Phân tích kiến trúc và các thành phần của hệ thống truyền dẫn trong mạng NGN của VNPT

MỤC LỤC

SURPASS hiS

- Sử dụng các mạng trục TDM và IP/ATM một cách tối đa bằng các VoIP và VoATM gateway. - Tích hợp trong suốt với môi trường TDM, cho phép nâng cấp, phát triển mạng với các công nghệ mới áp dụng trong NGN.

HÌNH MẠNG NGN CỦA VNPT

  • Mô hình cấu trúc phân lớp của NGN
    • Sơ đồ tổng quan mạng NGN của VNPT
      • Các thành phần và chức năng, giao diện kết nối của các phần tử trong mạng NGN

        • Integrated Synchronous Digital Hierachy Board (ISDH): đây là thành phần tùy chọn, có thể có hoặc không, là giao diện STM-1 của hiG 1000, kết nối đến mạng PSTN qua các giao tiếp STM-1 quang hoặc điện và phân phối các luồng E1 nhận được đến các MoPC bằng các kết nối bên trong. Nhiệm vụ chủ yếu của Packet Manager là quản lý các nguồn tài nguyên tại MediaGateway (chẳng hạn nhưVoIP ports, codecs) và sử dụng hợp lý các thông báo thông qua giao thức MGCP, nhờ đó đảm bảo cho các mạng IP và mạng SCN (Switched Circuit Network) hoạt động tương thích với nhau.

        Hình 2-3: Mô hình cấu trúc phân lớp của NGN 2.2.1. Lớp ứng dụng và dịch vụ
        Hình 2-3: Mô hình cấu trúc phân lớp của NGN 2.2.1. Lớp ứng dụng và dịch vụ

        Kieán truùc SURPASS hiQ 9200 Softswitch

        • HÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ CHUYỂN VẬN

          Trong mạng NGN, các giải pháp SURPASS cho NGN được tối ưu hóa nhờ sự hỗ trợ của các router JUNIPER ở phân hệ chuyển vận, mục đích là tạo ra các giao diện cùng hoạt động với nhau theo các tiêu chuẩn chung đáp ứng các yêu cầu của NGN như QoS, độ tin cậy, bảo mật và việc sử dụng hiệu quả đường truyền voice, video và thoại trên cùng một cơ sở hạ tầng chuyển mạch gói. • SFM (Switching and Forwarding Module): gồm các ASIC Internet Processor II (đưa ra các quyết định chuyển tiếp dựa vào tra bảng, xử lý chuyển mạch đến các FPC đích) và ASIC Distributed Buffer Manager (phân phối các cell dữ liệu và chuyển tiếp các khai báo của gói ra).

          Hình 3-7: Mặt trước và sau của router M160
          Hình 3-7: Mặt trước và sau của router M160

          PICPICPIC

          Trước khi tháo gỡ FPC, nhấn và giữ nút này cho đến khi đèn trạng thái hỏng bật lên.

          PIC PIC PICPIC

          Cài đặt và thay thế cấu trúc của M160

          • Thành phần ảnh hưởng tương đối: ta có thể cài đặt hay tháo gỡ các thành phần này mà không cần tắt nguồn nhưng chức năng định tuyến của hệ thống sẽ bị gián đoạn khi thành phần này bị tháo gỡ. Phần mềm JUNOS Internet được thiết kế cho các mạng lớn (điển hình là hỗ trợ cho các ISP), kết hợp với các phần mềm định tuyến IP để quản lý các giao diện, các mạng và các thành phần của router.

          Giới thiệu tổng quan hệ thống ERX1410

          Ngoài ra nó còn giao tiếp với cơ cấu chuyển tiếp gói PFE, thực hiện đồng bộ giữa bảng chuyển tiếp trong cơ cấu chuyển tiếp gói PFE với bảng master trong cụ caỏu ủũnh tuyeỏn RE. - 100 000 giao tiếp IP độc lập, cho phép nhà cung cấp vận hành hệ thống hỗ trợ nhiều thiết bị ứng dụng IP ví dụ như kết nối đến DSLAM cho dịch vụ truy cập băng rộng (vai trò BRAS).

          Hình 3-19: Mặt trước ERX1410
          Hình 3-19: Mặt trước ERX1410

          Cấu trúc phần cứng ERX1410

          - Mỗi module đều có bộ xử lý RISC (Reduced Instruction Set Computing) chuyên biệt, các thành phần chuyển tiếp, tìm kiếm riêng nên khả năng xử lý đảm bảo được tốc độ phân loại và chuyển tiếp các gói 40 byte thậm chí khi hệ thống hoạt động ở tải cao nhất.  Các line module hỗ trợ đường hầm: line module dịch vụ đường hầm TSM (Tunnel Service Line Module) hỗ trợ các đường hầm IP như DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), GRE (Generic Routing Encapsulation) và đầu cuối LNS (L2TP Network Server) cho L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol).

          Hình 3-22: Cấu trúc cơ bản ERX1410 3.2.2.aCác module trong hệ thống
          Hình 3-22: Cấu trúc cơ bản ERX1410 3.2.2.aCác module trong hệ thống

          Phaàn meàm ủieàu khieồn

          Một line module dự trữ trong một nhóm module cùng loại sẽ đóng vai trò dự phòng cho tất cả các line module còn lại. Điều này thật sự rất quan trọng vì router sử dụng hệ thống truyền dẫn dung lượng lớn, nếu một đường dẫn xảy ra sự cố thì hàng ngàn thuê bao sẽ mất kết nối. Để sử dụng chế độ này ta phải cài đặt phần cứng theo một thứ tự nhất định.

          Hệ thống ERX1410 kiểm tra các gói này để xác định có hay không có vấn đề đối với kết nối quang cho cả hai port. Dựa vào thông tin này, hệ thống sẽ chọn port nào hoạt động và port nào dự phòng. Nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra với kết nối hệ thống sẽ chuyển đường truyền đến port dự trữ.

          Kỹ thuật điều khiển lưu lượng MPLS

            Khi thực hiện tính toán, CSPF không chỉ xem xét cấu hình mạng mà còn quan tâm đến các thuộc tính của LSP và các link, nó sẽ cố gắng tối thiểu hóa sự tắc nghẽn bằng cách cân bằng tải qua mạng một cách thông minh. Các giao thức trạng thái liên kết, như OSPF, IS-IS, sử dụng thuật toán SPF để tính toán các đường dẫn ngắn nhất đến tất cả các node trên mạng, kết quả của thuật toán này là cho biết node đích, địa chỉ hop kế tiếp và giao diện đầu ra. Nếu phù hợp thì các gói dành cho BGP route sẽ được chuyển mạch nhãn trên LSP, nếu có nhiều BGP route có cùng địa chỉ hop kế tiếp thì tất cả các route này được đưa đến cùng một LSP route, không cần biết các route này là thuộc BGP nào, nếu như không phù hợp thì các BGP route sẽ tiếp tục được chuyển tiếp dựa trên các IGP route trong vùng định tuyến.

            Tuy nhiên khi sử dụng điều khiển lưu lượng thì nếu như hop BGP kế tiếp phù hợp với endpoint của đường hầm LSP (MPLS egress router) thì các prefix đó sẽ được đưa vào đường hầm LSP, nếu không phù hợp thì các prefix sẽ được gởi theo đường dẫn ngắn nhất của IGP. Giả sử ta đánh lệnh ping hay traceroute đến bất cứ destination nào trong một domain thì các gói ping hay traceroute sẽ theo đường dẫn IGP, nếu ta đánh lệnh ping hay traceroute từ router 1 (LSP ingress router) đến một destination ở ngoài domain thì các gói sẽ sử dụng đường hầm LSP. - Khi BGP muốn lựa chọn đường đi đến hop kế tiếp thì nó sẽ sử dụng cả bảng định tuyến inet.0 và inet.3 để tìm hop kế tiếp thích hợp, nếu phí tổn trên cả hai bảng định tuyến là bằng nhau thì nó sẽ chọn trong bảng inet.3.

            Hình 3-40: Mạng các router khi chưa có LSP
            Hình 3-40: Mạng các router khi chưa có LSP

            BƯỚC CẤU HÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA M160 VÀ ERX1410

            • Caáu hình cho router M160

              Cài đặt phần mềm xong, khi cấu hình đã được chạy hoàn chỉnh, ta có thể dùng lệnh request system snapshot để back up phần mềm mới trên hệ thống file /altconfig. Sau khi cài đặt lại phần mềm xong thì phải copy các file cấu hình trở lại cho router, tuy nhiên trước khi copy thì phải thiết lập lại các kết nối mạng, thực hiện lại các bước cấu hình tương tự như trên. Phần sau đõy sẽ trỡnh bày rừ cỏc thuộc tớnh của cỏc loại giao diện và cỏc khai bỏo đi kốm khi cấu hỡnh (giải thớch rừ cỏc thụng số sử dụng khi cấu hỡnh).

              - Giao diện Ethernet dành cho quản lý: cung cấp phương pháp out-of-band để kết nối đến router, có thể kết nối đến giao diện quản lý qua mạng nhờ các ứng dụng ssh hoặc Telnet. Giao diện loại này thường được sử dụng vì ta có thể tháo và thay đổi các FPC, PIC dễ dàng bất cứ lúc nào (băng thông giới hạn tối đa cho các FPC là liên kết OC-48). Đối với các giao diện channelized trước đây thì kênh 0 chỉ ra giao diện channelized đầu tiên, với các giao diện channelized QPP thì kênh 1 chỉ ra giao diện channelized đầu tiên.

              Router M160 hỗ trợ một số loại giao diện sau đây

                + Circuit cross-connect (ppp-ccc): đối với các giao diện luận lý thì không yêu cầu khai báo dạng đóng gói, do đó khi sử dụng loại này, ta chỉ cần cấu hình họ ccc mà thôi, lưu ý là phiên bản này chỉ sử dụng được đối với các kết nối có phương tiện truyền ở hai đầu kết nối giống nhau. Đối với các dạng đóng gói PPP, Cisco HDLC và Ethernet CCC thì chỉ có một giao diện luận lý mà thôi nên số này là 0, còn dạng đóng gói ATM và Frame Relay thì có nhiều giao diện luận lý nên có thể cấu hình một hoặc nhiều đơn vị luận lý. Để cấu hình họ giao thức cho các giao diện, khai báo family ở phần [edit interfaces interface-name unit logical-unit-number], nếu muốn khai báo nhiều họ giao thức trên một giao diện luận lý thì sử dụng nhiều khai báo family.

                 Địa chỉ broadcast cho mạng con của giao diện—được chỉ định trong khai báo broadcast, chỉ áp dụng cho các giao diện Ethernet, chẳng hạn như giao diện quản lý fxp0, giao diện Fast Ethernet và giao diện Gigabit Ethernet. Circuit Cross-Connect (CCC) và Transltional Cross-Connect (TCC) cho phép ta cấu hình các kết nối trong suốt giữa hai mạch, mạch này có thể là một Frame Relay DLCI, một ATM VC, một giao diện PPP, một giao diện Cisco HDLC hay là một MPLS label-switched path (LSP). Để kết nối các giao diện cùng loại, sử dụng CCC (nghĩa là ATM to ATM, Frame Relay to Frame Relay, PPP to PPP, Cisco HDLC to Cisco HDLC), các giao diện khác loại thì dùng TCC (thông thường thì nó được sử dụng cho các VPN lớp 2.5).

                Frame Relay

                Các chuyển mạch kết nối chéo lớp 2 sẽ kết hợp các giao diện luận lý lại tạo thành chuyển mạch lớp 2. Để các bộ chuyển mạch kết nối chéo lớp 2 hoạt động thì ta phải cấu hình MPLS.

                Router A

                Ta thực hiện cấu hình một kết nối chéo có chuyển đổi (TCC) chuyển mạch ở lớp 2.5 giữa Router A và Router C, hoạt động ở chế độ song công, sử dụng Router B như là một bộ chuyển mạch ảo.