BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ********** LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG ĐA LỚP TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGUYỄN ĐỨC HÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN THỊ NGỌC LAN HÀ NỘI - 2005 17057205140231000000 DANH MôC C¸C H×NH VÏ H×nh 1.1: Yªu cÇu c¸c th«ng tin cÇn cã ®èi víi nh·n GMPLS 5 H×nh 1.2: Th«ng tin nh·n tæng qu¸t 7 H×nh 1.3: Th«ng tin trong tËp nh·n 7 H×nh 1.4: Ph©n cÊp LSP trong GMPLS 10 H×nh 1.5: Chång giao thøc GMPLS 11 H×nh 1.6: Nhãm liªn kÕt rñi ro chung 12 H×nh 1.7: Lång xÕp LSP 15 H×nh 1.8: NhËn d¹ng liªn kÕt kh«ng ®¸nh sè 16 H×nh 1.9: M« h×nh líp m¹ng hiÖn h÷u 17 H×nh 1.10: C¸c mÆt ph¼ng trong GMPLS 18 H×nh 2.1: Chøc n¨ng b¶o vÖ kh«i phôc t¹i c¸c líp 26 H×nh 2.2 : VÝ dô vÒ c¬ chÕ ph¸t hiÖn dùa trªn trêng TTL trong m¹ng IP 32 H×nh 2.3: Nhu cÇu trªn luång híng vÒ vµ chÕ ®é ®iÒu khiÓn tr×nh tù 35 H×nh 2.4: C¬ chÕ xö lý bé ®Öm nót m¹ng TLV 37 H×nh 2.5 : C¬ chÕ ng¨n ngõa chuyÓn tiÕp vßng sö dông vector ®êng TLV 39 H×nh 2.6: Trao ®æi gi¸ trÞ bé ®Õm nót m¹ng gi÷a c¸c ATM-LSR 40 H×nh 2.7: Xö lý trêng TTL cña gãi tin IP tríc khi ph©n ®o¹n gãi tin 41 H×nh 3.1: KiÕn tróc node trong mét m¹ng SONET/WDM Ring 42 H×nh 3.2: M¹ng SONET/WDM víi 4 node vµ 2 bíc sãng 43 H×nh 3.3: Hai m« h×nh kh¶ thi ®¸p øng yªu cÇu lu lîng trong h×nh 3.4: M¹ng SONET/WDM ring trong trêng hîp cã/kh«ng cã hub-node 45 H×nh 3.5: ThiÕt kÕ m¹ng víi lu lîng cho phÐp t=2 46 H×nh 3.6: Topo m¹ng kÕt nèi ring vµ kiÕn tróc c¸c nót chøc n¨ng 47 H×nh 3.7: TÝnh n¨ng häp nhãm cña mét OXC 49 H×nh 3.8: Hai h×nh thøc kh¸c nhau cña cÊu tróc m¹ng 4 node 50 H×nh 3.10: CÊu tróc chuyÓn m¹ch cã hç trî hîp nhãm "multicast" 53 H×nh 4.1: Ph©n cÊp LSP trong GMPLS 54 H×nh 4.2: M« h×nh m¹ng ®a líp tham kh¶o 55 H×nh 4.3: Kü thuËt lu lîng t¹i líp IP-MPLS 59 H×nh 4.4: TE t¹i líp quang 60 H×nh 4.5: §Þnh tuyÕn rµng buéc 61 H×nh 4.6: Topo m¹ng logic 63 H×nh 4.7: Gi¸m s¸t lu lîng vµ khëi t¹o qu¸ tr×nh MTE 68 H×nh 4.8: Giai ®o¹n gi¸m s¸t-ph¸t hiÖn 69 H×nh 4.9: Giai ®o¹n xem xÐt lùa chän quyÕt ®Þnh 70 H×nh 4.10: C¸c giai ®o¹n ho¹t ®éng cña MTE 71 H×nh 4.11: ChiÕn lîc MTE reactive 74 H×nh 4.12: Ph©n tÝch ®êng chung 75 H×nh 4.13: Ph©n bè lu lîng sau khi cÊu h×nh l¹i 77 H×nh 4.14: §a ra møc qu¸n tÝnh hîp lý 79 H×nh 4.15: T¾c nghÏn trung b×nh 81 H×nh 4.16: T¾c nghÏn cùc ®¹i 82 H×nh 5.1: KiÕn tróc m¹ng víi c¸c mÆt ph¼ng chÝnh 84 H×nh 5.2: B¶n tin RSVP 86 H×nh 5.3: ThiÕt lËp ®êng quang míi (cã sö dông b¶n tin RSVP ) 87 H×nh 5.4: Ph¬ng ph¸p ®êng duy nhÊt (SPA) vµ ®a ®êng (MPA) 89 H×nh 5.5: §Þnh tuyÕn vµ kh«i phôc c¸c liªn kÕt trong GMPLS 92 H×nh 5.6: Kh¸i niÖm nhãm liªn kÕt rñi ro chung 93 H×nh 5.7: VÝ dô vÒ kh«i phôc ®a líp ®éng 97 H×nh 5.8: Kh«i phôc MTE ®iÓn h×nh 97 H×nh 5.9: So s¸nh gi÷a kh«i phôc ®a líp ®éng qua (ION) vµ tÜnh (qua OTN) 98 H×nh 5.10: Kh«i phôc ®a líp rêi r¹c 99 H×nh 5.11: Ph¬ng ph¸p Bottom-up 101 H×nh 5.12: M« h×nh m¹ng chång lÊp 103 H×nh 5.13: M« h×nh m¹ng ngang cÊp 103 H×nh 5.14: ¶nh hëng cña kÝch thíc cöa sæ quan s¸t 105 H×nh 5.15: TØ lÖ suy hao gãi víi c¸c kÝch thíc cöa sæ quan s¸t kh¸c nhau 106 H×nh 5.16: Sè lîng c¸c liªn kÕt logic æn ®Þnh trong líp IP 107 H×nh 5.17: Tæng sè c¸c liªn kÕt IP qua thêi gian 108 H×nh 5.18: Nhãm häp luång lu lîng vµ ®é sö dông c¸c liªn kÕt IP 109 H×nh 5.19: QoS khi sö dông c¸c kÝch thíc cöa sæ quan s¸t kh¸c nhau 109 ThuËt ng÷ viÕt t¾t ADm Add Drop Multiplexing ThiÕt bÞ xen rÏ kªnh AS Autonomous System HÖ tù qu¶n ASTN Autonomous Switched M¹ng truyÒn t¶i chuyÓn Transport Network m¹ch tù ®éng BE Bandwidth Engineering Kü thuËt b¨ng th«ng BGP Border Gatewway Protocol Giao thøc ®Þnh tuyÕn cæng m¹ng vïng gi¸p ranh CR Cell Router Bé ®Þnh tuyÕn tÕ bµo CSPF Constrained Shortest Path First Giao thøc ®Þnh tuyÕn t×m ®êng ng¾n nhÊt DWDM Density-Wave Division GhÐp kªnh theo mËt ®é Multiplexing bíc sãng DXC Digital Cross Connect KÕt nèi chÐo sè EGP Edge Gateway Protocol Giao thøc ®Þnh tuyÕn cæng biªn FEC Forwarding Equivalence Class Líp chuyÓn tiÕp t¬ng ®¬ng GMPLS Generalized Multi Protocol ChuyÓn m¹ch nh·n ®a Label Switching giao thøc tæng qu¸t IGP Interior Gateway Protocol Giao thøc ®Þnh tuyÕn cæng trong miÒn IS-IS Intermediate System- Giao thøc ®Þnh tuyÕn Intermediate System IS-IS LDP Label Distribution Protocol Giao thøc ph©n phèi nh·n LIB Label Information Base C¬ së th«ng tin nh·n LMP Link Management Protocol Giao thøc qu¶n lý kªnh LSP Label Switched Path TuyÕn chuyÓn m¹ch nh·n LSR Label Switching Router Bé ®Þnh tuyÕn chuyÓn m¹ch nh·n MPLS Multi Protocol Label Switching ChuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc NMS Network Management System C¬ chÕ qu¶n lý trung t©m O-ADM Optical-Add Drop Multiplexing ThiÕt bÞ xen rÏ quang OSPF Open Shortest Path First Giao thøc ®Þnh tuyÕn më ®êng ng¾n nhÊt ®Çu tiªn OXC Optical Cross Connect KÕt nèi chÐo quang PPP Point to Point Protocol Giao thøc ®iÓm-®iÓm PSC Packet Switch Capable TÝnh n¨ng chuyÓn m¹ch gãi RSVP Resource Reservation Protocol Giao thøc dµnh tríc tµi nguyªn SDH Synchronous Digital Hierarchy HÖ thèng ph©n cÊp sè ®ång bé SNMP Simple Network Management Giao thøc qu¶n lý Protocol m¹ng gi¶n ®¬n SONET Synchronous Optical Network M¹ng truyÒn dÉn quang ®ång bé SPF Shortest Path First Ph¬ng thøc ®Þnh tuyÕn ®êng ng¾n nhÊt SRLG Shared Risk Link Group Nhãm liªn kÕt rñi ro chung TDP Tag Distribution Protocol Giao thøc ph©n phèi thÎ TE Traffic Engineering Kü thuËt lu lîng TTL Time To Live Thêi gian tån t¹i (cña gãi ) UNI User Network Interface Giao diÖn m¹ng ngêi sö dông WDM Wave Division Multiplexing GhÐp kªnh ph©n chia theo bíc sãng WGXC Wavelength-Grooming-Cross- KÕt nèi chÐo nhãm Connect - WGXC bíc sãng Môc lôc Trang Môc lôc ThuËt ng÷ viÕt t¾t Danh môc c¸c h×nh vÏ Giíi thiÖu 1 Ch¬ng 1: ChuyÓn m¹ch nh·n §a giao thøc Tæng qu¸t 3 GMPLS (generalized MPLS ) 1. C¸c thµnh phÇn GMPLS 3 1. CÊu tróc nh·n 3 1.
Ph©n cÊp trong GMPLS 9 1. Chång giao thøc trong m¹ng GMPLS 10 1. C¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn 11 1. C¸c giao thøc b¸o hiÖu 13 1.
C¸c giao thøc qu¶n lý liªn kÕt 13 1. §Æc trng cña m¹ng GMPLS 14 1. Giao diÖn ®iÒu khiÓn GMPLS 14 1. Kh¶ n¨ng më réng m¹ng 15 1.
Sö dông liªn kÕt kh«ng ®¸nh sè 16 1. T¸ch riªng mÆt ph¼ng ®iÒu khiÓn vµ mÆt ph¼ng d÷ liÖu 17 1. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña GMPLS 17 1. Ph¸t hiÖn l©n cËn 18 1.
B¸o hiÖu dÞch vô 19 i 1. TiÕn tr×nh chuÈn ho¸ 20 1. C¸c vÊn ®Ò triÓn khai 21 1. Sù ph¸t triÓn m¹ng cña c¸c nhµ khai th¸c 22 Ch¬ng 2: Kü thuËt lu lîng 25 2.
Kü thuËt lu lîng vµ môc tiªu chÊt lîng cña nã 25 2. Nh÷ng h¹n chÕ cña c¬ chÕ ®iÒu khiÓn IGP hiÖn t¹i 26 2. Qu¶n lý lu lîng MPLS 27 2. Qu¶n lý lu lîng qua MPLS 28 2.
Ho¹t ®éng c¬ b¶n cña c¸c trung kÕ lu lîng 29 2. Thuéc tÝnh kü thuËt lu lîng c¬ b¶n cña trung kÕ lu lîng 29 2. C¸c thuéc tÝnh tµi nguyªn 30 2. Bé ph©n bæ lín nhÊt 30 2.
Thuéc tÝnh líp tµi nguyªn 30 2. TriÓn khai ®Þnh tuyÕn cìng bøc MPLS 31 2. Ph¸t hiÖn vµ phßng ngõa ®Þnh tuyÕn vßng 31 2. Ph¸t hiÖn chuyÓn tiÕp vßng d÷ liÖu 32 2.
Ng¨n ngõa chuyÓn tiÕp vßng d÷ liÖu ®iÒu khiÓn 33 2. Ph¸t hiÖn/ng¨n ngõa chuyÓn tiÕp vßng th«ng tin ®iÒu khiÓn 34 2. Ph¸t hiÖn chuyÓn tiÕp vßng d÷ liÖu 39 Ch¬ng 3: hîp nhãm luång lu lîng trong m¹ng Quang 42 3. Hîp nhãm luång lu lîng trong m¹ng vßng 42 3.
KiÕn tróc node 42 3. Hîp nhãm mét chÆng (Single-Hop) trong m¹ng vßng 43 3. Hîp nhãm nhiÒu chÆng trong m¹ng vßng SONET/WDM 44 3. Hîp nhãm ®éng trong vßng SONET/WDM 46 3.
Hîp nhãm luång lu lîng trong c¸c vßng SONET/WDM liªn kÕt 46 3. Hîp nhãm lu lîng trong m¹ng Mesh WDM ®Þnh tuyÕn bíc sãng 48 3. Cung cÊp m¹ng: Hîp nhãm lu lîng tÜnh vµ ®éng 48 ii 3. ThiÕt kÕ m¹ng víi c¸c mÆt ph¼ng (Plannar) 49 3.
Nhãm häp lu lîng víi yªu cÇu b¶o vÖ trong m¹ng Mesh WDM 51 3. Hîp nhãm Multicast trong m¹ng Mesh WDM 52 Ch¬ng 4: Kü thuËt lu lîng ®a líp 54 4. Kü thuËt lu lîng ®a líp 57 4. Kü thuËt lu lîng t¹i líp IP-MPLS 58 4.
Kü thuËt lu lîng t¹i líp quang 59 4. §Þnh tuyÕn rµng buéc 60 4. §Þnh tuyÕn Hybrid 61 4. Kü thuËt b¨ng th«ng 65 4.
Ho¹t ®éng cña MTE 66 4. Gi¸m s¸t-ph¸t hiÖn vÊn ®Ò vµ khëi t¹o qu¸ tr×nh MTE 67 4. Lùa chän nh÷ng vÊn ®Ò cÇn cÊu h×nh l¹i 69 4. Thùc hiÖn c¸c quyÕt ®Þnh cÊu h×nh 70 4.
Yªu cÇu thùc hiÖn mét chiÕn lîc MTE hîp lý 77 4. Cè g¾ng sö dông hiÖu qu¶ dung lîng 77 4. §a ra møc qu¸n tÝnh phï hîp 78 4. Tr¸nh hiÖu øng chång chÊt bé nhí 79 4.
Tr¸nh t×nh tr¹ng kh«ng æn ®Þnh 80 4. §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña viÖc sö dông ®a líp 80 CH¦¥NG 5 : C¸c gi¶i ph¸p thùc hiÖn MTE 83 5. §iÒu khiÓn MTE ph©n t¸n 83 5. Giao thøc giµnh tríc tµi nguyªn RSVP-TE 85 5.
B¶n tin RSVP vµ c¸c ®èi tîng cña nã 85 5. ThiÕt lËp qu¸ tr×nh giµnh tríc tµi nguyªn 87 5. Mét sè ®Ò xuÊt cho ®iÒu khiÓn MTE ph©n t¸n 89 iii 5. Kh¸i niÖm kh«i phôc ®a líp 92 5.
Kh¸i niÖm kh«i phôc ®a líp tÜnh 94 5. Kh¸i niÖm kh«i phôc ®a líp ®éng 95 5. Giíi thiÖu mét sè ph¬ng ph¸p kh«i phôc ®a líp 98 5. ¶nh hëng kÝch thíc cöa sæ quan s¸t ®èi víi MTE 104 KÕt luËn 110 Tµi liÖu tham kh¶o 111 iv LuËn v¨n cao häc GMPLS Giíi thiÖu Tõ nh÷ng n¨m 1990 nhu cÇu kÕt nèi viÔn th«ng ngµy cµng t¨ng do nhu cÇu sö dông ngµy cµng nhiÒu c¸c øng dông ®ßi hái b¨ng tÇn lín, trÔ vµ ®é biÕn ®éng trÔ thÊp.
Bªn c¹nh nh÷ng dÞch vô truyÒn thèng, ngêi sö dông còng ®ßi hái nhiÒu lo¹i dÞch vô øng dông giao thøc IP nh lµ c¸c dÞch vô thêi gian thùc, c¸c øng dông ®a ph¬ng tiÖn nh ®iÖn tho¹i internet, héi nghÞ truyÒn h×nh, dÞch vô tÝch hîp tho¹i, ¶nh theo thêi gian thùc…C¬ së h¹ tÇng m¹ng cÇn ph¶i n©ng cÊp nhiÒu h¬n n÷a ®Ó ®ñ søc xö lý ®îc lîng lu lîng IP khæng lå mµ mét phÇn trong ®ã lµ lu lîng thêi gian thùc yªu cÇu QoS ®¶m b¶o.