ASON có thể cung cấp các dịch vụ với các mức chất lượng dịch vụ (QoS) khác nhau, được gọi là sự thoả thuận dịch vụ (SLA). Nó sắp xếp các dịch vụ như sau:
Dịch vụ kim cương: Cung cấp cơ chế bảo vệ tương tự bảo vệ 1+1, như là SNCP với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 50ms.
Dịch vụ vàng: Cung cấp cơ chế bảo vệ tương tự bảo vệ 1:1, như là MSP, với thời gian nhỏ hơn 50 ms.
Dịch vụ bạc: Cung cấp bảo vệ tái định tuyến thời gian thực với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 2s.
Dịch vụ đồng : Không bảo vệ
Thoả thuận mức dịch vụ được sử dụng cho các dịch vụ phân loại theo cấp độ bảo vệ của dịch vụ được liệt kê theo Bảng 1.1 dưới đây:
Bảng 1.1: Các mức dịch vụ
Thuộc tính/Dịch vụ
Cơ chế bảo vệ
và hồi phục Cách thực hiện
Thời gian chuyển mạch và tái định tuyến
Dịch vụ kim cương Bảo vệ và hồi
phục
SNCP và tái định tuyến
Thời gian chuyển mạch <50ms
Thời gian tái định tuyến <2s
Dịch vụ vàng Bảo vệ và hồi
phục
MSP và tái định tuyến
Thời gian chuyển mạch <50ms
Thời gian tái định tuyến <2s
Dịch vụ bạc Hồi phục Tái định tuyến Thời gian tái định tuyến
<2s
Dịch vụ đồng
Không bảo vệ Không hồi phục
1.6.3.1. Các dịch vụ kim cƣơng – Diamond Services
Dịch vụ kim cương là dịch vụ được bảo vệ tốt nhất có thể. Khi có đủ tài nguyên trên mạng, dịch vụ kim cương được cung cấp chế độ bảo vệ 1+1 liên tục. Dịch vụ kim cương ứng dụng cho các dịch vụ dữ liệu và âm thanh, các đường bảo vệ quan trọng (VIP) như ngân hàng, chứng khoán và hàng không.
Một dịch vụ kim cương là dịch vụ với bảo vệ 1+1 từ nguồn tới đích. Nó có 2 đường LSP khác nhau cùng tồn tại từ nút nguồn tới nút đích, một đường làm việc và một đường bảo vệ.Cùng một dịch vụ được truyền trên cả đường làm việc và đường bảo vệ tại cùng một thời điểm.Nếu đường làm việc bình thường, nút đích sẽ nhận dịch vụ từ nút nguồn trên đường này, ngược lại sẽ nhận từ đường bảo vệ.
Hình 1.6.3.1: Dịch vụ kim cương [3]
Dịch vụ kim cương có các đặc điểm sau:
Trước khi khởi tạo một dịch vụ kim cương, phải có sẵn 2 đường định tuyến riêng biệt, trái lại nó sẽ bị lỗi.
Khi tạo dịch vụ kim cương các liên kết MSP không được sử dụng.
Khi LSP của dịch vụ bị lỗi, ASON sẽ tái định tuyến. Nếu không có một
Tại thời điểm này, các kết nối bảo vệ đoạn ghép kênh (MSP) cũng không thể được sử dụng. Một LSP mới chỉ có thể được tạo khi LSP khác cũng lỗi để đảm bảo tồn tại dịch vụ. LSP mới cung cấp mức độ ưu tiên để sử dụng các kết nối không có MSP. Nếu các kết nối không có MSP vẫn không đủ thì được phép sử dụng các liên kết MSP thay thế. Như vậy, dịch vụ kim cương bị suy biến (giảm chất lượng), do đó khi các kết nối đủ, dịch vụ kim cương suy biến có thể tối ưu lại theo cơ chế thủ công (Manually).
Sau khi tái định tuyến vài lần, các đường định tuyến của dịch vụ kim cương không giống như định tuyến ban đầu. Khi đường định tuyến ban đầu tốt, dịch vụ kim cương có thể định tuyến lại về đường định tuyến ban đầu theo cơ chế thủ công.
Các dịch vụ SNCP tĩnh có thể chuyển đổi thành các dịch vụ kim cương.
Các dịch vụ kim cương có thể chuyển đổi thành các dịch vụ SNCP tĩnh.
Mọi LSP của dịch vụ kim cương có thể được tối ưu, nói cách khác định
tuyến của mọi LSP đều có thể được thay đổi.
Hỗ trợ chuyển mạch thủ công (manual).
Hỗ trợ tái khóa định tuyến. (khoá ngoài, không cho phép định tuyến dịch vụ vào vùng cấm).
Hỗ trợ mức ưu tiên tái định tuyến.
1.6.3.2. Dịch vụ vàng – Gold Services
Dịch vụ vàng còn được gọi là dịch vụ 1:1, nó chỉ cần một LSP. Các link được sử dụng bởi LSP là các link MSP, khi một sợi trên đường truyền của dịch vụ bị đứt, đầu tiên ASON cung cấp cơ chế bảo vệ MSP, nếu bảo vệ MSP lỗi nó sẽ thực hiện tái định tuyến dịch vụ vàng để hồi phục dịch vụ.
Hình 1.6.3.2: Dịch vụ vàng [3]
Trên hình vẽ trên ta có thể thực hiện khai báo một dịch vụ vàng với điều kiện ban đầu là 3 vòng ring MSP đã được tạo trước.
Dịch vụ vàng có các đặc trưng sau:
Một dịch vụ vàng chỉ có thể được tạo khi có đủ các kết nối MSP.
Khi tạo một dịch vụ vàng, khe vào (in-slot) phải giống như khe ra (out- slot) trong một ring MSP.
Khi tạo một dịch vụ vàng, phải chỉ rõ các kết nối hoặc các nút bắt buộc.
Khi bảo vệ MSP lỗi, ASON sẽ thực hiện tái định tuyến, nếu không có đủ tài nguyên nó sẽ sử dụng các kết nối không bảo vệ, trong trường hợp đó dịch vụ đã bị suy biến (suy giảm).
Khi các kết nối đoạn ghép kênh được khôi phục trở lại, dịch vụ không thể tự động trở lại tình trạng cũ. Tuy nhiên chúng ta co thể thực hiện tối ưu thủ công.
Các dịch vụ MSP tĩnh có thể chuyển đổi thành các dịch vụ vàng và ngược lại.
Khi tạo một dịch vụ vàng, các kết nối đoạn ghép kênh tuyến tính 1:1 có thể được sử dụng.
Khi tạo một dịch vụ vàng, các kết nối trong ring MSP hai sợi quang song hướng có thể được sử dụng.
Khi tạo một dịch vụ vàng, các kết nối trong ring MSP bốn sợi quang song hướng có thể được sử dụng.
Hỗ trợ khóa định tuyến.
Hỗ trợ tối ưu dịch vụ.
1-5.3.3 Dịch vụ bạc – Silver Services
Dịch vụ bạc cũng cho phép tái định tuyến dịch vụ. Khi LSP lỗi, tái định tuyến theo chu kì sẽ được thực hiện cho đến khi tái định tuyến thành công. Nếu không có đủ tài nguyên, định tuyến bảo vệ gặp thất bại và vì thế dẫn tới dịch vụ bị ngắt.
Hình 1.5.3.3: Dịch vụ bạc [3]
Trong hình 1.12, A-B-G-H là một dịch vụ bạc, nếu sợi giữa B và G bị đứt, ASON sẽ tái định tuyến từ A để tạo một LSP mới không đi qua điểm đứt là A-D-F- I.
Dịch vụ bạc có các đặc điểm sau:
Hỗ trợ các dịch vụ tĩnh chuyển đổi thành các dịch vụ bạc.
Dịch vụ bạc có thể trở lại trạng thái định tuyến trước đó hoàn toàn tự động khi mạng được khôi phục.
Các dịch vụ bạc không thế sử dụng các link đoạn ghép kênh.
Hỗ trợ khóa tái định tuyến.
Hỗ trợ tối ưu dịch vụ.
Hỗ trợ mức độ ưu tiên tái định tuyến.
1.6.3.4. Dịch vụ đồng – Copper Services
Dịch vụ đồng cũng được gọi là các dịch vụ không bảo vệ.Nếu LSP lỗi, dịch vụ sẽ bị ngắt và không có tái định tuyến.
Dịch vụ đồng có các đặc điểm sau:
Hỗ trợ các dịch vụ tĩnh không bảo vệ chuyển đổi thành các dịch vụ đồng.
Hỗ trợ các dịch vụ đồng chuyển đổi thành các dịch vụ tĩnh.
Các dịch vụ đồng không thể sử dụng các kết nối MSP.
Hỗ trợ tối ưu dịch vụ.
1.6.3.5. Dịch vụ sắt – Iron Services
Một dịch vụ sắt cũng được gọi là một dịch vụ thực hiệc trước.Các dịch vụ sắt thực hiện với các kết nối không bảo vệ, hoặc các kết nối bảo vệ MSP để tạo LSP.Trong khi chuyển mạch MSP, các dịch vụ sắt có thể thực hiện trước và có thể bị ngắt.Khi MSP hồi phục, các dịch vụ sắt hồi phục.Khi một LSP sự cố, các dịch vụ bị ngắt và tái định tuyến không được kích hoạt.
Chƣơng 2. Các giao thức sử dụng trong mạng ASON
Mạng quang chuyển mạch tự động ASON sử dụng ba giao thức chính:
+ Giao thức quản lý tuyến (Link Management Protocol –LMP): để quản lý kết nối.
+ Giao thức lựa chọn đường đi ngắn nhất, đầu tiên cho lưu lượng ( Open Shortest Path Firt – Traffic Engineering (OSPF-TE)).
+ Giao thức giành trước tài nguyên cho lưu lượng (Resource Reservation Protocol - Traffic Engineering - RSVP-TE).
Phần này sẽ nghiên cứu cụ thể và phương thức hoạt động của các giao thức.
2.1. Giao thức quản lý tuyến - Link Management Protocol (LMP)
Giao thức quản lý kết nối bao gồm các quá trình:
Quá trình kiểm tra kênh điều khiển
Quá trình kiểm tra liên kết dữ liệu
Quá trình kiểm tra liên kết TE
Control channel check
Data link check
TE link check Information floooding Enable ASON charateristics
2.1.1. Quá trình kiểm tra kênh điều khiển – Control Channel Check Process - Quản lý kênh điều khiển - Quản lý kênh điều khiển
Chức năng: Thiết lập và duy trì các kênh điều khiển giữa các nút
Cách thực hiện: các nút nối với nhau trao đổi bản tin cấu hình và một cơ chế đảm bảo duy trì liên lạc nhanh chóng.
Quản lý kênh điều khiển bao gồm các chức năng sau:
Thiết lập các kênh điều khiển
Quá trình duy trì liên lạc
Hủy các kênh điều khiển
Chi tiết bao gồm:
Thiết lập các kênh điều khiển: thực hiện điều chỉnh tham số, bao gồm các bước:
- Thay đổi các tham số có liên quan đến bản tin Hello được sử dụng bởi cơ chế tồn tại liên tục của các kênh điều khiển bảo dưỡng
- Điều chỉnh tham số được thực hiện qua chuyển mạch bản tin Config giữa 2 nút cạnh nhau.Nếu điều chỉnh tham số thành công, kênh điều khiển được thiết lập và trở thành quá trình duy trì hiệu lực nhanh.
- Nếu sau quá trình duy trì hiệu lực các kênh điều khiển được thiết lập nhưng không hỗ trợ thì đặt các tham số cấu hình HelloInterval và HelloDeadInterval về 0.
Tiến trình kiểm tra kênh điều khiển như sau:
Node A Node B Config ConfigAck/ConfigNack Config Config Config
- Nút A gửi bản tin Config tới nút B
- Nếu nút A nhận được các thông tin sau từ nút B:
+ Bản tin ConfgiAck chỉ ra rằng kênh điều khiển đã được thiết lập;
+ Bản tin ConfigNAck từ nút B chỉ ra rằng điều chỉnh tham số bị lỗi, kênh điều khiển không được thiết lập
- Nếu nút A không nhận được tín hiệu phản hồi từ nút B trong suốt quá trình thì nút A sẽ gửi bản tin Config tới Nút B trong suốt thời gian đó. Quá trình này chiếm giữ tài nguyên kiểm tra kênh điều khiển
Quá trình duy trì liên lạc:
- duy trì các kênh điều khiển
- tiến trình:
+ sau khi kênh điều khiển được thiết lập, sử dụng giao thức Hello để chuyển mạch bản tin Hello bao gồm 2 dãy số TxSeqNum và RcvSeqNum giữa local nút và remote nút.
+ giao thức Hello là kỹ thuật duy trì hiệu lực nhanh và có thể sử dụng để thực hiện bảo dưỡng kết nối của kênh điều khiển và tìm ra các lỗi của kênh điều khiển.
+ chuyển mạch bản tin Hello bao gồm 2 dãy số TxSeqNum và RcvSeqNum được thực hiện để duy trì các kênh điều khiển và tìm các lỗi.
Node A Node B {TxSeqNum=1;RcvSeqNum=0} {TxSeqNum=1;RcvSeqNum=1} {TxSeqNum=2;RcvSeqNum=1} {TxSeqNum=2;RcvSeqNum=2} {TxSeqNum=3;RcvSeqNum=2} . . . .
Loại bỏ các kênh điều khiển:
+ nếu kênh điều khiển bị loại bỏ, không NE nào sử dụng kênh điều khiển để gửi bản tin Hello nữa.
+ NE peer-end không nhận được bản tin qua kênh điều khiển. Nếu khoảng thời gian của bản tin Hello kết thúc, NE peer-end kiểm tra lại kênh điều khiển.Trạng thái của kênh điều khiển là config_snd.
- cơ sở áp dụng việc loại bỏ các kênh điều khiển
+ khi số lượng liên kết của các kênh điều khiển vượt quá ngưỡng, chúng ta có thể loại bỏ một vài kênh điều khiển như các kênh điều khiển giữa các NE ASON và các NE truyền thống để giải phóng tài nguyên.
2.1.2. Quá trình kiểm tra liên kết dữ liệu – Data Link Check Process
Hình 2.1.2 biểu diễn quá trình kiểm tra kết nối liên kết dữ liệu:
Node A Node B BeginVerify BeginVerifyAck Test TestStatusSuccess Test TestStatusSuccess TestStatusAck . . . . EndVerify EndVerifyAck TestStatusAck Co n n ec tiv it y C h ec k
Hình 2.1.2: Kiểm tra kết nối liên kết dữ liệu [3]
- Chuẩn bị để kiểm tra:
Nút A gửi bản tin BeginVeryfy (Bắt đầu kiểm tra) và nhận bản tin BeginVeryfyAck
- Quá trình kiểm tra:
Nút A giữ việc gửi bản tin Test (kiểm tra) trên liên kết dữ liệu cho tới khi nhận được hồi đáp Teststatussuccess hoặc Teststatusfailure từ kênh điều khiển.
- Kết thúc quá trình kiểm tra:
Nút A gửi bản tin Endverify và đợi hồi đáp. Sau khi nút A nhận được bản tin EndVerifyAck hoặc hồi đáp hồi đáp hết thời gian chờ, quá trình kiểm tra kết thúc.
2.1.3. Quá trình kiểm tra liên kết đầu cuối – TE Link Check Process - Kiểm tra sự phù hợp thuộc tính của liên kết TE: - Kiểm tra sự phù hợp thuộc tính của liên kết TE:
+ tích hợp đa liên kết dữ liệu tới mỗi TE link và đồng bộ thuộc tính của TE link. Chắc chắn rằng thuộc tính của TE link tại 2 nút là thích hợp
+ thực hiện kiểm tra sự phù hợp thuộc tính liên kết trước khi đưa ra liên kết
- Điều kiện ban đầu:
+ Có ít nhất một kênh điều khiển hoạt động giữa hai nút lân cận.
- Phƣơng thức thực hiện:
+ 2 nút lân cận chuyển mạch bản tin LinkSummary
+ Kiểm tra loại nhận dạng (Link_id) tại cả hai đầu cuối của TE link và loại nhận dạng giao diện (Interface_id) tại cả hai đầu cuối của liên kết dữ liệu (data link).
+ Tích hợp các liên kết đa dịch vụ tới mỗi TE link và thay đổi tham link. - Phân tích quá trình kiểm tra tính chắc chắn của TE link
Node A Node B LinkSummary LinkSummary LinkSummary LinkSummary LinkSummaryAck
+ Nút A đưa ra quá trình kiểm tra bằng cách gửi một cách đều đặn bản tin LinkSummary.
+ Nếu nút A nhận được bản tin LinkSummaryAck, việc kiểm tra tính chắc chắn thành công. Ngược lại, nếu nhận được bản tin LinkSummaryNack, việc kiểm tra không thành công.
2.2. Giao thức RSVP (Resource Reservation Protocol )
Giao thức dành trước tài nguyên bao gồm các chức năng:
- Thiết lập đường chuyển mạch nhãn - LSP
- Xóa đường chuyển mạch nhãn - LSP
- Tái định tuyến đường chuyển mạch nhãn - LSP
- Hiệu chỉnh đường chuyển mạch nhãn - LSP
- Thay đổi thuộc tính đường chuyển mạch nhãn - LSP.
2.2.1. Thiết lập LSP
Path
Path Resv
Resv
Quá trình cài đặt dịch vụ:
TEMIB RSVP SCK RSM LMGR SC
Request ERO Respond to ERO Request creating LSP
Query Data link anh signaling output port
Respond to Data link anh signaling output port
Request creating reverse XC
Request creating reverse XC
Creating reverse XC response Creating reverse XC response
Send a Path message Receive RESV message
Request creating positive XC
Creating positive XC response
Request creating positive XC
Creating positive XC response
Request enable alarm monitor Enable alarm monitor
response Request enable alarm monitor
Enable alarm monitor respone Report an LSP setup
success Request enabling alarm
monitor
Send Path (enble alarm monitor)
Receive Resv (enble alarm monitor) Enabling alarm monitor
respone
Hình 2.2.1.b: Quá trình cài đặt dịch vụ [3]
Đầu tiên, nút đầu tiên (Primary nút) gửi bản tin Path mới qua một loạt nút trung gian để tới nút đích (End nút ). Sau khi nút đích nhận được bản tin Path, nó gửi lại nút đích bản tin Resv để chấp nhận dịch vụ. Nút nguồn nhận được bản tin chấp nhận dịch vụ từ nút đích sẽ lập tức gửi lại một bản tin Path cùng tín hiệu giám sát việc thiết lập dịch vụ tới nút đích một lần nữa. Nút đích trả về bản tin Resv báo thiết lập dịch vụ thành công.