Như đó trỡnh bày trong chương 1, lý do chớnh của việc triển khai mụ hỡnh mạng IPoA là việc tận dụng những ưu điểm của cụng nghệ cú định hướng kết nối và cụng nghệ khụng hướng kết nối. Mụ hỡnh mạng xõy dựng được sẽ đỏp ứng cỏc tiờu chớ của một mạng hội tụ đầy đủ cỏc loại hỡnh dịch vụ.
FE: 192.168.100.1/24 V.35: 10.10.2.2/24 LAN:192.168.3.1/24 LAN 2 IP: 192.168.2.x/24 LAN: 192.168.2.100/24 WAN: 10.10.1.201/24 IP : 192.168.4.x /24 IP : 10.0.0.2. /15 LAN LAN3 PC FW-LAN3 Cisco805 Truy nhậ p IS DN với t ốc đ ộ cơ bản ADSL Zoom X5 PC Com 3 IBM 205 LAN2 LAN4 LANn CISCOSYSTEMS Diva LAN, ISDN Router, ISDN So Card… PC PC PC FW- LAN2 DHCP Server IP: 10.10.1.204 range: 10.10.1.[100...124] FE: 10.10.1.200/24 V.90 Modem T ru y n hậ p P STN qu a đ -ờ ng A nalog PC V.90 Modem PC
Data V.90 Series VPN Tunnel LANn: 192.168.n.x/24
PC Mạng lõi sử dụng công nghệ: - IP over ATM - MPLS Truy nhập qua các l uồng băng rộng B-IS DN Fast Ethernet Truy nh ập PSTN qua đ-ờ ng Analo g T ru y n hậ p W ire less Điểm truy cập AP Hub24/ Switch Web Server for
Telecom Sys Lab IP: 10.10.1.206 IP : 192.168.1.1/50 Cisco 2650 Network Management Server với một vài ứng dụng khác: 10.10.1.x Mạng công cộng 7548 633 Truy n hập D SL IP : 192.168.5.200 /24 IP : 192.168.5.x /24 ADSL AM34S LAN5 PC Truy n hập D SL
Hỡnh 5.1: Sơ đồ kết nối hoàn chỉnh dự kiến của phũng thớ nghiệm Phũng thớ nghiệm Hệ thống Viễn thụng – với xu hướng nắm bắt cỏc cụng nghệ đó được triển khai trong thực tế, giỳp sinh viờn tiếp cận với thực tế một cỏch tốt nhất đó từng bước hoàn chỉnh mụ hỡnh mạng tiờn tiến hiện đại, tối thiểu húa cấu hỡnh để tiết kiệm chi phớ, đồng thời đảm bảo tiờu chớ của một hệ thống mạng cú cấu trỳc mở dễ dàng ỏp dụng cỏc cụng nghệ mới trong tương lai.
Như trong hỡnh 5.1 và cỏc phần đó trỡnh bày trong chương 3, bạn đọc đó hỡnh dung ra những gỡ phũng thớ nghiệm Hệ thống Viễn thụng muốn triển khai và cỏc phần đó hoàn thiện được. Mụ hỡnh phũng thớ nghiệm đưa ra là mụ hỡnh mạng hội tụ hai lớp:
- Lớp lừi - Lớp truy cập
Lớp truy cập hiện nay đó được xõy dựng tương đối đầy đủ gồm cú: - Truy cập PSTN
- Truy cập ISDN
- Truy cập băng rộng B_ISDN - Truy cập xDSL
- Truy cập Wireless
Lớp lừi được xõy dựng trờn cơ sở cụng nghệ - IP over ATM
- MPLS
Trong khuõn khổ luận ỏn, tụi khụng đề cập gỡ đến cụng nghệ MPLS mà chỉ đề cập đến vấn đề triển khai mạng IPoA như thế nào, cho dự thực tế hiện nay IPoA đó bộc lộ những bất cập (sẽ núi trong phần sau), và trong tương lai sẽ được thay thế bằng MPLS (tớch hợp IP và ATM chứ khụng thực hiện chồng phủ IP trờn ATM). Như vậy, mạng lừi với việc ứng dụng cụng nghệ IPoA dự kiến sẽ xõy dựng như sau:
Hỡnh 5.2: Mụ hỡnh IpoA dự kiến tại phũng thớ nghiệm
Ở đõy, chỳng ta cần tối thiểu 3 bộ chuyển mạch ATM – IGX8410 để cú thể tận dụng tối đa khả năng c ủa lo ại chuyển mạch này. Cỏc bộ IGX8410 được nối với nhau qua đường trục ATM. Từ giao diện Fast Ethernet của IGX8410 ta cú thể kết nối chỳng với cỏc thiết bị Catalyst 3550, cỏc tổng đài PBX, Router2650,…
5.2 Sơ lƣợc về cỏc thiết bị trong mụ hỡnh
Trong chương ba, ta đó mụ tả khỏi quỏt về một số thiết bị trong phũng thớ nghiệm Bộ mụn Hệ thống Viễn thụng, tuy nhiờn đú mới là cỏc thiết bị cơ bản, sau đõy tụi đi vào mụ tả chi tiết một số thiết bị thụng minh với cỏc tớnh năng vượt trội sử dụng để xõy dựng mạng lừi với cụng nghệ IpoA mà đ ặc trưng là thiết bị chuyển mạch vạn năng IGX8400.
5.2.1 Thiết bị chuyển mạch vạn năng IGX8400 [9]
5.2.1.1 Giới thiệu chung
Thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ - Cisco IGX8400 cho phộp triển khai cỏc dịch vụ đa phương tiện như truyền số liệu, thoại, hỡnh ảnh,... Với cấu trỳc phần cứng tiờn tiến cộng với cỏc ưu điểm phần mềm hệ điều hành của Cisco System, IGX8400 cho phộp kết nối nhiều giao diện cho cỏc ứng dụng số liệu, tho ại, chuyển tiếp khung (Frame relay) đến ATM. Tốc độ cho phộp trờn cỏc cổng đầu cuối linh hoạt từ 1.2Kbps đến OC -3/STM1 (155.52Mbps) và trờn cổng trung kế từ T1 /E1 đến OC - 3/STM1, đem đến cho cỏc nhà khai thỏc mạng triển khai giải phỏp ưu việt cho cỏc mụi trường truyền dẫn chuyờn nghiệp. Ngoài ra tớnh năng quản trị lưu lượng trờn IGX8400 và cụng nghệ tỏch kờnh cho phộp cung cấp khả năng hiệu quả và hiệu năng sử dụng băng thụng cao nhất. Khả năng triệt tiếng ồn, nộn tho ại và chuyển tiếp fax cho phộp tiết kiệm băng thụng đến 80% với lưu lượng tho ại.
Hỡnh 5.3: Cỏc thế hệ chuyển mạch IGX8410, 8420, 8430 của Cisco
Với nhà cung cấp dịch vụ mạng, IGX8400 đưa ra giải phỏp tin cậy dự phũng linh hoạt, đảm bảo cỏc ứng dụng thương mại quan trọng luụn trực tuyến. Phiờn bản
phần mềm mới cú thể cập nhật từ xa vào cỏc Card dự phũng trong khi hệ thống vẫn hoạt động bỡnh thường. IGX8400 được đặc trưng bằng thuật toỏn thụng minh phõn tỏn tiờn tiến cho phộp mạng tự động định tuyến cỏc kết nối mới và khi cần thiết.
Hỡnh 5.4: Cụng cụ quản lý End to End
Xõy dựng mạng đường trục sử dụng IGX8400 giỳp cho cỏc cơ quan, tổ chức tập trung lưu lượng từ cỏc điểm chi nhỏnh và văn phũng vệ tinh. Tớch hợp toàn diện với Cisco Router và thiết bị truy nhập cho phộp kỹ sư mạng cung cấp đa dịch vụ qua mạng, tự động cấu hỡnh cỏc thụng số Router nhằm đơn giản hoỏ định dạng lưu lượng và quản trị mạng.
Bốn loại module chủ yếu của IGX8400 như sau:
Module xử lý mạng (NPM)
Bao gồm phần mềm hệ thống và điều khiển chuyển mạch.
Cung cấp phõn phối thụng minh bằng việc liờn lạc với cỏc nỳt mạng khỏc. Cung cấp giao diện quản lý mạng.
Cỏc module giao diện
- Module chuyển mạch ATM vạn năng (UXM)
4 cổng OC-3/STM-1 (MMF) trờn module. 2 hoặc 4 cổng OC-3/STM-1 (SMF) trờn module. 3 hoặc 6 cổng T3/E3 trờn module.
4 hoặc 8 cổng T1/E1 trờn module với chức năng ghộp kờnh ngược trờn ATM (IMA)
Mạch ảo xếp hàng và quản lý bộ đệm động.
- Module chuyển mạch khung vạn năng – module C (UEM-C)
4 hoặc 8 cổng T1/E1 trờn module (phõn kờnh hoặc khụng phõn kờnh). Dịch vụ liờn mạng từ Frame Relay tới ATM.
Mạch ảo xếp hàng và quản lý bộ đệm động. Quản lý lưu lượng cho cỏc bộ định tuyến.
Giao diện quản lý vựng nõng cao (ELMI) cho cỏc bộ định tuyến.
- Module chuyển mạch khung vạn năng – module U (UEM-U)
12 cổng V.35 hoặc X.21 trờn module 4 cổng HSSI trờn module.
Dịch vụ liờn mạng từ Frame Relay tới ATM. Mạch ảo xếp hàng và quản lý bộ đệm động. Quản lý lưu lượng cho cỏc bộ định tuyến. ELMI cho cỏc bộ định tuyến.
- Module chuyển mạch khung
4 cổng V.35 ho ặc X.21 trờn module
1 cổng T1/E1 trờn module (phõn kờnh hoặc khụng phõn kờnh) Mạch ảo xếp hàng và quản lý bộ đệm động.
Quản lý lưu lượng cho cỏc bộ định tuyến.
- Module thoại vạn năng
2 cổng T1/E1/J1 trờn module
Nộn ADPCM 32, 24,16kbps dựa trờn cỏc chuẩn G.72, G.723, G.726. Nộn LD-CELP 16kbps dựa trờn chuẩn G.728.
Nộn CS-ACELP 8kbps dựa trờn chuẩn G.729 và G.729A. Nộn kờnh D
VAD (phỏt hiện hoạt động thoại) Khử tiếng vọng
- Module thoại được phõn phối cho cỏc đường kờnh (CVM)
1 cổng T1/E1/J1 trờn module
Nộn ADPCM 32, 24,16kbps dựa trờn cỏc chuẩn G.72, G.723, G.726. VAD
Khử tiếng vọng
Phỏt hiện modem và fax relay
- Module dữ liệu tốc độ thấp (LDM)
4 hoặc 8 cổng EIA/TIA-232 trờn module Hỗ trợ đồng bộ hoặc khụng đồng bộ dữ liệu.
1.2kbps-19.2kbps trờn cổng (cú thể hỗ trợ đồng bộ tốc độ thấp bằng mẫu phủ).
Triệt thành phần lặp lại.
- Module dữ liệu tốc độ cao (HDM)
4 cổng EIA/TIA-232, V.35, X.21, EIA/TIA-449 trờn module Hỗ trợ đồng bộ dữ liệu
1.2kbps-1.344Mbps trờn cổng.
Triệt cỏc thành phần lặp lại lờn tới 128kbps.
- Module thoại được phõn phối cho cỏc đương kờnh – DS0A (CVM-DS0A)
1 cổng T1/E1 được phõn kờnh trờn module
Hỗ trợ chức năng cho DS0A để kết nối dữ liệu tốc độ phụ.
- Module thoại được phõn phối cho cỏc đương kờnh – TT (CVM-TT) module C
1 cổng T1/E1 được phõn kờnh trờn module Hỗ trợ cho T1/E1 mụ phỏng mạch.
Cỏc module cung cấp khả năng kết nối mạng
- Module chuyển mạch ATM vạn năng (UXM)
4 cổng OC-3/STM-1 (MMF) trờn module. 2 hoặc 4 cổng OC-3/STM-1 (SMF) trờn module. 3 hoặc 6 cổng T3/E3 trờn module.
4 hoặc 8 cổng T1/E1 trờn module với chức năng ghộp kờnh ngược trờn ATM (IMA)
Bộ đệm cú khả năng chứa 128.000 tế bào với sự quản lý bộ đệm động. Cú tới 16 lớp dịch vụ xếp hàng trờn giao diện trung kế.
- Module đường ATM/model B (ATM/B)
1 cổng T3/E3 trờn module
Thụng lượng 45 Mbps trờn module.
6 lớp dịch vụ xếp hàng trờn module với sự quản lý bộ đệm động.
- Module trung kế băng rộng
1 cổng E1 trờn module 1 cổng E2 trờn module 1 cổng HSSI trờn module
16 Mbps thụng lượng trờn module.
6 lớp dịch vụ xếp hàng trờn giao diện trung kế.
Module Router vạn năng URM (Universal Router Module)
Đõy là module quan trọng với rất nhiều tớnh năng ưu việt đặc trưng cho họ IGX8400. Module IGX 8400 URM của Cisco cung c ấp sự hỗ trợ về cỏc dịch vụ IP, bao gồm VoIP, trờn Router IGX 8400 Series.
Với module Cisco IGX 8400 URM, router IGX 8400 cú thể ngang hàng với cỏc nền IOS-based của Cisco và cung cấp sự tớch hợp phần cứng IP + ATM chưa từng cú trước đõy. Sử dụng cụng nghệ IOS tớch hợp, module Cisco IGX 8400 URM phỏt triển một đường dẫn khụng ghộp nối theo xu hướng những cụng nghệ mới như VoIP và MPLS cho Cissco IGX 8400.
Với những tớnh năng bổ sung của Cisco IGX 8400 URM, IGX cho phộp xỏc lập nhiều đa dịch vụ thụng qua IP, ứng dụng định tuyến IP và cho phộp người dựng cú khả năng sử dụng những dịch vụ hợp nhất như thoại trờn IP (VoIP) cũng như thực hiện chuyển mạch mạng thoại.
Module URM hỗ trợ hai card phớa sau:
BC-URI-2FEV-T1 cung cấp 2 cổng T1 cho thoại và 2 cổng Fast Ethernet.
BC-URI-2FEV-E1 cung cấp 2 cổng T1 cho thoại và 2 cổng Fast Ethernet.
Module URM cung cấp 60 kờnh thoại cú độ phức tạp thấp hoặc trung bỡnh. Ngoài ra, nú cũn hỗ trợ tớnh năng thoại với cỏc giao diện thoại đa dạng phong phỳ. Cỏc cụng nghệ sử dụng là cụng nghệ IP, cụng nghệ ATM, cụng nghệ IPoA, cụ ng nghệ MPLS.
5.2.1.2 Cỏc đặc điểm chớnh của thiết bị IGX8400
Thiết bị IGX8400 là thiết bị chuyển mạch vạn năng với rất nhiều những đặc điểm ưu việt sau:
Tớch hợp cả cụng nghệ ATM và cụng nghệ IP Hỗ trợ đa dịch vụ
- Hợp nhất đa hạ tầng mạng WAN
- Hỗ trợ cho cỏc ứng dụng hiện cú và trong tương lai, hạ thấp chi phớ vận hành mạng và tăng khả năng tiết kiệm băng thụng WAN cần thiết với dịch vụ ghộp kờnh thống kờ.
Tăng hiệu quả băng thụng: Tăng tối đa hiệu quả sử dụng băng thụng WAN trờn cỏc kờnh truyền cho lưu lượng số liệu, thoại và hỡnh ảnh, bởi vậy giảm thiểu được phớ định kỳ.
Bảo đảm QoS và độ khả dụng: Cung cấp độ khả dụng cao, điều khiển toàn diện cỏc tài nguyờn mạng với xếp hàng mỗi kờnh ảo (VC), lập chương trỡnh tốc độ mỗi kờnh VC và đa lớp dịch vụ CoS nhằm đảm bảo mức QoS cho ứng dụng riờng lẻ, tuỳ theo yờu cầu đặc thự trờn cỏc ứng dụng sử dụng tớnh năng CoS và quản trị lưu lượng tiờn tiến.
Thiết kế linh hoạt đỏp ứng khả năng mở rộng: thớch ứng với cỏc cấu trỳc mạng đặc thự cần tớch hợp với cỏc hệ thống cú sẵn của Cisco như IGX8400, BPX8600 và MGX8800.
Tớch hợp End to End (đầu cuối):
- Mở rộng đường trục backbone đến cỏc điểm nhỏnh, cung cấp cỏc mức dịch vụ cao với bất cứ vị trớ nào, khả năng này đem đến nhiều giỏ trị gia tăng liờn mạng giữa cỏc Cisco Router và cỏc LAN Switch sẵn cú, hợp nhất lưu lượng giữa LAN /Campus và mạng WAN.
- Hạ thấp chi phớ vận hành với hệ thống quản trị mạng tớch hợp.
5.2.1.3 Cỏc dịch vụ của IGX8400
IGX8400 cung cấp cỏc giao diện dựa trờn cụng nghệ ATM cho phộp triển khai cỏc kết nối băng rộng như ATM LAN và băng hẹp đến cỏc thiết bị truy nhập. IGX8400 thực hiện khả năng quản trị lưu lượng ABR ATM Forum, CBR, VBR-RT, VBR-NRT, UBR và ABR. IGX8400 thực hiện đến 16 mức CoS đó lọc đảm bảo lưu lượng vào mạng với cỏc yờu cầu duy nhất của nú. IGX8400 cũng cung cấp cỏc bộ đệm động và sõu (lưu giữ 128.000 tế bào trờn mỗi ATM module) thớch nghi lưu lượng tăng đột ngột khụng cần ngắt cỏc ứng dụng. Hơn nữa, IGX8400 thực hiện Stratm ABR nhằm quản trị lưu lượng cũng như ngăn chặn xung đột và nhằm đảm bảo cõn bằng và tối ưu hoỏ băng thụng. Giải phỏp toàn diện này cho tất cả cỏc ứng dụng ABR, bao gồm đỏnh dấu cỏc EFCI (Explicit forward congestion indication), ER (Explicit rate) và VS/VD (Virtual Source/Vitual Destination). Lưu ý, nhiều Switch thực hiện chỉ đỏnh dấu EFCI hoặc ER, cả hai tớnh năng dựa vào thiết bị đầu cuối nhằm giải quyết xung đột. Bằng cỏch sử dụng, VS/VD, IGX8400 ngăn chặn loop phản hồi vào cỏc phõn đoạn, cung cấp Firewall điều khiển xung đột cỏch ly mạng từ cỏc ứng dụng trỏi phộp. Hệ thống cũng cho phộp dịch vụ ABR triển khai tận dụng thiết bị non-ABR đang cú sẵn. Kết quả thực hiện ABR của Cisco bao gồm trỏch tổn thất tế bảo trong mạng, trễ thấp hơn 50% và đẩy vào tốt hơn 35% khi so sỏnh thực thi ATM ớt phức tạp.
Thiết bị truy nhập và IGX8400 cú thể kết nối qua đường Leased line hoặc qua hạ tầng Frame relay cụng cộng hoặc ATM WAN, phụ thuộc vào module được sử dụng trờn IGX8400. Cỏc ứng dụng số liệu cú thể dựa trờn Ethernet hoặc Token ring LAN cũng như Frame relay, ATM và giao t hức Legacy.
Cỏc dịch vụ ATM
IGX 8400 đưa ra cỏc chuẩn ATM tương thớch, giao diện khỏch hàng - mạng/giao diện mạng - mạng (UNI/NNI) dựa trờn sự đa dạng của nhiều loại giao diện vật lý. Tất cả cỏc giao diện ATM hỗ trợ sự xếp hàng trờn mạch ảo, định tốc độ trờn mạch ảo và cú tới 16 loại dịch vụ được định nghĩa bởi ATM Forum:
Tốc độ bit cố định (CBR).
Tốc độ bit thay đổi (khụng đũi hỏi thời gian thực) (VBR[NRT]). Tốc độ bit cố định (ABR).
Tốc độ bit khụng định trước (UBR).
IGX 8400 cũng đưa ra cỏc giao diện ATM cú thể đỏp ứng được cỏc yờu cầu của khỏch hàng, phự hợp với nguyờn tắc thực hiện của cỏc ứng dụng cụ thể. Tất cả cỏc ABR đều được hỗ trợ bao gồm nguồn ảo/đớch ảo (VS/DS), đỏnh dấu chỉ thị tắc nghẽn phớa trước và đỏnh dấu tốc độ rừ ràng.
Dịch vụ Frame Relay
Dịch vụ Frame relay c ủa IGX8400 cung cấp cỏc giao diện chuẩn FR đến cỏc Router liờn mạng, mạng SNA /SDLC hoặc cỏc thiết bị dựa trờn Frame relay khỏc. Dịch vụ Frame relay cú thể minh ho ạ.
Frame relay sử dụng khả năng quản trị lưu lượng đó được chứng nhận – ForeSight chỉ được biết đến trong mạng ATM, kết hợp với bộ đệm động và sõu của IGX8400, ForeSight đem đến chất lượng hoàn hảo cho lưu lượng Frame relay. Hơn thế nữa, giao diện Frame relay cú thể mở rộng khả năng quản trị lưu lượng ForeSight kết nối đến cỏc Cisco Router.
Frame relay sử dụng kết nối ảo trờn kết nối vật lý, mỗi kết nối ảo này cú cỏc thụng số trờn được đặt trước (phự hợp với tốc độ, Committed Burst và Excess Burst) quyết định dung lượng kờnh.
Giao thức lớp liờn kết Frame relay bỏ qua thuật toỏn sửa lỗi, đưa chức năng này đến cỏc lớp cao hơn. Vỡ vậy độ khả dụng và hiệu quả tăng đỏng kể khụng cần tớch hợp cỏc dữ liệu dư thừa.
Frame relay bao gồm thuật toỏn CRC nhằm phỏt hiện cỏc bớt hỏng, khi đú dữ liệu cú thể huỷ bỏ.
IGX8400 hỗ trợ Dialup Frame relay, mạng SNA và định hướng khung. Với