CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHI TIẾT VỀ MẠNG MAN-E VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG MAN-E 1.1 Tìm hiểu chi tiết về mạng MAN-E 1.1 Ethernet và mạng MAN-E Mạng MAN-E là viết tắt của Metropolitan Area Networks – Ethernet (còn gọi tắt là mạng Metro, mạng Metro Ethernet…) nghĩa là mạng đô thị sử dụng công nghệ Ethernet. Có thể coi thời điểm thành lập Metro Ethernet Forum (MEF) năm 2001 là mốc đánh dấu cho sự ra đời của mạng Metro dựa trên nền công nghệ Ethernet. Mục tiêu của MEF là đề xuất ra các mô tả khuyến nghị cho truy nhập đa dịch vụ, cho phép các doanh nghiệp có thể kết nối hệ thống mạng LAN qua hạ tầng mạng cáp quang đô thị. Các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay đã chuyển đổi hệ thống sang cung cấp các dịch vụ băng thông rộng, VPN, các dịch vụ truyền số liệu dựa trên nền Ethernet.
Khách hàng vốn đã quá quen thuộc với công nghệ mạng LAN Ethernet nên các dịch vụ E-LINE, E-LAN của mạng Metro Ethernet sẽ nhanh chóng nhận được sự ủng hộ của người dùng cuối. Sự tiện dụng này có thể nhấn mạnh vào các điểm: - Băng thông lớn và dễ dàng điều chỉnh. Băng thông tới khách hàng có thể từ 10 Mbps cho đến 100 Mbps hoặc Gbps. - Giao diện kết nối RJ45 đã rất phổ biến trong các mạng LAN.
Với nhưng quy định rõ ràng về chuẩn kết nối Ethernet, việc kết nối tới các thiết bị đầu cuối của khách hàng như Router hoặc Switch sẽ rất thuận tiện, đơn giản. Metro là phần đầu tiên mà khách hàng và doanh nghiệp kết nối tới mạng core IP và sau đó kết nối tới Internet, Data Center. Những thực thể mà Metro bao gồm là khu dân cư, khách hàng doanh nghiệp lớn, các doanh nghiệp vừa và nhỏ (hình 1.1: Mạng Metro Ethernet Đến thời điểm hiện tại, Ethernet đã là công nghệ chủ yếu trong các mạng nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phòng trên toàn thế giới và hiện nay đã được dùng ngay cả trong các hộ gia đình để chia sẽ các đường dây truy nhập băng rộng giữa các thiết bị với nhau. Đặc biệt tất cả các máy tính cá nhân đều được kết nối bằng Ehernet và ngày càng nhiều thiết bị truy nhập dùng đến công nghệ này.
Có nhiều lý do để giải thích tại sao Ethernet đã có sự thành công như vậy trong cả các doanh nghiệp lẫn các hộ gia đình: dễ sử dụng, tốc độ cao và giá thiết bị rẻ. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, tốc độ Ethernet đã được cải thiện từ Mbps lên Gbps và 40Gbps. Song song với nó là sự bùng nổ của Internet yêu cầu băng thông truyền tải lưu lượng rất lớn, phương tiện truyền trong mạng Ethernet cũng chuyển dần từ cáp đồng sang cáp quang, và cấu hình cũng đã phát triển từ cấu trúc bus dùng chung lên cấu trúc mạng chuyển mạch. Đây là những nhân tố quan trọng để xây dựng các mạng có dung lượng cao, chất lượng cao, và hiệu suất cao, đáp ứng được những đòi hỏi ngày càng khắt khe của yêu cầu về chất lượng dịch vụ trong môi trường mạng mạng đô thị hay mạng diện rộng đảm bảo kết nối với khách hàng mọi lúc, mọi nơi mọi giao diện.
Doanh thu giảm do cung cấp băng thông với giá thấp hơn cho khách hàng có thể bù lại bằng cách cung cấp thêm các dịch vụ mới. Do vậy MAN-E sẽ tạo ra phương LUẬN VĂN 12 thức để chuyển từ cung cấp các đường truyền có giá cao đến việc cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng qua băng thông tương đối thấp. Xu hướng phát triển công nghệ mạng MAN-E thế hệ mới chủ yếu tập trung vào 5 loại công nghệ chính[4] , đó là: - Next Generation SDH/SONET: SDH/SONET thế hệ mới. - WDM (Wavelength Division Multiplexing): ghép kênh theo bước sóng.
- RPR ( Resilient Packet Ring): vòng Ring gói tự phục hồi. - Ethernet/Giagabit Ethernet (GE). - Chuyển mạch kết nối MPLS. Các công nghệ nói trên này được xây dựng khác nhau cả phạm vi và các phương thức mà chúng sẽ được sử dụng.
Trong một số trường hợp, các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng lại triển khai cùng một công nghệ cho các ứng dụng khác nhau. Các nhà khai thác mạng có xu hướng kết hợp một số loại công nghệ trên cùng một mạng của họ, vì tất cả các công nghệ sẽ đóng góp vào việc đạt được những mục đích chung là: - 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. Trong khuân khổ luận văn này sẽ trình bày về mạng MAN trên công nghệ Ethernet.2 Đặc điểm của mạng MAN-E Dưới đây nêu ra các đặc điểm chính của mạng MAN-E: - Tính dễ sử dụng và chi phí thấp: sự phổ biến và của giao diện Ethernet trên cả thiết bị của khách hàng và cả thiết bị từ phía nhà cung cấp (Router, Switch…), giảm chi phí đầu tư ban đầu. - Tính linh hoạt băng thông: một giao diện Ethernet có thể cung cấp băng thông tối đa của giao diện, hoặc tốc độ từ vài Mbps (tuỳ theo chính sách lưu lượng được áp dụng).
- Tính cung cấp nhanh: triển khai dịch vụ trên nền Ethernet nhanh hơn do giao diện Ethernet có mặt trên mọi thiết bị kết nối và tự động bắt tay kết nối, khi có yêu cầu thay đổi tốc độ của khách hàng thì cũng triển khai nhanh chóng hơn, giảm chi phí vận hành khai thác.2: Mô tả kiến trúc của mạng MAN-E Trên sơ đồ hình 1.2 ta nhận thấy mạng Metro chia ra làm 3 phần: - Metro Access: phần này là phần gần khách hàng nhất, các thiết bị có thể được đặt trong phòng máy của doanh nghiệp. - Metro Egde: phần này tạo thành cấp độ đầu tiên tập trung của Metro. Kết nối của các toà nhà được tập trung ở vùng này vào những đường truyền lớn hơn và đường truyền tải trong Metro hoặc qua WAN. - Metro Core: phần này tạo thành cấp độ thứ 2 của phần tập trung nơi nhiều biên được tập trung vào trong Core.
Các Core được nối với nhau thành Core Metro nơi lưu lượng được kiểm tra khi qua WAN. Một vài thuật ngữ có thể thay đổi tùy theo mô hình, trong nhiều trường hợp chỉ có một cấp độ Aggregation (lớp tập hợp), từ các kết nối tòa nhà được tập trung ở một nơi và tiếp theo là tới các Router vùng Core. Một vài dịch vụ tiêu biểu của Metro: - Dịch vụ kết nối Internet. - Dịch vụ mạng LAN-to-LAN.
- Dịch vụ VPN lớp 2 (VPN layer 2). - Truy cập tài nguyên từ xa. - Storage Area Networks (SANs). - Dịch vụ truyền tải Metro.
- Dịch vụ điện thoại trên nền IP (VoIP). LUẬN VĂN 14 Metro Ethernet là thị trường rất sôi động với những lý do sau: - Sự phát triển về lưu lượng và kết nối băng rộng: có lẽ thách thức lớn nhất trong lĩnh vực mạng MAN-E chính là sự tăng trưởng theo hàm mũ và lưu lượng đi qua mạng mà chủ yếu là sự phát triển bùng nổ của dịch vụ truy cập Internet với vai trò là phương tiện thông tin toàn cầu sử dụng rộng rãi bởi các cá nhân và các doanh nghiệp cho các mục đích nghiên cứu, kinh doanh và giải trí. - Sự tăng lên của nhu cầu về băng thông: bên cạnh sự xuất hiện của hàng triệu khách hàng mới thì bản chất của các ứng dụng trao đổi dữ liệu qua mạng Internet là ngày càng đòi hỏi lượng băng thông lớn vì Internet đã trở thành một môi trường trực quan trao đổi thông tin một cách sinh động và khái niệm đa phương tiện đã trở lên quen thuộc. Đối với người sử dụng, sự xuất hiện của kết nối băng rộng bằng các hình thức kết nối với mạng cung cấp dịch vụ qua các tiện ích truyền dẫn cáp quang hoặc cáp đồng cho phép tốc độ truy cập cao đáp ứng nhu cầu trao đổi lưu lượng với cường độ lớn của người sử dụng.
- Sự xuất hiện của các dịch vụ mới: sự đa dạng của các loại hình dịch vụ, xu hướng tích hợp dịch vụ để truyền trên một cơ sở hạ tầng 9 mạng duy nhất cũng là những yếu tố chính thúc đẩy sự phát triển của mạng MAN-E. Với xu hướng phát triển mạng hiện nay, mạng cung cấp dịch vụ trên cơ sở mạng MAN-E có thể sẽ ngày càng mở rộng. MAN-E đã và vẫn là mảnh đất tiềm năng đối với các nhà khai thác và cung cấp mạng, đặc biệt ở các thị trường đang phát triển như Việt Nam. Rất nhiều nhà cung cấp cơ sở hạ tầng đang triển khai các công nghệ mới nhằm giải quyết những vấn đề của nhà khai thác và những nhu cầu của khách hàng.
Việc xây dựng mạng MAN-E dựa trên cơ sở các công nghệ truyền thống không có khả năng cung cấp dịch vụ, băng thông cho khách hàng một cách đa dạng, linh hoạt và mềm dẻo cũng như không đáp ứng được những yêu cầu về hiệu suất khai thác và tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng như nhà khai thác mạng mong muốn.3 Các tính năng của mạng MAN-E Khách hàng được kết nối đến MAN-E sử dụng các giao diện thích hợp với Ethernet thay vì phải qua nhiều giai đoạn biến đổi từ lưu lượng ATM, SONET/SDH và ngược lại. Bằng cách này không chỉ loại bỏ được sự phức tạp mà còn làm cho quá trình cung cấp đơn giản đi rất nhiều. Mô hình Metro hình thành từ qúa trình cung cấp LUẬN VĂN 15 các ống băng thông (tunnel giữa các node và khách hàng đầu cuối để cung cấp các mạng LAN ảo (VLAN) và các mạng riêng ảo (VPN) dựa trên mức thoả thuận dịch vụ SLA). Trong trường hợp này, các vấn đề đã được đơn giản hoá đi rất nhiều cho cả khách hàng lẫn nhà khai thác.
Khách hàng không cần phải chia cắt lưu lượng và định tuyến chúng đến các đường phù hợp để đến đúng các node đích nữa. Thay vì tạo ra rất nhiều chùm đường truyền giữa các node, ở đây chỉ cần tạo ra băng thông dựa theo SLA mà bao hàm được nhu cầu của khách hàng tại mỗi node. Nói cách khác, cung cấp các kết nối không còn là vấn đề thiết yếu đối với nhà cung cấp mạng nữa do đó họ có điều kiện để tập trung vào việc tạo ra các dịch vụ giá trị gia tăng. Bằng việc mở rộng mạng LAN vào mạng MAN-E sử dụng kết nối có băng thông lớn hơn, sẽ không còn sự khác biệt giữa các server của mạng với các router được đặt tại thiết bị của khách hàng nữa.