Khả năng hỗ trợ truyền tải đa giao thức. Khả năng cung cấp dịch vụ:
Cung cấp các giao thức báo hiệu.
Cung cấp chức năng định tuyến gắn với kỹ thuật lưu lượng.
Cung cấp giao thức quản lý tuyến (LMP).
Hỗ trợ IP QoS.
Kiến tạo VPN IP.
Khôi phục IP.
Bảo vệ và khôi phục quang.
2.5.4.1 Các giao diện cho MPLS/GMPLS
Để có thể thực hiện các khả năng cung cấp dịch vụ trên các mạng khác nhau như IP, ATM,SDH,... GMPLS được cung cấp các giao diện sau:
Giao diện dành cho chuyển mạch gói PSC: đây là các giao diện dùng để gửi
thông tin dựa trên nền tảng việc xử lý tiêu đề các gói như trong các thiết bị định tuyến IP hoặc chuyển mạch ATM. Giao diện này nhận biết các bit, gói hoặc ranh giới các cell và có thể quyết định tuyến truyền dẫn dựa trên nội dung phần header MPLS tương ứng. Một khả năng quan trọng khác là giao diện này cũng có thể thu nhận, xử lý quá trình định tuyến và báo hiệu trong các kênh. Giao diện này cung cấp cho các thiết bị định tuyến IP, các chuyển mạch ATM, chuyển mạch Frame Relay được cung cấp khả năng điều khiển bằng MPLS.
Giao diện dành cho ghép kênh phân chia thời gian (TDMC): các giao diện
trúc khung của SONET/SDH. Các giao diện này chuyển tiếp dữ liệu dựa trên nguyên lý khe thời gian trong của TDM và thông tin báo hiệu và điều khiển được truyền cùng với các khung đồng bộ. Các giao điện này được trang bị cho các thiết bị SONET/SDH như các bộ tách ghép kênh, các bộ kết nối chéo và các bộ chuyển mạch quang.
Giao diện dành cho chuyển mạch kênh bước sóng (LSC): các giao diện này
khơng địi hỏi phải nhận dạng chuỗi bit hay khung dữ liệu. Chúng thực hiện truyền dữ liệu trên bước sóng mà nó nhận được, ví dụ như trong các thiết bị kết nối chéo quang hoặc các chuyển mạch bước sóng quang, do đó chúng có thể tối ưu được băng tần quang.
Giao diện dành cho chuyển mạch sợi quang (FCS): Các giao diện này cũng
không cần nhận dạng chuỗi bit hay cấu trúc khung và cũng không cần khả năng giám sát các kênh bước sóng hay băng tần quang. Các giao diện này chỉ thực hiện truyền dữ liệu dựa trên vị trí của chúng trên khơng gian vật lý, giống như các giao diện trong một bộ liên kết chéo quang có thể hoạt động ở mức một hay nhiều sợi.
Các giao diện này có thể được trạng bị cho các thiết bị bảng kết nối sợi quang tự động, thiết bị chuyển mạch bảo vệ quang, thiết bị kết nối chéo quang để có thể hoạt động trên lớp sợi quang.
Một trong những dịch vụ cơ bản là cung cấp kết nối đầu cuối đến đầu cuối. Nhà khai thác chỉ cần mô tả các tham số kết nối và gửi chúng đến nút vào mạng. Nút vào mạng sẽ xác định đường kết nối tương ứng với những tham số người sử dụng cung cấp và báo hiệu cho những nút liên quan để thiết lập kết nối. Toàn bộ thủ tục này chỉ thực hiện mất vài giây thay vì vài giờ như trước đây.
Một dịch vụ quan trọng khác đó là cung cấp băng tần theo yêu cầu. Đây là sự mở rộng tính năng của dịch vụ trên bằng cách cho phép thiết bị lớp tớ (client) kết nối vào mạng quang để thiết lập kết nối theo thời gian thực như yêu cầu.
Dịch vụ chính mang lại sự mềm dẻo nhất cho người sử dụng đó là mạng riêng ảo (VPN). Dịch vụ này cho phép người sử dụng có quyền kiểm sốt tồn bộ tài nguyên của mạng phân vùng mạng đã định nghĩa trong mạng truyền tải. Mặc dù có quyền kiểm sốt tài nguyên mạng nhưng VPN chỉ là phân vùng mạng logic và người sử dụng kết cuối không thể truy nhập và có thể thấy mạng của nhà cung cấp. Dịch vụ này tiết kiệm tài nguyên cho nhà cung cấp thông qua việc trao quyền thiết lập thủ tục và kênh thông tin cho khách hàng.
GMPLS được phát triển với mục đích tạo ra một bộ giao thức mà có thể áp dụng cho tất cả các kiểu giao thức. Nó mở rộng kiến trúc của MPLS cho các kiểu giao tiếp hơn là giao tiếp dựa trên cơng nghệ gói. GMPLS cũng duy trì khả năng sẵn có của MPLS là tạo thành G-LSP. G-LSP sẽ tạo thành cấp phát chuyển: trên cùng
là giao diện chuyển mạch sợi (FSC), kế đến là giao diện chuyển mạch lambda (LSC), giao diện chuyển mạch TDM và cuối cùng là giao diện chuyển mạch gói (PSC).
2.5.4.2 Cung cấp các giao thức báo hiệu
Giao thức báo hiệu là một giao thức quan trọng được sử dụng trong mạng điều khiển. Hiện thời chỉ có hai giao thức được sử dụng rộng rãi đó là: Giao thức phân bố nhãn định tuyến bắt buộc (CR-LDP) và Mở rộng thiết kế lưu lượng - Giao thức dành trước tài nguyên (RSVP-TE). Bất cứ đối tượng nào được GMPLS định nghĩa cũng có thể mang trong các bản tin báo hiệu của những giao thức này. Giao thức báo hiệu có trách nhiệm đối với tất cả những hoạt động quản lý kết nối. Nó dùng để thiết lập và gỡ bỏ LSP, thay đổi LSP và truy tìm thơng tin LSP.
2.5.4.3 Cung cấp chức năng định tuyến gắn với kỹ thuật lưu lượng
Như đã trình bày trên, các chức năng của mảng điều khiển bao gồm quản lý kết nối, chức năng định tuyến, khám phá topo, thiết kế lưu lượng và khám phá tài nguyến. Các giao thức báo hiệu và GMPLS chỉ thực hiện những vấn đề liên quan đến quản lý kết nối. Do đó phải cần đến một số giao thức khác để đảm nhiệm những phần còn lại.
Định tuyến thiết kế lưu lượng mở rộng giao thức định tuyến truyền thống để cung cấp tồn bộ những chức năng định tuyến sẵn có và thêm năng lực thiết kế. Sự khác biệt chính giữa hai kiểu giao thức này đó là định tuyến thiết kế lưu lượng phân bố gói tuỳ lựa theo chu kỳ qua mạng, những gói này chứa thơng tin khả dụng về tài nguyên và các tham số thiết kế lưu lượng. Khi các phần tử mạng nhận được những gói này thì chúng sẽ sử dụng dữ liệu trong đó để thực hiện tính tốn định tuyến và quyết định luồng phát chuyển đáp ứng yêu cầu thiết kế lưu lượng của người sử dụng.
Do đó giao thức mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng có thể hỗ trợ cho việc khám phá tài nguyên, khám phá topo và thiết kế lưu lượng. Tương tự như giao thức báo hiệu, hiện nay cũng mới chỉ có hai giao thức định tuyến IS-IS và OSPF được sử dụng rộng rãi.
2.5.4.4 Cung cấp giao thức quản lý tuyến (LMP)
Nhằm đảm bảo sự thơng tin nhãn GMPLS chính xác giữa các phần tử mạng (NE) cần phải xác định các cổng kết nối giữa chúng.
LMP hoạt động giữa các hệ thống lân cận cho việc cung cấp tuyến và cô lập lỗi. LMP cũng được sử dụng cho bất cứ phần tử mạng nào, tuy nhiên nó thường được hướng cho chuyển mạch quang.
Những chức năng như QoS, khôi phục và VPN thường được cung cấp từ lớp ATM và SDH sẽ được thay thế bằng GMPLS qua lớp IP và WDM. Nhu cầu VPN với QoS xác định được thực hiện qua ATM nay được đảm nhiệm bởi QoS IP và VPN IP. Tương tự như vậy chức năng bảo vệ ring được thực hiện bởi SDH cũng được thay thế bằng khôi phục quang và IP. Chúng ta sẽ cùng kiểm chứng những điều này qua việc phân tích tính năng lớp IP và WDM dưới sự hỗ trợ của công nghệ điều khiển mạng GMPLS.
2.5.4.5 Hỗ trợ IP QoS
IP QoS được sử dụng để đảm bảo truyền dẫn chính xác lưu lượng theo những yêu cầu bắt buộc đã được xác định như trễ hoặc jitter. Nó có thể chia thành những nội dung sau:
Phân lớp dịch vụ qua phần mơ tả lưu lượng để phân loại gói thành nhóm và tạo khả năng truy nhập cho xử lý QoS trên mạng.
Quản lý nghẽn tạo hàng chờ, phân chia gói vào hàng chờ theo phân loại gói và lập kế hoạch truyền dẫn gói trong hàng chờ.
Kỹ thuật tránh nghẽn giám sát tải lưu lượng mạng để tiên liệu trước và tránh nghẽn tại những nút cổ chai chung của mạng.
Báo hiệu QoS là một dạng thông tin của mạng mà đưa ra cách thông tin của nút mạng với nút lân cận để yêu cầu xử lý đặc biệt cho lưu lượng nào đó.
2.5.4.6 Kiến tạo VPN IP
VPN IP cung cấp dung lượng dành trước qua mạng với một băng tần đảm bảo và các bộ định tuyến được phân cách trước. Dịch vụ này cung cấp một số mức độ bảo mật kết hợp với sự đảm bảo về QoS nghiêm ngặt cho thông lượng đầu ra, độ sẵn sàng, mất gói, trễ và jitter.
2.5.4.7 Khơi phục IP
Có một số lợi ích rõ ràng từ khôi phục lớp IP đó là tính mềm dẻo cao khi cung cấp luồng khôi phục và biểu thị mức khôi phục. Ví dụ, lưu lượng thoại rất nhạy với trễ và jitter có thể được phân biệt và khôi phục ở một cấp độ cao nhất. Ngược lại, lưu lượng Internet chỉ được khôi phục ở mức thấp nhất vì nó có thể lưu lại và định tuyến qua mạng dễ dàng.
2.5.4.8 Bảo vệ và khôi phục quang
Chức năng khôi phục quang bị giới hạn trong kết nối điểm - điểm hoặc phân mạng ring. Nguyên tắc chính của bảo vệ quang trong mạng đa bước sóng là cung cấp kết nối điểm - điểm tin cậy dùng để liênkết các nút lớp dịch vụ (IP).
ITU-T đã định nghĩa lớp mạng quang theo ba phân lớp, và bảo vệ quang cũng được áp dụng tại ba phân lớp này.
Bảo vệ đường truyền quang: cung cấp khả năng chống chọi sự cố tại lớp
đoạn truyền dẫn theo cơ chế bảo vệ 1+1 hoặc 1:1.
Bảo vệ kênh quang: cung cấp bảo vệ 1:1 cho các kênh quang dựa trên cơ sở
kênh này đến kênh kia tại lớp kênh quang.
Bảo vệ đoạn ghép kênh quang: OADM cung cấp khả năng phân bổ kênh
bước sóng động và chuyển mạch bảo vệ để bảo vệ kênh quang chống lại sai hỏng mạng.
2.5.5 Ưu nhược điểm của cơng nghệ
a. Ưu điểm:
MPLS có thể áp dụng phù hợp với hầu hết các cấu trúc tô-pô mạng (mesh hoặc ring).
MPLS cho phép truyền tải đa dịch vụ với hiệu suất truyền tải cao. Chức năng điều khiển quản lý lưu lượng trong MPLS cho phép truyền tải lưu lượng các loại hình có u cầu về QoS.
MPLS cho phép định tuyến gói tin với tốc độ nhanh do giảm thiểu việc xử lý thông tin định tuyến.
MPLS có khả năng kiến tạo kết nối đường hầm. Dựa trên khả năng này nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ kết nối ảo (ví dụ như TLS ở mức 2, VPN ở mức 3).
MPLS có khả năng phối hợp tốt với IP để cung cấp các dịch vụ mạng riêng ảo trong môi trường IP và kết hợp với chức năng RSVP để cung cấp dịch vụ có QoS trong mơi trường IP (RSVP-TE LSPs).
b. Nhược điểm:
Khả năng hồi phục mạng không nhanh khi xảy ra sự cố hư hỏng trên mạng. Khi triển khai một cơng nghệ mới như MPLS địi hỏi các nhân viên quản lý
và điều hành mạng cần được đào tạo và cập nhật kiến thức về công nghệ mới, nhất là các kiến thức mới về quản lý và điều khiển lưu lượng trên toàn mạng.
Giá thành xây dựng mạng dựa trên cơng nghệ MPLS nói chung cịn khá đắt.
2.5.6 Khả năng ứng dụng
Công nghệ MPLS phù hợp cho việc xây dựng mạng với mục tiêu truyền tải dịch vụ tích hợp và đạt được hiệu suất truyền tải cao, nghĩa là MPLS phù hợp để xây dựng mạng lõi (core).
CHƯƠNG 3. MẠNG MAN-E CỦA VNPT
3.1 Mạng MAN của VNPT từ trước tới nay
3.1.1 Mạng đô thị băng rộng đầu tiên của Việt Nam
Mạng MAN là sự phát triển tất yếu của các tập đồn viễn thơng lớn muốn chiếm lĩnh thị trường để có được các khách hàng lớn, có nhiều thị trường, thị phần về mình. Do đó, với vai trị là nhà cung cấp dịch vụ viến thông và công nghệ thông tin hàng đầu Việt Nam, VNPT là Tập đoàn tiên phong triển khai mạng MAN tại Việt Nam.
Mạng đô thị băng rộng đầu tiên của Việt Nam đã hồn thành và chính thức hoạt động ngày 25/04/2005 tại TP.HCM. Mạng được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa công nghệ truyền tải RPR/DPT (Resilient Packet Ring/Dynamic Packet Transport) và công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS đang được quan tâm hàng đầu hiện nay. Đây là mạng hiện đại theo mơ hình Mạng đơ thị thế hệ mới (Next Generation Metro Network).
Mạng có khả năng truyền tải băng thông rất lớn và cho phép cung cấp các giao diện Ethernet tốc độ cao lên đến Gigabit tới tận từng văn phòng, từng doanh nghiệp, tòa nhà, khu dân cư cao cấp, nơi nhu cầu về việc liên kết trao đổi thông tin nội bộ giữa cơ quan đầu não với các chi nhánh, các cơ sở khác trên phạm vi địa lý rộng lớn và tách biệt được quan tâm.
Điểm nổi bật trong dự án là việc áp dụng công nghệ RPR/DPT trên các Hệ thống định tuyến MPLS thông minh. Công nghệ RPR cho phép hệ thống triển khai trên các mạch vòng cáp quang trong thành phố có khả năng bảo vệ chuyển sang đường dự phòng khi xảy ra sự cố trên đường kết nối chính, thời gian chuyển đường là rất nhanh – 50 ms, mức thời gian hiện rất khó đạt được trên các hệ thống định tuyến thông thường. Giải pháp là sự kết hợp khả năng sẵn sàng cao của công nghệ RPR với các tính năng định tuyến thơng minh của hệ thống định tuyến của Cisco như đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cùng các tính năng mới nhất của cơng nghệ MPLS như ATOM (Any Transport over MPLS). Các tính năng cao cấp trên đáp ứng các tiêu chí ngặt nghèo về băng thơng, tốc độ, chất lượng cho phép triển khai các dịch vụ cao cấp như thoại, truyền hình, các dịch vụ truyền thơng hội nghị của mạng Đô thị thế hệ mới.
Các thiết bị sử dụng trong mạng lõi sử dụng các bộ định tuyến với công nghệ nx10Gbps của Cisco với khả năng chuyển mạch, độ sẵn sàng và ổn định cao. Mạng lõi sử dụng các giao diện tốc độ STM-16 nhưng công nghệ RPR cho phép tối ưu hóa truyền gói trên mạng nên tổng thơng lượng trên mạng lên tới 5 Gbps thay vì chỉ có 2.5 Gbps như sử dụng cơng nghệ truyền SDH truyền thống.