Cấu trúc và chức năng của LSR tùy thuộc vào vị trí của nó trong vùng MPLS. Dựa vào sơ đồ vùng hoạt động MPLS trên hình 3.9 ta thấy LSR có 2 chức năng chính.
LSR biên (Edge LSR): Là router chỉ có một vài giao tiếp tham gia hoạt động MPLS. Edge LSR chuyển tiếp gói IP dựa vào địa chỉ đích của gói IP và các giá trị nhãn đã có theo 3 trường hợp có thể xảy ra:
- Nhận 1 gói IP và chuyển tiếp dựa trên địa chỉ IP để gửi gói đi như một gói IP bình thường.
- Nhận 1 gói IP, chuyển tiếp dựa trên địa chỉ đích gởi gói đi với một giá trị nhãn.
- Nhận một gói đã gán nhãn, chuyển tiếp dựa trên giá trị nhãn đã có, đổi giá trị nhãn chặng tiếp theo và gởi gói ra ngồi.
- Một số gói bị loại bỏ ra ngồi trong các trường hợp sau:
- Một gói đến đã được gán nhãn, nhưng nếu giá trị nhãn khơng có trong bẳng LFIB, ngay cả khi địa chỉ IP vẫn tồn tại trong bảng định tuyến IP (bảng FIB).
- Một gói IP đến, nếu địa chỉ đích đến khơng tìm thấy trong bảng FIB.
Routing protocol IP Routing table LDP IP Forwarding Table Edge LSR Control plane Data plane Exchange of routing inforomation Exchange of label Incoming Labeled packet outgoing IP packet
Label Forwarding Table outgoing Labeled packet Incoming IP packet
Hình 3.9. Cấu trúc của LSR biên.
LSR: Được gọi là Router chuyển tiếp, là router có tất cả các giao tiếp đều hoạt động MPLS, chức năng cơ bản của nó là nhận các gói MPLS, chuyển đổi nhãn cho chặng tiếp theo, và gửi gói đến LSR tiếp theo
router chuyển tiếp khác. Vì thế mỗi LSR cần một giao thức định tuyến lớp 3 như OSPF, EIGRP, IS-IS và một giao thức phân phối nhãn như LDP, TDP. Cấu trúc của một LSR như sau:
Routing protocol
IP Routing table
LDP
Label Forwarding Table LSR Control plane Data plane Exchange of routing inforomation Exchange of label Incoming Label packet outgoing Label packet Hình 3.10. Cấu trúc của LSR.
3.1.3.3. Cấu trúc các bảng định tyến trong LSR. 1. LIB – Label Information Base:
Bảng 3.2. Bảng LIB.
Network LSR Label
x.x.x.x
A 25
Local 24
Bảng LIB thuộc mặt phẳng điều khiển, có nhiệm vụ chỉ định một giá trị nhãn nội bộ cho một địa chỉ IP, giá trị nhãn nội bộ này sẽ ánh xạ với nhãn của chặng tiếp theo (next-hop) được cập nhật từ thiết bị downstream kế cận. Cấu trúc bảng LIB gồm có 3 trường:
Trường Network: chứa địa chỉ IP của mạng đích.
Trường LSR: Chứa tên của LSR đã phát sinh ra giá trị nhãn tương ứng. Nếu giá trị nhãn do chính LSR phát sinh thì có giá trị Local.
Trường label: chứa giá trị nhãn.
2. LFIB – Label Forwarding Information Base:
Bảng 3.3. Bảng LFIB:
Label Action Nexthop
25 47 C
24 Pop D
Bảng LFIB nằm trong mặt phẳng dữ liệu, dùng để chuyển tiếp các gói đã được gán nhãn. Bảng LFIB gồm có 3 trường:
Trường Label: chứa giá trị nhãn dùng để so sánh với giá trị nhãn của gói đến.
Trường action: nếu bộ định tuyến là LSR thì action sẽ chứa giá trị nhãn của chặng tiếp theo. Nếu bộ định tuyến là LSR thì action sẽ chứa giá trị nhãn của chặng tiếp theo. Nếu bộ định tuyến là LSR biên thì trường action có giá trị “pop”, khi đó gói sẽ được gỡ bỏ nhãn trên cùng trong chồng nhãn MPLS.
Trường Next-hop: chứa tên của LSR kế tiếp.
3. FIB – Forwarding Information Base:
Bảng 3.4. Bảng FIB:
Network Nexthop Label
X B 25
Y C 24
Bảng FIB nằm trong mặt phẳng dữ liệu, dùng để chuyển những gói IP chưa được gán nhãn. Một gói chuyển tiếp sẽ được gán nhãn nếu nhãn của chặng tiếp theo được xác định sẵn cho địa chỉ IP đích. Ngược lại gói chuyển tiếp sẽ khơng được gán nhãn. Bảng FIB có 3 trường:
Trường network: chứa địa chỉ IP mạng đích. Trường next-hop: chứa tên của LSR kế tiếp. Trường Label : chứa giá trị nhãn chặng tiếp theo.
3.2. Các dịch vụ trền nền MEN [5,9].
Trong các chương trước chúng ta đã nhắc đến một số các dịch vụ chạy trên nền mạng MEN. Tuy nhiên trong trường này chúng ta xem xét một cách tổng quan các dịch vụ và phân loại chúng khi triển khai trên nền MEN. Các dịch vụ MEN có thể bản chất giống nhau nhưng tên gọi theo các hãng và các tổ chức khác nhau lại khác nhau. Ở đây ta xem xét chuẩn và cách gọi tên dịch vụ MEN.
3.2.1. Đặt tên và các chuẩn của dịch vụ MEN.
Bảng 3.5. Đặt tên các dịch vụ MEN:
Cisco Service Name IETF Metro Ethernet Forum
Ethernet Private Line
Virtual Private Wire
E-Line Service EPLS
Ethernet Relay Service E-Line Service Virtual Private Line
Ethernet Line Service E-Line Service
Transparent LAN
Ethernet Multipoint
Service Virtual Private LAN Service
E-LAN Service
Ethernet Relay
Multipoint Service E-LAN Service
Bảng trên so sánh tên gọi dịch vụ của Cisco, IETF và MEF (Metro Ethernet Forum). Nhìn bảng trên ta thấy có 2 loại dịch vụ trên nền Ethernet đó là Point–to–
Point hay là E-Line với các dịch vụ như là Ethernet Private Line, Ethernet Relay Service, hay Ethernet Line Service và dịch vụ Multipoint–to-Multipoint hay là E- Lan với các dịch vụ như Ethernet Multipoint Service và Ethernet Relay Multipoint Service.
Một số dịch vụ thường gặp: Internet connectivity.
Transparent LAN service (LAN to LAN). L2VPN. L3VPN. V.v... 3.2.2. Dịch vụ E-Line (Point-to-Point). Hình 3.11. Dịch vụ E-Line Trong đó :
CE có thể là Router hay Switch. UNI (User Network Interface).
- Chuẩn IEEE 802.3 Ethernet PHY and MAC. - 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps hay 10Gbps. - Class of Service (CoS).
EVC (Ethernet Virtual Circuit).
- Một EVC là một kết nối giữa 2 hay nhiều UNI.
- EVC giả lập kết nối Ethernet (giống như Frame Relay và ATM PVC).
- Đối với E-Line thì EVC là Point-to-Point. Dịch vụ Point-to-Point bao gồm một số dịch vụ cơ bản sau:
- Ethernet Private Line. - Ethernet Wire Service. - Ethernet Relay Service.
3.2.2.1. Ethernet Private Line.
Hình 3.12. Dịch vụ Ethernet Private Line
Đây là dịch vụ point-to-point. Không ghép kênh dịch vụ. Trong suốt với khách hàng.
Kiểu dịch vụ này có thể được triển khai khi khách hàng có yêu cầu dung lượng cả đường dây của giao diện Ethernet. Dịch vụ này được định nghĩa rằng CE kết nối trực tiếp tới một trong nhiều thiết bị và EVC có thể là một mạch SONET hoặc một bước sóng. EPL có thể dùng thay cho các dịch vụ WAN truyền thống như BRI/PRI, T1, T3, v.v... Nhà cung cấp có thể cung cấp dịch vụ cho khách hàng theo nhu cầu, có thể lên đến 1Gbps hay thập chí 10Gbps. Thiết bị đầu cuối của khách hàng có thể là router, Switch hay thậm chí là PC. Nhà cung cấp có thể lựa chọn để triển khai EPL qua SONET/SDH, CDWM hay DWDM. Việc này trong suốt với người dùng cuối. EPL rất hữu dụng cho những ứng dụng quan trọng như lưu trữ backup tại một vị trí khác để khơi phục nếu có thảm họa v.v..
3.2.2.2. Ethernet Wire Service.
Đây là dịch vụ cung cấp các kết nối điểm nối điểm giữa 2 site của khách hàng cho cả dữ liệu và thông tin điều khiển ở lớp 2. Các site của khách hàng xem như trên cùng một mạng LAN. EWS là một tập con được định nghĩa bởi IETF VPWS (Internet Engineering Task Force – Virtual Private Wire Service). Tất cả khung dữ liệu được đóng gói vào 802.1q tag để truyền trong suốt qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Ở dịch vụ này khơng có sự ghép kênh ở giao tiếp UNI, do đó sẽ cung cấp EVC (Ethernet Virtual Connection) cho mỗi UNI.
Với dịch vụ này, nhà cung cấp dịch vụ sẽ cấp cho khách hàng một VLAN ID duy nhất. VLAN ID này có thể khác nhau trên 2 phía của mạng Core, dữ liệu của khách hàng sẽ được chuyển tiếp (relay) thông qua hệ thống MPLS bằng kỹ thuật EoMPLS.
Hình 3.13. Dịch vụ Ethernet Wire Service.
3.2.2.3. Ethernet Relay Service.
ERS là dịch vụ cung cấp cho khách hàng các kết nối điểm nối điểm giữa 2 site của khách hàng. Nhưng ở đây khác với dịch vụ EWS là chỉ chuyển dữ liệu, không chuyển các khung PDU điều khiển của CE (Customer Equiment). ERS cũng là một tập con được định nghĩa bởi IETF VPLS. Dịch vụ này tương tự như dịch vụ Frame Relay, trong đó ERS dùng các VLAN ID được dùng để xác định các mạch ảo. Mỗi mạch ảo có thể kết thúc ở một điểm đầu xa khác. Nhiều mạch ảo có thể tạo trên cùng một cổng vật lý (UNI). Tuy VLAN ID được dùng để xác định mạch ảo, nhưng nó chỉ có giá trị nội bộ, khơng yêu cầu phải giống VLAN ID ở phía xa.
3.2.3. Dịch vụ E-LAN (Multipoint-to-Multipoint).
Hình 3.15. Mơ hình dịch vụ E-LAN.
Đây là mơ hình kết nối đa điểm- nối đa điểm hay các LAN – to – LAN. Các dịch vụ cơ bản của E-LAN là EMS và ERMS.
3.2.3.1. Dịch vụ EMS (Ethernet Multipoint Service).
EMS cung cấp dịch vụ VPN lớp 2, trong đó bao gồm nhiều site kết nối với nhau. Các site ở các địa điểm vật lý khác nhau tham gia vào cùng một mạng LAN. Đây là dịch vụ băng thông cao tương thích với các ứng dụng u cầu băng thơng từ trung bình đến cao. Cisco cung cấp EMS thông qua lõi 802.1q (Switched LAN) hoặc IP/MPLS.
Hình 3.16. Dịch vụ EMS.
3.2.3.2. Dịch vụ ERMS (Ethernet Relay Multipoint Service).
Dịch vụ này có các đặc tính tương tự như ERS. Dịch vụ ERMS bao gồm 2 loại dịch vụ P2MP (Point to Multipoint) và MP2MP (Multipoint to Multipoint) sử dụng cấu trúc VPLS. Các PDU điều khiển của CE không được chuyển tiếp qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Nhiều CE-VLAN có thể dùng ánh xạ tới một UNI. Tuy nhiên, các CE-VLAN không trong suốt mà nó được định nghĩa bởi nhà cung cấp dịch vụ.
Hình 3.17. Dịch vụ ERMS
Kết luận: Hầu hết các dịch vụ trong mơ hình mạng MEN đều chạy trên nền MPLS vì vậy chương này tác giả đề cập một cách tổng quan nhất về MPLS và cơ chế hoạt động của MPLS. Bên cạnh đó cũng giới thiệu và phân nhóm các dịch vụ chạy trên nền mạng MEN, cũng như các ưu nhược điểm và mơ hình triển khai của từng dịch vụ.
CHƢƠNG IV: NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI MẠNG METRO ETHERNET NETWORK TẠI BƢU ĐIỆN HÀ NỘI.
4.1. Hiện trạng mạng tại Bƣu điện Hà Nội [3].
4.1.1. Truyền dẫn.
Mạng nội tỉnh thường được cấu thành từ các tuyến truyền dẫn quang. Truyền dẫn quang đang ngày càng phát triển và mở rộng. Đối với các trung tâm cấu hình lớn cấu hình mạng thường là các vịng RING SDH. Dung lượng hệ thống điển hình ở mức STM-4/16 đối với lưu lượng trung kế liên đài. Và ở mức STM1/4 đối với mạng truy nhập quang với mức độ truy nhập hạn chế, chủ yếu là hệ thống DLC hay FTTO truyền dẫn giữa CO và RSU.
Theo cấu trúc phân cấp của lớp chuyển mạch, mạng truyền dẫn quang nội tỉnh được chia thành 2 cấp:
Cấp 1: Cấp trung kế liên đài, kết nối các tổng đài host và tandem nội hạt, cấu hình RING tốc độ STM-4/16 với các thiết bị của Lucent, AT&T, Fujitsu, Alcatel và Siemens.
Cấp 2: Truy cập quang, kết nối giữa tổng đài Host với RSU chủ yếu sử dụng cấu hình RING điểm - điểm cơng nghệ SDH tốc độ STM-1/4.
Do quy mô và mẫu lưu lượng phân tán khác nhau và do đặc điểm về địa lý và khai thác, quản lý mà các hệ thống truyền dẫn quang ở hai cấp này thường độc lập với nhau và được kết nối với nhau chủ yếu nhờ lớp chuyển mạch thông qua giao diện E1. Hà Nội là khu vực có quy mơ và mật độ lưu lượng lớn vì thế mạng truyền dẫn quang được tổ chức theo cấu trúc đa RING, Mesh và điểm - điểm với tốc độ STM-16. Mạng truy nhập quang (cấp 2) chủ yếu được triển khai để kết nối giữa tổng đài Host và tổng đài vệ tinh, độc lập với cấu hình RING SDH tốc độ STM-1/4. Một số vùng có mở rộng mạng truy nhập quang xuống phía th bao nhưng vẫn sử dụng cơng nghệ quang SDH tích cực, tốc độ STM-1.
Mạng truyền dẫn quang trung kế liên đài:
- Các hệ thống truyền dẫn liên đài cung cấp các kết nối giữa các tổng đài Host có cấu hình RING tốc độ STM-4/16.
- Mẫu lưu lượng giữa các tổng đài Host có dạng Mesh.
- Tốc độ điển hình là STM-4/16 và khả năng cung cấp giao diện E1 (2Mbps), E3 (34Mbps), E4 (140Mbps), STM-1 chuẩn G.703, G.707..
- Cấu trúc hình RING phân tập cáp và RING dẹt với các kiến trúc phổ biến ESHR với hệ thống STM-16 và USHR với các hệ thống STM- 1/4.
- Cấu trúc tín hiệu theo cấu trúc của ETSI.
- Các chủng loại thiết bị chủ yếu được triển khai là FLX 150/600A của Fujitsu, SMA của Siemens, Nortel, Lucent...
- Các hệ thống hoạt động và khai thác độc lập nhau. Kết nối giữa các hệ thống chủ yếu thông qua giao diện lưu lượng E1. Việc thiết lập các luồng (kênh riêng) đi qua các hệ thống cần có sự phối hợp giữa các hệ thống, và chủ yếu thực hiện nối thủ cơng. Có thể sử dụng giao diện STM-1 cấu trúc VC-4 để kết nối liên tục SDH giữa các hệ thống.
- Giao diện nhánh ở mức E1, E3, DS3, E4, STM-1 (VC-4). Một số hệ thống có cấu trúc ghép kênh theo cả ETSI và ANSI như Fujitsu, Siemens, NEC, NOKIA cho phép luồng VC-3 nhận giao diện E3 và DS3 (45Mbps).
- Cung cấp chất lượng kênh đảm bảo BER=10-10 .
- Khơng có khả năng cung cấp sự phân biệt dịch vụ mức bảo vệ cho các luồng khác nhau, dung lượng hiệu dụng của hệ thống chỉ đạt tối đa 50%, do đó dẫn đến chi phí của kênh th cao.
phẩm hãng khác. Hoạt động của từng hệ thống độc lập nhau chỉ thông qua giao diện lưu lượng.
Mạng truy nhập quang:
Mạng truy nhập quang hiện tại của Tập đoàn BCVT Việt Nam chủ yếu được triển khai sử dụng cơng nghệ SDH, với cấu hình RING và điểm-điểm với đặc điểm sau:
- Mức độ thâm nhập cáp quang hiện nay còn hạn chế, chủ yếu ở mức mở rộng phạm vi tổng đài nhờ các hệ thống DLC-các hệ thống mạng truy nhập quang kết nối giữa tổng đài CO đến RSU. Các hệ thống này chủ yếu sử dụng công nghệ quang SDH tích cực với cấu hình RING hoặc điểm-điểm. Một số hệ thống truy cập quang mở rộng hơn về phía th bao và có giao diện V5.2 như FSX2000 của Fujisu, AN2000, Honet, Fastlink của Siemens, Slic 240 của Lucent... Tuy nhiên, phần truyền dẫn của các hệ thống này vẫn trên cơ sở công nghệ PDH, SDH tích cực và chúng có khả năng cung cấp các kênh E1 hoặc nx64. - Cấu hình RING (phân tập cáp và trên cùng 1 cáp – RING dẹt) và điểm
- điểm.
- Các chủng loại thiết bị chủ yếu được triển khai là AN2000; Honet; FLX150/60C, FSX2000 của Fujitsu; SMA của Siemens; TN-1X của Nortel....
- Chất lượng đảm bảo BER=10-10.
- Giao diện nhánh ở mức E1, E3, DS3, E4, STM-1 (VC-4). - Kết nối với các hệ thống khác nhau chủ yếu ở mức E1.
- Một số hệ thống có cấu trúc ghép kênh theo cả ETSI và ANSI như Fujisu- cho phép luồng VC-3 nhận giao diện E3 (34mbít) hoặc DS3
Mơ hình tổng quan của mạng cung cấp dịch vụ tại Bưu điện Hà Nội.
đóng vai trị như mạng truyền tải lưu lượng cho thuê bao xDSL của mạng băng rộng Bưu điện Hà nội.
4.1.2.1. Các thiết bị truy nhập.
Bao gồm thiết bị IP DSLAM MA 5600 của Huawei và Hix5635 của Siemens, các thiết bị này đều có giao diện GE kết nối uplink lên các thiết bị SW access và SW Core.
Hình 4.2. Thiết bị IP DSLAM Hix5635.
Card thuê bao: ADSL2+ - 32/48/72 port thuê bao theo chuẩn G.dmt G.992.1, G.992.3, G.992.5, ANNEX A, B*. SHDSL theo ITU-T G.991.2. VDSL 2+ theo chuẩn ITU-T G.993.1 và 802.3ah.