Mạng metro ethernet

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRẦN ĐẮC ANH MẠNG METRO ETHERNET Ngành : Công nghệ Điện tử Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VƢƠNG ĐẠO VY Hà Nội - 2009 M ỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ METRO ETHERNET 13 1.1 Khái niệm Metro Ethernet 13 1.1.1 Khái niệm mạng Metro Ethernet 13 1.1.2 Mô hình phân lớp mạng MEN 14 1.1.3 Các điểm tham chiếu mạng MEN 16 1.1.4 Các thành phần vật lý mạng MEN 17 1.2 Ƣu điểm Metro Ethernet 18 1.3 Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection) 19 1.3.1 Kênh EVC điểm- điểm 19 1.3.2 Kênh EVC đa điểm 20 1.4 Các dịch vụ Metro Ethernet 21 1.4.1 Mô hình dịch vụ mạng MEN 21 1.4.2 Các loại dịch vụ mạng MEN 21 1.4.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 25 1.5 Tổng kết chƣơng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG METRO ETHERNET Error! Bookmark not defined 2.1 Tổng quan giám sát lƣu lƣợng Ethernet Error! Bookmark not defined 2.2 Độ trễ khung Error! Bookmark not defined 2.2.1 Độ trễ khung cho kênh EVC điểm – điểm Error! Bookmark not defined 2.2.2 Độ trễ khung cho kênh EVC đa điểm Error! Bookmark not defined 2.3 Độ trôi khung Error! Bookmark not defined 2.3.1 Độ trôi khung cho kênh EVC điểm- điểm Error! Bookmark not defined 2.3.2 Độ trôi khung cho kênh EVC đa điểm Error! Bookmark not defined 2.4 Tỉ lệ khung Error! Bookmark not defined 2.4.1 Tỉ lệ khung cho kênh EVC điểm- điểm Error! Bookmark not defined 2.4.2 Tỉ lệ khung cho kênh EVC đa điểm Error! Bookmark not defined 2.5 Tổng kết chƣơng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG METRO ETHERNET TẠI VNPT Error! Bookmark not defined 3.1 Kiến trúc mạng Error! Bookmark not defined 3.2 Mạng Metro Ethernet dựa công nghệ MPLS Error! Bookmark not defined 3.2.1 Thiết kế lƣu lƣợng MPLS Error! Bookmark not defined 3.2.2 Hồi phục đƣờng hầm Error! Bookmark not defined 3.2.3 Hỗ trợ chất lƣợng dịch vụ mạng MPLS Error! Bookmark not defined 3.3 Phƣơng án kết nối, quản lý Error! Bookmark not defined 3.3.1 Phƣơng án kết nối Error! Bookmark not defined 3.3.2 Phƣơng án quản lý mạng Error! Bookmark not defined 3.4 Tổng kết chƣơng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG TRIỂN KHAI ĐO KIỂM HIỆU NĂNG MẠNG METRO ETHERNET Error! Bookmark not defined 4.1 Mô hình mạng thiết bị test Error! Bookmark not defined 4.1.1 Xây dựng mô hình mạng Error! Bookmark not defined 4.1.2 Thiết bị tester Error! Bookmark not defined 4.1.3 Thiết bị Router biên Cisco 7609 Error! Bookmark not defined 4.2 Cấu hình thiết bị phục vụ test Error! Bookmark not defined 4.2.1 Cấu hình thiết bị đƣợc đo kiểm Error! Bookmark not defined 4.2.2 Cấu hình thiết bị Tester Error! Bookmark not defined 4.3 Đánh giá kết thu đƣợc từ test Error! Bookmark not defined 4.4 Tổng kết chƣơng Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 PHỤ LỤC 1: CÂU LỆNH CẤU HÌNH CÁC THIẾT BỊ UPE Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BRAS C-VLAN DUT E-LAN Broadband Remote Access Server Committed Burst Size Customer Edge Customer Edge Virtual LAN Committed Information Rate Class of Service Customer Premises Equipment Constraint-based Routing Label Distribution Protocol Carrier VLAN Device Under Test Ethernet LAN E-LINE Ethernet Line EPL Ethernet Private Line EP-LAN Ethernet Private LAN E-Tree Ethernet Tree EVC EVPL Ethernet Virtual Connection Ethernet Virtual Private Line EVP-LAN Ethernet Virtual Private LAN FRR HDTV Fast ReRoute High Definition Television IGP Interior Gateway Protocol ISP LAN Internet Service Provider Local Area Network CBS CE CE-VLAN CIR CoS CPE CR-LDP Server truy nhập từ xa băng rộng Kích thƣớc bùng nổ cam kết Phía khách hàng VLAN phía khách hàng Tốc độ truyền thông cam kết Lớp dịch vụ Thiết bị phía khách hàng Giao thức phân phối nhãn định tuyến cƣỡng VLAN truyền tải Thiết bị đƣợc đo kiểm Dịch vụ mạng LAN qua Ethernet Dịch vụ đƣờng thê bao qua Ethernet Đƣờng thuê kênh riêng Ethernet Mạng lan riêng qua mạng Ethernet Dịch vụ dạng qua mạng Ethernet Đƣờng kết nối ảo Đƣờng thuê kênh riêng ảo Ethernet Mạng lan riêng ảo qua mạng Ethernet Định tuyến lại nhanh Truyền hình độ phân giải cao Giao thức định tuyến gateway bên Nhà cung cấp dịch vụ Mạng cục LSP LSR MAC Label Switching Path Label Switch Router Media Access Control address MBS MEF MEN MP2MP MPLS Maximum Burst Size Metro Ethernet Forum Metro Ethernet Network Multi Point to Multi Point Multiprotocol Label Switching NE NNI NT OSI SUT S-VLAN Network Element Network-Network interface Network Termination Open Systems Interconnection Reference Model Point to Point Peak Information Rate Quality of Service Resource reservation protocol Synchronous Digital Hierarchy Synchronous Optical NETworking System Under Test Service Provider VLAN TDM TE ToS UNI Time Division Multiplexing Transport Edge Type os Service User- Network interface VLAN VLAN ID VoIP VPN WAN Virtual LAN Virtual LAN Identify Voice over Internet Protocol Virtual Private Network Wide Area Network P2P PIR QoS RSVP SDH SONET Đƣờng chuyển mạch nhãn Router chuyển mạch nhãn Địa điều khiển truy nhập vật lý Kích thƣớc bùng nổ tối đa Diễn đàn Metro Ethernet Mạng Metro Ethernet Đa điểm đến đa điểm Chuyển mạch nhãn đa giao thức Thành phần mạng Giao diện Mạng - Mạng Kết cuối mạng Mô hình tham chiếu kết nối hệ thống mở Điểm đến điểm Tốc độ truyền thông tối đa Chất lƣợng dịch vụ Giao thức dự trữ tài nguyên Mô hình truyền đồng Mạng quang đồng Hệ thống đƣợc đo kiểm VLAN phía nhà cung cấp dịch vụ Ghép kênh theo thời gian Kết cuối truyền dẫn Loại dịch vụ Giao diện Ngƣời dùng Mạng Mạng LAN ảo Số VLAN Thoại qua giao thức IP Mạng riêng ảo Mạng diện rộng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 0-1: Doanh thu mảng dịch vụ Ethernet theo khu vực 10 Bảng 2-1: Các loại khung dịch vụ Error! Bookmark not defined Bảng 2-2: Các tham số cho độ trể khung kênh EVC điểm- điểm Error! Bookmark not defined Bảng 2-3: Các tham số cho độ trễ khung kênh EVC đa điểm Error! Bookmark not defined Bảng 2-4: Các tham số cho độ trôi khung kênh EVC điểm – điểm Error! Bookmark not defined Bảng 2-5: Các tham số cho độ trôi khung kênh EVC đa điểm Error! Bookmark not defined Bảng 2-6: Các tham số cho tỉ lệ khung kênh EVC điểm – điểm Error! Bookmark not defined Bảng 2-7: Các tham số cho tỉ lệ khung kênh EVC đa điểm Error! Bookmark not defined Bảng 4-1: Các model thiết bị tester Error! Bookmark not defined Bảng 4-2: Các model thiết bị card giao diện thiết bị tester Error! Bookmark not defined Bảng 4-3: Cấu hình Supervisor Engine 720 Route Switch Processor Error! Bookmark not defined Bảng 4-4: So sánh tính ưu điểm card điều khiển Error! Bookmark not defined Bảng 4-5: Thông tin giao diện kết nối Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 0-1: Dự đoán doanh số mảng dịch vụ dựa Metro Ethernet 10 Hình 0-2: Chỉ số tăng trưởng doanh thu hàng năm dịch vụ Ethernet 10 Hình 1-1: Mạng Metro 13 Hình 1-2: Kết nối: mô hình TDM mô hình Ethernet 14 Hình 1-3: Mô hình phân lớp mạng MEN 15 Hình 1-4: Các giao diện bên MEN điểm tham chiếu 16 Hình 1-5: Giao diện UNI mô hình tham chiếu MEN 17 Hình 1-6: Các thiết bị vật lý mạng MEN 18 Hình 1-7: Kênh EVC điểm – điểm 20 Hình 1-7: Kênh EVC đa điểm – đa điểm 20 Hình 1-8: Kênh EVC dạng 21 Hình 1-9: Mô hình dịch vụ Ethernet 21 Hình 1-10: Dịch vụ E-Line 22 Hình 1-11: Dịch vụ E-LAN 23 Hình 1-12: Dịch vụ E-Tree gốc 24 Hình 1-13: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc 24 Hình1-14: VLAN Tag Preservation/Stacking Error! Bookmark not defined Hình1-15: VLAN Tag Translation/Swapping Error! Bookmark not defined Hình 2-1: Tổng quan quản lý lưu lượng Ethernet Error! Bookmark not defined Hình 2-2: Độ trễ khung Error! Bookmark not defined Hình 2-3: Sự phân chia độ trễ mạng Error! Bookmark not defined Hình 2-4: Độ trôi khung Error! Bookmark not defined Hình 2-5: Tỉ lệ khung Error! Bookmark not defined Hình 3-1: Cấu trúc phân lớp mạng Carrier Ethernet Error! Bookmark not defined Hình 3-2: Header chèn MPLS Error! Bookmark not defined Hình 3-3: Bao gói gói tin gán nhãn MPLS Error! Bookmark not defined Hình 3-4: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bảo vệ tuyến kết nối Error! Bookmark not defined Hình 3-5: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bảo vệ nút Error! Bookmark not defined Hình 3-6: Mô hình kết nối mạng Metro Ethernet đến mạng trục Error! Bookmark not defined Hình 4-1: Mô hình mạng kiểm tra thực tế Error! Bookmark not defined Hình 4-2a: Thế hệ thứ Error! Bookmark not defined Hình 4-2b: Thế hệ thứ hai Error! Bookmark not defined Hình 4-2c: Thế hệ thứ ba Error! Bookmark not defined Hình 4-3: Tiến trình xây dựng Test Error! Bookmark not defined Hình 4-4: Quá trình tự động hóa test Error! Bookmark not defined Hình 4-5: Thiết bị Test Spirent Error! Bookmark not defined Hình 4-6: Một số card giao diện Error! Bookmark not defined Hình 4-7: Thị phần hệ thống mạng Carrier Ethernet Cisco Error! Bookmark not defined Hình 4-8: CiscoRouter 7609 Error! Bookmark not defined Hình 4-9: Lắp đặt thiết bị phòng Lab Error! Bookmark not defined Hình 4-10: Sơ đồ đấu nối vật lý Error! Bookmark not defined Hình 4-11: Tạo 8K host thiết bị Tester Error! Bookmark not defined Hình 4-12: Thiết lập tỉ lệ gói tin có kích thước khác Error! Bookmark not defined Hình 4-13: Xem trước lưu lượng mạng Error! Bookmark not defined Hình 4-14: Kết Test đo Tester Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Truy nhập băng rộng phát triển với tốc độ nhanh chóng, ngƣời sử dụng không mong muốn đƣợc cung cấp dịch vụ liệu nhƣ truy nhập internet mà muốn kết hợp dịch vụ khác nhƣ VoIP, dịch vụ video, game trực tuyến cao HDTV – dịch vụ đòi hỏi nhiều băng thông Không doanh nghiệp cần dịch vụ tốc độ cao mà ngƣời dùng cá nhân có nhu cầu kết nối tốc độ cao cho công việc nhƣ giải trí Các dịch vụ game online, dịch vụ giám sát từ xa, điều khiển từ xa ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi Các nhu cầu tạo áp lực cho nhà khai thác điện thoại cố định truyền thống để nâng cấp dịch vụ băng rộng Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày cao giá thành ngày giảm Tốc độ truyền dẫn 100Mbps dần đƣợc thay tốc độ Gbps, 10Gbps chí 40Gbps Việc cho phép nhà cung cấp dịch vụ truyền tải sử dụng công nghệ ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa Với công nghệ Ethernet truyền thống mạng cáp đồng, khoảng cách truyền dẫn tính đơn vị hàng chục mét 100met với hệ thống cáp quang, khoảng cách truyền dẫn tăng hàng trăm nghìn lần lên đến hàng chục Km Sử dụng công nghệ Metro Ethernet để cung cấp dịch vụ chất lƣợng cao, đa dạng dịch vụ đến khách hàng nhà cung cấp dịch vụ xu hƣớng chung toàn thể giới Doanh số đạt đƣợc từ dịch vụ cung cấp mạng Metro Ethernet đến năm 2012 đƣợc dự đoán tăng gấp lần so với năm 2007 từ gần 10 tỷ đô la năm 2007 lên đến 30 tỷ đô la vào năm 2012 (theo chƣơng trình nghiên cứu dịch vụ mạng nhóm nghiên cứu Vertical Systems Group: www.verticalsystems.com) 10 Hình 0-1: Dự đoán doanh số mảng dịch vụ dựa Metro Ethernet Chỉ số tăng trƣởng năm doanh số cung cấp dịch vụ Ethernet vào khoảng 54% Trong dịch vụ truy nhập internet chiếm tỉ trọng lớn Hình 0-2: Chỉ số tăng trƣởng doanh thu hàng năm dịch vụ Ethernet Theo số liệu khảo sát nhà khảo sát thị trƣờng, doanh số dịch vụ Ethernet châu Á cao so với khu vực khác giới Bảng 0-1: Doanh thu mảng dịch vụ Ethernet theo khu vực Doanh số năm 2008 (Tỉ đô la ) Chỉ số tăng trƣởng hàng năm Asia Pacific $15.4 31.5% (Frost & Sullivan) Europe $5 40% (Probe Group) North America $4 57% (Yankee Group) Vùng lãnh thổ Tại Việt Đơn vị khảo sát Nam xu 17 Subscriber Site A Subscriber Site B UNI End User UNI Client S UNI Network T Metro Ethernet Network UNI UNI Client UNI Network (MEN) T End User S Ethernet Virtual Connection End-to-End Ethernet flow Hình 1-5: Giao diện UNI mô hình tham chiếu MEN Giao diện UNI sử dụng để kết nối thuê bao đến nhà cung cấp dịch vụ MEN UNI cung cấp điểm tham chiếu thiết bị mạng MEN thuộc nhà cung cấp dịch vụ thiết bị truy nhập khách hàng Vì UNI điểm cuối nhà cung cấp dịch vụ điểm đầu khách hàng Giao diện UNI phía nhà cung cấp dịch vụ điểm tham chiếu UNI-N Giao diện phía khách hàng điểm tham chiếu UNI-C Phân biệt UNI-N UNI-C điểm tham chiếu T Trong phần thiết bị khách hàng thƣờng chia thành thiết bị truy nhập thiết bị ngƣời sử dụng đầu cuối Giữa hai thiết bị có điểm tham chiếu S.[4] Các thành phần vật lý mạng MEN Các thiết bị lý mạng thành phần mạng (NE: Network Element) mạng MEN Một thiết bị vật lý có nhiều chức thuộc nhiều lớp khác mô hình phân lớp mạng MEN Các thiết bị biên khách hàng (CE: Customer Edge): Thiết bị CE thành phần vật lý thuộc kiến trúc mạng MEN thực thành phần chức thuộc mạng khách hàng để yêu cầu dịch vụ từ nhà cung cấp mạng MEN Các thành phần chức riêng lẻ CE hoàn toàn thuộc phía khách hàng hoàn toàn thuộc phía nhà cung cấp dịch vụ Một thiết bị CE tối thiểu phải hỗ trợ tập chức để làm việc với giao diện UNI-C Thiết bị CE sử dụng Switch (Ethernet, Router (IP/MPLS) thiết bị đầu cuối Thông thƣờng thành phần chức CE thuộc lớp ETH, TRAN layer, (tùy chọn) APP layer Thiết bị biên nhà cung cấp dịch vụ (PE: Provider Edge) Thiết bị PE cung cấp chức kết nối đến khách hàng kết nối đến mạng khác thuộc lớp ETH Khi cung cấp kết nối đến khách hàng, thiết bị PE cung cấp tập chức liên quan đến giao diện UNI-N 18 Thiết bị lõi nhà cung cấp dịch vụ(P: Provider Core) Thiết bị P thiết bị khác nhà cung cấp dịch vụ thuộc lớp ETH layer Thiết bị P không tham gia chức thuộc giao diện UNI-N/E-NNI Thiết bị kết cuối mạng (NT: Network Termination) Thiết bị NT thực chức lớp TRAN layer điểm cuối nhà cung cấp dịch vụ điểm đầu khách hàng Các thiết bị NT đảm nhiệm chức giám sát hiệu đƣờng truyền vật lý, định thời, chuyển đổi mã hóa thành phần Thiết bị biên truyền tải (TE: Transport Edge) Thiết bị TE cho phép ghép kênh luồng liệu nhiều khách hàng vào đƣờng truyền vật lý P PE TE NT TT T NT CE CE Hình 1-6: Các thiết bị vật lý mạng MEN Ƣu điểm Metro Ethernet Các nhà cung cấp dịch vụ triển khai hệ thống Metro Ethernet vào khoảng năm 1999 -2000 Đầu tiên nhà cung cấp dịch vụ chƣa nắm nhiều thị phần cung cấp dịch vụ mạng MEN đến doanh nghiệp vừa nhỏ Sau nhà cung cấp dịch vụ lớn nhận thấy đƣợc hội mạng MEN cung cấp dịch vụ mạng MEN Những ƣu điểm mạng MEN so với mạng TDM truyền thống nhƣ sau: Khả mở rộng băng thông: Chỉ cần đầu tƣ lần, khách hàng mở rộng băng thông từ vài Mbps lên đến hàng Gbps mà không cần thay đổi giao diện kết nối đầu cuối Với thiết bị cung cấp đến hàng Gbps, hệ thống TDM cần thiết bị có lực xử lý lớn, giao diện đắt tiền, nhƣng với công nghệ Ethernet, cần đầu tƣ lần với chi phí thấp nhiều lần Bƣớc nhảy băng thông Với mạng MEN, khách hàng yêu cầu băng thông nhƣ họ muốn Với hệ thống TDM, khách hàng phải thuê băng thông theo bƣớc nhảy lớn Ví dụ nxE1, 19 nxE3, STM1, STM3 Nhƣng với dịch vụ mạng MEN, khách hàng sử dụng băng thông nhƣ họ muốn Ví dụ khách hàng muốn thuê đƣờng truyền băng thông 120Mbps họ phải thuê đƣờng STM1 có băng thông 155Mbps họ thuê đƣờng Ethernet có tốc độ 120Mbps qua giao diện cáp quang có khả nâng cấp lên đến 1Gbps Triển khai nhanh Do thay đổi thiết bị tăng băng thông nên triển khai gói dịch vụ mạng MEN nhanh Để nâng cấp đƣờng truyền từ E1 lên E3, khách hàng cần mua sắm thiết bị, ký lại hợp đồng với nhà cung cấp dịch vụ, thay đổi kết nối sau sử dụng đƣợc đƣờng truyền tốc độ cao Trong với mạng MEN, khách hàng cần ký lại hợp đồng với nhà cung cấp dịch vụ nhà cung cấp dịch vụ sửa lại thông số đƣờng truyền kết nối sẵn sàng Dịch vụ đa dạng Nhà cung cấp dịch vụ đƣa nhiều loại dịch vụ mạng MEN phù hợp với khách hàng cụ thể Dựa vào yêu cầu khách hàng sử dụng Internet hay kết nối nội mạng, nhà cung cấp dịch vụ thay đổi thông số hệ thống mà không cần can thiệp đến phía khách hàng Nhiều khách hàng dùng chung đƣờng truyền vật lý mà không ảnh hƣởng đến băng thông nhƣ đảm bảo an toàn thông tin Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection) Một thành phần mạng MEN kênh kết nối ảo Ethernet Một EVC kênh kết nối hai nhiều giao diện UNI Các giao diện UNI đƣợc gọi giao diện UNI thuộc kênh EVC Một giao diện UNI thuộc nhiều kênh EVC tùy thuộc vào ghép kênh dịch vụ Mỗi khung dịch vụ vào mạng MEN phải đến kênh EVC đó, giao diện UNI mà khung dịch vụ đến để vào mạng MEN gọi giao diện UNI đầu vào Khung dịch vụ vào khung EVC đƣợc truyền đến giao diện UNI khác thuộc kênh EVC truyền đến giao diện UNI không thuộc kênh EVC Mỗi kênh EVC cho phép truyền theo hai hƣớng Có hai kiểu kênh EVC kênh EVC điểm- điểm kênh EVC đa điểm.[6] Kênh EVC điểm- điểm Kênh EVC điểm- điểm kênh EVC kết nối hai giao diện UNI với Khung dịch vụ vào giao diện UNI giao diện UNI ngƣợc lại 20 CE Site B Site C P2P EVC UNI Site A Hình 1-7: Kênh EVC điểm – điểm Kênh EVC đa điểm Kênh EVC đa điểm kết nối từ hai giao diện UNI trở lên với Kênh EVC đa điểm có hai giao diện UNI khác với kênh EVC điểm – điểm chỗ thêm vào nhiều giao diện UNI khác Trong kênh EVC điểm – điểm cho phép kết nối hai giao diện UNI mà khả thêm vào giao diện UNI khác Có hai loại kênh EVC đa điểm kênh EVC đa điểm-đa điểm kênh EVC dạng CE CE Site B Site C Site A CE MP2MP EVC Hình 1-7: Kênh EVC đa điểm – đa điểm Trong kênh EVC đa điểm, giao diện UNI kết nối bình đẳng với Một khung dịch vụ đƣợc truyền trực tiếp từ giao diện UNI đến giao diện UNI khác thuộc vào kênh EVC Hình 1-7 mô tả kênh EVC đa điểm - đa điểm Lá CE CE Gốc Unicast, Multicast, Broadcast Site B Unicast Site C Site A Unicast, Multicast, Broadcast CE MP2MP EVC Lá 21 Hình 1-8: Kênh EVC dạng Trong kênh EVC dạng cây, có giao diện UNI đƣợc xem gốc giao diện UNI lại Gói tin từ giao diện UNI gốc truyền trực tiếp đến tất giao diện UNI khác thuộc kênh EVC Với giao diện UNI lá, muốn truyền đến giao diện UNI khác phải truyền qua giao diện UNI gốc.[6] Các dịch vụ Metro Ethernet Mô hình dịch vụ mạng MEN Về mặt kỹ thuật, thuật ngữ dịch vụ đƣợc hiểu khách hàng nhìn thấy Bao gồm giao giện UNI, điểm tham chiếu để phân biệt nhà cung cấp dịch vụ khách hàng Mỗi khách hàng có giao diện UNI riêng CE (Customser Edge) MEN trao đổi khung dịch vụ (Service Frame) thông qua giao diện UNI Các khung dịch vụ không bao gồm phần mào đầu Các giao thức phía khách hàng đến CE phải theo chuẩn Ethernet.[5] Loại dịch vụ Thuộc tính dịch vụ Tham số thuộc tính dịch vụ Hình 1-9: Mô hình dịch vụ Ethernet Các dịch vụ Ethernet mạng Ethernet đƣợc định nghĩa tùy thuộc vào thuộc tính dịch vụ Mỗi thuộc tính dịch vụ có tham số đặc trƣng cho thuộc tính Mô hình dịch vụ Ethernet đƣợc biểu diễn nhƣ hình 1-9 Các loại dịch vụ mạng MEN Nguyên thủy Ethernet để cung cấp kết nối không cung cấp dịch vụ WAN Với hệ thống mạng Metro, nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu sử dụng công nghệ kết nối Ethernet để cung cấp dịch vụ Dựa vào giao thức Ethernet 802.3 IEEE có sẵn, cộng thêm tham số dịch vụ tạo nên dịch vụ Ethernet Trong tài liệu đề cập đến dịch vụ gọi loại dịch vụ Các loại 22 dịch vụ dựa dịch vụ điểm-điểm, đa điểm – đa điểm dịch vụ dạng Có ba loại dịch vụ dịch vụ Ethernet Line (E-LINE), Ethernet LAN (ELAN) Ethernet Tree (E-Tree) Dựa vào dịch vụ này, nhà cung cấp dịch vụ đƣa nhiều loại dịch vụ khác cho khách hàng Dịch vụ E-LINE Ethernet Line Service (E-Line) loại dịch vụ kết nối từ điểm đến điểm thông qua đƣờng EVC điểm – điểm Dựa vào cổng kết nối hay VLAN kết nối đến EVC, dịch vụ E-LINE đƣợc chia thành hai kiểu Ethernet Private Line (EPL) Ethernet Virtual Private Line (EVPL) Dịch vụ EPL dựa vào cổng kết nối vật lý, giao diện UNI thuộc vào kênh EVC Dịch vụ EVPL dựa vào VLAN, giao diện UNI thuộc vào nhiều kênh EVC khác Dịch vụ EPL cho phép gộp nhóm tức gộp nhiều VLAN vao giao diện UNI nhƣng không cho phép ghép dịch vụ (multiplex) UNI thuộc vào EVC Ngƣợc lại với dịch vụ EPL, dịch vụ EVPL lại cho phép ghép dịch vụ mà không cho phép gộp nhóm Nhà cung cấp dịch vụ dựa vào tham số dịch vụ tạo nhiều dịch vụ theo kiểu dịch vụ E-LINE Kênh EVC điểm - điểm UNI UNI Mạng Metro Ethernet Hình 1-10: Dịch vụ E-Line Mô hình đơn giản dịch vụ cung cấp kết nối P2P (Point to Point) với hai giao diện UNI có tốc độ Với mô hình phức tạp hơn, kết nối điểm có tốc độ giao diện UNI khác Có thể có nhiều kết nối EVC điểm – điểm giao diện vật lý Dịch vụ E-LAN Ethernet LAN Service dịch vụ Ethernet cung cấp kết nối từ đa điểm đến đa điểm Dịch vụ E-LAN dựa kênh EVC đa điểm- đa điểm E-LAN đƣợc mô tả nhƣ hình 1-11 23 Kênh EVC đa điểm - đa điểm UNI UNI UNI Mạng Metro Ethernet UNI Hình 1-11: Dịch vụ E-LAN Vơi dịch vụ E-LAN, phân chia thành hai loại dịch vụ Ethernet Private LAN (EP-LAN) dịch vụ Ethernet Virtual Private LAN (EVP-LAN) Dịch vụ EP-LAN dựa cổng kết nối vật lý Các khách hàng có nhiều văn phòng địa điểm khác muốn sử dụng chung tài nguyên nhƣ mạng LAN nhƣ truy cập vào server Storage sử dụng dịch vụ Khách hàng muốn thay đổi VLAN thông báo hay can thiệp nhà cung cấp dịch vụ Dịch vụ VP-LAN cho phép gộp nhóm, khách hàng có VLAN riêng (CE-VLAN) Dịch vụ EVP-LAN dựa vào VLAN, VLAN khách hàng có dịch vụ thỏa thuận khác với nhà cung cấp dịch vụ Những khách hàng muốn phân biệt giới hạn kết nối phù hợp với loại dịch vụ Ví dụ VLAN cho phép truy cập vào tài nguyên nội mà không đƣợc truy cập vào internet Một VLAN khác đƣợc phép truy cập tài nguyên nội đƣợc phép truy cập Internet E-LAN tạo nhiều dịch vụ Ethernet Ở mô hình đơn giản, tạo dịch vụ không bảo đảm hiệu UNI Ở mô hình phức tạp hơn, dịch vụ đảm bảo băng thông Có thể ghép kênh giao diện UNI EVC Ví dụ, dịch vụ ELAN (MP2MP EVC) dịch vụ E-Line (P2P EVC) đƣợc ghép kênh giao diện UNI Trong trƣờng hợp dùng dịch vụ E-LAN để kết nối site khác khách hàng dịch vụ E-Line để kết nối từ khách hàng đến dịch vụ gia tăng khác Nhƣ khách hàng cần giao diện UNI để vừa kết nối văn phòng, chi nhánh, vừa kết nối đến dịch vụ gia tăng Dịch vụ E-Tree E-Tree dịch vụ Ethernet cung cấp kết nối dạng Các kết nối dựa vào kênh EVC dạng Mỗi có nhiều gốc Trƣờng hợp đơn 24 giản có gốc Dịch vụ E-Tree gốc đƣợc mô tả nhƣ hình vẽ 112: UNI gốc Kênh EVC dạng UNI Mạng Metro Ethernet UNI UNI UNI Hình 1-12: Dịch vụ E-Tree gốc Với kiểu dịch vụ E-Tree, giao diện UNI truyền liệu thông qua giao diện UNI gốc mà không truyền trực tiếp đến giao diện UNI khác đƣợc Giao diện UNI gốc truyền trực tiếp đến tất Dịch vụ E-Tree thƣờng đƣợc ứng cho khách hàng muốn truy cập internet tập trung sử dụng dịch vụ quảng bá nhƣ IP-TV, VoIP Với kiểu dịch vụ E-Tree nhiều gốc, có nhiều giao diện UNI đƣợc chọn gốc Các UNI gốc truyền liệu sang sang UNI Mô hình dịch vụ ETree nhiều gốc đƣợc mô tả nhƣ hình 1-13 UNI gốc UNI gốc Kênh EVC dạng UNI Mạng Metro Ethernet UNI UNI UNI Hình 1-13: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc Trong nhiều trƣờng hợp giao diện UNI gốc đƣợc cấu hình dự phòng Khi giao diện UNI gốc bị lỗi, việc chuyển tiếp liệu UNI gốc dự phòng đảm nhiệm Với dịch vụ E-Tree phân thành hai loại dịch vụ Ethernet Private Tree (EPTree) Ethernet Virtual Private Tree (EVP-Tree) Dịch vụ EP-Tree dựa giao diện vật lý, khách hàng quản lý VLAN mà không cần 25 thông báo hay can thiệp nhà cung cấp dịch vụ EP-Tree thƣờng ứng dụng cho khách hàng cần quản lý dịch vụ tập trung phân phối thông tin nhiều điểm khác Tại địa điểm phân phối, giao diện UNI đƣợc chọn UNI gốc, điểm tiếp nhận, UNI UNI Dịch vụ EVP-Tree dựa vào VLAN Trƣờng hợp thƣờng sử dụng cho khách hàng cần đƣa nhiều sách truy cập khác cho ngƣời sử dụng Ví dụ VLAN nhận đƣợc tất thông tin chung công ty từ trụ sở chính, VLAN cho phép trụ sở phân phối kế hoạch kinh doanh đến chi nhánh mà thành viên khác không đƣợc biết.[5] Các thuộc tính dịch vụ Ethernet Với loại dịch vụ Ethernet có yêu cầu tham số đặc tính cho Metro Ethernet Forum đƣa thuộc tính tham số cho dịch vụ nhƣ sau: - Thuộc tính giao diện vật lý Ethetnet - Các thuộc tính lƣu lƣợng - Các thuộc tính hiệu - Các thuộc tính lớp dịch vụ - Thuộc tính truyền khung dịch vụ - Thuộc tính hỗ trợ VLAN tag - Thuộc tính ghép kênh dịch vụ - Thuộc tính bó - Thuộc tính lọc bảo mật [2] Thuộc tính giao diện vật lý Ethernet Bao gồm tham số sau: - Đƣờng truyền vật lý : đƣờng truyền vật lý theo chuẩn IEEE 802.3 Ví dụ: 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-X - Tốc độ truyền: Tốc độ Ethernet Ví dụ 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps - Chế độ truyền: Full Duplex / Half Duplex , AutoNegotiation - Lớp MAC: Các tiêu chuẩn lớp MAC nhƣ chuẩn 802.3- 2000 26 Các thuộc tính lƣu lƣợng MEF định nghĩa tập hợp thuộc tính băng thông (Bandwidth Profile) cho UNI cho EVC Một Bandwidth Profile giới hạn tốc độ frame truyền qua UNI hay EVC Đối với kết nối P2P, việc tính toán băng thông vào đƣờng truyền đơn giản Nhƣng với kết nối MP2MP, đặc biệt có ghép kênh EVC giao diện vật lý, việc tính toán băng thông phức tạp Với trƣờng hợp đó, cần kết hợp tính toán với đo đạc thực tiễn Đặc tính băng thông (Bandwidth Profile) bao gồm loại sau: - Băng thông vào UNI - Băng thông vào EVC - Băng thông vào cho lớp dịch vụ (CoS) - Băng thông vào UNI từ EVC - Băng thông EVC từ UNI Đặc tính băng thông gồm tham số lƣu lƣợng sau: - CIR (Committed Information Rate - Tốc độ truyền thông cam kết): Là tốc độ tối thiểu truyền tải dịch vụ điều kiện bình thƣờng Một dịch vụ hỗ trợ CIR cho VLAN UNI Tuy nhiên ghép dịch vụ tổng CIR vƣợt tốc độ cổng vật lý Bên cạnh CIR, MEF định nghĩa thêm tham số CBS (Committed Burst Size) kích thƣớc lƣu lƣợng tối đa cho phép thuê bao, thƣờng tính KB MB Ví dụ thuê bao đƣợc cấp CIR 3Mbps CBS 500KB thuê bao đƣợc đảm bảo băng thông tối thiểu 3Mbps kích thƣớc khung liệu tối đa 500KB, kích thƣớc khung lớn 500KB khung bị hủy bị trễ - PIR (Peak Information Rate): Là tốc độ cao mức CIR cho phép lƣu lƣợng truyền mạng tắc nghẽn xảy Cùng với PIR tham số MBS (Maximum Burst Size) kích thƣớc khung tối đa cho phép truyền mà không bị hủy MBS đƣợc tính KB MB nhƣ CBS Ví dụ: dịch vụ đƣợc cung cấp 3Mbps CIR, 500KB CBS, 10Mbps PIR 1MB MBS 27 o Nếu tốc độ lƣu lƣợng thuê bao 3Mbps 10Mbps bị hủy Các thuộc tính hiệu Các thuộc tính hiệu biểu thị mong đợi chất lƣợng dịch vụ từ phía khách hàng Các tham số bao gồm: độ khả dụng (avaiability), độ trễ khung (delay), độ trôi khung (jitter) tỉ lệ khung (loss) - Availability (Độ khả dụng): Độ khả dụng dịch vụ đƣợc diễn tả thông qua số thuộc tính dịch vụ sau: o Thời gian kích hoạt dịch vụ UNI: thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu dịch vụ sửa đổi dịch vụ lúc dịch vụ đƣợc kích hoạt đƣa vào sử dụng Thời gian kích hoạt dịch vụ trung bình dịch vụ Ethernet vài giờ, ngắn nhiều so với vài tháng – khoảng thời gian cần thiết để kích hoạt dịch vụ mô hình truyền thông truyền thống o Thời gian khôi phục dịch vụ UNI: thời gian tính từ lúc UNI không hoạt động – cố xảy ra, tới lúc đƣợc phục hồi trở lại hoạt động bình thƣờng o Thời gian kích hoạt dịch vụ EVC: thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu dịch vụ sửa đổi dịch vụ lúc dịch vụ đƣợc kích hoạt đƣa vào sử dụng Hay cụ thể hơn, khoảng thời gian đƣợc tính từ lúc có yêu cầu dịch vụ sửa đổi dịch vụ tất UNI EVC đƣợc kích hoạt Với EVC đa điểm, dịch vụ đƣợc coi sẵn sàng đƣợc truyền tất UNI thuộc EVC đƣợc kích hoạt hoạt động Tất dịch vụ Ethernet đƣợc cung cấp cho khách hàng thông qua EVC 28 o Thời gian khôi phục dịch vụ EVC: thời gian tính từ lúc mà EVC không hoạt động – cố xảy ra, tới lúc đƣợc phục hồi trở lại hoạt động bình thƣờng Delay (Độ trễ khung): tham số ảnh hƣởng đến chất lƣợng dịch vụ (QoS) ứng dụng thời gian thực Tham số độ trễ thƣờng áp dụng cho hƣớng truyền Độ trễ hai điểm khoảng thời gian khung xuất phát từ giao diện UNI qua mạng Metro đến giao diện UNI bên Độ trễ bị ảnh hƣởng tốc độ đƣờng truyền độ dài khung Ethernet Ví dụ khung Ethernet có độ dài 1518 byte qua đƣờng truyền 10Mbps bị trễ 12ms (1518 x 8/106) Ngoài độ trễ bị ảnh hƣởng tốc độ truyền mạng trục cấp độ tắc nghẽn Tham số độ trễ thƣờng đƣợc đánh giá độ trễ 95% số khung đƣợc truyền thành công khoảng thời gian Ví dụ độ trễ 15ms 24 có nghĩa 95% số khung đƣợc truyền chiều thời gian 24 có độ trễ nhỏ thua 15ms - Jitter (Độ trôi khung): Cũng tham số ảnh hƣởng đến chất lƣợng dịch vụ Độ trôi khung còng đƣợc gọi biến thiên độ trễ Độ trôi khung gây hại cho ứng dụng thời gian thực nhƣ thoại, video IP - Loss (Tỷ lệ khung): Tỷ lệ khung đƣợc định nghĩa tỷ lệ phần trăm số khung dịch vụ tuân thủ tốc độ thông tin thỏa thuận song không đƣợc truyền UNI khoảng thời gian cho trƣớc Ví dụ kênh EVC điểm – điểm có 100 khung đƣợc truyền nhƣng bên nhận nhận đƣợc 90 khung tỉ lệ khung (100-90)/100 = 10% Tùy vào ứng dụng mà tỉ lệ khung có ảnh hƣởng lớn hay không Ví dụ dịch ứng dụng web hay email thƣờng bị ảnh hƣởng tỉ lệ khung so với ứng dụng VoIP - Class of Service Identifier Service Attribute – Thuộc tính lớp dịch vụ Các thuộc tính lớp dịch vụ (CoS) đƣợc định nghĩa cho khách hàng dựa nhiều thuộc tính nhƣ sau: - Cổng vật lý: Đây hình thức đơn giản để áp dụng QoS cho khách hàng Dựa vào cổng vật lý giao diện UNI, tất lƣu lƣợng vào cổng có chung CoS 29 - Địa MAC nguồn/đích: Việc phân loại sử dụng để cung cấp loại dịch vụ khác dựa vào địa MAC nguồn đích Mô hình đơn giản nhƣng khó quản lý tùy theo loại dịch vụ Trong trƣờng hợp thiết bị phía khách hàng (CPE) Switch lớp dịch vụ cung cấp dịch vụ LAN kết nối đến LAN có hàng trăm chí hàng nghìn địa MAC cần đƣợc giám sát quản lý Trƣờng hợp thiết bị phía khách hàng Router cần giám sát địa MAC router kết nối, trƣờng hợp khả quản lý đơn giản dễ dàng - VLAN ID: VLAN ID đƣợc gán cho CoS trƣờng hợp khách hàng sử dụng dịch vụ khách với VLAN khác - Giá trị trƣờng 802.1p: Cho phép gán đến cấp độ ƣu tiên khác cho lƣu lƣợng khách hàng Thực tế nhà cung cấp dịch vụ không thích dùng cấp độ khó quản lý - Type os Service (ToS): Trƣờng loại dịch vụ gồm bit nằm gói tin IP cho phép chia làm lớp dịch vụ khác Trƣờng ToS tƣơng tự nhƣ trƣờng 802.1p, nhƣng ToS nằm tiêu đề gói tin IP 802.1p nằm tiêu đề khung Ethernet Service Frame Delivery Attribute – Thuộc tính truyền khung dịch vụ Mạng Metro giống nhƣ mạng LAN chuyển mạch, cần biết loại khung đƣợc truyền loại không đƣợc tryền mạng Thông thƣờng khung truyền mạng chứa liệu thông tin điều khiển Để đảm bảo mạng khách hàng có đầy đủ tính cần thiết, khách hàng nhà cung cấp dịch vụ cần thỏa thuận loại khung đƣợc truyền loại không đƣợc truyền Các thuộc tính dịch vụ EVC định nghĩa cho loại khung bị hủy bỏ, loại khung truyền loại khung đƣợc truyền với cặp giao diện UNI cụ thể Các khả khác khung liệu Ethernet nhƣ sau: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Thị Thúy Hằng, TS Lê Nhật Thăng (2007), “Một số tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ Metro Ethernet”, Tạp chí Bưu viễn thông 30 Tiếng Anh Halabi, Sam (2003) Metro Ethernet Cisco Press MEF forum (2003), Metro Ethernet Services – A technical overview, Metro Ethernet forum White paper MEF forum, MEF 12 - Metro Ethernet Network Architecture, MEF forum Document Specifications MEF forum, MEF 6.1 - Metro Ethernet Services Definitions Phase 2, MEF forum Document Specifications MEF forum, MEF 10.1- Ethernet Services Attributes Phase 2, MEF forum Document Specifications 31 [...]... triển khai từng bƣớc hệ thống mạng Metro Ethernet và tiến hành cung cấp dịch vụ trên hệ thống mạng này Hệ thống mạng Metro Ethernet đã và đang đƣợc triển khai rộng rãi tại Việt Nam và có rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu phát triển ví dụ nhƣ: Các dịch vụ có thể triển khai trên Metro Ethernet, Đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet, Metro Backhaul, Chất lƣợng dịch vụ cho mạng Metro Ethernet … Tuy nhiên trong... 1- nêu lên các khái niệm chung về metro ethernet: định nghĩa, mô hình phân lớp, các thành phần cơ bản, các dịch vụ cơ bản, ƣu nhƣợc điểm khi khai thác dịch vụ Chƣơng 2 – Các yêu cầu về hiệu năng cho mạng Metro Ethernet: nêu các định nghĩa về tham số hiệu năng trong mạng Metro Ethernet, cách tính hiệu năng theo lý thuyết 12 Chƣơng 3- Mô hình triển khai mạng Metro Ethernet tại VNPT: Giới thiệu về công... khung dữ liệu Ethernet nhƣ sau: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Nguyễn Thị Thúy Hằng, TS Lê Nhật Thăng (2007), “Một số tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ Metro Ethernet , Tạp chí Bưu chính viễn thông 30 Tiếng Anh 2 Halabi, Sam (2003) Metro Ethernet Cisco Press 3 MEF forum (2003), Metro Ethernet Services – A technical overview, Metro Ethernet forum White paper 4 MEF forum, MEF 12 - Metro Ethernet Network... báu Cảm ơn sự giúp đỡ , tạo điều kiện của các đồng nghiệp nơi tôi công tác là Công ty Cổ phầ n Viễn thông Tin học Bƣu điện 13 TỔNG QUAN VỀ METRO ETHERNET Khái niệm về Metro Ethernet Khái niệm mạng Metro Ethernet Metro đơn giản là phần mở rộng giữa khách hàng và mạng WAN của nhà cung cấp dịch vụ Các đối tƣợng khách hàng khách nhau có nhu cầu sử dụng các dịch vụ khác nhau Thông thƣờng khách hàng đƣợc...11 hƣớng sử dụng mạng Metro Ethernet để cung cấp dịch vụ cũng không nằm ngoài xu hƣớng chung của thế giới và khu vực Hiện tại đã có hai nhà cung cấp dịch vụ là FPT và VNPT đã triển khai mạng Metro Ethernet để cung cấp dịch vụ cho ngƣời sử dụng tại Việt nam Nhà cung cấp dịch vụ VNPT hiện tại mới chỉ có mạng Metro Ethernet tại Hà nội, Thành phố Hồ Chí Minh và Hải phòng... các căn nhà tổ hợp (MultiDwelling Units) SOHO LE MTUs Customer Metro Edge Core MDUs Data Center Hình 1-1: Mạng SMBMetro Trƣớc đây hệ thống mạng Metro sử dụng công nghệ TDM và chủ yếu sử dụng cho dịch vụ thoại Với mạng Metro dựa trên nền TDM thƣờng có các kết nối từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng là các kết nối E1, nxE1 hoặc kết nối qua mạng 14 SDH Với mô hình này, khi khách hàng có nhu cầu nâng cấp... kết nối đến mạng MEN thông qua điểm tham chiếu giao diện Ngƣời dùng- Mạng (UNI: User- Network interface) Các thành phần trong cùng mạng (NE: internal Network Elements) kết nối với nhau qua giao diện Mạng - Mạng (NNI: Network-Network interface) hoặc I-NNIs (Internal- NNIs) Hai mạng MEN độc lập có thể kết nối với nhau tại điểm tham chiếu External NNI (E-NNI) Một mạng MEN có thể kết nối với các mạng dịch... vật lý trong mạng MEN Ƣu điểm của Metro Ethernet Các nhà cung cấp dịch vụ triển khai hệ thống Metro Ethernet đầu tiên vào khoảng những năm 1999 -2000 Đầu tiên là các nhà cung cấp dịch vụ mới chƣa nắm nhiều thị phần cung cấp các dịch vụ mạng MEN đến các doanh nghiệp vừa và nhỏ Sau đó các nhà cung cấp dịch vụ lớn nhận thấy đƣợc những cơ hội mới của mạng MEN và đã cung cấp các dịch vụ trên mạng MEN Những... phải theo chuẩn Ethernet. [5] Loại dịch vụ Thuộc tính dịch vụ Tham số thuộc tính dịch vụ Hình 1-9: Mô hình dịch vụ Ethernet Các dịch vụ Ethernet trong mạng Ethernet đƣợc định nghĩa tùy thuộc vào các thuộc tính dịch vụ Mỗi thuộc tính dịch vụ có các tham số đặc trƣng cho thuộc tính đó Mô hình dịch vụ Ethernet đƣợc biểu diễn nhƣ trong hình 1-9 Các loại dịch vụ trong mạng MEN Nguyên thủy của Ethernet là để... đo kiểm hiệu năng mạng Metro Ethernet Đây là vấn đề bức thiết nhất hiện nay vì hệ thống mạng đang trong quá trình triển khai rộng rãi, bƣớc đầu cung cấp dịch vụ cho khách hàng Để có thể quản lý đƣợc chất lƣợng dịch vụ thì đo kiểm hiệu năng là một vấn đề cần thiết Đề tài này giới thiệu qua về hệ thống mạng Metro Ethernet và tập trung vào giải quyết việc đo kiểm hiệu năng hệ thống mạng Về đo kiểm thực