2.3.1 Độ khả dụng
Độ khả dụng của dịch vụ được diễn tả thụng qua một số thuộc tớnh dịch vụ sau: Thời gian kớch hoạt dịch vụ tại giao diện ngƣời dựng mạng (UNI): Là thời gian
tớnh từ lỳc bắt đầu cú yờu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lỳc dịch vụ được kớch hoạt và đưa vào sử dụng. Thời gian kớch hoạt dịch vụ trung bỡnh của cỏc dịch vụ Ethernet chỉ cũn vài giờ, ngắn hơn rất nhiều so với vài thỏng - khoảng thời gian cần thiết để kớch hoạt dịch vụ mới đối với cỏc mụ hỡnh truyền thụng truyền thống.
Thời gian trung bỡnh để phục hồi UNI: Là thời gian trụi qua tớnh từ lỳc mà UNI
khụng hoạt động – cú thể do sự cố xảy ra, tới lỳc nú được phục hồi và trở lại hoạt động bỡnh thường.
Thời gian kớch hoạt dịch vụ trờn kết nối Ethernet ảo (EVC): Là thời gian tớnh
từ lỳc bắt đầu cú yờu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lỳc dịch vụ được kớch hoạt và đưa vào sử dụng. Hay cụ thể hơn, khoảng thời gian này được tớnh từ lỳc bắt đầu cú yờu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới khi tất cả cỏc UNI trờn EVC đều được kớch hoạt. Với một EVC đa điểm, dịch vụ được coi là sẵn sàng được truyền khi mà tất cả cỏc UNI thuộc về EVC đú được kớch hoạt và hoạt động [1]. Tất cả cỏc dịch vụ Ethernet đều được cung cấp cho khỏch hàng thụng qua cỏc kết nối Ethernet ảo (EVC). Một EVC được định nghĩa là một liờn kết giữa hai hay nhiều UNI, trong đú UNI là một giao diện chuẩn và là điểm ranh giới giữa thiết bị của người dựng và mạng MEN của nhà cung cấp dịch vụ .
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Thời gian trung bỡnh để phục hồi EVC: Là thời gian trụi qua tớnh từ lỳc mà EVC
khụng hoạt động – cú thể do sự cố xảy ra, tới lỳc nú được phục hồi và trở lại hoạt động bỡnh thường.
2.3.2 Độ trễ khung
Là thời gian kể từ thời điểm bit đầu tiờn của khung dịch vụ đi vào UNI đầu vào, cho tới lỳc bit cuối cựng của khung được nhận xong tại UNI đầu ra [4]. Đõy là một tham số quyết định và cú tỏc động quan trọng đối với chất lượng dịch vụ đặc biệt đối với cỏc ứng dụng thời gian thực như thoại, video. Thời gian trễ khung được phõn thành ba phần A, B, C như được mụ tả trờn hỡnh 2.18
Độ trễ A và B phụ thuộc vào tốc độ luồng dữ liệu tại UNI, và kớch cỡ khung dịch vụ Ethernet. Vớ dụ, nếu như tốc độ dữ liệu qui định tại UNI bằng 10 Mbit/s và kớch cỡ khung là 1518 bytes thỡ cả A và B đều bằng 1.214 ms tại cả hai đầu thiết bị khỏch hàng CE.
C là lượng trễ truyền tải dữ liệu qua mạng Metro Ethernet. Nú được nhà cung cấp mạng mụ tả theo kiểu thống kờ đều đặn sau từng khoảng thời gian. Xem xột cho trường hợp truyền khung giữa hai UNI với tốc độ 10Mbit/s, trong khoảng thời gian 5 phỳt cú 1000 khung được truyền và độ trễ lớn nhất trường hợp này là 15ms, hay núi cỏch khỏc C = 15ms.
Độ trễ khung bằng tổng của A, B và C. Theo giả thuyết ở trờn, với tốc độ tại hai UNI là 10Mbit/s, thỡ A = B = 1.214ms. Như vậy độ trễ khung tổng cộng là 17. 43ms.[2,7]
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 2.18: Sự phõn chia độ trễ trong mạng
2.3.3 Độ trụi khung
Độ trụi khung, hay cũn được hiểu là độ biến động trễ, cũng là một tham số quyết định cho cỏc ứng dụng thời gian thực như điện thoại, video IP. Cỏc ứng dụng thời gian thực này yờu cầu độ trễ thấp và được giới hạn để đảm bảo chất lượng. Núi thế khụng phải là phủ nhận vai trũ của tham số này đối với cỏc ứng dụng dữ liệu khụng yờu cầu thời gian thực, với cỏc ứng dụng này nú cũng cú những ảnh hưởng nhất định .
Độ trụi được định nghĩa là sự hay đổi độ trễ của một tập cỏc khung dịch vụ. Độ trụi khung cú thể được ỏp dụng cho tất cả cỏc khung dịch vụ được truyền thành cụng trong khoảng thời gian T tương ứng với mụt lớp dịch vụ xỏc định của EVC điểm – điểm.
Độ trụi khung cú thể được tớnh toỏn trong khi đo độ trễ khung. Trong quỏ trỡnh tớnh toỏn độ trễ khung, ta phải sử dụng cỏc mẫu trễ khung và giỏ trị độ trụi khung được xỏc định bằng phộp trừ giữa khung cú độ trễ lớn nhất trong số cỏc khung lấy mẫu (hay núi cỏch khỏc là giỏ trị độ trễ khung) và khung cú độ trễ nhỏ nhất. Mụ tả ngắn gọn việc tớnh toỏn độ trụi khung bằng cụng thức dưới đõy:
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Độ trụi khung = Độ trễ khung –
Ta lấy ngay vớ dụ đó tớnh toỏn ở trờn cho hai giao diện 10Mbps, với giả sử trong số cỏc khung lấy mẫu, giỏ trị độ trễ nhỏ nhất tớnh toỏn được là 13ms. Như vậy độ trụi khung là: 17.43-13 = 4.43 ms.
2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung
Tỷ lệ tổn thất khung được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm số khung dịch vụ tuõn thủ tốc độ thụng tin thỏa thuận song khụng được truyền đi giữa cỏc UNI trong một khoảng thời gian cho trước. Hiện nay MEF mới chỉ đưa ra định nghĩa về tỷ lệ tổn thất khung cho cỏc kết nối EVC điểm - điểm. Tỷ lệ tổn thất khung cho EVC điểm - điểm được xỏc định theo cụng thức sau:
Trong đú: L là tỷ lệ tổn thất khung, a là số khung được chuyển đến đớch thành cụng và b là tổng số khung được gửi từ nguồn.
Vớ dụ: cú 1000 khung dịch vụ được truyền từ UNI nguồn tới UNI đớch trong khoảng thời gian 5 phỳt. Trong đú, cú 990 số khung gửi đi là được truyền tới đớch thành cụng, như vậy tỷ lệ tổn thất khung trong trường hợp này sẽ là: [1-990/1000]x100 = 1%. Tỷ lệ tổn thất khung cú cỏc tỏc động khỏc nhau tới chất lượng dịch vụ, phụ thuộc vào kiểu dịch vụ, vào cỏc giao thức lớp cao hơn mà dịch vụ sử dụng. Tỷ lệ tổn thất 1% là chấp nhận được với dịch vụ thoại qua IP (VoIP), song nếu mất 3% thỡ khụng thể chấp nhận được. Cỏc ứng dụng truyền theo luồng cú thể cho phộp nhiều mức tổn thất khỏc nhau, và được bự lại bằng cỏch điều chỉnh tốc độ truyền dẫn khi phỏt hiện mất gúi. Cỏc ứng dụng dựa trờn giao thức TCP như trỡnh duyệt Web HTTP cho phộp nhiều mức tổn thất vỡ nú truyền lại gúi bị mất khi phỏt hiện ra cú mất gúi. Tuy nhiờn, nếu như tỷ lệ mất gúi lớn thỡ ảnh hưởng xấu đến chất lượng dịch vụ của khỏch hàng .
L = [1-a/b] x 100
Độ trễ nhỏ nhất trong số cỏc độ trễ của cỏc khung lấy mẫu
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kết luận chương 2
Trong chương 2 đó trỡnh bày cỏc khỏi niệm về mạng MAN-E cũng như trỡnh bày chi tiết về cỏc tham số hiệu năng mạng MAN-E. Cỏc tham số về tỡ lệ mất khung, độ trễ khung dựa theo định nghĩa của diễn đàn MEF (Metro Ethernet Forum), Với cỏc tham số trờn, việc đỏnh giỏ và nhận biết chất lượng dịch vụ dễ dàng và thuận lợi hơn cho khỏch hàng cũng như cho cỏc nhà cung cấp dịch vụ. Trờn cơ sở đú, nhà cung cấp sẽ đưa ra cỏc lớp dịch vụ với mức chất lượng khỏc nhau thỏa món những yờu cầu phức tạp của người dựng.
Tại Việt Nam VNPT là một nhà cung cấp dịch vụ Viễn thụng lớn và đang trển khai mạng MAN-E với quy mụ lớn nhất Việt Nam. Trong chương 3 xin được trỡnh bày về mụ hỡnh triển khai mạng MAN-E tại VNPT – Thỏi Nguyờn từ đú hỡnh dung ra toàn thể mạng MAN-E của VNPT.
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƯƠNG 3: Mễ HèNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT 3.1 KIẾN TRÚC MẠNG
Mụ hỡnh triển khai hệ thống mạng của VNPT bao gồm cỏc cụng ty truyền tải (VTN, VTI), cỏc cụng ty cung cấp dịch vụ (VDC, VASC) và cỏc cụng ty cung cấp kết nối đến khỏch hàng (cỏc cụng ty viễn thụng tỉnh, thành). Hệ thống mạng MAN-E được triển khai tại cỏc cụng ty viễn thụng tỉnh, thành phố nhằm cung cấp kết nối đến khỏch hàng. Hiờn tại VNPT đang xõy dựng hệ thống mạng NGN bao gồm mạng lừi, mạng biờn, mạng MAN-E và mạng access.
Về cơ bản, hạ tầng Mạng MAN-E bao gồm 5 phõn lớp:
- Lớp mạng trục (IP/MPLS – Core): hỡnh thành một lừi chuyển mạch gúi chung dựa trờn cụng nghệ MPLS, kết nối tất cả cỏc tỉnh thành trong cả nước.
- Lớp mạng biờn (IP/MPLS Edge): xử lý thụng tin trước khi core MPLS. Búc tỏch nhón, gỏn nhón, thực hiện prpvision dịch vụ, thiết lập QoS MPLS, traffic engineering…
- Lớp mạng tập trung lưu lượng (IP/MPLS Aggregation over Ethernet): đảm bảo tập trung lưu lượng từ cỏc mạng truy cập (IP – DSLAM, ETTx, UMTS…) tới mạng trục (BRAS).
- Lớp mạng truy cập (Access): cung cấp kết nối dịch vụ tới khỏch hàng (cỏc dịch vụ Cable, xDSL, PON hay ETTx…) thụng qua cỏc thiết bị truy cập như IP – DSLAM, ETTx, UMTS hay Ethernet Switches).
- Lớp mạng biờn khỏch hàng (Subscriber Edge): đúng vai trũ biờn mạng phớa khỏch hàng, cung cấp kết nối tới lớp truy cập của nhà cung cấp dịch vụ và cung cấp dịch vụ cho những người sử dụng bờn trong mạng.
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 3.1: Cấu trỳc phõn lớp mạng MAN-E
3.2 MẠNG MAN-E DỰA TRấN CễNG NGHỆ MPLS
Khụng như cỏch thức định tuyến truyền thống, MPLS sử dụng cỏc nhón để di chuyển lưu lượng qua cỏc miền (domain) MPLS. Khi cỏc gúi đi vào domain MPLS, cỏc nhón được gỏn vào cỏc gúi tớn, và mỗi nhón (khụng phải header IP) xỏc định chặng tiếp theo. Cỏc nhón sẽ được loại bỏ tại lối ra của mỗi domain MPLS. Khi một gúi tin cú gỏn nhón đến một bộ phận định tuyến chuyển mạch nhón LSR (Label Switching Router), nhón đến sẽ xỏc định đường dẫn của gúi tin này trong mạng MPLS. Việc hướng tiếp đi theo nhón MPLS sẽ thay thế nhón này bằng một nhón ra thớch hợp và gửi gúi tin đến chặng tiếp theo.
Cỏc nhón được gỏn vào cỏc gúi tin dựa trờn việc phõn nhúm hoặc theo cỏc lớp tương đương chuyển hướng đi FEC (Forwarding Equivalence Classes). Cỏc gúi tin thuộc về cựng một lớp FEC sẽ được xử lý như nhau. Hệ thống hướng đi và tra cứu MPLS cho phộp phương thức định tuyến điều khiển xỏc định (Explicit Control Routing), dựa trờn cơ sở địa chỉ nguồn và đớch, cho phộp triển khai cỏc dịch vụ IP mới trờn mạng. Chuyển mạch nhón đó từng được sử dụng cho kỹ thuật chuyển đi. ATM sử dụng cựng một kỹ thuật để hướng gúi tin đi thụng qua trường nhõn dạng kờnh ảo/ đường dẫn ảo VPI/ VCI mà khụng cần quan tõm đến tải (payload) IP.
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 3.2: Chốn header trong MPLS
Tiờu chuẩn MPLS được IETF phỏt hành, phỏt triển từ chuyển mạch nhón Cisco (Cisco Tag Switching). IETF khuyến nghị sử dụng chuyển mạch nhón dựa trờn header chốn 32 bit bao gồm nhón kớch thước 20 bit, trường Exp 3 bit, trường Stack 1 bit, trường TTL 8 bit như trờn hỡnh 3.2.
Hỡnh 3.3: Gúi tin gỏn nhón MPLS
Trường stack 1 bit sử dụng để chỉ thị rằng đó đến đỏy của stack sử dụng trong trường hợp cỏc nhón được tổ chức theo ngăn xếp (tức là MPLS – VPN hoặc bảo vệ tuyến kết nối). Cỏc bit Exp sử dụng để Mang thụng tin liờn quan đến chất lượng dịch vụ. Cỏc nhón được chốn thờm vào giữa header lớp 2 vào lớp 3 hoặc trong trường VCI/VPI trờn cỏc mạng ZTM như hỡnh 3.3.
3.2.1 Thiết kế lƣu lƣợng MPLS
Mặc dự chuyển mạch nhón cung cấp cỏc cụng nghệ nền cho việc hướng đi gúi tin thụng qua cỏc mạng MPLS, thỡ cũng khụng thể cung cấp tất cả cỏc thành phần để hỗ trợ thiết kế lưu lượng như là chớnh sỏch thiết kế lưu lượng. Thiết kế lưu lượng TE (Traffic Engineering) nhằm đến quỏ trỡnh lựa chọn cỏc đường dẫn được chọn bởi lưu lượng dữ
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
liệu để thuận tiờn cho cỏc quỏ trỡnh khai thỏc mạng tin cậy và hiệu quả, trong khi tối ưu đồng thời việc sử dụng cú hiện quả tài nguyờn và hiệu suất thực hiện lưu lượng. Mục đớch của TE đú là tớnh toỏn đường dẫn từ nỳt này đến nỳt kia sao cho đường dẫn đú khụng vi phạm cỏc ràng buộc như cỏc yờu cầu về quản trị/ băng thụng và là tối ưu theo một số thước đo vụ hướng. Một khi đường dẫn đó được tớnh, TE cú trỏch nhiệm cho việc thiết lập và duy trỡ trạng thỏi hướng đi kốm theo đường dẫn đú.
Cỏc thành phần thiết kế lƣu lƣợng
Bộ định tuyến cú khả năng hỗ trợ MPLS được gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhón LSR. Bộ định tuyến LSR đứng trước bộ định tuyến LSR cuối cựng trong một mạng MPLS được gọi là chặng ỏp chút. Mỗi đường dẫn MPLS đầu cuối – đầu cuối được gọi là đường dẫn chuyển mạch nhón LSP (Label Switching Path). Mỗi đường dẫn LSP bắt đầu tại bộ định tuyến LSR và kết thỳc tại bộ định tuyến cuối.
Cỏc giao thức định tuyến gateway bờn trong IGP (Interior Gateway Protocol) khụng đủ khả năng cho việc thiết kế lưu lượng. Quyết định định tuyến hầu hết là dựa trờn cỏc thuật toỏn đường dẫn ngắn nhất mà núi chung sử dụng cỏc thước đo thờm vào nhưng khụng tớnh đễn mức độ cũn dư băng thụng hoặc đặc tớnh lưu lượng. Cỏch dễ nhất để cung cấp cỏc tớnh năng này đú là sử dụng mụ hỡnh xếp chồng (overlay) cho phộp cỏc topology ảo trờn mạng vật lý. Mỗi topology ảo được xõy dựng từ cỏc đường kết nối ảo hiện ra như là cỏc đường kết nối vật lý theo giao thức định tuyến. Hơn nữa, mụ hỡnh xếp chồng cũn cú khả năng cung cấp:
Định tuyến trờn cơ sở ràng buộc.
Chức năng lập chớnh sỏch lưu lượng và tỏi lưu lượng. Khả năng tồn tại của cỏc đường kết nối vật lý…
Cỏc khả năng này cho phộp di chuyển dễ dàng lưu lượng từ đường kết nối bị nghẽn sang đường kết nối ớt nghẽn hơn. MPLS là một mụ hỡnh xếp chồng sử dụng bởi TE, nú cung cấp:
Cỏc đường dẫn chuyển mạch nhón xỏc định khụng bị ràng buộc như cỏc giao thức định tuyến IGP truyền thống.
Nguyễn Quang Huy lớp – Cao học K7 Luận văn thạc sĩ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu - Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Cỏc đường trục lưu lượng cú thể được khởi tạo, và ỏnh xạ vào cỏc đường dẫn LSP.
Một tập cỏc thuộc tớnh cú thể liờn quan đến cỏc đường trục lưu lượng.
Tập cỏc thuộc tớnh cú thể liờn quan đến cỏc tài nguyờn mà ràng buộc việc sắp đặt cỏc đường dẫn LSP và cỏc đường trục lưu lượng đi qua chỳng.
MPLS cho phộp cả việc tập hợp và phõn tỏn lưu lượng khi mà việc hướng đi gúi tin IP, dựa trờn cơ sở đớch, chỉ cho phộp tập hợp. “Định tuyến trờn cơ sở ràng buộc” và bảo vệ đường trục cú thể tớch hợp dễ dàng qua MPLS, Cỏc thành phần sau cú tỏc động