Gói quảng trạng thái liên kết bên ngồi mạng: Được tạo ra bởi các ABR.
Chúng được gửi vào vùng để quảng cáo cho các đích bên ngồi vùng đó. Thực tế, các LSA này như một phương tiện mà ABR dùng để nói cho các Router bên trong vùng biết các đích bên ngồi mà ABR có thể tiếp cận được. ABR cũng quảng cáo các đích bên trong vùng gắn với nó cho các Router bên trong mạng đường trục bằng các LSA này.
LSA gồm giá từ ABR tới đích. Mỗi đích chỉ được quảng cáo bởi một LSA cho dù ABR biết được nhiều đường tới đích đó. Do vậy, nếu ABR biết được nhiều đường tới một đích nào đó trong vùng gắn với nó, nó sẽ tạo một gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi mạng có giá thấp nhất trong các đường nó biết để gửi vào mạng đường trục. Tương tự như vậy, nếu một ABR nhận được nhiều Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngoài mạng từ các ABR khác thơng qua mạng đường trục, nó sẽ chọn LSA có giá thấp nhất và quảng cáo nó vào trong vùng (khơng phải là mạng đường trục) gắn với nó. Khi một Router khác nhận được một gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi mạng từ một ABR, nó khơng chạy giải thuật SPF. Đúng hơn, nó cộng giá của tuyến tới ABR và giá chứa trong LSA. Tuyến tới đích được quảng cáo bởi ABR được lưu trong bảng định tuyến cùng với giá đã được tính tốn. Kiểu định tuyến này (sử dụng Router trung gian thay vì xác định đường đi đầy đủ tới đích) gọi là định tuyến theo kiểu vector khoảng cách.
Như vậy, OSPF là giao thức trạng thái liên kết trong một vùng nhưng lại sử dụng giải thuật vector khoảng cách để định tuyến liên vùng.
Type = 3 192.168.17.16 Mask = 255.255.255.240 Metric = 120 Type = 3 192.16.121.0 Mask = 255.255.255.0 Metric = 120 172.16.121.0/24 192.168.13.16/28 Area 0 Area 192.168.13.0
Hình 3.11: Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi mạng
Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngoài ASBR: được tạo ra bởi ABR. Nó
giống hệt gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi mạng ngoại trừ việc nó dùng để quảng cáo cho các đích đến là ASBR..
Type = 4 Router ID = 192.168.30.12 Mask = 0.0.0.0 Metric = 64 Area 0 ASBR Router ID = 192.168.30.12
Hình 3.12: Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi ASBR
Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi hệ thống tự trị: Được tạo ra bởi
các ASBR. Các LSA này dùng để quảng cáo cho các đích bên ngồi hệ thống độc lập OSPF hoặc các tuyến mặc định bên ngoài vào hệ thống độc lập OSPF.
Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi hệ thống tự trị là LSA duy nhất trong cơ sở dữ liệu không liên kết với một vùng nào. Nó được tràn lụt thơng qua hệ thống độc lập OSPF.
ASBR Router ID = 192.168.30.60 Type = 5 10.83.10.0 Mask = 255.255.255.0 Metric = 10 Địa chỉ đang tới =
172.20.57.254 10.83.10.0/24
172.20.57.254
Hệ thống tự trị OSPF
Hình 3.13: Hoạt động gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi hệ thống tự trị Gói quảng bá trạng thái liên kết của hội viên nhóm: Sử dụng trong Multicast
OSPF (MOSPF). MOSPF định tuyến các gói từ một nguồn tới nhiều đích hay một nhóm thành viên chia sẻ địa chỉ multicast lớp D.
Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngoài NSSA: được tạo ra bởi các ASBR
trong các not – so – stubby area (NSSAs). Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi NSSA hầu như giống hệt với ngoại trừ việc gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngoài NSSA được tràn lụt chỉ trong NSSA tạo ra nó.
LSA thuộc tính ngồi: được đề xuất để chạy internal BGP (iBGP) hợp lệ để
truyền tải thơng tin BGP qua miền OSPF. Tuy nhiên, nó chưa được triển khai.
LSA mờ: gồm phần Header tiêu chuẩn và trường thơng tin. Trường thơng tin có
thể sử dụng cho OSPF hoặc bởi các ứng dụng khác để phân phối thông tin qua miền OSPF. LSA này cũng chưa được triển khai.
Khuôn dạng chi tiết của các LSA được trình bày ở phần phụ lục.
3.9 Vùng
Lợi ích của việc sử dụng vùng: OSPF sử dụng các vùng để giảm các ảnh
hưởng bất lợi trên. OSPF định nghĩa vùng là một nhóm logic các Router và các liên kết giúp phân chia hiệu quả một miền OSPF thành các miền con. Các Router trong một vùng sẽ không biết chi tiết cấu hình bên ngồi vùng của nó. Do vậy:
- Một Router sẽ chỉ phải chia sẻ cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết với các Router khác trong vùng của nó. Việc giảm kích thước của cơ sở dữ liệu sẽ làm giảm sự va chạm trong bộ nhớ của Router.
- Cơ sở dữ liệu nhỏ hơn dẫn đến các LSA phải xử lí ít hơn và làm giảm sự va chạm trong CPU của Router.
- Các q trình tràn lụt gói được giới hạn trong vùng.
Định danh vùng: vùng được nhận dạng bởi 32 bit định danh vùng. định danh
vùng có thể được viết dưới dạng số thập phân hoặc số thập phân được ngăn cách bởi các dấu chấm (ví dụ như 0 và 0.0.0.0 là tương đương, hoặc 16 và 0.0.0.16; 271 và 0.0.1.15 là tương đương).
Mạng đường trục: định danh vùng 0 được sử dụng cho mạng đường trục.
Mạng đường trục là mạng chịu trách nhiệm thông báo các thông tin về cấu hình tổng quát của mỗi vùng cho các vùng khác.
3.9.1 Vùng có thể phân chia
Area 3
Area 0
Area 3
Area 0
Hình 3.14: Quá trình phân chia vùng
Vùng có thể phân chia là vùng trong đó một lỗi liên kết sẽ phân chia vùng thành hai phần tách biệt nhau. Nếu một vùng (không phải là mạng đường trục) bị phân chia, và tất cả các Router ở hai bên phân chia vẫn có thể nhìn thấy ABR (hình 3.15) thì sẽ khơng có sự phá vỡ nào xảy ra. mạng sẽ xem các vùng phân chia như là hai vùng tách
Khi mạng đường trục được phân chia, nó sẽ tạo ra các vùng tách biệt và tạo ra hai miền OSPF tách biệt nhau (hình 3.15).
Area 3 Area 0 Area 2 Area 3 Area 0 Area 2 Area 0
Hình 3.15: Quá trình phân chia mạng đường trục
3.9.2 Vùng cụt (Stub Area)
ASBR quảng cáo cho các đích bên ngồi bằng cách tràn lụt các LSA ngoại qua hệ thống độc lập OSPF. Các LSA này chiếm tỉ lệ lớn trong cơ sở dữ liệu của mỗi Router.
Area 2 Area 0
ASBR
Hình 3.16: Cấu hình vùng 2 là một vùng cụt
Ở hình vẽ trên, khơng phải mọi Router đều cần biết tất cả các đích bên ngồi. Các Router trong vùng 2 đều phải gửi các gói đến ABR để biết về ASBR bất kể đích bên ngồi là gì. Vì lí do này vùng 2 được cấu hình như một vùng cụt.
Vùng cụt là vùng mà trong đó các gói LSA bên ngồi và LSA sơ lược khơng được tràn lụt vào. Các ABR gắn với vùng cụt sẽ sử dụng các LSA sơ lược mạng để quảng cáo một tuyến mặc định vào vùng cụt. Các Router bên trong vùng sẽ sử dụng tuyến mặc định nếu như nó khơng tìm thấy tuyến nào phù hợp trong bảng định tuyến. Vì tuyến mặc định được quảng cáo bởi Gói quảng bá trạng thái liên kết bên ngồi mạng nên nó sẽ khơng được quảng cáo ngoài vùng.
Hoạt động của các Router trong vùng cụt có thể được cải thiện và bảo tồn được bộ nhớ nhờ giảm được kích thước cơ sở dữ liệu của chúng.
3.9.3 Vùng cụt hoàn toàn (Totally Stubby Area)
Vùng cụt hoàn toàn sử dụng các tuyến mặc định để định tuyến các đích bên ngồi đến khơng chỉ hệ thống độc lập mà cịn đến vùng. ABR của vùng cụt hồn tồn sẽ ngăn chặn không chỉ các LSA bên ngồi AS mà cịn ngăn chặn tất cả các Summary LSA ngoại trừ các LSA loại 3 dùng để quảng cáo tuyến mặc định.
3.10 Phân loại đường
Có bốn loại đường là: đường nội vùng, đường liên vùng, đường ngoài loại 1, và đường ngoài loại 2.
OSPF External 5 30 10 20 10 D A C B 10.1.2.0
Hinh 3.17: Định tuyến theo từng loại đường
Đường nội vùng: là đường nối tới các đích trong các vùng gắn với Router. Đường liên vùng: là đường nối tới các đích trong các vùng khác nhưng vẫn
nằm trong hệ thống độc lập OSPF. Đường liên vùng ln đi qua ít nhất một ABR.
được gán một metric có ý nghĩa đối với giao thức định tuyến của hệ thống độc lập. Trong OSPF, ASBR chịu trách nhiệm gán giá cho các tuyến bên ngồi mà nó quảng cáo. Các đường ngồi loại 1 có giá bằng tổng của giá bên ngoài này cộng với giá của đường dẫn tới ASBR.
Đường ngoài loại 2 (E2): cũng là đường tới các đích bên ngồi hệ thơng độc
lập OSPF nhưng nó khơng tính phần giá của đường tới ASBR.
Ở hình 3.21, Router A có hai đường tới đích bên ngồi 10.1.2.0. Nếu đích được quảng cáo theo kiểu đường E1, đường A-B-D có giá là 35 (5+20+10) sẽ được chọn so với đường A-C-D có giá là 50 (30+10+10). Nhưng nếu đích được quảng cáo theo kiểu đường E2, thì đường A-C-D có giá là 20 (10+10) sẽ được chọn so với đường A-B-D có giá là 30 (20+10).
3.11 Bảng định tuyến
Giải thuật SPF của Dijkstra được sử dụng để tính tốn cây đường đi ngắn nhất từ các LSA trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết. Giải thuật SPF được chạy lần thứ nhất để xây dựng các cành của cây SPF. Giải thuật chạy lần thứ hai để thêm lá vào cây. Các lá chính là các mạng cụt gắn với mỗi Router.
OSPF xác định đường đi ngắn nhất dựa trên một độ đo (metric) tuỳ ý gọi là giá gắn với mỗi giao diện. Giá của một tuyến là tổng các giá của tất cả các giao diện đầu ra tới đích. RFC 2328 khơng chỉ rõ giá trị cho giá.
Khi một Router OSPF kiểm tra địa chỉ đích của gói, nó sẽ thực hiện các bước sau để lựa chọn đường đi ngắn nhất:
1. Chọn tuyến phù hợp nhất với địa chỉ đích. Ví dụ nếu có các thực thể định tuyến ứng với địa chỉ 172.16.64.0/18; 172.16.64.0/24; và 172.16.64.192/27 và địa chỉ đích là 172.16.64.205 thì thực thể cuối cùng sẽ được chọn. Thực thể được chọn luôn là thực thể phù hợp dài nhất (tuyến với mặt nạ địa chỉ dài nhất). Nếu khơng tìm được tuyến phù hợp, một bản tin ICMP sẽ được gửi về địa chỉ nguồn và gói sẽ bị huỷ bỏ.
2. Bỏ bớt các thực thể đã chọn bằng cách loại bỏ các loại đường dẫn không phù hợp. Các loại đường dẫn được phân quyền ưu tiên theo thứ tự sau: (1 là mức ưu tiên cao nhất, 4 là mức ưu tiên thấp nhất).
1. Đường dẫn nội vùng. 2. Đường dẫn liên vùng. 3. Đường ngoài loại 1. 4. Đường ngồi loại 2.
Nếu có nhiều tuyến có cùng giá, cùng loại đường dẫn tồn tại trong tập cuối cùng, OSPF sẽ sử dụng tất cả các đường dẫn này. Lưu lượng được truyền trên các đường dẫn này theo phương pháp cân bằng tải.
3.12 Khả năng ứng dụng của OSPF trong mạng NGN của VNPT
Mạng NGN của VNPT là một mạng IP cỡ lớn có cấu trúc phân lớp. Tuy nhiên ở đây ta chỉ quan tâm tới lớp truyền tải của mạng. Tại lớp truyền tải, các Router M160 được nối với nhau để thực hiện việc truyền tải lưu lượng với tốc độ rất cao. Các Router M160 sử dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và sử dụng giao thức định tuyến OSPF. Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS hoạt động dựa trên giao thức LDP có tác dụng ánh xạ các địa chỉ IP đích thành các nhãn tương ứng để các LSR gán các nhãn này cho các gói tin IP khi chúng đi vào miền MPLS. Giao thức LDP lại thực hiện điều này dựa trên bảng định tuyến mà giao thức OSPF đã xây dựng. Có thể nói với những đặc tính như hoạt động tốt trên các mạng cỡ lớn, khả năng hội tụ nhanh, tiết kiệm băng thơng trong q trình trao đổi thơng tin định tuyến... giao thức định tuyến OSPF đang và sẽ hoạt động hiệu quả trong mạng NGN của VNPT.
CHƯƠNG IV
TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG MẠNG NGN CỦA VNPT
Sự phát triển mạng NGN tại Việt Nam là một xu thế tất yếu, phù hợp với quá trình phát triển NGN trên thế giới. Khơng nằm ngồi xu hướng chung đó, Việt Nam cũng đang có những bước phát triển mạng NGN của riêng mình. Hiện nay có 6 doanh nghiệp được phép của Bộ bưu chính, viễn thơng cho phép cung cấp các dịch vụ viễn thông là Tập đồn bưu chính viễn thơng Việt Nam (VNPT), Cơng ty viễn thơng quân đội (Viettel), Công ty Thông tin viễn thông điện lực (VP Telecom), Công ty cổ phần dịch vụ Bưu chính Viễn thơng Sài Gịn (SPT), Hà Nội Telecom, Cơng ty viễn thơng Hàng hải. Trong đó ngoại trừ Cơng ty viễn thơng Hàng hải, các công ty khác đều đang cung cấp dịch vụ gọi VoIP đường dài trong nước và quốc tế. Phần này sẽ giới thiệu một cách cụ thể tình hình triển khai mạng NGN của Tập đồn bưu chính viễn thơng Việt Nam (VNPT).
4.1 Giải pháp SURPASS của SIEMENS
Giải pháp cho mạng NGN của Siemens được gọi là Surpass. Cấu trúc mạng Surpass được chỉ ra trong hình 4.1.
PSTN ATM, hoặc MPLS)Mạng IP (hoặc PSTN
MGCP/H.248 MEGACO MGCP/H.248 MEGACO C7/IP SIGTRAN C7/IP SIGTRAN SNMP, API BICC SIGTRAN Cổng phương tiện
Cổng báo hiệu Cổng báo hiệu
Truy nhập Quản lý IP POTS ISDN-BA ISDN-PRA V5.x/TR8/GR3 03 xDSL ATM FR LL/CES POTS ISDN-BA ISDN-PRA V5.x/TR8/GR3 03 xDSL ATM FR LL/CES MGC SS7 SS7
Trong đó, các thiết bị có các chức năng sau:
Hình 4.2: Các họ sản phẩm SURPASS của Siemens
Giải pháp SURPASS của Siemens bao gồm 4 vấn đề:
- Chuyển mạch thế hệ sau.
- Truy nhập thế hệ sau.
- Truyền tải thế hệ sau.
- Mạng quản lý thế hệ sau.
4.1.1 Chuyển mạch thế hệ sau
Cấu trúc chuyển mạch trong SURPASS dựa trên mơ hình do MSF (Multiservice Switching Forum – Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ) đưa ra.
Đối với thoại VoIP đang triển khai của VNPT thì vấn đề cần quan tâm nhất trong chuyển mạch thế hệ sau hiện nay là trung kế ảo.
Trung kế ảo (VT – Virtual Trunking) là khái niệm để chỉ đường trung kế được thiết lập một cách logic trong softswitch để quản lý đường trung kế tương ứng nối với cổng phương tiện.
Trung kế ảo cho phép tích hợp các dạng dữ liệu khác nhau trên cùng một mạng và cung cấp khả năng mở rộng mạng một cách linh hoạt.
Sử dụng trung kế ảo cho phép tính tốn các thơng số mạng, bao gồm: Số kết nối tối đa, đặc tính của từng th bao, băng thơng cung cấp cho từng dịch vụ, các báo hiệu, khả năng xử lý và QoS tối ưu theo yêu cầu.
Về báo hiệu, giải pháp SURPASS của Siemens sử dụng báo hiệu SS7.
4.1.2 Truy nhập thế hệ sau
SIEMENS đưa ra giải pháp SURPASS Next Generation Access bao gồm các thành phần:
- SURPASS Evolving Voice Access: Cho phép kết nối tất cả các loại giao diện của các thuê bao hiện tại tới mạng lõi NGN, hỗ trợ các dịch vụ chuyển mạch lớp 5 một cách đầy đủ thông qua các giao diện mở và các giao diện này có thể giao tiếp với mạng hiện tại TDM hay mạng IP. Quan trọng nhất là giải pháp này cho phép việc tiến lên mạng thế hệ sau có thể thực hiện nhanh chóng tại bất kỳ thời điểm nào.
- Truy nhập băn rộng SURPASS DSL: Cho phép sử dụng truy nhập băng rộng (ở đây là công nghệ DSL).
- Truy nhập đa dịch vụ SURPASS: cho phép truy nhập tất cả các dịch vụ băng hẹp cũng như băng rộng trên cùng một platform.
SIEMENS cũng đưa ra một giải pháp cho quá trình phát triển quá độ. Các mạng PSTN, ATM/ IP cùng tồn tại và mạng ATM/ IP chưa xử lý ứng dụng thoại. Các sản phẩm tương ứng cho giải pháp này là hiA (hiA7100, hiA7300).
4.1.3 Truyền tải thế hệ sau
Truyền tải thế hệ sau sử dụng công nghệ truyền dẫn quang (SDH, DWDM) và truyền dẫn viba.
4.1.4 Mạng quản lý thế hệ sau
Giải pháp mạng quản lý cho mạng thế hệ sau của SURPASS là Next Generation Network Management. Nó giúp giảm thiểu lỗi, tối ưu cấu hình cũng như sự hoạt động,