Ứng dụng công nghệ gmpls triển khai trên mạng truyền tải của vnpt

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ===== ===== N TT NGHIP I HC Đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GMPLS TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG TRUYỀN TẢI CỦA VNPT Giáo viên n v nt n d n : ThS Nguyễn Thị Kim Thu c n : Đậu Đức Lực L p : 49K - ĐTVT Mã số sinh viên : 0851080319 NGHỆ AN - 01/2013 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii DANH MỤC HÌNH ẢNH iii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT……………………………………………………… v CHƯƠNG I: SỰ PHÁT TRIỄN CỦA CÁC CÔNG NGHỆ CHUYỄN MẠCH 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Tổng quan mạng viễn thông 1.3 Xu phát triển mạng viễn thông 1.3.1 PSTN (Public Switching Telephone Network) 1.3.2 ISDN (Integrated Service Digital Network) 1.3.3 Mạng băng rộng B-ISDN 1.3.4 Mạng viễn thông hệ NGN(Next Generation Network) 1.4 Công nghệ ATM 10 1.4.1 Khái niệm 10 1.4.2 Các đặc điểm khả ATM 12 1.5 Công nghệ IP 13 1.6 Công nghệ MPLS 15 1.7 Sự phát triển MPLS hướng tới GMPLS 18 1.8 Kết luận chương 19 CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ GMPLS 20 2.1 Giới thiệu chương 20 2.2 Tổng quan GMPLS 20 2.2.1 Giới thiệu GMPLS 20 2.2.2 Các giao thức định tuyến GMPLS 21 2.2.2.1 Giao thức định tuyến OSPF-TE IS-IS-TE 22 Giao thức quản lý đường LMP 22 2.3 Các đặc tính cơng nghệ GMPLS 23 2.3.1 Tính chuyển hướng đa dạng 24 2.3.2 Tính chuyển tiếp đa dạng 24 2.3.3 Cấu hình 25 2.3.4 Độ tin cậy 28 2.4 Báo hiệu GMPLS 29 2.4.1 Giới thiệu chung 29 2.4.2 Các khuôn dạng liên quan đến nhãn 33 2.4.3 Yêu cầu nhãn tổng quát 33 2.4.4 Nhãn tổng quát 37 2.4.5 Chuyển mạch chùm bước sóng 39 2.4.6 Nhãn đề xuất 40 2.4.7 Tập hợp nhãn 41 2.4.8 LSP hai chiều 43 2.4.9 Thông báo lỗi nhãn 46 2.4.10 Điều khiển nhãn tường minh (Explicit Label Control) 46 2.4.11 Thông tin bảo vệ (Protection Information) 47 2.4.12 Thông tin trạng thái quản lý (Administrative Status Information) 48 2.4.13 Kênh điều khiển riêng 49 2.4.14 Nhận dạng giao diện (Interface Identification) 49 2.4.15 Điều khiển lỗi 51 2.5 Giao thức RSVP-TE ứng dụng mở rộng cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON 52 2.5.1 Mở rộng giao thức báo hiệu RSVP-TE mạng GMPLS 52 2.5.2 Mở rộng giao thức định tuyến RSVP-TE cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON mạng GMPLS 65 2.6 Nghiên cứu chức GMPLS mở rộng cho quản lý điều khiển truyền tải SDH mạng NGN 84 2.6.1 Giới thiệu 84 2.6.2 Các tham số lưu lượng SONET SDH 85 2.6.3 Các nhãn SONET/SDH 93 2.6.4 Một số giá trị gán IANA 98 2.7 Kết luận chương 98 CHƢƠNG III: ỨNG DỤNG GMPLS TRIỂN KHAI CHO MẠNG TRUYỀN TẢI CỦA VNPT 99 3.1 Giới thiệu chương 99 3.2 Các yếu tố thúc đẩy triển khai xây dựng công nghệ GMPLS mạng VNPT 99 3.3 Một số phương án triển khai GMPLS cho mạng đường trục VNPT 101 3.3.1 101 3.3.2 Triển khai mạng đường trục theo mơ hình hàng ngang 103 3.3.3 Triển khai mạng đường trục theo mơ hình lai ghép 104 3.4 Một số phương án triển khai GMPLS cho mạng Metro VNPT 106 3.4.1 Triển khai mạng Metro-VNPT theo mơ hình chồng lấn 106 3.5 Một số phương án triển tổ chức mạng GMPLS tổng thể VNPT 110 3.5.1 Triển khai mạng với mạng trục GMPLS 111 3.5.2 Triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS 112 3.5.3 Triển khai GMPLS hoàn toàn 114 3.6 Đề xuất lộ trình triển khai xây dựng mạng GMPLS cho mạng VNPT năm 115 3.7 Tổng kết chương 117 KẾT LUẬN 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin ngày cao xã hội cơng nghệ khơng ngừng phát triển Trong năm qua, xu hướng phát triển mạng PSTN truyền thống hướng tới mạng NGN đa dịch vụ Kể từ mạng đời xuất vấn đề quản lý, giám sát tài nguyên mạng NGN tất mạng có Vấn đề điều khiển kêt nối có nhiều cơng nghệ, nhiều mạng riêng, nhiều hệ mạng cần quan tâm Do GMPLS đời để quản lý, định tuyến kết nối mạng riêng GMPLS mở rộng chức điều khiển mạng MPLS, cho phép kiến tạo mặt phẳng điểu khiển quản lý thống không lớp mạng mà thực lớp ứng dụng, truyền dẫn lớp vật lý Nó hứa hẹn khả tạo mạng đơn giản điều hành quản lý, quản lý tài nguyên mạng cách hoàn toàn tự động cung cấp mức chất lượng dịch vụ (QoS) khác ứng dụng mạng GMPLS mở đạt hợp môi trường mạng số liệu truyền thống quang Chính hứa hẹn thay hết công nghệ cũ thời gian gần Với mong muốn tiếp cận công nghệ này, em lựa chọn đề tài:“Ứng dụng công ngh GMPLS triển khai mạng truyền tải VNPT” làm đồ án tốt nghiệp Đồ án bao gồm nội dung sau đây: Chương I: Sự phát triễn công nghệ chuyển mạch Chương II: Công nghệ GMPLS Chương III: Ứng dụng GMPLS triển khai cho mạng truyền tải VNPT Công nghệ GMPLS công nghệ mới, để nghiên cứu chi tiết cần đầu tư nhiều thời gian lực Dù cố gắng đồ án chắn khơng tránh sai sót Rất mong nhận phê bình, góp ý thầy giáo bạn Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS Nguyễn Thị Kim Thu cung cấp tài liệu, tận tình hướng dẫn nội dung phương pháp giúp em thực tốt đồ án Xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện Tử Viễn Thông giúp đỡ chúng em suốt thời gian học tập Vinh, tháng 01, năm 2013 Sinh viên Đậu Đức Lực i TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án vào tìm hiểu cơng nghệ GMPLS, ứng dụng công nghệ chuyễn mạch nhãn đa giao thức GMPLS triển khai mạng truyền tải VNPT Tổng quan qua lịch sử phát triển công nghệ chuyển mạch ta thấy khó khăn tồn công nghệ chuyển mạch Tìm hiểu kỹ cơng nghệ GMPLS về: đặc tính cơng nghệ, giao thức định tuyến, báo hiệu, Giao thức RSVP-TE ứng dụng mở rộng cho mạng chuyển mạch quang tự động ASON chức GMPLS mở rộng cho quản lý điều khiển truyền tải SDH mạng NGN Ta thấy cơng nghệ GMPLS có khả khắc phục được: độ tin cậy, tốc độ, tính tương thích với cơng nghệ khác, khả quản lý điều khiển mà công nghệ gặp phải Hiện công nghệ GMPLS triển khai hệ thống mạng VNPT hứa hẹn thay hết cơng nghệ cũ Qua số đề xuất em mong góp ý cho việc xây dựng hệ thống mạng VNPT ABSTRACT This thesis going into research the application of multi-protocol label switching technology in GMPLS networks VNPT Overview over the development history of switching technology saw the difficulties that exist in the current switching technology Read carefully GMPLS technology: technology characteristics, routing protocols, signaling protocol RSVP-TE applications and extensions for automatic optical switching network ASON and GMPLS extensions for function management SDH transmission control in NGN We see GMPLS technology capable of overcoming are: reliability, speed, compatibility with other technologies, the ability to manage and control technology currently experiencing GMPLS technologies currently deployed in VNPT network and system promises to replace all the old technology Thereby are some suggestions I look forward to suggestions for building network VNPT ii DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hinh 1.1: Thành phần mạng viễn thơng Hình 1.2: Cho thấy mơ hình mạng điện thoại Hình 1.3: Cấu trúc khung thời gian STM 11 Hình 1.4: Cấu trúc luồng thơng tin ATM 11 Hình 1.5: Các xu hướng phát triển công nghệ mạng 14 Hình 2.1: Cấu trúc ngăn giao thức GMPLS 22 Hình 2.2: Cơ chế chuyển tiếp kế cận 26 Hình 2.3: Cấu hình mạng 27 Hình 2.4: Quá trình thực quản lý hư hỏng mạng GMPLS 28 Hình 2.5: Cơ chế phục hồi hỗ trợ mạng GMPLS 29 Hình 2.6: Khn dạng u cầu nhãn tổng qt 33 Hình 2.7: Khuôn dạng nhãn tổng quát 38 Hình 2.8: Khn dạng gán nhãn cổng bước sóng 39 Hình 2.9: Nhãn tổng quát trường hợp chuyển mạch chùm bước sóng 40 Hình 2.10: Khn dạng Label_Set 42 Hình 2.11: Mơ hình tranh chấp nhãn 45 Hình 2.12: Mơ hình giải tranh chấp nhãn khơng có hạn chế tài ngun 45 Hình 2.13: Mơ hình giải tranh chấp nhãn với tài nguyên hạn chế 46 Hình 2.14: Khn dạng thơng tin bảo vệ 47 Hình 2.15: Khn dạng thơng tin trạng thái quản lý 49 Hình 2.16: Khn dạng đối tượng "Interface_ID" 50 Hình 2.17: Khn dạng đối tượng nhánh "TLV" 50 Hình 2.18: Khn dạng giá trị trường type = 3,4 51 Hình 2.19: Khn dạng đối tượng yêu cầu nhãn đề xuất 53 Hình 2.20: Khn dạng đối tượng nhãn tổng quát 54 Hình 2.21: Khuôn dạng đối tượng chuyển mạch băng thông 55 Hình 2.22: Khn dạng "Label_Set" 56 Hình 2.23: Đối tượng yêu cầu khai báo cho IPv4 59 Hình 2.24: Đối tượng yêu cầu khai báo cho Ipv6 60 iii Hình 2.25: Khn dạng đối tượng nhánh Label ERO 62 Hình 2.26: Khn dạng đối tượng nhánh Label RRO 64 Hình 2.27: Khuôn dạng đối tượng bảo vệ 65 Hình 2.28: Khn dạng đối tượng CALL_ID 66 Hình 2.29: Khn dạng mã điểm truy nhập 68 Hình 2.30: Khuôn dạng nhận dạng gọi chứa nhận dạng nhà điều hành mạng cụ thể 68 Hình 2.31: Khuôn dạng trường nhận dạng gọi chứa phần nhận dạng toàn cầu thêm vào phần nhận dạng nhà điều hành mạng 68 Hình 2.32: Mơ hình hai nút mạng có chức tích hợp GMPLS/ASON 75 Hình 2.33: Khn dạng cho đối tượng CALLL_OPS 78 Hình 2.34: Khn dạng tham số lưu lượng SDH 85 Hình 2.35: Mào đầu TLV cho điều khiển quản lý SDH giao thức CR-LDP 92 Hình 2.36: Khn dạng nhãn cho SONET/SDH TDM-LSR 94 Hình 3.1: Tổ chức mạng GMPLS đường trục theo mơ hình Overlay 102 Hình 3.3: Tổ chức mạng GMPLS đường trục theo mơ hình lai ghép 105 Hình 3.4: Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình Overlay 107 Hình 3.5: Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình Peer 108 Hình 3.6: Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình lai ghép 109 Hình 3.7: Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS 111 Hình 3.8: Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS 113 Hình 3.9: Phương án triển khai GMPLS hồn tồn 114 iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng ISDN B_ISDN Integrated Services Digital Network Broadband Integrated Services Digital Network Mạng số tích hợp dịch vụ Mạng số tích hợp dịch vụ băng rộng CATV Community Antenna Television Anten truyền hình chung MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyễn mạch nhãn đa giao thức NGN Next-generation network Mạng hệ ASON Automatic Switched Optical Mạng quang chuyển mạch tự động Network Bidirectional Line-Switched Vịng ring hai hướng có chuyển Ring mạch CCI Connection Control Interface Kênh điều khiển kết nối CR–LDP DCS Contraint-Based Routing -Label Digital Cross-Connect Distribution Protocol System Giao thức phân phối nhãn – Định Hệ thống nốibức chéo số tuyến cưỡng E-NNI Exterior NNI Giao diện NNI bên FSC Fiber Switching Capability Khả chuyển mạch sợi quang GMPLS Generalized Multiprotocol Label Chuyển mạch nhãn đa giao thức Switching tổng quát IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuật Internet I-NNI Interior NNI Giao diện NNI bên IS–IS–TE Intermediate System–to– Kỹ thuật lưu lượng cho kết nối hệ Intermediate System—Traffic thống trung gian đến hệ thống trung Engineering gian LMP Link-Management Protocol Giao thức quản lý tuyến LSC Lambda Switching Capability Khả chuyển mạch bước sóng LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label-Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn BLSR v MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NMI Network Management Interface Giao diện quản lý mạng NNI Network – to – Network Giao diện kết nối Mạng – Mạng Interface OIF Optical Internetworking Forum Diễn đàn mạng liên kết quang OSPF Open Shortest Path First Thuật toán chọn đường ngắn OSPF–TE Open Shortest Path First–Traffic Kỹ thuật lưu lượng áp dụng cho Engineering thuật toán chọn đường ngắn OXC Optical Cross-Connect System Hệ thống nối chéo quang OVPN Optical Virtual Private Network Mạng riêng ảo quang POS POS Packet Over Sonet/SDH Truyền gói liệu qua Sonet/SDH PSC Packet Switched Capability Khả chuyển mạch gói QoS RSVP–TE Quality of Service Resource Reservation Protocol– Chất lượng dịch vụ Kỹ thuật lưu lượng áp dụng cho SDH Traffic Engineering Synchronous Digital Hierarchy giao thức cài đặt tài nguyên Hệ thống phân cấp số đồng SDH-NG SPC Next Generation SDH Soft Permanent Connection SDH hệ Kết nối cố định mềm TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian VCC Virtual Channel Connection Kênh kết nối ảo UCP Universal Control Plane Mặt điều khiển chung UNI User-to-Network Interface Giao diện kết nối người sử dụng mạng WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng quang HDLC IP ISP LAPS High-level Data Link Control Internet Protocol Internet Service Provider LAN Adapter Protocol Support Điều khiển tuyến liệu bậc cao Giao thức internet Nhà cung cấp dịch vụ internet Chương trình hỗ trợ giao thức thích MAC POS QoS SONET Program Medium Access Control Packet Over SONET/SDH Quality of Service Synchronous Optical Network ứng LAN Điều khiển truy nhập môi trường Gói qua SONET/SDH Chất lượng dịch vụ Mạng quang đồng vi tuyến vừa thực chức định tuyến mạng truyền tải quang (quản lý cấu trúc tơ-pơ mạng quang) vừa có chức định tuyến mạng IP/MPLS Theo phương án này, mặt phẳng quản lý điều khiển mạng IP/MPLS mạng truyền tải quang OXC tách biệt riêng rẽ, trao đổi thơng tin định tuyến, báo hiệu điều khiển hai mặt điều khiển quản lý Ưu điểm phương án triển khai mạng theo mơ hình lai ghép: - Tận dụng ưu điểm mạng ngang hàng xét khía cạnh quản lý điều khiển mạng theo phạm vi mạng, nghĩa sử dụng tài nguyên mạng cách hiệu thiết lập kết nối mạng môi trường không đông mạng định tuyến IP/MPLS mạng truyền tải quang - Cơ chế quản lý điều khiển lỗi mạng đơn giản phân biệt rõ ranh giới mạng IP/MPLS mạng quang - Tạo thuận lợi việc mở rộng mạng quang từ mạng song song việc tạo mặt phẳng điều khiển quản lý thống Nhược điểm phương án triển khai mạng theo mơ hình lai ghép: - Vẫn tồn hai mặt phẳng điều khiển quản lý: Quang mạng định tuyến IP/MPLS Phương án không phù hợp với mạng có cấu trúc tơ-pơ tương đồng mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router IP/MPLS (tương ứng với nút mạng có phần tử chuyển mạch quang thiết bị định tuyến IP/MPLS) NMS HCM NMS HNI NM I N MI NMI MẶT QUẢN LÝ NMI N M I I NM I I I-NNI I-NN I NM NM - I-NNI I-NN OCC OCC CCI CCI CCI IP/MP L CCI CCI HNI MẶT TRUYỀN TẢI OXC/TDM trục IP/ MP occ occ occ Router trục occ CCI I-NNI MẶT Đ/KHIỂN BÁO HIỆU I-NNI I OXC/TDM trục DNG OXC/TDM trục LS MP IP/ S Router trục HCM LS Router trục Hình 3.3: Tổ chức mạng GMPLS đường trục theo mơ hình lai ghép [9] 105 Như với việc tổ chức mạng theo cấu trúc tô- pô tương đồng mạng đường trục VNPT khơng nên triển khai mạng theo mơ hình lai ghép 3.4 Một số phƣơng án triển khai GMPLS cho mạng Metro VNPT Cấu trúc phân lớp mạng Metro tổ chức thành hai phân lớp mạng: Phân lớp mạng lõi (Metro Core) phân lớp mạng truy nhập (Access Metro) Trong phân lớp mạng có thành phần mạng chủ yếu phần tử thuộc mạng định tuyến/chuyển mạch (Router/Switch) phần tử thuộc mạng truyền tải quang (TDM/OXC) Trong lớp truyền tải quang lớp mạng truy nhập chủ yếu sử dụng phần tử truyền tải dựa công nghệ TDM (các thiết bị SDH-NG thiết bị MSTP) Trong lớp mạng truyền tải lõi sử dụng thiết bị OXC kích thước mạng lớn sử dụng hỗn hợp thiết bị TDM OXC hay dùng thiết bị TDM với mạng kích cỡ trung bình nhỏ Tương tự mạng đường trục, việc triển khai GMPLS mạng Metro theo ba phương án tổ chức mạng khác nhau: mơ hình chồng lấn (Overlay Model) mơ hình ngang hàng (Peer Model) mơ hình lai ghép (Augmented Model) 3.4.1 Triển khai mạng Metro-VNPT theo mơ hình chồng lấn Mạng Metro tổ chức theo mơ hình chồng lấn cấu trúc phân lớp mạng dựa sở cấu trúc phân lớp mạng Metro bao gồm lớp mạng: Lớp mạng lõi (Metro Core) lớp mạng truy nhập (Access Metro) (hình 3.4) 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 E-NNI Và vậy, mặt phẳng điều khiển quản lý mạng truyền tải quang Router biên mặt phẳng thống theo công nghệ GMPLS Các giao diện vật lý kết nối thuộc mạng truyền tải giao diện STM-n, giao diện FE (100 Mbit/s), GE (1/10 Gbit/s) giao diện với tốc độ luồng VC-n đơn lẻ chuỗi liên kết luồng (VC Concatenation) để cung cấp kênh truyền tải với nhiều tốc độ khác 106 MSTP N I-N IP/MPLS Truy nhập I-N I Mạng truyền tải quang UNI Truy nhập Metro I-N NI N I-N NI OXC I I -N NI Mạng truyền tải quang Lõi Metro E-NNI I N I-N I-N NI N I-N UNI IP/MPLS Lõi I GMPLS Hình 3.4: Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình Overlay [9] Phương án triển khai mạng GMPLS Metro theo mơ hình chồng lấn có ưu điểm nhược điểm việc triển khai mạng GMPLS đường trục, cụ thể sau: - Tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối phần tử mạng mạng cung cấp loại hình dịch vụ khác có hệ thống điều khiển quản lý hệ thống có sẵn - Phù hợp cho thực kết nối mạng định tuyến Router với mạng truyền tải quang có hệ thống định tuyến, điều khiển báo hiệu riêng rẽ - Cho phép triển khai mở rộng quản lý mạng truyền tải quang mà không ảnh hưởng tới mạng định tuyến Router có Nhược điểm phương án triển khai mạng đường trục theo mô hình chồng lấn: - Hạn chế hiệu sử dụng tài nguyên chung mạng thông tin định tuyến tình trạng tài ngun có ý nghĩa phạm vi mạng GMPLS, cụ thể lớp định tuyến Router thực yêu cầu kết nối dịch vụ với lớp truyền tải quang qua giao thức báo hiệu mà khơng có quyền nhận xử lý thông tin tài nguyên mạng - Cơ chế thực quản lý điểu khiển cố hư hỏng mạng phức tạp - Khơng phù hợp với mạng có cấu trục kết nối Mesh đầy đủ - Không thực chức thống điều khiển, quản lý (GMPLS) pham vi toàn mạng 107 3.4.2 Triển khai mạng Metro-VNPT theo mơ hình hàng ngang Về cấu trúc kết nối mô hình mạng ngang hàng mạng GMPLS Metro tương tự tương tự mơ hình mạng ngang hàng áp dụng cho đường trục (hình 3.5) Các phần tử mạng bao gồm Router OXC kết nối không phân biệt với theo giao thức thống giao thức báo hiệu, định tuyến điều khiển quản lý GMPLS Tuy nhiên, phạm vi phân lớp mạng (như phân lớp mạng truy nhập mạng lõi cần kết nối định tuyến quản lý bên (thông qua giao diện I-NNI) Với phương án triển khai mạng ngang hàng cho mạng GMPLS Metro có mạng có mặt phẳng điều khiển quản lý thống theo giao thức GMPLS IETF mô hình kiến trúc mạng ASON/ G.8080 ITU-T đề xuất MSTP N I-N IP/MPLS Truy nhập I -N I Mạng truyền tải quang GMPLS Truy nhập Metro I -N NI N I-N NI OXC I I-N NI Mạng truyền tải quang Lõi Metro E-NNI GMPLS I N I-N I -N NI N I-N GMPLS IP/MPLS Lõi I GMPLS Hình 3.5: Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình Peer [9] Ưu, nhược điểm phương án triển khai mạng GMPLS Metro theo mơ hình mạng ngang hàng tương tự triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình mạng ngang hàng Ngồi cịn có số điểm sau Ưu điểm phương án triển khai mạng theo mơ hình ngang hàng: - Tối ưu hóa việc chọn lựa tuyến kết nối qua Router SDHNG/MSTP/OXC, không phát sinh tượng chồng lấn cấu trúc tô-pô mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router - Cho phép sử dụng tài nguyên mạng cách hiệu môi trường không đồng thiết bị mạng truyền tải quang thiết bị định tuyến Router - Sử dụng mặt điều khiển quản lý thống cho phần tử mạng khác phân lớp truyền tải quang định tuyến Router - Dễ dàng việc phát điều khiển cố mạng hỗn hợp 108 IP quang - Linh hoạt hơn, mềm dẻo nhanh chóng việc tiếp cần với khách hàng để cung cấp kiến tạo dịch vụ Nhược điểm phương án triển khai mạng theo mơ hình ngang hàng: - Khơng hỗ trợ môi trường mạng bao gồm nhiều nhà khai thác mạng khác thân nhà khai thác mạng không muốn nhà khai thác mạng khác biết thơng tin mạng nội 3.4.3 Triển khai mạng Metro-VNPT theo mơ hình lai ghép Phương án triển khai mạng GMPLS Metro theo mơ hình lai ghép tương tự triển khai mạng GMPLS đường trục theo mơ hình lai ghép Điểm khác biệt phạm vi mạng GMPLS bao gồm phần tử mạng truyền tải quang hai phân lớp mạng truy nhập mạng lõi Metro tới Router cổng đóng vai trị cổng liên kết phạm vi mạng truyền tải quang GMPLS mạng định tuyến IP/MPLS (Border Router) Trong mơ hình (hình 3.6) Router cổng thực hai chức năng, phạm vi mạng GMPLS hoạt động phần tử mạng GMPLS kết nối với phần tử mạng GMPLS khác thông qua giao diện NNI (I-NNI E-NNI) để thực chức quản lý, điều khiển định tuyến mạng GMPLS Đối với phạm vi mạng IP/MPLS thực chức quản lý, điều khiển định tuyến thông qua giao thức áp dụng cho mạng IP/MPLS Mặt phẳng quản lý điều khiển mạng IP/MPLS mạng GMPLS tách biệt riêng rẽ, khơng có trao đổi thơng tin định tuyến, báo hiệu điều khiển hai mặt điều khiển quản lý MSTP I-N IP/MPLS Truy nhập IP MPLS I-NNI I -N NI Mạng truyền tải quang I -N Truy nhập Metro NI I-N NI I- N OXC NNI I- NI NI Mạng truyền tải quang I-NNI Lõi Metro E-NNI GMPLS I-N NI I-N IP MPLS IP/MPLS Lõi NI GMPLS Hình 3.6: Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mơ hình lai ghép [9] 109 Ưu nhược điểm phương án triển khai mạng GMPLS Metro theo mơ hình lai ghép tương tự việc triển khai mạng GMPLS đường trục theo mô hình mạng lai ghép nêu nghĩa là: - Tận dụng ưu điểm mạng ngang hàng xét khía cạnh quản lý điều khiển mạng theo phạm vi mạng, nghĩa sử dụng tài nguyên mạng cách hiệu thiết lập kết nối mạng môi trường không đông mạng định tuyến IP/MPLS mạng truyền tải quang - Cơ chế quản lý điều khiển lỗi mạng đơn giản phân biệt rõ ranh giới mạng IP/MPLS mạng quang - Tạo thuận lợi việc mở rộng mạng quang từ mạng song song việc tạo mặt phẳng điều khiển quản lý thống - Vẫn tồn hai mặt phẳng điều khiển quản lý: Quang mạng định tuyến IP/MPLS - Phương án không phù hợp với mạng có cấu trúc tơ-pơ tương đồng mạng truyền tải quang mạng định tuyến Router IP/MPLS (tương ứng với nút mạng có phần tử chuyển mạch quang thiết bị định tuyến IP/MPLS) 3.5 Một số phƣơng án triển tổ chức mạng GMPLS tổng thể VNPT Phương án truyển khai mạng GMPLS VNPT thực chất triển khai sở thành phần cấu thành mạng thành phần mạng GMPLS đường trục thành phần mạng Metro hay gọi mạng vùng Về thực chất kiến trúc mạng Metro tương đương với mạng vùng với kích thước mạng lớn tập hợp nhiều phần khác mạng Metro (các phân mảnh mạng truy nhập nút mạng lõi triển khai vùng theo phạm vi địa lý hành chính) để tạo thành mạng theo kiến trúc hoàn chỉnh mạng Metro Với quan điểm xây dựng mạng coi thành phần mạng cấu thành lên mạng GMPLS hoàn chỉnh VNPT mạng GMPLS đường trục mạng vùng (hay mạng Metro) Các phương án triển khai thành phần mạng nói trình bày mục trước Vấn để triển khai mạng GMPLS tổng thể VNPT thực chất vấn đề xây dựng phương án kết nối lộ trình triển khai thành phần mạng 110 3.5.1 Triển khai mạng v i mạng trục GMPLS Hình 3.7: Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS [9] Phương án thực thể (hình 3.7) với việc triển khai cơng nghệ GMPLS tồn phạm vi đường trục với việc trang bị thiết bị OXC cho nút đường trục Hà Nội, Đà Nẵng Tp Hồ Chí Minh song song với việc mở rộng nâng cấp hệ thống truyền dẫn WDM 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 toàn mạng theo cơng nghệ GMPLS Trong mạng vùng 1, vùng vùng chưa triển khai mạng hồn chỉnh theo cơng nghệ MPLS 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, mạng đường 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 toàn tự động thiết lập từ hệ thống quản lý đường trục tập trung (OAM) Cơ chế 111 định tuyến mạng PSC thực qua chức định tuyến Router vùng Router trục (thực giao thức định tuyến IP IP/MPLS) Như việc kết nối mạng vùng mạng đường trục đơn kết nối mặt truyền 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 hợp với trạng lộ trình phát triển mạng theo kích chồng lấn (hay phương thức ―Top-Down‖) - Phương thức kết nối mạng vùng mạng 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 mạng với mạng đường trục dựa sở công nghệ Nhược điểm: - Chưa thực mặt phẳng quản lý điều khiển mạng thống - Mạng đường trục chưa thực hỗ trợ, phối hựp cung cấp dịch vụ cho mạng vùng - Tài nguyên mạng thành phần mạng bị phân tách, sử dụng tài nguyên mạng truyền tải quang đường trục theo chế cung cấp kết nối cố định định tuyến vùng theo chế cung ứng kết nối nhân công 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) 3.5.2 Triển khai mạng v i mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS Trong phương án này, chức GMPLS thực phạm vi toàn mạng đường trục tương tự phương án (hình 3.8) Các mạng vùng 1, vùng vùng triển khai hồn chỉnh theo cơng nghệ IP/MPLS Do vậy, xét kiến trúc mạng nói mạng vùng xem ―đám mây‖ IP/MPLS Giải pháp để kết nối mạng vùng trường hợp định tuyến 112 đường trục vùng 1, vùng vùng thực chức GMPLS client (nghĩa thực chức UNI) để kết nối với mạng đường trục Chức thực nâng cấp phần mềm định tuyến vùng bổ sung vùng định tuyến có thêm chức GMPLS Với giải pháp phạm vi mạng GMPLS mở rộng tới định tuyến vùng để thực chức quản lý, điều khiển cung cấp dịch vụ mạng GMPLS Đồng thời, ứng dụng mạng MPLS triển khai phạm vi toàn mạng VNPT Các ứng dụng mạng MPLS không nhữngc việc triển khai mạng nội vùng mà triển khai liên vùng phạm vi tồn quốc Các ứng dụng MPLS liên thơng mạng vùng truyền tải qua mạng trục GMPLS thơng qua phương thức ―đường hầm‖ theo cấu hình ―bó‖ LSP Ưu điểm: Phù hợp trường hợp mạng vùng triển khai theo công nghệ - MPLS Mạng đường trục thực chức hỗ trợ truyền tải ứng dụng - MPLS Tài nguyên mạng truyền tải đường trục sử dụng mềm dẻo linh hoạt - Hình 3.8: Phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS [9] Nhược điểm: - Chưa thực mặt phẳng quản lý điều khiển mạng thống 113 - Hạn chế việc cung cấp dịch vụ tốc độ cao mạng nội vùng toàn mạng (dịch vụ cung cấp mức bước sóng) Khả áp dụng: Trong trường hợp mạng vùng xây dựng hồn tồn dựa sở cơng nghệ MPLS giải pháp triển khai mạng MPLS qua mạng GMPLS đường trục phương án đưa coi giải pháp phù hợp 3.5.3 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 3.9) 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 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 3.9: Phương án triển khai GMPLS hoàn toàn [9] Ưu điểm: - Phù hợp trường hợp mạng vùng triển khai theo công nghệ GMPLS 114 - Mạng đường trục thực chức hỗ trợ truyền tải toàn ứng dụng dich 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 toàn mạng - Cung cấp loại hình dịch vụ tồn mạng (kể dịch vụ cung ứng bước sóng) Nhược điểm: - Giá thành xây dựng mạng đắt 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 3.6 Đề xuất lộ trình triển khai xây dựng mạng GMPLS cho mạng VNPT năm Tại thời điểm công nghệ GMPLS triển khai xây dựng sở hạ tầng mạng theo xu hướng mạng IP quang (IP+Optical Transport Networks) mà trọng tâm sở hạ tầng ngày triển khai mạng theo kiến trúc giao thức GMPLS/ASON nhằm đáp ứng nhu cầu truyền tải liệu thông tin ngày tăng từ người sử dụng thuộc mạng sở công nghệ có cơng nghệ áp dụng phân lớp Một điều khẳng định chắn rằng, phương án triển khai mạng GMPLS phạm vi toàn mạng VNPT (bao gồm mạng đường trục mạng vùng) thời điểm khởi đầu phương án khơng có tính khả thi trạng công nghệ, nhu cầu thực tế, giá thành xây dựng mạng, khả phối hợp với mạng có Do cần phải vạch lộ trình hợp lý cho tiến trình xây dựng mạng hướng tới GMPLS Lộ trình sau: G a đoạn đến năm 2015 Giai đoạn thực phương án triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS mô tả (mục 3.5.1) Khi mạng đường trục xây dựng để thực chức GMPLS phạm vi toàn 115 mạng đường trục, mạng vùng 1, vùng vùng triển khai hồn chỉnh theo cơng nghệ IP/MPLS Trong giai đoạn thực triển khai ứng dụng MPLS liên thông mạng vùng thông qua mạng trục GMPLS theo phương thức ―đường hầm‖ theo cấu hình ―bó‖ LSP Cũng giai đoạn việc xây dựng mạng GMPLS hoàn tất mạng vùng riêng lẻ (hoặc thành phố lớn Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phịng) Khi giải pháp kết nối mạng với mạng trục theo phương thức mạng GMPLS hồn tồn mơ tả (mục 3.5.2) G a đoạn sau năm 2015 Giai đoạn mạng GMPLS vùng 1, vùng vùng triển khai hoàn tất Phương án triển khai mạng GMPLS vùng lựa chọn theo phương án mô tả (mục 3.4) Trong giai đoạn thực triển khai mạng GMPLS hoàn toàn toàn mạng VNPT (bao gồm mạng trục, mạng vùng 1, vùng vùng 3) theo phương án mô tả (mục 3.4.3) 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 Việc kết nối mạng GMPLS VNPT với mạng cung cấp dịch vụ khác, nhà khai thác mạng khác thực tùy theo cấp kết nối phụ thuộc vào đổi công nghệ mạng Tuy nhiên giải pháp kết nối mạng mạng GMPLS áp dụng cách phù hợp mơ hình kịch kết nối mạng trục mạng vùng mô tả mục Các mốc thời gian lộ trình phát triển mạng GMPLS nói thay đổi dài ngắn tùy thuộc vào tình hình thực tế khả thực công nghệ nhu cầu thực tế phát triển mạng, Tuy nhiên nên thực bước phát triển xây dựng mạng GMPLS theo trình tự nói Khuyến nghị Trên sở kết nghiên cứu đồ án, em xin đề xuất số kiến nghị sau đây: - Giai đoạn thứ hai (2012-2015) thực kết nối mạng GMPLS đường trục với mạng IP/MPLS xây dựng vùng 1, vùng vùng để 116 thực triển khai ứng dụng MPLS liên thông mạng vùng thông qua mạng trục GMPLS theo phương thức ―đường hầm‖ theo cấu hình ―bó‖ LSP - Giai đoạn (sau năm 2015) tiến hành xây dựng mạng GMPLS cho vùng thực kết nối mạng GMPLS vùng với mạng GMPLS đường trục để tạo thành mặt phẳng điều khiển báo hiệu quản lý phạm vi toàn mạng Giai đoạn thực triển khai ứng dụng dịch vụ mạng MPLS/GMPLS toàn mạng - Việc kết nối mạng GMPLS VNPT với mạng cung cấp dịch vụ khác, nhà khai thác mạng khác thực tùy theo cấp kết nối phụ thuộc vào đổi công nghệ mạng 3.7 Tổng kết chƣơng Qua chương 3, ta thấy công nghệ GMPLS nghiên cứu triển khai hệ thống mạng VNPT hứa hẹn dần thay công nghệ cũ Trên em xin đề xuất số lộ trình xây dựng phát triển cho mạng VNPT sử dụng công nghệ GMPLS 117 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu cộng với kiến thức sẵn có thân, em hoàn thiện đồ án ―Ứng dụng công nghệ GMPLS triển khai mạng truyền tải VNPT‖ Bản đồ án có nội dung sau đây: Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải mạng NGN Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS Ứng dụng công nghệ GMPLS vào mạng truyền tải VNPT Tuy nhiên, công nghệ cịn q trình nghiên cứu nên em chưa thể có kiến thức thực tế GMPLS Do đồ án dạng tổng quan, điểm GMPLS chưa thực nhìn cụ thể vấn đề nên có nhiều điểm cịn thiếu sót Mong thầy, thơng cảm giúp đỡ em tìm điểm chưa tốt đồ án để đồ án hồn thiện 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ITU-T Rec.8080/Y.1304 ―Architecture for the Automatically Switched Optical Network (ASON)‖, November 2001 [2] http://www.ietf.org/html.charters/ccamp-charter.html , Truy nhập cuối ngày 15/12/2012 http://www.javvin.com/protocol/rfc3031.pdf : Multiprotocol Label Switching Architecture, Truy nhập cuối ngày 18/12/2012 http://www.javvin.com/protocol/rfc3945.pdf : Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture, Truy nhập cuối ngày 25/12/2012 [3] RFC 3473, ―Generalized MPLS Signaling – RSVP-TE Extensions‖ [4] RFC 3471, ―Generalized MPLS – Signaling Functional Description‖ [5] Draft-ietf-ccamp-ospf-gmpls-extensions-09.txt, ―OSPF Extensions in Support of Generalized MPLS‖ [6] Draft-ietf-ccamp-lmp-07.txt, ―Link Management Protocol‖ [7] Draft-ietf-ccamp-gmpls-routing-05.txt, ―Routing Extensions in Support of GMPLS‖ [8] User Network Interface (UNI) 1.0 Signaling Specification, Optical Internetworking Forum, October 2001 [9] Đề tài Tổng công ty mã số: 005-2001-TCT-RDP-VT-01 ―Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đề xuất kiến nghị áp dụng công nghệ GMPLS mạng hệ sau (NGN) VNPT‖ 119 ... cơng nghệ GMPLS, ứng dụng công nghệ chuyễn mạch nhãn đa giao thức GMPLS triển khai mạng truyền tải VNPT Tổng quan qua lịch sử phát triển công nghệ chuyển mạch ta thấy khó khăn tồn công nghệ chuyển... CHƢƠNG III: ỨNG DỤNG GMPLS TRIỂN KHAI CHO MẠNG TRUYỀN TẢI CỦA VNPT 99 3.1 Giới thiệu chương 99 3.2 Các yếu tố thúc đẩy triển khai xây dựng công nghệ GMPLS mạng VNPT ... với mạng trục GMPLS 111 3.5.2 Triển khai mạng với mạng trục GMPLS mạng vùng mạng IP/MPLS 112 3.5.3 Triển khai GMPLS hoàn toàn 114 3.6 Đề xuất lộ trình triển khai xây dựng mạng GMPLS