ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS ỨNG DỤNG MPLS TRÊN MẠNG VN2 VNPT

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -[\ [\ - NGUYỄN THỊ THANH THÚY ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS ỨNG DỤNG MPLS TRÊN MẠNG VN2 - VNPT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐỨC MINH HÀ NỘI – 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT LỜI CAM ĐOAN Kính gửi : Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tên : Nguyễn Thị Thanh Thúy Sinh ngày: 13 – 03 – 1984 Học viên cao học khóa 2008 – 2010 Tôi xin cam đoan, toàn kiến thức nội dung luận văn kiến thức tự nghiên cứu từ tài liệu tham khảo nước, chép hay vay mượn hình thức để hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Điện tử Viễn thông Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung luận văn trước Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng sau Đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà nội Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010 Học viên Nguyễn Thị Thanh Thúy Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, tới thầy cô giáo Trung tâm đào tạo bồi dưỡng sau Đại Học, Khoa Điện tử - Viễn thông, Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa Hà nội tạo điều kiện, động viên truyền thụ kiến thức bổ ích Đặc biệt xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy giáo – T.S Nguyễn Đức Minh đồng nghiệp tận tình giúp đỡ để hoàn thành tốt luận văn Mặc dù cố gắng nỗ lực hoàn thiện đề tài, nhiên trình thực luận văn khó tránh khỏi hạn chế, thiếu sót định Kính mong bảo, đóng góp chân thành quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn hoàn thành tốt Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010 Học viên Nguyễn Thị Thanh Thúy Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .3 THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 10 LỜI NÓI ĐẦU .12 CHƯƠNG 13 TỔNG QUAN VỀ MPLS 13 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 13 1.2 KHÁI NIỆM VÀ HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN TRONG MPLS 14 1.2.1 Tính thông minh phân tán 14 1.2.2 Các thành phần mạng MPLS 16 1.2.3 Giao thức phân phối nhãn LDP (Label Distribution Protocol) 25 1.2.4 Giao thức CR – LDP (Constraint-Based Routing-LDP) 30 1.2.5 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol) .31 1.2.6 Giao thức RSVP mở rộng 33 1.3 TỔNG KẾT CHƯƠNG 36 CHƯƠNG 37 ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS 37 2.1 GIỚI THIỆU .37 2.2 THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN CHUYỂN MẠCH NHÃN 38 2.2.1 Tính toán thiết lập tuyến với thuật toán CSPF 40 2.2.2 Định tuyến ràng buộc MPLS với chức kỹ thuật lưu lượng .42 2.2.3 Vai trò định tuyến việc cung cấp chất lượng dịch vụ .47 2.3 CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 52 2.3.1 Giao thức thông tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol) 52 2.3.2 Giao thức định tuyến cổng nội IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) 54 2.3.3 Giao thức định tuyến cổng nội cao cấp EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) .55 2.3.4 Giao thức OSPF (Open Shortest Path First) .57 2.3.5 Giao thức cổng biên BGP (Border Gateway Protocol) 59 2.4 MÔ PHỎNG ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC TRONG MPLS 61 2.4.1 Phân tích 61 2.4.2 Mô hình kết mô 61 2.5 TỔNG KẾT CHƯƠNG 65 CHƯƠNG 66 ỨNG DỤNG MPLS TRÊN MẠNG VN2 CỦA VNPT 66 3.1 CẤU TRÚC CHỨC NĂNG MẠNG NGN CỦA VNPT .66 3.1.1 Lớp truy nhập truyền dẫn mạng NGN 66 3.1.2 Lớp truyền thông mạng NGN .66 3.1.3 Các thành phần NGN 68 3.1.4 Sơ đồ tổng thể mạng NGN tập đoàn VNPT 70 3.2 CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG ĐƯỜNG TRỤC ỨNG DỤNG MPLS 72 3.2.1 Mô hình 1: MPLS mạng lõi 73 Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT 3.2.2 Mô hình 2: ATM lõi, MPLS tổng đài đa dịch vụ .74 3.2.3 Mô hình 3: Mạng MPLS hoàn toàn: 76 3.3 MPLS TRONG MẠNG VN2 CỦA VNPT 79 3.3.1 Các phần tử mạng: 79 3.3.2 Các dịch vụ VNPT cung cấp VN2 81 3.3.3 Các giao thức định tuyến điều khiển mạng VN2 .83 3.3.4 Các giai đoạn chuyển sang mạng VN2 86 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG 88 ABSTRACT OF MASTER THESIS 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT AAA Authentication, Authorization Xác thực, Phân quyền, tính cước and Accounting ADSL Asymmetric Digital Subscriber Đường dây thuê bao số bất đối Line xứng AG Access Gateway Cổng truy nhập ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng AS Application Server Máy chủ ứng dụng ASON Automatically switched optical Mạng tự động chuyển mạch network quang BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên B-ISDN Broadband Integrated Services Mạng tổ hợp dịch vụ số băng Digital Network rộng Broadband Remote Access Máy chủ quản lý truy cập từ xa Server băng thông rộng BSS Business Support System Các hệ thống hỗ trợ kinh doanh CE Customer Edge Mạng biên khách hàng CESoPSN Circuit Emulation Service over Dịch vụ nhái mạch thông qua Packet Switching Networks mạng chuyển mạch gói CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CMTS Cable Modem Terminal System Hệ thống modem cáp đầu cuối CR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến cưỡng bức-LDP CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến cưỡng bức-LSP CSPF Constrained Shortest Path First Đường dẫn ngắn bắt buộc DeffServ Differentiated Service Mô hình dịch vụ phân biệt DSP Digital signal processing Xử lý Tín hiệu Số EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên EIGRP Enhanced Interior Gateway Giao thức định tuyến nội cao cấp BRAS Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Routing Protocol FS Feature Server Máy chủ chức DWDM Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing sóng với mật độ cao FR Frame Relay Chuyển tiếp khung FEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương đương GMPLS Generalized Multiprotocol Label Chuyển mạch nhãn đa giao thức Switching tổng quát GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn Communications cầu ISDN Digital Subscriber Line Mạng số tích hợp đa dịch vụ IDSL đường dây thuê bao số IETF Internet Engineering Task Force Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet IntServ Integrated Service Mô hình tích hợp dịch vụ IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng nội IP Internet Protocol Giao thức Internet IPSec Internet Protocol Security Giao thức mạng bảo mật ISDN Integrated Service Digital Mạng số tích hợp đa dịch vụ Network ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet IVR Interactive Voice Response Hệ thống trả lời tự động LC - ATM Label-controlled ATM Điều khiển nhãn ATM LAN Local Area Network Mạng cục LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãn LER Label Edge Router Router biên nhãn LFIB Label Forwarding Information Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn Base LIB Label Information Base Nguyễn Thị Thanh Thúy Cơ sở thông tin nhãn Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT LSP Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSA Link-state advertisement Quảng bá trạng thái kết nối LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn MGC Media Gateway Controller Điều khiển cổng phương tiện MGCP Media Gateway Controller Giao thức điều khiển cổng Protocol phương tiện MNS MPLS Network Simulation Mô mạng MPLS MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Media Server Máy chủ phương tiện NGN Next Generation Network Mạng hệ OSI Open Systems Interconnection Mô hình tham chiếu kết nối hệ thống mở OSPF Open Shortest Path First Giao thức đường ngắn OSS Operations Support System Các hệ thống hỗ trợ vận hành PE Provider Edge Mạng biên nhà cung cấp PDH Plesiochronous Digital Phân cấp số cận đồng Hierarchy PON Passive Optical Networks Mạng quang thụ động PSTN Public Switch Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại Network công cộng PVC Permanent virtual circuit Mạch ảo cố định QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RESV Resevation Bản tin dành trước RFC Request For Comment Yêu cầu ý kiến RIP Routing Information Protocol Giao thức định tuyến thông tin RG Residential Gateway Cổng kết nối riêng RSVP Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên RTP Real-time Transport Protocol Giao thức Vận chuyển Thời gian Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Thực RTCP Real-Time Transport Control Giao thức điều khiển Vận Protocol chuyển Thời gian Thực PVC Permanent virtual circuit Kênh ảo SAToP Structure Agnostic TDM over Mô cấu trúc TDM qua Packet packet SDH Synchronous Digital Hierachy Hệ thống phân cấp số đồng SHDSL High-speed Digital Subscriber Đường dây thuê bao số tốc độ Line cao SPF Shortest Path First Đường ngắn STM Synchronous Transmission Chế độ truyền dẫn đồng Mode SVC Switched Virtual Circuit Mạch ảo chuyển mạch SWG Signaling Gateway Cổng báo hiệu TCP Transission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TGW Traffic Gateway Cổng lưu lượng TMN Telecommunications Mạng điều hành viễn thông Management Network TLV Type-Leng-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trị UDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ liệu UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thông di động Telecommunications System toàn cầu VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo VNPT Vietnam Post & Tổng công ty BCVT Việt Nam Telecommunications VLL Virtual Leased Line Kênh thuê riêng ảo VP Virtual Path Đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT VPLS Virtual Private LAN Service VPRN Virtual Private Routed Networks Mạng định tuyến riêng ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo xDSL x Digital Subcriber Line Kênh thuê bao số WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Ghép kênh quang theo bước Multiplexing sóng Nguyễn Thị Thanh Thúy Dịch vụ mạng LAN riêng ảo Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 76 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT * Giai đoạn 3: Hoàn chỉnh nút điều khiển cho vùng lưu lượng (5 vùng điều khiển) Các ưu nhược điểm mô hình: Ưu điểm: - Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớp điều khiển chuyển tải - Sản phẩm thương mại có thị trường, đặc biệt tổng đài ATM loại có khả nâng cấp hỗ trợ MPLS phần mềm - Kết nối với cấp vùng ( tổng đài đa dịch vụ MPLS ) thông qua giao diện ATM 155Mbit/s hay 622Mbit/s Nhược điểm: - Không phát huy hết ưu điểm công nghệ MPLS toàn mạng - Cần giải vấn đề hợp VC đệm tổng đài ATM mạng đường trục triển khai MPLS thành phố trọng điểm - Giá thành thiết bị MPLS nói chung cao nên đầu tư quy mô lớn chi phí ban đầu cao - Việc triển khai MPLS lớp đa truy cập đa dịch vụ làm phức tạp trình điều khiển gọi nút điều khiển phải chuyển đổi sử dụng nhiều giao thức thiết lập gọi 3.2.3 Mô hình 3: Mạng MPLS hoàn toàn: Sử dụng công nghệ MPLS mạng chuyển tiếp cấp đường trục cấp vùng mạng NGN cho giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Tập đoàn Viễn thông Việt Nam: * Giai đoạn 1: Triển khai LSR lõi Hà Nội, Đà Nẵng Hồ Chí Minh Tất trung kế tổng đài sử dụng MPLS Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 77 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Tại số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh, Đà Nẵng, Khánh Hoà, Vũng Tàu, Bình Dương, Cần Thơ…trang bị tổng đài đa dịch vụ, tổng đài coi LSR biên * Giai đoạn 2: Chuyển LSR vùng Hà Nội TP Hồ Chí Minh trở thành lõi, hình thành hoàn chỉnh mảng truyền tải MPLS (A B) Bổ xung nút điều khiển Đà Nẵng, tạo vùng điều khiển riêng biệt * Giai đoạn 3: Hoàn chỉnh nút điều khiển cho vùng lưu lượng ( vùng điều khiển ) Mở rộng phạm vi MPLS vùng xuất Hình 6: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 78 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Ưu điểm: - Đơn giản tổ chức triển khai - Thống với phương án tổ chức mạng NGN tách biệt chức lớp điều khiển chuyển tải - Sản phẩm thương mại có thị trường - Đảm bảo mạng MPLS xuyên suốt dịch vụ Internet, truyền số liệu, VPN số địa phương có nhu cầu cao - Phương án tổ chức mạng điều khiển tương đối đơn giản yêu cầu thay đổi giao thức điều khiển - Khả nâng cấp thiết bị dự báo trước nên hiệu đầu tư khai thác thiết bị cao Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu cao Một số nhận xét: - Giải pháp tương đối hợp lý tổ chức mạng khả tương thích với công nghệ sử dụng cho mạng Internet, mạng PSTN Tuy nhiên, cần lưu ý đến vấn đề MPLS ATM hỗ trợ chủ yếu phần điều khiển thủ tục kèm - Giải pháp phức tạp tổ chức nâng cấp mà không giảm chi phí đầu tư - Giải pháp có nhiều ưu điểm hơn, phát huy khả điều khiển lưu lượng ưu việt công nghệ MPLS, dịch vụ VPN chất lượng xuyên suốt cung cấp Tuy nhiên chi phí đầu tư ban đầu cao xem xét triển khai tổng đài đa dịch vụ công nghệ MPLS theo vùng có chọn lựa để bảo đảm cấp truy cập cho MPLS để giảm chi phí đầu tư ban đầu Với mô hình 3, mạng đường trục phải đảm nhận chức kết nối cổng quốc tế nên cần giải kết nối quốc tế mạng MPLS quốc tế chưa hình thành, giải việc bổ sung TGW để kết nối đến cổng quốc tế cho dịch vụ PSTN, dịch vụ Internet hay truyền số kiệu IP kết nối trực tiếp quốc tế qua cổng ATM Với mô hình cần xác định chế độ hoạt động tế Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 79 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT bào cho tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS mạng đường trục sử dụng công nghệ ATM, tổng đài ATM phả có khả hỗ trợ MPLS trở thành ATM-LSR 3.3 MPLS TRONG MẠNG VN2 CỦA VNPT 3.3.1 Các phần tử mạng: Mạng VN2 tập đoàn VNPT xây dựng với mục đích mạng mạng VNN, VN1 hoạt động Mạng VN2 sử dụng cấu hình kép cho router lõi (hình 3.7) Toàn mạng chia thành vùng lưu lượng với 10 router lõi đặt tại: Hà Nội, Tp HCM, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ Các router biên (PE) khu vực kết nối với router lõi Hình 7: Sơ đồ mạng VN2 VNPT - Core Router sử dụng thiết bị T1600 Juniper Networks Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS - 80 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Router PE router biên sử dụng thiết bị: ALU SR7750-7 AlcatelLucent - Các router PE kết nối tốc độ cao tới MAN BRAS (Broadband Remote Access Server) BRAS sử dụng thiết bị Juniper M320 Chức thành phần sau : - CORE có nhiệm vụ kết nối Forward data mạng lõi - EDGE đệm access core, gom tất lưu lượng từ access chuyển mạch lên core theo tuyến VPN - Access kết nối trực tiếp xuống khách hàng thông qua phương thức nhà cung cấp ADSL, cable, FTTH leasedline Access bao gồm BRAS, DSLAM, CMTS BRAS phần tử mạng có chức tập hợp điều khiển phiên truy nhập thuê bao BRAS có chức quản lý tính cước thuê bao truy nhập internet Bộ định tuyến lõi: Bộ định tuyến lõi sử dụng mạng VNPT định tuyến T1600 Juniper Thiết bị T1600 có giá trị đầu tư lâu dài, đồng thời có khả mở rộng độ linh hoạt cao cần thiết để tạo doanh thu từ dịch vụ cần mật độ cao LTE (Long Term Evolution) video Bộ định tuyến lõi T1600 định tuyến lõi đơn phiến có mật độ thiết bị lớn, tiết kiệm lượng hiệu với công suất lên đến 100 gigabit/giây cho khe cắm Bộ định tuyến biên: VNPT sử dụng định tuyến biên 7750 Service Router (SR) AlcatelLucent ALU SR7750 thiết bị định tuyến đa phương tiện hữu ích mạng IP/MPLS cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa dịch vụ linh hoạt để đạt tính liên tục, phong phú đảm bảo chất lượng nhằm đáp ứng hài lòng khách hàng Thiết bị 7750 SR cho phép dịch vụ cho khách hàng phân riêng rẽ, giám sát đo đạc yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS) cụ thể đặc điểm thỏa thuận mức dịch vụ (SLA) Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 81 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT BRAS M320: Broadband Remote Access Server phần tử mạng có chức tập hợp điều khiển phiên truy nhập thuê bao Mạng VN1 gồm có core side đặt HNI, ĐNG, HCM kết nối với luồng STM16 mô hình mạng full-mesh Ba core kết nối tới nhà cung cấp dịch vụ khác VDC tới tất node biên tỉnh thành toàn quốc Các liên kết mạng core biên thường STM1 có vài trường hợp đặc biết luồng GE STM4 Tuy nhiên, để làm giảm lưu lượng cho thiết bị Core M320 số BRAS có luồng GE nôi thẳng từ BRAS tới mạng Core VNN cho lưu lượng Internet Thành phần mạng Core sử dụng mạng VNPT/NGN thiết bị M320 có dung lượng chuyển mạch 320Gbit/s IP core cho mạng NGN VNPT hoạt động từ cuối năm 2003 (VN1) nâng cấp lên nhiều lần Đây mạng NGN hoàn chỉnh có cấu hình lớn Việt Nam Hiện VNPT xây dựng mạng IP core thứ có cấu hình lớn nhiều VN1 (VN2) 3.3.2 Các dịch vụ VNPT cung cấp VN2 a Voice Service Class: - Voice over IP – VoIP (G.711, G.729) - Voice – band data over IP (modem, fax) - T.38 fax over IP - Service emulation Service (CESoPSN &SAToP) - Peer to peer IP telephony signaling (SIP, H.323) - Peer to peer signaling for multimedia applications (SIP, H.323) - Peer to peer real – time control function - Client – server IP telephony signaling (H.248, MEGACO) - Thoại lưu lượng cao sử dụng giao thức SIP-T Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 82 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT b Video Service Class: - Các dịch vụ Multicast Video (IPTV, Video Conferencing, HDTV) - Các dịch vụ Unicast Video (Video on Demand, Virtual DVD) - Các dịch vụ Unicast Multicast: audio – video trực tuyến, trực tiếp c Data Service Class: - Các dịch vụ IP-VPN layer - Các dịch vụ VPN layer (VPLS & Pseudo-wire/VPWS) - Truy cập Internet tốc độ cao (Broadband access) d Kiến trúc dịch vụ: Các ứng dụng VPN – High Speed Internet (HSI), voice, IPTV VPN cho doanh nghiệp sử dụng dịch vụ MPLS VLL (Virtual Leased Lines), VPLS (Virtual Private LAN Service) VPRN (Virtual Private Routed Networks) Router Alcatel – Lucent 7750 đáp ứng hàng nghìn dịch vụ VPN Dedicated Concurrent# Virtual Leased Line 32,000 16,000 Virtual Private LAN Service 8,000 8,000 Virtual Private Routed Network 2,000 2,000 Bảng 1: Khả cung cấp dịch vụ ALU 7750 e Các cấp dịch vụ truyền gói mạng: - Gói Vàng: Mức độ ưu tiên cao dùng để truyền ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp ví dụ voice, video - Gói Bạc: Lưu lượng ổn định theo yêu cầu với độ trễ gói theo cam kết dịch vụ SAP, ERP giao dịch tài khác - Gói Đồng: Lưu lượng không ổn định áp dụng cho dịch vụ Email, Intranet lưu lượng Internet Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 83 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Tùy thuộc vào khách hàng lựa chọn gói dịch vụ mà mức độ ưu tiên đường truyền khác Hình 3.9 mô tả mức độ ưu tiên gói mạng: Hình 8: Mức độ ưu tiên gói dịch vụ mạng Gold CIR 10 Mb/s, PIR 10 Mb/s Silver CIR 20 Mb/s, PIR 40 Mb/s Bronze CIR Mb/s, PIR 100 Mb/s 3.3.3 Các giao thức định tuyến điều khiển mạng VN2 Mạng VN2 sử dụng kết hợp giao thức sau để định tuyến điều khiển mạng lõi : • Multiprotocol BGP • IS-IS • LDP • RSVP Trong chủ đạo giao thức IS-IS Giao thức chạy hầu hết thiết bị Tiếp giao thức báo hiệu RSVP sử dụng thông tin IS-IS để xây dựng đường chuyển mạch nhãn router P đường chuyển mạch nhãn mạng WAN Giao thức sử dụng sau giao thức phân phối nhãn LDP với chế đường hầm LDP thông qua báo hiệu RSVP mạng lõi LDP chạy qua biên lõi để tạo full mesh đường MPLS tất router biên Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 84 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT BGP lớp cùng, sử dụng để phân phối thông tin định tuyến liên quan đến mạng đích (ví dụ mạng khách hàng), cung cấp thông tin định tuyến yêu cầu cho hầu hết dịch vụ Hình 3.8 mô tả giao thức định tuyến sử dụng mạng VN2 BRAS BRAS Level Level PE PE P P ISIS Level ISIS Level ISIS Area ID MAN MPLS Domain ISIS Level ISIS Area ID Dot1q ISIS Area ID Backbone MPLS Domain Dot1q MAN MPLS Domain LDP (tunneled) Single hop RSVP RSVP full mesh Single hop RSVP Hình 9: Kiến trúc định tuyến mạng VN2 Giao thức IGP đề xuất sử dụng cho mạng lõi MPLS/IP VN2 VNPT cho kết nối mạng MANs giao thức IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) IS-IS khuyến nghị sử dụng so với giao thức OSPF lý sau: • Khả mở rộng cao hỗ trợ tối đa 1000 router so với OSPF 250 router • Tính bảo mật cao: IS-IS giao thức non-IP nên khó bị công từ Internet an toàn môi trường ISP • Sử dụng tài nguyên hơn: IS-IS sử dụng single LSP cho router OSPF sử dụng loại LSA khác có gắn địa đích • Hội tụ nhanh hơn: IS-IS sử dụng gói để truyền bảng định tuyến OSPF nên thời gian hội tụ nhanh OSPF VN2 MPLS Topology Hình 3.10 mô tả topology VN2 MPLS với giao thức sử dụng: Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 85 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Backbone MPLS: - Giao thức RSVP LDP - Full mesh RSVP LSPs router P - LDP cấu hình mặc định để full mesh topology chế độ động - Cấu hình dual mesh topology (mặt phẳng A + B) - Khả đáp ứng kỹ thuật lưu lượng Traffic Engineering (TE) - Nâng cao chế khắc phục lỗi Edge MPLS: - Giao thức RSVP LDP - Single hop RSVP LSPs router P PE ASBR - Phiên T-LDP PEs ASBRs thiết lập qua đường hầm RSVP (LDPoverRSVP) - LDP cấu hình mặc định để full mesh topology chế độ động - Dùng giao thức IGP để xác định đường P PE P ASBR RSVP Full Mesh Between P routers Single Hop RSVP PE POP A P P POP B RSVP Signaled LSP LDP over RSVP Hình 10: VN2 MPLS Topology Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 86 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT Kết nối Core MANs Hai phương thức để kết nối mạng IP Core với mạng với mạng MANs mới: - Layer 2: VLAN - Layer 3: MPLS Với phương thức lựa chọn, phải ý đến vấn đề bảo mật (Security), khả mở rộng (Scalability) chế khai thác, quản trị bảo dưỡng (OAM – Operation, Administration and Maintenance) Khuyến cáo Alcatel – Lucent sử dụng cách kết nối layer VLAN IP Core PE nút MAN PE dựa theo độ ổn định khả mở rộng mạng MANs vendors Tuy nhiên, sau họp vào tháng 04/2009 VNPT vendors (ALU, CISCO, HUAWEI, JUNIPER) đến định: mạng MANs VN2 IP Core nằm IGP domain 3.3.4 Các giai đoạn chuyển sang mạng VN2 Hiện tại, VNPT có hai mạng hoạt động song song: VNN VN1 • Mạng VNN cung cấp dịch vụ Internet, bao gồm dịch vụ Internet tốc độ cao (Hà Nội Tp.HCM), Data Center Global IP-VPN • Mạng VN1 cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao tất tỉnh thành ngoại trừ Hà Nội Tp.HCM, dịch vụ Domestic IP-VPN VN2 mạng lõi IP sử dụng công nghệ MPLS để tạo thành mạng lõi đa dịch vụ cho mạng VNPT Việc chuyển mạng sang mạng VN2 gồm 03 pha: • PHASE 1: chuyển dịch vụ Internet tốc độ cao (High Speed Internet Service), tránh phải đầu tư gấp đôi đồng thời loại bỏ tắc nghẽn mạng VNN • PHASE 2: chuyển tất dịch vụ liên quan đến Internet, thống tất kết nối với VN2 • PHASE 3: chuyển tất dịch vụ VPN Do khách hàng đăng ký VPN triển khai mạng VNN mạng VN1 router BRAS PE, dịch vụ VPN phải chuyển mạng Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 87 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT khách hàng Đồng thời, số mạng truy cập ATM truyền thống cần nâng cấp sang mạng Metro-Ethernet, điều cần có thời gian định để nâng cấp Vì việc chuyển mạng VPN thực giai đoạn cuối 3.4 TỔNG KẾT CHƯƠNG Chương trình bày cấu trúc chức thành phần mạng NGN tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam, phương án triển khai MPLS mạng lõi mạng truyền tải VN2 Đứng trước nhu cầu ngày cao khắt khe khách hàng, VNPT xây dựng mạng truyền tải VN2 với mục đích phục vụ khách hàng ngày tốt Mạng lõi NGN VN2 thống mạng có (VN1 VNN) thành mạng truyền tải cho phép cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau: thoại, liệu, dịch vụ kênh thuê riêng, dịch vụ internet tốc độ cao, … VNPT xây dựng mạng truyền tải IP VN2 với dung lượng truyền tải lên đến 320 Gbps sử dụng công nghệ chuyển gói MPLS với đặc tính linh hoạt, ứng dụng tiến công nghệ thông tin công nghệ truyền dẫn quang băng rộng Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 Định tuyến MPLS 88 Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG MPLS (Multiprotocol Label Switching) kết phát triển công nghệ chuyển mạch IP (IP Switching) sử dụng chế hoán đổi nhãn nhằm tăng tốc độ gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến IP Xu hướng hội tụ công nghệ viễn thông tin học tạo nên mạng truyền thông thống đáp ứng nhu cầu dịch vụ đa dạng, phong phú xã hội Mạng NGN, mà giai đoạn mạng hội tụ băng rộng BCN (Broadband convergence Network), xu hướng hội tụ dịch vụ thoại, liệu, truyền truyền hình, hội tụ cố định , truyền tải tính toán,…di động Khi công nghệ quang trở thành sở hạ tầng chủ đạo cho mạng viễn thông Tất mạng cung cấp dịch vụ, kênh thuê riêng trở thành mạng truy nhập riêng (mạng khách hàng) mạng quang hệ - gọi mạng NGN- Quang GMPLS/ASON xem công nghệ điều khiển trụ cột để triển khai mô hình IP quang Do thời gian có hạn trình độ hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Sự bảo, đóng góp chân thành quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp động lực thúc đẩy tìm hiểu sâu giải pháp hướng phát triển cho công nghệ MPLS nói riêng, cho mạng hệ NGN nói chung Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010 Học viên Nguyễn Thị Thanh Thúy Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 89 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT ABSTRACT OF MASTER THESIS MPLS (Multiprotocol Label Switching) is result of improving IP Switching MPLS uses labels swapping in order to make packets transport more quickly without changing IP protocols routing The next general of Communication and Information make converging network, in which many multimedia services can transported each other Next General Network (NGN) and its next general is BCN, is a trend to make converged: voice, data, audio, video converged; mobile and fixed services; transport and conculation, When Optical technology is improved widely, all type of service networks, customer networks in Optical Next General Network and GMPLS/ASON will be main technology to deploy Optical IP Network Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 90 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt TS.Trần Công Hùng “Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS”.Nhà sản xuất Bưu điện Hà Nội năm 2009 Tiếng Anh Cisco Systems 2003, USA, Implementting Cisco (MPLS) v2.0 Chris Hellberg, Dylan Greene, and Truman Boyes (2007), Broadband Network Architectures Harry G.Perros (2004), Connection Oriented Networks, John Wiley and Sons Jim Guichard, Ivan Pepelnjak, Jeff Apcar (June 06,2003), MPLS and VPN Architectures, Volumer II, Cisco Press Joseph M.Soricelli (2004),Juniper Networks Certified Internet Specialist,SYBEX Inc., 1151 Marina Village Parkway, Alameda, CA 94501,pp.767-876 Luc De Ghein (November 2006), MPLS fundamentals, Cisco Press Rosel et al (March 2000), Multiprotocol Label Switching Architechture Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 ... hiệu định tuyến toán quan tâm hàng đầu mạng Hiện VNPT tiến hành xây dựng mạng hệ VN2 sử dụng công nghệ MPLS mạng lõi, luận văn Định tuyến MPLS - Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT nghiên cứu MPLS, ... ứng dụng MPLS ™ Chương : Định tuyến MPLS: Trình bày thuật toán giao thức định tuyến MPLS Mô định tuyến ràng buộc MPLS phần mềm NS2 ™ Chương 3: Ứng dụng MPLS mạng VN2 VNPT: Trình bày cấu trúc mạng. .. cấu trúc mạng VNPT, mô hình triển khai MPLS mạng đường trục ứng dụng mạng truyền tải VN2 Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT 2008 - 2010 13 Định tuyến MPLS Ứng dụng MPLS mạng VN2 - VNPT CHƯƠNG TỔNG