Một số mô hình

a. LDP PDU

2.4.3.2. Một số mô hình

a. Mô hình Makam

Đây là mô hình khôi phục MPLS đầu tiên được đề xuất. Nó cung cấp bảo vệ toàn cục cho một LSP bằng cách thiết lập đường khôi phục giữa ingress-LSR và egress- LSR. Đường làm việc và khôi phục tách rời nhau (disjoint) cả về link và nút. Khi phát hiện lỗi ở bất kỳ vị trí nào trên đường làm việc, tín hiệu FIS được dùng để chuyển thông báo lỗi về cho ingress-LSR (là PSL). Ingress-LSR sẽ thực hiện chuyển mạch lưu lượng sang đường khôi phục. Mô hình này hỗ trợ cảđường khôi phục thiết lập sẵn (chuyển mạch bảo vệ) và đường khôi phục thiết lập động (tái định tuyến).

Ưu điểm: Chỉ cần một đường dự phòng cho mọi sự cố trên đường làm việc và chỉ cần một LSR có chức năng làm PSL.

Nhược điểm: Mô hình này có một khoảng thời gian trễ để tín hiệu FIS truyền ngược về tới PSL. Trong thời gian này, lưu lượng trên đường làm việc bị mất.

b.Mô hình Haskin (Reverse Backup)

Mô hình này khắc phục nhược điểm mất gói ở mô hình Makam. Ngay khi một LSR phát hiện sự cố trên đường làm việc, nó chuyển hướng lưu lượng đến trên đường làm việc sang một đường dự phòng đảo đi ngược về PSL. Khi quay trở về đến PSL, lưu lượng được chuyển sang đường khôi phục toàn cục. Đường dự phòng đảo và đường khôi phục phải thiết lập sẵn nên cách này tốn kém tài nguyên.

Một cải tiến khác cho phép PSL chuyển trực tiếp lưu lượng sang đường khôi phục toàn cục ngay khi nó thấy đường dự phòng đảo được dùng. Các gói đầu tiên trong phần lưu lượng được đảo chiều có tác dụng như tín hiệu FIS. Cách này tối ưu hơn vì đường đi của lưu lượng được bảo vệ ngắn hơn. Tuy nhiên trong thời gian đầu, lưu lượng mới chuyển đi trên đường khôi phục sẽ trộn lẫn với phần lưu lượng được đảo chiều làm thay đổi thứ tự gói ban đầu.

c. Mô hình Hundessa

Mô hình Hundessa giống như mô hình Haskin cải tiến nhưng khắc phục được vấn đề xáo trộn thứ tự gói. Khi gói đầu tiên quay trở về PSL trên đường dự phòng đảo có tác dụng như tín hiệu FIS báo cho PSL biết đã có lỗi. PSL đánh dấu gói cuối cùng truyền ra đường làm việc (đang có lỗi) bằng cách đặt một bit trong trường EXP của nhãn, sau đó ngưng đẩy gói ra đường lỗi. Khi gói được đánh dấu quay trở về PSL trên đường đảo, PSL mới tiếp tục chuyển các gói mới trực tiếp ra đường khôi phục.

d.Mô hình Shortest-Dynamic

Trong mô hình này chỉ có đường làm việc được thiết lập. Khi một nút phát hiện sự cố link thì nó phải tính toán rồi báo hiệu thiết lập một đường hầm LSP

CHƯƠNG 2: Chuyển mạch nhãn MPLS

ngắn nhất đi từ nó đến nút ở phía bên kia link bị sự cố và sau đó chuyển mạch lưu lượng (bằng cách xếp chồng nhãn để “luồn” đường làm việc chui qua đường hầm tránh lỗi này).

e. Mô hình Simple-Dynamic

Giống như Shortest-Dynamic, cơ chế này cũng là một cơ chế cục bộ. Nút phát hiện sự cố link sẽ chuyển mạch lưu lượng. Sự khác nhau giữa hai cơ chế này là nút cuối cùng của đường làm việc phải là PML. Sau đó, đường khôi phục sẽ là từ nút phát hiện sự cốđến nút PML. Trong trường hợp này không tính toán trước đường LSP khôi phục.

f. Mô hình Simple-Static

Ý tưởng này là giống cơ chế simple-Dynamic nhưng với đường khôi phục được tính toán từđầu.

2.5.

Có thể nói VPN là một trong những ứng dụng quan trọng trong MPLS. Với MPLS, trễ trong mạch được giữở mức thấp nhất do các gói tin lưu chuyển trong mạng không phải thông qua các hoạt động đóng gói và mã hóa. MPLS-VPV đảm bảo tính riêng biệt và bảo mật cao, nó giữ các thông tin định tuyến riêng biệt cho mỗi VPN, chỉ cho người dùng liên lạc với các địa chỉ được lập sẵn cho VPN của mình.

MPLS-VPN có cách đánh địa chỉ linh hoạt, có thể sử dụng bất cứ dải địa chỉ nào và các địa chỉ khách hàng có thể giống nhau. Điểm nổi bật là mạng người dùng không yêu các thiết bị đắt tiền hỗ trợ MPLS như các VPN Router với Ipsec hoặc các yêu cầu đặc biệt khác. Cơ chế xử lý thông tin của MPLS-VPN nằm trong phần lõi nên độc lập với khách hàng. Ngoài ra MPLS-VPN rất dễ dàng mở rộng và phát triển. với các dịnh vụ VPN dựa trên IP, số lượng router tăng theo số lượng VPN và bảng định tuyến ngày một lớn, MPLS-VPN sử dụng một tập các BGP ngang hàng giữa các LSR biên cho phép số lượng VPN không hạn chế, dễ dàn tạo thêm các VPN hay các site mới và chỉ cấn cấu hình lại router biên.

Hình 2.35: Mô hình mạng MPLS-VPN

2.6.

Trong chương này trình bày tổng quan cấu trúc và các chức năng định tuyến và báo hiệu cơ bản trong mặt phẳng điều khiển MPLS .Để qua đó hỗ trợ tựđộng hóa việc cấu hình của mặt phẳng chuyển tiếp. kiến trúc IP được bổ sung chức năng báo hiệu để thực hiện định tuyến ràng buộc. chương này cũng trình bày một số

CHƯƠNG 2: Chuyển mạch nhãn MPLS

giao thức báo hiệu MPLS trong việc thực hiện phân phối nhãn theo đặc tính chung như tuyến tường minh hay tuyến ràng buộc từng chặng, phân phối nhãn theo yêu cầu hay không yêu cầu.

Qua tìm hiểu sinh viên thấy được những ưu và nhược điểm của chuyển mạch nhãn MPLS.

Các ưu điểm của MPLS

§ Khả năng tích hợp các chức năng định tuyến, đánh địa chỉ, điều khiển v.v... trong MPLS tránh được sự phức tạp trong NHRP, MPoA, IPoA

§ Khả năng mở rộng đơn giản.

§ Tăng chất lượng mạng, có thể triển khai các chức năng định tuyến mà các công nghệ trước không thể thực hiện được như định tuyến hiện (explicit routing), điều khiển lặp v.v..

§ Tích hợp giữa IP và ATM cho phép tận dụng toàn bộ các thiết bị hiện tại trên mạng.

§ Tách biệt đơn vị điều khiển với đơn vị chuyển mạch cho phép MPLS hỗ trợ đồng thời MPLS và B-ISDN. Việc bổ sung các chức năng mới sau khi triển khai mạng MPLS chỉ cần thay đổi phần mềm điều khiển.

Các nhược điểm của MPLS

§ Hỗ trợđồng thời nhiều giao thức sẽ gặp phải những vấn đề phức tạp trong kết nối.

§ Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt.

§ Hợp nhất VC cần phải được nghiên cứu sâu hơn để giải quyết vấn đề chèn gói tin khi trùng nhãn (interleave).

CHƯƠNG 3: Mạng thế hệ sau NGN

CHƯƠNG 3:

MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 3.1. Sự ra đời của mạng NGN

Mạng PSTN của VNPT đã được xây dựng và phát triển khá toàn diện, cung cấp dịch vụ thoại truyền thống chất lượng tốt tới khách hàng. Tuy nhiên, sau nhiều năm hoạt động, PSTN đã bộc lộ một số hạn chế hầu như không thể khắc phục được. Chuyển mạch dựa trên công nghệ TDM rất khó khăn trong việc phân bổ băng thông (Nx64kb/s) và gặp nhiều khó khăn khi đưa ra các dịch vụ mới, nhất là khi triển khai mạng NGN. Mạng PSTN cần sựđầu tư lớn, giá thành thiết bị cao và chi phí vận hành mạng lớn. Hơn nữa, mạng PSTN có nhiều cấp khác nhau (Gateway quốc tế, Toll, tandem, Host) nên rất phức tạp trong việc phối hợp hệ thống báo hiệu, đồng bộ và triển khai dịch vụ mới.

Trong khi đó, nhu cầu về các dịch vụ dữ liệu phát triển mạnh: Internet ngày càng phổ biến, những đòi hỏi về dịch vụ IP, xu thế tích hợp IP/ATM/MPLS cho mạng đường trục...cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông thế giới đã dẫn đến sự cần thiết phải thay đổi công nghệ mạng. Mạng mới ra đời phải có băng tần rộng, hiệu suất cao, hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ, đơn giản về cấu trúc và quản lý, dễ dàng phát triển dịch vụ và nhanh chóng cung cấp cho khách hàng.

Như vậy, để dáp ứng các yêu cầu đặt ra, các nhà quản trị mạng có 2 sự lựa chọn, hoặc là xây dựng một cơ sở hạ tầng hoàn toàn mới hoặc là xây dựng một mạng có khả năng cung cấp các dịch vụ IP bằng cách nâng cấp trên hạ tầng mạng PSTN hiện có. Hạ tầng mạng của thế kỷ 20 không thểđược thay thế chỉ trong một sớm, một chiều và vì thế phương án thứ hai là sự lựa chọn đúng đắn – đó là mạng thế hệ sau (NGN – Next Generation Network). Do vậy, mạng NGN đã được hình thành và phát triển.

Sự hội tụ của các mạng là yêu cầu cần thiết, mang lại nhiều lợi ích cho nhà khai thác dịch vụ. Đối với định hướng NGN mang lại nhiều tính năng có thểđáp ứng được nhiều yêu cầu của khách hàng nhất là các dịch vụ băng rộng như:

- Tăng thêm tính mềm dẻo;

- Tập trung khả năng điều khiển cuộc gọi thông qua chuyển mạch mềm (Softswitches);

CHƯƠNG 3: Mạng thế hệ sau NGN - Cung cấp dịch vụ multi-media.

3.2. Khái niệm và đặc điểm của mạng NGN 3.2.1.Khái niệm

Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế và các nhà cung cấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển NGN. Song vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể nào chính xác cho NGN. Do đó, định nghĩa NGN nêu ra ởđây không thể bao hàm hết ý nghĩa của mạng thế hệ mới nhưng là khái niệm chung nhất khi đề cập đến NGN.

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn băng rộng, NGN ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động.

Như vậy, có thể xem NGN là sự tích hợp mạng PSTN dựa trên kỹ thuật TDM và mạng chuyển mạch gói dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN, đồng thời có thể cung cấp cho mạng IP lưu lượng dữ liệu lớn, nhờđó giảm tải cho mạng PSTN.

Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cốđịnh và di động. Vấn đề cốt lõi ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thếđem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong sốđó không được dự tính khi xây dựng các hệ thống mạng truyền thống.

3.2.2.Các đặc điểm của NGN

NGN có bốn đặc điểm chính:

- Nền tảng là hệ thống mở;

- Dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới;

- NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói, sử dụng các giao thức thống nhất;

- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng đểđáp ứng nhu cầu.

CHƯƠNG 3: Mạng thế hệ sau NGN

Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:

Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tửđược phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập. Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.

Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theo hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụđể tự tổ hợp các phần tử khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện liên kết giữa các mạng có cấu hình khác nhau.

Tiếp đến, việc tách dịch vụđộc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn.

Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện liên kết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.

Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn nhiều khuyết điểm về khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tuy nhiên, chính tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này.

3.3. Kiến trúc NGN

3.3.1.Kiến trúc chức năng của NGN

Từ mô hình cấu trúc NGN và giải pháp của các hãng khác nhau trên thị trường hiện nay, có thể đưa ra mô hình cấu trúc NGN gồm 4 lớp chức năng như

CHƯƠNG 3: Mạng thế hệ sau NGN sau (xem hình 3.1) Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp của mạng NGN - Lớp truy nhập và truyền dẫn; - Lớp truyền thông; - Lớp điều khiển; - Lớp quản lý. Lớp truyền dẫn và truy nhập

Phần truyền dẫn: Áp dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DWDM ở lớp vật lý nhằm đảm bảo cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu của ứng dụng.

Phần truy nhập: Hướng tới sử dụng công nghệ quang cho thông tin hữu tuyến và CDMA cho thông tin vô tuyến. Thống nhất sử dụng công nghệ IP.

Lớp truyền thông

Thiết bị chính trong lớp truyền thông là các cổng (Gateway) làm nhiệm vụ kết nối giữa các phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.

Lớp điều khiển

Lớp điều khiển có nhiệm vụ điều khiển kết nối giữa các đầu cuối, với yêu cầu tương thích với tất cả các loại giao thức và báo hiệu.

Lớp điều khiển có thểđược tổ chức theo kiểu module, theo đó các bộđiều khiển độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác nhau.

Thiết bị chính trong lớp điều khiển là Softswitch (chuyển mạch mềm) làm nhiệm vụ báo hiệu và điều khiển cuộc gọi.

CHƯƠNG 3: Mạng thế hệ sau NGN

Lớp quản lý là một lớp tác động trực tiếp lên tất cả các lớp còn lại, làm nhiệm vụ giám sát các hoạt động của mạng. Lớp quản lý phải đảm bảo hoạt động được trong môi trường mở, với nhiều giao thức, dịch vụ và các nhà khai thác khác nhau.

Xét trên góc độ dịch vụ, NGN còn có thêm lớp ứng dụng ngay phía trên lớp điều khiển, bao gồm các nút (server) cung cấp các dịch vụ khác nhau. Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua giao diện mở API.

3.3.2. Cấu trúc vật lý

NGN được hiểu là mạng thế hệ sau hay mạng thế hệ kế tiếp mà không phải là mạng hoàn toàn mới, nên khi xây dựng và phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta chú ý đến vấn đề kết nối NGN với mạng truyền thống và tận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng nhằm đạt được hiệu quả khai thác tối đa.