Đang tải... (xem toàn văn)
Khoá luận tốt nghiệp xem xét về IP trên nền các mạng quang WDM đặc biệt sẽ tập trung vào kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Khoá luận sẽ tập trung trình bày về các cơ chế cơ bản và kiến trúc phần cứng cũng như phần mềm để triển khai các mạng quang WDM cho phép truyền dẫn lưu lượng IP
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC I THUẬT NGỮ VIẾT TẮT IV LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ IP/WDM 4 1.1 Khái niệm mạng IP/WDM 4 1.2 Lí do chọn IP/WDM 8 CHƯƠNG II KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG IP/WDM 11 2.1 Mơ hình hố lưu lượng viễn thơng 11 2.1.1 Mơ hình lưu lượng dữ liệu và thoại cổ điển 11 2.1.2 Các mơ hình lưu lượng dữ liệu lí thuyết 13 2.1.3 Một mơ hình tham chiếu băng thơng 13 2.2 Bảo vệ và tái cấu hình 20 2.3 Các mơ hình bảo vệ và tái cấu hình trong mạng IP/WDM 21 2.4 Khái niệm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 22 2.5 Mơ hình hố kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 23 2.5.1 Kĩ thuật lưu lượng chồng lấn 23 2.5.2 Kĩ thuật lưu lượng tích hợp 25 2.5.3 Nhận xét 26 2.6 Mơ hình chức năng của kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 27 2.6.1 Cơ sở dữ liệu thông tin trạng thái mạng IP/WDM 30 2.6.2 Quản lí giao diện IP với WDM 32 2.6.3 Khởi tạo tái cấu hình 32 2.6.4 Đo kiểm và giám sát lưu lượng 34 2.6.5 Giám sát hiệu năng tín hiệu quang 41 2.7 Kĩ thuật lưu lượng MPLS 42 2.7.1 Cân bằng tải 42 2.7.2 Giám sát mạng 47 CHƯƠNG III TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG IP/WDM 49 3.1 Tái cấu hình mơ hình ảo đường đi ngắn nhất 49 3.1.1 Mơ hình ảo có quy tắc và bất quy tắc 51 Nguyễn Thế Cương, D2001VT i Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục 3.1.2 Thiết kế mơ hình 52 3.1.3 Một số thuật toán dựa trên kinh nghiệm 53 3.1.4 Dịch chuyển mơ hình ảo 59 3.2 Tái cấu hình cho các mạng WDM chuyển mạch gói 63 3.2.1 Tổng quan về tái cấu hình WDM chuyển mạch gói 63 3.2.2 Các điều kiện tái cấu hình 66 3.2.3 Một trường hợp thực tế 67 3.2.4 Mơ tả thuật tốn dựa trên kinh nghiệm 68 3.2.5 Thảo luận về thuật toán 76 3.2.6 Dịch chuyển tái cấu hình đường đi ngắn nhất. 76 CHƯƠNG IV PHẦN MỀM XỬ LÍ LƯU LƯỢNG IP/WDM 79 4.1 Phần mềm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 79 4.2 Kiến trúc phần mềm cho kĩ thuật lưu lượng chồng lấn 79 4.3 Kiến trúc phần mềm cho kĩ thuật lưu lượng tích hợp 82 4.4 Kĩ thuật lưu lượng IP giao thức điều khiển mạng (IP TECP) 84 4.5 Giao diện người sử dụng mạng IP/WDM (UNI) 90 4.6 Kĩ thuật lưu lượng WDM giao thức điều khiển mạng (WDM TECP) 98 4.7 Kĩ thuật lưu lượng phản hồi vòng kín. 107 4.7.1 Q trình triển khai mơ hình mạng 107 4.7.2 Hội tụ mạng 109 KẾT LUẬN 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 Nguyễn Thế Cương, D2001VT ii Đồ án tốt nghiệp đại học Nguyễn Thế Cương, D2001VT Mục lục iii Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt ANSI ARP ATM BGP CSPF DCN DHCP DHP ECMP FBM FTP GMPLS GUI HTDA HTTP ICMP ID IETF Ifmanager IP LAN LEMS LMP LSA LSP MAC MIB MLDA Tiếng Anh American National Standard Institute Address Resolution Protocol Asynchronous Transfer Mode Border Gateway Protocol Constraintbased Shortest Path First Routing Data Communication Network Dynamic Host Configuration Protocol Demand Hopcount Product heuristic algorithm Equal Cost Multiple Path Fractional Brownian Motion File Transfer Protocol Generalized Multiprotocol Label Switching Graphical User Interface Heuristic Topology Design Algorithm Hypertext Transfer Protocol Internet Control Message Protocol Identifier Internet Engineering Task Force Interface manager Internet Protocol Local Area Network Link Elimination via Matching Scheme Link Management Protocol Link State Advertisement Label Switched Path Medium Access Control Management Information Base Minimumdelay Logical Nguyễn Thế Cương, D2001VT Tiếng Việt Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kì Giao thức phân giải địa chỉ Chế độ truyền dẫn khơng đồng Giao thức cổng biên Định tuyến đường đi ngắn nhất trước tiên dựa trên ràng buộc Mạng truyền thơng dữ liệu Giao thức cấu hình host động Thuật tốn dựa trên kinh nghiệm tích đếm hop nhu cầu Đa đường đồng chi phí Chuyển động phân mảnh Brownian Giao thức truyền file Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng qt Giao diện người sử dụng đồ hoạ Thuật tốn thiết kế mơ hình dựa trên kinh nghiệm Giao thức truyền siêu văn bản Giao thức bản tin điều khiển Internet Bộ nhận dạng Nhóm kĩ sư Internet Khối quản lí giao diện Giao thức Internet Mạng cục bộ Loại bỏ tuyến nối thơng qua lược đồ ghép Giao thức quản lí tuyến nối Quảng bá trạng thái tuyến nối Đường chuyển mạch nhãn Điều khiển truy nhập mơi trường Cơ sở thơng tin quản lí Thuật tốn thiết kế mơ hình logic iv Đồ án tốt nghiệp đại học MPLS MSN MTU NC&M NE NGI NMS NSFNET OADM OAM OAM&P OC12 OC3 OC48 OC192 OHTMS OIF OLS OMP OSCP OSPF OXC PC QoS RAM RARP RD RDHP RSVP Thuật ngữ viết tắt Topology Design Algorithm Multiprotocol Label Switching Manhattan Street Network Maximum Transmission Unit Network Control and Management Network Element Next Generation Internet Network Management System tối thiểu hoá trễ Chuyển mạch nhãn đa giao thức Optical Add/Drop Multiplexer Operation and Maintenance Operation, Administration, Maintenance and Provisioning Optical Carrier Level 12 (622,08 Mb/s) Optical Carrier Level 3 (155,52Mb/s) Optical Carrier Level 48 (2448,32 Mb/s) Optical Carrier Level 192 (9953,28 Mb/s) LPbased OneHop Traffic Maximisation Scheme Optical Internetworking Forum Optical Label Switching Optimized Multi Path Optical Switch Control Protocol Open Shortest Path First Protocol Optical Cross Connect Personal Computer Quality of Service Random Access Memory Reverse Address Resolution Protocol Residual Demand heuristic algolrithm Residual Demand Hopcount Product heuristic algolrithm Resource Reservation Khối xen/tách quang Hoạt động và bảo trì Hoạt động, quản trị, bảo trì và giám sát Mức mang quang 12 (622,08 Mb/s) Mức mang quang 3 (155,52Mb/s) Mức mang quang 48 (2448,32 Mb/s) Mức mang quang 192 (9953,28 Mb/s) Lược đồ tối ưu hoá lưu lượng đơn hop dựa trên LP Diễn đàng liên mạng Internet quang Chuyển mạch nhãn quang Đa đường tối ưu Giao thức điều khiển chuyển mạch quang Giao thức đường đi ngắn nhất trước tiên mở Đấu chéo quang Máy tính cá nhân Chất lượng dịch vụ Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên Giao thức phân giải địa chỉ ngược Nguyễn Thế Cương, D2001VT Mạng phố Manhattan Đơn vị truyền dẫn tối đa Quản lí và điều khiển mạng Phần tử mạng Internet thế hệ kế tiếp Hệ thống quản lí mạng Thuật tốn dựa trên kinh nghiệm nhu cầu dư thừa Thuật tốn dựa trên kinh nghiệm tích đếm hop nhu cầu dư thừa Giao thức đặt trước tài nguyên v Đồ án tốt nghiệp đại học SCSI SDH SNMP SNR SONET SPF SRLG TCP TE TECP TELNET TILDA TMN TTL UDP UNI VPC VPN WADM WAN WDM WSXC Protocol Small Computer Systems Interface Synchronous Digital Hierarchy Simple Network Management Protocol SignaltoNoise Ratio Synchronous Optical Network Shortest Path First Shared Risk Link Group Transmission Control Protocol Terminal Equipment, Traffic Engineering Traffic Engineering to Control Protocol Remote Telminal protocol Traffic Independent Logical Topology Design Algorithm Telecommunications Management Network Time To Live User Datagram Protocol User to Network Interface Virtual Path Connection Virtual Private Network Wavelength Add/Drop Multiplexer Wide Area Network Wavelength Amplifier Wavelength Selective Cross Connect Nguyễn Thế Cương, D2001VT Thuật ngữ viết tắt Giao diện các hệ thống máy tính nhỏ Phân cấp số đồng bộ Giao thức quản lí mạng đơn giản Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu Mạng quang đồng bộ Đường đi ngắn nhất trước tiên Nhóm tuyến nối nguy hiểm chia sẻ Giao thức điều khiển truyền dẫn Thiết bị đầu cuối, kĩ thuật lưu lượng Kĩ thuật lưu lượng cho giao thức điều khiển Giao thức đầu cuối ở xa Thuật tốn thiết kế mơ hình logic độc lập lưu lượng Mạng quản lí viễn thơng Thời gian sống Giao thức Datagram người sử dụng Giao diện người sử dụngmạng Kết nối đường ảo Mạng cá nhân ảo Bộ ghép kênh xen/tách bước sóng Mạng diện rộng Bộ khuếch đại bước sóng Khối đấu chéo lựa chọn bước sóng vi Đồ án tốt nghiệp đại học Nguyễn Thế Cương, D2001VT Thuật ngữ viết tắt vii Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Xu hướng giao thức IP trở thành tầng hội tụ cho các dịch vụ viễn thơng ngày càng trở nên rõ ràng. Phía trên tầng IP, vẫn đang xuất hiện ngày càng nhiều các ứng dụng và dịch vụ dựa trên nền IP. Những ưu thế nổi trội của lưu lượng IP đang đặt ra vấn đề là các hoạt động thực tiễn kĩ thuật của hạ tầng mạng nên được tối ưu hố cho IP. Mặt khác, quang sợi, như một cơng nghệ phân tán, đang cách mạng hố ngành cơng nghiệp viễn thơng và cơng nghiệp mạng nhờ dung lượng mạng cực lớn mà nó cho phép, qua đó cho phép sự phát triển của mạng Internet thế hệ sau. Sử dụng cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM dựa trên nền mạng hiện tại sẽ có thể cho phép nâng cao đáng kể băng thơng mà vẫn duy trì được hiện trạng hoạt động của mạng. Nó cũng đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả về mặt chi phí cho các mạng đường dài Khi sự phát triển trên tồn thế giới của sợi quang và các cơng nghệ WDM, ví dụ như các hệ thống điều khiển và linh kiện WDM trở nên chín muồi, thì các mạng quang dựa trên WDM sẽ khơng chỉ được triển khai tại các đường trục mà còn trong các mạng nội thị, mạng vùng và mạng truy nhập. Các mạng quang WDM sẽ khơng còn là các các đường dẫn điểmđiểm, cung cấp các dịch vụ truyền dẫn vật lí nữa mà sẽ biến đổi lên một mức độ mềm dẻo mới. Tích hợp IP và WDM để truyền tải lưu lượng IP qua các mạng quang WDM sao cho hiệu quả đang trở thành một nhiệm vụ cấp thiết Khoá luận tốt nghiệp của em sẽ xem xét về IP trên nền các mạng quang WDM đặc biệt sẽ tập trung vào kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Khoá luận sẽ tập trung trình bày về các cơ chế cơ bản và kiến trúc phần cứng cũng như phần mềm để triển khai các mạng quang WDM cho phép truyền dẫn lưu lượng IP và sẽ gồm có bốn chương: Chương I: Tổng quan về IP/WDM. Chương này sẽ trình bày khái niệm mạng IP/WDM, đưa ra ba xu hướng chồng giao thức cho mạng này, các ưu nhược điểm của từng xu hướng. Lí do vì sao IP/WDM lại được chọn là giải pháp cho tương lai cũng sẽ được chỉ ra trong chương I Chương II: Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Chương II sẽ trình bày một số vấn đề chung trong kĩ thuật lưu lượng, khái niệm kĩ thuật lưu lượng Nguyễn Thế Cương, D2001VT Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu IP/WDM, hai phương pháp triển khai, mơ hình chức năng của kĩ thuật lưu lượng IP/WDM và kĩ thuật lưu lượng MPLS áp dụng cho IP/WDM Chương III: Tái cấu hình kĩ thuật lưu lượng IP/WDM Chương này sẽ tập trung đi sâu vào các vấn đề: tái cấu hình mơ hình ảo đường đi ngắn nhất, tái cấu hình cho mạng WDM chuyển mạch gói, mơ tả và thảo luận về một thuật tốn cụ thể cuối cùng dịch chuyển tái cấu hình đường đi ngắn nhất Chương IV: Phần mềm xử lí lưu lượng IP/WDM. Trong chương IV, các kiến trúc phần mềm cho các xu hướng kĩ thuật lưu lượng, chi tiết giao diện giữa điều khiển mạng và kĩ thuật lưu lượng, và giữa kĩ thuật lưu lượng IP và kĩ thuật lưu lượng WDM trong trường hợp kĩ thuật lưu lượng chồng lấn sẽ được trình bày. Mặc dù đã có nhiều cố gắng song do thời gian và trình độ có hạn nên khố luận này chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cơ và các bạn. Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo T.S Lê Ngọc Giao đã tạo mọi điều kiện và tận tình hướng dẫn em trong q trình thực hiện đồ án Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cơ trong khoa Viễn Thơng I đã giúp đỡ em trong thời gian qua Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân những người đã ln giúp đỡ, cổ vũ và kịp thời động viên tơi trong suốt thời gian qua Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Sinh viên Nguyễn Thế Cương Nguyễn Thế Cương, D2001VT Đồ án tốt nghiệp đại học Nguyễn Thế Cương, D2001VT Lời nói đầu ... Khố luận tốt nghiệp của em sẽ xem xét về IP trên nền các mạng quang WDM đặc biệt sẽ tập trung vào kĩ thuật lưu lượng IP/ WDM. Khố luận sẽ tập trung trình bày về các cơ chế cơ bản và kiến trúc phần cứng cũng như... IP/ WDM, hai phương pháp triển khai, mơ hình chức năng của kĩ thuật lưu lượng IP/ WDM và kĩ thuật lưu lượng MPLS áp dụng cho IP/ WDM Chương III: Tái cấu hình kĩ thuật lưu lượng IP/ WDM Chương này sẽ tập trung đi sâu vào các vấn đề: tái cấu hình mơ hình ảo ... 2.5 Mơ hình hố kĩ thuật lưu lượng IP/ WDM Như đã trình bày trên kĩ thuật lưu lượng trong các mạng IP/ WDM có thể thực hiện theo hai phương pháp: kĩ thuật chồng lấn và kĩ thuật tích hợp Với kĩ thuật lưu lượng IP/ WDM chồng lấn, mỗi tầng IP và WDM có một khối