LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 04 năm 2013 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Đôn LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các Thầy, Cô đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho Em trong suốt khóa học, giúp Em có đủ kiến thức và khả năng hoàn thành Đề tài Luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn Cô Phạm Hồng Liên, các Anh, Chị trong Phòng Truyền dẫn - Truyền số liệu/ Trung tâm Công nghệ cao Bộ tư lệnh Thông tin - Liên lạc đã hết lòng quan tâm và hướng dẫn tận tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi để Em có thể hoàn thành tốt nội dung Luận văn.
Xin cảm ơn Cha, Mẹ đã động viên Con trong suốt thời gian qua, giúp Con hiểu lẽ phải, sống có động lực vì những lý tưởng cao cả, vì những điều tốt đẹp nhất. Xin cảm ơn tất cả các Bạn bè trong và ngoài lớp đã động viên, khích lệ trong quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện Luận văn này. Thành phố Hồ Chí Minh Ngày 07 tháng 04 năm 2013 MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài………………………………………………………………i Lý lịch cá nhân …………………………………………………………………….ii Lời cam đoan…. iii Lời cảm tạ .iv Bảng danh sách các chữ viết tắt.ix Danh sách các hình .xi Danh sách các bảng.xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .1 Tổng quan về hƣớng nghiên cứu .2 Tính cấp thiết của đề tài .3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .4 Mục đích nghiên cứu, khách thể và đối tƣợng nghiên cứu.5 Nhiệm vụ của đề tài và phạm vi nghiên cứu.6 Phƣơng pháp nghiên cứu .7 Cấu trúc của luận văn .5 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Giới thiệu chƣơng. Tổng quan các công nghệ chuyển mạch hiện tại .1 Sơ lƣợc về các công nghệ mạng lõi Internet .1 Mạng lõi dùng router.2 Mạng lõi dùng switch.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS .3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (G-MPLS) .1 Sự phát triển của GMPLS trong IETF .2 Một số khái niệm trong GMPLS .1 Nhãn trong GMPLS .2 Loại chuyển mạch .3 Đƣờng chuyển mạch nhãn (LSP).4 Báo hiệu gán địa chỉ .5 Nhãn và tài nguyên .6 Giao diện LSR .7 Phiên, đƣờng hầm và LSP .8 Kỹ thuật điều khiển phân tán trong GMPLS .4 Sơ lƣợc về bộ giao thức trong GMPLS .1 Các chức năng mặt phẳng điều khiển .2 Giao thức định tuyến trong GMPLS .2 Mở rộng giao thức định tuyến .3 Giao thức báo hiệu trong GMPLS .2 Mở rộng giao thức báo hiệu .4 Giao thức quản lý liên kết LMP trong GMPLS .5 Sự khác nhau giữa MPLS và GMPLS .6 Kết luận chƣơng .26 CHƢƠNG 3: GMPLS VÀ QUẢN LÝ LƢU LƢỢNG.1 Giới thiệu chƣơng. Khái niệm về kỹ thuật lƣu lƣợng .3 Quản lý lƣu lƣợng trong mạng IP/MPLS. Quản lý lƣu lƣợng trong mạng truyền dẫn .5 Quản lý lƣu lƣợng trong GMPLS .1 Các đặc tính của liên kết TE trong GMPLS .2 Cách thức quản lý lƣu lƣợng trong GMPLS .3 Các Vùng quản lý lƣu lƣợng và các Lớp chuyển mạch trong GMPLS .4 Mặt phẳng điều khiển trong GMPLS .6 Bộ giao thức GMPLS với quản lý lƣu lƣợng .1 Giao thức định tuyến OSPF mở rộng .1 Phân cấp đƣờng chuyển mạch nhãn LSP .2 Các liên kết không đánh số.4 Quảng bá liên kết TE .2 Giao thức báo hiệu RSVP-TE mở rộng .1 Cách thức thiết lập và quản lý LSP trong RSVP-TE .2 Báo hiệu thiết lập nhãn trong RSVP-TE mở rộng.3 Giao thức quản lý đƣờng kết nối – LMP .1 Đƣờng kết nối TE trong GMPLS.2 Các loại đƣờng liên kết dữ liệu .3 Các chức năng của LMP .4 Quản lý kênh điều khiển .5 Sự tƣơng quan thuộc tính đƣờng kết nối .6 Xác nhận kết nối .7 Kết luận chƣơng .58 CHƢƠNG 4:BẢO VỆ VÀ KHÔI PHỤC DỊCH VỤ TRONG GMPLS .1 Giới thiệu chƣơng .2 Bảo vệ và phục hồi dịch vụ trong GMPLS .1 Phục hồi mức liên kết .1 Mô hình đơn hƣớng dùng riêng 1+1.2 Mô hình song hƣớng dùng riêng 1+1 .3 Mô hình dùng riêng 1:1 với lƣu lƣợng ngoài .4 Mô hình chia sẻ M:N .5 Mô hình bảo vệ nâng cao.2 Phục hồi mức đƣờng .1 Miền phục hồi đƣờng .2 Phục hồi đƣờng đầu cuối - đến - đầu cuối .3 Phục hồi chặng (nội bộ) .3 Kết luận chƣơng .68 CHƢƠNG 5: CÁC MÔ HÌNH DỊCH VỤ GMPLS VÀ ỨNG DỤNG .1 Giới thiệu chƣơng.2 Các mô hình dịch vụ GMPLS.1 Mô hình ngang hàng (Peer model).2 Mô hình phủ lấp (Overlay model).3 Mô hình lai ghép (Hybrid Model).3 Mạng quang ASON .1 Sự phát triển của ASON trong ITU-T.2 Sự kết hợp cấu trúc ASON của ITU-T và bộ giao thức GMPLS của IETF .3 Cấu trúc vật lý hệ thống ASON.4 Các điểm tham chiếu giao diện mạng ASON.5 Phân lớp hệ thống mạng ASON.6 Cấu trúc node ASON.7 Các loại kết nối và liên kết trong ASON.8 Hoạt động của mạng quang với nền điều khiển GMPLS.9 Hoạt động của giao thức LMP trong ASON/GMPLS.10 Hoạt động của giao thức OSPF-TE trong ASON/GMPLS.11 Hoạt động của giao thức RSVP-TE trong ASON/GMPLS.4 Ứng dụng GMPLS của một số hãng.1 Giải pháp S-GMPLS của Cisco.2 Giải pháp CORE NODE của Alcatel.5 Mạng thông tin Quân sự và khả năng áp dụng GMPLS.1 Tổ chức mạng.2 Cấu trúc mạng hiện tại và hƣớng phát triển trong tƣơng lai.3 Đề xuất giải pháp ứng dụng GMPLS vào mạng truyền tải quang hiện tại.4 Một số khó khăn cần cân nhắc khi triển khai GMPLS.5 Hiệu quả sử dụng tài nguyên của mạng quang ASON/GMPLS.
Kết luận chƣơng .93 CHƢƠNG VI: MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MẠNG QUANG DWDM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GMPLS .1 Giới thiệu chƣơng .2 Đánh giá dựa trên kết quả mô phỏng .1 Thông lƣợng mạng (through put) .2 Hiệu suất sử dụng bƣớc sóng .3 Độ trễ truyền dẫn trung bình (delay) .4 độ biến thiên trễ (Jitter) .5 Lƣu đồ giải thuật tính toán các thông số QoS .1 Lựa chọn phần mềm mô phỏng .2 Mô hình và kịch bản mô phỏng .3 Kết quả mô phỏng và đánh giá .4 Kết luận chƣơng .107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.108 TÀI LIỆU THAM KHẢO .110 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt APS Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ AS Autonomous System Hệ thống tự trị ATM Asynchronous Transfer Mode Kiểu truyền tải không đồng bộ ADSL Asymmetric Digital Subscriber Đƣờng dây thuê bao số bất đối xứng Line ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền khơng đồng bộ ASON Automatic Switched Optical Mạng quang chuyển mạch tự động Network BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng nối biên BLSR Bi-directional Line Switched Ring Vùng chuyển mạch đƣờng dây 2 chiều CoS Class of Service Lớp dịch vụ CE Customer Edge Thiết bị đặt tại biên mạng ngƣời dùng (khách hàng) CR-LDP Constraint-Based Routing/Label Giao thức phân phối nhãn/định tuyến Distribution Protocol có điều kiện Diffserv Differentiated Services Model Kiểu dịch vụ phân biệt DWDM Dense Wavelength Division Ghép kênh theo bƣớc sóng mật độ Multiplexing cao ER Explicit Route Tuyến tƣờng minh ERB Explicit Routing Table Bảng định tuyến tƣờng minh FEC Forward Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng GMPLS Generalized Multi Protocol Label Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng Switch quát GVSI Generalized Virtual Switching Đối tƣợng chuyển mạch ảo đƣợc Instance tổng quát hóa GVPN Generalized VPN Mạng riêng ảo tổng quát hóa IETF Internet Engineering Task Force Một tổ chức quản lý kỹ thuật Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng kết nối nội vùng IP Internet Protocol Giao thức liên mạng ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunications Hiệp hội viễn thơng quốc tế Union LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LFIB Label Fowarding Information Cơ sở dữ liệu thơng tin chuyển tiếp Database nhãn LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý tuyến (liên kết) LER Label Edge Router Bộ định tuyến biên nhãn LSD Link State Database Cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết LSR Lable Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ix LSP Label Switched Path Đƣờng chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn MPLS MultiProtocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng NNI Network-to-Network Interface Giao diện mạng - mạng NHLFE Next Hop Label Forwarding Entry Mục chuyển tiếp nhãn tiếp theo NS Network Simulator Bộ mô phỏng mạng MNS MPLS Network Simulator Bộ mô phỏng mạng MPLS OIF Optical Interworking Forum Diễn đàn mạng liên kết quang OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến tìm đƣờng ngắn nhất OTN Optical Transport Network Mạng truyền dẫn quang OXC Optical (WDM) Cross-Connect Nối chéo quang PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Truyền dẫn số cận đồng bộ PE Provider Edge Thiết bị đặt tại biên mạng nhà cung cấp QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức báo hiệu thiết lập tài nguyên RWA Routing and Wavelength Định tuyến và gán bƣớc sĩng quang Assignment SDH Synchronous Digital Hierarchy Truyền dẫn đồng bộ SLA Service Level Agreement Quản lý cấp độ dịch vụ SPT Shortest Path Tree Cây đƣờng ngắn nhất SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ SPF Shortest Path First Đƣờng ngắn nhất trƣớc tiên SRLG Shared Risk Link Group Nhóm kết nối có cùng nguy cơ TDM Time Domain Multiplexing Ghép kênh theo thời gian TE Traffic Engineering Quản lý lƣu lƣợng TED Traffic Engineering Database Cơ sở dữ liệu quản lý lƣu lƣợng TTL Time-To-Live Thời gian tồn tại TLV Type Length Value Kiểu, chiều dài, UNI User-Network Interface Giao diện ngƣời dùng – mạng UNI-C UNI Client Node mạng khách hàng có giao diện UNI UNI-N UNI Network Node Node mạng nhà cung cấp dịch vụ có giao diện UNI VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng x DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Các hệ thống tự trị trong Internet .2: Mô hình overlay của mạng ATM .3: Sự kết hợp của IP và ATM trong MPLS .4: Mô hình hoạt động mạng MPLS .5: So sánh kỹ thuật chuyển tiếp IP và MPLS .6: Kiến trúc đa dịch vụ của MPLS .7: Khái niệm về Nhãn trong GMPLS .8: Sự phân cấp của LSP.9: Mối quan hệ giữa khả năng chuyển mạch với khu vực .10: Điều khiển và quản lý các phân lớp trong mạng IP/MPLS .11: Mạng GMPLS với kỹ thuật điều khiển phân tán .12: Mạng GMPLS đƣợc điều khiển phân tán và kết hợp nhiều lớp .13: Kỹ thuật truyền tải đa lớp .14: Bộ giao thức trong GMPLS .15: Phân cấp phát chuyển của GMPLS.1: Sơ đồ khối quản lý lƣu lƣợng trong MPLS .2: Các thành phần mạng GMPLS.3: Mạng truyền dẫn đa vùng .4: Liên kết trong GMPLS .5: Định dạng bản tin Opaque LSA (RFC 2370) .