- Thực thể: là thành phần tớch cực trong mỗi tầng, nú cú thể là một tiến trỡnh
7.4. Cỏc giaothức định tuyến
7.4.1. Link-state
Cỏc giao thức định tuyến cú thể được phõn làm hai loại là IGP và EGP, diễn tả một nhúm cỏc router chịu một sự quản lý chung hay là khụng. Cỏc IGP cú thể phõn loại chi tiết hơn thành cỏc giao thức distance vector hay giao thức link-state.
Giải phỏp định tuyến distance-vector xỏc định khoảng cỏch và hướng, vector, đối với bất kỳ liờn kết nào trờn liờn mạng. Khoảng cỏch cú thể là số hop trờn liờn kết. Cỏc router dựng thuật toỏn distance-vector gửi tất cả hay một phần cỏc mục trong bảng định tuyến đến cỏc router kế cận theo định kỳ. Điều này vẫn được tiến hành ngay cả khi khụng cú thay đổi xảy ra trờn mạng. Bằng cỏch tiếp nhận cập nhật định tuyến, một router cú thể xỏc nhận tất cả cỏc tuyến đó biết và thực hiện cỏc thay đổi trong bảng định tuyến của nú. Quỏ trỡnh này cũng được gọi là “định tuyến theo dư luận” (routing by rumor). Nờn hiểu rằng một router cú thụng tin về mạng là dựa vào sự phối cảnh của cỏc router kế cận trong topo mạng.
Vớ dụ về cỏc giao thức distance-vector:
RIP: Đõy là giao thức IGP phổ biến nhất trong Internet, RIP sử dụng số hop như là một metric duy nhất.
IGRP: Đõy là một giao thức thuộc loại IGP được Cisco phỏt triển để giải quyết cỏc vấn đề liờn quan đến định tuyến trờn cỏc mạng rộng, khụng thuần nhất.
Ehanced IGRP: Đõy là IGP riờng của Cisco chứa nhiều đắc tớnh của một giao thức link-state. Vỡ vậy nú được gọi là giao thức lai đều (balanced-hybrid protocol), nhưng bản chất là một giao thức định tuyến distance-vector tiờn tiến.
Cỏc giao thức định tuyến link-state được thiết kế để khắc phục cỏc hạn chế của cỏc giao thức định tuyến distance-vertor. Cỏc giao thức định tuyến link-state đỏp ứng nhanh chúng đối với cỏc thay đổi của mạng bằng cỏch chỉ kớch hoạt cỏc cập nhật khi nào cú một sự thay đổi xảy ra trờn mạng. Cỏc giao thức link-state gửi cỏc cập nhật định kỳ, cũng được gọi là làm tươi link-state, theo khoảng cỏch thời gian dài hơn, vớ dụ mỗi 30 phỳt.
Khi một tuyến hay một liờn kết thay đổi, thiết bị phỏt hiện ra sự thay đổi này sẽ tạo ra một link-state advertisement (LSA) đề cập đến liờn kết này. Sau đú LSA được truyền đến tất cả cỏc thiết bị lỏng giềng. Mỗi thiết bị định tuyến thực hiện một bản copy LSA, cập nhật cơ sở dữ liệu link-state của nú và chuyển LSA đến tất cả cỏc thiết bị lỏng giềng. Sự lan tràn LSA này được yờu cầu nhằm đảm bảo cho tất cả cỏc thiết bị định tuyến tạo ra cơ sở dữ liệu phản ỏnh một cỏch chớnh xỏc topo mạng trước khi cập nhật bảng định tuyến của chỳng.
Cỏc thuật toỏn link-state thường dựng cơ sở dữ liệu của chỳng để tạo ra cỏc mục trong bảng định tuyến theo hướng là đường dẫn ngắn nhất. Vớ dụ về cỏc giao thức link-state như OSPF và IS-IS.
7.4.2. Cỏc giao thức định tuyến
RIP là một giao thức định tuyến distance-vector sử dụng số hop làm metric để xỏc định hướng và khoảng cỏch cho bất kỳ một liờn kết nào trong liờn mạng. Nếu cú nhiều đường dẫn đến một đớch, RIP sẽ chọn đường dẫn cú số hop nhỏ nhất. Tuy nhiờn, số hop chỉ là một metric được dựng bởi RIP, nờn giao thức này khụng phải lỳc nào cũng chọn chớnh xỏc đường dẫn tốt nhất đến đớch. RIP cũng khụng thể định tuyến cho một gúi qua quỏ 15 hop. Phiờn bản thứ nhất của RIP (RIPv1) yờu cầu tất cả cỏc thiết bị trờn mạng sử dụng cựng một mặt nạ mạng con, vỡ nú khụng chứa thụng tin mặt nạ mạng con trong cỏc cập nhật định tuyến. Điều này được xem như classfull routing.
Phiờn bản thứ hai của RIP (RIPv2) cung cấp định tuyến cố định và truyền thụng tin mặt nạ mạng con trong cỏc cập nhật định tuyến. Điều này cũng được gọi là classless routing. Với cỏc giao thức định tuyến classless, cỏc mạng con khỏc nhau trong cựng một mạng cú thể cú cỏc mặt nạ khỏc nhau. Việc dựng cỏc mặt nạ khỏc nhau này trong cựng một mạng được gọi là thao tỏc mặt nạ mạng con cú chiều dài thay đổi, VLSM (variable-length subnet maskinh).
IGRP là một giao thức định tuyến link-state được phỏt triển bởi Cisco. IGRP được phỏt triển một cỏch đặc biệt nhằm giải quyết cho cỏc vấn đề định tuyến trong cỏc mạng lớn vượt quỏ tầm của một giao thức như RIP. IGRP cú thể chọn đường dẫn khả dụng tốt nhất dựa vào thời gian trễ, băng thụng, tải và độ tin cậy. IGRP cú giới hạn về số hop tối đa lớn hơn so với RIP. IGRP chỉ dựng classful routing.
OSPF là một giao thức định tuyến link-state được phỏt triển bởi IETF vào năm 1988. OSPF được đưa ra để đỏp ứng nhu cầu định tuyến trong cỏc liờn mạng lớn và cú qui mụ thay đổi mà RIP khụng thể đảm đương được.
IS_IS là một giao thức định tuyến link-state được dựng cho cỏc giao thức định tuyến khỏc IP. Integrated IS-IS là một hiện thực mở rộng của IS-IS hỗ trợ nhiều giao thức được định tuyến bao gồm cả IP.
Giống như IGRP, EIGRP là một giao thức riờng của Cisco. EIGRP là một phiờn bản cải tiến của IGRP. Đặc biệt, EIGRP tạo ra hiệu quả hoạt động rất cao như hội tụ nhanh và lượng overhead thấp. EIGRP là một giao thức distance-vector cải tiến nú cũng dựng một vài đặc tớnh của định tuyến link-state. Do đú, EIGRP đụi khi được xếp vào loại giao thức định tuyến lai.
BGP là một vớ dụ của EGP. BGP trao đổi cỏc thụng tin định tuyến giữa cỏc hệ thống tự trị trong khi vẫn đảm bảo sự chọn lựa đường dẫn lặp tự do (loop-free). BGP
là một giao thức quảng cỏo tuyến chuẩn được dựng bởi cỏc cụng ty và ISP hàng đầu trờn Internet. BGP4 là phiờn bản đầu tiờn của BGP hỗ trợ classless Inter-Domain Routing (CIDR) và sự tập hợp tuyến. Khụng giống như cỏc giao thức IGP phổ biến, như RIP, OSPF và EIGRP, BGP khụng dựng cỏc metric như số hop, băng thụng hay thời gian trễ. Thay vỡ vậy, BGP đưa ra cỏc quyết định định tuyến dựa trờn chớnh sỏch của mạng, hay cỏc nguyờn tắc sử dụng cỏc thuộc tớnh đường dẫn BGP khỏc nhau.
CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ MỘT Mễ HèNH MẠNG
8.1. Cỏc động cơ thỳc đẩy sự phỏt triển của mạng NGN
Yếu tố hàng đầu là tốc độ phỏt triển theo hàm số mũ của nhu cầu truyền dẫn dữ liệu và cỏc dịch vụ dữ liệu là kết quả của tăng trưởng Internet mạnh mẽ. Cỏc hệ thống mạng cụng cộng hiện nay chủ yếu được xõy dựng nhằm truyền dẫn lưu lượng thoại, truyền dữ liệu thụng tin và video đó được vận chuyển trờn cỏc mạng chồng lấn, tỏch rời được triển khai để đỏp ứng những yờu cầu của chỳng. Do vậy, một sự chuyển đổi sang hệ thống mạng chuyển mạch gúi tập trung là khụng thể trỏnh khỏi khi mà dữ liệu thay thế vị trớ của thoại và trở thành nguồn tạo ra lợi nhuận chớnh. Cựng với sự bựng nổ Internet trờn toàn cầu, rất nhiều khả năng mạng thế hệ mới sẽ dựa trờn giao thức IP. Tuy nhiờn, thoại vẫn là một dịch vụ quan trọng và do đú, những thay đổi này dẫn tới yờu cầu truyền thoại chất lượng cao qua IP.
Những lý do chớnh dẫn tới sự xuất hiện của mạng thế hệ mới : Cải thiện chi phớ đầu tư
Cụng nghệ căn bản liờn quan đến chuyển mạch kờnh truyền thống được cải tiến chậm trễ và chậm triển khai kết hợp với nền cụng nghiệp mỏy tớnh. Cỏc chuyển mạch kờnh này hiện đang chiếm phần lớn trong cơ sở hạ tầng PSTN. Tuy nhiờn chỳng chưa thật sự tối ưu cho mạng truyền số liệu. Kết quả là ngày càng cú nhiều dũng lưu lượng số liệu trờn mạng PSTN đến mạng Internet và sẽ xuất hiện một giải phỏp với định hướng số liệu làm trọng tõm để thiết kế mạng chuyển mạch tương lai, nền tảng dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi cho cả thoại và dữ liệu.
Cỏc giao diện mở tại từng lớp mạng cho phộp nhà khai thỏc lựa chọn nhà cung cấp cú hiệu quả nhất cho từng lớp mạng của họ. Truyền tải dựa trờn gúi cho phộp phõn bổ băng tần linh hoạt, loại bỏ nhu cầu nhúm trung kế kớch thước cố định cho thoại, nhờ đú giỳp cỏc nhà khai thỏc quản lý mạng dễ dàng hơn, nõng cấp một cỏch hiệu quả phần mềm trong cỏc nỳt điều khiển mạng, giảm chi phớ khai thỏc hệ thống.
Xu thế đổi mới viễn thụng
Khỏc với khớa cạnh kỹ thuật, quỏ trỡnh giải thể đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến cỏch thức hoạt động của cỏc nhà khai thỏc viễn thụng lớn trờn thế giới. Xuyờn suốt quỏ trỡnh được gọi là “mạch vũng nội hạt khụng trọn gúi”, cỏc luật lệ của chớnh phủ trờn toàn thế giới đó ộp buộc cỏc nhà khai thỏc lớn phải mở cửa để cỏc cụng ty mới tham gia thị trường cạnh tranh. Trờn quan điểm chuyển mạch, cỏc nhà cung cấp thay thế phải cú khả năng giành được khỏch hàng địa phương nhờ đầu tư trực tiếp vào “ những dặm cuối cựng” của đường cỏp đồng. Điều này dẫn đến việc gia tăng cạnh tranh. Cỏc NGN thực sự phự hợp để hỗ trợ kiến trỳc mạng và cỏc mụ hỡnh được luật phỏp cho phộp khai thỏc.
Cỏc nguồn doanh thu mới
Dự bỏo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do cỏc dịch vụ giỏ trị gia tăng mang lại. Kết quả là phần lớn cỏc nhà khai thỏc truyền thống sẽ phải tỏi định mức mụ hỡnh kinh doanh của họ dưới ỏnh sỏng của cỏc dự bỏo này. Cựng lỳc đú, cỏc nhà khai thỏc mới sẽ tỡm kiếm mụ hỡnh kinh doanh mới cho phộp họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trờn thị trường viễn thụng.
Cỏc cơ hội kinh doanh mới bao gồm cỏc ứng dụng đa dạng tớch hợp với cỏc dịch vụ của mạng viễn thụng hiện tại, số liệu Internet, cỏc ứng dụng video.
8.2. Giới thiệu chung về NGN
Hạn chế của Mạng Viễn Thụng hiện tại
Hiện nay cú rất nhiều loại mạng khỏc nhau cựng song song tồn tại. Mỗi mạng lại yờu cầu phương phỏp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khỏc nhau. Như vậy hệ thống mạng viễn thụng hiện tại cú rất nhiều nhược điểm mà quan trọng nhất là:
Chỉ truyền được cỏc dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.
Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của cỏc cụng nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tớn hiệu. Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thụng trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoỏn được, mỗi loại dịch vụ sẽ cú tốc độ truyền khỏc nhau. Ta dễ dàng nhận thấy mạng hiện tại sẽ rất khú thớch nghi với những đũi hỏi này.
Kộm hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài nguyờn. Tài nguyờn sẵn cú trong một mạng khụng thể chia sẻ cho cỏc mạng khỏc cựng sử
dụng.
Mặt khỏc, mạng viễn thụng hiện nay được thiết kế nhằm mục đớch khai thỏc dịch vụ thoại là chủ yếu. Do đú, đứng ở gúc độ này, mạng đó phỏt triển tới một mức gần như giới hạn về sự cồng kềnh và mạng tồn tại một số khuyết điểm cần khắc phục.
Kiến trỳc tổng đài độc quyền làm cho cỏc nhà khai thỏc gần như phụ thuộc hoàn toàn vào cỏc nhà cung cấp tổng đài. Điều này khụng những làm giảm sức cạnh tranh cho cỏc nhà khai thỏc, đặc biệt là những nhà khai thỏc nhỏ, mà cũn tốn nhiều thời gian và tiền bạc khi muốn nõng cấp và ứng dụng cỏc phần mềm mới.
Cỏc tổng đài chuyển mạch kờnh đó khai thỏc hết năng lực và trở nờn lạc hậu đối với nhu cầu của khỏch hàng. Cỏc chuyển mạch Class5 đang tồn tại làm hạn chế khả năng sỏng tạo và triển khai cỏc dịch vụ mới, từ đú dẫn đến việc làm giảm lợi nhuận của cỏc nhà khai thỏc.
Sự bựng nổ lưu lượng thụng tin đó khỏm phỏ sự kộm hiệu quả của chuyển mạch kờnh TDM. Chuyển mạch kờnh truyền thống chỉ dựng để truyền cỏc lưu lượng thoại cú thể dự đoỏn trước, và nú khụng hỗ trợ lưu lượng dữ liệu tăng đột biến một cỏch hiệu quả. Khi lượng dữ liệu tăng vượt lưu lượng thoại, đặc biệt đối với dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường xảy ra nghẽn mạch do nguồn tài nguyờn hạn hẹp. Trong khi đú, chuyển mạch kờnh làm lóng phớ băng thụng khi cỏc mạch đều rỗi trong một khoảng thời gian mà khụng cú tớn hiệu nào được truyền đi.
Đứng trước tỡnh hỡnh phỏt triển của mạng viễn thụng hiện nay, cỏc nhà khai thỏc nhận thấy rằng “sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN” là chắc chắn xảy ra. Họ cần cú một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp - băng rộng, cơ bản - đa phương tiện,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phớ bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ cỏc dịch vụ của mạng hiện nay.
Định nghĩa
Mạng viễn thụng thế hệ mới cú nhiều tờn gọi khỏc nhau, chẳng hạn như:
− Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khỏc nhau)
− Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trỳc mạng hội tụ)
− Mạng phõn phối (phõn phối tớnh thụng minh cho mọi phần tử trong mạng)
− Mạng nhiều lớp (mạng được phõn phối ra nhiều lớp mạng cú chức năng độc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vỡ một khối thống nhất như trong mạng TDM).
Cho tới hiện nay, mặc dự cỏc tổ chức viễn thụng quốc tế và cung cỏc nhà cung cấp thiết bị viễn thụng trờn thế giới đều rất quan tõm và nghiờn cứu về chiến lược phỏt triển NGN nhưng vẫn chưa cú một định nghĩa cụ thể và chớnh xỏc nào cho mạng NGN. Do đú định nghĩa mạng NGN nờu ra ở đõy khụng thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nú cú thể tương đối là khỏi niệm chung nhất khi
đề cập đến NGN.
Bắt nguồn từ sự phỏt triển của cụng nghệ thụng tin, cụng nghệ chuyển mạch gúi và cụng nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thụng tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng cú cơ sở hạ tầng thụng tin duy nhất dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi, triển khai cỏc dịch vụ một cỏch đa dạng và nhanh chúng, đỏp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động.
Như vậy, cú thể xem mạng thụng tin thế hệ mới là sự tớch hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trờn kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gúi, dựa trờn kỹ thuật IP/ATM. Nú cú thể truyền tải tất cả cỏc dịch vụ vốn cú của PSTN đồng thời cũng cú thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đú cú thể giảm nhẹ gỏnh nặng của PSTN.
Tuy nhiờn, NGN khụng chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà cũn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và cụng nghệ gúi, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề chủ đạo ở đõy là làm sao cú thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quỏ trỡnh hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khỏc là sự bựng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong đú là khụng được trự liệu khi xõy dựng cỏc hệ thống mạng hiện nay.
8.3. Mụ hỡnh chức năng của NGN
Hỡnh 7.2. Cấu trỳc mạng thế hệ sau (gúc độ mạng)
Xem xột từ gúc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thỡ mụ hỡnh cấu trỳc mạng thế hệ sau cũn cú thờm lớp ứng dụng dịch vụ.
Trong mụi trường phỏt triển cạnh tranh thỡ sẽ cú rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ.
Hỡnh 7.3. Cấu trỳc mạng và dịch vụ NGN (gúc độ dịch vụ)
8.4. Kiến trỳc NGN
8.5. Cỏc thành phần cơ bản của mạng NGN 8.6. Cỏc cụng nghệ được ỏp dụng cho NGN
2.1. Cỏc cụng nghệ ỏp dụng cho lớp mạng chuyển tải
Lớp mạng chuyển tải trong cấu trỳc mạng mới bao gồm cả truyền dẫn và chuyển mạch. Theo tài liệu từ cỏc hóng cung cấp thiết bị và thụng tin về tỡnh hỡnh phỏt triển mạng viễn thụng ở một số quốc gia thỡ cụng nghệ ỏp dụng cho lớp chuyển