RFC3471),nếu đường xuống nút mạng chuyển qua giá trị nhãn khác với nhãn đề xuất đường lên đường lên LSR cần phải thực hành động tự cấu hình lại để sử dụng nhản định đường xuống phát tin lỗi hướng ngược thị “Routing problem/Unacceptable label value” (“có vấn đề định tuyến/lỗi giá trị nhãn”) Hơn nữa, nút mạng đầu vào không truyền lưu lượng việc sử dụng nhãn đề xuất tới tận nút mạng đường xuống chuyển nhãn phù hợp cho đường lên Đối tượng tập nhãn: Đối tượng “Label_Set” sử dụng “Class-Number 36” (0bbbbbbb) “C-Type 1” có tin báo hiệu tuyến, chi tiết trình bày luận văn + Các LSP hai hướng Việc thiết lập LSP hai hướng thị có mặt nhãn đường lên tin báo hiệu tuyến Đối tượng “Upstream_Label” có khuôn dạng giống với khuôn dạng nhãn tổng quát, đối tượng “Upstream_Label” sử dụng “Class-Number 35” (0bbbbbbb) “C-Type” nhãn sử dụng Quá trình thiết lập LSP hai hướng giống thiết lập LSP hướng với vài bổ sung Để thiết lập LSP hai hướng, đối tượng Upstream_Label đưa vào tin báo hiệu tuyến Đối tượng Upstream_Labelchỉ thị nhãn có hiệu lực cho việc chuyển giao thời điểm gửi tin báo hiệu tuyến Khi thu tin báo hiệu chứa đối tượng Upstream_Label nút mạng cần phải kiểm tra phù hợp nhãn đường lên Nếu giá trị nhãn đường lên không phù hợp nút mạng cần phải gửi tin PathErr với nội dung “Routing problem/Unacceptable label value” (“có vấn đề định tuyến/giá trị nhãn không phù hợp”) Bản tin PathErr bao gồm tập hợp nhãn phù hợp (xem chi tiết mục “đối tượng nhãn phù hợp”) Nút mạng chuyển tiếp cần phải gán nhãn giao diện đầu thiết lập tuyến truyền liệu nội trước truyền tải liệu vào giao diện đầu ngắn nhãn đường lên truyền tien báo hiệu dọc tuyến kết nối Trong trường hợp nút chuyển tiếp gán nhãn không đủ tài nguyên để kết nối truyền liệu nội nút phải phá tin PathErr với nội dung “Routing Problem /MPLS label allocation failure” (“có vấn đề định tuyến/gán nhãn MPLS không thành công”) Các nút kết cuối xử lý tin báo hiệu tuyến theo thủ tục thông thường Khi LSP hai hướng giải phóng, đường lên xuống thực trình se không thực gửi liệu cách sử dụng nhãn gán trước 2.4 Mở rộng giao thức định tuyến RSVP-TE cho ASON mạng GMPLS Phần mô tả chức mở rộng GMPLS cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON [G7713.2] Các chức mở rộng bao gồm: chức hỗ trợ gọi kết nối riêng rẽ, chức hỗ trợ kết nối cố định mềm (Soft Permanent Connection - SPC), chức hỗ trợ để mở rộng tính khởi động bổ sung mã thị lỗi hỗ trợ cho chức mở rộng, chức mô tả chi tiết luận văn Bản chất GMPLS việc kiến tạo bổ sung chức cho giao thức báo hiệu để thực chức bổ sung nói cho ASON đặc biệt tập trung vào khía cạnh GMPLS sử dụng giao thức báo hiệu RSVP-TE Đây khía cạnh thực chức hỗ trợ ASON mạng GMPLS 2.5 Chức GMPLS mở rộng cho quản lý điều khiển truyền tải SDH mạng NGN Như mô tả tài liệu RFC3945, GMPLS phát triển MPLS với chức mở rộng Ngoài chức cung cấp giao diện chuyển mạch liệu gói (PSC) MPLS thực hiện, GMPLS cung cấp thêm giao diện chuyển mạch cho loại hình khác mô là: chuyển mạch lớp (L2SC), chuyển mạch khung thời gian (TDM), chuyển mạch bước sóng (LSC), chuyển mạch sợi quang (FSC) Phần trình bày chi tiết phần thực cụ thể chức quản lý điều khiển mở rộng cho mạng SDH Các thông tin trình bày bao gồm: Các tham số lưu lượng SONET SDH, nhãn SONET/SDH, thông tin trình bày chi tiết luận văn 2.6 Một số vấn đề tồn mạng GMPLS GMPLS thực chất giao thức mở rộng để thực số chức mạng MPLS Trong đó, số phần thực phải chuẩn hóa tương lai gần Một số vấn đề mạng GMPLS đề cần giải bao gồm: Bảo mật, Interworking hệ thống quản lý mạng, vấn đề trình bày chi tiết luận văn Chương - Tình hình triển khai công nghệ GMPLS số nước giới Bắt đầu từ năm 2000 tổ chức nghiên cứu hãng sản xuất thiết bị giải pháp mạng hệ thực dự án thử nghiệm triển khai mạng GMPLS nhằm mục đích kiểm nghiệm việc thực chức mạng GMPLS số thiết bị mạng phát triển thêm giao thức hoạt động mạng GMPLS nhằm xác định thông số, đặc tính, chế hoạt động giao thức mạng GMPLS vũng kiến trục thực mạng từ rút kết luận sửa đổi bổ sung tiêu chuẩn giao thức đề xuất áp dụng cho công nghệ Một số dự án triển khai thử nghiệm mạng GMPLS điển hình như: dự án MUPPED (châu Âu) với mục tiêu triển khai thử nghiệm, đánh giá mạng dựa cấu trúc GMPLS/ASON mở cho mục đích kết nối mạng cỡ lớn sở nghiên cứu các quốc gia châu Âu với nhau; dự an án NOBEL (châu Âu) để triển khai mạng triển khai dự án thử nghiệm cấu trúc mạng hệ dựa sở mô hình kiến trúc công nghệ GMPLS/ASON cho mục đích xây dựng truyền tải đa lớp tích hợp IP quang thông minh;dự án GARDEN (châu Âu, Bắc Mỹ Hàn Quốc) nhằm xây dựng mạng thử nghiệm liên kết IP sở thiết bị truyền tải quang quản lý điều khiển công nghệ tiên tiến (GMPS/ASON) nhà cung cấp thiết bị thành viên để để cung cấp dịch vụ bước sóng động, kết nối theo yêu cầu cho dịch vụ băng thông rộng có yêu cầu cao QoS; dự án 3TNET (Trung Quốc) xây dựng nhằm cung cấp dịch vụ liên kết hệ thống máy tính GRID số tổ chức nghiên cứu đào tạo thành phố lớn Shanghai, Jiangsu Zhejiang với Chương - Ứng dụng công nghệ GMPLS cho mạng đường trục VNPT 4.1 Hiện trạng mạng viễn thông đường trục VNPT Hiện nay, truyền dẫn đường trục Bắc – Nam VNPT có mạng hoạt động song song, sử dụng công nghệ DWDM, mạng Nortel 60Gbps với bước sóng 10Gbps 80Gbps với 10 bước sóng 10Gbps, thiết bị cung cấp hãng Nortel Mạng Nortel 60Gbps bao gồm tuyến cáp quốc lộ phần cáp điện lực, mạng Nortel 60Gbps gồm tuyến cáp quốc lộ cáp đường mòn Hồ Chí Minh Mỗi mạng chia thành nhiều Ring Bên cạnh việc bảo vệ Ring, mạng Nortel 80Gbps bảo vệ tuyến cáp song song 4.2 Các phương án áp dụng công nghệ GMPLS mạng đường trục VNPT Có ba phương án tổ chức mạng đường trục theo hai mô hình khác nhau: mô hình chồng lấn (Overlay Model) mô hình ngang hàng (Peer Model) mô hình lai ghép (Augmented Model) + Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mô hình chồng lấn (Overlay Model) Theo mạng bao gồm nút trục nút trục Hà Nội, nút Đà Nẵng nút Tp Hồ Chí Minh Tại nút đường trục đặt thiết bị chuyển mạch quang OXC có chức GMPLS nút OXC đấu chéo thông qua hệ thống truyền dẫn quang DWDM để thực chuyển mạch bước sóng mang tín hiệu với tốc độ đạt tới tốc độ STM 16/64 10Gbit Ethernet Tại nút mạng trục đặt định tuyến đường trục (Router trục), định tuyến kết nối với chuyển mạch OXC nút tương ứng Ưu điểm phương án triển khai mạng đường trục theo mô hình chồng lấn: Phù hợp với việc kết nối mạng nhiều nhà khai thác mạng khác nhau, thực hệ thống điều khiển báo hiệu quản lý riêng theo nhà khai thác; phù hợp cho thực kết nối mạng định tuyến Router với mạng truyền tải quang có hệ thống định tuyến, điều khiển báo hiệu riêng rẽ; cho phép triển khai mở rộng quản lý mạng truyền tải quang mà không ảnh hưởng tới mạng định tuyến Router có Nhược điểm phương án triển khai mạng đường trục theo mô hình chồng lấn: Thông tin điều khiển/báo hiệu định tuyến bị “che dấu” ranh giới phạm vi phân lớp mạng, hạn chế hiệu sử dụng tài nguyên chung mạng; chế thực quản lý điểu khiển cố hư hỏng mạng phức tạp; không phù hợp với mạng có cấu trục kết nối Mesh đầy đủ + Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mô hình ngang hàng (Peer Model): Về cấu trúc kết nối mô hình mạng ngang hàng tương tự mô hình mạng chồng lấn Chỉ có khác biệt Router trục kết nối với OXC theo chế ngang hàng Có nghĩa OXC coi Router trục có chức hoạt động giống OXC ngược lại, Router trục coi OXC có chức hoạt động giống Router trục khác Trong trường hợp mặt điều khiển quản lý OXC Router trục thống Các Router trục hiểu rõ cấu trúc tô-pô có khả sử dụng tài nguyên mạng truyền tải quang ngược lại, OXC hiểu rõ cấu trúc tô-pô mạng định tuyến Router có khả sử dụng tài nguyên mạng định tuyến Router Để thực điều này, giao diện kết nối điều khiển báo hiệu Router trục OXC giao diện I-NNI, giống giao diện kết nối OXC với Trong trường hợp này, giao thức định tuyến thực xuyên suốt qua OXC Router trục Điều khác với mô hình chồng lấn, giao thức định tuyến GMPLS thực miền truyền tải quang (giữa OXC với nhau) Ưu điểm phương án triển khai mạng theo mô hình ngang hàng: Tối ưu hóa việc chọn lựa tuyến kết nối qua Router OXC, không phát sinh tượng chồng lấn cấu trúc tô-pô mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router; cho phép sử dụng tài nguyên mạng cách hiệu môi trường không đồng thiết bị mạng truyền tải quang thiết bị định tuyến Router; sử dụng mặt điều khiển quản lý thống cho phần tử mạng khác phân lớp truyền tải quang định tuyến Router; dễ dàng việc phát điều khiển cố mạng hỗn hợp IP quang Nhược điểm phương án triển khai mạng theo mô hình ngang hàng: Không hỗ trợ môi trường mạng bao gồm nhiều nhà khai thác mạng khác thân nhà khai thác mạng không muốn nhà khai thác mạng khác biết thông tin mạng nội + Phương án triển khai mạng GMPLS đường trục theo mô hình lai ghép (Augmented Model) Phương án triển khai mạng đường trục theo mô hình lai ghép kết hợp phương án triển khai theo mô hình chồng lấn mô hình ngang hàng Theo phương án phạm vi mạng sở công nghệ IP/MPLS mạng OXC có thiết bị định tuyến kết nối với mạng truyền tải quang theo mô hình ngang hàng đồng thời phần tử đóng vai trò định tuyến mạng IP/MPLS gọi thiết bị định tuyến ranh giới (Border Router) Thiết bị định tuyến vừa thực chức định tuyến mạng truyền tải quang (quản lý cấu trúc tô-pô mạng quang) vừa có chức định tuyến mạng IP/MPLS Theo phương án này, mặt phẳng quản lý điều khiển mạng IP/MPLS mạng truyền tải quang OXC tách biệt riêng rẽ, trao đổi thông tin định tuyến, báo hiệu điều khiển hai mặt điều khiển quản lý Ưu điểm phương án triển khai mạng theo mô hình lai ghép: Tận dụng ưu điểm mạng ngang hàng xét khía cạnh quản lý điều khiển mạng theo phạm vi mạng, nghĩa sử dụng tài nguyên mạng cách hiệu thiết lập kết nối mạng môi trường không đông mạng định tuyến IP/MPLS mạng truyền tải quang; Cơ chế quản lý điều khiển lỗi mạng đơn giản phân biệt rõ ranh giới mạng IP/MPLS mạng quang; tạo thuận lợi việc mở rộng mạng quang từ mạng song song việc tạo mặt phẳng điều khiển quản lý thống Nhược điểm phương án triển khai mạng theo mô hình lai ghép: Vẫn tồn hai mặt phẳng điều khiển quản lý: Quang mạng định tuyến IP/MPLS; phương án không phù hợp với mạng có cấu trúc tô-pô tương đồng mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router IP/MPLS (tương ứng với nút mạng có phần tử chuyển mạch quang thiết bị định tuyến IP/MPLS) Như với việc tổ chức mạng theo cấu trúc tô- pô tương đồng mạng đường trục VNPT không nên triển khai mạng theo mô hình lai ghép 4.3 Mô hình tổ chức mạng GMPLS mạng vùng VNPT Cấu trúc phân lớp mạng Vùng tổ chức thành hai phân lớp mạng: Phân lớp mạng lõi (Vùng Core) phân lớp mạng truy nhập (Access Vùng) Trong phân lớp mạng có thành phần mạng chủ yếu phần tử thuộc mạng định tuyến/chuyển mạch (Router/Switch) phần tử thuộc mạng truyền tải quang (TDM/OXC) Trong lớp truyền tải quang lớp mạng truy nhập chủ yếu sử dụng phần tử truyền tải dựa công nghệ TDM (các thiết bị SDH-NG thiết bị MSTP) Trong lớp mạng truyền tải lõi sử dụng thiết bị OXC kích thước mạng lớn sử dụng hỗn hợp thiết bị TDM OXC hay dùng thiết bị TDM với mạng kích cỡ trung bình nhỏ Tương tự mạng đường trục, việc triển khai GMPLS mạng Vùng theo ba phương án tổ chức mạng khác nhau: mô hình chồng lấn (Overlay Model); mô hình ngang hàng (Peer Model) mô hình lai ghép (Augmented Model) + Phương án triển khai mạng GMPLS vùng theo mô hình chồng lấn (Overlay Model) Mạng Vùng tổ chức theo mô hình chồng lấn cấu trúc phân lớp mạng dựa sở cấu trúc phân lớp mạng Vùng bao gồm lớp mạng: Lớp mạng lõi (Vùng Core) lớp mạng truy nhập (Access Vùng) hình Hình 4.1 Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mô hình Overlay Mạng truyền tải quang phân lớp mạng lõi Vùng mạng truy nhập Vùng bao gồm phần tử SDH-NG/MSTP phần tử OXC kết nối với thông qua giao diện I-NNI Ranh giới hai lớp mạng kết nối với thông qua giao diện E-NNI Và vậy, mặt phẳng điều khiển quản lý mạng truyền tải quang Router biên mặt phẳng thống theo công nghệ GMPLS Các giao diện vật lý kết nối thuộc mạng truyền tải giao diện STM-n, giao diện FE (100 Mbit/s), GE (1/10 Gbit/s) giao diện với tốc độ luồng VC-n đơn lẻ chuỗi liên kết luồng (VC Concatenation) để cung cấp kênh truyền tải với nhiều tốc độ khác + Phương án triển khai mạng vùng theo mô hình ngang hàng (Peer Model) Tương tự tương tự mô hình mạng ngang hàng áp dụng cho đường trục hình Tuy nhiên, phạm vi phân lớp mạng (như phân lớp mạng truy nhập mạng lõi cần kết nối định tuyến quản lý bên (thông qua giao diện I-NNI) Với phương án triển khai mạng ngang hàng cho mạng GMPLS Vùng có mạng có mặt phẳng điều khiển quản lý thống theo giao thức GMPLS IETF mô hình kiến trúc mạng ASON/ G.8080 ITU-T đề xuất Hình 4.2 Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mô hình Peer + Phương án triển khai mạng GMPLS Vùng theo mô hình lai ghép (Augmented Model) Tương tự triển khai mạng GMPLS đường trục theo mô hình lai ghép Điểm khác biệt phạm vi mạng GMPLS bao gồm phần tử mạng truyền tải quang hai phân lớp mạng truy nhập mạng lõi Vùng tới Router cổng đóng vai trò cổng liên kết phạm vi mạng truyền tải quang GMPLS mạng định tuyến IP/MPLS (Border Router) Trong mô hình đây, Router cổng thực hai chức năng, phạm vi mạng GMPLS hoạt động phần tử mạng GMPLS kết nối với phần tử mạng GMPLS khác thông qua giao diện NNI (I-NNI E-NNI) để thực chức quản lý, điều khiển định tuyến mạng GMPLS Đối với phạm vi mạng IP/MPLS thực chức quản lý, điều khiển định tuyến thông qua giao thức áp dụng cho mạng IP/MPLS Mặt phẳng quản lý điều khiển mạng IP/MPLS mạng GMPLS tách biệt riêng rẽ, trao đổi thông tin định tuyến, báo hiệu điều khiển hai mặt điều khiển quản lý Hình 4.3 Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mô hình lai ghép 4.4 Mô hình tổ chức mạng GMPLS cho mạng tổng thể (mạng đường trục mạng vùng) VNPT Phương án truyển khai mạng GMPLS VNPT thực chất triển khai sở thành phần cấu thành mạng thành phần mạng GMPLS đường trục thành phần mạng Vùng hay gọi mạng vùng Về thực chất kiến trúc mạng Vùng tương đương với mạng vùng với kích thước mạng lớn tập hợp nhiều phần khác mạng Vùng (các phân mảnh mạng truy nhập nút mạng lõi triển khai vùng theo phạm vi địa lý hành chính) để tạo thành mạng theo kiến trúc hoàn chỉnh mạng Vùng Với quan điểm xây dựng mạng coi thành phần mạng cấu thành lên mạng GMPLS hoàn chỉnh VNPT mạng GMPLS đường trục mạng vùng (hay mạng Vùng) Các phương án triển khai thành phần mạng nói trình bày mục trước Vấn để triển khai mạng GMPLS tổng thể VNPT thực chất vấn đề xây dựng phương án kết nối lộ trình triển khai thành phần mạng Chi tiết mô tả luận văn KẾT LUẬN Luận văn nêu lên đặc điểm chung nhất, kỹ thuật công nghệ GMPLS, đồng thời làm rõ ưu việt, khác biệt so với công nghệ MPLS điều khiển nhiều lớp, cấu hình dịch vụ từ đầu cuối đến đầu cuối Đi vào phân tích chi tiết giao thức sử dụng mạng GMPLS, tác giả nêu bật đặc điểm mở rộng chức định tuyến, chức báo hiệu như: yêu cầu nhãn tổng quát, tập nhãn, báo hiệu đường hai chiều, báo hiệu phân cấp, RSVP-TE, bổ sung thêm giao thức quản lý LMP; Các chức mở rộng RSVP-TE cho điều khiển truyền tải SDH mạng NGN đề cập Ngoài ra, tác giả giới thiệu số dự án triển khai mạng GMPLS giới đề xuất số mô hình triển khai công nghệ GMPLS vào mạng đường trục VNPT Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên nhiều chỗ, nhiều vấn đề luận văn trình bầy chưa sâu sắc đầy đủ, tác giả mong nhận thông cảm góp ý quý báu thầy, cô để rút học kinh nghiệm đường nghiên cứu khoa học sau [...]... 4.4 Mô hình tổ chức mạng GMPLS cho mạng tổng thể (mạng đường trục và mạng vùng) của VNPT Phương án truyển khai mạng GMPLS của VNPT về thực chất sẽ được triển khai trên cơ sở các thành phần chính cấu thành của mạng đó là thành phần mạng GMPLS đường trục và thành phần mạng Vùng hay có thể gọi là mạng vùng Về thực chất về kiến trúc mạng Vùng tương đương với mạng vùng với kích thước mạng lớn hoặc tập hợp... nhau của mạng Vùng (các phân mảnh mạng truy nhập và các nút mạng lõi triển khai trên vùng theo phạm vi địa lý hành chính) để tạo thành một mạng theo kiến trúc hoàn chỉnh của mạng Vùng Với quan điểm xây dựng mạng như vậy chúng ta có thể coi các thành phần mạng cấu thành lên mạng GMPLS hoàn chỉnh của VNPT là mạng GMPLS đường trục và mạng vùng (hay mạng Vùng) Các phương án triển khai các thành phần mạng. .. băng thông rộng và có yêu cầu cao về QoS; dự án 3TNET (Trung Quốc) xây dựng nhằm cung cấp dịch vụ liên kết các hệ thống máy tính GRID của một số tổ chức nghiên cứu đào tạo tại 3 thành phố lớn Shanghai, Jiangsu và Zhejiang với nhau Chương 4 - Ứng dụng công nghệ GMPLS cho mạng đường trục của VNPT 4.1 Hiện trạng mạng viễn thông đường trục của VNPT Hiện nay, truyền dẫn đường trục Bắc – Nam của VNPT có 2 mạng. .. số dự án triển khai mạng GMPLS trên thế giới và đề xuất một số mô hình triển khai công nghệ GMPLS vào mạng đường trục của VNPT Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên nhiều chỗ, nhiều vấn đề trong luận văn có thể được trình bầy chưa sâu sắc và đầy đủ, vì vậy tác giả mong nhận được sự thông cảm và góp ý quý báu của các thầy, cô để rút ra những bài học kinh nghiệm trên con đường nghiên cứu khoa học sau này... GMPLS của một số nước trên thế giới Bắt đầu từ năm 2000 các tổ chức nghiên cứu và các hãng sản xuất thiết bị và giải pháp mạng thế hệ mới đã thực hiện các dự án thử nghiệm triển khai mạng GMPLS nhằm mục đích kiểm nghiệm việc thực hiện các chức năng mạng GMPLS trên một số các thiết bị mạng được phát triển thêm các giao thức hoạt động của mạng GMPLS nhằm xác định các thông số, đặc tính, cơ chế hoạt động của. .. Trường hợp thứ 2 mặt điều khiển của một nút mạng nào đó hỏng và sau đó được khởi động lại, thông tin trạng thái trong nút mạng bị mất trong trường hợp này cả nút mạng đường lên và nút mạng đường xuống cần đồng bộ lại thông tin trạng thái của chúng với nút mạng khởi động lại 2.3 Giao thức RSVP-TE ứng dụng và mở rộng cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON GMPLS mở rộng chức năng của MPLS từ việc chỉ hỗ trợ... thức GMPLS của IETF và mô hình kiến trúc mạng ASON/ G.8080 do ITU-T đề xuất Hình 4.2 Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mô hình Peer + Phương án triển khai mạng GMPLS Vùng theo mô hình lai ghép (Augmented Model) Tương tự như triển khai mạng GMPLS đường trục theo mô hình lai ghép Điểm khác biệt ở đây là phạm vi mạng GMPLS bao gồm các phần tử mạng truyền tải quang của cả hai phân lớp mạng truy nhập và mạng. .. điều khiển và định tuyến trong mạng GMPLS Đối với phạm vi mạng IP/MPLS nó sẽ thực hiện chức năng quản lý, điều khiển và định tuyến thông qua các giao thức áp dụng cho mạng IP/MPLS Mặt phẳng quản lý và điều khiển giữa mạng IP/MPLS và mạng GMPLS là tách biệt riêng rẽ, không có sự trao đổi thông tin định tuyến, báo hiệu và điều khiển giữa hai mặt điều khiển quản lý này Hình 4.3 Tổ chức mạng GMPLS Vùng... như mạng đường trục của VNPT thì không nên triển khai mạng theo mô hình lai ghép 4.3 Mô hình tổ chức mạng GMPLS trong mạng vùng của VNPT Cấu trúc phân lớp mạng Vùng tổ chức thành hai phân lớp mạng: Phân lớp mạng lõi (Vùng Core) và phân lớp mạng truy nhập (Access Vùng) Trong mỗi một phân lớp mạng có các thành phần mạng chủ yếu đó là các phần tử thuộc mạng định tuyến/chuyển mạch (Router/Switch) và các... lớp mạng: Lớp mạng lõi (Vùng Core) và lớp mạng truy nhập (Access Vùng) như hình dưới đây Hình 4.1 Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mô hình Overlay Mạng truyền tải quang của phân lớp mạng lõi Vùng và mạng truy nhập Vùng bao gồm các phần tử SDH-NG/MSTP hoặc các phần tử OXC kết nối với nhau thông qua các giao diện I-NNI Ranh giới giữa hai lớp mạng này được kết nối với nhau thông qua các giao diện E-NNI Và ... đường trục theo mô hình lai ghép (Augmented Model) Phương án triển khai mạng đường trục theo mô hình lai ghép kết hợp phương án triển khai theo mô hình chồng lấn mô hình ngang hàng Theo phương... không phân cấp theo cấu hình LSP Khi cần thiết phải ghép nhóm nhãn theo cấp (nghĩa nhãn thuộc LSP LSP) LSP cần phải thực riêng rẽ Mỗi nhãn tổng quát chưa thông tin đối tượng dạng TLV theo kiểu nhãn... quản lý thống theo giao thức GMPLS IETF mô hình kiến trúc mạng ASON/ G.8080 ITU-T đề xuất Hình 4.2 Tổ chức mạng GMPLS Vùng theo mô hình Peer + Phương án triển khai mạng GMPLS Vùng theo mô hình