Tổng quan về NGN và MPLS

Tổng quan về NGN và MPLS Tổng quan về NGN và MPLS Tổng quan về NGN và MPLS luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hµ néi - Luận văn thạc sỹ khoa học Tỉng quan vỊ ngn vµ mpls Ngµnh: kü tht viƠn thông Nguyễn đắc thắng Ngời hớng dẫn khoa học: TS Trần văn cúc Hà Nội 2006 Mở đầu Ngày trớc nhu cầu phát triển nhanh chóng mạng viễn thông đại, dịch vụ ngày nhiều, xu hớng tích hợp tất dịch vụ mạng dùng chung ngày rõ ràng Tốc độ hiệu suất thiết bị điện toán liên tục đợc nâng cao tiền đề cho trình hợp nói Xu hớng thực nhận thấy dễ dàng bên cạnh chúng ta, điện thoại di động, thiết bị thông tin quen thuộc, liên tục đợc bổ sung tính mới, tích hợp tính nhiều thiết bị thông tin giải trí khác Mạng viễn thông không nằm xu hớng Hiện nay, mà máy tính PC trở nên phổ biến, nhiều nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều dịch vụ tảng mạng Internet, có dịch vụ lấn sân nhà cung cấp dịch vụ viễn thông truyền thống (VoIP - thoại truyền thống, xDSL - kÕt nèi d÷ liƯu trun thèng dial-up, X25 ) Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cần phải nhanh chóng triển khai dịch muốn giữ vững vị trí Tuy nhiên, khó khăn nhà cung cấp dịch vụ phải vừa tiếp tục trì dịch vụ cũ vừa phải triển khai đợc dịch vụ với giá cạnh tranh đợc với nhà cung cấp dịch vụ Đó thực thách thức lớn Và mạng NGN giải pháp tốt cho thách thức thời điểm NGN - Next Generation Network cho phÐp triĨn khai hÇu nh− tất dịch vụ tảng mạng lới Mạng NGN xây dựng kết hợp với mạng có nhà cung cấp dịch vụ Điều cho phép nhà cung cấp dịch vụ tiết kiệm chi phí xây dựng vận hành mạng lới ë møc tèi thiĨu tr× cung cÊp dịch vụ có cho khách hàng cũ mà triển khai nhanh chóng dịch vụ Mạng NGN mạng hoàn toàn, công nghệ đời để tạo nên NGN, NGN đơn giản gắn kết công nghệ tiên tiến cách khéo léo với để đạt đợc mục đích cần đạt tới: cung cấp dịch vụ mạng NGN có mới, giao thức, chuẩn cho phép gắn kết công nghệ tiên tiến với tảng mạng Luận văn đợc thực nhằm cung cấp nhìn tổng quan mạng NGN, thành phần quan trọng mạng viễn thông, cho ngời làm việc ngành viễn thông mà không chuyên sâu mạng NGN Luận văn gồm hai phần chính: Phần I: Tổng quan mạng NGN - Đặc điểm mạng NGN, công nghệ sử dụng mạng NGN - Cấu trúc mạng NGN: Cấu trúc logic cấu tróc vËt lý cđa m¹ng NGN, kÕt nèi m¹ng lâi NGN với mạng viễn thông đợc khai thác - Báo hiệu chuyển mạch mạng NGN, thực dịch vụ sẵn có mạng NGN - Dịch vụ NGN, kiến trúc dịch vụ thiết bị cho dịch vụ NGN Phần II: Giao thức MPLS Phần điểm sơ công nghệ chuyển mạch gói sử dụng mạng NGN Trong tập trung chủ yếu vào tìm hiểu công nghệ MPLS, công nghệ chuyển mạch gói cung cấp nhiều cải tiến quan trọng việc nâng cao hiệu suất thiết bị chuyển mạch gói cho phép chuyển mạch tốc độ cao cung cấp đợc QoS MPLS hứa hẹn nhiều khả thay cho IP nhiều ứng dụng cung cấp cho khách hàng ứng viên công nghệ chuyển mạch gói mạng NGN Do dịch vụ đa dạng nhiều công nghệ công nghệ đại đợc đặt vào NGN nên rõ ràng luận văn sâu vào chi tiết, cụ thể thiết bị, giao thức mạng NGN Công nghệ đợc tìm hiểu sâu MPLS đợc ứng dụng mạng NGN Luận văn đợc trình bày với giả thiết kiến thức mạng viễn thông, công nghệ PDH, SDH, công nghệ ATM đ đợc cung cấp Kiến thức mạng IP, giao thức TCP/IP, giao thức định tuyến IP hệ thống báo hiệu SS7 mức độ tơng đối Các kiến thức không đợc trình bày lại Phần tài liệu tham khảo luận văn có tài liệu cung cấp kiến thức Do hạn chế thời gian nh kiến thức kinh nghiệm học viên, luận văn khó cã thĨ tr¸nh khái c¸c thiÕu sãt RÊt mong nhËn đợc góp ý thày cô bạn Mọi đóng góp xin gửi email: ndthangbk@yahoo.com Hà Nội, tháng 10 năm 2006 Học viên Nguyễn Đắc Thắng Lời cảm ơn Để luận văn đợc hoàn thành, xin gửi lời cảm ơn tới tất ngời xung quanh tôi: Cảm ơn gia đình tôi, nơi giành cho nguồn cổ vũ tinh thần lớn lao tình huống, lúc Cảm ơn bố mẹ đ cho niềm tin, chăm sóc cổ vũ bố mẹ dành cho để có đợc ngày hôm Cảm ơn thày giáo, Tiến sỹ Trần Văn Cúc, ngời không cung cấp cho tri thức khoa học cần thiết mà phơng pháp nghiên cứu, cách tiếp cận vấn đề tinh thần, thái độ làm việc Cảm ơn thày cô giáo công tác trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, bạn đồng học Những năm tháng học tập rèn luyện dới mái trờng đ giúp trởng thành đầy tự tin bớc vào đời với hành trang tri thức kỷ niệm không quên Cảm ơn bạn tôi, ngời cạnh giúp lúc khó khăn Cảm ơn bạn chuyên môn, cảm ơn anh/chị, bạn đồng nghiệp công tác VinaPhone đ giúp nhiều tài liệu kiến thức Mục lục Danh mục tõ viÕt t¾t Danh mục hình vẽ Chơng I Chơng Mở đầu I.1 S¬ bé mạng viễn thông I.2 Mạng viễn thông I.3 Đặc điểm mạng viễn thông xu hớng phát triển dịch vụ 10 phần I mạng NGN - Mạng lõi đa dịch vụ tốc độ cao Chơng II Mạng viễn thông hệ - NGN 13 II.1 Bốn đặc ®iĨm chÝnh cđa m¹ng NGN 14 II.1.1 Nền tảng mạng hệ thống mạng më 14 II.1.2 DÞch vụ độc lập với mạng lới 14 II.1.3 Mạng NGN chuyển mạch gãi, dùa trªn mét giao thøc thèng nhÊt 15 II.1.4 Có dung lợng cao ngày tăng, tính thích ứng ngày tăng, có đủ dung lợng để đáp ứng nhu cầu 15 II.2 Công nghệ dùng mạng NGN 15 II.2.1 C«ng nghƯ trun dÉn 15 II.2.2 Công nghệ chuyển mạch 16 II.2.3 Công nghệ mạng truy nhËp 18 II.3 Các vấn đề cần quan tâm phát triển m¹ng NGN 18 II.4 KÕt luËn 19 Chơng III Cấu trúc mạng ngn 20 III.1 CÊu tróc logic m¹ng NGN 21 III.1.1 Líp trun dÉn vµ truy nhËp 23 III.1.1.1 PhÇn trun dÉn 23 III.1.1.2 PhÇn truy nhËp 24 III.1.2 Líp trun th«ng 24 III.1.3 Líp ®iỊu khiĨn 25 III.1.4 Líp øng dơng 26 III.1.5 Líp qu¶n lý 26 III.2 CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN 28 III.2.1 CÊu tróc vËt lý m¹ng NGN 28 III.2.2 Các thành phần mạng chức 29 III.2.2.1 Media gateway 29 III.2.2.2 Media Gateway Controller 30 III.2.2.3 Signalling Gateway 31 III.2.2.4 Media Server 32 III.2.2.5 Application Server/ Feature Server 32 III.3 KÕt luËn 33 Ch−¬ng IV Chuyển mạch báo hiệu NGN 34 IV.1 Softswitch 34 IV.1.1 Kh¸i niƯm Softswitch 34 IV.1.2 Vị trí Softswitch mô hình NGN 36 IV.1.3 Thành phần Softswitch 36 IV.1.4 Media Gateway Controller 37 IV.2 Các giao thức hoạt động Softswitch 39 IV.2.1 SIP (Session Initiation Protocol) 40 IV.2.2 H.323 41 IV.2.3 MGCP(Media Gateway Controller Protocol) 43 IV.2.4 SIGTRAN 44 IV.2.4.1 SCTP 44 IV.2.4.2 M2UA (MTP2 User Adaptation) 45 IV.2.4.3 M3UA (MTP3 User Adatation) 45 IV.2.4.4 SUA (SCCP User Adatation) 46 IV.2.5 RTP (Realtime Transport Protocol) 46 IV.3 Xư lý cc gäi t¹i MGC 46 IV.4 KÕt luËn 48 Chơng V dịch vụ trªn ngn 50 V.1 Các dịch vụ NGN 50 V.2 Xu h−íng dÞch vơ trªn NGN 51 V.3 CÊu tróc líp dÞch vơ cđa NGN 52 V.4 Bảo mật mạng NGN 53 phần II chuyển mạch nh n đa giao thức MPLS phơng thức chuyển tiếp gói tin tốc độ cao, đảm bảo qos Chơng VI Các giải pháp cung cấp QOS cho mạng IP 56 VI.1 IP 56 VI.2 IntServ DiffServ 58 VI.3 IP over ATM 59 VI.4 MPLS 61 Ch−¬ng VII Kü thuËt MPLS 64 VII.1 Một số khái niệm b¶n 64 VII.2 Hai chế độ hoạt động MPLS 66 VII.2.1 ChÕ ®é khung 66 VII.2.2 ChÕ ®é gãi 67 VII.3 §iỊu khiĨn độc lập điều khiển 68 VII.4 Phát ngăn chặn vòng lỈp 69 VII.5 Ph©n phèi nh n sư dơng LDP 70 VII.5.1 Phát LSR lân cËn 71 VII.5.2 Đảm bảo độ tin cậy 72 VII.5.3 Các tin LDP 73 VII.5.4 Các chế độ phân phát nh n 74 VII.6 Định tuyến có điều kiện ràng buộc 75 VII.7 KÕt luËn 76 KÕt luËn .77 Tài liệu tham khảo Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội -3- Luận văn thạc sỹ Danh mục chữ viết tắt Dới danh mục từ viết tắt đợc sử dụng luận văn với tên chuẩn ý nghĩa chúng Cách dịch nghĩa Tiếng Việt thiên nêu bật đợc vai trò, ý nghĩa từ viết tắt nên không sát với nghĩa dịch từ Tiếng Anh AD Analog to Digital API AS Application Programmable Interface Application Server CGI Common Gateway Interface Codec Code and Decode CPE Customer Premise Equipment DNS Domain Name Server DSp Digital Signal Processing DTMF Dual Tone Multi-Frequency FEC Forwarding Equivalence Class FS Feature Server Lớp/Loại chuyển tiếp tơng đơng Máy chủ đăc tính GK Gatekeeper Thiết bị quản lý vùng IETF Internet Engineering Task Force IP Internet Protocol ISP Internet Service Provider LDP Label Distribution Protocol Nguyễn Đắc Thắng Chuyển đổi tơng tự sang số Giao diện ứng dụng lập trình đợc Máy chủ ứng dụng Giao diện thiết bị cổng chung Bộ m hõa giải m (thoại video) Thiết bị đầu cuối phía khách hàng Máy chủ tên miền (Quá trình/thiết bị) Xử lý tín hiệu số M âm đa tần Nhà cung cấp dịch vụ Internet Giao thức phân phát Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 64 - Luận văn thạc sỹ Chơng VII Kỹ thuật MPLS VII.1 Một số khái niệm NhÃn: Label Nh n thực thể độ dài ngắn cố định, cấu trúc bên Các nút mạng đờng gói tin định chuyển tiếp gói tin dựa vào nh n Quyết định chuyển tiếp gói tin phụ thuộc vào nh n mà không phụ thuộc vào thành phần khác header gói tin Nh n đợc gán vào gói tin cụ thể đại diện cho FEC (Forwarding Equivalence Classes) mà gói tin đợc ấn định Dạng nh n phụ thuộc vào phơng tiện truyền mà gói tin đợc bọc Ví dụ gói ATM sử dụng giá trị VPI/VCI lµm nh n, FR sư dơng DLCI lµm nh n Đối với phơng thức gốc cấu trúc nh n, đoạn đệm đợc chèn thêm để sư dơng cho nh n Nh n ®êi sÏ làm giảm phức tạp mạng lõi, định phức tạp nh xác định gói tin thuộc dịch vụ nào, lớp mạng chí dịch vụ đợc giải biên mạng, nút lõi mạng đơn giản chuyÓn tiÕp gãi tin dùa theo nh n header mà FEC: Forwarding Equivalence Classes FEC dùng để nhóm gói tin đợc đối xử nh MPLS Trong trờng hợp đơn giản FEC tơng đơng với một/một vài địa lớp mạng Tuy nhiên, FEC nhìn chung đợc định nghĩa địa đích, thông số liên quan đến chất lợng dịch vụ đợc đòi hỏi, địa nguồn Ví dụ nh VoIP chất lợng thấp, khoảng cách ngắn đợc gán FEC, VoIP chất lợng cao đợc gán FEC khác, luồng ứng dụng HDTV đợc gán FEC khác Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 65 - Luận văn thạc sỹ LSR: Label Switching Router Đây thành phần quan trọng MPLS LSR thiết bị router switch sử dụng mạng MPLS thực thủ tục phân phối nh n có khả chuyển tiếp gói tin Có loại LSR: Edge-LSR, ATMLSR vµ ATM Edge LSR Edge LSR lµ mét bé định tuyến thực việc gán nh n cho gói tin từ mạng vào mạng MPLS (MPLS Domain) gỡ bỏ nh n gói tin khỏi mạng MPLS Mọi thiết bị LSR mạng MPLS có thiết bị cạnh MPLS đơng nhiên Edge LSR ATM LSR LSR dựa thiết bị ATM Một LSR có kết nối tới ATM LSR đợc gọi ATM Edge LSR Bảng chuyển mạch chuyển tiếp nhÃn: Label Switching Forwarding Table Là bảng chứa thông tin chuyển tiếp gói tin: thông tin nh n vào, nh n ra, giao diện ra, địa điểm Đờng chuyển mạch nhÃn: Label Switching Path (LSP) Là đờng/tuyến tạo từ đầu vào tới đầu mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói tin FEC Cơ sở liệu nhÃn: Label Information Base (LIB) Chứa tất nh n đầu vào LSR từ LSR lân cận với chuyển đổi nh n đợc gán cho gãi tin cđa LSR nµy Chång nh·n: Label Stack Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 66 - Luận văn thạc sỹ Một tập hợp có thứ tự nh n đợc gói chồng Label Stack cho phép hỗ trợ định tuyến phân cấp ghép nhiều LSP vào LSP VII.2 Hai chế độ hoạt động MPLS MPLS hoạt động hai chế độ: chế độ khung chế độ gói (frame-mode and cell-mode) VII.2.1 Chế độ khung Chế độ khung đợc sử dụng router truyền thống Trong chế gõi tin đợc gán thêm nh n vào phần đầu để làm sở chuyển tiếp gói tin Trong chế độ này, edge LSR nhận gói tin, phân loại gói tin vào FEC, tiến hành gán nh n chuyển tiếp gói tin tới đích, hình 7.1 Hình 7.1 Chế độ hoạt động khung MPLS Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 67 - Luận văn thạc sỹ VII.2.2 Chế độ gói Chế độ đợc định nghĩa cho phép chuyển mạch ATM dễ dàng chuyển thành nút chuyển mạch MPLS, nút ATM trao đổi thông tin qua kênh ảo ATM tổng đài ATM biết chuyển đổi VC giao diện vào thành VC giao diện kiểm tra nh n hay địa lớp khác Cơ chế thực thi MPLS qua ATM phải đẩm bảo yêu cầu nh sau: - Các gói IP thành phần điều khiển trao đổi trực tiếp qua giao diện ATM nên cần kênh ảo thiết lập nút ATMLSR để trao đổi thông tin điều khiển - Nh n chồng nh n MPLS phải VPI/VCI - Các thủ tục gán nh n phân phối nh n phải đợc sửa đổi để tổng đài ATM kiểm tra địa lớp Các gói tin vào vùng mạng MPLS ATM (ATM segments) đợc gắn thêm chồng nh n vào đầu gói tin phần đuôi AAL5 vào phần sau để tạo thành gói tin AAL5, sau đợc phân mảnh thành ATMcell, ATM-cell có chứa VPI/VCI (đợc tìm từ LIB ATM LSR) chuyển vào truyền mạng ATM Tại LSR cuối vùng mạng ATM LSR, ATM cell đợc loại bỏ VPI/VCI ghép lại thành gói tin trớc chun tiÕp tíi LSR tiÕp theo Nh− vËy, miỊn ATM LSR, nh n đỉnh chồng nh n hoằn toàn không đợc chuyển đổi mà chồng nh n MPLS đợc bổ sung thêm nh n VPI/VCI chuyển tiếp nh n Việc không sử dụng đến nh n đỉnh cho phép nhiều FEC đợc route giống miền ATM dùng chung VC giúp giảm số lợng VC cần thiết xuống đáng kể, số VC miền ATM tài nguyên khan Tuy nhiên, Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 68 - Luận văn thạc sỹ việc ghép luồng vào chung VC gây tợng xen kẽ tế bào, không phân biệt đợc tế bào thuộc luồng Để tránh tợng này, ngời ta cần có thay đổi chút tổng đài ATM cách mở rộng đệm đệm lại hết cell luồng liệu đến nhận đợc cell có bit kết thúc gói tin gửi toàn cell lên VC để chuyển Tất nhiên, lúc đệm phải tăng lên phải trả giá việc tăng thời gian trễ đệm VII.3 Điều khiển độc lập điều khiển Khi chuyển mạch nh n đợc sử dụng để hỗ trợ định tuyến dựa vào điểm đích LSR phải định ®éc lËp ®Ĩ Ên ®Þnh mét nh n cho mét FEC để thông báo việc ấn định cho nút Theo cách này, thiết lập LSP theo thông tin định tuyến đợc thực gần nh lËp tøc C¸c LSR g¸n nh n mét c¸ch độc lập thông báo cho biết để LSR tiến hành thay đổi nh n cho thích hợp Một lựa chọn khác thay cho điều khiển LSP độc lập điều khiển Trong phơng pháp này, việc ấn định nh n đợc tiến hành theo thứ tự từ đầu cuối LSP tới đầu cuối Dới điều khiển tuần tự, trình thiết lập LSP đợc khởi tạo đầu vào đầu LSP Một LSR biết đầu cho mét FEC cho tr−íc nÕu nót tiÕp theo cđa nã cho FEC LSR Khi ấn định nh n cho FEC thông báo ấn định cho LSR kế tiÕp BÊt kú nót kÕ tiÕp nµo tin r»ng LSR đầu nút cho FEC tiến hành gán nh n cho FEC thông báo cho nút biết, trình cø tiÕp tơc nh− vËy C¸ch thiÕt lËp LSP nh− đ nêu thiết lập LSR từ đầu lần lợt tới đầu vào LSP Tại lại phải xây dựng hai phơng pháp điều khiển thiết lập LSP? Đơn giản phơng pháp có u nhợc điểm chúng Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 69 - Luận văn thạc sỹ Phơng pháp giúp ngăn chặn đợc vòng lặp nhng thiết lập LSP chậm, phơng pháp điều khiển độc lập cho phÐp thiÕt lËp LSP rÊt nhanh Mét −u ®iĨm điều khiển khả thiết lập LSP xác Nếu LSR bị config sai, trờng hợp điều khiển độc lập, khiến cho cách phân loại gói tin vào FEC LSR khác khác Lúc này, gói tin không đợc chuyển đến đích xác VII.4 Phát ngăn chặn vòng lặp Các vòng lặp tạm thời vấn đề phải đợc giải môi trờng chuyển mạch nh n Các giao thức định tuyến IP cố gắng thiết lập đờng không lặp nhng tránh đợc vòng lặp số trờng hợp định, đặc biệt có router bị hỏng bảng định tuyến router trạng thái xây dựng lại, cha ổn định Và IP tiến hành hai phơng pháp: ngăn chặn vòng lặp trớc gửi gói tin lên (bằng tính toán giao thức định tuyến) giảm tác động vòn lặp (sử dụng trờng TTL) Trong chế độ khung, MPLS làm thực theo phơng pháp mạng IP sử dụng Các gói tin đợc gắn nh n MPLS mang theo trờng TTL hoạt động tơng tự nh IP TTL phép loại bỏ gói tin bị rơi vào vòng lặp Tuy nhiên kết nối ATM, việc dùng trờng TTL thực đợc Phân đoạn mạng có kết nối kiến trúc MPLS đợc gọi phân đoạn TTL (non-TTL segments) Trong trờng hợp non-TTL, phơng pháp đợc đề xuất nhng chuẩn hoá MPLS sử dụng đệm để làm giảm vòng lặp Đó tổng đài ATM chØ cho phÐp mét VC sư dơng mét bé ®Ưm có giới hạn Trong trờng hợp ATM LSR có gói tin bị lặp, dung lợng sử dụng cho gói tin bị lặp bị giới hạn, ATM LSR trao đổi gói tin để cập nhật Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 70 - Luận văn thạc sỹ lại thông tin định tuyến loại bỏ vòng lặp Thậm chí trờng hợp xấu config sai loại bỏ đợc vòng lặp, nhng gói tin thuộc FEC khác đợc chuyển tiếp bình thờng Một giải pháp khác đợc đề xuất nhng không thành phần chuẩn hoá MPLS để phát vòng lặp vector đờng Theo phơng pháp này, trao đổi tin LABEL REQUEST LABEL MAPPING LSR gửi kèm theo danh sách LSR mà tin đợc truyền qua, danh sách gọi vector đờng Nếu vòng lặp xảy LSR thấy địa vector đợc kèm theo yêu cầu LSR tiến hành bớc để loại bỏ vòng lặp Và phơng pháp đợc MPLS chuẩn hoá nhng cha đa vào thành phần bắt buộc thực Đó phơng pháp colored threads Phơng pháp yêu cầu phải sử dụng điều khiển LSP Nội dung phơng pháp tựa nh kẻ đờng màu qua LSR Nếu có vòng lặp LSR ta thấy lại màu đ thấy trớc Lúc LSP phải đợc thiết lập lại có thay đổi để phá vỡ vòng lặp Về t tởng phơng pháp colored threads giống nh phơng pháp vector đờng Tuy nhiên, có khác biệt quan trọng trình thực hai phơng pháp: vector đờng trở nên to qua nhiều LSR, thông tin truyền lu trữ m màu colored threads không đổi theo độ dài LSP VII.5 Phân phèi nh·n sư dơng LDP Tiªu chn kÜ tht LDP sản phẩm nhóm thiết kế đại diện cho nhiều nhà cung cấp đợc thành lập sau hội nghị lần hai nhóm làm việc MPLS LDP có đặc điểm sau: - Cung cấp chế "phát hiện" LSR cho phép LSR ngang hàng tìm thấy thiết lập liên lạc Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 71 - Luận văn thạc sỹ - Định nghĩa loại tin: ã Các tin DISCOVERY ã Các tin ADJACENCY, giải khởi tạo, trì ngắt phiên làm việc LSR ã Các tin LABEL ADVERTISEMENT, giải việc thông báo, yêu cầu, rút lại phát nh n ã Các tin NOTIFICATION, sử dụng để cung cấp thông tin cố vấn báo lỗi - Chạy TCP để đảm bảo chuyển tin cách tin cậy (ngoại trừ tin DISCOVERY chạy UDP) - Đợc thiết kế để dễ dàng mở rộng, sử dụng tin tập hợp đối tợng đợc m ho TLV (type, length, value) M hoá TLV: đối tợng chứa trờng type biết loại đối tợng (ví dụ liên kết nh n), trờng độ dài cho biết đối tợng dài bao nhiêu, trờng giá trị có ý nghĩa tuỳ thuộc vào loại đối tợng Các tính đợc thêm vào với định nghĩa loại Hai trờng đầu có độ dài cố định phần đầu đối tợng, điều khiến cho thao tác dễ dàng bỏ qua loại đối tợng nh không nhận đối tợng gì.Trờng giá trị đối tợng chứa thêm nhiều đối tợng đợc m hoá TLV VII.5.1 Phát LSR lân cận Giao thức phát LDP chạy UDP Một LSR định kỳ phát multicast tin HELLO tới cổng UDP thông dụng nhóm multicast Tất LSR lắng nghe cổng UDP để tìm tin HELLO Do đó, số LSR tìm hiểu LSR khác mà có kết nối trực tiếp tới Khi LSR biết địa LSR khác chế nã thiÕt lËp mét kÕt nèi TCP tíi LSR ®ã Lúc phiên làm việc LDP có Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 72 - Luận văn thạc sỹ thể đợc thiết lập hai LSR Một phiên làm việc LDP song hớng, LSR đầu cuối kết nối thông báo yêu cầu liên kết tới/từ thiết bị ngang hàng đầu cuối bên kết nối Một chế ph¸t hiƯn kh¸c cho phÐp c¸c LSR ph¸t hiƯn chúng không kết nối trực tiếp tới phân mạng chung Trong trờng hợp LSR định kỳ phát rộng tin HELLO tới cổng thông dụng UDP địa cụ thể mà địa phải biết thông qua chế khác (ví dụ thông qua lập cấu hình) Thiết bị nhận tin trả lời tin HELLO khác phát unicast trở lại cho LSR ban đầu, sau phiên làm việc đợc thiết lập nh trớc Một trờng hợp điển hình cho ích lợi chế phát LSP điều khiển lu lợng đợc cấu hình hai LSR, cần phải gửi gói tin đ đợc đóng gói qua LSP Trong trờng hợp LSR đầu LSP cần biết nh n cần đa vào gói tin để gửi tới LSR đầu cuối LSP VII.5.2 Đảm bảo độ tin cậy Rõ ràng có nhu cầu độ tin cậy truyền thông tin phân phối nh n: liên kết nh n yêu cầu cho liên kết không đợc chuyển cách tin cậy, lu lợng đợc chuyển mạch nh n phải đợc xử lý xử lý điều khiển bị huỷ Ví dụ dễ thấy thứ tự tin đợc vận chuyển quan trọng: Một tin liên kết theo sau yêu cầu rút lại liên kết dó, có ảnh hởng khác tin bị nhận theo thứ tự ngợc lại Do vấn đề có sử dụng TCP ®Ó cung cÊp vËn chuyÓn tin cËy, cã thø tù không xây dựng chế vận chuyển tin cậy (quản lý truyền trễ, gói, truyền lại ) vào hẳn LDP Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 73 - Luận văn thạc sỹ Xây dựng chế tin cậy vào LDP cịng cã −u ®iĨm, ®ã −u ®iĨm râ ràng TCP cung cấp nhiều tính đảm bảo tin cậy khắt khe LDP cần Cuối LDP đ thực TCP VII.5.3 Các tin LDP LDP định nghĩa loại tin nh đ trình bày Các tin đợc sử dụng nhiều là: o INITIALIZATION o KEEPALIVE o LABEL MAPPING o LABEL WITHDRAWAL o LABEL RELEASE o LABEL REQUEST o LABEL REQUEST ABORT INITIALIZATION đợc gửi bắt đầu phiên làm việc LDP phép hai LSR thoả thuận tham số cho phiên làm việc bao gồm: Chế độ cấp phát nh n, giá trị đếm thời gian, phạm vi nh n sử dụng kết nối hai LSR Cả hai LSR trả lời tin KEEPALIVE nh thông số chấp nhận đợc Nếu có tham số không đợc chấp nhận LSR trả lời thông báo lỗi, việc khởi tạo phiên làm việc bị huỷ hỏ Bản tin KEEPALIVE đợc gửi định kì tin khác để đảm bảo LDP ngang hàng biết đầu hoạt động tốt Nếu không thấy tin KEEPALIVE số tin LDP khác qu ng thời gian tơng ứng LSR kết luận đầu kết nối tới đ bị hỏng huỷ bỏ phiên làm việc Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 74 - Luận văn thạc sỹ Bản tin LABEL MAPPING quan trọng việc phân phát nh n Đây tin đợc sử dụng để thông báo ánh xạ (mapping) FEC nh n Bản tin LABEL WITHDRAWAL đợc dùng để thu hồi ánh xạ đợc thông báo trớc Có nhiều lý việc thu hồi này: có thay đổi định tuyến với FEC đó, thay đổi cấu hình LSR làm ngừng chuyển tiếp gói tin thuộc FEC Bản tin LABEL RELEASE đợc sử dụng LSR trớc nhận đợc ánh xạ nh n-FEC không cần ánh xạ nữa: vÝ dơ mét LSR ph¸t hiƯn r»ng nã đ xác nhầm nút cho FEC Trong chế độ hoạt động downstream-on-demand, LSR yêu cầu liên kết nh n từ nút lân cËn tiÕp theo (downstream-neigbours) b»ng b¶n tin LABEL REQUEST NÕu tin LABEL REQUEST cần đợc huỷ trớc đợc trả lời LSR phát tin huỷ bỏ yêu cầu tin LABEL REQUEST ABORT VII.5.4 Các chế độ phân phát nhÃn Trong LDP có hai phơng pháp phân phát nh n: unsoliciteddownstream downstream-on-demand Downstream-on-demand đợc dùng cho LSP chặng (hop-byhop LSP) Downstream-on-demand cho phép LSR yêu cầu liên kÕt nh n cho mét FEC thĨ tõ nót kÕ tiÕp sau cđa nã(tÝnh theo chiỊu cđa LSP) Unsolicited-downstream đợc sử dụng LSR muốn chuyển liên kết nh n tới nút lân cận ngang hàng với chúng không yêu cầu liên kết Tại LSR có hai phơng án xử lý với nh n mà LSR nhận đợc Tơng ứng hai chế độ hoạt động LSR để trì nh n: chế độ thận Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 75 - Luận văn thạc sỹ trọng chế độ tiên tiến Trong chế độ thận trọng: LSR loại bỏ liên kết nh n mà không sử dụng tới trong chế độ tiên tiến: LSR giữ lại liên kết nh n mà nhận đợc Lợi ích chế độ tiên tiến định tuyến lại nhanh, giá chế độ l ng phí tài nguyên nh n Ví dụ: LSR1 nhận đợc báo hiệu từ LSR2 liên kết nh n FEC, nhng LSR1 lại xác định thấy LSP không qua LSR2, chế độ tiên tiến, liên kết nh n đợc giữ lại, có thay đổi định tuyến, LSR1 nhanh chóng, dễ dàng dùng LSR2 làm nút cho FEC đ đợc chọn VII.6 Định tuyến có điều kiện ràng buộc Bài toán đặt chọn đờng từ nút tới nút khác mà tuyến đờng đợc chọn không đợc vi phạm điều kiện ràng buộc tối u với tham số Sau đ thiết lập đợc đờng định tuyến có điều kiện ràng buộc phải thiết lập, trì truyền thông tin trạng thái dọc theo đờng kết nối Định tuyến có điều kiện ràng buộc giúp ta tìm đợc đờng có tham số hoạt động định Ví dụ: tìm đờng có độ rộng băng thông định đó, thuật toán cho ta đờng mà kết nối dọc theo đờng có độ rộng băng tần khả dụng thoả m n điều kiện ta yêu cầu Một ứng dụng định tuyến có điều kiện ràng buộc là: ngăn số loại lu lợng không đợc số kết nối định, bắt buộc loại lu lợng số kênh cụ thể mà Rõ ràng định tuyến có điều kiện ràng buộc thực đợc với định tuyến IP truyền thống Có nhiều nguyên nhân việc không thực đợc nhng quan trọng là: định tuyến có điều kiện điều kiện đợc xác định nguồn phát liệu, việc định tuyến phải xuất phát từ Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 76 - Luận văn thạc sỹ nguồn, IP việc định tyến đợc hình thành nhờ tham gia tất router dọc theo tuyến đờng gói tin Với MPLS, định tuyến có điều kiện ràng buộc hoàn toàn thực đợc Bởi LSP đợc thiết lập việc định tuyến, gán FEC với LSP, hoàn toàn phụ thuộc vào LSR đầu tiên, LSR đảm bảo gói tin theo LSP đ thiÕt lËp VII.7 KÕt ln MPLS thùc cịng kh«ng phải công nghệ hoàn toàn MPLS kết hợp công nghệ chuyển mạch gói phỉ biÕn hiƯn t¹o mét m¹ng chun m¹ch hiệu cao, đảm bảo QoS theo yêu cầu, có chế định tuyến linh hoạt, đợc coi mạng chuyển mạch gói tiên tiến Trong kỹ thuật MPLS, phần đề cập tới QoS, nhiên, cách thức thực chuyển tiếp gói tin MPLS tảng đảm bảo QoS Bởi QoS yêu cầu đặt từ đầu trình xây dựng MPLS Với cách thức chuyển tiếp gói tin nh MPLS định nghĩa, đa số trờng hợp, gói tin dòng liệu đờng có băng thông đảm bảo theo yêu cầu, với thời gian trễ gần nh không đổi, thứ tự gói không bị xáo trộn Đó tham số quan trọng định QoS Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội - 77 - Luận văn thạc sỹ Kết luận Luận văn đợc hoàn thành cung cấp nhìn tổng quan mạng NGN Luận văn không sâu vào khía cạnh công nghệ cụ thể nhà sản xuất thiết bị, giúp ngời làm việc lĩnh vực viễn thông nhanh chóng nắm bắt đợc mạng NGN Luận văn đợc thực từ tổng hợp công nghệ đ đợc triển khai thành thiết bị Việc tổng hợp thông tin, cấu trúc, cách hoạt động thiết bị thành cách nghĩ, cách giải vấn đề mạng NGN điều luận văn muốn trình bày Xuất phát từ cách giải vấn đề trớc sâu vào kỹ thuật, giao thức cụ thể giúp cho việc sâu tìm hiểu cách dễ dàng mà không bị lạc lối, không bị tổng thể Nguyễn Đắc Thắng Lớp ĐTVT 2004-2006 Tài liệu tham khảo Azhar Sayeed, Monique Morrow, MPLS and Next Generation Network: Foundations for NGN and Enterprise Virtuallization, 2005 draff copy Bruce Davie, Yakov Rekhter (2000), MPLS Technology and Application, Academic Press David E.McDysan, Darren L Spohn (1998), Hand on ATM, McGraw-Hill Jim Guichard, Ivan Peln jak (2001), MPLS and VPN Architectures, Cisco Press Neill Wilkinson (2002), Next Generation Network Services: Technologies and Strategy, John Wiley Tim Parker (1996), Teaching yourself TCPIP in 24 hours, SAM publishing Cisco, CCIE Study Directory Ericsson, Ericsson Review – ENGINE Next Generation Network Solution Siemens(2003), SURPASS Solution and Product Introduction IETF RFC, SIP: Session Initiation Protocol, 2002 draff copy Siemens(2001), Next Generation Network the Siemens Solution http://www.itu.org http://www.ietf.org ... cấp nhìn tổng quan mạng NGN, thành phần quan trọng mạng viễn thông, cho ngời làm việc ngành viễn thông mà không chuyên sâu mạng NGN Luận văn gồm hai phần chính: Phần I: Tổng quan mạng NGN - Đặc... mạng NGN - Dịch vụ NGN, kiến trúc dịch vụ thiết bị cho dịch vụ NGN Phần II: Giao thức MPLS Phần điểm sơ công nghệ chuyển mạch gói sử dụng mạng NGN Trong tập trung chủ yếu vào tìm hiểu công nghệ MPLS, ... Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt tổng đài giang cấp Các đầu cuối, gọi thuê bao, đợc kết nối vào tổng đài nội hạt Các tổng đài nội hạt đợc kết nối vào tổng đài giang để hình thành