Để xác định các loại hình dịch vụ cung cấp qua môi trường Ethernet, trước hết cần xem xét mô hình tổng quát. Mô hình dịch vụ Ethernet là mô hình chung cho các dịch vụEthernet, được xây dựng trên dựa trên cơ sở sử dụng các thiết bị khách hàng để truy cập các dịch vụ. Trong mô hình này sẽ định nghĩa các thành phần cơ bản cấu thành dịch vụ cũng như một số đặc tính cơ bản cho mỗi loại hình dịch vụ. Nhìn chung các dịch vụ Ethernet đều có chung một số đặc điểm, tuy nhiên vẫn có một số đặc tính đặc trưng khác nhau cho từng dịch vụ riêng. Mô hình cơ bản cho các dịch vụ Ethernet Metro như chỉ ra trên hình sau.
Hình 2.5: Mô hình cung cấp các dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-E
Các dịch vụ Ethernet được cung cấp bởi nhà cung cấp mạng Ethernet Metro. Thiết bị khách hàng nối đến mạng tại giao diện người dùng với mạng (UNI-User Network Interface) sử dụng một giao diện Ethernet chuẩn (FE/GigE/nxGigE) có tốc độ: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps hoặc 10Gbps.
Trong mô hình này chủ yếu đề cập đến các kết nối mạng mà trong đó thuê bao được xem là một phía của kết nối khi trình bày về các ứng dụng thuê bao. Tuy nhiên cũng có thể có nhiều thuê bao (UNI) kết nối đến mạng MEN từ cùng một vị trí.
Trên cơ sở các dịch vụ chung được xác định trong mô hình, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai các dịch vụ cụ thể tuỳ theo nhu cầu khách hàng. Những dịch vụ này có thể được truyền qua các môi trường và các giao thức khác nhau trong mạng Man-E như SONET, DWDM, MPLS, GFP,.... Tuy nhiên, xét từ góc độ khách hàng thì các kết nối mạng xuất phát từ phía khách hàng của giao diện UNI là các kết nối Ethernet.
2.2.2 Kênh kết nối ảo Ethernet – EVC
Một thành phần cơ bản của mạng MAN-E là kênh kết nối ảo Ethernet. Một EVC là một kênh kết nối giữa hai hoặc nhiều giao diện UNI. Các giao diện UNI này được gọi là các giao diện UNI thuộc kênh EVC. Một giao diện UNI có thể có thể thuộc một hay nhiềukênh EVC tùy thuộc vào sự ghép kênh trên dịch vụ. Mỗi khung dịch vụ đi vào mạng MAN-E phải đến 1 EVC nào đó, giao diện UNI mà khung dịch vụ đi đến để vào MAN-E gọi là UNI đầu vào. Khung dịch vụ đi vào khung EVC sẽ được truyền đến một giao diện UNI khác thuộc kênh EVC đó và không thể truyền đến giao diện UNI không thuộc kênh EVC. Mỗi kênh EVC luôn cho phép truyền theo hai hướng.
Có hai loại kênh ECV là EVC điểm – điểm và EVC đa điểm.
• Kênh EVC điểm – điểm: là kênh EVC kết nối hai giao diện UNI với nhau. Khung dịch vụ đi vào giao điện UNI này chỉ có thể đi ra giao diện UNI kia và ngược lại.
Hình 2.6: EVC điểm – điểm
• Kênh EVC đa điểm: là kênh EVC kết nối từ hai giao diện UNI trở lên với nhau. Kênh EVC đa điểm có hai giao điện UNI khác với kênh điểm–điểm ở
Hình 2.7: EVC điểm – đa điểm
- EVC dạng cây, có một số giao diện UNI được xem là gốc và các giao diện UNI còn lại là lá. Gói tin từ giao diện UNI gốc và có thể truyền trực tiếp đến tất cả các giao diện UNI khác cùng thuộc kênh EVC. Với các giao diện UNI lá, nếu muốn truyền đến một giao diện UNI khác phải truyền qua giao diện gốc.
Hình 2.8: EVC dạng cây
2.2.3 Các loại dịch vụ trong MAN – E
Nguyên thủy của Ethernet là để cung cấp kết nối và không cung cấp các dịch vụ WAN. Với hệ thống Metro các nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu sử dụng công nghệ kết nối Ethernet để cung cấp các dịch vụ. Dựa vào giao thức Ethernet 802.3 của IEEE, cộng thêm các tham số về dịch vụ tạo nên các dịch vụ Ethernet.
MAN-E có các dịch vụ cơ bản là: dịch vụ Ethernet Line (E-Line), Ethernet LAN (E-LAN) và Ethernet Tree (E-Tree). Dựa vào các dịch vụ cơ bản này, các nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra nhiều loại hình dịch vụ khách nhau cho khách hàng.
2.2.3.1 Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ
Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet (Ethernet Definition Framework) để giúp những thuê bao có thể hiểu rõ hơn sự khác nhau trong các Dịch vụ Ethernet, MEF đã phát triển các Khuôn khổ Định nghĩa dịch vụ Ethernet. Mục tiêu của hệ thống này là:
- Định nghĩa và đặt tên cho các kiểu dịch vụ Ethernet.
- Định nghĩa những thuộc tính (attribute) và các thông số của thuộc tính (attribute parameters) được dùng để định nghĩa một dịch vụ Ethernet riêng biệt.
Hình 2.9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet
Để định rõ một cách hoàn toàn về dịch vụ Ethernet, nhà cung cấp phải xác định kiểu dịch vụ và UNI; các thuộc tính của dịch vụ EVC đã kết hợp với kiểu dịch vụ đó. Các thuộc tính này có thể được tập hợp lại theo những dạng sau:
- Giao diện vật lý (Ethernet Physical Interface). - Thông số lưu lượng (Traffic Parameters)
- Thông số về hiệu năng (PerforMAN-Ece Parameters). - Lớp dịch vụ (Class of Service).
- Service Frame Delivery
- Hỗ trợ các thẻ VLAN (VLAN Tag Support) - Ghép dịch vụ (Service Multiplexing). - Gộp nhóm (Bundling).
- Lọc bảo mật (Sercurity Filters).
2.2.3.2 Dịch vụ E-line
Dịch vụ kênh Ethernet cung cấp kết nối ảo Ethernet điểm - điểm (EVC) giữa hai UNI như minh hoạ trên hình 2.10. Dịch vụ E -Line được sử dụng cho kết nối điểm - điểm.
Hình 2.10: Dịch vụ E-Line
Dịch vụ E - Line có thể cung cấp băng thông đối xứng cho truyền số liệu theo hai hướng. Ở dạng phức tạp hơn nó có thể tạo ra tốc độ thông tin tốt nhất (CIR) và kích thước khối tốt nhất (CBS), tốc độ thông tin đỉnh và kích thước khối đỉnh trễ, jitter, độ mất mát thực hiện giữa hai UNI có tốc độ khác nhau.
Tại mỗi UNI có thể thực hiện ghép dịch vụ từ một số EVC khác nhau. Một số EVC điểm - điểm có thể được cung cấp trên cùng một cổng vật lý tại một trong các giao diện UNI trên mạng.
Một dịch vụ E-Line có thể cung cấp các EVC điểm - điểm giữa các UNI tương tự để sử dụng các chuyển tiếp khung PVC để kết nối các bên với nhau.
Một dịch vụ E - Line có thể cung cấp một kết nối điểm - điểm giữa các UNI tương tự nhau đến một dịch vụ đường riêng TDM. Đây là dịch vụ kết nối giữa hai UNI và tạo ra các khung dịch vụ hoàn toàn trong suốt giữa các UNI, tiêu đề và tải của khung đặc trưng cho UNI nguồn và đích.
Nhìn chung dịch vụ E - Line được dùng để tạo:
• Ethernet Private Lines.
• Ethernet Virtual Private Lines.
• Ethernet Internet Access.
2.2.3.3 Dịch vụ E-Lan
Dịch vụ LAN Ethernet cung cấp các kết nối đa điểm-đa điểm, chẳng hạn có thể kết nối một số UNI với nhau như chỉ ra ở hình sau.
Hình 2.11: Dịch vụ E-LAN
Số liệu thuê bao gửi từ một UNI có thể được nhận tại một hoặc nhiều UNI khác. Mỗi UNI được kết nối đến một EVC đa điểm. Khi có các UNI thêm vào, chúng được kết nối đến cùng EVC đa điểm do đó đơn giản hoá quá trình cung cấp và kích hoạt dịch vụ.
Dịch vụ E - LAN theo cấu hình điểm - điểm :
Dịch vụ E - LAN có thể được sử dụng để kết nối chỉ hai UNI, điều này dường như tương tự với dịch vụ E - Line nhưng ở đây có một số khác biệt đáng kể. Với dịch vụ E - Line, khi một UNI được thêm vào, một EVC cũng phải được bổ sung để kết nối UNI mới đến một trong các UNI đã tồn tại. Hình 2.12 minh hoạ khi một UNI được thêm vào và sẽ có một EVC mới được bổ sung để tất cả các UNI có thể kết nối được với nhau khi dùng dịch vu E - Line.
Với dịch vụ E - LAN, khi UNI mới cần thêm vào EVC đa điểm thì không cần bổ sung EVC mới vì dịch vụ E - LAN sử dụng EVC đa điểm - đa điểm. Dịch vụ này cũng cho phép UNI mới trao đổi thông tin với tất cả các UNI khác trên mạng. Trong khi với dịch vụ E – Line thì cần có các EVC đến tất cả các UNI. Do đó, dịch vụ E - LAN chỉ yêu cầu một EVC để thực hiện kết nối nhiều bên với nhau.
Tóm lại, dịch vụ E - LAN có thể kết nối một số lượng lớn các UNI và sẽ ít phức tạp hơn khi dùng theo dạng lưới hoặc hub và các kết nối sử dụng các kỹ thuật kết nối điểm - điểm như Frame Relay hoặc ATM. Hơn nữa, dịch vụ E-LAN có thể được sử dụng để tạo một loạt dịch vụ như mạng LAN riêng và các dịch vụ LAN riêng ảo, trên cơ sở này có thể triển khai các dịch vụ khách hàng.
2.2.3.4 Dịch vụ E-tree
E-Tree là những dịch vụ Ethernet cung cấp kết nối dạng cây. Các kết nối này dựa và kênh EVC dạng cây. Mỗi cây đều có một hoặc nhiều gốc. Trường hợp đơn giản nhất là có một gốc. Dịch vụ E-Tree có một gốc được mô tả trong hình vẽ 2.13.
Hình 2.13: Dịch vụ E-Tree
Với kiểu dịch vụ E-Tree một giao diện UNI lá chỉ truyền dữ liệu thông quá giao diện UNI gốc mà không truyền trực tiếp đến các giao diện UNI lá khác được. Giao diện UNI gốc có thể truyền trực tiếp đến tất cả các lá. Dịch vụ E-Tree thường được ứng dụng cho các khách hàng doanh nghiệp có nhu cầu kết nối điểm – đa điểm giữa trung tâm và các chi nhánh. Các chi nhánh chỉ có kết nối về trung tâm, không kết nối trực tiếp giữa các chi nhánh.
Với kiểu dịch vụ E-Tree nhiều gốc, có nhiều giao diện UNI được chọn là UNI gốc.Các UNI gốc này có thể truyền dữ liệu sang nhau và sang các UNI lá.
Roo t Carrier Ethernet Network C E C E U N I U N I U N I U N I U N I U N I C E C E U N I U N I C E C E Lea f Lea f U N I U N I C E C E Lea f
Hình 2.14: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc
Trong nhiều trường hợp các giao diện UNI gốc được cấu hình dự phòng. Khi giao diện UNI này bị lỗi thì việc chuyển tiếp dữ liệu sẽ do UNI dự phòng đảm nhiệm.
Với dịch vụ E-Tree có thể phân thành hai loại dịch vụ là Ethernet Private Tree (EP-Tree) và Ethernet Virtual Private Tree (EVP-Tree). Dịch vụ EP-Tree dựa trên giao diện vật lý do đó khách hàng có thể quản lý các VLAN của mình mà không cần thông báo hay can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ. EP-Tree thường ứng dụng cho các khách hàng cần quản lý tập trung hoặc phân phối thông tin tại một hoặc nhiều điểm khác nhau. Tại địa điểm phân phối giao diện UNI được chọn sẽ là UNI gốc tại các điểm tiếp nhận UNI sẽ là UNI lá. Dịch vụ EVP-Tree dựa trên VLAN, trường hợp này thường sử dụng cho các khách hàng cần đưa ra nhiều chính sách truy cập khác nhau cho người sử dụng của mình.
2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet
Với mỗi loại dịch vu Ethernet có yêu cầu về tham số và các đặc tính riêng. MEF đưa ra các thuộc tính và tham số cho các dịch vụ đó như sau:
2.2.4.1 Thuộc tính ghép kênh dịch vụ
Ghép dịch vụ cho phép nhiều UNI thuộc về các EVC khác nhau. UNI như vậy gọi là UNI được ghép dịch vụ (service multiplexed UNI). Khi UNI chỉ thuộc một EVC thì UNI này gọi là UNI không ghép dịch vụ (non - multiplexed UNI).
Hình 2.15: Ghép kênh dịch vụ
Lợi ích của ghép kênh dịch vụ cho phép chỉ cần một cổng giao diện UNI có thể hỗ trợ nhiều kết nối EVC. Điều này làm giảm chi phí thêm cổng UNI và dễ dàng trong việc quản trị. VLAN được cấu hình tại cổng thiết bị khách hàng CE kết nối với UNI được gọi là CE-VLAN. Như vậy, tại mỗi UNI có một ánh xạ (mapping) giữa CE-VLAN và EVC.Điều này gần giống như ánh xạ giữa DLCI và PVC trong Frame Relay. Tính trong suốt VLAN (VLAN transparency): Một EVC có tính trong suốt VLAN khi CE-VLAN không thay đổi khi khi qua giao diện UNI. Nghĩa là, CE- VLAN của khung đi ra (egress frame) hướng từ MAN-E ra mạng của khách hàng luôn giống CE-VLAN của khung đi vào (ingress frame). Tính năng này có ưu điểm làm giảm việc đánh số lại (renumbering) VLAN của khách hàng.
2.2.4.2 Thuộc tính giao diện vật lý Ethernet
Bao gồm các tham số sau:
- Đường truyền vật lý: Các đường truyền vật lý theo chuẩn IEEE 802.3. Ví dụ: 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-X.
- Tốc độ truyền: Tốc độ Ethernet. Ví dụ: 10Mbps, 100bps, 1Gbps, 10Dbps. - Chế độ truyền: Full Duplex/ Halp Dulplex, AutoNegotiotion
- Lớp MAC: Các tiêu chuẩn về lớp MAC theo tiêu chuẩn 802.3 – 2000.
2.2.4.3 Thuộc tính về lưu lượng
MEF định nghĩa tập hợp các thuộc tính về băng thông (Bandwidth Profile) cho UNI và cho EVC. Một Bandwidth Profile là một giới hạn về tốc độ khi frame truyền qua UNI hay EVC. Đối với cac kết nối điểm – điểm việc tính toán băng thông trên đường truyền có thể đơn giản, nhưng với các kết nối đa điểm – đa điểm, đặc biệt là có ghép kênh ECV trên cùng một giao diện vật lý, việc tính toán băng thông rất phức tạp. Với trường hợp đó cần kết hợp tính toán với đo đạc thực tiễn.
Đặc tính băng thông bao gồm các loại sau:
• Băng thông vào và ra cho mỗi lớp dịch vụ ( Tùy vào loại dữ liệu Voice, Video, Data,... sẽ có băng thông theo mức độ ưu tiên khác nhau)
• Băng thông vào UNI từ EVC
• Băng thông ra EVC từ UNI
Đặc tính băng thông gồm các tham số về lưu lượng sau:
• CIR (Committed Infomation Rate – Tốc độ truyền thông cam kết): là tốc độ tối thiểu truyền tải dịch vụ ở điều kiện bình thường. Một dịch vụ có thể hỗ trợ một CIR cho một VLAN trên một UNI. Tuy nhiên khi ghép dịch vụ thì tổng CIR không thể vượt quá tốc độ của cổng vật lý. Bên cạnh CIR MEF còn định nghĩa thêm tham số CBS (Commited Burst Size) là kích thước lưu lượng tối đa cho phép đối với mỗi thuê bao, thường tính bằng KB hoặc MB. Ví dụ: thuê bao được cấp CIR là 3Mbps và CBS là 500KB thì thuê bao sẽ được đảm bảo băng thông tối thiểu là 3Mbps và kích thước khung dữ liêụ tối đa là 500KB, nếu khung có kích thước lớn hơn 500KB thì khung sẽ bị hủy hoặc bị trễ.
• PIR (Peak Infomation Rate): Là tốc độ cao hơn mức CIR cho phép lưu lượng truyền trên mạng khi không có tắc nghẽn xảy ra. Cùng với PIR là tham số MBS (Maximum Burst Size) là kích thước khung tối đa cho phép truyền mà không bị hủy. MBS cũng được tính bằng KB hoặc MB như CBS. Ví dụ: một dịch vụ được cấp băng thông là 3Mbps CIR, 500KB CBS, 10Mbps và 1MB MBS:
- Nếu băng thông của thuê bao <= 3Mbps thì chắc chắn dữ liệu sẽ được truyền đi đảm bảo. Lưu lượng truyền phải có kích thước bé hơn 500KB (CBS), nếu lớn hơn có thể bị hủy bỏ hoặc bị trễ.
- Nếu băng thông của thuê bao >= 3Mbps và <= 10Mbps thì dữ liệu chỉ được truyền đảm bảo trên mạng nếu không có tắc nghẽn xảy ra và kích thước khung nhỏ hơn 1MB (MBS)
- Trường hợp lưu lượng >= 10Mbps thì sẽ bị hủy
2.2.4.4 Thuộc tính về hiệu năng
Các thuộc tính hiệu năng biểu thị sự mong đợi chất lượng từ phía khách hàng. Các tham số bao gồm: độ khả dụng (Avaiability), độ trễ khung (Delay), độ trôi khung (Jitter) và tỉ lệ mất khung (Loss).
- Độ khả dụng (Avaiability): Độ khả dụng của dịch vụ được diễn tả thông qua một số thuộc tính dịch vụ sau:
• Thời gian khôi phục dịch vụ của UNI: là thời gian tính từ lúc UNI không hoạt động – có thể do sự cố xảy ra tới lúc nó được phục hồi và trở lại hoạt động bình thường
• Thời gian kích hoạt dịch vụ 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