Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ GMPLS vào mạng NGN Việt Nam

Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu ứng dụng công nghệ GMPLS vào mạng NGN Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả và phát triển hạ tầng mạng.

• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Cảnh
• Trường học: Đại học công nghệ
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ GMPLS Trong Mạng NGN Việt Nam
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG I: CHUYỂN MẠCH NHÁN ĐA GIAO THỨC MPLS
• 1.1. Tổng quan về công nghệ MPLS
• 1.2. MPLS và mô hình tham chiếu
• 1.3. Các khái niệm cơ bản trong MPLS
• 1.4. Mã hóa nhãn và các chữ để đánh giá nhãn MPLS
• 1.5. Cấu trúc chức năng MPLS
• 1.6. Hoạt động chuyển tiếp MPLS
• 2. CHƯƠNG II: CHUYỂN MẠCH NHÁN ĐA GIAO THỨC TỔNG QUÁT GMPLS
• 2.1. Giới thiệu về công nghệ GMPLS
• 2.2. Thiết lập LSP trong mạng GMPLS
• 2.3. Bảo hiệu trong mạng GMPLS
• 2.3.1. Nhãn tổng quát
• 2.3.2. LSP hai chiều
• 2.4. Mô riêng các giao thức trong mạng GMPLS
• 2.4.1. Giao thức RSVP-TE
• 2.4.2. Giao thức CR-LDP
• 2.4.3. Giao thức OSPF-TE, IS-IS-TE
• 2.4.4. Giao thức LMP (Link Management Protocol)
• 2.5. Công nghệ GMPLS cho quản lý điều khiển chuyển tiếp SDH
• 2.5.1. Các tham số lưu lượng SDH
• 2.5.2. Điều khiển, quản lý SDH trong giao thức RSVP-TE
• 2.5.3. Điều khiển, quản lý SDH trong giao thức LDP CR
• 3. CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GMPLS VÀO MẠNG NGN VIỆT NAM
• 3.1. Nhu cầu áp dụng công nghệ GMPLS cho mạng NGN Việt Nam
• 3.2. Kinh nghiệm áp dụng công nghệ GMPLS của các nước
• 3.2.1. Dự án MUPBED của Châu Âu
• 3.2.2. Dự án KDDI của Nhật Bản
• 3.3. Ứng dụng công nghệ GMPLS trong mạng NGN Việt Nam
• 3.3.1. Xây dựng mạng GMPLS lõi trục
• 3.3.2. Xây dựng mạng GMPLS trong mạng biên
• 3.3.3. Xây dựng mạng GMPLS tầng
• 3.3.4. Lễ trình triển khai xây dựng mạng GMPLS
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ GMPLS trong mạng NGN Việt Nam

Công nghệ GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) đang trở thành một phần quan trọng trong việc phát triển mạng NGN (Next Generation Network) tại Việt Nam. GMPLS không chỉ giúp tối ưu hóa việc quản lý mạng mà còn nâng cao hiệu suất truyền tải dữ liệu. Việc áp dụng GMPLS trong mạng NGN Việt Nam hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích, từ việc cải thiện chất lượng dịch vụ đến việc giảm thiểu chi phí vận hành.

1.1. Định nghĩa và vai trò của GMPLS

GMPLS là một công nghệ cho phép quản lý và điều khiển các tài nguyên mạng một cách hiệu quả. Nó hỗ trợ nhiều loại giao thức và công nghệ mạng khác nhau, từ mạng quang đến mạng IP, giúp tối ưu hóa việc chuyển mạch và quản lý băng thông.

1.2. Lợi ích của GMPLS trong mạng NGN

Việc áp dụng GMPLS trong mạng NGN mang lại nhiều lợi ích như tăng cường khả năng mở rộng, cải thiện chất lượng dịch vụ và giảm thiểu độ trễ. Điều này giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về băng thông và tốc độ truyền tải dữ liệu.

II. Thách thức trong việc triển khai GMPLS tại Việt Nam

Mặc dù GMPLS mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai công nghệ này tại Việt Nam cũng gặp phải không ít thách thức. Các vấn đề như hạ tầng mạng chưa đồng bộ, thiếu nguồn nhân lực có chuyên môn cao và chi phí đầu tư ban đầu lớn là những rào cản chính.

2.1. Hạ tầng mạng chưa đồng bộ

Hạ tầng mạng hiện tại của Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế, đặc biệt là trong việc tích hợp các công nghệ mới như GMPLS. Điều này gây khó khăn trong việc triển khai và tối ưu hóa mạng.

2.2. Thiếu nguồn nhân lực chuyên môn

Việc thiếu hụt nguồn nhân lực có chuyên môn về GMPLS và các công nghệ liên quan là một thách thức lớn. Điều này ảnh hưởng đến khả năng triển khai và bảo trì hệ thống mạng một cách hiệu quả.

III. Phương pháp triển khai GMPLS hiệu quả trong mạng NGN

Để triển khai GMPLS một cách hiệu quả trong mạng NGN, cần áp dụng một số phương pháp và chiến lược cụ thể. Việc đào tạo nguồn nhân lực, đầu tư vào hạ tầng mạng và hợp tác quốc tế là những yếu tố quan trọng.

3.1. Đào tạo nguồn nhân lực

Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực là yếu tố then chốt để đảm bảo sự thành công của việc triển khai GMPLS. Các chương trình đào tạo chuyên sâu về công nghệ mạng sẽ giúp nâng cao kỹ năng cho nhân viên.

3.2. Đầu tư vào hạ tầng mạng

Đầu tư vào hạ tầng mạng hiện đại và đồng bộ là cần thiết để hỗ trợ việc triển khai GMPLS. Việc nâng cấp các thiết bị mạng và cải thiện khả năng kết nối sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của GMPLS trong mạng NGN Việt Nam

GMPLS đã được áp dụng thành công trong một số dự án mạng NGN tại Việt Nam, mang lại những kết quả tích cực. Các ứng dụng này không chỉ cải thiện hiệu suất mạng mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng.

4.1. Dự án MUPBED tại Việt Nam

Dự án MUPBED đã áp dụng GMPLS để tối ưu hóa việc quản lý băng thông và cải thiện chất lượng dịch vụ. Kết quả cho thấy sự gia tăng đáng kể về hiệu suất mạng.

4.2. Kinh nghiệm từ Nhật Bản và Hàn Quốc

Việt Nam có thể học hỏi từ kinh nghiệm triển khai GMPLS của Nhật Bản và Hàn Quốc. Những bài học này sẽ giúp rút ngắn thời gian triển khai và tối ưu hóa chi phí.

V. Kết luận và tương lai của GMPLS trong mạng NGN Việt Nam

GMPLS có tiềm năng lớn trong việc phát triển mạng NGN tại Việt Nam. Với những lợi ích mà công nghệ này mang lại, việc đầu tư và triển khai GMPLS sẽ là một bước đi quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ mạng.

5.1. Tương lai của GMPLS tại Việt Nam

Tương lai của GMPLS tại Việt Nam rất hứa hẹn, với sự phát triển không ngừng của công nghệ và nhu cầu ngày càng cao về dịch vụ mạng. Việc áp dụng GMPLS sẽ giúp Việt Nam bắt kịp xu hướng công nghệ toàn cầu.

5.2. Khuyến nghị cho các nhà quản lý

Các nhà quản lý cần xem xét việc đầu tư vào công nghệ GMPLS và phát triển nguồn nhân lực để đảm bảo sự thành công của việc triển khai. Hợp tác quốc tế cũng là một yếu tố quan trọng để học hỏi và áp dụng các công nghệ tiên tiến.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh lưu lượng dữ liệu mạng viễn thông toàn cầu bùng nổ với tốc độ tăng trưởng hơn 50% mỗi năm vào những năm 2000, hạ tầng mạng thế hệ sau (NGN) tại Việt Nam phải đối mặt với áp lực chuyển dịch mạnh mẽ từ kiến trúc chuyển mạch kênh truyền thống sang môi trường tích hợp đa dịch vụ IP/MPLS và mạng truyền tải quang tự động. Mạng viễn thông hiện hữu thời điểm năm 2008 tồn tại sự đan xen phức tạp giữa nhiều công nghệ phân tán như SDH chuẩn STM-16 (tốc độ 2,5 Gbps), STM-64 (tốc độ 10 Gbps), ATM và IP. Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự thiếu hụt một mặt phẳng điều khiển đồng nhất xuyên suốt giữa lớp chuyển mạch gói và lớp truyền tải quang, dẫn đến hiệu suất khai thác băng thông chỉ đạt khoảng 45% đến 55% công suất thiết kế, đồng thời làm gia tăng đáng kể độ trễ cấu hình dịch vụ đầu cuối - đầu cuối.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là phân tích bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS), đánh giá tính tương thích và đề xuất giải pháp ứng dụng thực tiễn vào mạng đường trục và mạng vùng đô thị NGN Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hạ tầng mạng lõi viễn thông quốc gia do Tập đoàn VNPT và các nhà mạng lớn vận hành, đặt trong khung thời gian chuyển đổi chiến lược từ năm 2008 đến năm 2015. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình được lượng hóa thông qua khả năng tối ưu hóa băng thông truyền dẫn đạt trên 85%, giảm thiểu độ trễ báo hiệu thiết lập đường dẫn LSP xuống dưới 50 mili-giây, và cung cấp cơ sở thiết kế giúp tiết kiệm từ 20% đến 30% chi phí đầu tư hạ tầng mạng mới.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết chuyển mạch gói nâng cao và kiến trúc mạng quang thông minh ASON/GMPLS do tổ chức IETF chuẩn hóa. Ba khung lý thuyết và mô hình cốt lõi được áp dụng bao gồm: lý thuyết chuyển mạch nhãn MPLS (RFC 3031, RFC 3036), mô hình điều khiển định tuyến kỹ thuật lưu lượng phân tán (Traffic Engineering - TE) và kiến trúc mặt phẳng điều khiển hợp nhất GMPLS (RFC 3945). Trong cấu trúc MPLS, nhãn được đóng gói với độ dài cố định 32 bit, bao gồm 20 bit giá trị nhãn đại diện cho hơn 1.000.000 giá trị định danh, 3 bit trường EXP phục vụ chất lượng dịch vụ QoS, 1 bit Bottom of Stack và 8 bit Time-to-Live ngăn ngừa vòng lặp định tuyến.

GMPLS mở rộng toàn diện khái niệm chuyển nhãn để bao quát 5 lớp chuyển mạch vật lý không đồng nhất: chuyển mạch gói (PSC), chuyển mạch lớp 2 (L2SC), chuyển mạch phân chia thời gian (TDMC trên luồng SDH/SONET), chuyển mạch bước sóng (LSC trên WDM) và chuyển mạch sợi quang (FSC trên hệ thống OXC). Các giao thức báo hiệu then chốt như RSVP-TE (RFC 3209) và CR-LDP cùng các giao thức định tuyến OSPF-TE, IS-IS-TE kết hợp với giao thức quản lý liên kết LMP (Link Management Protocol) đóng vai trò then chốt trong việc tự động hóa thiết lập đường dẫn LSP hai chiều và phục hồi lỗi mạng nhanh chóng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tích hợp phương pháp phân tích định lượng kỹ thuật mạng kết hợp nghiên cứu trường hợp điển hình (case-study) quốc tế. Nguồn dữ liệu sơ cấp và thứ cấp được thu thập từ báo cáo kỹ thuật hạ tầng mạng truyền tải viễn thông giai đoạn 2005-2008, kết hợp tài liệu thử nghiệm từ 2 dự án thực nghiệm quy mô lớn là dự án MUPBED của Châu Âu (khảo sát trên 5 vùng mạng thử nghiệm quang) và mạng GMPLS của KDDI Nhật Bản. Cỡ mẫu nghiên cứu được xác lập bao gồm 15 nút mạng lõi đại diện cho các trung tâm trung chuyển viễn thông trọng yếu tại 3 khu vực kinh tế: Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh.

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích (purposive sampling) được áp dụng nhằm tập trung vào các nút mạng đường trục có lưu lượng tải cao và độ phức tạp cao về mặt thiết bị phần cứng (DCS, OXC, Core Router). Phương pháp phân tích mô phỏng định tuyến cưỡng bức CSPF (Constrained Shortest Path First) và đối sánh kiến trúc được lựa chọn vì tính chính xác cao trong việc đánh giá hiệu năng phân bổ băng thông, độ trễ và khả năng tương thích với hạ tầng viễn thông hiện có tại Việt Nam trong khung thời gian 12 tháng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu chỉ ra rằng việc nâng cấp từ cơ chế chuyển tiếp IP truyền thống sang cơ chế chuyển mạch nhãn GMPLS loại bỏ hoàn toàn quá trình tra cứu bảng định tuyến dài nhất (Longest Prefix Match) tại từng chặng trung gian, rút ngắn thời gian xử lý gói tin từ mức 12-15 micro-giây xuống chỉ còn dưới 2 micro-giây thông qua cấu trúc vi mạch ASIC chuyên dụng.

Thứ hai, thử nghiệm thuật toán định tuyến ràng buộc (CSPF) trên các luồng lưu lượng mẫu phân bổ 600 Kbps, 500 Kbps và 200 Kbps qua cấu trúc topology gồm 8 router cho thấy hệ thống tự động tối ưu hóa tài nguyên mạng: luồng ưu tiên 600 Kbps chiếm 60% băng thông của tuyến ngắn nhất, trong khi luồng 500 Kbps được tự động điều hướng sang tuyến phụ nhằm tránh nghẽn mạch, giúp hiệu suất sử dụng liên kết tổng thể tăng từ 58% lên 89%.

Thứ ba, phân tích so sánh ba mô hình triển khai mạng đường trục (mô hình chồng lấn Overlay, mô hình ngang hàng Peer-to-Peer, và mô hình lai ghép Hybrid) chứng minh mô hình lai ghép là giải pháp khả thi nhất cho Việt Nam: mô hình này bảo đảm tính bảo mật giữa miền IP và miền quang độc lập, đồng thời giảm chi phí quản lý vận hành tới 28% so với mô hình ngang hàng thuần túy.

Thảo luận kết quả

Kết quả đạt được có thể được biểu diễn trực quan thông qua bảng ma trận so sánh hiệu năng các giao thức báo hiệu và sơ đồ phân cấp đường chuyển mạch nhãn LSP (hình thành đường hầm quang STM-64 làm vỏ bọc cho các luồng STM-16 và lưu lượng IP). Nguyên nhân chính giúp GMPLS vượt trội so với MPLS cổ điển nằm ở khả năng hợp nhất mặt phẳng điều khiển cho cả môi trường không dùng gói (như bước sóng quang và khe thời gian TDM), khắc phục triệt để nhược điểm phân mảnh hạ tầng.

Khi đối chiếu với kết quả thử nghiệm thực tế từ dự án MUPBED Châu Âu và dự án thương mại KDDI Nhật Bản, các chỉ số về thời gian khôi phục mạng khi có sự cố đứt cáp quang với giao thức LMP đạt mức dưới 50 mili-giây, đáp ứng hoàn hảo tiêu chuẩn bảo vệ 1:1 cấp viễn thông quốc tế. Phát hiện này khẳng định tính tương thích vượt trội của GMPLS khi áp dụng trên nền hệ thống truyền dẫn SDH vòng Ring hiện hữu tại Việt Nam mà không đòi hỏi phải thay thế toàn bộ thiết bị phần cứng lớp vật lý.

Đề xuất và khuyến nghị

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, 4 nhóm giải pháp chiến lược kèm lộ trình triển khai chi tiết được đề xuất cho các nhà khai thác viễn thông Việt Nam:

1. Thiết lập mặt phẳng điều khiển GMPLS đường trục theo mô hình lai ghép (Hybrid): Tập đoàn VNPT và các nhà mạng cần nhanh chóng triển khai tích hợp giao thức RSVP-TE mở rộng và LMP trên toàn bộ 100% các thiết bị chuyển mạch quang OXC và thiết bị kết nối chéo kỹ thuật số DCS ở mạng lõi đường trục. Mục tiêu đạt tỷ lệ tự động hóa cấu hình tuyến cáp quang đạt 95%, hoàn thành trong giai đoạn 2 năm đầu tiên.
2. Tối ưu hóa báo hiệu giảm tải Overhead theo chuẩn RFC 2961: Áp dụng cơ chế bó gọn bản tin và bản tin tóm tắt (Summary Refresh) nhằm kéo dài chu kỳ làm tươi trạng thái mềm từ mức 30 giây lên 120 giây. Giải pháp này do bộ phận kỹ thuật vận hành mạng thực hiện, giúp giảm thiểu 40% tải xử lý báo hiệu của bộ vi xử lý router tại các nút trung chuyển có lưu lượng trên 10 Gbps.
3. Hiện đại hóa mạng phân phối vùng Metro bằng giải pháp ghép kênh phân cấp LSP: Tiến hành đóng gói đa tầng các luồng lưu lượng nhỏ vào các đường hầm bước sóng quang dung lượng cao STM-64 (10 Gbps) kết nối liên tỉnh. Ban quản lý dự án mạng đặt mục tiêu tiết kiệm 30% cổng giao tiếp vật lý đắt tiền trên các bộ định tuyến biên LER trong vòng 18 tháng.
4. Xây dựng quy chuẩn chuyển đổi lộ trình 3 giai đoạn: Bộ Thông tin và Truyền thông cùng các doanh nghiệp viễn thông ban hành khung tiêu chuẩn kỹ thuật thống nhất, thực hiện chuyển đổi từng bước: Giai đoạn 1 (duy trì IP/MPLS vùng biên và GMPLS lõi đường trục), Giai đoạn 2 (mở rộng GMPLS xuống mạng phân phối đô thị), Giai đoạn 3 (toàn diện hóa kiến trúc thuần GMPLS) trong tầm nhìn 5 đến 7 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn chuyên sâu cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

• Kỹ sư quy hoạch và thiết kế mạng viễn thông tại các ISP và Telco (VNPT, Viettel, MobiFone): Cung cấp giải pháp kỹ thuật chi tiết để tối ưu hóa lưu lượng đa lớp, cấu hình giao thức báo hiệu RSVP-TE/LMP và xây dựng các đường hầm LSP đa cấp, giúp giảm từ 20% đến 30% chi phí đầu tư thiết bị (CAPEX) trong các dự án mở rộng mạng lõi.
• Chuyên viên vận hành và quản trị hệ thống mạng NGN/IP Core: Hỗ trợ bộ công cụ phân tích sự cố, cơ chế phát hiện lỗi liên kết nhanh dưới 50 mili-giây và kỹ thuật định tuyến cưỡng bức CSPF nhằm quản trị hiệu quả hơn 100 nút mạng phân tán mà không gây gián đoạn dịch vụ thoại hay truyền hình IPTV.
• Nhà hoạch định chiến lược và quản lý hạ tầng số: Cung cấp tài liệu tham khảo thực chứng từ các bài học quốc tế (dự án MUPBED Châu Âu và mạng KDDI Nhật Bản), hỗ trợ đưa ra quyết định đầu tư công nghệ chính xác với bài toán bảo toàn vốn cho hạ tầng mạng SDH/WDM sẵn có.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Điện tử Viễn thông: Là nguồn tài liệu học thuật toàn diện, hệ thống hóa đầy đủ cấu trúc bản tin, giao thức và các tiêu chuẩn RFC của IETF, phục vụ đắc lực cho việc phát triển các đề tài nghiên cứu về mạng quang thế hệ mới, tối ưu hóa lưu lượng và mạng điều khiển bằng phần mềm (SDN).

Câu hỏi thường gặp

1. Điểm khác biệt cốt lõi giữa công nghệ MPLS truyền thống và GMPLS là gì?
MPLS chỉ hoạt động trên các giao diện chuyển mạch gói (PSC) bằng cách chèn tiêu đề Shim Header 32 bit. Ngược lại, GMPLS mở rộng mặt phẳng điều khiển để quản lý thống nhất 5 loại giao diện vật lý khác nhau bao gồm cả mạng ghép kênh theo thời gian SDH (TDMC) và mạng bước sóng quang (LSC), cho phép thiết lập kết nối xuyên suốt đa miền không đồng nhất.

2. Làm thế nào để giải quyết vấn đề quá tải bản tin làm tươi (Refresh Overhead) trong giao thức RSVP-TE?
Giao thức RSVP-TE định kỳ phát lại bản tin mỗi 30 giây để duy trì trạng thái mềm. Khi số lượng LSP vượt quá 10.000 đường dẫn, hệ thống áp dụng chuẩn RFC 2961 bổ sung bản tin tóm tắt Summary Refresh và xác nhận tin cậy, giúp giảm trên 40% lưu lượng điều khiển và giảm tải áp lực xử lý của CPU nút mạng.

3. Tại sao mạng viễn thông Việt Nam nên chọn mô hình lai ghép (Hybrid) khi triển khai GMPLS đường trục?
Mô hình lai ghép kết hợp ưu điểm của mô hình chồng lấn và mô hình ngang hàng. Nó cho phép các bộ định tuyến IP trao đổi thông tin cấu trúc mạng quang ở mức vừa đủ để tự động tính toán tuyến đường ràng buộc, đồng thời vẫn bảo vệ tính độc lập và bảo mật thông tin nội bộ giữa hai nhà quản trị mạng riêng biệt.

4. Giao thức quản lý liên kết LMP (Link Management Protocol) đóng vai trò gì trong mạng GMPLS?
LMP chạy trên giao thức IP để duy trì và giám sát độ khả dụng của các liên kết truyền tải dữ liệu trực tiếp giữa 2 nút lân cận. Giao thức này đảm nhận việc đồng bộ tham số đường truyền và cô lập vị trí lỗi sợi quang cực nhanh với thời gian phản hồi dưới 50 mili-giây, hỗ trợ đắc lực cho cơ chế tự phục hồi mạng.

5. Việc triển khai GMPLS có đòi hỏi phải thay thế toàn bộ thiết bị truyền dẫn SDH hiện tại không?
Không. GMPLS cho phép kế thừa tối đa hạ tầng phần cứng SDH hiện hữu như thiết bị ghép kênh vòng STM-16 và STM-64. Nhà mạng chỉ cần nâng cấp phần mềm điều khiển hoặc bổ sung bộ điều khiển nhãn ngoài (LSR Control Plane) để tích hợp thiết bị SDH vào mặt phẳng điều khiển chung, tiết kiệm khoảng 35% chi phí đầu tư.

Kết luận

• Thành tựu công nghệ: Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS, chứng minh tính ưu việt của việc hợp nhất mặt phẳng điều khiển đa tầng trong hạ tầng mạng thế hệ sau NGN.
• Giải pháp thực tiễn: Đề xuất mô hình kiến trúc lai ghép (Hybrid) và phương án xếp chồng nhãn phân cấp LSP tối ưu riêng cho điều kiện mạng lưới viễn thông thực tế tại Việt Nam.
• Giá trị kinh tế kỹ thuật: Cung cấp giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng băng thông mạng đường trục từ 58% lên trên 85%, đồng thời giảm thiểu tới 30% chi phí mở rộng hạ tầng truyền dẫn.
• Đóng góp học thuật: Tổng hợp chuẩn hóa các giao thức báo hiệu mở rộng (RSVP-TE, CR-LDP, LMP) và phân tích đối sánh thành công từ hai dự án thử nghiệm quốc tế điển hình là MUPBED Châu Âu và KDDI Nhật Bản.
• Lộ trình và hành động: Khuyến nghị các nhà mạng quốc gia thiết lập kế hoạch chuyển đổi công nghệ 3 giai đoạn trong chu kỳ 3 đến 5 năm tới nhằm hoàn thiện mạng lõi quang tự động hóa hoàn toàn.

Để hiện đại hóa hạ tầng mạng và tối ưu hóa chi phí vận hành trong kỷ nguyên số, các tổ chức và chuyên gia viễn thông hãy tham khảo ngay luận văn thạc sĩ chuyên sâu này nhằm nắm bắt toàn diện giải pháp chuyển đổi GMPLS cho mạng NGN Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

M ôc lôc Trang Ch-¬ng I: ChuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc MPLS.1 Tæng quan vÒ c«ng nghÖ MPLS .1 MPLS vµ m« h×nh tham chiÕu.2 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n trong MPLS .3 M· ho¸ nh·n vµ c¸c chÕ ®é ®ãng gãi nh·n MPLS .4 CÊu tróc chøc n¨ng MPLS .5 Ho¹t ®éng chuyÓn tiÕp MPLS .2 §Þnh tuyÕn vµ b¸o hiÖu MPLS .1 §Þnh tuyÕn trong MPLS .2 C¸c chÕ ®é b¸o hiÖu MPLS .3 C¸c giao thøc ph©n phèi nh·n MPLS.1 Giao thøc LDP (Label Distribution Protocol) .2 Giao thøc CR -LDP (Constrain - Based Routing LDP) .3 Giao thøc RSVP - TE (RSVP- Traffic Engineering).4 Giao thøc BGP (Boder Gateway Protocol) .4 ¦u, nh-îc ®iÓm cña c«ng nghÖ MPLS .1 ¦u ®iÓm cña c«ng nghÖ MPLS .2 Nh-îc ®iÓm cña c«ng nghÖ MPLS .34 Ch-¬ng II: ChuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc tæng qu¸tGMPLS .1 Giíi thiÖu vÒ c«ng nghÖ GMPLS .2 ThiÕt lËp LSP trong m¹ng GMPLS .2 B¸o hiÖu trong m¹ng GMPLS.1 Nh·n tæng qu¸t .2 LSP hai chiÒu .51 Trangiii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Më réng c¸c giao thøc trong m¹ng GMPLS.1 Giao thøc S RVP-TE .2 Giao thøc CR -LDP.3 Giao thøc OSPF -TE, IS-IS-TE .4 Giao thøc LMP (Link Management Protocol) .4 C«ng nghÖ GMPLS cho qu¶n lý ®iÒu khiÓn chuyÓn t¶i SDH .2 C¸c tham sè l-u l-îng SDH.3 §iÒu khiÓn, qu¶n lý SDH trong giao thøc RSVP -TE.4 §iÒu khiÓn, qu¶n lý SDH trong giao thøc-LDP CR. 71 Ch-¬ng III: Nghiªn cøu øng dông GMPLS vµo m¹ng NGN ViÖt Nam.1 Nhu cÇu ¸p dông c«ng nghÖ GMPLS cho m¹ng NGN ViÖt Nam .2 Kinh nghiÖm ¸p dông c«ng nghÖ GMPLS cña c¸c n-íc.1 Dù ¸n MUPBED cña Ch©u ¢u .2 Dù ¸n KDDI cña NhËt B¶n .3 ø ng dông c«ng nghÖ GMPLS trong m¹ng N GN ViÖt Nam.1 X©y dùng m¹ng GMPLS ®-êng trôc .2 X©y dùng m¹ng GMPLS trong m¹ng biªn .3 X©y dùng m¹ng GMPLS tæng.4 Lé tr×nh triÓn khai x©y dùng m¹ng GMPLS .94 Tµi liÖu tham kh¶o. 99 Trangiv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ThuËt ng÷ viÕt t¾t AAL ATM Adaptation Layer AS Autonomous System ASIC Application-Specific Integrated Circuit ASON Automatic Switched Optical Network. ATM Asynchronous Transfer Mode BGP Border Ga teway Protocol CBQ Class Based Queueing CBR Constant Bit Rate CBS Committed Burst Size CCI Connection Control Interface CDR Committed Data Rate CLIP Classical IP CQ Custom Queuing CR Constraint-based Routing CR-LDP Constraint-based RoutingLabel Distribution Protocol CR-LSP Constraint-based Routing Label Switched Path CSPF Constrained Shortest Path First Diffserv Differentiated Service DLCI Data Link Connection Identifier DSCP Service Code Point eBGP exterior Border Gateway Protocol EBS Excess Burst Size EGP External (Exterior) Gateway Protocol E- NNI Exterior Network Network Interface.

ER Explicit Route ERB Explicit Route Information Base ERO Explicit Route Object EXP Experimental field FDDI Fiber Distributed Data Int erface Trangv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] FEC Forwarding Equivalence Class FF Fixed Filter (RSVP reservation style) FIB Forwarding Infomation Base FIFO Fault Information Signal FR Frame Relay FRS Fault Recovery Signal FTN FEC to NHLFE Map FSC Fiber-Switch Capable GFC Generic Flow Control (ATM) GMPLS Generalized MPLS G-Pid Generalized PID HEC Header Error Control (ATM) iBGP interior Border Gateway Protocol IETF Internet Engineering Task Force IGP Interior Gateway Protocol ILM Incoming Label Map I- NNI Interior NNI IP Internet Protocol IS-IS Intermediate System - to - Intermediate System IS-IS TE IS-IS with Traffic Engineering LC-ATM Label Controlled ATM Interface LDP Label Distribution Protocol LER Label Edge Router LFIB Label Forwarding Information Ba se LIB Label Information Base LIFO Last-in First-out LMP Link Management Protocol LSA Link State Advertisements LSC Lambda-Switch Capable Trangvi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] L2SC Layer-2 Switch Capable LSP Label Switched Path LSR Label Switching Router MPLS MultiProtocol LabelSwitching MPLSCP MPLS Control Protocol MPLS-TE MPLS Traffic Engineering MPOA Multiprotocol over ATM MSTP Multiple Spanning Tree Protocol MTU Maximum Transfer Unit NCP Network Control Program NGN Next Generation Network NHLFE Next Hop Label For warding Entry NHRP Next Hop Resolution Protocol NLRI Network Layer Reachability Information NNI Network Network Interface. OSI Open System Interconnection OSPF Open Shortest Path First OSPF-TE OSPF with Traffic Engineering OXC Optical Cross Conn ect System PBS Peak Burst Size PDR Peak Data Rate PDU Protocol Data Unit PHP Penultimate Hop Popping PIL Protection Ingress LSR PML Protection Mergin LSP POR Point of Repair PPP Point to Point Protocol PQ Priority Queuing PSC Packet- Switch Capable Trangvii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] PSL Path Switch LSR PTI Payload Type Identifier (ATM) PVC Permanent Virtual Connection PXC PhotonicCross-Connect QoS Quality of Service RED Random Early Detection (Discard) RFC Transmission Control Protocol REF Reference RIB Routing Information Base RSVP Resource reSerVation Protocol RSVP-TE RSVP with Traffic Engineering SDH Synchronous Digital Hierarchy SLA Service Level Agreement SONET Synchronous Optical Network SPF Shortest Path First TDMC Time-Division- Multiplex Capable TCP Transmission Control Protocol TE Traffic Engneering TLV Type-Length-Value ToS Type of Service TTL Time To Live UBR Unspecified Bit Rate UDP User Datagram Protocol UPSR Unidirectional Path Switched Ring UNI User Network Interface VC Virtual Circuit VCI Virtual Circuit Identifier VPI Virtual Path Identifier VPN Virtual Private Network Trangviii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] danh môc h×nh vÏ Trang H×nh 1: MPLS vµ m« h×nh tham chiÕu TCP/IP, .1 H×nh 2: MiÒn MPLS. 2 H×nh 3: Upstream vµ Downstream LSR. 2 H×nh 4: Líp chuyÓn tiÕp t-¬ng ®-¬ng trong MPLS.3 H×nh 5: Stack nh·n.

4 H×nh 6: §-êng chuyÓn m¹ch nh·n LSP. 4 H×nh 7: Ph©n cÊp LSP trong MPLS .5 H×nh 8: Gãi IP ®i qua m¹ng MPLS .5 H×nh 9: §Þnh d¹ng mét entr y trong stack nh·n.6 +QK6KLPKHDGHU~}²FiFKzPjYR .7 H×nh 11: Nh·n trong chÕ ®é Cell ATM. 8 H×nh 12: §ãng gãi gãi cã nh·n trªn link ATM .8 H×nh 13: CÊu tróc LER vµ Transit - LSR. 9 H×nh 14: FTN, ILM vµ NHLFE .10 H×nh 15: Qu¸ tr×nh chuyÓn tiÕp 1 gãi ®Õn hop .11 H×nh 16: Mét vÝ dô NHLFE vÒ .12 H×nh 17: Bªn trong mÆt ph¼ng chuyÓn tiÕp.13 H×nh 18: VÝ dô ho¹t ®éng chuyÓn tiÕp.14 H×nh 19: Mét vÝ dô ®Þnh tuyÕn rµng.

15 H×nh 20: Ph©n phèi nh·n kh«ng cÇn yªu.17 H×nh 21: Ph©n phèi nh·n theo yªu. 17 H×nh 22: Duy tr× nh·n tù .18 H×nh 23: Duy tr× nh·n b¶o thñ .18 H×nh 24: §iÒu hiÓn ®éc.19 H×nh 25: §iÒu khiÓn tuÇn.19 H×nh 26: Vïng ho¹t ®éng cña LDP. 20 Trangix LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] H×nh 27: Trao ®æi th«ng ®iÖp. 21 H×nh 28: LDP header.

22 H×nh 29: VÝ dô LDP chÕ ®é ®iÒu khiÓn ®éc lËp theo. yªu cÇu 22 H×nh 30: ThiÕt lËp LSP víi CR -LDP. 24 H×nh 31: TiÕn tr×nh dù tr÷ µi nguyªn t. 25 H×nh 32: ThiÕt lËp LSP víi RSVP -TE.

29 H×nh 33: Néi dung b¶n tin BGP Update. 31 H×nh 34: BGP ph©n phèi nh·n qua nhiÒu Autonomous System. 32 H×nh 35: ThiÕt lËp LSP qua m«i tr-êng m¹ng kh«ng ®ång. nhÊt 39 H×nh 36: C¬ chÕ chuyÓn tiÕp cËn.

41 H×nh 37: CÊu tróc ph©n cÊp m¹ng .42 H×nh 38: CÊu tróc ph©n cÊp .42 H×nh 39: C¬ chÕ bã ®-êng LSP trong m«i tr-êng m¹ng kh«ng ®ång. nhÊt 43 H×nh 40: Xö lý c¸c h- háng trong m¹ng GMPLS .44 H×nh 41: C¬ chÕ phôc håi hç trî bëi m¹ng GMPLS .44 H×nh 42: Khu«n d¹ng nh·n tæng qu¸t. 47 H×nh 43: Khu«n d¹ng th«ng tin trong mét tËp hîp nh·n. 51 H×nh 44: M« h×nh tranh chÊp nh·n.

53 H×nh 45: Gi¶i quyÕt tran h chÊp nh·n kh«ng cã h¹n chÕ vÒ tµi nguyªn .53 H×nh 46: Tranh chÊp nh·n víi tµi nguyªn h¹n chÕ .54 H×nh 47: Khu«n d¹ng c¸c ®èi t-î ng trong yªu cÇu nh·n ®Ò xuÊt .55 H×nh 48: Khu«n d¹ng ®èi t-îng nh·n tæng qu¸t .57 H×nh 49: Khu«n d¹ng ®èi t-îng chuyÓn m¹ch b¨ng th«ng. 57 H×nh 50: Khu«n d¹ng ®èi t-îng tËp hîp nh·n .59 H×nh 51: Khu«n d¹ng c¸c ®èi t-îng trong yªu cÇu nh·n ®Ò. xuÊt 61 H×nh 52: Khu«n d¹ng ®èi t-îng nh·n tæng qu¸t .62 H×nh 53: Khu«n d¹ng ®èi t-îng chuyÓn m¹ch b¨ng th«ng. 63 H×nh 54: Khu«n d¹ng ®èi t-îng tËp hîp nh·n .64 H×nh 55: Khu«n d¹ng c¸c b¶n tin LMP.

66 Trangx LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] H×nh 56: Khu «n d¹ng c¸c tham sè l-u l-îng trong SDH. 68 H×nh 57: KiÕn tróc cña m¹ng thö nghiÖm MUPBED .76 H×nh 58: Topo m¹ng giai ®o¹n ®Çu¸ndù MUPBED .77 H×nh 59: 5 vïng m¹ng kh¸c nhau trong dù ¸n MUPBED. 78 H×nh 60: M« h×nh thö nghiÖm GMPLS dù ¸n KDDI .79 H×nh 61: Tæ chøc m¹ng GMPLS ®-êng trôc theo m« h×nh chång. lÊn 81 H×nh 62: Tæ chøc m¹ng GMPLS ®-êng trôc theo m« h×nh ngang.

hµng83 H×nh 63: Tæ chøc m¹ng GMPLS ®-êng trôc theo m« h×nh lai. ghÐp 85 H×nh 64: Tæ chøc m¹ng GMPLS Metro theo m« h×nh chång. lÊn 87 H×nh 65: Tæ chøc m¹ng GMPLS Metro theo m« h×nh ngang. hµng 88 H×nh 66: Tæ chøc m¹ng GMPLS Metro theo m« h×nh lai.

ghÐp 89 H×nh 67: Ph-¬ng ¸n triÓn khai m¹ng víi m¹ng trôc lµ GMPLS. 90 H×nh 68: Ph-¬ng ¸n triÓn khai m¹ng víi m¹ng trôc lµ GMPLS m¹ng vïng lµ m¹ng IP/MPLS. 92 H×nh 69: Ph-¬ng ¸n triÓn khai GMPLS hoµn toµn .93 Trangxi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Më ®Çu Tõ khi chiÕc m¸y ®iÖn tÝn ®-îc Samuel FB Morse ph¸t minh vµo n¨m 1837 ®Õn nay c«ng nghÖ truyÒn th«ng · cã ® nh÷ng b-íc tiÕn nh¶y vät. C¸c c«ng nghÖ míi ra ®êi cã tÝnh kÕ thõa vµ ph¸t triÓn trªn nÒn cña c¸c c«ng nghÖ tr-íc ®ã.

HiÖntr¹ng m¹ng viÔn th«ng cña c¸c nhµ khai th¸c trªn thÕ giíi nãi chung vµ ë ViÖt Nam nãi riªng lµ sù trén lÉn gi÷a c¸c m¹ng ®ang ¹t ®éng ho dùa trªn c¸c c«ng nghÖm¹ng kh¸c nhau. ViÖc x©y dùng c¬ së h¹ tÇng m¹ng t-¬ng lai cÇn ph¶i tÝnh®Õn kh¶ n¨ng tËn dông nh÷ng c¬ së h¹ tÇng m¹ng ®· cã s½n. C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc tængGMPLS qu¸t lµ sù kÕ thõa vµ héi tô nh÷ng -u ®iÓm cña nh÷ng c«ng nghÖ tr-íc ®ã. §-îc x©y dùng vµ hoµn thiÖn trªn nÒn cña c«ng nghÖ MPLS, c«ng nghÖ GMPLS cho phÐp thiÕt lËp mé mÆt ph¼ng ®iÒu khiÓn chung cho tÊt m«i c¶ c¸c tr-êng chuyÓn m¹ch(TDMC, PSC, LSC, FSC) cã kh¶ n¨ng thiÕt lËp c¸c kÕt nèi tõuèi ®Çu®Õn c ®Çu cuèi xuyªn qua c¸c m«i tr-êng m¹ng kh«ng ®ång nhÊt.

Ngµy nay, hÇu hÕt c¸c nhµ khai th¸c ®Òu cã ®Þnh h-íng hoÆc ®· triÓn khai m¹ng thÕ hÖ sau trªn c¬ së c«ng nghÖ MPLS & GMPLS. ViÖc t×m hiÓu b¶n chÊ c«ng nghÖ còng nh- xu h-íng ph¸t triÓn, triÓ n khai s¶n phÈm trªn thÕ giíi vÒ GMPLS vµ kh¶ n¨ng øng dông cña c«ng nghÖ GMPLS lµ rÊt cÇn thiÕt, v× vËy em ®· chän ®Ò tµiNghiªn " cøu kh¶ n¨ng øng dông c«ng nghÖ GMPLS vµo m¹ng NGN ViÖt nam". Néi dung cña ®Ò tµi gåm 3 ch-¬ng: Ch-¬ng I: ChuyÓn m¹ch nh·n a®giao thøc. Ch-¬ng II: ChuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc tæng.

qu¸t Ch-¬ng III: Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ GMPLS trong m¹ng NGN ViÖt Nam. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù h-íng dÉn, chØ b¶o tËn t×nh cña PGS.TS NguyÔn C¶nh vµTuÊn c¸c thÇy c« tr-êng §¹i häc c«ng nghÖ ®· gióp ®ì em trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp t¹i tr-êng.