Tối ưu mạng thông tin quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  PHẠM THẾ QUYỀN TỐI ƯU MẠNG THÔNG TIN QUANG Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN XUÂN DŨNG Hà Nội – Năm 2014 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN PHẦN MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: MẠNG THÔNG TIN QUANG VỚI CÔNG NGHỆ GMPLS 13 1.1Giới thiệu công nghệ GMPLS 13 1.1.1.Lịch sử phát triển GMPLS 13 1.1.2.Ưu điểm GMPLS 13 1.1.2.1 Kỹ thuật lưu lượng 13 1.1.2.3.Thực kỹ thuật lưu lượng đa lớp 14 1.2 Công nghệ chuyển mạch nhãn 14 1.3 Khái niệm hoạt động GMPLS 15 1.3.1 Khái niệm chung 15 1.3.2 Mặt phẳng liệu mặt phẳng điều khiển 21 1.3.3.Nhãn 23 1.3.4 Băng thông 24 1.3.5 Truyền dẫn đa giao thức hệ thống phân cấp 25 CHƯƠNG 2: CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG GMPLS 26 2.1.Giới thiệu mơ hình hoạt động mạng GMPLS 26 2.1.1.Mơ hình ngang hàng 26 2.1.2.Mơ hình lớp phủ 27 2.2.Giao thức định tuyến 28 2.2.1.OSPF mở rộng 28 2.2.2.Quảng bá liên kết TE 29 2.3.Giao thức báo hiệu 33 2.3.1.RSVP-TE mở rộng 33 2.3.2.Yêu cầu nhãn tổng quát 34 2.3.3.Báo hiệu đường truyền hai chiều 38 2.3.4.Thiết lập nhãn 39 2.3.5.Cấu trúc tín hiệu 41 2.4 Giao thức quản lý liên kết 43 2.4.1.Các loại liên kết liệu 43 2.4.2 Các chức LMP 45 2.5 Kết luận chương 50 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG GMPLS 51 3.1.Tổng quan 51 3.2.Tô pô mạng ảo điều khiển phân tán 51 3.2.1.Thiết kế tô pô mạng ảo 51 3.2.2.Giải pháp cấu hình lại tô pô mạng ảo theo tải lưu lượng động đề xuất sau: 52 3.2.2.Mạng điều khiển phân tán 53 3.2.3.Thiết kế giao thức 60 3.2.4 Đánh giá hiệu suất tô pô mạng ảo điều khiển phân tán 64 3.3.Mạng GMPLS đa lớp mở rộng 72 3.3.1 Giới hạn mở rộng mạng GMPLS 72 3.3.2.Mạng đám mây định tuyến phân cấp 75 3.4.Mạng định tuyến bước sóng 78 3.4.1.Định tuyến gán bước sóng 78 3.4.2.Mạng chuyển đổi bước sóng động điều khiển phân tán DDWC 80 3.5 Định tuyến MPLSquang 85 3.5.1.Mạng quang tích hợp IP 85 3.5.2 Router HIKARI 86 3.5.3.Cấu hình bảo vệ mạng quang 91 3.5.4 Biểu diễn định tuyến HIKARI 93 3.6.Kết luận chương 94 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG GMPLS CHO MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 96 4.1 Công nghệ mạng NGN 96 4.2 Lợi ích sử dụng GMPLS TRONG NGN 97 4.3 Các mơ hình triển khai mạng GMPLS 101 4.3.1.Phương án triển khai mạng GMPLS theo mơ hình chồng lấn 101 4.3.2.Phương án triển khai mạng GMPLS theo mơ hình ngang hàng 103 4.3.3.Phương án triển khai mạng GMPLS theo mơ hình lai ghép 105 4.4.Ứng dụng GMPLS cho mạng truyền tải NGN 107 4.4.1 Mạng truyền tải NGN trước 107 4.4.2.Các giai đoạn phát triển mạng NGN 109 4.5 Nhu cầu áp dụng công nghệ GMPLS cho mạng NGN 112 4.5.1 Lựa chọn phương án ứng dụng GMPLS cho mạng truyền tải NGN 113 4.5.2 Phương ứng dụng GMPLS cho mạng vùng 114 4.5.3 Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn 115 4.5.4 Mơ hình tổng thể mạng truyền tải ứng dụng GMPLS 116 4.6.Kết luận chương 118 KẾT LUẬN 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 LỜI CAM ĐOAN Trong suốt trình học tập Viện Sau Đại Học – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, nhờ giúp đỡ hướng dẫn q thầy tơi tích luỹ số kiến thức tảng cho nghề nghiệp sau Thực luận văn tốt nghiệp giai đoạn hồn tất q trình học học viên Tơi xin cam đoan toàn nội dung đề cập luận văn “Tối ưu mạng thông tin quang” viết dựa kết nghiên cứu hướng dẫn TS Nguyễn Xuân Dũng Mọi thông tin số liệu tham khảo trích dẫn dầy đủ nguồn sử dụng luật quyền quy định Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Với lịng tơn sư trọng đạo tri ân sâu sắc, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Xuân Dũng, người tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên suốt trình thực đề tài Với phương pháp làm việc khoa học, kinh nghiệm thực tiễn, thầy truyền đạt cho lời khuyên quý báu để luận văn tốt nghiệp hoàn thành tốt đẹp Bên cạnh tơi xin chân thành biết ơn đến tất thầy ngồi trường nói chung thầy cô viện kỹ thuật truyền thông nói riêng Cảm ơn tất bạn bè, người ln động viên, khuyến khích, giúp đỡ để luận văn hoàn thành tiến độ Trân trọng cảm ơn! Hà Nội – Năm 2014 Học Viên Phạm Thế Quyền DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt CR DCC DDWC FEC FIB FR GMPLS GMPLS-TE HCRN HDLC IETF IP IS-IS LAN LDP LFIB LSA LSP LSR MPLS MPLSCP MPLS-TE NE OLSP ONE Tiếng Anh Constraint-based Routing Data communication channel Distributedly controlled dynamic wavelength conversion Forwarding Equivalence Class Forwarding Infomation Base Frame Relay Generalized Multi-Protocol Label Switching GMPLS Traffic Engineering Hierarchical Cloud Router Network High-Level Data Link Control Tiếng Việt Định tuyến ràng buộc Kênh truyền thơng liệu Chuyển đổi bước sóng động điều khiển phân tán Lớp chuyển tiếp tương đương Cơ sở thông tin chuyển tiếp Chuyển tiếp khung Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát Kỹ thuật lưu lượng GMPLS Mạng định tuyến đám mây phân cấp Điều khiển liên kết liệu bậc cao Internet Engineering Task Force Nhóm tác vụ kỹ thuật internet Internet Protocol Giao thức internet Intermediate System to Hệ thống trung gian đến hệ Intermediate System thống trung gian Local Area Network Mạng cục Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn Label Forwarding Information Cơ sở thông tin chuyển tiếp Base nhãn Link State Advertise Quảng bá trạng thái liên kết Label Switched Path Đường chuyển mạch nhãn Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Control Protocol Giao thức điều khiển MPLS MPLS Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng MPLS Network Element Phần tử mạng Optical Label Switched Path Đường chuyển mạch nhãn quang Optical Network Element Phần tử mạng quang OSC OSPF OSPF Extension PPP QoS RFC RSVP RSVP-TE RWA SC SDH SRLG SONET SPF TCP TE TLV ToS UDP VC VCI VPI VNT VPN WAN WDM WSRLG Optical supervisory channel Open Shortest Path First Open Shortest Path First Extension Point to Point Protocol Quality of Service Request For Comment Resource reSerVation Protocol Kênh giám sát quang Đường ngắn Đường ngắn mở rộng Giao thức điểm - điểm Chất lượng dịch vụ Yêu cầu ý kiến Giao thức giành trước tài nguyên RSVP with Traffic Engineering Giao thức giành trước tài nguyên với kỹ thuật lưu lượng Route And Wavelength Gán định tuyến bước sóng Assignment Switching Capability Khả chuyển mạch Synchronous digital hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng Shared Risk Link Group Nhóm liên kết hạn chia sẻ rủi ro Synchronous Optical Network Mạng quang đồng Shortest Path First Đường ngắn Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn Traffic Engneering Kỹ thuật lưu lượng Type-Length-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trị Type of Service Kiểu dịch vụ User Datagram Protocol Giao thức gói liệu người dùng Virtual Circuit Mạch ảo Virtual Circuit Identifier Nhận dạng mạch ảo Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo Virtual Network Topology Tô pô mạng ảo Virtual Private Network Mạng riêng ảo Wide Area Network Mạng diện rộng Wavelength Division Ghép kênh theo phân chia Multiplexing bước sóng Weighted SRLG Đồ thị có trọng số SRLG DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Khái niệm nhãn 16 Hình 1.3 Sự phân cấp LSP 17 Hình 1.4 Mối quan hệ khả chuyển mạch lớp 18 Hình 1.5 Mạng IP/MPLS 19 Hình 1.6 Mạng GMPLS lớp điều khiển phân tán 20 Hình 1.7 Mạng GMPLS điều khiển phân tán tích hợp đa lớp .20 Hình 1.9 Các giao thức GMPLS .21 Hình 1.10 Biểu diễn mặt phẳng điều khiển mạng 22 Hình 1.11 Sự phân cấp loại chuyển mạch 25 Hình 2.1 Mơ hình ngang hàng 26 Hình 2.2 Mơ hình lớp phủ 27 Hình 2.3 Nội dung kỹ thuật lưu lượng 28 Hình 2.5 Sub-TLV LSA opaque OSPF GMPLS 30 Hình 2.6 Thơng điệp đường thông điệp RESV .33 Hình 2.7 Định dạng đối tượng yêu cầu nhãn 35 Hình 2.8 Nhãn hướng lên 39 Hình 2.9 Thiết lập nhãn hướng lên 40 Hình 2.10 Sự phân cấp LSP .42 Hình 2.11 Các loại liên kết liệu 44 Hình 2.12 Giao thức quản lý liên kết (Link management protocol) 45 Hình 3.1 Kiến trúc nút lai (IEEE 2003) 53 Hình 3.2 Tơ pơ mạng ảo 54 Hình 3.3 Thủ tục cho thiết lập/ dỡ bỏ đường quang 57 Hình 3.4 Mạng đa lớp GMPLS 61 Hình 3.5 Ví dụ LSP quang định tuyến 63 Hình 3.6 Mơ hình mạng bao gồm 11 nút đơn giản 64 Hình 3.7 Chi phí mạng yêu cầu lưu lượng cặp SD (IEEE 2003) 65 Hình 3.8 Bậc ảo trung bình yêu cầu lưu lượng lưu bước sóng .66 Hình 3.9 Tải cho phép hàm số bước sóng cổng PSC 67 Hình 3.11 Hàm đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r0, r1] = [0.1, 0.2] .69 Hình 3.12 Hàm đường quang thay đổi theo chuỗi thời gian [r0, r1] = [0.125, 0.175] 69 Hình 3.14 Mối quan hệ ngưỡng tắc nghẽn số lượng LSPs quang 70 Hình 3.15 Mối quan hệ ngưỡng sử dụng không mức số lượng LSPquang 71 Hình 3.16 Khả chuyển mạch 72 Hình 3.17 Đường chuyển mạch nhãn phân cấp (LSP) 73 Hình 3.18 Đường chuyển mạch nhãn (LSP) chuyển tiếp kề cận (FA) LSP 74 Hình 3.19 Định tuyến đám mây đa SC chi phí CR cục 75 Hình 3.20 Sơ đồ HCRN .76 Hình 3.21 Tính tốn chi phí CR cục 77 Hình 3.22 OXC với khả chuyển đổi bước sóng khác 79 Hình 3.23 Mạng chuyển đổi bước sóng động điều khiển phân tán 81 Hình 3.24 Các ví dụ sử dụng AND .83 Hình 3.25 Các ví dụ sử dụng ALL 84 Hình 3.26 Cấu hình chức router HIKARI(IEEE 2002) 87 Hình 3.27 Thủ tục khơi phục nhanh 92 Hình 3.28 Cấu hình trình bày định tuyến MPLS quang (IEEE 2002) 93 Hình 4.1 Mạng NGN 96 Hình 4.2: Mơ hình tích hợp định tuyến IP/WDM .98 Hình 4.3: Cấu trúc nút mạng tích hợp điều khiển IP/WDM 98 Hình 4.4: Thiết bị đầu cuối khởi tạo thiết lập LSP quangbằng cách gửi tin RSVP PATH 99 Hình 4.5: Tổ chức mạng GMPLS đường trục theo mơ hình Overlay .102 Hình 4.6 Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình Overlay .103 Hình 4.7 Tổ chức mạng GMPLS đường trục mơ hình Peer .104 Hình 4.8 Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình Peer .105 Hình 4.9 Tổ chức mạng GMPLS đường trục theo mơ hình lai ghép .106 Hình 4.10 Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình lai ghép .107 Hình 4.11 Mơ hình thiết kế mạng 109 Hình 4.12 Giai đoạn năm 2004 .109 Hình 4.15 Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS 113 Hình 4.16 Phương án triển khai mạng với mạng vùng GMPLS 115 Hình 4.17 Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn 116 Hình 4.18 Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS 117 Hình 4.19 Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn 118 Hình 4.11 Mơ hình thiết kế mạng[8] 4.4.2.Các giai đoạn phát triển mạng NGN Mạng NGN VPN Viettel phát triển khai khắp nước Đối với VPN q trình trải qua giai đoạn Giai đoạn năm 2004 NGN triển khai khai IP đầu IP /ATM/SDH/WDM mơ hình : IP ATM VDC SDH (2 STM-1) Mơi trường truyền Hình 4.12 Giai đoạn năm 2004 [8] 109 SDH WDM VTN Trong giai đoạn này, để thực truyền dẫn IP quang phải qua tầng ATM SDH.Các gói IP cắt thành tế bào ATM gán cho kết nối ảo khác nhờ card đường dây SDH/ATM, sau xếp vào khung SDH.Các khung gửi đến thiết bị WDM để thực truyền dẫn lớp quang Ưu điểm phương thức truyền dẫn này: + ATM tạo kênh ảo cố định (PVC) quản lý hệ thống quản lý ATM sử dụng kênh ảo có khả chuyển mạch (SVC) thiết lập linh hoạt, tất đường ảo (VP) nhằm đảm bảo QoS cho dịch vụ IP + Sử dụng ghép kênh thống kê: cho phép người sử dụng yêu cầu băng thông rộng thời gian ngắn Điều giúp đảm bảo băng thông cố định hay thay đổi tuỳ theo yêu cầu + Sử dụng giao thức ATM: phục vụ cho nhiều kiểu lưu lượng với yêu cầu QoS khác tuỳ theo ứng dụng Bên cạnh ưu điểm trên, phương thức tồn số nhược điểm sau: + Việc chia datagram có độ dài thay đổi thành tế bào ATM có độ dài cố định phải thêm tiêu đề có chênh lệch kích thước phải có byte đệm xếp liên tục datagram điều làm tăng xác suất hai gói liên tiếp trường hợp tế bào + Chi phí cho vận hành, bảo dưỡng thiết bị ATM, SDH tốn + Tốc độ đường truyền hạn chế Giai đoạn từ năm 2004 đến 2008 Phương thức triển khai theo mơ hình IP/GbE/WDM: IP ATM VDC GbE (1 Gbps) Mơi trường truyền Hình 4.13 Giai đoạn từ năm 2004 đến 2006 [8] 110 WDM SDH VTN Để khắc phục hạn chế tốc độ truyền công nghệ SDH, công nghệ Ethernet đưa vào sử dụng So với công nghệ SDH, công nghệ Ethernet có ưu điểm sau: + Tốc độ cao: với mục tiêu ban đầu xây dựng mạng hoạt động với tốc độ 10 Mbps Tiếp đến nâng lên tốc độ 100Mbps, Gbps, 10 Gbps mà không cần phải thay đổi giao thức Ethernet + Tính tương thích: GbE hồn tồn tương hợp với Ethernet truyền thống, không cần kỹ quản lý thêm GbE tuý mở rộng chuẩn Ethernet GbE xem có tính phối hợp hoạt động quản lý tốt Các tài nguyên truyền dẫn phát triển tự node có nhu cầu lưu lượng lớn giảm node có trao đổi lưu lượng thấp + Chi phí thấp: Card đường truyền Gigabit định tuyến IP có giá rẻ gấp lần so với card đường truyền dung lượng sử dụng công nghệ SDH IP ATM GbE (10 Gbps) SDH Môi trường truyền VDC Hình 4.14 Giai đoạn 2006-2008 [8] \ Giai đoạn 2008 đến HTC triển khai mơ hình IP/WDM : 111 WDM VTN HTC thiết lập mạng trục MPLS với LSR lõi LSR biên.Các thiết bị MPLS biên đóng vai trị LSR lối vào, lối ra.Các mạng Internet quốc gia, mạng truyền số liệu, mạng DCN (quản lý) kết nối với LSR biên.Việc chuyển tiếp thông tin thực qua mạng MPLS đến LSR biên lối Với cấu hình giúp khả điều khiển định tuyến, chuyển mạch đơn giản dựa nhãn MPLS Nhưng bên cạnh đó, MPLS cịn tồn số nhược điểm: + Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt + Việc hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức gặp phải vấn đề phức tạp kết nối + Hợp VC cần phải nghiên cứu sâu để giải vấn đề chèn gói tin trùng nhãn (interleave) Với đặc điểm mạng hệ sau tách riêng lớp ứng dụng dịch vụ với lớp mạng.Mặt khác, MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu Mục tiêu hướng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang nhằm đơn giản hố, tăng tính đáp ứng mềm dẻo việc cung cấp phương tiện mạng quang 4.5 Nhu cầu áp dụng công nghệ GMPLS cho mạng NGN Hiện trạng mạng viễn thông hoạt động sở công nghệ khác phân lớp mạng, chẳng hạn công nghệ SDH truyền thống, DWDM, công nghệ DSL… cho lớp truyền tải; công nghệ TDM, Ethernet, ATM, IP/MPLS… cho lớp mạng chuyển mạch/chuyển tiếp gói Song song với mạng tại, định hướng, dựán phát triển mạng tương lai áp dụng công nghệ mạng giải pháp mạng kết hợp cơng nghệ Do vấn đềđặt việc xây dựng sở hạ tầng mạng tương lai cần phải tính đến việc tận dụng sở hạ tầng mạng có Việc thực giải pháp,mơ hình triển khai mạng phù hợp xét đến khả triển khai giải pháp quản lý mạng nhằm phát huy tối đa hiệu suất hoạt động mạng Xét khía cạnh này, cơng nghệ GMPLS thỏa mãn yêu cầu đặt nói trên.Hiện tương lai nhu cầu trao đổi thông tin người sử dụng phát triển mang tính bùng phát số lượng loại 112 hình dịch vụ.Để đáp ứng nhu cầu nói cần xây dựng mạng có khả chuyển mạch/ ghép kênh cấu hình cao, tốc độ lớn.Điều thực sở công nghệ WDM, SDH-NG, chuyển mạch quang Đây xu hướng công nghệ truyền tải Hanoitelecom định hướng lựa chọn cho mạng tương lai mình, đó, GMPLS mặt phẳng điều khiển quản lý thống áp dụng cho mạng dựa cơng nghệ nói 4.5.1 Lựa chọn phương án ứng dụng GMPLS cho mạng truyền tải NGN Phương ứng dụng GMPLS mạng đường trục NGN Hình 4.15 Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS [8] Phương án thực thể hình 4.15 với việc triển khai cơng nghệ GMPLS tồn phạm vi đường trục với việc trang bị thiết bị OXC cho nút đường trục song song với việc mở rộng nâng cấp hệ thống truyền dẫn DWDM đường trục (các tuyến mới, dung lượng phát triển, mở rộng theo qui hoạch) nhằm đáp ứng yêu cầu kết nối mạng đường trục Hệ thống triển khai với đầy đủ chức điều khiển, quản lý, định tuyến mạng GMPLS để tạo thành mặt phẳng điều khiển quản lý thống tồn mạng theo cơng nghệ GMPLS Trong mạng vùng 1, vùng vùng chưa triển khai mạng hồn chỉnh theo cơng nghệ MPLS 113 Giải pháp kết nối mạng vùng với mạng đường trục kịch mạng GMPLS đường trục thực chức cung cấp kết nối vật lý cho thiết bị Router vùng, đồng thời thực chức bảo vệ phục hồi kết nối cách tối ưu theo cấu trúc tô-pô cụ thể mạng đường trục Ngồi ra, mạngđường trục cịn thực cung cấp dịch vụ cung ứng bước sóng (theo phương thức kết nối cứng kết nối mềm) có nhu cầu từ khách hàng, mạng cung cấp dịch vụ nhà khai thác khác Việc cung cấp dịch vụ kết nối nói hồn tồn tự động thiết lập từ hệ thống quản lý đường trục tập trung (OAM).Cơ chế định ến mạng PSC thực qua chức định ến Router vùng Router trục (thực giao thức định tuyến IP IP/MPLS) Như việc kết nối mạng vùng mạng đường trục đơn kết nối vềmặt truy ền tải vật lý, không áp dụng giao thức định tuyến, báo hiệu, quản lý điều khiển mạng vùng mạng truyền tải trục Ưu điểm: Phương án phù hợpvới trạng lộ trình phát triển mạng theo kích chồng lấn (hay phương thức “Top-Down”) Phương thức kết nối mạng vùng vàmạng đường trục đơn giản, khơng địi hỏi giao thức báo hiệu định tuyến phạm vi mạng đường trục mạng vùng, phù hợp với việc kết nối mạnghiện với mạng đường trục dựa sở công nghệ Khả áp dụng: Phương án triển khai có phù hợp cho giai đoạn đầu phát triển mạng theo công nghệ GMPLS, mạng vùng giữ nguyên phát triển theo lộ trình qui hoạch theo giai đoạn (hướng tới IP/MPLS giai đoạn tại) 4.5.2 Phương ứng dụng GMPLS cho mạng vùng Mạng vùng tổ chức theo cấu trúc phân lớp mạng dựa sở cấu trúc phân lớp mạng Metro lớp lớp mạng lõi (Metro Core) lớp mạng truy nhập (Access Metro) Phương án thực thể hình sau với việc triển khai cơng nghệ GMPLS toàn phạm vi đường trục mạng vùng 114 Hình 4.16 Phương án triển khai mạng với mạng vùng GMPLS [8] Mạng truyền tải mạng vùng chủ yếu dùng mạng truyền tải quang phân lớp mạng lõi Metro mạng truy nhập Metro bao gồm phần tử SDH- NG/MSTP phần tử OXC kết nối với thông qua giao diện I-NNI Ranh giới hai lớp mạng kết nối với thông qua giao diện ENNI Và vậy, mặt phẳng điều khiển quản lý mạng truyền tải quang Router biên mặt phẳng thống theo công nghệ GMPLS 4.5.3 Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn Phương án triển khai mạng GMPLS hoàn toàn thực toàn mạng vùng triển khai dựa sở cơng nghệ GMPLS (hình 4.17) Các mạng GMPLS vùng 1, vùng vùng triển khai theo phương án mô tả mục Phương thức kết nối mạng GMPLS đường trục mạng GMPLS vùng thực thông qua giao diện truyền tải, giao thức điều khiển, báo hiệu quản lý đầy đủ theo chuẩn G.ASON/ GMPLS Khả áp dụng:Là phương án xây dựng mạng phù hợp với kiến trúc mạng theo mơ hình chuẩn GMPLS/G.ASON khuyến nghị cho mạng tương lai 115 Hình 4.17 Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn[8] Ưu điểm: Phù hợp trongtrườnghợp mạng vùng triển khai theo công nghệ GMPLS Mạng đường trục thực chức hỗtrợ truyền tải toàn ứng dụng dịch vụ IP-MPLS/GMPLS Tài nguyên mạng quản lý,sử dụng hiệu quả,mềm dẻo linh hoạt phạm vi toàn mạng Chức quản lý điều khiển mạng thực thông qua mặt phẳng quản lý điều khiển mạng thống tồn mạng Cung cấp loại hình dịch vụ toàn mạng (kể dịch vụ cung ứng bước sóng) 4.5.4 Mơ hình tổng thể mạng truyền tải ứng dụng GMPLS Trong mơ hình tổng thể ta co thể chia thành hai giai đoạn để phù hợp với tình hình thực trạng mạng truyền tải NGN đỡ chi phí xây dựng mạng Mơ hình cho giai đoạn 2012-2014 Giai đoạn thực triển khai mạng GMPLS theo phương án mạng đường trục ứng dụng GMPLS mạng vùng áp dụng IP/MPLS để giảm giá thành xây dựng mạng tận dụng hạ tầng mạng có Với việc triển khai cơng nghệ GMPLS tồn phạm 116 vi đường trục với việc trang bị thiết bị OXC cho nút đường trục song song với việc mở rộng nâng cấp hệ thống truyền dẫn DWDM đường trục Hình 4.18 Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS [8] Khả áp dụng: Trong trường hợp mạng vùng xây dựng hoàn toàn dựa sở cơng nghệ MPLS giải pháp triển khai mạng MPLS qua mạng GMPLS đường trục phương án đưa coi giải pháp phù hợp cho giai đoạn tới.Mơ hình cho giai đoạn 2015 sau Giai đoạn mạng GMPLS vùng 1, vùng vùng triển khai hoàn tất.Trong giai đoạn thực triển khai mạng GMPLS hoàn toàn toàn mạng (bao gồm mạng trục, mạng vùng 1, vùng vùng 3) Như vậy, mặt phẳng điều khiển báo hiệu quản lý phạm vi toàn mạng Đồng thời, ứng dụng dịch vụ mạng MPLS/GMPLS cung cấp toàn mạng.Phương án triển khai mạng GMPLS hoàn toàn đượcthực toàn mạng vùng triển khai dựa sở cơng nghệ GMPLS (hình 4.19) Các mạng GMPLS vùng 1, vùng vùng triển khai theo phương án mô tả mục Phương thức kết nối mạng GMPLS đường trục mạng 117 GMPLS vùng thực thông qua giao diện truyền tải, giao thức điều khiển, báo hiệu quản lý đầy đủ theo chuẩn G.ASON/ GMPLS Cụ thể giao diện kết nối sử dụng mạng đường trục mạng vùng giao diện E-NNI/GMPLS Như vậy, mặt phẳng điều khiển báo hiệu quản lý phạm vi toàn mạng Đồng thời, ứng dụng dịch vụ mạng MPLS/GMPLS cung cấp tồn mạng Hình 4.19 Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn [8] Khả áp dụng: Là phương án xây dựng mạng phù hợp với kiến trúc mạng theo mơ hình chuẩn GMPLS/G.ASON khuyến nghị cho mạng tương lai 4.6.Kết luận chương Nội dung chương tập trung xem xét ứng dụng GMPLS cho mạng NGN nghiên cứu tư vấn cho triển khai mơ hình GMPLS cho NGN cách tối ưu Cụ thể chương em tìm hiểu vấn đề đưa giải pháp : - Tìm hiểu kiến trúc mạng NGN, đặc điểm yếu tố ảnh hưởng đến đến việc xây dựng mạng NGN, đồng đưa lợi ích áp dụng GMPLS vào NGN so với mơ hình khác Với lợi điều khiển đa lớp, tách riêng mặt 118 phẳng điều khiển mặt phẳng điều khiển mặt phẳng liệu, đồng thời áp dụng với việc áp dụng kỹ thuật lưu lượng mở rộng giải điểm yếu mơ hình mang NGN trước - Đưa mơ hình triển khai GMPLS vào mạng NGN Cụ thể xây dựng phương án triển khai mạng trục mạng metro cho mơ hình xếp chồng, ngang hang mơ hình lai ghép Đồng thời đưa ưu điểm mơ hình - Nghiên cứu mạng NGN trước sử dụng mơ hình IP/ATM/SDH/WDM, IP/GEs/WDM, IP/WDM có nhiều nhược điểm việc truyền tải liệu khơng đảm bảo tính xun suốt QoS, trễ, tập tin, khơng có chế khắc tự khắc phục Em đưa mơ hình GMPLS phù hợp cho nhà mạng để giải nhược điểm mơ hình điều khiển cũ 119 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu em hoàn thành đồ án “Tối ưu mạng thơng quang” Đồ án trình bày nội dung sau:  Đưa kiến trúc GMPLS lợi ích ứng dụng thực tế : • Chuyển mạch nhãn cơng nghệ chuyển mạch mà “nhãn” gắn với gói tin đặt tiêu đề gói tin với mục đích thay cho địa IP nhãn sử dụng để chuyển gói tin tới đích Chuyển mạch nhãn giúp cải thiện tốc độ độ trễ, sử dụng tài nguyên, tăng khả hệ thống cho phép địa ip gán vài nhãn khác • Giao thức tìm đường ngắn g OSPF-TE mở rộng gồm: liên kết kỹ thuật lưu lượng, phân cấp LSP, liên kết khơng đánh số, liên kết gói quảng bá trạng thái liên kết Giao thức dành tài nguyên RSVP-TE mở rộng bao gồm: yêu cầu nhãn, báo hiệu đường hai chiều, thiết lập nhãn, kiến trúc báo hiệu Giao thức quảng lý liên kế LMP với chức năng: quản lý kiểm sốt kênh, tương quan thuộc tính liên kết, xác nhận kết nối, quản lý lỗi • Kỹ thuật lưu lượng TE sử dụng GMPLS, cho phép lưu lượng phân phối hợp lý toàn hạ tầng mạng, giúp truyền tải từ phần tải sang phần rỗi dựa vào điểm đích, loại lưu lượng, tải, thời gian,… nhờ mà hiệu suất sử dụng mạng tối ưu hóa, chống tượng tắc nghẽn hay thắt nút cổ trai • GMPLS điều khiển mạng đa lớp, bao gồm tất mạng quang, mạng lambda, mạng ghép kênh phân chia thời gian (TDM) mạng gói • Phương pháp tô pô mạng ảo (VNT) điều khiển phân tán theo yêu cầu lưu lương động: mạng đa lớp điều khiển với thiết kế giao thức liên quan đến chuyển tiếp kề cận; khả chuyển mạch giao thức mở rộng GMPLS • NTT đưa hệ thống định tuyến tích hợp địa IP, MPLS, MPLS quang được gọi định tuyến MPLS quang.Bộ định tuyến quang Hikari Hikari cung cấp nhiều loại cấu hình bảo vệ phục hồi mạng quang MPLS thực kỹ thuật lưu lượng đảm bảo QoS 120  GMPLS Đưa mơ hình triển khai mạng cho NGN gồm :mơ hình chồng lấn, ngang hang ghép lai để triên khai mạng GMPLS đường trục GMPLS Metro Bằng nghiên cứu cấu trúc mạng NGN , nhược điểm hạn chế mơ hình mạng trước Sử dụng cơng nghệ mạng GMPLS khắc phục yếu điểm mang trước cho thấy tối ưu áp dụng vào thực tế  Do hạn chế kiến thức, đề tài rộng nên công việc thực đề tài cịn số thiếu sót: Chưa có thời gian nghiên cứu sâu, chi tiết Toàn kiến trúc GMPLS triển khai chưa nghiên cứu thiết bị phần cứng sử dụng GMPLS Do thời gian thực đề tài có hạn kiến thức hạn chế, không tránh khỏi sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp q báu từ thầy bạn để đề tài hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Eiji Oki ,Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto GMPLS (2006) Technologies in Broadband Backbone Networks and Systems, pp 191-302 [2] Adrian Farrel and Igor Bryskin (2006) Architecture and Applications GMPLS [3] MPLS Network Management: MIBs Tools, and Techniques by Thomas Nadeau (2003), Morgan Kaufmann [4] Internet Engineering Task Force; http://www.ietf.org [5] International Telecommunication Union; http://itu.int/ITU-T/ [6].Jim, Guichard, Ivan - MPLS and VPN Architectures – Cisco Press, 2000 [7] Michael H.Behringer, Monique J Morrow – MPLS VPN Security- Cisco Press, June 08 2005 [8].Website: http://vntelecom.org/diendan/forum.php [9].Website: http://vi.wikipedia.org/; http://en.wikipedia.org/ [10].Website: http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp [11] Shiomoto, K., Imajuku, W., Oki, E., Okamoto, S., and Yamanaka, N., Scalable shared-risk group management in shared mesh restorable wavelength routed networks, Proc 2003 Workshop on High Performance Switching and Routing, 2003, pp 189–194 [12] Shimazaki, D., Oki, E., Shiomoto, K., and Yamanaka, N., Scalable multi-layer GMPLS networks based on hierarchical cloud-routers, in Proc IEEE Globecom 2003,2003, pp 3792–3796 [13] Oki, E., Shimazaki, D., Shiomoto, K., Matsuura, N., Imajuku, W., and Yamanaka, N., Performance of distributed-controlled dynamic wavelength-conversion GMPLS networks, Proc Int Conf On Optical Commun Networks, 1, 355–358, Nov 2002 [14] Oki, E., Matsuura, N., Shiomoto, K., and Yamanaka, N., A disjoint path selection [16] Berger, L et al., Generalized MPLS ó Signaling Functional Description, RFC 3471, http://www.ietf.org/rfc/rfc2702.txt?number=3471 Jan 2003 122 [17] Ashwood-Smith, P et al., Generalized MPLS Signaling ó RSVP-TE Extensions, RFC 3473, http://www.ietf.org/rfc/rfc2702.txt?number=3473 Jan 2003 [18] Lang, J et al., Link Management Protocol (LMP), IETF draft, http://www.ietf.org/ internet-drafts/draft-ietf-ccamp-lmp-10.txt Oct 2003 (work in progress) 123 ... PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài : Hệ thống thông tin quang đời với ưu điểm vượt trội áp dụng rộng rãi mạng lưới thơng tin tồn cầu Vì thế, hệ thống thông tin quang đột phá tốc độ truyền dẫn cấu hình... cho kỹ thuật lưu lượng phân tán mạng lớp gói IP GMPLS điều khiển mạng đa lớp, bao gồm tất mạng quang, mạng lambda, mạng ghép kênh phân chia thời gian (TDM) mạng gói Thực kỹ thuật lưu lượng đa lớp... điều khiển lưu lượng • Xem xét triển khai mơ hình GMPLS thực để tối ưu hóa hoạt động mạng thông tin quang Đối tượng nghiên cứu : Đối tượng nghiên cứu đề tài công nghệ GMPLS, kỹ thuật lưu lượng sử