Đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội [[ \\ - Nguyễn hữu kháng ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH NHN A GIAO THC luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngành: điện tử viễn thông NGI HNG DN : PGS TS NGUYỄN HỮU THANH Hµ néi - 2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC (Dùng cho học viên cao học) I Sơ lược lý lịch: Họ tên: Nguyễn Hữu Kháng Giới tính: Nam ảnh 4x6 Sinh ngày: 20 tháng 02 năm 1977 Nơi sinh (Tỉnh mới): Nghệ An Quê quán: xã Thanh tường, Thanh chương, Nghệ an Chức vụ: Chuyên viên Trung tâm tin học Đơn vị công tác: Viễn Thông Nghệ An Chỗ riêng địa liên lạc: Trung tâm tin học – Vễn Thông Nghệ an số Minh Khai - Vinh Điện thoại CQ: 0383594612 Điện thoại NR: 0388909909 Điện thoại di động: 09146066228 Fax: E-mail: khangnh.nan@vnpt.vn II Quá trình đào tạo: Trung học chuyên nghiệp (hoặc cao đẳng): - Hệ đào tạo(Chính quy, chức, chuyên tu) ….… Thời gian đào tạo: từ / đến …… - Trường đào tạo …… ……………… - Ngành học: ………… Bằng tốt nghiệp đạt loại … Đại học: - Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: từ năm 1996 đến năm 2001 - Trường đào tạo: Đại học Bách Khoa Hà Nội - Ngành học: Điện tử viễn thông Bằng tốt nghiệp đạt loại: Khá Thạc sĩ: - Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: từ Tháng 03 năm 2010 đến tháng 04 năm 2012 - Chuyên ngành học: Kỹ thuật điện tử viễn thông - Tên luận văn: Đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức - Người hướng dẫn Khoa học: Phó Giáo sư – Tiến sỹ Nguyễn Hữu Thanh Trình độ ngoại ngữ (Biết ngoại ngữ gì, mức độ nào): Tiếng Anh B1 Châu Âu III Q trình cơng tác chun mơn kể từ tốt nghiệp đại học: Thời gian Nơi công tác Từ năm 2001 đến VNPT Nghệ An Công việc đảm nhận Chun viên CNTT IV Các cơng trình khoa học công bố: Tôi cam đoan nội dung viết thật Ngày tháng năm 2012 NGƯỜI KHAI KÝ TÊN Nguyễn Hữu Kháng ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung đồ án khơng chép đồ án hay cơng trình nghiên cứu có từ trước Nếu vi phạm em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm     Hà Nội, ngày 20/3/2012 Học viên Nguyễn Hữu Kháng     ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS MỤC LỤC MỤC LỤC 1  TỪ VIẾT TẮT 4  DANH MỤC BẢNG BIỂU 6  DANH MỤC HÌNH VẼ 6  LỜI NÓI ĐẦU 9  CHƯƠNG I: 11  CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG 11  1.1.  Khái niệm chất lượng dịch vụ: 12  1.2.  Các thông số QoS: 14  1.2.1.  Băng thông 15  1.2.2.  Trễ 16  1.2.3.  Jitter (Biến động trễ) 17  1.2.4.  Mất gói 18  1.2.5.  Tính sẵn sàng (Độ tin cậy) 19  1.2.6.  Bảo mật: 20  1.3.  Yêu cầu QoS dịch vụ khác nhau: 21  1.3.1.  Ứng dụng E-mail, FTP: 21  1.3.2.  Ứng dụng Streaming, âm hình ảnh lưu trước: 22  1.3.3.  Ứng dụng Streaming cho âm thanh, hình ảnh sống 23  1.3.4.  Ứng dụng Hình ảnh âm tương tác thời gian thực 24  1.3.5.  Ví dụ điện thoại VOIP: 24  1.3.6.  Các lớp dịch vụ 34  1.4.  Một số kỹ thuật hỗ trợ chất lượng dịch vụ 36  CHƯƠNG II: 39  CÁC KỸ THUẬT ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 39  2.1.  Kỹ thuật đo lưu lượng mầu hóa lưu lượng 39  2.2.  Đánh dấu ba mầu tốc độ đơn 39  ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS 2.3.  Đánh dấu ba mầu hai tốc độ 42  2.4.  Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực 44  2.4.1.  Kỹ thuật loại bỏ gói ngẫu nhiên sớm RED 44  2.4.2.  Kỹ thuật loại bỏ gói sớm theo trọng số WRED 46  2.4.3.  Thông báo tắc nghẽn ECN 46  2.5.  Lập lịch gói: 47  2.5.1.  FIFO 48  2.5.2.  Hàng đợi ưu tiên PQ 49  2.5.3.  Hàng đợi công FQ 50  2.5.4.  Vòng quay trọng số Robin (WRR) 51  2.5.5.  Hàng đợi cơng có trọng số WFQ 53  2.5.6.  Hàng đợi cơng có trọng số dựa sở lớp (CB WFQ) 55  2.6.  Trafic Shaping 57  2.6.1.  Bộ định dạng lưu lượng thường 57  2.6.2.  Bộ định dạng lưu lượng gáo rò 58  CHƯƠNG 3: 61  CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP 61  3.1.  Các dịch vụ tích hợp 61  3.2.  Giao thức dành riêng tài nguyên (RSVP) 61  3.2.1.  Tổng quan RSVP 61  3.2.2.  Hoạt động RSVP 62  3.2.3.  Các kiểu RSVP dành riêng 63  3.2.4.  Các ví dụ IntSer 64  3.3.  Các dịch vụ phân biệt 68  3.3.1.  Tổng quan DiffServ 68  3.3.2.  Cấu trúc DiffServ 70  3.3.3.  Đánh dấu gói DiffServ 72  3.3.4.  Cư sử chặng (PHB) 75  ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS 3.3.5.  Ví dụ Differentiated Services 79  CHƯƠNG 4: 82  QoS TRONG GIAO THỨC CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS 82  4.1.  Cơ sở lý thuyết MPLS 82  4.1.1.  Sự chuyển tiếp gói IP thơng thường 82  4.1.2.  Các cải tiến MPLS 83  4.1.3.  Kiến trúc MPLS 84  4.2.  Mã hóa nhãn: 85  4.2.1.  MPLS shim header 85  4.2.2.  Mã hóa nhãn qua mạng ATM 86  4.3.  4.3.1.  Hoạt động MPLS 88  Ánh xạ nhãn 88  4.4.  Giải pháp cung cấp QoS MPLS 90  4.5.  Giải pháp định tuyến QoS 92  4.5.1.  Điều khiển gán nhãn độc lập theo yêu cầu 93  4.5.2.  Phát chống vòng lặp 94  4.5.3.  Các thuật toán định tuyến QoS MPLS 104  4.6.  Giải pháp báo hiệu đảm bảo QoS 106  4.6.1.  Mơ hình IntServ MPLS 106  4.6.2.  Mô hình DiffServ MPLS 113  KẾT LUẬN LUẬN VĂN 117  TÀI LIỆU THAM KHẢO 118            ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải nghĩa tiếng anh Giải nghĩa tiếng việt AF Assured Forwarding Chuyển tiếp đảm bảo AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi hoạt động ATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng BA Behavior Aggressive Kết hợp hành vi B-ISDN Broadband ISDN Mạng tích hợp dịch vụ băng rộng CBR Constant Bit Rate Tốc độ bít cố định CBS Committed Burst Size Kích thước bùng nổ cam kết CIR Committed Information Rate Tốc độ thông tin cam kết CoS Class of Service Lớp dịch vụ DiffServ Differential Service Dịch vụ phân biệt DLL Data Link Layer Lớp liên kết liệu DS Different Service Dịch vụ phân biệt DSCP Differential Service Code Point Điểm mã dịch vụ phân biệt ECN Explicit Congestion Notification Thông báo tắc nghẽn EF Expedited Forwarding Chuyển tiếp nhanh FIFO First In First Out Hàng đợi vào trước trước FQ Fair Queueing Hàng đợi ngang GoS Grade of Seviche Cấp độ dịch vụ IETF Internet Engineering Task Force Ủy ban kỹ thuật thực thi Internet IntServ Intergrated Service Dịch vụ tích hợp IPLR IP Loss Rate Tỷ lệ tổn thất gói tin IP IPTD IP Packet Transfer Delay Truyền tải gói tin IP IPER IP Error Rate Tỷ lệ lỗi gói tin IP ISO International Standard Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS ITU-T International Telecommunication Hiệp hội viễn thông quốc tế Union MF Multi Fields Phân loại đa đường MoS Mean of Score Giá trị trung bình MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NL Network Layer Lớp mạng NNI Network Node Interface Giao diện node mạng PBS Packet Burst Size Kích thước bùng nổ gói PHB Per Hop Behavior Hành vi PIR Peak Information Rate Tốc độ thông tin đỉnh PQ Priority Queueing Hàng đợi ưu tiên QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RED Random Early Discardin Loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên RFC Request For Comments Các yêu cầu cần trả lời RSVP Resource reservation protocol Giao thức dành trước tài nguyên RSVP-TE RSVP- Traffic Engineering RSVP- lưu lượng SLA Service Level Argreement Thoa thuận dịch vụ srTCM Single rate Three Color Marker Bộ đánh dấu màu tốc độ đơn TCA Traffic Conditioning Agreement Thỏa thuận điều kiện lưu lượng ToS Type of Service Kiểu dịch vụ trTCM Two rate Three Color Marker Bộ đánh dấu màu hai tốc độ WFQ Weighted Fair Queueing Hàng đợi cân trọng số WRED Weighted Random Early Discard Loại bỏ gói sớm theo trọng số WRR Weighted Round Robin Quay vòng theo trọng số ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Sáu thông số QoS .14  Bảng 1.2: Các ứng dụng yêu cầu chất lượng dịch vụ 34  Bảng 1.3 : Các mức chất lượng dịch vụ 35  Bảng 3.1: Các bit IP precedence 73  Bảng 3.2: Các thị hiệu .73  Bảng 3.3: Các khối giá trị DSCP 74  Bảng 3.4: Các DSCP AF 77  Bảng 4.1 : DiffServ PHB ánh xạ tới EXP .116  DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 (a) băng thông , (b) trễ 16 Hình 1.2: FTP truyền file hệ thống .22 Hình 1.3: Phân loại kỹ thuật sửa đổi liệu phía người gửi 28 Hình 1.4: Sửa đổi liệu sử dụng FEC 29 Hình 1.5: Sửa chữa sử dụng FEC phụ thuộc vào mơi trường 30 Hình 1.6: Các khối đan xen nhiều gói 32 Hình 1.7: Phân loại kỹ thuật che dấu lỗi 34 Hình 2.1: Khoảng thời gian đo CBS CIR 40 Hình 2.2a: Gáo C Gáo E chế độ mù màu 40 Hình 2.2b: srTCM chế độ mù màu 41 Hình 2.3: srTCM chế độ rõ mầu 42 Hình 2.4a: Gáo rị C P trTCM 43 Hình 2.4b: trTCM chế độ mù màu 43 Hình 2.5: Chế độ rõ mầu với trTCM 44 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý hoạt động RED 45 Hình 2.7: Hồ sơ RED 46 Hình 2.8: Khái niệm ECN 47 Hình 2.9: Biểu đồ khái niệm Lập lịch gói 48 ... chất lượng dịch vụ IP Chương 2: Các kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ Chương trình bày kỹ thuật, mơ hình để đảm bảo nâng cao chất lượng dịch vụ môi trường truyền Chương 3: Chất lượng dịch vụ. ..       10 ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS CHƯƠNG I: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG Nhập đề: Trong năm gần đây, tầm quan trọng công nghệ chất lượng dịch vụ (QoS) mạng truyền... rộng mạng khả cung cấp loại dịch vụ khác hạ tầng mạng Những nghiên cứu vào vấn đề mà mạng IP cần quan tâm đề đảm bảo chất lượng dịch vụ 1.1 Khái niệm chất lượng dịch vụ: Chất lượng dịch vụ vấn