Chương I: TỔNG QUAN VỀ MAN-E 1.1 KHÁI NIỆM MAN-E MAN-E viết tắt của Metropolitan Area Network-Ethernet, là một mạng đô thị băng rộng đa dịch vụ sử dụng công nghệ Ethernet trong phạm vi địa lý cỡ một thành phố, cung cấp tích hợp các dịch vụ truyền thông như dữ liệu, thoại và hình ảnh. Một mạng MAN thường kết nối nhiều mạng LAN với nhau sử dụng đường truyền tốc độ cao và cung cấp kết nối truy nhập tới WAN và Internet.1 Phạm vi mạng đô thị 1.2 ĐẶC ĐIỂM VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MAN-E 1.1 Một số đặc điểm cơ bản của MAN-E Kết nối giữa các phần tử của mạng MAN thường là cáp quang hoặc có thể là không dây. Tốc độ Ethernet ngày càng tăng, từ 10Mbps ban đầu lên 100Mbps, 1000Mbps (1Gbps), 10Gbps, 40 Gbps và có thể lên tới 100Gbps. Hiện nay 2 chuẩn tốc độ cao nhất được phát hành là 10Gbps, chuẩn 40Gbps và 100Gbps vẫn đang được phát triển và chưa hoàn thiện.
Cũng theo đó, môi trường truyền dẫn chuyển từ cáp đồng sang cáp quang. Sử dụng truyền dẫn bằng cáp quang và tốc độ truyền dẫn cao là yếu tố quan trọng để xây dựng các mạng dung lượng lớn, chất lượng cao đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của khách hàng. MAN-E được xây dựng để kết nối các mạng cục bộ của các tổ chức và cá nhân với một mạng diện rộng WAN hay với Internet sử dụng các chuẩn Ethernet. MAN-E cùng dịch vụ truyền tải khung Ethernet và cung cấp các giao diện kết nối Ethernet tới khách hàng.
Để thấy được sự đơn giản và tiết kiệm về chi phí của MAN-E ta xét một mạng MAN sử dụng công nghệ TDM truyền thống.2 So sánh TDM với Ethernet Hình vẽ so sánh sự khác nhau giữa kết nối TDM và Ethernet trong việc cung cấp truy nhập Internet. Với mạng đô thị sử dụng công nghệ TDM, nhà cung cấp kết nối đưa ra một đường kết nối điểm-điểm từ POP của ISP tới khách hàng. Việc quản lý địa chỉ IP và định truyến được ISP thực hiện tại POP. Điều 3 này tạo ra ranh giới giữa việc cung cấp kết nối và cung cấp dịch vụ Internet.
Với mạng đô thị sử dụng công nghệ Ethernet, giao diện phía khách hàng và phía ISP đều là Ethernet. Nhà cung cấp kết nối quản lý kết nối lớp 2 (L2), trong khi ISP quản lý các dịch vụ IP. Như vậy, có thể tổng kết lại các ưu điểm của công nghệ Ethernet so với TDM thông thường như sau: ● Tính dễ sử dụng: Dịch vụ Ethernet dựa trên giao diện Ethernet chuẩn, dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ. Hầu như tất cả các thiết bị và máy chủ trong LAN đầu kết nối dùng Ethernet.
● Tính kinh tế: Sự phổ biến của Ethernet trong hầu hết các sản phẩm mạng nên giao diện Ethernet có chi phí không đắt. Giá thành thiết bị thấp, chi phí quản trị và vận hành thấp hơn, cho phép thuê bao thêm băng thông khi cần thiết và họ chỉ trả cho những gì họ cần ● Tính linh hoạt: Dễ dàng tạo các dịch vụ: Intranet VPN, Extranet VPN, kết nối Internet tốc độ cao tới ISP. Thay đổi băng thông nhanh chóng, mềm dẻo. ● Tính chuẩn hoá: MEF đang tiếp tục định nghĩa và chuẩn hóa các loại dịch vụ và các thuộc tính này, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có khả năng trao đổi giải pháp của họ một cách rõ ràng, các thuê bao có thể hiểu và so sánh các dịch vụ một cách tốt hơn 1.2 Xu hướng phát triển công nghệ MAN-E Trước tiên phải kể đến công nghệ truyền tải sử dụng MPLS :Cung cấp kết nối đường trục tin cậy trên cơ sở công nghệ đã chín muồi, cung cấp thành công các dịch vụ điểm – điểm, đa điểm và phân tách vùng quản trị.
MPLS đã và đang được đa số các nhà cung cấp thiết bị hỗ trợ. 4 Công nghệ truyền tải sử dụng T-MPLS (Transport-MPLS/ ITU G.8110) do Alcatel – Lucent đề xướng và đóng vai trò phát triển chủ đạo,đã lược bỏ một số tính năng điều khiển của MPLS để đơn giản hóa hoạt động chuyển mạch, nhưng vẫn kế thừa những điểm mạnh của MPLS.Công nghệ này lần đầu tiên kiểm thử công khai với 5 nhà cung cấp và thiết lập thành công dịch vụ điểm – điểm. Hiện đã được chuẩn hóa một số chuẩn cơ bản. Công nghệ PBB-TE (802.1Qay Provider Backbone Bridging Traffic Engineering) do Nortel đề xuất.
Sử dụng các tính năng cơ bản của Ethernet, cộng với các cải tiến về điều khiển lưu lượng, quản lý OAM, theo dõi hiệu năng để có thể sử dụng được trong môi trường mạng cung cấp dịch vụ vốn đòi hỏi nghiêm ngặt về chất lượng dịch vụ.Hiện đã được chuẩn hóa OAM và một số chuẩn truyền tải. Xu hướng dịch vụ tốc độ cao. Mục đích chủ yếu của mạng MEN là cung cấp hạ tầng đảm bảo cho các dịch vụ yêu cầu băng thông lớn, tốc độ cao, mềm dẻo trong quản lý.Với khả năng băng thông được cấp phát từ 1Mbps-10Gps, Ethernet cho phép người dùng tối ưu hóa nguồn lực trong việc phát triển mạng của riêng mình. Một số dịch vụ cần tốc độ cao: Truy nhập Internet tốc độ cao ,mạng lưu trữ ,các mạng riêng ảo lớp 2 (L2VPN),các dịch vụ giá trị gia tăng ,dịch vụ LAN trong suốt ,VoIP,hạ tầng đường trục mạng đô thị, LAN - FR/ATM VPN, Extranet, LAN kết nối đến các tài nguyên mạng .3 Xu hướng phát triển công nghệ MANE 1.3 CÁC DỊCH VỤ MAN-E 1.1 Dịch vụ E-Line E-Line là dịch vụ Ethernet cơ bản dựa trên kết nối Ethernet ảo điểm - điểm như mô tả ở hình 1.
Dựa trên E-line có thể triển khai nhiều dịch vụ khác nhau tùy theo nhà cung cấp.4 Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm E-Line có thể cung cấp băng thông đối xứng cho truyền dữ liệu hai hướng không có cam kết về hiệu năng, ví dụ như dịch vụ nỗ lực tối đa giữa hai UNI 10Mbps. E-Line có thể cung cấp dịch vụ kết nối giữa hai UNI có tốc độ khác nhau và có thể kèm theo cam kết về hiệu năng như trễ, biến động trễ, suy hao… Ghép dịch vụ có thể thực hiện tại một hoặc cả hai phía UNI của EVC. Chẳng hạn có thể có nhiều hơn một kết nối điểm – điểm được yêu cầu trên cùng một cổng vật lý tại một hoặc cả hai phía UNI. Dịch vụ E-Line có thể cung cấp các EVC điểm-điểm giữa các UNI tương tự như sử dụng các PVC Frame Relay để kết nối các phí khách hàng với nhau.
Dịch vụ E-Line cũng có thể cung cấp một kết nối điểm-điểm giữa các UNI tương tự như dịch vụ kênh riêng TDM. Như vậy, một dịch vụ E-Line có thể được sử dụng để xây dựng các dịch vụ tương tự như Frame Relay hoặc kênh thuê riêng. Tuy nhiên băng thông và khả năng lựa chọn kết nối của Ethernet là tốt hơn nhiều.2 Dịch vụ E-Tree E-Tree là dịch vụ dựa trên kết nối EVC Rooted-Multipoint. EVC Rooted-Multipoint cũng là một EVC đa điểm tuy nhiên có khác với EVC đa điểm – đa điểm.5 Kiểu dịch vụ E-tree sử dụng EVC gốc – đa điểm Ở dạng đơn giản, kiểu dịch vụ E-Tree có thể cung cấp một UNI “gốc” cho nhiều UNI “lá”.
Mỗi UNI “lá” chỉ có thể trao đổi dữ liệu với UNI “gốc”. Một khung dịch vụ gửi từ một UNI “lá” với một địa chỉ đích cho một UNI “lá” khác sẽ không được chuyển. Dịch vụ này thích hợp cho truy cập Internet hoặc các ứng dụng video qua IP. Một hoặc nhiều CoS có thể được kết hợp với dịch vụ này.
Trong kiểu phức tạp hơn, dịch vụ E-Tree có thể hỗ trợ hai hoặc nhiều UNI “gốc”. Trong trường hợp này, mỗi UNI “lá” có thể trao đổi dữ liệu với các UNI “gốc”. Các UNI “gốc” cũng có thể truyền thông với nhau làm tăng tính tin cậy và linh hoạt. Dịch vụ này được mô tả như trong hình 1.7 dưới đây: 8 Hình 1.6 Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc” Với kiểu dịch vụ E-Tree, ghép dịch vụ có hoặc không phát sinh tại một hoặc nhiều UNI trong EVC.
Ví dụ, một dịch vụ E-Tree sử dụng EVC Rooted-Multipoint và dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm có thể cùng thực hiện tại một UNI. Trong ví dụ này, dịch vụ E-Tree có thể được sử dụng để hỗ trợ một ứng dụng cụ thể tại UNI thuê bao như truy nhập tới nhiều “gốc” tại các điểm POP của ISP, còn dịch vụ E-Line dược sử dụng để kết nối tới vị trí khác với một EVC điểm-điểm.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG I Chương này đã trình bày một cách tổng quan về MAN-E với các đặc điểm ưu việt của MAN-E so với công nghệ TDM cũng như xu hướng phát triển của công nghệ này hiện tại và trong tương lai. Cũng trong chương này chúng ta đã tìm hiểu một số dịch vụ cơ bản của MAN-E. Hiện nay có nhiều công nghệ có thể áp dụng để xây dựng mạng MAN-E, mỗi công nghệ có những ưu nhược điểm khác nhau.
Công nghệ sử dụng trong MAN-E phải đáp ứng được các yêu cầu về khả năng phục hồi nhanh, chuyển mạch tốc độ cao, có độ tin cậy cao và hỗ trợ tốt các chức năng OAM. Với các tiêu chí đó MPLS đang là công nghệ chiếm ưu thế và đang được sử dụng nhiều trên thế giới. 9 Chương II: CÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG MAN-E Mạng MANE làm chức năng thu gom lưu lượng của các thiết bị mạng truy nhập (OLT,SWL2), lưu lượng các khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng MAN để chuyển tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kế nối lên mạng trục IP/MPLS để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, quốc tế. Các công nghệ cho mạng MEN hiện tại gồm có : ● IP ● SDH/NG - SDH ● MPLS / VMPLS ● GE ● WDM 2.1 CÔNG NGHỆ IP TCP/IP là họ giao thức cung cấp các phương tiện liên kết các mạng nhỏ với nhau để tạo ra mạng lớn hơn gọi là liên mạng (Internetwork).
Cấu trúc phân tầng của TCP/IP gồm 4 tầng: Lớp liên kết dữ liệu và vật lý, lớp IP, lớp TCP/IP gồm hai giao thức TCP (Tranmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol) trong đó TCP cung cấp khả năng kết nối còn UDP cung cấp khả năng phi kết nối, lớp ứng dụng.1 Cấu trúc phân tầng của TCP/IP 10 Giao thức IP thực hiện truyền thông tin dưới dạng các đơn vị dữ liệu gọi là Datagram. Có hai loại khuôn dạng gói tin đó là IPv4 và IPv6, trong khi IPv4 đang trở lên lỗi thời và bộc lộ nhiều hạn chế thì sự ra đời của IPv6 là một bước phát triển tiếp theo trong công nghệ IP để có thể đáp ứng cho các yêu cầu mới.2 Truyền tải IP trong MANE 2.