Chương 3 : Ứng dụng MPNS trên mạng đường trục NGN
3.2. Các giải pháp ứng dụng MPLS
3.2.2. Mơ hình 2 ATM lõi
Công nghệ chuyển mạch ATM được sử dụng trong mạng đường trục, công nghệ MPLS được sử dụng tại các tổng đài đa dịch vụ của mạng thế hệ sau cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông của VNPT đến năm 2010.
* Giai đoạn đên năm 2003:
Triển khai 3 tổng đài ATM lõi cho 3 vùng ở Hà Nội, Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh. Các kết nối có thể là PVC hoặc SVC.
Tại một số tỉnh thành, thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh, Huế, Đà Nẵng, Khánh Hồ, Vũng Tàu, Bình Dương, Cần Thơ…trang bị các tổng đài đa dịch vụ. Các tổng đài này sử dụng công nghệ MPLS.
* Giai đoạn 2004-2005:
Trang bị thêm 2 nút tổng đài ATM tại 2 vùng lưu lượng Hà Nội và TP Hồ Chí Minh hình thành hồn chỉnh 2 mảng chuyển tải ATM ( A và B ).
Bổ sung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo thành 3 vùng điều khiển riêng biệt.
* Giai đoạn 2006-2010:
Hình 3.2: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 2 đến 2005
Các ưu nhược điểm của mơ hình: - Ưu điểm:
+ Thống nhất được với phương án tổ chức mạng NGN là tách biệt chức năng lớp điều khiển và chuyển tải.
+ Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường, đặc biệt các tổng đài ATM loại mới có khả năng nâng cấp hỗ trợ MPLS chỉ bằng phần mềm.
+ Kết nối với cấp vùng ( các tổng đài đa dịch vụ MPLS ) thông qua giao diện ATM 155Mbit/s hay 622Mbit/s.
- Nhược điểm:
+ Không phát huy hết ưu điểm của cơng nghệ MPLS trên tồn mạng
+ Cần giải quyết vấn đề hợp nhất VC và bộ đệm của các tổng đài ATM trên mạng đường trục khi triển khai MPLS tại các thành phố trọng điểm.
+ Giá thành các thiết bị MPLS nói chung vẫn cịn cao nên nếu đầu tư quy mơ lớn thì chi phí ban đầu cao.
+ Việc triển khai MPLS ở lớp đa truy cập đa dịch vụ làm phức tạp quá trình điều khiển cuộc gọi bởi nút điều khiển sẽ phải chuyển đổi hoặc sử dụng nhiều giao thức thiết lập cuộc gọi.
3.2.3 Mơ hình 3: Mạng MPLS hồn tồn:
Sử dụng cơng nghệ MPLS trong mạng chuyển tiếp cấp đường trục và cấp vùng của mạng NGN cho các giai đoạn phát triển theo định hướng tổ chức mạng Viễn thông của VNPT đến năm 2010 được dự kiến triển khai như sau.
* Giai đoạn đến năm 2003:
Triển khai 3 LSR lõi tạiu Hà Nội, Đà Nẵng và tp Hồ Chí Minh. Tất cả các trung kế của tổng đài này đều sử dụng MPLS.
Tại một số tỉnh thành phố trọng điểm như: Hải Phòng, Quảng Ninh, Đà Nẵng, Khánh Hồ, Vũng Tàu, Bình Dương, Cần Thơ…trang bị các tổng đài đa dịch vụ, các tổng đài này được coi là các LSR biên.
* Giai đoạn 2004-2005:
Chuyển 2 LSR vùng Hà Nội và TP Hồ Chí Minh trở thành 2 lõi, hình thành hồn chỉnh 2 mảng truyền tải MPLS ( A và B ).
Bổ xung nút điều khiển tại Đà Nẵng, tạo 3 vùng điều khiển riêng biệt.
* Giai đoạn 2006-2010:
Hoàn chỉnh 5 nút điều khiển cho 5 vùng lưu lượng ( 5 vùng điều khiển ) Mở rộng phạm vi MPLS tại các vùng mới xuất hiện.
Hình 3.3: Cấu hình tổ chức mạng MPLS phương án 3 đến 2005
- Ưu điểm:
+ Đơn giản trong tổ chức và triển khai.
+ Thống nhất được với phương án tổ chức mạng NGN là tách biệt chức năng lớp điều khiển và chuyển tải.
+ Sản phẩm thương mại đã có trên thị trường
+ Đảm bảo mạng MPLS xuyên suốt đối với các dịch vụ như Internet, truyền số liệu, VPN tại một số địa phương có nhu cầu cao.
+ Phương án tổ chức mạng điều khiển tương đối đơn giản vì ít hoặc khơng có u cầu thay đổi giao thức điều khiển.
+ Khả năng nâng cấp thiết bị được dự báo trước nên hiệu quả đầu tư và khai thác thiết bị cao.
Chi phí đầu tư ba đầu cao.
3.3 Một số nhận xét:
- Giải pháp 1 tương đối hợp lý về tổ chức mạng cũng như khả năng tương thích với cơng nghệ hiện đang sử dụng cho mạng Internet, mạng PSTN. Tuy nhiên, cần lưu ý đến vấn đề MPLS hoặc ATM được hỗ trợ chủ yếu bởi phần điều khiển và các thủ tục đi kèm.
- Giải pháp 2 phức tạp về tổ chức và nâng cấp mà cũng khơng giảm được chi phí đầu tư.
- Giải pháp 3 có nhiều ưu điểm hơn, phát huy khả năng điều khiển lưu lượng ưu việt của công nghệ MPLS, dịch vụ VPN chất lượng xuyên suốt có thể được cung cấp ngay. Tuy nhiên chi phí đầu tư ban đầu cao nhưng có thể xem xét triển khai các tổng đài đa dịch vụ cơng nghệ MPLS theo từng vùng hoặc có chọn lựa để bảo đảm cấp truy cập cho MPLS để giảm chi phí đầu tư ban đầu.
- Với mơ hình 1 và 3, do mạng đường trục của VNPT phải đảm nhận chức năng kết nối cổng quốc tế nên cần giải quyết kết nối quốc tế khi mạng MPLS quốc tế chưa hình thành, có thể giải quyết bằng việc bổ sung khố TGW để kết nối đến cổng quốc tế hiện nay cho các dịch vụ PSTN, các dịch vụ Internet hay truyền số kiệu IP có thể được kết nối trực tiếp đi quốc tế qua cổng ATM. Với mơ hình 2 cần xác định ché độ hoạt động tế bào cho các tổng đài đa dịch vụ sử dụng MPLS vì mạng đường trục đã sử dụng công nghệ ATM, các tổng đài ATM phả có khả năng hỗ trợ MPLS trở thành các ATM-LSR
KẾT LUẬN
Với những ưu điểm vượt trội, MPLS được xem là công nghệ đầy hứa hẹn trong mạng viễn thông thế hệ kế tiếp NGN. Sau một thời gian học tập tìm hiểu, bản khố luận tốt nghiệp đã tổng kết được một số vấn đề sau:
Xu hướng phát triển dịch vụ và cơng nghệ mạng trong đó chỉ ra ưu nhược điểm của các mạng IP và ATM dẫn tới sự xuất hiện công nghệ MPLS, những sở cứ để lụa chọn công nghệ MPLS.
Các vấn đề kỹ thuật của công nghệ MPLS.
Khả năng ứng dụng của MPLS trong mạng NGN của Tổng công ty BCVT Việt Nam.
Công việc nghiên cứu về công nghệ MPLS vẫn đang được các tổ chức tiếp tục nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện tiêu chuẩn. Việc hồn thiện các tiêu chuẩn có vai trị quan trọng đối với các nhà sản xuất thiết bị, cũng như các nhà cung cấp mạng.
Mạng viễn thông Vi ệt Nam đã kịp thời ứng dụng công nghệ MPLS tr ên mạng lõi NGN, đang mở rộng ra những ứng dụng MPLS ở mạng biên và mạng riêng ảo bởi nhiều ưu điểm của cơng nghệ này.
Vì thời gian có hạn và kiến thức cịn hạn chế bản luận v ăn này chắc cịn nhiều thiếu sót mong được các thầy cô chỉ bảo. Xin trân trọng cảm ơn
TÀI LIỆU THAM KH ẢO
[1]: Phùng Văn Vận, Đỗ Mạnh Quyết, Nguyễn Tất Đắc “ Công nghệ chuyển
mạch nhãn đa giao thức MPLS ”. Nhà sản xuất bưu điện Hà Nội năm 2003.
[2]: Ngô Thị Khánh Ly “Xây dựng mơ hình mạng đường trục ứng dụng cơng
nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ”, luận văn thạc sĩ Hà Nội- 2005.
[3]: Học viện cơng nghệ Bưu chính-Viễn thơng trung tâm đào tạo Bưu chính
Viễn thơng I. Bài giảng “ Tổ chức mạng viễn thông và các dịch vụ ” Hà Nội- 2005.
[4]: Tổng hợp tài liệu từ Internet.
[5]:Tạp chí “Bưu chính viễn thơng và cơng nghệ thông tin” “2004,2005”-Bộ
MỤC LỤC
Lời mở đầu ...............................................................................................................1
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS........................................................................................................................2
1.1. Quá trình hình thành và phát triển......................................................................2
1.1.1. Các động lực ra đời của chuyển mạch nhãn..............................................2
1.1.2. Lịch sử phát triển của MPLS......................................................................3
1.1.3. Q trình chuẩn hố MPLS........................................................................4
1.1.4. Nhóm làm việc MPLS trong IETF.............................................................4
1.2. Các thành phần của MPLS..................................................................................6
1.2.1. Khái quát MPLS .......................................................................................6
1.2.2. Các khái niệm cơ bản của MPLS...............................................................8
1.2.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS...................................................13
1.3. Các giao thức của MPLS....................................................................................15
1.3.1. Giao thức phân phối nhãn..........................................................................15
1.3.2. Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc...........................................22
1.3.3. Giao thức giành trước tài nguyên ..............................................................24
1.3.4. Giao thức MPLS – BGP.............................................................................27
1.4. Hoạt động của MPLS .......................................................................................27
1.4.1. Chế độ hoạt động khung ............................................................................29
1.4.2. Chế độ hoạt động tế bào.............................................................................31
1.4.3. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM – LSR.............................34
1.5. Các ưu điểm của MPLS......................................................................................35
1.6. Ứng dụng của MPLS .......................................................................................36
Chương 2: Giới thiệu cấu trúc mạng đường trục của Việt Nam........................38
2.1. Cấu trúc vật lý mạng viễn thông ........................................................................38
2.1.1. Khái niệm về mạng viễn thông..................................................................38
2.1.2. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay.............................................39
2.1.3. Mạng viễn thông công cộng (PSTN).........................................................40
2.2. Cấu trúc mạng viễn thông NGN.........................................................................44
2.2.1. Định nghĩa mạng NGN...............................................................................44
2.2.3. Yêu cầu để phát triển NGN........................................................................46
2.2.4. Cấu trúc chức năng.....................................................................................47
2.2.5. Các thành phần của NGN...........................................................................50
2.2.6. Kết nối mạng NGN với mạng truyền thống ..............................................54
2.2.7. Lộ trình chuyển đổi....................................................................................56
2.2.8. Hệ thống quản lý mạng và dịch vụ.............................................................58
2.2.9. Kết luận.......................................................................................................61
Chương 3: Ứng dụng MPNS trên mạng đường trục NGN.................................62
3.1. Các công nghệ và triển vọng triển khai..............................................................62
3.1.1. Công nghệ IP..............................................................................................63
3.1.2. Công nghệ ATM.........................................................................................64
3.1.3. Công nghệ MPLS.......................................................................................65
3.2. Các giải pháp ứng dụng MPLS...........................................................................67
3.2.1. Mơ hình 1 MPLS trong mạng lõi...............................................................68
3.2.2. Mơ hình 2 ATM lõi....................................................................................70
3.2.3. Mơ hình 3 mạng MPLS hồn tồn.............................................................71
3.3. Một số nhận xét...................................................................................................73
Kết luận toàn bài......................................................................................................74
THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng bộ
ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ ATMARP ATM Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ
ATM
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên
CoS Class of Service Lớp dịch vụ
CLIP Classical IP IP trên ATM
CR Constrained Routing Định tuyến cưỡng bức
CR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến cưỡng bức-LDP
CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến cưỡng bức-LSP
DLCI Data Link Connection Identifer Nhận dạng kết nối liên kết dữ liệu
ER Explicit Routing Định tuyến hiện
EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên
FR Frame Relay Chuyển tiếp khung
FEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương đương
IETF Internet Engineering Task Force
Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISDN Integrated Service Digital Network
Mạng số tích hợp đa dịch vụ
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LANE LAN Emulation Mô phỏng LAN
LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãn
LER Label Edge Router Router biên nhãn
LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn
LSP Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn
LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn
MG Media Gateway Cổng đa phương tiện
MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MPOA Multiprotocol Over ATM Đa giao thức trên ATM
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếp
OSPF Open Shortest Path First Giao thức đường đi ngắn nhất đầu tiên
PID Protocol Identifier Nhận dạng giao thức
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RESV Resevation Bản tin dành trước
RFC Request For Comment Yêu cầu ý kiến
RSVP Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên
SPF Shortest Path First Đường đi ngắn nhất đầu tiên
STM Synchronous Transmission Mode Chế độ truyền dẫn đồng bộ
SVC Signaling Virtual Circuit Kênh ảo báo hiệu
TCP Transission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
TGW Traffic Gateway Cổng lưu lượng
TLV Time To Live Thời gian sống
TLV Type-Leng-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trị
ToS Type of Service Kiểu dịch vụ
UDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ dữ liệu
VC Virtual Circuit Kênh ảo
VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo
VNPT Vietnam Post & Telecommunications
Tổng công ty BCVT Việt Nam
VP Virtual Path Đường ảo
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo