Ớ Tổng quan
Công nghệ Ethernet ựược xây dựng và chuẩn hóa ựể thực hiện các chức năng của lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu. Công nghệ Ethernet hỗ trợ hiệu quả việc cung cấp dịch vụ kết nối ựiểm Ờ ựiểm với cấu trúc topo mạng phổ biến kiểu ring và hub and spoke
Với công nghệ ựóng gói VLAN (VLAN Stacking, VLAN Tunneling) dữ liệu của khách hàng có thể ựược phân chia ựộc lập với những ựối tượng khác.
Trong công nghệ QinQ (802.1ad), bên cạnh trường VLAN Tagging 12 bit truyền thống (802.1q), nhà cung cấp dịch vụ Metro Ethernet sẽ bổ sung thêm một trường VLAN tagging 12 bit thứ 2 ựể phân biệt các bản tin trong môi trường của nhà cung cấp và bản tin trong môi trường của khách hàng. Công nghệ Q-IN-Q ựơn giản nhưng vẫn ựảm bảo ựược phần nào những yêu cầu ựặt ra về chất lượng dịch vụ. Sử dụng 3 bit trong trường CoS cho phép phân chia ựược 8 loại yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau, có khả năng kiểm soát lưu lượng khá linh hoạt, ựáp ứng ựược những yêu cầu ựặt ra cho một hệ thống mạng chuyển mạch gói. Các gói tin có thể ựược ựánh dấu tùy theo dịch vụ hoặc tùy theo khách hàng. Trường CoS cho phép có thể ánh xạ 1-1 với 3 bit IP Precedence hoặc một phần với 6 bit DSCP.
Trong hệ thống mạng cung cấp dịch vụ Metro, Ethernet ựược sử dụng như một công nghệ thay thế cho ATM và Frame Relay. Các chỉ số ATM VPI, VCI ựược thay thế bằng VLAN tag. Ngoài ra, với bản chất truyền ựa ựiểm, Ethernet còn có khả năng cung cấp dịch vụ kết nối ựa ựiểm Ờ ựa ựiểm mà ATM và Frame Relay không cung cấp ựược. Hạn chế lớn nhất của hệ thống mạng MAN-E dựa trên VLAN là giới hạn 4096 VLAN tag. Nếu mỗi khách hàng sử dụng 1 VLAN-ID thì mỗi vùng mạng chỉ có thể cung cấp tối ựa 4096 ựường kết nối. Với giải pháp Q-in-Q, khi chèn thêm một trường VLAN tag trong bản tin của nhà cung cấp, tối ựa, có thể cung cấp tới 1677216 nhãn dịch vụ.
Ớ Chuẩn Q-in-Q
Công nghệ Metro Ethernet ngày càng phát triển, nhưng chuẩn 802.1Q VLAN làm hạn chế số lượng VLAN (hạn chế cung cấp dịch vụ tới người dùng) do thẻ VLAN ựịnh nghĩa trong IEEE 802.1Q chỉ có 12 bit. Vì vậy, không gian ựịa chỉ của nó chỉ có 4096, không ựáp ứng ựược khi số lượng người dùng ngày càng tăng. Và Q-in-Q ra ựời ựể giải quyết vấn ựề này
Q-in-Q ựược thiết kế ựể mở rộng số VLAN bằng cách thêm vào gói 1 thẻ VLAN 802.1Q. Với phần mở rộng thẻ, số VLAN chỉ ra tăng lên ựến số lượng xấp xỉ 16 triệu VLAN. Thẻ VLAN bên trong công nghệ Q-in-Q có hai phần: thẻ bên trong và thẻ bên ngoài. Phần bên trong thì dùng ựể chỉ người sử dụng, phần bên ngoài ựể chỉ dịch vụ
định dạng gói tin Q-in-Q
Hình 2.10 Cấu trúc bản tin Q-in-Q
Bản tin Q-in-Q ựược tạo ra bằng cách chèn thêm 4 byte ựánh dấu vào các trường SA và DA trong bản tin 802.1Q. Việc ựóng gói có thể ựược thực hiện tại UPE hoặc tại các thiết bị chuyển mạch Metro. Việc ựóng gói này có thể ựược thực hiện theo cổng, lưu lượng hoặc theo giao diện
đóng gói theo cổng: đóng gói Q-in-Q dựa trên cổng là ựóng gói tất cả các lưu lượng ựến một cổng nào ựó với thẻ VLAN bên ngoài. Chế ựộ này không mềm dẻo
đóng gói theo lưu lượng: Trong kiểu ựóng gói dựa theo lưu lượng, thiết bị phân loại dữ liệu lưu lượng ựến của một cổng nào ựó. Sau ựó nó sẽ quyết ựịnh dùng thẻ bên ngoài cho mỗi loại lưu lượng. Trong chế ựộ này, Q-in-Q gọi là Q-in-Q chọn lọc. Q-in-Q chọn lọc ựược phân loại dựa trên sự phân loại lưu lượng sau:
1. Phân loại lưu lượng theo một dãy các VLAN ID của các gói.
Khi một người dùng sử dụng các VLAN ID khác nhau cho các dịch vụ khác nhau, lưu lượng sẽ phân loại theo dải VLAN ID. Vắ dụ: VLAN ID cho dịch vụ Internet từ người dùng ựầu cuối nằm trong dãy 101-200, VLAN ID cho dịch vụ IPTV nằm trong dãy 201- 300, VLAN ID cho dịch vụ VOIP nằm trong dãy 301-400. Sau khi nhận dữ liệu người dùng, UPE sẽ ựánh nhãn cho loại lưu lượng với các thẻ ngoài như sau: dịch vụ Internet có thẻ ngoài 100, IPTV là 300 và VOIP là 400
2. Phân loại lưu lượng theo ựúng VLAN ID + ựộ ưu tiên
Khi một người dùng sử dụng cùng VLAN ID cho các dịch vụ khác nhau, lưu lượng của từng loại dịch vụ có thể ựược phân loại bởi ựộ ưu tiên và nhãn ngoài ựược gán khác nhau
Chương II: : Tìm hiểu và ựánh giá các công nghệ áp dụng trong mạng MAN- E 3. đóng gói Q-in-Q dựa trên ựịa chỉ IP ựắch
Khi một người dùng Internet và dịch vụ thoại, các người dùng khác nhau có thể có các ựịa chỉ IP khác nhau. Dữ liệu có thể ựược phân loại bởi ACL và sau ựó gán thẻ ngoài khác nhau.
4. đóng gói Q-in-Q dựa trên ETYPE (của nhà sản xuất)
Dựa theo các ETYPE của bản tin Ethernet ựến UPE mà ựóng các thẻ VLAN khác nhau. Vắ dụ: Với IPOE thì ETYPE là 0ừ0800, với PPPOE thì ETYPE là 0ừ8863/0ừ8864.
đóng gói theo giao diện: Thông thường, quá trình ựóng gói tin Q-in-Q ựược thực hiện trên cổng chuyển mạch. Ngoài ra, việc ựóng gói tin Q-in-Q còn ựược thực hiện trên subinterface.
Khi dữ liệu người dùng ựược truyền qua mạng lõi bởi VLL/PWE3, thì các subinterface trên NPE có thể ựóng gói VLAN bên ngoài dựa trên thẻ VLAN và truy nhập VLL/PWE3. Trong chế ựộ này, nhiều VLAN của nhiều người dùng có thể ựược truyền dẫn trong suốt thông qua subinterface, và ựược gọi là Q-in-Q Stacking subinterface.
đây cũng là một chế ựộ ựóng gói dựa trên lưu lượng. Chế ựộ này hữu ắch khi Q-in-Q Stacking subinterface ựược dùng với L2VPN (PWE3/VLL/VPLS). Trong chế ựộ này, chuyển tiếp ở lớp 3 không hỗ trợ.
Kết cuối Q-in-Q
Kết cuối Q-in-Q là ựiểm tại ựó nhãn VLAN ngoài và trong ựược nhận dạng, tùy theo chắnh sách chuyển tiếp gói tin mà loại bỏ nhãn hoặc chuyển tiếp gói tin. Khi sử dụng Q- in-Q ựể kết nối lên mạng lõi, phương thức thực hiện sẽ tùy theo cấu hình mạng mà có sự thay ựổi.
Tại ựiểm biên của mạng lõi, kết cuối Q-in-Q ựược thực hiện trên sub-interface của Router kết nối, thường gọi là giao diện con kết cuối Q-in-Q. Giao diện này tương tự với các giao diện VLAN ngoại trừ là giao diện VLAN xử lý 01 nhãn VLAN, còn giao diện kết cuối Q-in-Q thì xử lý 02 nhãn VLAN.
1. Kết cuối Q-in-Q tại UPE
Tại ựiểm kết nối với khách hàng, giao diện Q-in-Q phải hỗ trợ những chức năng sau: - Chuyển tiếp gói tin IP
- Hỗ trợ ARP - Hỗ trợ DHCP
- Hỗ trợ chuyển tiếp DHCP
Bản tin Q-in-Q có thể ựược kết cuối tại router PE kết nối với mạng lõi IP/MPLS. Giao diện Q-in-Q ựược gắn với một VRF, một thành phần của VPN. Trong trường hợp này, giao diện Q-in-Q phải hỗ trợ:
- Chuyển tiếp bản tin IP
- Hỗ trợ ựịnh tuyến giữa CE và PE Ớ Ưu ựiểm
- Giao diện Ethernet ựược sử dụng phổ biến trong mạng LAN, hầu hết các thiết bị và máy chủ trong mạng LAN ựều sử dụng kết nối Ethernet
- Chi phắ ựầu tư thấp
- Hầu hết các giao thức và giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệ Ethernet ựã ựược chuẩn hóa (họ giao thức 802.3). Phần lớn các thiết bị mạng Ethernet của các nhà sản xuất ựều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ tiêu chuẩn trên. Việc chuẩn hóa này tạo ựiều kiện kết nối dễ dàng, ựộ tương thắch kết nối giữa các nhà sản xuất thiết bị khá cao
- Quản lắ ựơn giản
Ớ Nhược ựiểm
- Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theo kiểu Hub (cấu trúc topo hình cây) mà không phù hợp với cấu trúc mạng ring. điều này xuất phát từ việc công nghệ Ethernet thực hiện chức năng ựịnh tuyến trên cơ sở thuật toán ựịnh tuyến chống lặp phân ựoạn hình cây (spanning tree algorithm). Cụ thể là thuật toán ựịnh tuyến phân ựoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phân ựoạn tuyến trong ring, ựiều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòng ring.
- Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn. điều này cũng xuất phát từ nguyên nhân là thuật toán ựịnh tuyến hình cây có thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục ựối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là 50ms).
- Không phù hợp cho việc truyền tải ứng dụng có ựặc tắnh lưu lượng thời gian thực. - Chưa thực hiện chức năng ựảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những dịch vụ cần truyền tải có yêu cầu về QoS.