a. Mô hình mạng của nhà cung cấp dịch vụ
Mô hình mạngdựa trên kế hoạch thiết kế với dual LSR core với 5 vùng chính.Đó là HNI, HCM, HPG, DNG và CTO.Nhà cung cấp LSR biên với 5 vùng đó sẽ được kết nối đến 2 vị trí router trong trung tâm của vùng.
Hình 3.1Mô hình mạng IP/MPLScủa nhà cung cấp dịch vụ
Những LSR core là dòngT-1600 cung cấp bởi nhà cung ứng mạng Juniper.Router biên và những router làm chức năng ASBR là dòng router 7750SR-7 cung cấp bởi hãng Alcaltel Lucent.Có khoảng 10 LSR core, 79 LSR biên, và 5 ASBRs trong mạng IPCORE của nhà cung cấp. Thực tế thì những router với chức
năng PE sẽ kết nối trực tiếp với các routers với chức năng làm BRAS và kết nối đến cả mạng MAN-E của các tỉnh thành phố.
Core Router T1600 của hãng Juniper, những router đóng vai trò làm PE và Autonomous system border router là 7750SR-7 cung cấp bởi hãng ALU.PE biên đóng vai trò kết nối tốc độ cao đến các BRAS ở biên và kết nối đến hệ thống MAN- E của tỉnh đó.
Một số thành phần chính cấu thành lên mạng IP/MPLS: Router phản xạ route (Route Reflector):
Hình 3.2 Kiến trúc router RR trong mạng
Phần tử đóng vai trò làm key cho việc phân bổ các route BGP là một chức năng phản xạ tuyến, cung cấp bởi router RR. RR cung cấp một điểm trung tâm của ngang hàng BGP trong mạng, và loại bỏ sự cần thiết cho một mạng lưới fullmesh của các phiên BGP.Đối với khả năng mở rộng tuyến đường phản xạ sẽ được tổ chức thành hai miền, Bắc và Nam, với một cluster-id duy nhất cho từng khu vực. Một full mesh của các phiên iBGP bình thường sẽ được xây dựng trong tất cả các router RR. Các router trong mạng sẽ thiết lập các phiên iBGP để tất cả các router PE và ASBR và liên kết với các cụm khu vực của họ.
Tương lai cả hai router RR tại mỗi khu vực sẽ thiết lập các phiên iBGP với tất cả các router PE và ASBR trong cùng khu vực và liên kết chúng với các cụm khu vực của chúng
Các router ASBR phục vụ chức năng học các tuyến bên ngoài với các nhà cung cấp internet ngang hàng hay các nhà cung cấp muốn quá giang, và tiếp nhận chúng vào các RR. Các ASBR sẽ thiết lập các phiên iBGP với hai router RR.Mỗi ASBR sẽ thiết lập eBGP với các ngang hàng và cung cấp transit, học toàn bộ thông tin trong bảng định tuyến của internet.BGP có mối quan hệ cho các tuyến đường được thông qua eBGP để vượttới các hàng xóm iBGP, vì thế những route sẽ đực chuyển cho các RR.Next-hop self nên được sử dụng để ghi lại các hop kế tiếp của các tuyến đường bên ngoài để các loopback của ASBR chính nó.Các ASBR sẽ học các route từ bên trong và các khách hàng từ RR.
PE:
Các bộ định tuyến với tính năng làm PE tham gia vào BGP để các route có nguồn gốc từ khách hàng vào mạng.Tất cả router PE sẽ thiết lập các phiên iBGP với hai thiết bị định tuyến RR. Các router PE cũng phải thiết lập eBGP với một vài khách hàng transit, học các route của khách hàng, và tiếp nhận các route đến RR như một hành động mặc định, mà còn sử dụng một chính sách next-hop-self. PE sẽ được cấu hình để các route của khách hàng được học qua những giao thức khác t
rong mạng BGP, bao gồm các router VPN.Các bộ định tuyến PỄ học được cả hai tuyến đường từ internet và các tuyến customer/VPN từ các RR. Mỗi bộ định tuyến PE, hoạt dual PE tại một địa điểm POP duy nhất, cũng có thể được cấu hình như các route BGP phản xạ, bằng cách sử dụng một nhóm duy nhất bắt nguồn từ địa chỉ hệ thống của PE. Các router PE sẽ thiết lập các phiên iBGP với tất cả các router BRAS kết nối trực tiếp và liên kết các phiên họp với các cụm địa phương.Bằng cách này, các tuyến khách hàng có thể được học từ các BRAS và chuyển tiếp đến các RR toàn cầu. Một lần nữa, một chính sách tiếp theo sẽ được sử dụng đối với các RR để thiết lập tất cả những tuyến của khách hàng bao gồm cả những nguồn gốc của các BRAS sẽ được truy cập thông qua các loopback của chính PE đó.
BRAS:
hình vị trí giải IP pools của khách hàng vào BGP. Những router Bras sẽ thiết lập các phiên iBGP với trực tiếp chỉ với những router PE, và sẽ được cấu hình các route IP Pool gốc của khách hàng. Chúng sẽ học các tuyến chỉ từ router PE.
3.1.3 Định tuyến IP trong mạng IP/MPLS
Topo logic của mạng IP/MPLS bao gồm tên của các thiết bị và các interface, link, địa chỉ ảo và bộ giao thức định tuyến và điều khiển, bao gồm cả phạm vi cá nhân và các mối quan hệ khác, được sử dụng để tổ chức và ràng buộc với nhau các thiết bị bên trong để mạng hoạt động.
Các giao thức điều khiển và định tuyến
Một sự kết hợp 4 giao thức cơ bản để định tuyến và điều khiển chuyển tiếp được lựa chọn sử dụng trong mạng IP/MPLS core. Đó là:
- Đa giao thức MP-BGP - IS-IS
- LDP - RSVP
* Giao thức IS-IS
IS-IS là giao thức định tuyến cơ bản, chạy trên tất cả các thiết bị, và được phép trên tất cả các giao diện vật lý, cho phép tìm kiếm trên tất cả các thiết bị. IS-IS không chỉ cho phép bất cứ lưu lượng dịch vụ nào thông suốt trong mạng, nhưng nó cho phép các giao thức khác được xây dựng dựa trên nó.Những lý do sau đây để giải thích vì sao mạng lại lựa chọn IS-IS mà ko lựa chọn OSFP như một giao thức định tuyến IGP.
- Khả năng mở rộng. Khả năng mở rộng của nó tốt hơn với số lượng node trong một level đơn là hơn 1000 routers so với 250 router chạy cùng chức năng bằng OSPF. Điều cơ bản này thể hiện rằng tương lai của mạng nhà khai thác sẽ lớn hơn và như vậy sẽ không cần phải tạo thêm nhiều area trong quá trình mở rộng.
- Khả năng bảo mật. Giao thức định tuyến IS-IS chạy không dựa trên giao thức IP, nó bao gồm nhiều spoof khác nhau được đính kèm từ Internet và do vậy mối quan hệ thiết lập sẽ được bảo vệ hơn trong môi trường ISP.
router. Trong khi đó, việc sử dụng OSPF thì có nhiều kiểu SLA khác nhau và có một prefix đích trên LSA.
- Khả năng hội tụ nhanh hơn. IS-IS sử dụng ít gói tin để cập nhật thông tin định tuyến
RSVP LSP sẽ được sử dụng trong mạng. Do đó, IS-IS TE mở rộng sẽ được enable trên tất cả các node P và PE.
* Giao thức định tuyến BGP
BGP chạy ở tầng trên cùng. Việc hoạt động của giao thức này là để chuyển tiếp các con đường, sử dụng để tập trung các tuyến đường bằng việc phản xạ đến các nốt, cái mà được truy nhập bằng việc sử dụng các thông tin định tuyến từ các giao thức cơ bản. BGP cung cấp thông tin cần thiết để cho phép thiết lập hầu hết các dịch vụ, trong việc hình thành các tuyến đích với next-hop cái mà được tìm kiếm thông qua đường được báo hiệu LDP trong MPLS.Multi-protocol Border Gateway Protocol (M-BGP) là giao thức sử dụng với mục đích phân phối các thông tin định tuyến bên trong mạng IP core. Cách sử dụng: BGP thông thường dùng để phân phối thông tin định tuyến liên quan đến các đích trong mạng. Ví dụ: mạng lưới của khách hàng, dịch vụ ứng dụng, các internet điểm-điểm. Cụ thể, thông tin các lớp mạng kiểu Reachability NLRI sẽ được sử dụng và các lại sau đây của thông tin định tuyến sẽ được phân phối bởi: Ipv4 Unicast NLRI (upstream và các tuyến internet ngang hàng, Các route của khách hàng internet, Internet nội bộ và các tuyến Application- Service), Ipv4 cho luồng lưu lượng VPN Unicast NLRI (Các route của khách hàng VPN)
Các thiết bị mạng được yêu cầu tham gia vào trong BGP là những điểm tạo thành biên giới với những điểm đến được đề cập đích trong mạng (các khách hàng, các dịch vụ, và internet).Cụ thể, tất cả các router BRAS, PE, ASBR, và RR sẽ tham gia vào BGP.Các lưu lượng lõi P không yêu cầu thông tin định tuyến BGP.
BGP được sử dụng để quảng bá các route của Internet và VPN trong mạng NGN và quảng bá route Internet giữa VDC-VN2, giữa VN2-Quốc tế.Hiện nay nhà
cung cấp lựa chọn giải pháp sử dụng RR để reflect các route BGP trong mạng VN2.Toàn mạng sử dụng 2 router M160 làm nhiệm vụ RR.Hai router này được đặt tại HNI và HCM.Các router PE trong VN2 peering trực tiếp với hai RR.Khi một RR bị lỗi, RR còn lại sẽ làm nhiệm vụ backup.
3.1.4 Các dạng lưu lượng trong mạng MPLS
Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ IP và sự bùng nổ Internet đã dẫn đến một loạt thay đổi trong nhận thức kinh doanh của các nhà khai thác.Lưu lượng lớn nhất hiện nay trên mạng trục là lưu lượng IP.Giao thức IP thống trị toàn bộ các giao thức lớp mạng, hệ quả là tất cả các xu hướng phát triển công nghệ lớp dưới đều hỗ trợ cho IP.Nhu cầu thị trường cấp bách cho mạng tốc độ cao với chi phí thấp là cơ sở cho một loạt các công nghệ mới ra đời, trong đó có MPLS. Công nghệ MPLS đã chứng minh được tính ứng dụng thực tiễn các tính năng vượt trội của nó so với các công nghệ chuyển mạch truyền thống khác như ATM. Nhà khai thác dịch vụ đã lựa chọn IP/MPLS làm công nghệ cho lớp chuyển tải mạng NGN đang triển khai trên phạm vi toàn quốc. Một trong những ưu điểm lớn nhất của MPLS là ở khả năng thực hiện kỹ thuật lưu lượng.Đây cũng là đối tượng nghiên cứu chính khi thực hiện luận văn này.
3.1.5 Một số dịch vụ IP trên mạng IP/MPLS 3.1.5.1 Dịch vụ mạng riêng ảo
Dịch vụ mạng riêng ảo là dịch vụ kết nối các máy tính trong nước và quốc tế bằng đường dây thuê bao SHDSL (công nghệ đường dây thuê bao số đối xứng) hoặc ADSL (công nghệ đường dây số bất đối xứng) kết hợp với công nghệ MPLS/VPN trên mạng NGN. Các mạng máy tính của khách hàng được kết nối qua CPE như Modem/Router ADSL/SHDSL
Hình 3.3 Sơ đồ kết nối mạng riêng ảo MegaWan
Lợi ích của dịch vụ:
- Kết nối đơn giản, chi phí thấp
- Mềm dẻo, linh hoạt: có thể vừa kết nối mạng riêng ảo, vừa truy cập internet - Cung cấp cho khách hàng các kênh thuê ảo có độ tin cậy cao.
- Thích hợp với các cơ quan, doanh nghiệp có nhu cầu kết nối mạng thông tin hiện đại, hoạt động kinh doanh có diện trải rộng và có nhu cầu truyền số liệu như ngân hàng, bảo hiểm, hàng không,...Hiện nay, dịch vụ đã có thể triển khai trên khắp các tỉnh thành trên toàn quốc.
3.1.5.2. Dịch vụ hội nghị truyền hình :
* Dịch vụ truyền hình qua mạng IP là gì ?
Là dịch vụ cho phép những người tham dự tại nhiều địa điểm khác nhau có thể nhìn thấy và trao đổi trực tiếp với nhau như giữa họ không hề có khoảng cách. Họ có thể trình bày ý kiến, giới thiệu biểu đồ, hình ảnh, sản phẩm, tài liệu trực tuyến và nhận được thông tin phản hồi từ đối tác thông qua hình ảnh, cử chỉ, giọng nói. Tín hiệu âm thanh, hình ảnh, dữ liệu được truyền đi trên các kênh Megwan, hoạt động trên nền mạng IP.
* Đặc điểm dịch vụ:
Sử dụng chuẩn nén hình ảnh H264 với tốc độ băng thông từ 512Kb/s đến 2048Kb/s cung cấp tín hiệu stereo hoặc mono trên nền mạng dịch vụ
VPN/Megawan của VNPT có bảo đảm chất lượng đường truyền phép khách hàng lựa chọn băng thông theo 03 mức từ 512Kb/s, 1Mb/s đến 2Mb/s.
* Đối tượng khách hàng:
Các cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân Việt Nam và nước ngoài hoạt động hợp pháp tại Việt Nam sử dụng dịch vụ Truyền hình Hội nghị NGN do Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam cung cấp thông qua và sử dụng dịch vụ.
Khách hàng sử dụng dịch vụ Truyền hình Hội nghị NGN phải cam kết tuân thủ các nội dung thông tin theo quy định, không được truyền bá những nội dung không lành mạnh hoặc các nội dung trái với quy định của pháp luật.
* Phạm vi cung cấp:
Dịch vụ Truyền hình Hội nghị NGN được cung cấp tại các địa phương đã hoàn thành lắp đặt hệ thống Megawan.
* Lợi ích của dịch vụ:
Tiết kiệm thời gian, tiết kiệm chi phí đi lại; dễ dàng triển khai (dựa trên cáp đồng xDSL) và giá thành thấp hơn rất nhiều so với kỹ thuật TDM truyền thống.
3.1.5.3. Dịch vụ truy nhập internet tốc độ cao
Dịch vụ internet sử dụng công nghệ ADSL. Công nghệ này là công nghệ truyền thông băng rộng cho phép truy cập Internet tốc độ cao và mạng thông tin truyền số liệu bằng cách sử dụng đường dây điện thoại sẵn có. Có thể vừa truy cập Internet, vừa gọi điện thoại cùng lúc. Tốc độ truy nhập lên đến 2Mbps cho down- link và 640kbps cho up-link.
Sơ đồ kết nối
Hình 3.4 Sơ đồ kết nối mạng dịch vụ internet Các phần tử trong mạng
- Core Router :M160
- Edge Router, BRAS : ERX 1400, ERX 700 - DSLAM, DSLAM HUB…
- Modem ADSL/SHDSL đầu cuối đặt tại khách hàng.
3.2 Đềxuất giải pháp xử lý tắc nghẽntrong mạng MPLS của nhà khai thác
3.2.1 Đo lường và giám sát lưu lượng trên mạng
Mạng IP/MPLS có rất nhiều dịch vụ chạy vì thế lưu lượng đổ vào mạng Core là vô cùng lớn. Phần tiếp theo luận văn sẽ trình bầy về thống kê lưu lượng chạy qua một nút mạng địa phương( Cao Bằng).
Hình 3.5 : Mô hình mạng tại tỉnh Cao Bằng với các link kết nối
Các tham số đo được thiết lập như sau:
- Cổng đo: loại cổng 1Ge, tốc độ 1000Mbps và loại cổng 10Ge tốc độ 10000Mbps.
- Đo các kết nối từ LSP biên về các hướng LSP core và MAN-E - Thời gian đo: lấy mẫu theo các mốc 2 giờ, 2 ngày, 30 ngày. Kết quả đo được thể hiện như các hình dưới.
Hình 3.6 : Lưu lượng PE1/ CBG <-> P2 / HNI trong 2 giờ, 2 ngày, 30 ngày
Hình 3.11 : Lưu lượng PE1/ CBG <-> VASC/ CBG trong 2 giờ, 2 ngày, 30 ngày Một số đánh giá và nhận xét về số liệu thu được
Số liệu thu được phù hợp với yêu cầu của luận văn về cơ chế điều khiển lưu lượng(TE) nhằm xử lý tắc nghẽn trong mạng MPLS của nhà cung cấp dịch vụ.Băng thông là tham số quan trọng giúp ISP biết được mạng lưới mình quản lý đang thông suốt hay có xảy ra tắc nghẽn.
Nhờ giám sát băng thông của các kết nối trong mạng Core và kết nối xuống ManE mà nhà cung cấp dịch vụcó thể phát hiện các thời điểm xảy ra nghẽn, lưu
bằng lưu lượng trong mạng mình quản lý.
3.2.2 Điều khiển lưu lượng trong mạng Core-MPLS của VTN
Trường hợp tiếp theo đây là quá trình theo dõi và phân tích lưu lượng từ mạng lõi MPLS đến một nút mạng địa phương.
Từ topo mạng của VNPT Phú Thọ ta thấy hướng kết nối như sau:
- Từ PE1-PTO có 1 link 2,5G kết nối đến HNI-P1 và 1 link 2,5G đến HNI- PE2. Lưu lượng của các dịch vụ sẽ đổ về PE-PTO theo 2 hướng này:
Hình 3.12: Topo hiện tại của mạng IP của VNPT Phú Thọ
2.5 GE
2.5 GE
1 x 10GE & 2 x 1GE
1 x 10GE & 2 x 1GE MANE1-Vi?t Trì MANE02 Phú Th? PTO-PE1 PTO-PE2 HNI-P1- VTN HNI-P2- VTN 1 G E MANE HPG 2.5 GE 2.5 GE
Các kết quả đo kiểm lưu lượng khi chưa có sự can thiệp như sau:
Hình 3.14 : Lưu lượng HNI-P1-VTN <-> PTO-PE1 trong 2 ngày
Thiết lập cấu hình và cơ chế điều khiển lưu lượng trong mạng core
Trên HNI-P1- VTN và HNI-P2- VTN sẽ thiết lập các LSP để lưu lượng đổ về PTO-PE1:
Trên HNI-P1-VTN: Bước 1: Tạo Path:
set protocols mpls path HNI-P1-PTO-PE1-Link1 123.29.5.170 strict
Bước 2: Gán path vào LSP:
set protocols mpls label-switched-path HNI-P1-PTO-PE1 to 123.29.4.184 set protocols mpls label-switched-path HNI-P1-PTO-PE1 ldp-tunneling set protocols mpls label-switched-path HNI-P1-PTO-PE1 bandwidth 100m