Vần đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới và triển khai ứng dụng trên hạ tầng của công ty SPT

Vần đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới và triển khai ứng dụng trên hạ tầng của công ty SPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VẤN ĐỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THẾ HỆ MỚI VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG TRÊN HẠ TẦNG MẠNG CỦA CÔNG TY SPT NGUYẾN VĂN NGOAN HÀ NỘI 2006 1MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC CÁC BẢNG .11 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .12 LỜI NÓI ĐẦU 14 CHƯƠNG 1. MẠNG THẾ HỆ MỚI .16 1.1 Khái niệm .16 1.2 Các đặc điểm của mạng NGN .17 1.3 Kiến trúc dịch vụ của mạng thế hệ mới 18 1.4 Các tham số đánh giá chất lượng mạng 22 1.4.1 Băng thông .23 1.4.2 Trễ 23 1.4.3 Trượt .24 1.4.4 Mất gói .25 CHƯƠNG 2. CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) .25 2.1 Khái niệm .26 2.2 Các kỹ thuật QoS 26 2.2.1 Mô hình dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) .28 2.2.2 Dịch vụ tích hợp (Integrated Service) 28 2.2.2.1 Dịch vụ đảm bảo GS (Guaranteed Service) .30 2.2.2.2 Dịch vụ kiểm soát tải CL (Controlled Load) 30 2.2.2.3 Kết luận .30 2.2.3 Mô hình Differentiated Service 31 2.2.3.1 Trường DS của DiffServ 32 2.2.3.2 Per-hop Behavior trong DiffServ .32 22.2.3.3 Các cơ chế DiffServ .36 2.2.3.4 Ưu nhược điểm của mô hình DiffServ .37 2.2.3.5 Kết luận về DiffServ 38 2.2.4 So sánh 2 mô hình kiến trúc QoS chính 39 2.3 Các giao thức báo hiệu trong kỹ thuật QoS 39 2.3.1 Giao thức dành sẵn tài nguyên .40 2.3.2 Mô hình RSVP end-to-end 42 CHƯƠNG 3. PHÂN LOẠI, PHÂN MẢNH VÀ NÉN GÓI DỮ LIỆU TRONG KỸ THUẬT QoS .44 3.1 Phân loại gói dữ liệu 44 3.1.1 Quyền ưu tiên IP .45 3.1.2 Định tuyến chính sách (PBR) 47 3.1.2.1 Đặc điểm của PBR 47 3.1.2.2 Nguyên tắc hoạt động 47 3.2 Phân mảnh gói dữ liệu (MLP) .48 3.2.1 Các đặc tính phân mảnh dữ liệu 48 3.2.2 Nguyên lý hoạt động .49 3.3 Các giải thuật nén tải tin .50 3.3.1 Nguyên tắc hoạt động .50 3.3.2 Nén tiêu đề 52 3.3.2.1 Nén tiêu đề TCP 53 3.3.2.2 Nén tiêu đề giao thức thời gian thực (RTP) .53 CHƯƠNG 4. KỸ THUẬT QoS TRONG ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN .56 4.1 Tránh tắc nghẽn .56 4.1.1 Phương pháp bỏ đuôi 57 4.1.2 Phương pháp loại bỏ ngẫu nhiên .58 4.1.3 Phương pháp loại bỏ cân bằng ngẫu nhiên .59 34.1.4 Tốc độ truy nhập cam kết 61 4.1.4.1 Cơ chế hoạt động 61 4.1.4.2 Các chức năng của CAR .62 4.1.4.3 Mô hình chiếc thùng và thẻ bài 64 4.1.5 Sửa dạng lưu lượng (GTS) .65 4.1.5.1 Đặc điểm của GTS 65 4.1.5.2 Cơ chế hoạt động của GTS .66 4.1.5.3 Kết luận .67 4.2 Điều khiển tắc nghẽn 68 4.2.1 Hàng đợi vào trước ra trước (FIFO) 69 4.2.1.1 Các ưu nhược điểm của hàng đợi FIFO 69 4.2.1.2 Cấu hình FIFO 70 4.2.2 Hàng đợi tuần tự (CQ) 71 4.2.2.1 Cơ chế hoạt động 71 4.2.2.2 Những ưu nhược điểm của hàng đợi CQ .75 4.2.2.3 Cấu hình thực thi hàng đợi CQ 75 4.2.3 Hàng đợi ưu tiên (PQ) .77 4.2.3.1 Cơ chế hoạt động 77 4.2.3.2 Những ưu nhược điểm của hàng đợi PQ .78 4.2.3.3 Cấu hình thực thi hàng đợi ưu tiên .78 4.2.3.4 Kết luận .80 4.2.4 Hàng đợi cân bằng trọng số (WPQ) .81 4.2.4.1 Cơ chế hoạt động 81 4.2.4.2 Hàng đợi cân bằng trọng số phân loại lưu lượng 82 4.2.4.3 Hàng đợi cân bằng trọng số phân lớp lưu lượng .84 4.2.4.4 Hàng đợi cân bằng trọng số tốc độ cao .85 4.2.4.5 Các ưu nhược điểm của hàng đợi WFQ 87 44.2.4.6 Cấu hình thực thi WFQ 87 CHƯƠNG 5. KỸ THUẬT QoS TRONG MẠNG IP/MPLS .89 5.1 Cơ sở .89 5.2 Định nghĩa chuyển mạch nhãn (MPLS) 90 5.2.1 Chuyển mạch nhãn là gì? .90 5.2.2 Ưu điểm của kỹ thuật MPLS 90 5.3 Kiến trúc MPLS 91 5.3.1 Cấu trúc khối .91 5.3.2 Một số khái niệm trong chuyển mạch nhãn 92 5.3.2.1 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) 92 5.3.2.2 Router chuyển mạch nhãn (LSR) .92 5.3.2.3 Giao thức phân phối nhãn .94 5.3.2.4 Tuyến đường chuyển mạch nhãn .95 5.4 Thực hiện cơ chế QoS trong mạng MPLS .95 5.4.1 Cấu trúc trường MPLS EXP trong gói IP được gán nhãn 96 5.4.2 Gán nhãn tại biên mạng .98 5.4.3 Chuyển tiếp gói MPLS 99 5.5 Kết luận .99 CHƯƠNG 6. PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MPLS QoS TRÊN HẠ TẦNG MẠNG CỦA CÔNG TY SPT 100 6.1 Hạ tầng mạng IP của công ty SPT 100 6.2 Phương án triển khai 101 6.2.1 Chia sẻ băng thông kênh liên tỉnh .101 6.2.1.1 Chính sách định tuyến 104 6.2.1.2 Địa chỉ IP cho các router 105 6.2.1.3 QoS và phân lớp dịch vụ (CoS) 106 6.2.2 Tích hợp dịch vụ 106 56.3 Cấu hình triển khai MPLS QoS trên mạng SPT 107 6.4 Kết luận .109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 6DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT A API Application Program Interface ARQ Admission Request ATM Asynchronous Transfer Mode AF Assured forwarding ASN Autonomous System Number B BGP Border Gateway Protocol BA Behavior Aggregate C CAR Commited Access Rate CPE Customer Premise Equipment CIR Committed Information Rate CATV Community Antenna Television cRTP compressed Real-time Transport Protocol CQ Custom Queuing CBWFQ Class-Based Weighted Fair Queuing CL Controlled Load CS Class – Selector CPU Central Processing Unit CDT Congestive Discard Threshold D DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing DWFQ Distributed Weighted Fair Queuing DiffServe Differentiated Service 7DSCP Differentiated Service Code Point DoS Denial of Service E Edge-LSR Edge Label Switching Router EXP Experimental Field EF Expedited Forwaring F FIFO First In First Out FEC Forwarding Equivalence Class FTP File Transfer Protocol FBWFQ Flow- Based WFQ G GRE Generic Route Encapsulation GSM Global System for Mobile Communications GTS Generic Traffic Shaping GS Guaranteed Service H HTML Hyper Text Mark Language HDLC Hyper level Data Link Control HQO Hold-queue I IPH IP Header IETF Interrnet Engineering Task Force IGP Interior Gateway Protocol IS-IS Intermediate System - Intermediate System ISP Internet Service Provider IXP Internet Exchange Point 8ISDN Integrated Services Digital Network IP MTU IP Maximum Transfer Unit ITU-T International Telecommunication Union - Telecommunication standardization sector IntServ Integrated Service L LDP Label Distribution Protocol LFIB Label Forwarding Information Base LIB Label Information Base LSP Label Switching Path LSR Label Switching Router LFI Link Fragmentation and Interleaving LZ (LZV) Lempel – Ziv LAPB Link Access Procedure Balanced M MPLS Multi Protocol Label Switching MP-BGP Multiprotocol BGP MP_REACH_NLRI Multiprotocol Reachable NLRI MP_UNREACH_NLRI Multiprotocol Unreachable NLRI MTU Maximum Transfer Unit MCML PPP Multi- Class Multilink Point-to-Point Protocol MLP Multiling PPP MPPC Microsoft Point – to – point Compression MAC Medium Access Control N NH Next Hop NLRI Network Layer Reachability Information 9O OSPF Open Shortest Path First P PSTN Public Switched Telephone Network PE Provider Edge POP Point Of Presence PVC Permanent Virtual Circuit PLMN Public Land Mobile Network PDH Plesiochronous Digital Hierarchy PQ Priority Queuing POS Packet over SONET PHB Per-hop behavior PPP Point – to – Point Protocol R RPT Resilient Packet Transport RFC Request for Comment RSVP Resource Reservation Protocol RESV Reservation request RTP Real-time Transport Protocol RIP S SDH Synchronous Digital Hierarchy SMTP Simple Mail Transfer Protocol SS7 Signalling System No 7 SVC Switched virtual circuit SONET Synchronous Optical Network SLA Service Level Agreement [...]... đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới và triển khai ứng dụng trên hạ tầng mạng của công ty SPT Nội dung gồm 6 chương: Chương 1 – Mạng thế hệ mới (NGN) Giới thiệu tổng quan về mạng thế hệ mới Tác giả phân tích xu thế phát triển của mạng viễn thông ngày nay Các đặc điểm về dịch vụ, công nghệ và kiến trúc mạng NGN triển khai trên hạ tầng các mạng riêng lẻ có sẵn Phân tích các tham số đánh giá chất. .. trúc dịch vụ của mạng thế hệ mới Mạng thế hệ mới ra đời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến để phát triển, kiến trúc mạng NGN dựa trên mạng chuyển mạch gói và cung cấp nhiều dịch vụ mới Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau: Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện Mạng. .. 2 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) Một trong những vấn cần giải quyết trong mạng NGN là tránh sự va chạm giữa các dịch vụ và đảm bảo chất lượng dịch vụ của chúng ở mức người dùng có thể chấp nhận được Điều này khó có thể đảm bảo nếu mạng không áp dụng các kỹ thuật QoS Thuật ngữ “kỹ thuật QoS” được tác giả đề cập đến xuyên suốt luận văn và được hiểu là kỹ thuật đảm bảo QoS cho phép mạng có thể ước lượng và. .. lượng được triển khai, đồng thời người sử dụng cũng yêu cầu chất lượng dịch vụ ngày càng cao hơn Các ứng dụng đa phương tiện ngày càng xuất hiện nhiều: mạng IP phải có khả năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà còn hỗ trợ đa dịch vụ của nhiều loại lưu lượng khác nhau từ thoại, số liệu đến video Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng: đảm bảo hiệu quả sử dụng và đầu tư Tài nguyên mạng sẽ được... thay đổi của dịch vụ về các ứng dụng, lưu lượng và sử dụng nó để nâng cao các tính năng như điều khiển nguồn tài nguyên, dự trữ băng thông và đáp ứng các yêu cầu đặc biệt Ngoài ra QoS còn góp phần nâng cao độ an toàn và tin cậy trong mạng và có thể mở rộng các dịch vụ trong tương lai Trong chương này tác giả giới thiệu khái niệm QoS, các kỹ thuật QoS và ứng dụng Ngoài ra các giao thức báo hiệu trong QoS... truyền trong suốt cả cho hữu tuyến cũng như vô tuyến Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn hiện tại (phát triển thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công cộng (hỗ trợ thêm chất lượng dịch vụ QoS) Chiến lược phát triển mạng xem hình 1.2 Hình 1.2 Chiến lược phát triển Để thực hiện việc chuyển dịch một cách thuận lợi từ mạng viễn thông hiện có sang mạng thế hệ mới, việc chuyển dịch phải... mạch Frame Relay Định tuyến IP Mạng truyền dẫn PDH đường trục DWDM SDH Bảng 1-1 So sánh công nghệ mạng hiện tại và tương lai 1.4 Các tham số đánh giá chất lượng mạng Như đã phân tích ở trên, mạng NGN là mạng hạ tầng thông tin dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, nên việc đánh giá chất lượng mạng chủ yếu dựa trên 4 tham số cơ bản là: băng thông, độ trễ gói, trượt (jitter) và tỉ lệ mất gói 23 1.4.1 Băng... lượng thoại Sự phát triển nhanh của các dịch vụ dữ liệu đòi hỏi có một sự chuyển biến trong việc xây dựng, quản lý và khai thác mạng Có thể nói sự ra đời của mạng thế hệ mới NGN (Next Generation Network) sẽ thoả mãn được yêu cầu tăng trưởng nhanh của lưu lượng dữ liệu và cả lưu lượng thoại trong thời gian tới Trong chương này tác giả sẽ phân tích tổng quan về các đặc điểm và kiến trúc mạng NGN cũng như... thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ) Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng) Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng TDM - Time Division Multiplex) 17 1.2 Các đặc điểm của mạng NGN Sự phát triển của các dịch vụ truyền... có hạn, nên bản luận văn chắc chắn không tránh khỏi sơ suất cả về nội dung và hình thức Kính mong nhận được sự góp ý của thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp Hà Nội, tháng 11 năm 2006 NGƯỜI THỰC HIỆN KS Nguyễn Văn Ngoan 16 CHƯƠNG 1 MẠNG THẾ HỆ MỚI (NGN) Trong những năm gần đây, công nghệ mạng và các dịch vụ viễn thông phát triển hết sức nhanh chóng, trong đó lưu lượng các dịch vụ dữ liệu đã vượt qua lưu lượng . mà dịch vụ đưa ra. Luận văn tốt nghiệp cao học của tôi là “Vấn đề chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ mới và triển khai ứng dụng trên hạ tầng mạng của công. TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VẤN ĐỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THẾ HỆ MỚI VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG TRÊN HẠ TẦNG MẠNG CỦA CÔNG TY SPT NGUYẾN VĂN NGOAN