Công nghệ mạng MENTrình bày: TS. Lê Quang Tuấn

Công ty Viễn thông Liên Tỉnh

Công nghệ mạng MENNội Dung

• Tổng quan về công nghệ• Công nghệ NG-SDH/NG-SDH• Công nghệ WDM• Công nghệ RPR• Công nghệ thuần Ethernet• Công nghệ PBB và PBB-TE• Công nghệ MPLS• Công nghệ T-MPLS• Kết luận

Những động lực thúc đẩy pháttriển công nghệ mạng MEN

• Sự bùng nổ về nhu cầu và loại hình trao đổi thông tin trong tất cảcác lĩnh vực hoạt động của xã hội như kinh tế, văn hóa, giáo dục, khoa học lỹ thuật…

• Mạng cục bộ (LAN) chỉ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin trongphạm vi hẹp

• Công nghệ mạng truyền thống (TDM, PSTN) không đáp ứng đượcnhu cầu truyền tải băng rộng và đa dịch vụ

• Xu hướng công nghệ hướng tới truyền tải gói và truyền tải tích hợpđa dịch vụ (NGN)

• Xu hướng tập trung đầu tư xây dựng các mạng nội vùng, chuyểnđổi công nghệ, cung cấp đa dịch vụ, đưa dịch vụ tới gần người sửdụng, đạt mục đích cung cấp dịch vụ “mọi nơi, mọi lúc, mọi giaodiện”

• Các loại hình công nghệ truyền tải NGN (truyền dẫn, chuyển mạch, định tuyến) cho phép kiến tạo các giải pháp thực hiện mạng MEN theo yêu cầu

Mục tiêu của công nghệmạng MEN

• Truyền tải đa loại hình dịch vụ, đa tốc độ, đa giao diện

• Giảm chi phí đầu tư xây dựng mạng• Rút ngắn thời gian đáp ứng dịch vụ cho khách

hàng• Dự phòng dung lượng đối với sự gia tăng lưu

lượng dạng gói• Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới• Nâng cao hiệu suất khai thác mạng

CCấấuu trtrúúcc phânphân llớớpp ccủủaa mmạạngng đôđôththịị ((xxéétt trêntrên khkhííaa ccạạnhnh ddịịchch vvụụ))

Cấu trúc phân lớp mạng MEN (theo mô hình tham chiếu OSI)

Các công nghệ chủ yếuthực hiện mang MEN

• SDH/SDH-NG• WDM• RPR• Ethernet/Giagabit Ethernet (GE)• PBB/PBB-TE• MPLS/GMPLS• T-MPLS

Những đặc điểm chính củacông nghệ mạng MEN

• Công nghệ mạng sử dụng cho phạm vi mạng kết nối các máy tính hoặc các mạngcục bộ, kết nối với mạng diện rộng WAN

• Công nghệ mạng MEN thực chất là tậphợp các giải pháp tích hợp của nhiều côngnghệ thực hiện truyền tải lưu lượngEthernet

Công nghệ NG-SDH/NG-SDH

• Những đặc điểm chung của công nghệ SDH• Công nghệ truyền tải theo phương thức TDM

dựa trên cấu trúc ghép kênh phân cấp đồng bộ.• Cung cấp các kết nối băng thông cố định có tốcđộ từ vài Mbit/s tới hàng chục Gbit/s

• Truyền tải thông tin trên kết nối có độ tin cậy caodo sử dụng cơ chế phục hồi bảo/vệ

• Được thiết kế tối ưu cho truyền tải dịch vụ TDM

Cấu trúc ghép kênh SDH

Ưu điểm của công nghệSDH truyền thống

• Ưu điểm– Chất lượng truyền tải thông tin trên kết nối cao, trễ

truyền tải nhỏ– Độ tin cậy kết nối cao– Công nghệ đã được chuẩn hóa– Thuận tiện sử dụng cho mô hình kết nối điểm – điểm– Thiết bị được triển khai rộng rãi trên mạng, tương

thích với nhiều chủng loại thiết bị mạng– Quản lý dễ dàng

Nhược điểm của công nghệSDH truyền thống

• Do SDH được thiết kế tối ưu cho phương thức truyền tải TDM, do vậycó những nhược điểm khi triển khai SDH cho mạng truyền tải dữ liệugói:– Kết nối cứng, lãng phí tài nguyên băng thông khi kết nối truyền tải lưu

lượng gói– Không tối ưu và lãng phí tài nguyên băng thông khi truyền tải lưu lượng

gói trên cấu trúc tô-pô ring– Tài nguyên mạng dành cho phục hồi và bảo vệ mạng lớn– Không tối ưu trong việc triển khai các dịch vụ quảng bá (multicast)– Hiệu quả sử dụng băng thông thấp khi ghép dữ liệu gói vào tải tin SDH– Cấu trúc ghép kênh qua nhiều cấp, số lượng thiết bị mạng lớn khi phải

phân chia nhiều loại giao diện khách hàng– Các giao diện mạng không tương thích với các giao diện của thiết bị

Ethernet– Chi phí nâng cấp mở rộng tốn kém– Thời gian cung ứng dịch vụ cho khách hàng lâu

Hiệu suất sử dụng băng thôngkhi truyền dịch vụ Ethernet qua

mạng SDH

42%2,4GbpsVC-4-16c1Gbps

67%150MbpsVC-4100Mbps

21%48,4MbpsVC-310Mbps

Hiệu suất sửdụng băng

thông

Tốc độtruyềnSDHEthenet

Kết nối Hub các thiết bịEthernet trong cấu trúc ring

SDH

Công nghệ SDH thế hệ mới(NG-SDH)

• Công nghệ NG-SDH được cải tiến từ công nghệ SDH nhằm khắc phục một số nhược điểm của công nghệSDH– Cho phép hỗ trợ truyền tải các dịch vụ truyền tải TDM và dịch vụ

truyền tải gói– Tạo các giao thức cải thiện hiệu quả sử dụng băng thông khi

truyền tải dịch vụ dữ liệu– Cung cấp các giao diện ghép nối chuẩn với thiết bị mạng

Ethernet– Cải thiện hiệu năng thiết bị tăng hiệu quả truyền tải dữ liệu với

kiến trúc tô – pô ring– Cải thiện cơ chế kiến tạo kết nối, giảm thiểu thời gian cung ứng

dịch vụ tới khách hàng

Mô hình giao thức trongNG-SDH

Cấu trúc ghép các loại hìnhtín hiệu trong NG-SDH

Các giao thức chính đượcbổ sung trong NG-SDH

• Thủ tục định dạng khung chung (GFP): Thủ tục sắpxếp gói số liệu của bất kỳ dịch vụ tuyến số liệu (data link) nào như Ethernet, quảng bá video số (DVB), lưu trữ cụcbộ (SAN). So với các thủ tục định dạng khung khác nhưPacket over SDH hay X.86, GFP có tỉ lệ mào đầu thấpnên không đòi hỏi nhiều quá trình phân tích xử lý

• Liên kết ảo (VCAT): Thủ tục tạo ra một “ống ảo” vớikích thước phù hợp cho lưu lượng, độ linh hoạt và khảnăng tương thích cao với các kỹ thuật SDH hiện có.

• Giao thức điều chỉnh dung lượng tuyến (LCAS): thủtục báo hiệu thực hiện phân định hay huỷ bỏ các đơn vịbăng thông để phù hợp với yêu cầu truyền tải số liệu

Giao thức ghép khung tổngquát GFP

• Được chuẩn hóa trong ITU-T G.7041• Là giao thức đóng gói cần thiết thích ứng với tính bùng

phát của lưu lượng dạng gói• Hiện tại có hai thủ tục ghép khung thích ứng với tín hiệu

khách hàng là:- Ghép GFP theo khung (GFP-F)

+ Thích hợp cho ghép lưu lượng khung MAC Ethernet, các góiPPP/IP và các PDU được đóng khung HDLC …

- Ghép GFP trong suốt (GFP-T)+ GFP ghép theo ký tự được dùng để truyền tốc độ bit liên tục, dữ liệuđối tượng sử dụng mã hoá khối 8B/10B và thông tin điều khiển đượcchuyển tải trong mạng kênh quang (Fiber Channel), ESCON, FICON và Ethernet Gigabit, tốt với các dịch vụ nhạy cảm về trễ

Cấu trúc ghép khung tổng quát GFP

Quá trình ghép và chuyển tải cáckhung GFP vào VC container trong

các khung STM

STM-n

314

Cổng 1

Cổng 2

Cổng n

Cổng 1

Cổng 2Cổng n

Hàng đợi

Rx

Hàng đợi

Tx

Hệ thống

ghép phụ

Khung STM

Kênh định danh

Sắp xếp

GFP

Giải sắp xếp

GFP

Đóng gói

Sắp xếp

Ghép kênh

TRUYỀNPhân kênh

Giải sắp xếp

Giải đóng gói

Ethernet MSPP SDH EthernetMSPP

Liên kết ảo VCAT• Được chuẩn hóa trong ITU-T G.7042• Là giải pháp tăng hiệu suất truyền tải của băng thông có

trong các cấp VC của cấu trúc ghép SDH• VCAT tạo ra tải liên tục tương đương với X lần các khối

VC-n Tập hợp container được goại là nhóm container ảo(VCG), mỗi VC ảo là một thành viên của VCG

• Sử dụng 2 phương thức ghép kênh ảo:+ Liên kết ảo bậc cao (HO-VCAT) sử dụng container VC-3

hoặc VC-4 (VC-3/4-Xv, X=1...256), tạo ra dung lượng tải là bộicủa 48384 hay 149760 kbit/s.

+ Liên Kết ảo bậc thấp (LO-VCAT) VCAT sử dụng container VC-11, VC12, VC2 (VC-11/12/2-Xv, X=1..64), tạo ra dung lượng làbội của 1600, 2176 hay 6784 kbit/s.

Liên kết chuỗi liên kết ảo

2

3

4

II

III

IV

1

Băng thông cần thiếtLiên kết chuỗiMột tải tin chuỗi

Liên kết ảoMột tải tin chuỗi

SDH

Một tuyến622 Mb/s

3x155

Mb/s

VC4-4c

STS-12c SPE

VC4-3v

hoặc STS-9v

1 VCG

3 thành phần VC

Một số tuyến

(3 trong SDH

9 trong SONET)

Chia băng thông

(430Mb/s)

Hiệu quả sử dụng băngthông bằng liên kết ảo

Dung lượng liên kết ảo SDH VC-n-Xv

149,760 đến 38,338,560 Kbps1 đến 256 149,760 Kb/sVC-4

48,384 đến 12,386 Kbps1 đến 256 48,384 Kb/s VC-3

6,784 đến 434,176 Kbps1 đến 646,784 Kb/s VC-2

2,176 đến 139,264 Kbps1 đến 64 2,176 Kb/s VC-12

1,600 đến 102,400 Kbps1 đến 64 1,600 Kb/s VC-11

Dung lượng ảoThành phần (x)Dung lượngriêngSDH

So sánh hiệu suất sử dụngbăng thông ghép một số

loại hình dịch vụ

VC-4-7v (95%)VC-16c (42%)1000 Mb/sFibre Channel

VC-3-4v (100%)VC-3-4v (100%)200 Mb/sFibre Channel

VC-4-7v (95%)VC-16c (42%)1000 Mb/sGigabit Ethernet

VC-3-2v (100%)VC-4 (67%)100 Mb/sEthernet

Hiệu suất băngthông có VCAT

Hiệu suất băngthông không

VCATTốc độDịch vụ

Công nghệ WDM• Những nguyên lý cơ bản

– Ghép kênh theo bước sóng (WDM) là công nghệ cơ bản để tạo

nên mạng quang. Kỹ thuật này tận dụng băng tần của sợi quang

bằng cách truyền nhiều kênh bước sóng quang độc lập và riêng

rẽ trên cùng một sợi quang. Mỗi bước sóng biểu thị cho một

kênh quang trong sợi

– Một cách nhìn khác đối với nguyên lý ghép bước sóng đó là xem

mỗi kênh bước sóng có một màu sắc khác nhau. Và như vậy tín

hiệu truyền trên hệ thống WDM sẽ giống như một chiếc “cầu

vồng”

Nguyên lý cơ bản của hệthống thống tin quang WDM

λ1

λ2

λ3

λ4

E/O

E/O

E/O

E/O

MUX

RM1S1

RM4S4

RM3S3

RM2S2

DEMUX

λ1

λ2

λ3

λ4

SD1

SD4

SD3

SD2

O/E

O/E

O/E

O/E

R1

R4

R3

R2

OFA OFA

λ1 λ2 λ3 λ4

Phân loại hệ thống WDM

• Phân loại về phương thức truyền– Hệ thống ghép bước sóng một hướng sử dụng mỗi

sợi quang cho từng hướng truyền dẫn– Hệ thống ghép bước sóng hai hướng sử dụng một

sợi quang chung cho cả hai hướng truyền dẫn• Phân loại phân bổ bước sóng và khoảng cách

giữa các bước sóng– WDM/DDWD– CWDM

• Phân loại về công nghệ - chức năng– Hệ thống sử dụng ghép/tách bước sóng (OADM)– Hệ thống chuyển mạch bước sóng (OXC/ROADM)

Nguyên lý cơ bản của hệthống thông tin quang WDM

λ1

λ2

λ3

λ4

E/O

E/O

E/O

E/O

MUX

RM1S1

RM4S4

RM3S3

RM2S2

DEMUX

λ1

λ2

λ3

λ4

SD1

SD4

SD3

SD2

O/E

O/E

O/E

O/E

R1

R4

R3

R2

OFA OFA

λ1 λ2 λ3 λ4

Hệ thống ghép bước sóng mộthướng sử dụng mỗi sợi quang

cho từng hướng truyền dẫnλ1

λ2

λ3

λ4

E/O

O/E

E/O

O/E

MUX/DEMUX

RM1S1

SD4R4

RM3S3

SD2R2

MUX/DEMUX

λ1

λ2

λ3

λ4

SD1

RM4

SD3

RM2

O/E

E/O

O/E

E/O

R1

S4

R3

S2

λ2, λ4

λ1, λ3

Hệ thống ghép bước sóng haihướng sử dụng một sợi quangchung cho cả hai hướng truyền

dẫnλ1

λ2

λ3

λ4

E/O

O/E

O/E

E/O

MUX

RM1S1

SD4R4

SD3R3

RM2S2

λ1

λ2

λ3

λ4

SD1

RM4

RM3

SD2

O/E

E/O

E/O

O/E

R1

S4

S3

R2

λ3, λ4

DEMUX

DEMUX

MUX

λ1, λ2

Đặc điểm của hệ thốngWDM/DWDM

• Sử dụng miền bước sóng 1500-1600 nm (băng C và L)

• Khoảng cách bước sóng từ 0,4 nm đến1,6nm (200-50GHZ)

• Công nghệ hiện tại cho phép ghép đến100 bước sóng trên một sợi quang

• WDM/DWDM chủ yếu được sử dụng làmtruyền dẫn lõi hoặc metro hoặc mạngtruyền dẫn đường trục

Đặc điểm của hệ thốngCWDM

• Một trong những phương pháp truyền hiệu quả khác làCWDM.

• Hiện tại, các nhà sản xuất, những cơ quan về chuẩn hoáđã đưa ra phân bổ vùng bước sóng cho CWDM. Hiệnnay khoảng cách bước sóng phổ biến là từ 20-40 nm.

• CWDM được sử dụng chủ yếu ở các mạng LAN, WAN.• Trong một số trường hợp CWDM bao gồm cả WDM

băng thông rộng Wide-passband WDM và WDM băngrộng WWDM (1300 nm/1500nm WDM).

Công nghệ RPR

• Quá trình phát triển công nghệ– Ý tưởng tìm kiếm giải pháp truyền tải lưu lượng gói

cho cấu trúc ring quang– Cisco giới thiệu công nghệ truyền tải gói động DPT

năm 1998– Giải pháp công nghệ đã được IETF thảo luận và

thành lập nhóm nghiên cứu năm 2001 (Linl layer WG)– Đã được tổ chức IEEE 802 LAN/MAN nghiên cứu đề

xuất tiêu chuẩn (IEEE 802.17)– Sản phẩm đã được các hãng thương mại hóa và triển

khai rộng rãi

Động lực thúc đẩy phát triểncông nghệ

• Khi triển khai mạng Metro với các công nghệchủ yếu là SDH và Ethernet, tồn tại một số vấnđề:– Phần lớn hệ thống cáp tại các đô thị được tổ chức

theo cấu trúc tô pô ring– Sử dụng SDH là tiện ích truyền tải lưu lượng sẽ lãng

phí băng thông– Triển khai cấu trúc HUB cho mạng Ethernet lãng phí

dung lượng hệ thống– Cơ chế hoạt động của Ethernet không có cơ chế hỗ

trợ truyền tải cấu trúc ring• Cần tìm ra giải pháp công nghệ phù hợp để giải

quyết vấn đề trên

Những ưu điểm của RPR

• RPR tận dụng khả năng phục hồi nhanh sự cố tuyến vàsự cố nút của công nghệ SDH (<50ms)

• RPR tận dụng ưu điểm về giá thành của thiết bị mạngEthernet

• Tối ưu hóa truyền lưu lượng Ethernet trên mạng ring (đảm bảo tương thích cơ chế hoạt động của Ethernet vàduy trì hiệu suất sử dung băng thông hệ thống)

• Có khả năng hỗ trợ các mức ưu tiên truyền tải lưu lượng• Có khả năng phân chia băng thông công bằng trong

mạng• Có khả năng tự phát hiện cấu hình (chức năng Plugin)• Tương thích hoàn toàn với các giao thức truyền tải hiện

có

Khuôn dạng khung RPR

Khuôn dạng mào đầu RPR

TIME TO LIVE (TTL)

TYPE RI PRI IOP

02 134567MSB LSB

Giá trị Loại giao thức

0x2007 RPR Control

0x0800 IP version

40x080 ARP

0x8100 VLAN Tagged Frame

TBD Payload with customer separation ID

Giá trị Mô tả

000 Dự trữ

001 Dự trữ

010 Dự trữ

011 Điều khiển dữ liệu

100 Gói điều khiển bảo vệ

101 Gói điều khiển

110 Fairness packet

111 Gói dữ liệu

Chức năng tái sử dụng băngthông (spatial reuse)

• Trong trường hợp nút mạng RPR thu mộtkhung dữ liệu, nó gỡ bỏ khung dữ liệu trênring xuống nút mạng thay vì copy khungdữ liệu.

• Khung dữ liệu trống quay trở lại nơi gửitheo chiều vòng ring

• Băng thông trống khung dữ liệu để lại chocác nút khác sử dụng

Ví dụ về chức năng tái sửdụng băng thông

Chức năng chia sẻ băngthông công bằng

• Khi xuất hiện tắc nghẽn tại nút mạng nào đó, nósẽ truyền một cảnh báo với một giá trị băngthông đề xuất nào đó theo hướng ring ngược lại

• Nút mạng hướng truyền lên sẽ điều chỉnh tốc độtruyền sao cho không vượt quá giá trị băngthông đề xuất.

• Các nút mạng chuyển tiếp cảnh báo tới các nútmạng kế tiếp trên hướng lên

• Nếu nút mạng nhận cảnh báo vẫn bị tắc nghẽnnó truyền dữ liệu ở mức tối thiểu và tiếp tục gửicảnh báo và giá trị băng thông sử dụng của nótới các nút mạng kế tiếp

Mô tả cơ cấu chia sẻ băngthông công bằng

Giá trị tốc độ băng thông đề xuất tại hướng xuống không có tắc nghẽn(advertisedRate == FULL_RATE)Giá trị tốc độ băng thông đề xuất tại hướng xuống có tắc nghẽn (advertisedRate < FULL_RATE)

khung dữ liệu truyền

S0 S1 S5

S254 S6

Tắc nghẽntại domain

A

Hướng dữ liệu truyền

Hướng gửi cảnh báo

S2 S3 S4

S9 S8

headtail

tail

S7

head

Tắc nghẽntại domain

B

Phần mạngkhông tắcnghẽn

Các chặng bị tắc nghẽn

Phần mạngkhông tắcnghẽn

Ví dụ về thuật giải chia sẻ băngthông công bằng khi tắc nghẽn

Cơ chế ưu tiên phân địnhtheo loại hình lưu lượng

• Chuẩn IEEE 802.17 RPR đề xuất 3 mứcưu tiên theo loại hình lưu lượng– Class A (ưu tiên cao nhất),– Class B (ưu tiên trung bình)– Class C (ưu tiên thấp nhất)

Băng thông chỉ định chocác loại hình lưu lượng

• Class A traffic được phân chia thành 2 lớp con: class A0 và A1– Class A0 được chỉ định trước giá trị băng thông cốđịnh

– Class A1 được chỉ định trước giá trị băng thôngnhưng có thể điều chỉnh ở giá trị thấp hơn

• Class B chỉ định cho loại hình lưu lượng CIR (committed information rate) và EIR (excess information rate)

• Class C chỉ định cho loại hình lưu lượng MIR (minimum Information rate)

Chức năng bảo vệ phục hồi• Wrapping:

– nếu sự cố hỏng được phát hiện lưu lượng sẽđược loop vòng lại đầu ra nút mạng gần nhấtvới nơi có sự cố hỏng. Theo đó lưu lượng sẽđược truyền theo chiều ngược lại của ring

• Steering:– Nếu sự cố hỏng được phát hiện, các nút

mạng kế cận nơi có sự cố hỏng thực hiệnchuyển mạch chọn tín hiệu để chuyển lưulượng sang ring dự phòng

Wrapping

Steering

Sơ đồ khối chức năng thựchiện của nút RPR

Công nghệ Ethernet• Ethernet là công nghệ đã được sử dụng phổ biến cho các mạng cục

bộ LAN trong vài thập kỷ gần đây.• Công nghệ được khởi đầu bởi công ty Bob Metcalfe, David Boggs

và các đồng nghiệp tại công ty Xerox PARC vào năm 1973• Hệ thống đầu tiên có tốc độ 3 Mbit/s• Các công ty Digital, Intel và Xerox (DIX) nghiên cứu chuẩn hóa công

nghệ• Chuẩn Ethernet 10 Mbit/s (Blue book) công bố năm 1980• Công nghệ này đã được nhóm nghiên cứu IEEE.802.3 xem xét các

khía cạnh xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật vào năm 1980• Tiêu chuẩn đầu tiên được IEEE ban hành vào năm 1985 (IEEE

802.3 “Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications”)

• Thực chất các tiêu chuẩn trong họ tiêu chuẩn IEEE 802.3 là bộ tiêuchuẩn của công nghệ Ethernet

Mô hình tham chiếu củacông nghệ Ethernet

Lớp ứng dụng

Lớp đường dữ liệu

Báo hiệu vật lý (physical signalling)Lớp mạng

Điều khiển truy nhập tiện tích truyền tải(media access control)Lớp truyền tải

Điều khiển đường logic(logical link control)Lớp phiên

Mô hình OSI

Lớp trình bày

Mô hình IEEE 802.3 CSMA/CD

Lớp vật lý

Giao diện khối gắn kết

(attachment unit interface)

Tới phân lớp cao hơn

Tiện ích vật lý(media)

Khuôn dạng khung dữ liệuIEEE 802.3

IG

UL

. . . .

Byte 0

UL U

. . . .

Byte 1 Byte 5

Byte 0 Byte 1 Byte 5

7 bytes 1 byte 6 bytes 6 bytes 2 bytes 1 byte 1 byte 1 or 2 bytes < 1496 bytes 4 bytes

Source Address

Bit 0

Bit 0

Bit 7

Destination Address

Transmitted first

Bit 7

Transmitted first

*

Preamble Data FCS

Optional IEEE 802.2 fields

PadStart ofFrame

DelimiterDestination

addressSource address

Lengthfield

DestinationService AccessPoint

(DSAP)

SourceServiceAccessPoint

(SSAP)

Controlfields

Tiện ích truyền dẫn và giao diệnkết nối được chuẩn hóa trong

IEEE 802.3• 10BROAD36: Dùng Broadband, tốc độ 10Mb/s, cáp đồng trục 75

Ohm, phạm vi cáp 1800 m (lên tới 3600m trong cấu hình cáp đôi), sử dụng topo dạng BUS.

• 10BASE -F: Dùng cáp quang, tốc độ 10 Mb/s, phạm vi cáp 4km Chuẩn này được phân thành 3 dạng con: 10BASE-FL, 10BASE-FB và 10BASE-FP.

• 10BASE-T: Sử dụng nột dải tần rộng hỗ trợ cho các tốc độ tín hiệu10Mb/s. Dùng cáp UTP, trợ kháng 75 Ohm, với mạng hình sao.

• 100 BASE-X: Gọi là Fast Ethernet, mạng hình sao tương tự10BASE-, tốc độ 100Mb/s. Chuẩn này gồm 100 BASE-TX dùng chocáp UTP hoặc STP 2 đôI, 100 BASE-FX dùng cho cáp quang, 100 BASE-T4 dùng cho cáp UTP 4 đôi (Four Twisted Pairs).

• 1000 Base – TX/FX sử dụng giao diện kết nối cáp UTP hoặc cápquang

Thiết bị mạng Ethernet điển hình

• Thiết bị lặp (Repeater)• Thiết bị HUB• Thiết bị chuyển mạch Ethernet (Ethernet

Switch)

Thiết bị lặp (repeater)

• Thiết bị lặp khuếch đại tín hiệu thu được (bite) và có khảnăng sửa lỗi tín hiệu. Tuy nhiên với các luồng dữ liệu tốcđộ cao nó có thể gây trễ

Thiết bị lặp (1)

• Ưu điểm của thiết bị lặp– Có thể kết nối các phân mảnh mạng LAN với nhau,

thậm chí khác nhau về tiện tích truyền tải vật lý (cápđồng trục, cáp UTP…)

– Giá thành rẻ, thời gian lắp đặt nhanh, dễ dàng ttrongsử dụng và vận hành bảo dưỡng

• Nhược điểm– Không tương thích khi ghép nối các phân mảng mạng

sử dụng các phương thức truy nhập khác nhau– Hạn chế về số lượng thiết bị sử dụng trong một mạng– Chỉ dử dụng cho phân mảnh mạng LAN nhỏ

Thiết bị truyền khung theoLAN BUS (cáp đồng trục)

Thiết bị HUB

• Thực chất hiết bị HUB cũng chính là thiết bịtruyền khung theo LAN BUS

• Thiết bị HUB thực hiên lặp tính hiệu, do vậy nócó chức năng của thiết bị lặp

• Kết nối với máy tính thông qua cáp UTP• Hiện tại, thiết bị cho phép kết nối với máy tính

với cự ly nhỏ hơn 200 m (UTP cat5/6)

Thiết bị HUB (1)

• Cơ chế làm việc của HUB

Thiết bị HUB (2)

• Ưu điểm– Thiết bị có giá thành rẻ, dễ triển khai– Có thể mở rộng hoặc nối các hub với nhau để tăng số

lượng người sử dụng– Kết nối dễ dàng các phân mảnh mạng dùng HUB với

các thiết bị chuyển mạch• Nhược điểm

– Tính an toàn không cao nếu nút mạng HUB bị hỏnghoặc mất nguồn

– Số lượng hạn chế khi triển khai trong một mạng

Thiết bị chuyển mạchEthernet (Ethernet Switch)

• Là thiết bị bao gồm nhiều công Ethernet tốc độ cao, cho phépkết nối với nhiều phân mảnh mạng LAN

• Có nhiều phương thức chuyển mạch khác nhau tùy thuộc tiệních truyền dẫn, như Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM…

• Chuyển mạch Ethernet thực hiện chức năng chuyển tiếpkhung dữ liệu giữa các giao diện vào/ra Ethernet

• Việc chuyển tiếp khung dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC• Chuyển mạch Ethernet có thể thực hiện nhiều tính năng tiên

tiến như cơ chế chuyển mạch/xếp hàng ưu tiên, cơ chế kiếntạo dịch vụ lớp 2

• Chuyển mạch Ethernet thế hệ mới còn thực hiện tính năngchuyển mạch lớp 3, cho phép kiến tạo các dịch vụ truyền tải

Chuyển mạch Ethernet (2)• Sơ đồ khối chức năng của một nút chuyển mạch

Chuyển mạch Ethernet (3)

• Mô hình một mạng Ethernet có sử dụng chuyển mạch

Chuyển mạch Ethernet (4)

• Ưu điểm– Phân chia mạng thành các phân mảnh khác nhau sử dụng các

tiện ích vật lý riêng rẽ– Cho phép dễ dàng nâng cấp mở rộng mạng– Chuyển mạc trong suốt khung dữ liệu, cho phép ứng dụng đa

giao thức lớp trên mà không cần phải nâng cấp– Giá thành rẻ so với một số công nghệ chuyển mach/định tuyến

khác• Nhược điểm

– Tồn tại vấn đề về broadcast– Triển khai mạng trong phạm vi lớp gặp nhiều khó khăn cần phải

có công nghệ truyền tải khác hỗ trợ

Gigabit Ethernet

• Sự ra đời của Gigabit Ethernet đã mở ra một kỷnguyên mới Ethernet tốc độ cao

• Gigabit Ethernet được thiết lập dựa trên cácnguyên lý cơ bản của 10BASE-T, Fast Ethernet và chuyển mạch Ethernet.

• Có 2 chuẩn Gigabit Ethernet: – IEEE 802.3z:

• Gigabit Ehernet trên cáp quang– IEEE 802.3ab:

• Gigabit Ehernet trên cáp đồng

IEEE 802.3z: Mạng Gigabit Ethernet trên cáp quang

• Chuẩn hóa năm 1998.• Tại tầng liên kết dữ liệu:

– Hoạt động ở chế độ song công và chuyển mạch. – Điều khiển truy nhập: CSSMA/CD trong phương thức song công.

• Phương tiện truyền dẫn cơ bản là sợi quang đơn mode (SMF) hoặc đamode (MMF)

• Tín hiệu được truyền dẫn chủ yếu trên hai bước sóng là 850nm (bước sóngngắn) và 1310 nm (bước sóng dài)

• Tại tầng vật lý: – 1000Base-SX : chuẩn cho cáp quang bước sóng ngắn.

• Với cáp quang đa mode 62.5 μm, khoảng cách tối đa 220-275 m • Với cáp quang đa mode 50 μm, khoảng cách tối đa 500-550 m

– 1000Base-LX : chuẩn cho cáp quang bước sóng dài• Với cáp quang đa mode 62.5/50 μm, khoảng cách tối đa 550 m • Với cáp quang đơn mode 9 μm, khoảng cách tối đa 5000 m

• 1000Base-CX : chuẩn cho cáp đồng tuyến ngắn. – Với cáp đồng trục, khoảng cách tối đa là 25 m

Gigabit Ehernet trên cáp đồng: Chuẩn IEEE 802.3ab

• Chuẩn hóa năm 1998 – Tại tầng liên kết dữ liệu: – Hoạt động ở chế độ song công và chuyển mạch. – Điều khiển truy nhập: CSSMA/CD trong phương thức song công.

• Phương tiện truyền dẫn cơ bản là cáp UTP cat (5,6,7)• đặc trưng bởi 1000Base-T. Sử dụng cả 4 đôi dây cáp UTP Cat 5

(hoặc Cat-6, Cat- 7) với khoảng cách tối đa 100m. Tín hiệu truyềndẫn song công trực tiếp 2 chiều trên cả 4 đôi với tốc độ 250 Mbps/ 1 đôi dây.

• Tại tầng vật lý– 1000Base-T: Sử dụng cả 4 đôi dây cáp UTP Cat 5 (hoặc Cat-6, Cat- 7)

với khoảng cách tối đa 100m. – 1000Base-CX : Chuẩn cho cáp đồng tuyến ngắn, cáp đồng trục, khoảng

cách tối đa là 25 m

VLAN (Q inQ # 802.1ad)• Công nghệ đóng gói VLAN (VLAN Stacking, VLAN

Tunneling) dữ liệu khách hàng phân chia độc lập vớinhững đối tượng dữ liệu khác.

• 802.1Q VLAN hạn chế số lượng VLAN (cho người dùng) do thẻ VLAN định nghĩa trong IEEE 802.1Q chỉ có 12 bit. (4096 VLAN)

• Trong công nghệ QinQ (802.1ad), bên cạnh trườngVLAN Tagging 12 bit truyền thống (802.1q), bổ sung thêm một trường Q in Q được thiết kế để mở rộng sốVLAN xấp xỉ 16 triệu

• Trường CoS (3 bit) cho phép phân chia được 8 loại yêucầu chất lượng dịch vụ khác nhau

• Các gói tin có thể được đánh dấu tùy theo dịch vụ hoặctùy theo khách hàng.

Định dạng của gói tinQ-in-Q

Đóng gói Q-in-Q• Việc đóng gói Q-in-Q có thể được thực hiện tại UPE - tại

DSLAM hoặc tại các thiết bị chuyển mạch Metro• Tùy theo từng cấu hình mạng, cơ chế đóng gói này có thể

thực hiện theo 3 phương thức:– Đóng gói theo cổng

• Đóng gói lưu lượng thuộc cùng một cổng với thẻ VLAN bên ngoài, không mềm dẻo

– Đóng gói theo lưu lượng• Phân loại lưu lượng theo đúng một dãy các VLAN ID (IPTV_ VLAN

ID:201-300,VOIP_VLAN ID:301-400)• Phân loại lưu lượng theo đúng VLAN ID + Độ ưu tiên• Đóng gói QinQ dựa trên địa chỉ IP đích• Đóng gói QinQ dựa trên địa chỉ IP đích

– Đóng gói theo giao diện• Kết cuối Q-in-Q tại UPE (hỗ trợ chuyển tiếp gói tin IP, ARP, DHCP)• Kết nối với mạng lõi IP/MPLS (hỗ trợ chuyển tiếp bản tin IP, định tuyến

giữa CE-PE)

Kết cuối Q-in-Q• Kết cuối Q-in-Q tại UPE

– Tại điểm kết nối với khách hàng, giao diện Q-in-Q phải hỗ trợ các chức năng sau:

• Chuyển tiếp gói tin IP• Hỗ trợ ARP• Hỗ trợ DHCP, chuyển tiếp DHCP

• Kết nối với mạng lõi IP/MPLS– Bản tin Q-in-Q có thể được kết cuối tại router PE kết

nối với mạng lõi IP/MPLS, trong trường hợp này giaodiện Q-in-Q phải hỗ trợ:

• Chuyển tiếp bản tin IP.• Hỗ trợ định tuyến giữa CE và PE.

Nhận xét về công nghệEthernet

• Ưu điểm :– Ethernet được sử dụng phổ biến trong các hệ thống mạng LAN– Chi phí đầu tư thấp, dễ nâng cấp mở rộng– Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải Ethernet đã được chuẩn hoá

(họ giao thức IEEE 802.3), tương thích cao giữa thiết bị thuộc nhà sản xuấtkhác nhau

– Quản lý đơn giản• Nhược điểm:

– Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theu kiểu Hub– Không tối ưu với cấu trúc ring– Khả năng bảo vệ phục hồi thấp– Ethernet truyền thống không hỗ trợ truyền tải dịch vụ theo thời gian thực– Chưa có cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những dịch vụ có

yêu cầu về QoS• Những nhược điểm trên có thể được khắc phục bằng giải pháp kết hợp công

nghệ Ethernet với các công nghệ kết hợp

Công nghệ PBB và PBB-TE• Động lực thúc đẩy phát triển công nghệ• Hiện trạng triển khai mạng Ethernet đối mặt với những

vấn đề kỹ thuật cần giải quyết:• Khả năng mở rộng của mạng bị hạn chế bởi cơ chế

phân định địa chỉ VLAN (IEEE 802.3q) hạn chế• Giao thức định tuyến phân đoạn nhánh STP áp dụng

trong mạng Ethernet gây khả năng tràn lưu lượng, không thích hợp với các cấu trúc mạng truyền dẫn ởphạm vi rộng, dẫn đến lãng phí tài nguyên mạng

• Khả năng hỗ trợ dịch vụ đơn giản• Với các lý do trên, khả năng liên kết truyền tải lưu lượng

Ethernet trên mạng diện rộng (MAN/WAN/Backbone) làrất khó triển khai

Đặc điểm công nghệPBB/PBB-TE

• Cung cấp khả năng truyền tải định hướngkết nối trong mạng Ethernet

• Giảm độ phức tạp về điều khiển và quảnlý mạng bằng cách loại bỏ một số giaothức không cần thiết

• Cải tiến một số thông số truyền tải nhằmtăng cường khả năng truyền tải, dung lượng truyền tải của mạng

Công nghệ PBB

• Mục tiêu ban đầu ứng dụng cho mạng trụcEthernet

• Kiến tạo cơ chế đưa địa chỉ MAC của kháchhàng (lối vào) vào đường hầm cầu nối địa chỉMAC tại lối ra

• PBB cho phép dựa vào VLAN để định danh sốlượng khách hàng tối đa từ 4096 VLAN tới 16 triệu VLAN

• Tiêu chuẩn đã được hoàn tất (IEEE 802.1ah)

Công nghệ PBB-TE• Nay được gọi là công nghệ PBT• Sử dụng Ethernet như mạng truyền tải các dịch vụ:

– Dịch vụ Ethernet – E-LINE / P2P– Dịch vụ phỏng tạo – kênh PW– Các dịch trong trong tương lai – (anything over Ethernet)– Dữ liệu khách hàng và dữ liệu truyền qua nhà cung cấp dịch vụđược phân biệt riêng rẽ thông qua cơ chế đóng góiIEEE.802.1ah

• Thực hiện kỹ thuật lưu lượng cho công nghệ Ethernet hiện tại– Thực hiện kỹ thuật lưu lượng trên cơ sở công nghệ Ethernet

hiện tại• Thực hiện phục hồi truyền tải lưu lượng Ethernet

– Thời gian phục hồi 50ms• Có khả năng kết hợp với mạng sử dụng công nghệ PBB / QinQ

– Theo phương thức phân mảng mạng B-VLAN

Công nghệ PBB-TE (1)• Một số thay đổi với công nghệ Ethernet khi truyền tải trong mạng PBT

– Bỏ chức năng thực hiện STP (Spanning Tree Protocol)• Thực hiện chọn đường trên cơ sở các tham số ràng buộc đối với mạng và

dịch vụ• Không cần các cơ cấu phòng ngừa loop vòng

– Bỏ chức năng truyền quảng bá (Broadcasting)• Mạng không cần thiết học địa chỉ MAC phía khách hàng• Loại trừ việc quản lý số lượng lớn địa chỉ MAC

– Bổ sung mặt phẳng điều khiển• Khuôn dạng địa chỉ MAC đích theo nhà cung cấp dịch vụ (802.1ah)• Bảng chuyển tiếp được tập trung tại mặt điều khiển

– Phương thức truyền tải không định hướng của Ethernet được chuyển thành truyềntải định hướng

• Phương thức chuyển tiếp – khung Ethernet– Dựa trên thông tin 60 bit địa chỉ duy nhất (VLAN + Destination MAC)– Hỗ trợ tối đa 260 kết nối

• Công nghệ có khả năng không đòi hỏi nâng cấp phần cứng mạng hiện có

Hiện trạng xây dựng tiêuchuẩn

• Kiến trúc PBT áp dụng các tiêu chuẩn hiện hành• Các tiêu chuẩn đặc thù công nghệ hiện đã vàđang được xem xét ban hành bởi IEEE và IUT-T

• IEEE– 802.1ah PBB – đang xem xét để ban hành– 802.1ag Ethernet OAM – đã ban hành

802.1Qay PBB-TE (PBT) – được kiến nghị chuyểnthành Q209

• ITU-T– Y.1731 Thực thu quản lý – đã ban hành– G.pbt PBT thực thi kiến trúc mạng – đang hoàn thành

Chuẩn IEEE 802.1ah( MAC-IN-MAC)

• Định dạng bản tin MAC-in-MAC

Kết nối giữa các vùng mạng Q-in-Q qua một mạng trung gian MAC-IN- MAC

Chuẩn PBB-TE (802.1Qay)

• Chuẩn 802.1Qay – Provider Backbone Bridges –Traffic Engineering kết hợp từ các chuẩn:

• 802.1Q VLAN• 802.1ab• 802.1ad – Q-in-Q• 802.1ah – MAC-IN-MAC• 802.1ag – CFM

Cơ chế học địa chỉ MAC

Có 2 cơ chế học địa chỉ MAC trong PBB:– Học địa chỉ MAC thuộc mạng nhà cung cấp B-VLAN

• Trong mạng nhà cung cấp B-VLAN, các địa chỉ MAC được họcgọi là những địa chỉ B-MAC. Các địa chỉ này về thực tế chính làcác địa chỉ của các cổng switch trongmạng PBB

– Học địa chỉ MAC phía người dùng thực hiện qua cácI-SID

• Các I-SID dạng điểm - điểm: không thực hiện• Các I-SID dạng đa điểm - đa điểm: Các địa chỉ MAC của khách

hàng được họcvà lưu trữ tại những bảng MAC riêng biệt chotừng I-SID

Đóng gói PBB-TE

Gói tin di chuyển trong EVC dạng E-LAN

Mô hình điều khiển sử dụngNMS của PBB-TE

Điều khiển lưu lượng trongPBB-TE

Cơ chế dự phòng bảo vệđường kết nối

Đảm bảo chất lượng dịch vụ

Đánh giá về sự phát triểncủa PBB/PBB-TE

• PBB/PBB-TE có khả năng ứng dụng triển khai hạ tầngmạng cỡ nhỏ, cung cấp các dịch vụ định hướng kết nối

• Hiện tại quá trình xây dựng các tiêu chuẩn cho côngnghệ đã và đang được hoàn thiện

• Nhà xây dựng cơ sở hạ tầng cần phải cân nhắc mục tiêuxây dựng mạng ban đầu trước khi lựa chọn công nghệáp dụng triển khai: PBB/MPLS?

• Mạng dựa trên công nghệ PBB có khả năng tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên cần phải xem xét khả năng triển khaimạng với những mục tiêu triển khai đa dạng các loạihình dịch vụ - là xu hướng phát triển tất yếu hiện tại vàtrong tương lai

• Cần xem xét, cân nhắc thị trường phát triển sản phẩmthương mại trong tương lai

Công nghệ MPLS• Lịch sử phát triển

– ý tưởng đầu tiên về MPLS được đưa ra bởi hãng Ipsilon– Sau đó Cisco và một loạt các hãng lớn khác như IBM, Toshiba...công

bố các sản phẩm của họ sử dụng công nghệ chuyển mạch được đặt dưới nhiều tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất đó là công nghệ chuyển mạch dựa trên nhãn.

– Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet

– Nhu cầu cần phải có cơ chế một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đồng thời phải đơn giản và tốc độ xử lý phải rất cao

– Tồn tại rất nhiều công nghệ để xây dựng mạng IP, như IPoA, MPoA, IPoS ...

– Tuy nhiên nhược điểm chính của các công nghệ trên là không dung hòa được khả năng chuyển mạch tốc độ cao và tính linh hoạt của chức năng định tuyến luồng truyền tải

– MPLS là giải pháp được kỳ vọng khắc phục được nhược điểm trên

Ưu điểm của MPLS

• Công nghệ MPLS phù hợp với hầu hết cấu trúctopo mạng (ring, mesh)

• Công nghệ MPLS cho phép truyền tải đa dịch vụvới hiệu suất truyền tải cao

• Hỗ trợ truyền tải các dịch vụ có yêu cầu QoS• Cung cấp các dịch vụ VPN Layer 3

Hạn chế của MPLS• MPLS là giải pháp công nghệ mạng đang được

triển khai nhằm khắc phục vấn đề kỹ thuật vềtruyền tải Ethernet trên mạng diện rộng, tồn tạimột số điểm cần xem xét:

• Đối mặt với khả năng bùng nổ địa chỉ MAC, khókhăn cho cơ chế đóng gói MPLS

• Cơ chế tái định tuyến nhanh (FRR) trong MPLS khó đạt yêu cầu

• Khó thực hiện hoàn hảo kỹ thuật RSVP-TE• Mặt phẳng điều khiển phức tạp• CAPTEX, OPTEX cao

Các định nghĩa về MPLS

• MPLS: Multi Protocol Label Switching• MPLS thực hiện chuyển mạch lớp 2• MPLS phát triển nhằm tích hợp hai công nghệ

IP và ATM• Cơ chế chuyển hướng (forwarding) của MPLS

giống với ATM• Cơ chế chuyển hướng thực hiện theo nhãn

Cấu trúc nhãn trong MPLS

Các dạng gắn nhãn điển hình

Label HeaderPPP HeaderPPP Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderPPP Header(Packet over SONET/SDH)

ATM Cell Header HECHEC

Label

DATADATACLPCLPPTIPTIVCIVCIGFCGFC VPIVPI

Label HeaderMAC HeaderMAC Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderLAN MAC Label Header

Các phần tử và chức năngcơ bản trong MPLS

• Bộ định tuyến hoặc chuyển mạch thực hiện chức năng MPLS đượcgọi là các bộ chuyển mạch định tuyến nhãn LSR

• Các LSR tại vị trí biên mạng thường được gọi là bộ dịnh tuyếnchuyển mạch nhãn biên LER– LER thực hiện chức năng phân loại các gói tin tại lôi vào mạng

MPLS và gắn các nhãn tương ứng trước khi chuyển tới các đầura

– LER còn thực hiện gỡ bỏ các nhãn với các gói tin đi ra khỏi mạngMPLS và chuyển tiếp chúng tới địa chỉ IP tương ứng

• Tất cả các gói tin được truyền theo cùng một đường trong mạngMPLS (LSP) được xử lý giống nhau ở mọi nút mạng MPLS và đượchiểu trong khái niệm “Lớp chuyển tiếp tương đương” (FowardingEquivalence Class – FEC)

• Các LSR luôn thực hiện chuyển tiếp các gói tin dựa vào giá trị nhãntại ngăn trên cùng của mào đầu nhãn

Cấu trúc LSR ở chế độ hoạtđộng khung

Trao đổi thông tin định tuyến với LSR

khác

Mảng điều khiểntại nút Giao thức định tuyến IP

Bảng định tuyến IP

Cơ sở dữ liệunhãn (LIB)

Mảng số liệutại nút

Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp(FIB)

Cơ sở dữ liệu nhãn chuyểntiếp (LFIB)

Trao đổi gán nhãnvới LSR khác

Điều khiển định tuyến IP MPLS

Hoạt động của MPLS

Ví dụ về mạng MPLS hoạt độngtrong chế độ chuyển tiếp khung

LSR biªn 1POP

LSR biªn 2POP

LSR lâi 2

LSR lâi 1 LSR lâi 3

B-íc 1: nhËn gãi IP t¹i biªn LSR

IP ®Ých: 192.1.1.3 Gãi IP 30

B−íc 2: kiÓm tra líp 3, g¾n nh·n, chuyÓn gãi IP ®Õn LSR lâi 1

Gãi IP 28

Gãi IP 37

B−íc 4: kiÓm tra nh·n, chuyÓn ®æi nh·n, chuyÓn gãi IP ®Õn LSR biªn 4

LSR biªn 3POP

LSR biªn 4POP

LSR biªn 5POP

B−íc 5: kiÓm tra nh·n, xo¸ nh·n, chuyÓn gãi IP ®Õn router ngoμi tiÕp theo

IP: 192.1.1.3

B−íc 3: kiÓm tra nh·n, chuyÓn ®æi nh·n, chuyÓn gãi IP ®Õn LSR lâi 3

Các giao thức định tuyếntrong MPLS

• Các giao thức khởi đầu– OSPF– IS – IS– BGP-4

• Chỉ sử dụng các thông tin về phân bố cấu trúc tô pô mạng• Các giao thức định tuyến ràng buộc

– OSPF-TE– IS – IS-TE

• Dựa vào các dữ liệu ràng buộc:– Dung lượng kênh, hiệu suất sử dụng kênh– Loại tài nguyên– Tính ưu tiên…

Giao thức phân bố nhãn LDP

• LDP (Label Ditribution Protocol)– Cơ chế định tuyến từng chặng– Thực hiện gán nhãn cho các gói thông tin trước khi truyền tải.– Đảm bảo các bộ định tuyến tuân thủ cơ chế chứng thực giữa

FEC và nhãn– Các đường chuyển tiếp nhãn có cùng một tuyến được coi như

tuyến chuyển tiếp được chứng thực– Có cơ chế phát hiện LSR lân cận– Các dạng bản tin:

• Bản tin Initialization• Bản tin KeepAlive• Bản tin Label Mapping • Bản tin Release

Giao thức phân phối nhãnràng buộc (CR-LDP)

• Là phần mở rộng của LDP cho quá trình địnhtuyến có các yếu tố ràng buộc với LSP.

• Giống như LDP, CR-LDP sử dụng các phiênTCP giữa các LSR đồng cấp để gửi các bản tin phân phối nhãn

• Các yếu tố ràng buộc có thể là:– Kỹ thuật lưu lượng– Loại hình lưu lượng (CoS) và chất lượng dich vụ

QoS)– Tái định tuyến nhanh (50 ms)

Giao thức RSVP - TE• Là sự mở rộng của giao thức RSVP có tính đến các yếu

tố kỹ thuật lưu lượng• Các yếu tố ràng buộc giống CR-LDP• MPLS hỗ trợ cho RSVP làm đơn giản hơn việc xác địnhđối tượng (đối tượng nhãn)

H1 PATH

RESV

LSR1

LSR2

LSR3

H2

RESVNhãn =9

RESVNhãn =5

Kỹ thuật lưu lượng trongMPLS

• Mục tiêu chất lượng cơ bản của TE có thể phân thành các loại cơbản như sau:– Các mục tiêu định hướng lưu lượng: nâng cao chất lượng QoS bằng

việc: giảm thiểu thất thoát gói, trễ, tăng tối đa băng thông và bắt buộcthực thi SLA.

– Các mục tiêu định hướng tài nguyên: tối ưu hoá sử dụng tài nguyên. Băng thông được coi là một bộ phận quan trọng nhất trong tài nguyênmạng. Vấn đề của TE sẽ là quản lý băng thông một cách hiệu quả. Mộthệ quả tất yếu của mục tiêu loại này là giảm thiểu tắc nghẽn mạng.

• Tắc nghẽn mạng có thể xảy ra theo một số cách như sau:– Khi tài nguyên mạng không đủ hoặc không tương ứng để phục vụ tải

yêu cầu.– Khi luồng lưu lượng được chuyển một cách không hiệu quả trên các tài

nguyên khả dụng (băng thông) gây ra một phần của tài nguyên mạng bịquá tải trong khi phần khác vẫn còn dư thừa.

Những vấn đề quản lý lưulượng qua MPLS

• Có 3 vấn đề cơ bản sau đây liên quan đếnquản lý lưu lượng trong MPLS:– Làm thế nào để chuyển đổi từ các gói thông

tin sang FEC ?– Làm thế nào để chuyển FEC sang các trung

kế lưu lượng ?– Làm thế nào để chuyển đổi các trung kế lưu

lượng sang cấu trúc topo mạng vật lý qua cácLSP ?

Công nghệ truyền Ethernet trên MPLS

• Là giải pháp mạng Metro hội tụ truyền tải Ethernet trênmạng truyền tải gói

• Ứng dụng mặt phẳng điều khiển đã được chuẩn hóaIP/MPLS và mặt phẳng truyền dữ liệu MPLS

• Cung cấp các dịch vụ MPLS VPN lớp 2:– Ethernet Virtual Private Wire Services– Ethernet L2 VPNs– VPLS– Kết nối liên thông AS, cung cấp dịch vụ kết nối các trung

tâm dữ liệu doanh nghiệp• Cung cấp chức năng “Plug and Play”

– Cơ cấu báo hiệu và tự động phát hiện: MP-BGP– Cung cấp dịch vụ VPLS có chức năng điểm – đa điểm

Mô hình tổng quan mạng EoMPLS

AAABSR

ISP

IP/MPLSCore

Access MENIP Service

Delivery Point

Transport

Bán sỉ

Nhà cung cấp nội dungIPTV/VoD/

Khu vựcdân cư

Khu kinh doanh

MSE/PEAggregation Distribution

Cable,FTTx, EPONWimaxWiFiRANMSAN

UNI

• UNI: VLAN / S-VLAN / Ethernet Port• NNI: MPLS LSP

UNI or NNI (MPLS)

- Mặt phẳng điều khiển IP- Mặt phẳng truyền tải MPLS- Các dịch vụ truyền tải lớp 2

Video BNG

Ethernet

MPLS (LDP, RSVP, BGP)

CPE

Mô hình tổng quan mạngEoMPLS (1)

Khuôn dạng đóng góiEoMPLS

LengthLength Sequence numberSequence numberRsvdRsvd FlagsFlags

EXPEXP TTL (set to 2)TTL (set to 2)11VC Label (VC)VC Label (VC)

EXPEXP TTLTTL00Tunnel Label (LDP or RSVP)Tunnel Label (LDP or RSVP)

LayerLayer--2 PDU2 PDU

0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

00 00

VC LabelVC Label

Phương thức truyền tảiEoMPLS

• Phương thức truyền tải EoMPLS– 802.1q VLAN to 802.1q VLAN transport– 802.1q VLAN port to port– Ethernet port to port

• 802.1q VLAN to VLAN– VC-type 0x0004(draft-martini-l2circuit-trans-mpls): Chuyển tiếp lưu

lượng VLAN – VC-type 0x0005: Chuyển tiếp lưu lượng port-to-port

Phương thức truyền tải EoMPLS802.1Q VLAN

MPLS BackboneVLA

N -4

VLA

N -

2

VLAN - 2

VLAN-1

VLAN

-3

VLAN-4

VLAN - 3

VLAN - 1

Phương thức truyền tảiport-to-port

MPLS Backbone

Ether

net

Ethe

rnet Ethernet

Ethernet

Ethernet

Ethernet

EoMPLS thiết lập VC

• EoMPLS khởi tạo VC

• PE1 bắt đầu phiên LDP trực tiếp remote với PE2• PE1 đặt giá trị nhóm VC cục bộvà kết nối nó với VC ID được cấu

hình tại giao diện lối vào• LDP hoặc TDP cần cấu hình giữa PE và P. Địa chỉ Loopback cần

dùng cho LDP.

P1P2

P3

Company XCompany X

PE2PE1

Targeted LDP Session

EoMPLS thiết lập VC (1)

• Hoạt động hoán đổi nhãn

P1 P2 P3

Company XCompany X

PE2PE1

VC Label Mapping1

2 VC Label Mapping

- PE1 gửi đến PE2 bản tin ánh xạ nhãn VC- PE2 trả lời với bản tin ánh xạ nhãn chứa giá trị nhãn VC- Quá trình là đơn hướng

Ánh xạ nhãn trong mạngtrục EoMPLS

• Cus A --> gán VLAN 3 --> VC1 label (VC ID=10) gán tại PE• Cus B --> gán VLAN 2 --> VC2 label (VC ID=21) gán tại PE• Mạng trục MPLS dùng nhãn IGP (tunnel label) vận chuyển gói tin VLAN từ LER lối vàođến LER lối ra. LSR lối ra dùng nhãn VC để lựa chọn giao diện lối ra cho gói tin VLAN

• Nhãn IGP outer (50, 90) được gán cho việc định tuyến trong mạng trục MPLS

Hoạt động của mặt phẳngđiều khiển

• Thực hiện thiết lập VC, trao đổi nhãn

Hoạt động của mặt phẳngchuyển tiếp

• Thực hiện ánh xạ giá trị VC Label, hoán đổi giá trị LSP Label• Thực hiện chuyển tiếp gói tin dựa trên ngăn xếp nhãn

Triển khai dịch vụ trên nềnEoMPLS

• Dịch vụ VPWS (E-LINE)– VPWS hoặc PWE3 cung cấp kết Điểm - Điểm

giữa các phân mạng khách hàng– Là dịch vụ phỏng tạo tập kết nối vật lý lớp 2

giữa các mạng khách hàng qua MPLS tunnel– VPWS dùng kỹ thuật đóng gói Pseudowire

cho việc truyền tải lưu lượng Ethernet trênMPLS tunnel qua mạng trục IP/MPLS

Mô hình VPWS (VPWS ID)

PEPE

PDU PDU

PSN Tunnel

PDU PDU

PW PDUsCustomer Site

Customer Site

Customer Site

Customer Site

Pseudo Wires

Mô hình VPWS (VPWS peer)

Emulated Service

PEPE

PWES PWES

PSN Tunnel

PWES PWESPseudo Wires

Customer Site

Customer Site

Customer Site

Customer Site

Dịch vụ VPLS (E-LAN)

• VPLS (Virtual Private LAN Service): cung cấpkết nối đa điểm - đa điểm qua mạng IP/MPLS.

• Nhiều dịch vụ lớp trên chia sẻ cùng 1 hạ tầngvật lý nhà cung cấp dịch vụ

• Mỗi dịch vụ độc lập và tách biệt với dịch vụ khác• Cung cấp kết nối đa điểm giữa các điểm đầu

cuối qua WAN/MAN giống mạng LAN.• Nhà cung cấp dịch vụ không phải quản lý địa chỉ

IP của khách hàng,khách hàng cũng không phảitham gia định tuyến IP với nhà cung cấp dịch vụ

• Thực chất là phỏng tạo mạng LAN qua MPLS

Thành phần cơ bản của VPLS

Các thành phần chức năngcủa VPLS

Kiến trúc VPLS và H-VPLS

Mô hình kiến trúc VPLS không phân cấp

Mô hình kiến trúc VPLSphân cấp

Phân cấp với mạng truynhập MPLS

Phân cấp với mạng truynhập Q-in-Q

Dịch vụ LAN trong suốt

• Cho phép khách hàng trong VPN lớp 2 được đối xửgiống trong cùng một broadcast domain

• PE router (cung cấp TLS) thực hiện chuyển trong suốtcác BPDU

Dịch vụ EVC

• Cho phép khách có broadcast doamain (work group) riêng biệt trongVLAN

• Quá trình đóng gói IEEE 802.1Q VLAN được thực hiện từ CE đếnPE để phân tách lưu lượng của các broadcast domain khác nhau

Mạng riêng ảo MPLS lớp 3 (MPLS VPN)

• Trong kiến trúc mạng L3 MPLS VPN, các thiết bịđịnh tuyến của khách hàng và của nhà cung cấpđược coi là các phần tử ngang hàng. Bộ định tuyếnbiên khách hàng

• MPLS VPN là một dạng thực thi đầy đủ của mô hìnhmạng ngang hàng (peer-topeer).

• Mạng đường trục MPLS VPN và các vùng củakhách hàng sẽ trao đổi thông tin định tuyến lớp 3

Mô hình cấu trúc mạngMPLS VPN

Các chức năng hỗ trợMPLS VPN

• Phân biệt tuyến (RD-Route Distinguishers)– Sử dụng tiền tố RD (Route Distinguisher) để giải

quyết việc chồng lấn địa chỉ trong mạng MPLS VPN• Bảng chuyển tiếp và định tuyến ảo VRF

– Các khách hàng được phân biệt bằng các bảngchuyển tiếp và định tuyến ảo – Virtual Routing and Forwarding Table ( VRF)

• Xuất nhập tuyến RT– Giải quyết vấn đề có nhiều bảng chuyển tiếp và định

tuyến ảo

Tương tác của các giao thứctrong mặt phẳng điều khiển

Hoạt động của mặt phẳngđiều khiển MPLS VPN

Hoạt động của mặt phẳng dữliệu MPLS VPN

Multicast MPLS VPN lớp 3

Cách thức triển khai Multicast• MDT (Multicast Distribution Tree) có hai loại:

– Source tree– Shared tree

• Chuyển tiếp multicast (RPF):– Dựa trên địa chỉ nhóm multicast RPF (Reverse Path

Forwarding) trên cơ sở kiểm tra gói tin được chuyểntiếp hay loại bỏ

Mô tả chuyển tiếp gói tin qua MPLS

• Chuyển tiếp gói tin của dịch vụ điểm - điểm

Chuyển tiếp gói tin của dịchvụ đa điểm - đa điểm

Chuyển tiếp gói tin bằng việchọc địa chỉ MAC của VPLS

Chuyển tiếp gói tin của dịchvụ MPLS VPN

CÔNG NGHỆ T-MPLS• T-MPLS được là công nghệ truyền tải gói kết nối định

hướng kết nối dựa trên định dạng khung MPLS• Đặc tính lớp 3 bị loại trừ, mặt phẳng điều khiển sử dụng

IP một mức tối thiểu, tiết kiệm chi phí giá thành• T-MPLS tương thích với các công nghệ truyền tải kênh

mà có cùng kiến trúc, mô hình quản lý và vận hành vớinó.

• T-MPLS hoạt động độc lập với client và mạng liên kếtquản lý, điều khiển.

• T-MPLS có thể hoạt động trên bất kỳ môi trường vật lýnào.

• T-MPLS bao gồm các khả năng chuyển mạch gói để xửlý các dịch vụ khác nhau và các công cụ để giám sátmạng

Mô hình mạng truyền tải

Định dạng của VC trong T-MPLS

Định dạng của VP trong T-MPLS

Định dạng của VS

Kiến trúc T-MPLS củaAcatel-Lucent

Minh họa mạng T-MPLS

Hoạt động của mạng T-MPLSMô hình client-server

Hoạt động của mạng T-MPLSTrao đổi nhãn

Kết luận về công nghệmạng MEN

• Công nghệ ứng dụng cho mạng MEN là tập hợp của nhiều giải phápcông nghệ áp dụng cho từng phạm vi, lớp mạng khác nhau

• Mỗi giải pháp công nghệ có những điểm mạnh, yếu khác nhau.• Tại lớp truyền dẫn, các công nghệ NG-SDH, DWDM là nhữnglựa

chọn phù hợp tham gia kiến tạo giải pháp công nghệ mạng MEN• Tại lớp chuyển mạch/định tuyến, là sự lựa chọn giữa các công nghệ

MPLS, PBT, T-MPLS.• Hiện tại MPLS có nhiều ưu thế do khẳng định được chỗ đứng trong

thị trường và những chức năng tinh tế của nó.• Các công nghệ PBT T-MPLS đang trong giai đoạn thử nghiệm và

chuẩn hoá để khẳng định sự tồn tại và phát triển trong tương lai• Đối với các nhà cung cấp dịch vụ, việc lựa chọn giải pháp công

nghệ áp dụng xây dựng mạng cần dựa vào mục tiêu xây dựngmạng ban đầu và xét tới các yếu tố như tính phổ biến của côngnghệ, khả năng đón đầu hướng phát triển công nghệ trong tương lai