Công nghệ MPLS trên mạng đường trục Việt Nam

MỤC LỤC

Cơ sở thông tin nhãn ( LIB-Lable Information Base )

Là bảng kết nối trong LSR có chứa giá trị nhãn/ FEC được gán vào cổng ra cũng như thông tin về đóng gói dữ liệu truyền tin để xác định phương thức một gói tin được chuyển tiếp.

Cơ cấu báo hiệu

• Đáp ứng nhãn: Để đáp ứng một yêu cầu nhãn, LSR luồng xuống sẽ gửi một nhãn đến các bộ khởi động luồng lên sử dụng cơ cấu ánh xạ nhãn.

Hình 1.4: Cơ cấu báo hiệu
Hình 1.4: Cơ cấu báo hiệu

Các thành phần cơ bản của mạng MPLS

Như chỉ ra trên hình 2.22, LDP TVL được mã hoá thành một trường 2 octet trong đó sử dụng 14 bít để xác định kiểu, và 2 bit xác định cách hành động cho trường hợp LSR không nhận ra được kiểu; 2 octet tiếp theo xác định trường độ dài và trường giá trị có độ dài thay đổi. Nếu một LSR phân phối một ánh xạ đối với một FEC tới nhiều thực thể đồng cấp LDP, vấn đề cục bộ được đặt ra là liệu nó ánh xạ một nhãn đơn tới FEC này và phân phối sự ánh xạ này tới tất cả các thực thể LDP đồng cấp của nó hay sử dụng các ánh xạ khác nhau cho từng LDP khác nhau.

Hình 1.7: Thủ tục phát hiện LSR lân cận
Hình 1.7: Thủ tục phát hiện LSR lân cận

Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc ( CR-LDP )

Điểm khác biệt chính giữa định tuyến IP truyền thống với định tuyến cưỡng bức là: thuật toán định tuyến IP truyền thống chỉ tìm ra một đường tối ưu ứng với duy nhất một tiêu chí được đặt ra, trong khi thuật toán định tuyến cưỡng bức vừa tìm ra một tuyến đường tối ưu theo một tiêu chí nào đó đồng thời phải thoả mãn một số điều kiện ràng buộc nhất định.Chính vì điều này mà thuật toán định tuyến cưỡng bức trong mạng MPLS có thể đáp ứng được yêu cầu trong khi các mạng sử dụng các thuật toán tìm đường khác không thể có được, kể cả giao thức định tuyến IP. Ví dụ giao thức định tuyến truyền thống dựa vào trạng thái kênh ( như OSPF…)chỉ truyền duy nhất các thông tin bận, rỗi của từng kênh và độ dài của từng kênh, các giao thức định tuyến vector khoảnh cách như RIP thì chỉ truyền đo các thông tin địa chỉ nút tiếp theo và khoảng cách.

Giao thức dành trước tài nguyên RSVP ( Resource Reservation Protolcol )

Khi cổng dành riêng được thiết lập, các bộ định tuyến nằm giữa bộ phát và bộ thu sẽ xác định các gói tin thuộc cổng dành riêng nào nhờ kiểm tra năm trường trong mào đầu IP và giao thức truyền tải đó là: địa chỉ nguồn, số cổng nguồn, số giao thức ( UDP,TCP….), địa chỉ đích, số cổng đích. Điều này rất hữu dụng với các công ty lớn muốn có nhiều kết nối với các công ty khác mà chỉ sử dụg một đường thuê bao nhằm giảm bớt sự phức tạp trong việc quản trị cũng như điều khiển lưu lượng, ở đây một lưu lượng lớn cần được gửi dọc theo các LSP với băng thông đủ để tải lưu lượng.

Giao thức MPLS-BGP

Do vậy, đặc tính này có thể áp dụng cho khả năng cung cấp (đường ống ) với băng thông đảm bảo yêu cầu cho một đường thuê bao thay vì phải sử dụng nhiều đường thuê bao riêng để có được cùng giải thông như trên. Ví dụ, trong mạng IP quy mô lớn như mạng xương sống nhà cung cấp dịch vụ Internet, chúng ta có thể quan tâm đến việc liệu một bảng định tuyến sẽ chiếm bộ nhớ của bộ định tuyến lớn đến mức nào, khả năng bộ xử lý và băng thông liên kết.

Hoạt động của MPLS

Chế độ hoạt động tế bào MPLS

• Thông qua kênh ảo quản lý trong băng tương tự cách mà giao thức ATM Fourum thực hiện như sau: Kênh ảo điều khiển MPLS VC thông thường sử dụng giá trị VPI/VCI là 0/32 và bắt buộc phải sử dụng phương pháp đóng gói LLC/SNAP cho các gói IP theo tiêu chuẩn RFC1483. Việc kiểm tra nhãn dựa vào giá trị VPI/VCI của tế bào đến mà không dựa vào nhãn trên đỉnh ngăn xếp trong mào đầu nhãn MPLS do ATM-LSR giữa các biên của miền ATM- LSR chỉ thay đổi giá trị VPI/VCI mà không thay đổi nhãn bên trong các tế bào ATM.

Hình 1.12: Phân bổ nhãn trong mạng ATM-MPLS
Hình 1.12: Phân bổ nhãn trong mạng ATM-MPLS

Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-LSR

Khi các gói đó xuất phát từ các nguồn khác nhau ( các LSR khác nhau ) nếu sử dụng chung một giá trị VC cho đích thì sẽ không có khả năng phân biệt gói nào thuộc luồng nào và LSR phía trước không có khả năng tái tạo lại đúng gói từ các tế bào. Để tránh trường hợp này, ATM-LSR phải yêu cầu LSR phía trước nó phân bổ nhãn mới mỗi khi LSR phía sau nó đòi hỏi nhãn đến bất cứ đích nào ngay cả trong trường hợp nó đã có nhãn phân bổ cho đích đó.

Các ưu điểm của MPLS

Quá trình phân phối nhãn được thực hiện theo kiểu phân phối nhãn chiều đi không yêu cầu. Việc sử dụng chế độ khung qua mạng ATM-PVC là rất cần thiết trong quá trình chuyển dịch sang mạng MPLS.

Ứng dụng của MPLS

Lợi ích này của ISP và những tải tin có thể có một lượng lớn lưu lượng truyền thông.

Cấu trúc vật lý mạng viễn thông

Khái niệm về mạng viễn thông

Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau. Các loại mạng này có ưu điểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các vùng địa lý khác nhau.

Cấu trúc mạng PSTN phân cấp

Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay

- Mạng truyền số liệu: Bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi dữ liệu giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25. - Trong phạm vi cư quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) đó là các mạng Ethernet, Token Bus ,Token Ring.

Mạng viễn thông công cộng (PSTN)

    Mỗi vùng lưu lượng được chia thành các khu vực chuyển tiếp (Transit Area), việc chuyển tiếp lưu lượng vào, ra và trong các khu vực do các nút chuyển mạch quốc gia (National Transit Switch) đảm trách. Về truy nhập hữu tuyến ta có truy nhập bằng thoại truyền thống, ADSL, truy nhập qua đường cáp truyền hình, qua đường điện lực và công nghệ mong đợi sẽ là truy nhập quang tới từng hộ gia đình….

    Hình 2.3: Cấu trúc mạng Viễn thông PSTN Việt Nam hiện tại
    Hình 2.3: Cấu trúc mạng Viễn thông PSTN Việt Nam hiện tại

    Cấu trúc mạng viễn thông NGN .1. Định nghĩa mạng NGN

    • Các yếu tố thúc đẩy tiến tới NGN 1. Cải thiện chi phí đầu tư
      • Các thành phần của NGN
        • Kết nối mạng NGN với mạng truyền thống .1 Kết nối với mạng PSTN
          • Lộ trình chuyển đổi

            Signalling Gateway tạo ra chiếc cầu nối giữa mạng báo hiệu SS7 với mạng IP dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC). SG làm cho Softswitch giống như một nút SS7 trong mạng báo hiệu SS7. Nhiệm vụ của SG là xử lý thông tin báo hiệu. Media Server là thành phần lựa chọn của Softswitch, được sử dụng để xử lý các thông tin đặc biệt. Một Media Server phải hỗ trợ phần cứng DSP với hiệu suất cao nhất. * Application Server /Feature Server. Server đặc tính là một server ở mức độ ứng dụng chứa một loạt dịch vụ của doanh nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì hầu hết các server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng buộc nhiều với Softswitch về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng. Các dịch vụ cộng thêm có thể trực thuộc Call Agent hoặc cũng có thể thực hiện một cách độc lập. Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các giao thức như SIP, H323… Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu cầu truy nhập cơ sở dữ liệu đặc trưng. Feature Server xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thống đa chuyển mạch. Phân vùng lưu lượng: Cấu trúc mạng thế hệ sau được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà được phân theo vùng lưu lượng. Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có thể gồm một hoặc nhiều tỉnh, thành. Số lượng các tỉnh thành trong một khu vực tuỳ thuộc vào số lượng thuê bao của các tỉnh thành đó. Căn cứ vào phân bố thêu bao, mạng NGN của VNPT được phân thành 5 vùng lưu lượng như sau:. - Vùng 3: Các tỉnh Miền Trung và Tây Nguyên. Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ. - Lớp ứng dụng và dịch vụ được tổ chức thành một cấp cho toàn mạng. - Số lượng nút ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ cũng như số lượng và loại hình dịch vụ. Giai đoạn đầu toàn mạng sẽ có 2 node đặt tại Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh. Tổ chức lớp điều khiển. Lớp điều khiển được tổ chức thành một cấp chung cho toàn mạng thy vì có 4 cấp như hiện nay gồm: quốc tế, liên tỉnh, tên đệm và nội hạt) và được phân theo khu vực quản lý có 3 node điểu khiển đặt tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Hình 2.9: Mô hình kết nối lớp điều khiển và ứng dụng mạng NGN. Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ của mạng NGN, gồm nhiều module như module điều khiển kết nối IP/MPLS, điều khiển định tuyến kết nối IP, điều khiển kết nối cuộc gọi thoại báo hiệu số 7.. Tổ chức lớp chuyển tải. Lớp chuyển tải: được tổ chức thành 2 cấp: cấp đường trục quốc gia và cấp vùng). NGN (Next Generation Network) là mạng viễn thông đang được ứng dụng mạnh mẽ trên thế giới với sự kết hợp với 3 mạng cơ sở hiện nay là viễn thông, truyền thông, Internet, mạng này cho phép hỗ trợ mọi phương thức truyền thông tin như âm thanh, dữ liệu, hình ảnh và đảm bảo cung cấp mọi dịch vụ, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng điện thoại, truyền số liệu, Internet, truyền hình phát thanh, giải trí qua mạng… Trên cùng một công nghệ IP là điểm mạnh của NGN.

            Hình 2.5: Cấu trúc mạng NGN ở cấp độ dịch vụ
            Hình 2.5: Cấu trúc mạng NGN ở cấp độ dịch vụ

            Các công nghệ và triển vọng triển khai

              - Thứ nhất ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM, các tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn. Đối với các nhà thiết kế mạng mà nói, sự phát triển nhanh chóng, sự mở rộng không ngừng của mạng Internet, sự tăng vọt của lượng dịch vụ cũng như sự phức tạp của các loại hình dịch vụ, đã dần dần làm cho mạng viễn thông hiện tại không còn kham nổi.

              Hình 3.1: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 1 đến 2005
              Hình 3.1: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 1 đến 2005