Ưu điểm của các dịch vụ cung cấp qua MAN-E

CHƯƠNG II : DỊCH VỤ ETHERNET

2.1 Ưu điểm của các dịch vụ cung cấp qua MAN-E

Trên thế giới, các dịch vụ MAN-E được cung cấp rộng rãi bởi các nhà cung cấp dịch vụ. Một số nhà cung cấp dịch vụ đã mở rộng phạm vi của dịch vụ Ethernet tới WAN. Số lượng khách hàng sử dụng dịch vụ Ethernet ngày càng tăng nhanh. Những đặc điểm nổi trội của dịch vụ Ethernet đã hấp dẫn khách hàng:

- Dễ dàng sử dụng: Dịch vụ Ethernet được cung cấp với chuẩn Ethernet dã trở nên quen thuộc và được sử dụng rộng rãi. Hầu hết các thiết bị và các trạm kết nối vào mạng sử dụng giao diện Ethernet do đó sử dụng dịch vụ Ethernet để kết nối giữa các thiết bị đó đễ dàng trong việc thực hiện các chức năng OAM&P.

- Hiệu quả về chi phí: Dịch vụ Ethernet có thể giảm chi phí đầu tư và chi phí vận hành theo ba hướng sau:

 Giao diện Ethernet được sử dụng hầu hết trong các sản phẩm thiết bị mạng, đồng thời bản thân giao diện Ethernet cũng không đắt.

 Giá thành của các dịch vụ Ethernet thấp hơn so với các dịch vụ cạnh tranh khác bởi vì Ethernet có giá thấp hơn về thiết bị và vận hành.

 Dịch vụ Ethernet cho phép thuê bao có thể mở rộng băng thông và khách hàng chỉ phải trả thêm cho phần băng thông mở rộng.

- Tính linh hoạt: Nhiều dịch vụ Ethernet cho phép khách hàng thiết lập hệ thống mạng lưới phức tạp hoặc không thể thực hiện với các dịch vụ khác. Ví dụ một giao diện Ethernet có thể cung cấp kết nối giữa nhiều vị trí văn phòng để tạo thành mạng các mạng Intranet VPN. Đồng thời có thể kết nối với các đối tác và nhà cung ứng thông qua Extranet VPN và cung cấp một kết nối truy nhập Internet tốc độ cao. Với dịch vụ Ethernet được quản lý, thuê bao có thể dễ dàng thêm hoặc thay đổi băng thông trong vài phút thay vì vài ngày hoặc vài tuần như các dịch vụ mạng truy nhập khác. Hơn nữa những sự thay đổi trên không yêu cầu khách hàng phải trải thêm chi phí cho thiết bị mới.

2.2 Các loại dịch vụ MAN-E cơ bản

2.2.1 Dịch vụ E-Line

E-Line là dịch vụ Ethernet cơ bản dựa trên kết nối Ethernet ảo điểm - điểm như mô tả trên hình 2.2. Dựa trên E-line có thể triển khai nhiều dịch vụ khác nhau tùy theo nhà cung cấp.

Hình 2.2: Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm

Đơn giản nhất, E-Line có thể cung cấp băng thông đối xứng cho truyền dữ liệu hai hướng không có cam kết về hiệu năng, ví dụ như dịch vụ nỗ lực tối đa giữa hai UNI 10Mbps. Phức tạp hơn, E-Line có thể cung cấp dịch vụ kết nối giữa hai UNI có tốc độ khác nhau và có thể kèm theo cam kết về hiệu năng như cam kết về CIR với CBS, cam kết về EIR với EBS, trễ, biến động trễ, suy hao… Ghép dịch vụ có thể thực hiện tại một hoặc cả hai phía UNI của EVC. Chẳng hạn có thể có nhiều hơn một kết nối điểm – điểm được yêu cầu trên cùng một cổng vật lý tại một hoặc cả hai phía UNI.

Dịch vụ E-Line có thể cung cấp các EVC điểm-điểm giữa các UNI tương tự như sử dụng các PVC Frame Relay để kết nối các phí khách hàng với nhau như hình 2.3.

Dịch vụ E-Line cũng có thể cung cấp một kết nối điểm điểm giữa các UNI tương tự như dịch vụ kênh riêng TDM. Các dịch vụ kết nối giữa hai UNI như vậy cung cấp truyền dẫn trong suất các khung dịch vụ giữa các UNI do đó phần tiêu đề và tải tin của khung dịch vụ phải đồng nhất tại cả hai phía UNI nguồn và đích. Các dịch vụ trên cũng cùng có các đặc tính cơ bản như trễ khung, Jitter và tỉ lệ mất khung thấp và không có ghép dịch vụ. Như trong hình 2.4, mỗi EVC yêu cầu phải có một UNI (giao diện vật lý) riêng biệt.

Hình 2.4: Dịch vụ E-line tương tự như sử dụng kênh riêng

Như vậy, một dịch vụ E-Line có thể được sử dụng để xây dựng các dịch vụ tương tự như Frame Relay hoặc kênh thuê riêng. Tuy nhiên băng thông và khả năng lựa chọn kết nối của Ethernet là tốt hơn nhiều.

2.2.2 Dịch vụ E-LAN

Dịch vụ E-LAN là dịch vụ dựa trên kết nối đa điểm – đa điểm như trong hình 2.5.

Cũng tương tự như E-Line, E-LAN có thể cung cấp dịch vụ nỗ lực tối đa không có cam kết về hiệu năng hoặc có thể cung cấp dịch vụ phức tạp giữa các UNI có tốc độ khác nhau và hỗ trợ chất lượng dịch vụ.

Hình 2.5: Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm

Ghép dịch vụ có thể có hoặc không tại các UNI của EVC đa điểm – đa điểm. Ví dụ một EVC đa điểm – đa điểm (E-LAN) và EVC điểm – điểm (E-Lline) có thể thực hiện tại cùng một UNI. Có thể E-LAN được dùng để kết nối thuê bao của các vị trí của khách hàng trong khi E-Line được sử dụng để kết nối truy nhập tới Internet, cả hai dịch vụ được thực hiện thông qua ghép dịch vụ tại cùng một UNI.

Hình 2.6: Dịch vụ E-LAN trương tự Frame Relay

So sánh giữa E-LAN với topo mạng Frame Relay theo kiểu Hub and Spoke. Các PVC Frame Relay là kết nối điểm - điểm, dịch vụ kết nối đa điểm được thực hiện bởi

nhiều PVC điểm – điểm. Khi một phía khách hàng được thêm vào cũng phải thêm một PVC mới giữa phía khách hàng đóng vai trò là “Spoke” mới và “Hub”.

E-LAN theo cấu hình EVC điểm - điểm: E-LAN có thể được sử dụng để kết nối chỉ giữa hai UNI. Điều này có vẻ giống với E-Line, nhưng có sự khác biệt.

Hình 2.7: Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng dịch vụ E-Line

Với dịch vụ E-Line, khi một UNI được thêm vào, một EVC mới cũng phải thêm vào để kết nối UNI mới tới một trong hai UNI trước đó. Do đó để kêt nối đầy đủ thì EVC mới phải được thêm vào giữa các UNI như trong hình 2.7. Cũng như vậy đối với trường hợp sử dụng Frame Relay.

Với dịch vụ E-LAN như trong hình 2.8, chỉ có UNI mới kết nối tới EVC đa điểm, không cần thêm các EVC mới khi sử dụng EVC đa điểm - đa điểm. E-LAN cho phép UNI mới truyền thông với toàn bộ các UNI khác. Với dịch vụ E-Line, điều này yêu cầu phải có các EVC riêng biệt kết nối tới các UNI khác. E-LAN chỉ yêu cầu một EVC để thực hiện kết nối nhiều phía khách hàng.

Như vậy dịch vụ E-LAN có thể kết nối giữa nhiều phái khách hàng với độ phức tạp ít hơn cấu hình mesh và Hub and Spoke sử dụng công nghệ điểm – điểm như Frame Relay và ATM.

Hình 2.8: Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng một E-LAN

2.2.3 Dịch vụ E-Tree

E-Tree là dịch vụ dựa trên kết nối EVC Rooted-Multipoint. EVC Rooted- Multipoint cũng là một EVC đa điểm tuy nhiên có khác với EVC đa điểm – đa điểm. EVC Rooted-Multipoint được định nghĩa trong MEF 10.2. Trong EVC Rooted- Multipoint có một hoặc nhiều UNI đóng vai trò là Root (gốc) và các UNI khác đóng vai trò là Leaf (lá). Một khung dịch vụ đầu vào đặt vào EVC tại UNI “gốc” có thể phân phát tới một hoặc nhiều UNI của EVC đó. Một khung dịch vụ đầu vào đặt vào EVC tại UNI “lá” không được làm xuất hiện một khung dịch vụ đầu ra tại UNI “lá” khác nhưng có thể làm xuất hiện một khung dịch vụ đầu ra tại một vài hoặc toàn bộ các UNI “gốc”. Như vậy, một khung dịch vụ broadcast hoặc multicast (xác định từ địa chỉ MAC) tại UNI “gốc” sẽ được nhân lên trong mạng và bản sao sẽ được phân phát tới từng UNI của EVC. Cách phân phát này cũng được áp dụng với trường hợp mạng chưa biết được địa chỉ MAC đích trong một EVC hoặc cặp UNI. Hình 2.9 mô tả một EVC Rooted-Multipoint với một UNI “gốc”.

Hình 2.9: EVC gốc - đa điểm

Hình 2.10: Kiểu dịch vụ E-tree sử dụng EVC gốc – đa điểm

Kiểu dịch vụ E-Tree với một “gốc” được mô tả như hình 2.10. Ở dạng đơn giản, kiểu dịch vụ E-Tree có thể cung cấp một UNI “gốc” cho nhiều UNI “lá”. Mỗi UNI “lá” chỉ có thể trao đổi dữ liệu với UNI “gốc”. Một khung dịch vụ gửi từ một UNI “lá” với một địa chỉ đích cho một UNI “lá” khác sẽ không được chuyển. Dịch vụ này thích hợp cho truy cập Internet hoặc các ứng dụng video qua IP. Một hoặc nhiều CoS có thể được kết hợp với dịch vụ này.

Trong kiểu phức tạp hơn, dịch vụ E-Tree có thể hỗ trợ hai hoặc nhiều UNI “gốc”. Trong trường hợp này, mỗi UNI “lá” có thể trao đổi dữ liệu với các UNI “gốc”. Các UNI “gốc” cũng có thể truyền thông với nhau làm tăng tính tin cậy và linh hoạt. Dịch vụ này được mô tả như trong hình 2.11

Hình 2.11: Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc”

Với kiểu dịch vụ E-Tree, ghép dịch vụ có hoặc không phát sinh tại một hoặc nhiều UNI trong EVC. Ví dụ, một dịch vụ E-Tree sử dụng EVC Rooted-Multipoint và dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm có thể cùng thực hiện tại một UNI. Trong ví dụ này, dịch vụ E-Tree có thể được sử dụng để hỗ trợ một ứng dụng cụ thể tại UNI thuê bao như truy nhập tới nhiều “gốc” tại các điểm POP của ISP, còn dịch vụ E-Line dược sử dụng để kết nối tới vị trí khác với một EVC điểm-điểm.

2.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet

Các thuộc tính dịch vụ Ethernet xác định các khả năng của loại dịch vụ. Một số thuộc tính áp dụng cho UNI, một số thuộc tính áp dụng cho EVC.

2.3.1 Giao diện vật lý Ethernet

Tại UNI, các giao diện vật lý Ethernet có các thuộc tính dịch vụ sau:

- Môi trường vật lý: như các giao diện vật lý được định nghĩa bởi IEEE 802.3 như các chuẩn 10BaseT, 100BaseT, 1000BaseT sử dụng cáp đồng xoắn đôi UTP; 10BaseF, 100BaseF, 1000BaseLX, 1000BaseSX sử dụng cáp quang …

- Tốc độ: Tốc độ Ethernet bao gồm các chuẩn tốc độ 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps và 40Gbps, 100Gbps trong tương lai.

- Phương thức: cho biết UNI hỗ trợ song công hoặc bán song công. - Lớp MAC: cho biết lớp MAC được hỗ trợ.

2.3.2 Đặc tính băng thông

MEF định nghĩa thuộc tính đặc tính băng thông dịch vụ có thể áp dụng tại UNI hoặc EVC. Đặc tính băng thông là giới hạn về tốc độ khung Ethernet đi qua UNI. Có thể tách biệt đặc tính băng thông cho các khung đầu vào và đầu ra. MEF định nghĩa ba loại đặc tính băng thông và gồm có bốn tham số lưu lượng. Các tham số này ảnh hưởng đến băng thông hoặc lưu lượng truyền của dịch vụ.

- CIR (Committed Information Rate – Tốc độ thông tin qui định) - CBS (Committed Burst Size – Kích thước khối qui định)

- EIR (Excess Information Rate – Tốc độ thông tin vượt quá) - EBS (Excess Burst Size – Kích thước khối vượt quá)

Bộ bốn tham số trên tạo thành thuộc tính băng thông dịch vụ. Kiểu thuộc tính băng thông có thể được áp dụng cho từng UNI, cho từng EVC tại UNI hoặc cho nhận dạng CoS.

MEF đưa ra khái niệm về các cấp độ “màu” của khung dịch vụ. “Màu” của khung dịch vụ được dùng để xác định thuộc tính băng thông phù hợp với khung dịch vụ cụ thể. Một dịch vụ có thể có một hoặc nhiều “màu” tùy thuộc vào cấu hình các tham số lưu lượng. Một khung dịch vụ được đánh dấu là màu xanh lục nếu nó phù hợp với CIR và CBS có nghĩa là tốc độ khung trung bình và kích thước khung lớn nhất nhỏ hơn hoặc bằng CIR và CBS. Trường hợp này gọi chung là thỏa mãn CIR. Một khung dịch vụ sẽ được đánh dấu là màu vàng nếu không thỏa mãn CIR nhưng thỏa mãn EIR và EBS. Có nghĩa là tốc độ khung trung bình lớn hơn CIR nhưng nhỏ hơn EIR và kích thước khung lớn nhất lơn hơn CBS nhưng nhỏ hơn EBS. Gọi chung là thỏa mãn EIR. Một khung dịch vụ sẽ được đánh dấu màu đỏ và bị hủy bỏ nếu không thỏa mãn cả CIR và EIR.

Hình 2.12: Thuộc tính màu của khung dịch vụ

CIR là tốc độ trung bình lớn nhất mà các khung dịch vụ được chuyển đi thỏa mãn các mục tiêu về trễ, suy hao… CIR là tốc độ trung bình bởi vì toàn bộ các khung dịch vụ được phát đi với tốc độ của UNI (ví dụ 10Mbps) chứ không phải tại tốc độ CIR (giả sử 2Mbps). CBS là kích thước lớn nhất của khung dịch vụ có thể được gửi đi và thỏa mãn CIR. Các khung dịch vụ phát đi với tốc độ trung bình lớn hơn CIR hoặc kích

thước lớn hơn CBS sẽ không thỏa mãn CIR và có thể bị hủy bỏ hoặc đánh dấu màu vàng tùy thuộc vào các khung dịch vụ đó có thỏa mãn EIR hay không. CIR có thể nhỏ hơn hoặc bằng với tốc độ của UNI. Nếu có nhiều thuộc tính băng thông được áp dụng tại cùng một UNI thì tổng của các CIR phải nhỏ hơn hoặc bằng với tốc độ của UNI. Trường hợp CIR bằng không có nghĩa là dịch vụ được cung cấp không có cam kết về hiệu năng hay nói khác dịch vụ được cung cấp với nỗ lực tối đa.

EIR là tốc độ lớn nhất lớn hơn hoặc bằng với CIR tại đó các khung được chuyển đi không có mục tiêu về hiệu năng. Cũng tương tự như CIR thì EIR cũng chỉ là tốc độ trung bình vì các khung phát đi với tốc độ của UNI. EBS là kích thước lớn nhất mà khung dịch vụ có thể được gửi đi và không hỏa mãn EIR. Các khung dịch vụ với tốc độ trung bình lớn hơn EIR hoặc kích thước lớn hơn EBS được coi là không thỏa mãn EIR và có thể bị loại bỏ hoặc đánh dấu mà đỏ tùy thuộc vào dịch vụ đang được cung cấp. EIR nhỏ hơn hoặc bằng với tốc độ UNI. Khi EIR khác không, EIR lớn hơn hoặc bằng CIR.

MEF mới chỉ đưa ra khái niệm trên lý thuyết chứ chưa thực hiện trên các thiết bị của các hãng khác nhau. Trên thực tế có rất nhiều thiết bị phần cứng của các hãng khác nhau với các dịch vụ mạng lớp 2 cho tới các đường điểm - điểm đơn giản. Sự phức tạp càng trở thành vấn đề lớn khi dịch vụ được thực hiện trên nhiều nhà mạng khác nhau. Vì thế các nhà cung cấp dịch vụ phải thực hiện kiểm tra thuộc tính băng thông để đưa ra các cam kết về cấp độ dịch vụ (SLA) cho khách hàng.

2.3.3 Các tham số hiệu năng

MEF đã định nghĩa các tham số để đánh giá hiệu năng chất lượng dịch vụ. Bao gồm bốn tham số là độ khả dụng, trễ khung, Jitter và tỉ lệ mất khung

- Độ khả dụng: Độ khả dụng được diễn tả thông qua một số thuộc tính dịch vụ như sau:

 Thời gian kích hoạt dịch vụ tại UNI: là thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc được đáp ứng đưa vào sử dụng dịch vụ đó. Thời gian kích hoạt dịch vụ Ethernet trung bình chỉ mất vài giờ, ngắn hơn rất nhiều so với vài ngày hoặc vài tháng với các dịch vụ truyền thống khác.

 Thời gian trung bình để phục hồi UNI: Là thời gian trôi qua tính từ lúc UNI không hoạt động (có thể do sự cố xảy ra) tới lúc được phục hồi và trở lại hoạt động bình thường.

 Thời gian kích hoạt dịch vụ trên EVC: Là thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ được kích hoạt và đưa vào sử dụng. Hay cụ thể hơn, khoảng thời gian này được tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới khi tất cả các UNI trên EVC đều được kích hoạt. Với một EVC đa điểm, dịch vụ được coi là sẵn sàng được truyền khi mà tất cả các UNI thuộc về EVC đó được kích hoạt và hoạt động. Tất cả các dịch vụ Ethernet đều được cung