Cisco là công ty hoạt động trong lĩnh vực IT rất nổi tiếng và có uy tín trên thị trờng. Tại Việt nam sự có mặt của Cisco cũng rất đáng kể. Cisco có ảnh hởng rất lớn trên thị trờng mạng doanh nghiệp. Đầu tiên chúng ta xem xét sản phẩm VSC 3000 (Virtual Switch Controller) và sau đó là sản phẩm BTS 10200 Softswitch.
1.1. VSC 3000 (Virtual Switch Controller)
VSC 3000 là thiết bị thực hiện chức năng điều khiển cuộc gọi trong mô hình mạng thế hệ sau của Cisco. VSC 3000 là thiết bị điều khiển cuộc gọi thông minh, hỗ trợ tơng đối nhiều các giao thức hiện nay. Hoạt động nh một tổng đài chuyển mạch mềm, VSC 3000 điều khiển mạng thoại chuyển mạch gói bằng cách định tuyến các cuộc gọi trên một nền tảng mạng chuyển mạch gói băng rộng và đa dịch vụ. Đóng vai trò là thành phần quan trọng nhất trong cấu trúc mở của mạng thoại chuyển mạch gói của Cisco, sử dụng các giao thức chuẩn công nghiệp và giao diện mở. VSC 3000 là xúc tác cho quá trình chuyển đổi từ mạng thế hệ cũ sang thế hệ mới sử dụng công nghệ chuyển mạch gói bằng, nó giao tiếp với mạng thoại truyền thống thông qua hệ thống báo hiệu 7 (SS7) để cho phép truy nhập mạng thoại công cộng một cách rộng rãi. VSC 3000 có thể lập trình đợc, linh hoạt, đáng tin cậy và có khả năng mở rộng.
VSC3000 sử dụng phần mềm do Cisco phát triển, chạy trên những môi trờng mở họ Unix. Phần mềm này có các module độc lập, mỗi module có những giao diện và những tính năng đợc xác lập rõ ràng. Một môi trờng thi hành dùng chung chịu trách nhiệm về các tác vụ chung và giao tiếp với hệ điều hành. Tại phần lõi là máy tốc độ cao làm nhiệm vụ định tuyến và điều khiển cuộc gọi. VSC 3000 sẽ phân tích các tín hiệu báo hiệu từ các thực thể, tìm kiếm tài nguyên, phân tích các yêu cầu dịch vụ, thực hiện các thuật toán tìm đ- ờng, và cuối cùng là gửi các lệnh cần thi hành xuống cho Media Gateway nằm tại các đầu vào/ra của phần lõi chuyển mạch gói.
Giao tiếp với MG (Media Gateway) thông qua giao thức MGCP, giao thức đợc dùng nhiều hiện nay khi triển khai các mạng thoại chuyển mạch gói. Ngoài ra, VSC 3000 còn hỗ trợ hầu hết các biến thể của ISUP (ISDN User Part), TUP (Telephone User Part), và NUP (National User Part) trong mạng SS7 của các nhà khai thác trên toàn thế giới. VSC 3000 sử dụng ngôn ngữ định
phát triển và thay đổi giao thức. Công cụ mạnh này giảm thiểu những cản trở về không tơng thích báo hiệu.
Các giao thức chuẩn TCAP ( Transaction Capabilities Application Protocol), INAP (Intelligent Network Application Protocol) cho phép truy nhập vào môi trờng mạng IN và AIN. Các nhà khai thác có thể tuỳ biến VSC bằng cách sử dụng giao diện lập trình mở (API) cho phép định tuyến theo chỉ dẫn của khách hàng từ các cơ sở dữ liệu bên ngoài. VSC 3000 chạy trên các máy chủ Netra t 1400/1405, Netra 1120/1125, Netra ft 1800. Các hệ thống máy chủ này có thể mở rộng đợc, đạt chuẩn NEBS ( Network Equipment Building Standard) Level 3, và thoả mãn đợc các đòi hỏi về độ an toàn. Netra ft 1800 có cấu hình dự phòng nóng cho từng thành phần. Các máy chủ đợc triển khai theo cặp: một máy hoạt động (active) và một máy dự phòng (standby), và trong quá trình diễn ra các cuộc gọi, phần mềm của MGC tiến hành kiểm tra để bảo vệ cuộc gọi không gặp phải các sự cố nghiêm trọng của phần cứng và phần mềm.
VSC 3000 có các thủ tục quản lý khá đầy đủ và thân thiện ngời sử dụng. Các phép đo lờng và thống kê đợc thực hiện nhằm giám sát hệ thống. VSC có sẵn một bộ công cụ đầy đủ để điều hành và cảnh báo báo hiệu. Các khối CDB (Call Detail Block) cung cấp thông tin cho việc tính cớc và qui hoạch mạng. Có một bộ công cụ đầy đủ dùng trong gỡ lỗi và giải quyết sự cố. Ngoài ra VSC còn có giao diện dòng lệnh, các khối thông tin quản lý (MIB) sử dụng SNMP, các cửa sổ giao diện đồ hoạ thân thiện, và hệ thống quản lý mạng phụ.
Hình 2.1: Ví dụ về ứng dụng VSC.
Mạng VSC 3000 bao gồm một số nút, trong đó thực hiện điều khiển cuộc gọi và kết nối vật lý với mạng báo hiệu SS7 của PSTN. Các nút liên lạc với nhau thông qua mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ trong quá trình thiết lập và giải phóng các cuộc gọi. Khi số lợng thuê bao tăng lên, có thể triển khai thêm các nút VSC để đáp ứng đòi hỏi về dung lợng chuyển mạch.
Trong mô hình mạng này có các Media Gateway thực hiện chức năng giao giữa mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ và mạng PSTN/ISDN. MG kết thúc các kênh tải từ PSTN/ISDN và thực hiện chuyển đổi thông tin thoại từ dạng TDM sang dạng gói để truyền đợc trên mạng IP hoặc ATM. MG cũng là điểm cuối của các giao diện PRI từ các tổng đài PBX và truyền báo hiệu của ISDN qua mạng IP/ATM tới các nút VSC 3000. Có 3 loại MG : máy chủ truy nhập mạng (NAS – Network Access Server), Gateway trung kế (Trunking Gateway), và Gateway truy nhập (Access Gateway). Cisco có các họ Gateway MGX 8260, MGX 88xx. Các nhà cung cấp khác cũng có rất nhiều họ Gateway sử dụng các giao thức H.323, MGCP, SIP ... Một số MG có thể hoạt động đồng thời vừa là Gateway trung kế vừa là Gateway truy nhập.
Mạng chuyển mạch gói đa dịch vụ (Multiservice Packet Network) ở đây là mạng IP hay ATM để mang lu lợng thoại và số liệu giữa các nút VSC và giữa VSC với các Media Gateway.
Hình 2.2: Một nút VSC
Hình vẽ cho thấy kiến trúc của một nút VSC, gồm có các đầu cuối kênh báo hiệu (SLT) của Cisco và các máy chủ VSC ( hoạt động và dự phòng) chạy trên hệ điều hành UNIX, tất cả đợc nối với nhau qua mạng IP. Các thành phần cấu thành của VSC đều có thể mua riêng.
Các kênh A và F của mạng SS7 đợc kết thúc ở các đầu cuối kênh báo hiệu (SLT). MTP lớp 1 và lớp 2 kết thúc tại SLT, còn các lớp cao hơn của SS7 đợc chuyển đến cho VSC Host thông qua giao diện Ethernet. Các lớp đợc chuyển đến cho VSC Host gồm có:
• Message Transfer Part Layer 3 (MTP3)
• Integrated Service Digital Network User Part (ISUP)
• Signal Connection Control Part (SCCP)
• Transactions Capabilities Applications Part (TCAP)
• Advanced Intelligent Network (AIN)
• Intelligent Network Application Part (INAP)
Giao thức RUDP (Reliable User Datagram) đợc sử dụng để truyền các bản tin MTP lớp 3 tới máy chủ VSC3000. Thêm vào đó, SMP (Session
Manager Protocol) duy trì các phiên thông tin riêng biệt (giữa SLT) với từng máy trong cặp máy chủ hoạt động/dự phòng. SLT của Cisco thực chất là các Router C2611 sử dụng phần mềm IOS. Khả năng chèn/tách song song cho
phép SLT phân biệt thông tin thoại và kênh báo hiệu F trong chế độ báo hiệu kênh kết hợp. Mỗi SLT đợc nối với một cặp kênh báo hiệu, và các kênh đợc nối với các SLT đợc phân nhóm điều đó tránh cho mạng gặp phải những sự cố tại những điểm riêng biệt.
Phần mềm của VSC chạy trên 2 máy chủ SUN nhằm đảm bảo độ tin cậy. Phần mềm này thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi và định tuyến trong chuyển mạch ảo. Khả năng xử lý lỗi đợc bảo đảm nhờ việc kiểm tra các thông tin giữa hai máy chủ thông qua các ứng dụng MTP lớp 3 phân tán, chạy đồng thời trên cả hai máy này. Quá trình kiểm tra này cùng với các thông tin trong bộ nhớ chính (lu trong một cơ sở dữ liệu) và sự đồng bộ định tuyến đảm bảo sẽ chuyển đổi giữa máy hoạt động và máy dự phòng khi có sự cố mà không gây gián đoạn các cuộc gọi đang diễn ra.
Công việc điều hành đợc thực hiện thông qua giao diện dòng lệnh (Command Line Interface) hoặc bằng chơng trình sử dụng giao thức SNMP có giao diện đồ hoạ. Cisco có kế hoạch xây dựng một hệ thống quản lý (EMS) tích hợp đối với mọi thành phần: máy chủ VSC, SLT, MG.
Các máy chủ VSC (VSC host), SLT và Media Gateway đợc kết nối bằng mạng LAN sử dụng chuẩn Ethernet. Cisco cũng đa ra giải pháp cho chuyển mạch LAN tốc độ cao dùng trong trờng hợp này, đó là sản phẩm Catalyst 5500 của họ. Tất nhiên, đây không phải là thành phần bắt buộc, ta có thể dùng các chuyển mạch LAN khác.
Thống kê một số số liệu chi tiết về thiết bị VSC 3000
Phần cứng trong VSC
Máy chủ MGC
• Cặp máy chủ Sun Netra t 1120/1125.
• hoặc cặp máy chủ Sun Netra t 1400/1405.
• hoặc cặp máy chủ Sun Netra ft 1800
Chạy phần mềm VSC 3000 của Cisco. Triển khai thành cặp hoạt động/dự phòng.
SLT Sử dụng thiết bị định tuyến Cisco 2611 với các tính năng SLT IOS.
Xử lý các báo hiệu tầng vận chuyển (MTP lớp 1 và MTP lớp 2)
Máy chủ SUN chạy phần mềm VSC Sun Netra t 1400/1405 Sun Netra t 1120/1125 Sun Netra ft 1800 Kích thớc HxWxD 26.4 x 43.1 x 17.7 x 43.5 x 49.6 146.68 x 44.26 x
Trọng lợng 37 kg 23.18 kg 220 kg Năng lợng • 1400 DC: -48 VDC/60 VDC • 1405 AC: 100 - 240 VAC • 1120 DC: -48 VDC/60 VDC • 1125 AC: 100 - 240 VAC, 47 - 63 Hz • -48 VDC/60 VDC Kích thớc Rack Phù hợp với loại 19 in., 23 in., 24 in., 600 mm. số bộ xử lý có thể
hỗ trợ 4 2 4
Kích thớc RAM 4 GB 2.1 GB 4.2 GB
Số lợng ổ đĩa Từ hai đến 6 ổ cứng 9 GB Hai ổ cứng 9 GB
Từ hai đến 6 ổ cứng 9 GB Một số chỉ tiêu của máy chủ SUN Netra
Hệ điều
hành Solaris 2.6
Bộ xử lý 300-MHz UltraSPARC-II chạy trên Netra ft 1800440-MHz UltraSPARC-II chạy trên Netra t 1120/1125 và 1400/1405
Giao diện
Ethernet/Fast Ethernet, STP (10BaseT and 100BaseT) Cổng nối tiếp RS-232C/RS-423 (DB-25) Serial ports Centronics-compatible parallel port (DB-25) (ECP mode capable) on 140X and 112X Phơng tiện l- u trữ ổ CD ổ băng đĩa cứng
Giao diện SCSI với các thiết bị ngoài khác. Các giao diện VSC:
Các giao diện u điểm, ứng dụng trong
Giao diện mạng trí tuệ (IN) và mạng trí tuệ thế hệ sau(AIN)
• Giao diện mở, chuẩn hoá.
• Các điểm kiểm tra cuộc gọi để phiên dịch số và LNP.
• điều chỉnh đợc để hỗ trợ giao diện với các nút điều khiển dịch vụ (Service Control Point) của các nhà cung cấp thứ ba.
Các điểm kiểm tra cuộc gọi ( Call Detection Points) để phiên dịch số:
• AIN 0.1 và tập phụ 0.2.
• Tập tính năng 1 và tập phụ 2.
• TCAP/AIN trên MTP hoặc IP
• TCAP/INAP trên MTP hoặc IP
• Phiên dịch số:
• Freephone, 8xx, 9xx
• LNP (Local Number Portability) của Bắc Mỹ.
LNP (Local Number Portability) của Bắc Mỹ.
• ứng dụng trong các điểm kiểm tra cuộc gọi
• Xử lý LRN.
Giao diện lập trình (API) định tuyến cuộc gọi
• Cho phép VSC truy nhập vào các thông tin định tuyến đợc tổ chức phức tạp trên các cơ sở dữ liệu bên ngoài.
• Giao diện này đợc các nhà cung cấp dịch vụ lớn trên thế giới thử nghiệm và xác nhận.
Các khối thông tin chi tiết cuộc gọi (Call Detail Blocks)
• Ngời sử dụng có thể lựa chọn các trờng, các số liệu và các cấu trúc cần thiết.
• đảm bảo tính linh hoạt khi giao tiếp với khối tính cớc.
Ngôn ngữ định nghĩa bản tin (Message Definition
Language) —mộ bộ giao thức đầy đủ.
Một bộ công cụ phát triển và ngôn ngữ lập trình.
• Công cụ hớng đối tợng, trực quan.
• Phát triển giao thức và gỡ lỗi nhanh chóng.
• Các tài liệu và hớng dẫn có đầy đủ. Tính ổn định và khả năng mở rộng
tính năng Lợi ích và ứng dụng
Kiến trúc phân tán, có thể điều chỉnh để phục vụ từ 1000 tới 1.500.000 cổng.
• Khi nhu cầu tăng thêm, có thể thêm các nút VSC, giữa các nút này
• Các nút có thể phân tán theo địa lý, đảm bảo tính linh hoạt của kiến trúc mạng.
• Vợt qua các giới hạn về dung l- ợng và khả năng của tổng đài chuyển tiếp truyển thống.
Dung lợng nút VSC: Hệ thống điều khiển cuộc gọi VSC3000 sử dụng từ 1 đến 16 nút VSC.
Dung lợng nút có thể cải thiện đợc bằng cách nâng cấp phần mềm.
Khả năng xử lý cuộc gọi của một nút
• 150 calls/second
• 540,000 BHCA (Busy Hour Call Attempts)
Phần mềm mở chạy trên môi tr- ờng phần cứng phổ biến của lĩnh vực viễn thông, hỗ trợ dự phòng nóng tại mọi thành phần mạng.
• Các phần cứng và phần mềm hoạt động tại trung tâm thoả mãn đủ các đòi hỏi về độ tin cậy, độ an toàn.
• Mọi thành phần mạng đều có dự phòng nóng, vì vậy khả năng kiểm soát sự cố cao.
Khả năng duy trì các cuộc gọi ổn định trong trờng hợp có các sự cố nghiêm trọng về phần cứng và phần mềm.
• VSC3000 có thể chuyển đổi giữa máy chủ hoạt động và dự phòng, không làm mất các cuộc gọi ổn định.
Hỗ trợ tính cớc, thống kê và quản lý
tính năng Lợi ích và ứng dụng
Thu thập hàng trăm loại thông tin về cuộc gọi để phục vụ cho các bản tin chi tiết cuộc gọi (CDR) cho hệ thống tính cớc
• Tìm kiếm và truyền thông tin dùng giao thức FTP theo những chu kỳ thiết lập đợc.
• Giao tiếp với các thiết bị tính cớc của nhà cung cấp thứ 3.
Hỗ trợ hoàn toàn Continuity Check (COT)
• Thoả mãn những đòi hỏi kết nối bình thờng.
• Khả năng giải quyết lỗi và bảo d- ỡng khi cần thiết.
• Có thể kích hoạt bằng tay (không tự động)
Có hệ thống thống kê tự động, có thể can thiệp đợc và hệ thống báo cáo phục vụ cho cả kênh tải và kênh báo hiệu.
• Quản lý các kênh báo hiệu.
• Các thống kê về kênh tải cho phép hoạch định lu lợng mạng.
Cảnh báo, định cấu hình, giám sát an ninh sử dụng MML, SNMP, các file text ASCII, giao diện đồ hoạ GUI và EMS.
• Mềm dẻo, tuỳ theo nhu cầu sử dụng.
• Các thông tin về lỗi đợc lu vào các file log hệ thống và vào cơ sở dữ liệu của SNMP.
• Các thông số vận hành đợc lu vào các file ASCII.
1.2Cisco BTS 10200 Softswitch
BTS là sản phẩm mới của Cisco đợc đa ra thị trờng vào cuối năm 2001. Thực tế đây là sản phẩm đợc hãng IPCell phát triển và BTS trở thành sản phẩm của Cisco sau khi hãng IPCell đợc Cisco mua lại năm ngoái. BTS 10200
Softswitch là sản phẩm softswitch thực sự đầu tiên của Cisco. Có thể nói Cisco là hãng cha bao giờ có vị trí vững chắc trên thị trờng softswitch dành cho các nhà cung cấp dịch vụ, mặc dù trong thị trờng mạng doanh nghiệp họ có ảnh h- ởng rất lớn. VSC 3000 và VSC 2700 là các giải pháp trớc đây của Cisco cho mạng public và mạng doanh nghiệp, tuy nhiên dòng sản phẩm VSC không hỗ trợ một số giao thức rất quan trọng trong mạng NGN, thí dụ nh SIP và SIP-T (SIP for Telephony).
BTS có thể đảm nhiệm các chức năng mà VSC thực hiện. Ngoài ra BTS còn có thể hoạt động nh một tổng đài nội hạt với các đầu cuối kết nối thuê bao IAD (Integrated Access Device) hỗ trợ các thiết bị nh máy điện thoại analog, máy điện thoại IP, máy tính...
Cấu trúc của Cisco BTS 10200 Softswitch
BTS 10200 gồm có những thành phần sau:
• Call agent/ feature server (CA/FS) – 2 application server, có thể chạy trên hai máy chủ khác nhau hoặc trên cùng một máy chủ. Cisco khuyến nghị sử dụng 4 bộ xử lý (CPU) cho mỗi phần mềm này
• Phần mềm quản lý - Element management system/bulk data management system (EMS/BDMS) server — cần hai bộ xử lý
• Hai bộ chuyển mạch-định tuyến
• Bảng cảnh báo
• Nguồn
• Tủ cao 2340 mm x rộng 600 mm x sâu 900 mm Toàn bộ hệ thống nặng khoảng 363 kg.
Mỗi máy chủ CA/FS có 2 cổng T1 cho báo hiệu số 7 và 4 cổng Ethernet để kết nối với bộ chuyển mạch-định tuyến.
Hình 2.3: Cấu trúc logic của BTS 10200 Năng lực xử lý tối đa của hệ thống là nh sau:
Tham số Giá