Công nghệ mạng man - E và ứng dụng

.4.8 Thuộc tính về gộp nhóm (Bundling Attribute) Trong cấu trúc frame của 802.1Q thì có một trường 12 bit là VLAN tag. Nhu vậy có tối đa là 4096 VLAN cho một miền lớp 2 (layer 2 domain). Với tính năng gộp nhóm, có nhiều hơn một CE-VLAN được ánh xạ vào một EVC tại UNI. Khi tất cả VLAN đều được ánh xạ vào một EVC thì EVC đó có thuộc tính gộp nhóm tất cả trong một (All-to- one Bundling). 2.2.4.9 Thuộc tính bảo mật (Security Fillters Attribute) Mạng Metro Ethernet cung cấp mạng riêng ảo lớp 2 (layer 2 VPN) nên những vấn đề an ninh tồn tại tại lớp 2 này như: Từ chối dịch vụ (DoS: Denial of Service), tràn ngập MAC (MAC flooding), giả mạo địa chỉ MAC (MAC spoofing) cần đặc biệt quan tâm. Do đó Ethernet Service sử dụng access list với địa chỉ MAC để bảo mật cho các EVC. Những địa chỉ MAC thỏa mãn Access List có thể được cho phép hoặc không cho phép EVC đó. 2.3 CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN-E 2.3.1 Độ khả dụng Độ khả dụng của dịch vụ được diễn tả thông qua một số thuộc tính dịch vụ sau: Thời gian kích hoạt dịch vụ tại giao diện người dùng mạng (UNI): Là thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ được kích hoạt và đưa vào sử dụng. Thời gian kích hoạt dịch vụ trung bình của các dịch vụ Ethernet chỉ còn vài giờ, ngắn hơn rất nhiều so với vài tháng - khoảng thời gian cần thiết để kích hoạt dịch vụ mới đối với các mô hình truyền thông truyền thống. Thời gian trung bình để phục hồi UNI: Là thời gian trôi qua tính từ lúc mà UNI không hoạt động – có thể do sự cố xảy ra, tới lúc nó được phục hồi và trở lại hoạt động bình thường. Thời gian kích hoạt dịch vụ trên kết nối Ethernet ảo (EVC): Là thời gian tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới lúc dịch vụ được kích hoạt và đưa vào sử dụng. Hay cụ thể hơn, khoảng thời gian này được tính từ lúc bắt đầu có yêu cầu một dịch vụ mới hoặc sửa đổi dịch vụ cho tới khi tất cả các UNI trên EVC đều được kích hoạt. Với một EVC đa điểm, dịch vụ được coi là sẵn sàng được truyền khi mà tất cả các UNI thuộc về EVC đó được kích hoạt và hoạt động [1]. Tất cả các dịch vụ Ethernet đều được cung cấp cho khách hàng thông qua các kết nối Ethernet ảo (EVC). Một EVC được định nghĩa là một liên kết giữa hai hay nhiều UNI, trong đó UNI là một giao diện chuẩn và là điểm ranh giới giữa thiết bị của người dùng và mạng MEN của nhà cung cấp dịch vụ . Thời gian trung bình để phục hồi EVC: Là thời gian trôi qua tính từ lúc mà EVC không hoạt động – có thể do sự cố xảy ra, tới lúc nó được phục hồi và trở lại hoạt động bình thường. 2.3.2 Độ trễ khung Là thời gian kể từ thời điểm bit đầu tiên của khung dịch vụ đi vào UNI đầu vào, cho tới lúc bit cuối cùng của khung được nhận xong tại UNI đầu ra [4]. Đây là một tham số quyết định và có tác động quan trọng đối với chất lượng dịch vụ đặc biệt đối với các ứng dụng thời gian thực như thoại, video. Thời gian trễ khung được phân thành ba phần A, B, C như được mô tả trên hình 2.18 Độ trễ A và B phụ thuộc vào tốc độ luồng dữ liệu tại UNI, và kích cỡ khung dịch vụ Ethernet. Ví dụ, nếu như tốc độ dữ liệu qui định tại UNI bằng 10 Mbit/s và kích cỡ khung là 1518 bytes thì cả A và B đều bằng 1.214 ms tại cả hai đầu thiết bị khách hàng CE. C là lượng trễ truyền tải dữ liệu qua mạng Metro Ethernet. Nó được nhà cung cấp mạng mô tả theo kiểu thống kê đều đặn sau từng khoảng thời gian. Xem xét cho trường hợp truyền khung giữa hai UNI với tốc độ 10Mbit/s, trong khoảng thời gian 5 phút có 1000 khung được truyền và độ trễ lớn nhất trường hợp này là 15ms, hay nói cách khác C = 15ms. Độ trễ khung bằng tổng của A, B và C. Theo giả thuyết ở trên, với tốc độ tại hai UNI là 10Mbit/s, thì A = B = 1.214ms. Như vậy độ trễ khung tổng cộng là 17. 43ms.[2,7] Hình 2.18: Sự phân chia độ trễ trong mạng 2.3.3 Độ trôi khung Độ trôi khung, hay còn được hiểu là độ biến động trễ, cũng là một tham số quyết định cho các ứng dụng thời gian thực như điện thoại, video IP. Các ứng dụng thời gian thực này yêu cầu độ trễ thấp và được giới hạn để đảm bảo chất lượng. Nói thế không phải là phủ nhận vai trò của tham số này đối với các ứng dụng dữ liệu không yêu cầu thời gian thực, với các ứng dụng này nó cũng có những ảnh hưởng nhất định . Độ trôi được định nghĩa là sự hay đổi độ trễ của một tập các khung dịch vụ. Độ trôi khung có thể được áp dụng cho tất cả các khung dịch vụ được truyền thành công trong khoảng thời gian T tương ứng với môt lớp dịch vụ xác định của EVC điểm – điểm. Độ trôi khung có thể được tính toán trong khi đo độ trễ khung. Trong quá trình tính toán độ trễ khung, ta phải sử dụng các mẫu trễ khung và giá trị độ trôi khung được xác định bằng phép trừ giữa khung có độ trễ lớn nhất trong số các khung lấy mẫu (hay nói cách khác là giá trị độ trễ khung) và khung có độ trễ nhỏ nhất. Mô tả ngắn gọn việc tính toán độ trôi khung bằng công thức dưới đây: Độ trôi khung = Độ trễ khung – Độ trễ nhỏ nhất trong số các độ trễ của các khung lấy mẫu Ta lấy ngay ví dụ đã tính toán ở trên cho hai giao diện 10Mbps, với giả sử trong số các khung lấy mẫu, giá trị độ trễ nhỏ nhất tính toán được là 13ms. Như vậy độ trôi khung là: 17.43-13 = 4.43 ms. 2.3.4 Tỷ lệ tổn thất khung Tỷ lệ tổn thất khung được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm số khung dịch vụ tuân thủ tốc độ thông tin thỏa thuận song không được truyền đi giữa các UNI trong một khoảng thời gian cho trước. Hiện nay MEF mới chỉ đưa ra định nghĩa về tỷ lệ tổn thất khung cho các kết nối EVC điểm - điểm. Tỷ lệ tổn thất khung cho EVC điểm - điểm được xác định theo công thức sau: L = [1-a/b] x 100 Trong đó: L là tỷ lệ tổn thất khung, a là số khung được chuyển đến đích thành công và b là tổng số khung được gửi từ nguồn. Ví dụ: có 1000 khung dịch vụ được truyền từ UNI nguồn tới UNI đích trong khoảng thời gian 5 phút. Trong đó, có 990 số khung gửi đi là được truyền tới đích thành công, như vậy tỷ lệ tổn thất khung trong trường hợp này sẽ là: [1-990/1000]x100 = 1%. Tỷ lệ tổn thất khung có các tác động khác nhau tới chất lượng dịch vụ, phụ thuộc vào kiểu dịch vụ, vào các giao thức lớp cao hơn mà dịch vụ sử dụng. Tỷ lệ tổn thất 1% là chấp nhận được với dịch vụ thoại qua IP (VoIP), song nếu mất 3% thì không thể chấp nhận được. Các ứng dụng truyền theo luồng có thể cho phép nhiều mức tổn thất khác nhau, và được bù lại bằng cách điều chỉnh tốc độ truyền dẫn khi phát hiện mất gói. Các ứng dụng dựa trên giao thức TCP như trình duyệt Web HTTP cho phép nhiều mức tổn thất vì nó truyền lại gói bị mất khi phát hiện ra có mất gói. Tuy nhiên, nếu như tỷ lệ mất gói lớn thì ảnh hưởng xấu đến chất lượng dịch vụ của khách hàng . Kết luận chương 2 Trong chương 2 đã trình bày các khái niệm về mạng MAN-E cũng như trình bày chi tiết về các tham số hiệu năng mạng MAN-E. Các tham số về tì lệ mất khung, độ trễ khung dựa theo định nghĩa của diễn đàn MEF (Metro Ethernet Forum), Với các tham số trên, việc đánh giá và nhận biết chất lượng dịch vụ dễ dàng và thuận lợi hơn cho khách hàng cũng như cho các nhà cung cấp dịch vụ. Trên cơ sở đó, nhà cung cấp sẽ đưa ra các lớp dịch vụ với mức chất lượng khác nhau thỏa mãn những yêu cầu phức tạp của người dùng. Tại Việt Nam VNPT là một nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông lớn và đang trển khai mạng MAN-E với quy mô lớn nhất Việt Nam. Trong chương 3 xin được trình bày về mô hình triển khai mạng MAN-E tại VNPT – Thái Nguyên từ đó hình dung ra toàn thể mạng MAN-E của VNPT. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT 3.1 KIẾN TRÚC MẠNG Mô hình triển khai hệ thống mạng của VNPT bao gồm các công ty truyền tải (VTN, VTI), các công ty cung cấp dịch vụ (VDC, VASC) và các công ty cung cấp kết nối đến khách hàng (các công ty viễn thông tỉnh, thành). Hệ thống mạng MAN-E được triển khai tại các công ty viễn thông tỉnh, thành phố nhằm cung cấp kết nối đến khách hàng. Hiên tại VNPT đang xây dựng hệ thống mạng NGN bao gồm mạng lõi, mạng biên, mạng MAN-E và mạng access. Về cơ bản, hạ tầng Mạng MAN-E bao gồm 5 phân lớp: - Lớp mạng trục (IP/MPLS – Core): hình thành một lõi chuyển mạch gói chung dựa trên công nghệ MPLS, kết nối tất cả các tỉnh thành trong cả nước. - Lớp mạng biên (IP/MPLS Edge): xử lý thông tin trước khi core MPLS. Bóc tách nhãn, gán nhãn, thực hiện prpvision dịch vụ, thiết lập QoS MPLS, traffic engineering… - Lớp mạng tập trung lưu lượng (IP/MPLS Aggregation over Ethernet): đảm bảo tập trung lưu lượng từ các mạng truy cập (IP – DSLAM, ETTx, UMTS…) tới mạng trục (BRAS). - Lớp mạng truy cập (Access): cung cấp kết nối dịch vụ tới khách hàng (các dịch vụ Cable, xDSL, PON hay ETTx…) thông qua các thiết bị truy cập như IP – DSLAM, ETTx, UMTS hay Ethernet Switches). - Lớp mạng biên khách hàng (Subscriber Edge): đóng vai trò biên mạng phía khách hàng, cung cấp kết nối tới lớp truy cập của nhà cung cấp dịch vụ và cung cấp dịch vụ cho những người sử dụng bên trong mạng. Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E 3.2 MẠNG MAN-E DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ MPLS Không như cách thức định tuyến truyền thống, MPLS sử dụng các nhãn để di chuyển lưu lượng qua các miền (domain) MPLS. Khi các gói đi vào domain MPLS, các nhãn được gán vào các gói tín, và mỗi nhãn (không phải header IP) xác định chặng tiếp theo. Các nhãn sẽ được loại bỏ tại lối ra của mỗi domain MPLS. Khi một gói tin có gán nhãn đến một bộ phận định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label Switching Router), nhãn đến sẽ xác định đường dẫn của gói tin này trong mạng MPLS. Việc hướng tiếp đi theo nhãn MPLS sẽ thay thế nhãn này bằng một nhãn ra thích hợp và gửi gói tin đến chặng tiếp theo. Các nhãn được gán vào các gói tin dựa trên việc phân nhóm hoặc theo các lớp tương đương chuyển hướng đi FEC (Forwarding Equivalence Classes). Các gói tin thuộc về cùng một lớp FEC sẽ được xử lý như nhau. Hệ thống hướng đi và tra cứu MPLS cho phép phương thức định tuyến điều khiển xác định (Explicit Control Routing), dựa trên cơ sở địa chỉ nguồn và đích, cho phép triển khai các dịch vụ IP mới trên mạng. Chuyển mạch nhãn đã từng được sử dụng cho kỹ thuật chuyển đi. ATM sử dụng cùng một kỹ thuật để hướng gói tin đi thông qua trường nhân dạng kênh ảo/ đường dẫn ảo VPI/ VCI mà không cần quan tâm đến tải (payload) IP. Hình 3.2: Chèn header trong MPLS Tiêu chuẩn MPLS được IETF phát hành, phát triển từ chuyển mạch nhãn Cisco (Cisco Tag Switching). IETF khuyến nghị sử dụng chuyển mạch nhãn dựa trên header chèn 32 bit bao gồm nhãn kích thước 20 bit, trường Exp 3 bit, trường Stack 1 bit, trường TTL 8 bit như trên hình 3.2. Hình 3.3: Gói tin gán nhãn MPLS Trường stack 1 bit sử dụng để chỉ thị rằng đã đến đáy của stack sử dụng trong trường hợp các nhãn được tổ chức theo ngăn xếp (tức là MPLS – VPN hoặc bảo vệ tuyến kết nối). Các bit Exp sử dụng để Mang thông tin liên quan đến chất lượng dịch vụ. Các nhãn được chèn thêm vào giữa header lớp 2 vào lớp 3 hoặc trong trường VCI/VPI trên các mạng ZTM như hình 3.3. 3.2.1 Thiết kế lưu lượng MPLS Mặc dù chuyển mạch nhãn cung cấp các công nghệ nền cho việc hướng đi gói tin thông qua các mạng MPLS, thì cũng không thể cung cấp tất cả các thành phần để hỗ trợ thiết kế lưu lượng như là chính sách thiết kế lưu lượng. Thiết kế lưu lượng TE (Traffic Engineering) nhằm đến quá trình lựa chọn các đường dẫn được chọn bởi lưu lượng dữ liệu để thuận tiên cho các quá trình khai thác mạng tin cậy và hiệu quả, trong khi tối ưu đồng thời việc sử dụng có hiện quả tài nguyên và hiệu suất thực hiện lưu lượng. Mục đích của TE đó là tính toán đường dẫn từ nút này đến nút kia sao cho đường dẫn đó không vi phạm các ràng buộc như các yêu cầu về quản trị/ băng thông và là tối ưu theo một số thước đo vô hướng. Một khi đường dẫn đã được tính, TE có trách nhiệm cho việc thiết lập và duy trì trạng thái hướng đi kèm theo đường dẫn đó. Các thành phần thiết kế lưu lượng Bộ định tuyến có khả năng hỗ trợ MPLS được gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR. Bộ định tuyến LSR đứng trước bộ định tuyến LSR cuối cùng trong một mạng MPLS được gọi là chặng áp chót. Mỗi đường dẫn MPLS đầu cuối – đầu cuối được gọi là đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP (Label Switching Path). Mỗi đường dẫn LSP bắt đầu tại bộ định tuyến LSR và kết thúc tại bộ định tuyến cuối. Các giao thức định tuyến gateway bên trong IGP (Interior Gateway Protocol) không đủ khả năng cho việc thiết kế lưu lượng. Quyết định định tuyến hầu hết là dựa trên các thuật toán đường dẫn ngắn nhất mà nói chung sử dụng các thước đo thêm vào nhưng không tính đễn mức độ còn dư băng thông hoặc đặc tính lưu lượng. Cách dễ nhất để cung cấp các tính năng này đó là sử dụng mô hình xếp chồng (overlay) cho phép các topology ảo trên mạng vật lý. Mỗi topology ảo được xây dựng từ các đường kết nối ảo hiện ra như là các đường kết nối vật lý theo giao thức định tuyến. Hơn nữa, mô hình xếp chồng còn có khả năng cung cấp: - Định tuyến trên cơ sở ràng buộc. - Chức năng lập chính sách lưu lượng và tái lưu lượng. - Khả năng tồn tại của các đường kết nối vật lý… Các khả năng này cho phép di chuyển dễ dàng lưu lượng từ đường kết nối bị nghẽn sang đường kết nối ít nghẽn hơn. MPLS là một mô hình xếp chồng sử dụng bởi TE, nó cung cấp: - Các đường dẫn chuyển mạch nhãn xác định không bị ràng buộc như các giao thức định tuyến IGP truyền thống. - Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP có thể được duy trì có hiệu quả. - Các đường trục lưu lượng có thể được khởi tạo, và ánh xạ vào các đường dẫn LSP. - Một tập các thuộc tính có thể liên quan đến các đường trục lưu lượng. - Tập các thuộc tính có thể liên quan đến các tài nguyên mà ràng buộc việc sắp đặt các đường dẫn LSP và các đường trục lưu lượng đi qua chúng. MPLS cho phép cả việc tập hợp và phân tán lưu lượng khi mà việc hướng đi gói tin IP, dựa trên cơ sở đích, chỉ cho phép tập hợp. “Định tuyến trên cơ sở ràng buộc” và bảo vệ đường trục có thể tích hợp dễ dàng qua MPLS, Các thành phần sau có tác động đến việc hỗ trợ quá trình TE: - Phân tán thông tin – gửi thông tin về topology mạng và các ràng buộc gắn liền với các tuyến kết nối (tức băng thông). - Thuật toán lựa chọn đường dẫn – tính toán và lựa chọn các đường tốt nhất thỏa mãn các ràng buộc. - Khởi tạo tuyến – sử dụng giao thức RSVP – TE mở rộng để báo hiệu khởi tạo các đường dẫn chuyển mạch LSP. - Điều khiển chấp nhận đường kết nối - quyết định đường hầm nào có thể có tài nguyên. - Điều khiển TE – thiết lập và duy trì các đường trục. - Hướng dữ liệu dọc theo đường dẫn. Việc phân tán thông tin trong TE phụ thuộc vào các giao thức IGP để phân tán/ tràn ngập dữ liệu liên quan đến tài nguyên còn dôi dư của các tuyến kết nối bao gồm băng thông (phân cấp từ 0 đến 7), các thuộc tính đường kết nối,… Việc phân tán thông tin thực hiện trên mối SLR theo chu kỳ hoặc theo sự kiện nào đó như thay đổi băng thông, cấu hình đường kết nối, hỏng hóc. Thuật toán trên cơ sở ràng buộc sử dụng để tìm đường dẫn tốt nhất cho mối đường hầm LSP. Nó là được sắp đặt bở bộ định tuyến phía đầu của đường hầm chỉ khi cần một đường hầm mới hoặc đường dãn chuyển mạch nhãn của đường trục hiện có bị hỏng hoặc cần tối ưu lại đường trục hiện có. Bộ định tuyến phía đầu sẽ bắt đầu quá trình báo hiệu khởi tạo đường dẫn ngắn nhất có ràng buộc – tức là một LSP. Thiết lập đường dẫn dựa trên các bản tin RSVP – TE. Một giao thức khác đó là CR – LDP cũng được sử dụng cho việc báo hiệu khởi tạo đường. Tuy nhiên LDP hoạt động theo kiểu connectionless, do vậy trong nhiều trường hợp để đảm bảo chất lượng dịch vụ, giao thức RSVP được sử dụng thay thế 3.2.2 Hồi phục đường hầm Độ tin cậy của mạng là phần bắt buộc đối với mạng tốc độ cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ. Sự gián đoạn có thể xảy ra vì những lý do như tắc nghẽn trên đường LSP nào đó, đường kết nối hỏng, nút mạng hỏng hoặc thay đổi quản trị trên một LSP nào đó. Một trong những tính năng phổ biến nhất của MPLS – TE là khả năng cung cấp lưu lượng không bị gián đoạn qua một LSP. Bảo vệ đường dẫn (path protection) có thể đạt được tại nhiều lớp khác nhau trong ngăn xếp giao thức: - Lớp vật lý (như SONET với chiến lược APS – Automatic Protection Switch). - IP (như giao thức định tuyến IGP, BGP thay đổi chặng kế tiếp nếu như có thay đổi về topology). - MPLS (thực hiện bởi bộ định tuyến phía đầu phụ thuộc vào sự thay đổi topology). - Trong ngữ cảnh đang xét là MPLS – TE, có một số lựa chọn cho việc hồi phục đường dẫn. - Định tuyến lại từ bộ định tuyến phía đầu (head – end reroute). - Định tuyến nhanh lại trên cơ sở bảo vệ tuyến kết nối – Fast reroute (link protection). - Định tuyến nhanh lại trên cơ sở bảo vệ nút – Fast reroute (node protection). 3.2.2.1 Đinh tuyến lại từ bộ định tuyến phía đầu Quá trình này được tính đến khi có một trong hai sự kiện: thông báo từ RSVP – TE rằng đường dẫn không còn duy trì được (tức là nghẽn) hoặc thông báo bởi IGP về sự thay đổi topology mạng. Phụ thuộc vào từng sự kiện, bộ định tuyến phía đầu sẽ xây dựng lại cơ sở dữ liệu TE mới sau khi cắt bỏ các tuyến kết nối hoặc các vùng hỏng, nghẽn, báo hiệu lại một đường dẫn mới với kiểu “shared – explicit”. Kiểu này cho phép đường dẫn mới được lập nên trên cơ sở có thể sử dụng một số tuyến kết nối cũ. Do quá trình thực hiện định tuyến lại liên quan đến nhiều quá trình xử lý khác nhau nên thông thường thời gian cho việc định tuyến lại theo phương án này có thể lên đến vài giây. Thời gian tiêu tốn này không thích hợp cho một số ứng dụng. Trong khi đó MPLS FRR cung cấp cơ cấu bảo vệ nhanh hơn nhiều (dưới 50msm tuy rằng thời gian tổng cộng có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 50ms còn tùy thuộc vào phần cứng, số lượng đường hầm và số lượng mạng trong đó). 3.2.2.2 Bảo vệ tuyến kết nối FRR FRR (Fast ReRoute) thiết lập thủ tục cho phép định tuyến lại xung quanh tuyến kết nối bị hỏng. Đường dẫn LSP được đinh tuyến đến chặng tiêp theo sử dụng đường hầm dự phòng đã được xác lập trước. Đường hầm dự phòng phải được cấu hình sao cho LSP có thể đến được bộ định tuyến phía dưới ở chặng tiếp theo mà không đi qua tuyến kết nối đang hỏng. FRR cho việc bảo vệ tuyến kết nối chỉ phục vụ cho việc bảo vệ tuyến kết nối xác định. Hình 3.4: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bảo vệ tuyến kết nối Như hình 3.4 ở trên có thể thấy tuyến kết nối từ R2 sang R3 được dự phòng FRR. Khi xuất hiện sự cố trên tuyến kết nối R2 và R3, các gói tinh đi từ R1 đến R6 sẽ được chuyển sang đường dự phòng theo tuần tự R1, R2, R4, R3, R5, R6. Khi đó nhãn cho các gói tin từ R2 đến R3 được gán là 2001 trong trường hợp bình thường sẽ được bảo toàn và được bao bởi nhãn 1200 khi chuyển đến R4. Tại R4 nhãn 40 sẽ được loại bỏ và gói tin lại có nhãn 2001 chuyển đến R3. 3.2.2.3 Bảo vệ nút FRR Hình 3.5: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ nút Như hình 3.5 cho thấy đường dẫn dịch vụ LSP là R1, R2, R3, R5, R6. Nếu kế hoạch bảo vệ nút R3 thực hiện thì có thể có các đường dự phòng cùng qua nút R3 như sau: 1) R2, R4, R5, R3 hoặc 2) R2, R4, R5. Trong trường hợp đầu, đường dẫn LSP dự phòng sẽ là R1, R2, R4, R5, R5, R5, R6. Tuy nhiên trong trường hợp này đường kết nối R3 và R5 lưu lượng trên đó đã bị nhân đôi, vì vậy không phải là phương án tối ưu. Trường hợp sau khi đường dẫn dự phòng là R1, R2, R4, R5, R6 là tối ưu và được gọi là “dự phòng theo chặng tiếp – tiếp theo” hay bảo vệ nút. Bảo vệ nút thực sự là phức tạp hơn bảo vệ khi R2 cần phải biết về nhãn được sử dụng trên tuyến kết nối là R3 và R5, khi R5 mong muốn nhân được nhãn chính xác dù thông qua đường dự phòng. Việc sử dụng một đối tượng mở rộng Route Record sẽ cho phép R2 học được nhãn này. 3.2.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong mạng MPLS Có hai loại kiến trúc để bổ sung cho khả năng chất lượng dịch vụ QoS đó là các dịch vụ tích hợp (IntServ) và các dịch vụ phân biệt (DiffServ). Các dịch vụ IntServ duy trì chất lượng dịch vụ QoS đầu cuối – đầu cuối cho mỗi một hoặc một nhóm luồng (flow) với sự trợ giúp của giao thức RSVP. Trong mô hình DiffServ, mỗi gói tin khi vào mạng hỗ trợ DiffServ sẽ được nhóm lại thành một số các lớp nhỏ. Mối lớp có màu hoặc được đánh dấu liên quan (sử dụng các bit DSCP). Đây chính là việc phân loại gói tin có khả năng mở rộng và đảm bảo băng thông cũng như đỗ trễ xác định mạng lõi. Mỗi nút mạng trong mạng lõi sẽ được áp đặt các chính sách bỏ bớt hoăch xếp hàng khác nhau cho mọi gói tin, dựa trên dấu mà gói tin mang (xử lý theo từng chặng – PHB Per Hop Behavior). 3.2.3.1 MPLS kết hợp DiffServ Trong kiến trúc MPLS và DiffServ, các gói tin được đánh dấu với DSCP sẽ đi vào mạng MPLS và phương thức PHB là áp đặt bởi mọi LSR dọc theo đường dẫn gói tin. Khi các LSR không biết chút nào về header IP, phương thức PHB đạt được bằng cách xem xét các thông tin khác. Có hai cách tiếp cận thường được sử dụng để đánh dấu lưu lượng qua mạng MPLS trong vấn đề xử lý QoS. Trong phương thức thứ nhất, thông tin màu DiffServ được ánh xạ vào trường EXP của header chèn MPLS. Trường này cho phép đánh dấu lên đến 8 loại chất lượng dịch vụ so với 64 đối với trường DSCP trong gói tin IP. Việc quản lý các gói tin (PHB) tại mỗi chặng trong mạng MPLS được làm dựa trên trường EXP. Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP mà sử dụng cách tiếp cận này được gọi là E-LSP, ở đó thông tin QoS được lấy ra từ các bit EXP. Một cách khác, mỗi nhãn liên quan với một gói tin MPLS Mang một phần của dấu DiffServ mà xác định gói tin sẽ được xếp hàng như thế nào. Phần ưu tiên bỏ bớt của dấu DiffServ được Mang các bit EXP (nếu header chèn MPLS được dùng) hoặc trên trường nào đó dùng cho mục đích này của công nghệ lớp dưới (bit CLP mạng ATM hay bit DE trên mạng Frame Relay). Bộ định tuyến LSR đầu vào sẽ xem xét các bit DSCP trong header IP (tương tự như các bit CLP/DE trong mạng ATM/Frame Relay) và lựa chọn một đường dẫn LSP mà đã được cung cấp cho mức chất lượng dịch vụ QoS đó. Tại bộ định tuyến đầu ra, nhãn là được bỏ đi gói tin với các bit DSCP như ban đầu được gửi đến chặng IP tiếp theo. Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP sử dụng các tiếp cận này gọi là các đường dẫn L-LSP, ở đó thông tin về chất lượng dịch vụ được suy ra một phần từ nhãn MPLS. TE không phân biệt các loại lưu lượng. Để mang lưu lượng dữ liệu và thoại trên cùng một mạng, có thể cần phải tính riêng mức độ lưu lượng thoại được truyền trên mạng để dung cấp những đảm bảo khắt khe hơn về chất lượng dịch vụ. 3.2.3.2 Thiết kế lưu lượng TE nhận biết về DiffServ (DS-TE) DS-TE không chỉ cho phép việc cấu hình trên vùng global cho việc tính đến băng thông mà còn cho phép cấu hình trên vùng phụ (sub-pool) hạn chế mà có thể sử dụng cho lưu lượng mạng có mức độ phân cấp cao hơn như thoại hoặc các ứng dụng khác. Băng thông còn dư cả trên vùng global và vùng phụ hạn chế là được quảng cáo bởi IGP LSA hoặc TLV, đảm bảo rằng bộ định tuyến LSR có được thông tin về băng thông còn dư khi chấp nhận các đường dẫn LSP mới cho thoại hoặc các lưu lượng phân cấp cao. Với cách thức này, các nhà cung cấp dịch vụ, phụ thuộc và mức độ SLA có thể lựa chọn để đặt trước nhỉnh hơn chút các lớp phân cấp thấp hoặc thâm chí đặt trước thấp hơn lưu lượng có độ ưu tiên cao hơn để tương thích với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ. DiffServ-TE tăng cường cho MPLS thực hiện định tuyến có ràng buộc (tính toán đường dẫn) trên một tập xác định (hạn chế) các vùng phụ mà ở đó băng thông được dành riêng cho lưu lượng có độ phân cấp cao. Khả năng này thỏa mãn nhiều hơn ràng buộc về băng thông hạn chế sẽ chuyển thành khả năng đạt được chất lượng dịch vụ cao hơn (về khía cạnh đỗ trễ, jitter hoặc mất gói tin) cho lưu lượng sử dụng vùng phụ. DS-TE liên quan đến việc mở rộng OSPF và IS-IS để băng thông còn dư trên vùng phụ tại mỗi mức độ ưu tiên là được quảng cáo kèm thêm với băng thông vùng global tại mỗi mức độ ưu tiên. Hơn nữa, DS-TE thay đổi việc định tuyến có ràng buộc để tính đến các thông tin cần quảng cáo phức tạp hơn, trong quá trình tính toán đường dẫn. Việc sử dụng đặc trưng với DS-TE là cho các dịch vụ mô phỏng đường kênh thuê riêng hoặc đường trục cho toll bypass/thoại, khi mà kết nối điểm – điểm đảm bảo thỏa mãn các điều kiện biên của jitter và trễ/băng thông. 3.3 PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI, QUẢN LÝ 3.3.1 Phương án kết nối Mạng truy nhập của Metro Ethernet có thể xây dựng với topology hình cây, vòng, lưới hoặc lai ghép hỗn hợp. Mạng có khả năng hồi phục trong trường hợp có sự cố về tuyến cáp, nút chuyển mạch nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mỗi mạng truy nhập được xây dựng có thể trải rộng trên địa bàn một số huyện hoặc một số quận tại trung tâm, một số khu công nghiệp… phụ thuộc vào các số liệu dự báo về tốc độ phát triển thuê bao. Mạng lõi của Metro Ethernet có thể thiết kế trên cơ sở mạng vòng ring hoặc mạng lưới nhằm đảm bảo khả năng dự phòng của mạng lõi trong trường hợp có sự cố. Tốc độ chuyển mạch tại các nút mạng lõi lên đến hàng chục Gbps và lưu lương chuyển trên các tuyến kết nối của mạng lõi có thể đạt đến hàng chục Gbps. Các nút mạng lõi được đặt tại các điểm trung tâm lưu lượng, thường ở các địa điểm tập trung dân cư và khu công nghiệp Hình 3.6: Mô hình kết nội mạng MAN-E với mạng đường trục Hình 3.6 minh họa về phương án kết nối giữa các mạng Metro Ethernet của mỗi tỉnh với hệ thống mạng trục trên cả nước. Phần phải trên của màn hình – “IP/MPLS backbone”, thể hiện mạng trục có vai trò cho việc kết nối giữa các mạng Metro Ethernet tại mỗi Viễn thông tỉnh. Phần phía dưới của hình mô tả mô hình mạng Metro Ethernet của mỗi tỉnh. Đối với các loại dịch vụ như truy câp Internet, mạng Metro Ethernet tại mỗi tỉnh sẽ cung cấp một số tuyến kết nối BRAS để phục vụ việc truy cập. Đối với các loại dịch vụ như VLAN phục vụ trao đổi dữ liệu mà các khách hàng nằm phân tán trên các tỉnh khác nhau, hoặc các dịch vụ VoD, IPTV, mạng Metro Ethernet cung cấp các kết nối đến thiết bị PE (Provider Edge). 3.3.2 Phương án quản lý mạng Mỗi tỉnh sẽ được trang bị một hệ thống quản lý và có một bộ phận kỹ thuật quản lý với vai trò quản lý cấu hình thiết bị, lỗi cho các hệ thống thiết bị mà tỉnh được đầu tư. Việc thiết lập các dịch vụ chung như IPTV, VoD hoặc các dịch vụ như VLAN liên quan đến các khách hàng thuộc tỉnh sẽ do bộ phận quản lý của tỉnh đảm nhiệm. Toàn bộ mạng cần đến một bộ phận quản lý chung trên toàn mạng. Bộ phận này có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề kỹ thuật chung cho toàn mạng hoặc cụ thẻ hỗ trợ cho các bộ phận kỹ thuật dưới viễn thông tỉnh. Đối với các dịch vụ phân bố trải rộng trên toàn quốc cần có sự phối hợp giữa bộ phận kỹ thuật trung tâm và các bộ phận kỹ thuật tại các đơn vị tỉnh. Giải pháp quản lý mạng đáp ứng được các tính năng cơ bản sau: - Layer 2 Provisioning: cho phép nhà khai thác dễ dàng tạo các kết nối lớp 2, VPN lớp 2 bằng các giao diện đồ họa thuận tiện. Chức năng này cũng cho phép tạo các chính sách bảo mật hay chất lượng dịch vụ QoS. - Layer 3 Provisioning: cho phép nhà khai thác dễ dàng tạo các kết nối lớp 3, VPN lớp 3 bằng các giao diện đồ họa thuận tiện. Chức năng này cũng cho phép tạo các chính sách bảo mật hay chất lượng dịch vụ QoS. - Traffic Engineering: cho phép hệ thống trao đổi với các thiệt bị mạng tạo và thay đổi các tuyến TE với các tính năng cao cấp. Thông thường các tính toán phức tạp này phải làm bởi các nhà thiết kế tuyến, sau đó nạp dữ liệu và cấu hình thiết bị. Module này có các thuật toán rất phức tạp hỗ trợ nhà khai thác tạo kết nối, có bảo vệ, chất lượng dịch vụ. - MPLS Diagnostic: cho phép thực hiện các công việc tìm lỗi khi có sự cố trên VPN, TE… 3.4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN-E Hệ thống MAN-E của VNPT được xây dựng trên công nghệ của hai nhà cung cấp đó là Cisco và Huawei trong khuận khổ của luận văn tôi xin trình bày hệ thống quản lý điều khiển mạng MAN-E EMS N2000 của Huawei. Hệ thống bao gồm các chức năng sau 3.4.1 Quản lý topo mạng Chức năng này của hệ thống cho phép xây dựng và quản lý topo mạng. Người dùng có thể xem được quan hệ giữa các thiết bị trên mạng và có một giao diện trực quan để cấu hình thiết bị. Hệ thống có khả năng thống kê số lượng và thông tin trạng thái thiết bị bằng màu sắc hiển thị trên sơ đồ. Hệ thống có thể tự động phát hiện thiết bị mới được thêm vào 1 node mạng. Hình 3.7: Topo mạng MAN-E 3.4.2 Quản lý tài nguyên Chức năng này có mục đích thu thập thông tin về thiết bị trên toàn bộ mạng do hệ thống quản lý quản lý, giúp người dùng có thể biết thông tin và các thay đổi về tài nguyên mạng: thông tin về số lượng frame, slot, board, subcard, port… trên thiết bị. Hệ thống có khả năng sắp xếp thiết bị theo hình cây (resource tree). Người dùng có thể tìm theo tên, kiểu, nhóm, địa chỉ IP, trạng thái. 3.4.3 Quản lý lỗi Chức năng này giúp giám sát mạng theo thời gian thực. Các thiết bị gửi thông tin cảnh báo lên hệ thống bằng giao thức SNMP v1, v2, v3. Hệ thống có khả năng phân tích nguyên nhân gây ra cảnh báo, chỉ ra mức độ nghiêm trọng của cảnh báo (bằng màu sắc). 3.4.4 Quản lý hiệu năng Chức năng này quản lý sự vận hành của tài nguyên trên mạng (cho biết thông số % CPU, bộ nhớ, …, số lượt truy nhập, số phiên PPPoE,…). Cho phép đặt các thông số vận hành giới hạn. Hệ thống sẽ gửi cảnh báo khi thông số vận hành vượt quá giới hạn. Ngoài ra, hệ thống còn giám sát được lưu lượng mạng và thông số SLA: trễ, mất gói tin ICMP, TCP, UDP, SNMP, mất gói tin dữ liệu giữa các node mạng, trễ kết nối,… 3.4.5 Quản lý bảo mật Chức năng này giúp hệ thống quản lý người dùng, quản lý mật khẩu, nhận thực, cấp quyền cho người dùng. Có thể ghi lại quá trình làm việc của người dùng. Cho phép người quản trị buộc người dùng khác phải đăng xuất khỏi hệ thống khi nhận thấy hệ thống bị nguy hiểm. Hệ thống có khả năng khóa client không còn được quyền truy nhập vào hệ thống. 3.4.6 Quản lý cấu hình Chức năng này giúp quản lý số lượng frame, board, port,… trên thiết bị. Các interface được hệ thống quản lý bao gồm: Ethernet, POS, interface ảo: sub-interface, trunk interface, loopback interface, … Quản lý VLAN, QinQ, ACL, QoS, HqoS,... 3.4.7 Cấu hình dịch vụ qua giao diện đồ hoạ (provisiong) Hệ thống hỗ trợ việc cấu dịch vụ VPN qua giao diện đồ hoạ : - Tạo tunnel policy - Tạo PW - Tạo VSI - Tạo VRF 3.4.8 Cấu hình trên thiết bị mạng (các router NE40E) Để hệ thống quản lý được các thông số của mạng trước tiên ta phải cấu hình các tham số trên thiết bị mạng - Cấu hình SNMP trên các router NE40E . - Trong trường hợp có đặt access-list thì phải permit cho địa chỉ server 123.29.0.162 Hệ thống EMS được triển khai theo mô hình Client - Server Máy chủ của hệ thống đặt tại công ty viễn thông liên tỉnh VTN , các hệ thống Client được đặt tại các VNPT tỉnh thành được kết nối với nhau thông qua kết nối VPN. Hệ thống được giao cho VTN quản lý và phân quyền tùy theo chức năng nhiệm vụ. Do có thiết kế như trên là giúp cho mạng MAN-E của VNPT có sự đồng bộ, thống nhất giữa các VNPT tỉnh thành phố với mạng đường trục của VTN. 3.5 XÂY DỰNG MẠNG MAN-E VNPT THÁI NGUYÊN Mạng MAN-E của VNPT được tuân thủ nghiêm túc theo các quy định, tiêu chuẩn của tập đoàn VNPT. Thiết bị mạng MAN-E tại VNPT là thiết bị của tập đoàn Huawei – Trung Quốc. mạng được xây dựng theo các bước sau: 3.5.1 Định hướng xây dựng mạng MAN-E Mạng MAN-E của VNPT Thái Nguyên được xây xựng dựa theo định hướng như sau: - Xây dựng cấu trúc mạng MAN-E và triển khai mạng truy nhập quang, chuẩn bị tốt hạ tầng để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ băng rộng, dịch vụ tốc độ cao. - Dung lượng mạng MAN-E được xây dựng để đáp ứng nhu cầu dự báo phát triển các dịch vụ: Internet, truyền số liệu, dịch vụ băng rộng và dịch vụ thoại (trên cơ sở thiết bị MSAN trang bị mới). - Cấu trúc mạng MAN-E và truy nhập quang trong giai đoạn đầu gồm các phần sau: · Mạng MAN-E Ethernet, làm chức năng thu gom lưu lượng của các thiết bị mạng truy nhập (MSAN/IP-DSLAM), lưu lượng các khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng MAN-E để chuyển tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối lên mạng trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, đi quốc tế. · Hệ thống mạng cáp quang truy nhập, được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng MAN-E và cung cấp cáp quang truy nhập đến các tòa nhà, khu công nghiệp, khu chế xuất và các khách hàng lớn. 3.5.2 Định cỡ mạng MAN-E Mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên được định cỡ dựa trên các tham số đầu vào, các phương pháp tính cỡ mạng MAN-E dựa trên từng dịch vụ cụ thể như sau: 3.5.2.1 Các tham số đầu vào tính kích cỡ mạng MAN-E Các thông số số lượng: POTS port, ADSL 2+ port, SHDSL port, VDSL2 và Ethernet port là tổng số lượng port tương ứng kết nối đến một thiết bị Carrier Ethernet Switch (CES) của mạng MAN-E. - Số liệu POTS port dự báo là số lượng thuê bao POTS tương ứng sẽ được triển khai trên các thiết bị MSAN. - Số liệu Ethernet port dự báo của CES bao gồm: số lượng thuê bao sử dụng kết nối Ethernet, 2 port kết nối cho mỗi MSAN kết nối vào CES đó, các port kết nối CES với các thiết bị CES khác. - Số liệu ADSL2+, SHDSL, VDSL dự báo là số lượng thuê bao sẽ triển khai trên MSAN hoặc IP DSLAM. Dựa trên nhu cầu dự báo dung lượng cổng POTS, ADSL2+, SHDSL, VDSL2, Ethernet (thuê bao sử dụng kết nối Ethernet chủ yếu phục vụ cho các vùng trung tâm tỉnh, huyện, thị xã và có nhu cầu dịch vụ băng rộng…) để dự báo và tính toán năng lực mạng, từ đó có kế hoạch xây dựng mạng phù hợp. Bảng các tham số đầu vào của mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên được thể hiện chi tiết tại phụ lục 01: Bảng chỉ số đầu vào 3.5.2.2Phương pháp tính kích cỡ mạng MANMAN-E Lưu lượng thoại (A) Các chỉ số - Số lượng kết nối đồng thời: CC = 10% - Số % thuê bao sử dụng dịch vụ thoại codec G.711: a1 = 80% - Số % thuê bao sử dụng dịch vụ thoại codec G.729: a2 = 20% Dung lượng băng thông dùng cho dịch vụ thoại với codec là G.711 (64kbit/s) A1 = a1 x POTS port x CC x 126 (kbit/s) Dung lượng băng thông dùng cho dịch vụ thoại với codec là G.729 (8kbit/s) A2 = a2 x POTS port x % CC x 39 (kbit/s) Tổng lưu lượng thoại: A = A1 + A2 = [CC x (a1 x 126 + a2 x 39) / 1024 ] x POTS (Mbit/s) Lưu lượng Internet (B) Các chỉ số Sử dụng kết nối ADSL 2+ và SHDSL - Đối với khách hàng Residential (Hộ gia đình) · Số lượng kết nối đồng thời chiếm băng thông truy nhập Internet: CC1 = 20% · Tỷ lệ thuê bao là Residential: URr = 90% · Băng thông trung bình cho truy nhập: bw1 = 100 (kbit/s) · Riêng đối với các đơn vị: BĐ HNI, Tp. HCM, HPG, CTO, ĐNG tính: bw1 = 200 (kbit/s) B1’= CC1 x URr x bw1/1024 x (ADSL 2+ port + SHDSL port) - Đối với khách hàng Bussiness (các công ty, doanh nghiệp) · Số lượng kết nối đồng thời chiếm băng thông truy nhập Internet: CC2 = 70% · Tỷ lệ thuê bao là Business: URb = 10% · Băng thông trung bình cho truy nhập: bw2 = 2048 (kbit/s) B2’ = CC2 x URb x bw2/1024 x (ADSL 2+ port + SHDSL port) Tổng lưu lượng sử dụng kết nối ADSL 2+ và SHDSL: B1= B1’+B2’ = (b1+b2) x DSL port (Mbit/s) Trong đó: b1 = CC1 x URr x bw1/1024 ; b2 = CC2 x URb x bw2/1024 và DSL port= ADSL 2+ port + SHDSL port Sử dụng kết nối Ethernet - Số lượng kết nối đồng thời chiếm băng thông truy nhập Internet: CC3 = 80% - Băng thông trung bình cho truy nhập: bw3 = 2048 (kbit/s) B3 = CC3 x bw3/1024 x Ethernet port = b3 x Ethernet port (Mbit/s) Trong đó : b3= CC3 x bw3/1024 Sử dụng kết nối VDSL2: - Số lượng kết nối đồng thời chiếm băng thông truy nhập Internet: CC4 = 80% - Băng thông trung bình cho truy nhập: bw4 = 2048 (kbit/s) B4 = CC4 x bw4/1024 x VDSL2 port = b4 x VDSL2 port (Mbit/s) Tổng lưu lượng Internet: B= B1 +B3 + B4 (Mbit/s) Lưu lượng dịch vụ VPN (C) Các chỉ số: Sử dụng kết nối ADSL 2+: - Băng thông trung bình cho dịch vụ ADSL2+ VPN: cw1= 640 (kbit/s) - Tỷ lệ thuê bao ADSL2+ sử dụng dịch vụ VPN: URa= 1% - Tỷ lệ chiếm băng thông đồng thời là 70% C1= cw1/1024 x URa x ADSL 2+ port x 70% = c1 x ADSL 2+ port x 70% Sử dụng kết nối SHDSL: - Băng thông trung bình cho dịch vụ SHDSL VPN: - cw2= 1024 (kbit/s) - Tỷ lệ chiếm băng thông đồng thời là 70% - C2= c2 x SHDSL port x 70% Trong đó : c2= cw2/1024 Sử dụng kết nối Ethernet: - Băng thông trung bình cho dịch vụ Ethernet VPN: cw3= 5 (Mbit/s) - Tỷ lệ chiếm băng thông đồng thời là 70% C3= c3 x Ethernet port x 70% Trong đó: c3= cw3 Sử dụng kết nối VDSL2: - Băng thông trung bình cho dịch vụ VDSL2 VPN: cw4=2 (Mbit/s) C4= c4 x VDSL2 port Trong đó: c4= cw4 Như vậy tổng băng thông dịch vụ VPN: C= C1 + C2 + C3 + C4 (Mbit/s) Dung lượng dịch vụ VoD (D) Các chỉ số: Sử dụng kết nối ADSL 2+: - Số % thuê bao sử dụng dịch vụ VoD: Su1=5% - Băng thông trung bình cho dịch vụ VoD: dw1=2048 (kbit/s) - % thuê bao chiếm băng thông: URv1= 10% D1= Su1 x dw1/1024 x URv1 x ADSL 2+ port = d1 x ADSL 2+ port Trong đó : d1 = Su1 x dw1/1024 x URv1 Sử dụng kết nối VDSL2 : - Số % thuê bao sử dụng dịch vụ VoD: Su2 = 50% - Băng thông trung bình cho dịch vụ VoD: dw2=2048 (kbit/s) - % thuê bao chiếm băng thông: URv2= 10% D2= Su2 x dw2/1024 x URv2 x VDSL2 port = d2 x VDSL 2 port Trong đó : d2 = Su2 x dw2/1024 x URv2 Tổng băng thông sử dụng dịch vụ VoD: D= D1 + D2 (Mbit/s) Dung lượng dịch vụ IPTV (E) Các chỉ số: - Tổng kênh của dịch vụ IPTV: Ch= 100 - Băng thông trung bình cho 1 kênh: ew1=2048(Kbit/s) Băng thông sử dụng dịch vụ IPTV: E= ew1/1024 x Ch (Mbit/s) Kích cỡ mạng MAN Tổng dung lượng thuê bao trên CES CS = (A + B + C + D + E) (Mbit/s) - Tổng băng thông của một Ring Access R = ∑ CSi Trong đó: CSi là dung lượng các node thuộc cùng một Ring Access (Không kể Node Core) - Yêu cầu băng thông thực tế của một Ring Access: RT= R x 100/70 (Mbit/s) - Yêu cầu băng thông thực tế của một Node Core: RTNodeCore= CSNodeCore x 100/70 Băng thông yêu cầu tại Ring core RC = ∑ RTj – (Toàn bộ phần lưu lượng của Node Core đấu nối lên NGN trục và toàn bộ phần lưu lượng Internet của Ring Access chứa Node Core đó) Core Trong đó RTj bao gồm băng thông của tất cả các Ring Access và các Node Yêu cầu về khả năng chuyển mạch của thiết bị CES Đối với Node Core: - Node Core mà có kết nối trực tiếp lên mạng NGN trục: S = ∑ RTj x 6; F = S/(8*64) - Node Core không có kết nối trực tiếp lên mạng NGN trục: S = RC x 6; F = S/(8*64) - Các Node không thuộc Core: S = RT * 6; F = S/(8*64) Dung lượng kết nối liên tỉnh: 20% lưu lượng thoại và VPN và toàn bộ lưu lượng còn lại. Dựa trên các công thức định cỡ mạng và các dự báo dung lượng băng thông kết nối trên mạng MAN-E (tại phụ luc 02: Dự báo mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên giai đoạn 2010-2011) tính được dung lượng nối của các dịch vụ trên mạng MAN-E của VNPT Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011. Chi tiết tại phụ lục 03: Tính dung lượng MAN-E VNPT Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011. Căn cứ vào kết quả tính dung lượng của các dịch vụ, mạng truyền dẫn MAN-E được tổ chức thành 5 vòng Ring bao gồm 14 UPE, 02 PE-AGG. Các vòng Ring cụ thể như sau: - Ring 1: Thái Nguyên – Đại Từ - Thái Nguyên. - Ring 2: Thái Nguyên – Đán – Đại Từ - Thái Nguyên. - Ring 3: Thái Nguyên – Đồng Hỷ - La Hiên – Trại Cau – Phú Bình – Thái Nguyên. - Ring 4: Thái Nguyên – Phú Lương – Định Hóa – Bình Yên – Đại Từ - Thái Nguyên. - Ring 5: Thái Nguyên – Lưu Xác – Sông Công – Phổ Yên – Bắc Sơn – Đại Từ - Thái Nguyên. Hình ảnh chi tiết về Mạng MAN-E của VNPT Thái Nguyên và các vòng Ring được thể hiện tại phụ lục 04: Cấu trúc mạng MAN-E VNPT Thái Nguyên giai đoạn 2010–2011 Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE TT Tên trạm Chức năng Đấu nối BRAS (GE/ 10GE) Đấu nối PE (GE/ 10GE) GE Port 10 GE Port Sử dụng Chưa sử dụng Sử dụng Chưa sử dụng I Thái Nguyên PE-AGG 3/0 1/0 17 7 1 0 1 Thái Nguyên UPE Ring 1 40 8 2 0 2 Đán UPE Ring 2 8 16 0 0 3 Đồng Hỷ UPE Ring 3 13 11 0 0 4 La Hiên 9 15 0 0 5 Trại Cau 5 7 0 0 6 Phú Bình 10 14 0 0 7 Đại Từ UPE Ring 4 11 13 0 0 8 Bình Yên 6 6 0 0 9 Định Hóa 9 15 0 0 10 Phú Lương 13 11 0 0 11 Lưu Xá UPE Ring 5 21 15 0 0 12 Sông Công 9 25 0 0 13 Phổ Yên 11 1 0 0 14 Bắc Sơn 8 4 0 0 II Đại Từ PE-AGG 2/0 1/0 8 4 1 0 Tổng số 5/0 2/0 218 142 4 0 Hình 3.8 Sơ đồ mạng MAN-E Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2011 Kết luận chương 3 Trong chương 3 đã trình bày về mô hình triển khai mạng Metro Ethernet tại VNPT và cụ thể là VNPT Thái Nguyên, là một nhà cung cấp dịch vụ đang triển khai mạng MAN-E lớn nhất tại Việt Nam. Từ mô hình này chúng ta thấy rằng mạng MAN-E có nhiệm vụ tập trung lưu lượng rất lớn từ lớp access để chuyển lên lớp Core. Việc xử lý lưu lượng, áp dụng chính sách chất lượng dịch vụ, khởi tạo các dịch vụ đều nằng ở mạng MAN-E. Vì vậy hệ thống mang MAN-E cần đảm bảo có hiệu và độ tin cậy cao. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Nhu cầu sử dụng nhiều loại hình dịch vụ tốc độ cao với một đường truyền băng rộng từ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ngày càng lớn. Đặc biệt trong năm 2010 dịch vụ IPTV và các dịch vụ băng rộng trên mạng di động 3G phát triển một cách mạnh mẽ dẫn đến nhu cầu về một mạng truyền số liệu tốc độ cao thật sự là vấn đề cấp thiết của các nhà cung cấp dịch vụ. Mạng MAN-E đã và đang được triển khai với quy mô trên toàn quốc sẽ đáp ứng được nhu cầu hiện tại và đủ dự phòng trong tương lai. Luận văn đã trình bày được các khái niệm về mạng MAN-E cũng như các dịch vụ sẽ được cung cấp thông qua hệ thống mạng này. Mạng MAN-E là phân khúc nằm giữa lớp Core và lớp Access, có chức năng tập trung lưu lượng và thực hiện các chức năng đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng. Luận văn “ Công nghệ mạng MAN-E và ứng dụng“ cũng đã trình bày được mô hình triển khai mạng MAN-E tại Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam VNPT, một nhà cung cấp dịch vụ có thị phần lớn nhất tại Việt Nam, nhằm đánh giá vai trò của mạng MAN-E trong mô hình cung cấp dịch vụ của VNPT. Luận văn cung cấp những kiến thức cơ bản nhất của mạng MAN-E cung như mô hình triển khai thực tế. Từ đó tiến hành định cỡ, tính toán lên phương án triển khai mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên trong gian đoạn 2010-2011 nhằm đáp ứng cho nhu cầu băng thông ngày càng lớn, chất lượng dịch vụ không ngừng được nâng cao của mạng lưới viễn thông. Với sự hiểu biết còn hạn chế, luận văn có thể còn nhiền thiếu sót. Tôi rất mong muốn nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Nguyên Huy Thành (2006), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và giải pháp xây dựng mạng MAN trên cáp quang, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện công nghệ bưu chính viễn thông. 2. TS.Nguyễn Quý Minh Hiển, TS.Đỗ Kim Bằng (2002), Mạng viễn thông thế hệ sau , NXB Bưu ĐIỆN. Tiếng Anh 3. Sam Halabi (2003), Metro Ethernet, Cisco Press. 4. MEF forum (2003), Metro Ethernet Services – A technical overview, Metro Ethernet forum White paper. 5. Metro Ethernet Forum (2004). MEF 4 — Metro Ethernet Network Architecture Framework, Part 1: Generic Framework , The Metro Ethernet Forum. 6. MEF forum (2008), MEF -12 Metro Ethernet Network Architecture Framework Part 2: Ethernet Services Layer, The Metro Ethernet Forum. 7. MEF forum (2008), MEF 6.1-Ethernet Services Definitions – Phase 2, The Metro Ethernet Forum. 8. MEF forum (2009), MEF 10.2 - Ethernet Services Attributes Phase 2, The Metro Ethernet Forum. PHỤ LỤC 01: Bảng chỉ số đầu vào Loại thuê bao Băng thông Các tham số sử dụng để tính băng thông Tên Giá trị (Mbps/thuê bao) Tên Ý nghĩa Giá trị Thoại a 0,017 a1 Tỷ lệ thuê bao thoại sử dụng Codec1 80% a2 Tỷ lệ thuê bao thoại sử dụng Codec2 20% Codec1 Băng thông 1 thuê bao thoại dùng Codec1 128 kbps Codec2 Băng thông 1 thuê bao thoại dùng Codec2 39 kbps CC Tỷ lệ sử dụng đồng thời 15% Truy nhập Internet b1 + b2 ADSL2+ và SHDSL 0,23 bw1 Băng thông truy nhập Internet/1 thuê bao (*) 512 kbps URr Tỷ lệ Residential 90% CC1 Tỷ lệ truy nhập Internet đồng thời chiếm băng thông 20% bw2 Băng thông truy nhập Internet/1 thuê bao 2.048 kbps URb Tỷ lệ Bussiness 10% CC2 Tỷ lệ truy nhập Internet đồng thời 70% b3 (FTTH) 2,00 bw3 Băng thông truy nhập Internet/1 thuê bao 10.240 kbps CC3 Tỷ lệ truy nhập Internet đồng thời 20% b4 (VDSL2/F TTB/FTT C) 1,00 bw4 Băng thông truy nhập Internet/1 thuê bao 5.120 kbps CC4 Tỷ lệ truy nhập Internet đồng thời 20% VPN c1 (ADSL2+) 0,005 cw1 Băng thông truy nhập/1 thuê bao 640 kbps URa Tỷ lệ thuê bao sử dụng dịch vụ 1% CC1 Tỷ lệ truy nhập đồng thời 70% c2 (SHDSL) 0,7 cw2 Băng thông truy nhập/1 thuê bao 1.024 kbps CC2 Tỷ lệ truy nhập đồng thời 70% c3 0,18 cw3 Băng thông truy nhập/1 thuê bao 5 Mbps (FTTH) Urf Tỷ lệ thuê bao FTTH dùng VPN 5% CC3 Tỷ lệ truy nhập đồng thời 70% c4 (VDSL2) 0,07 cw4 Băng thông truy nhập/1 thuê bao 2 Mbps Urv Tỷ lệ thuê bao VDSL sử dụng VPN 5% CC4 Tỷ lệ truy nhập đồng thời 70% VoD/My TV d1 (ADSL2+) 0,42 dw1 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 6.144 kbps Su1 Tỷ lệ thuê bao ADSL2+ sử dụng dịch vụ 70% URv1 Tỷ lệ thuê bao chiếm băng thông 10% d2 (VDSL2/F TTX) 0,18 dw2 Băng thông truy nhập Internet/1 thuê bao 6.144 kbps Su2 Tỷ lệ thuê bao VDSL2+/FTTX sử dụng dịch vụ 30% URv2 Tỷ lệ thuê bao chiếm băng thông 10% BTV/My TV E (Mbps) 570 Ch1 Tổng kênh BTV SD 100 ew1 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 4.096 kbps Ch2 Tổng kênh BTV HD 20 ew12 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 8.704 kbps VoD/VT C d3 (ADSL2+) 0,42 dw1 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 6.144 kbps Su1 Tỷ lệ thuê bao ADSL2+ sử dụng dịch vụ 70% URv1 Tỷ lệ thuê bao chiếm băng thông 10% d4 (VDSL2/F TTX) 0,18 dw2 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 6.144 kbps Su2 Tỷ lệ thuê bao VDSL2+/FTTX sử dụng dịch vụ 30% URv2 Tỷ lệ thuê bao chiếm băng thông 10% BTV (VTC) E1(Mbps) 410 Ch1 Tổng kênh BTV SD 60 ew1 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 4.096 kbps Ch2 Tổng kênh BTV HD 20 ew12 Băng thông truy nhập /1 thuê bao 8.704 kbps PHỤ LỤC 02 : Bảng dự báo dung lượng MAN-E giai đoạn 2010 - 2011 VNPT Thái Nguyên STT Địa điểm UPE, MSAN, IP DSLAM,MxU/L2S Loại thiết bị Ring No. Tổng đến hết 2011 POTS ADSL 2+ SHDSL VDSL2 FTTH MyTV I TNN00TNN PE- AGG CORE II TNN00DTU PE- AGG III TNN01TNN UPE 1 2 3 4 5 8292 14466 88 0 610 2108 IV TNN02TDN UPE UPE 54 4598 16 0 143 404 V TNN03DHY 155 2283 12 0 96 355 VII TNN03PBH UPE 0 1212 7 15 48 498 VIII TNN04DTU UPE 274 3359 16 0 122 807 IX TNN04BYN UPE UPE 110 619 1 0 12 115 X TNN04DHA 0 1458 6 0 52 395 XI TNN04PLG UPE 1542 3108 9 0 77 878 XII TNN05LXA UPE UPE 450 6688 25 0 223 1055 XIII TNN05SCG 0 1795 11 0 64 355 XIV TNN05PYN UPE UPE 131 7864 9 0 99 1879 XV TNN05BSN 128 657 2 0 14 160 Tổng 11.214 50.368 227 15 1.617 9.427 PHỤC LỤC: 04 PHẦN I CẤU TRÚC MẠNG MAN-E VNPT THÁI NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2010 - 2011 HIỆN TRẠNG MẠNG MAN-E ĐẾN THÁNG 12/2009 - Đã hoàn thành triển khai, đo kiểm và đưa vào khai thác từ ngày 04/11/2009; - Đã thực hiện xong đấu chuyển thuê bao ngày 16/01/2010; - Hiện trạng mạng gồm có: 14 UPE, 02 PE-AGG + Các hình Hình 1: Hiện trạng mạng MAN-E Viễn thông Thái Nguyên Hình 2: Ring 1 Hình 3: Ring 2 Hình 4: Ring 3 Hình 5: Ring 4 + Danh sách các Node MAN-E Hình 6: Ring 5 TT Tên trạm Chức năng Đấu nối BRAS (GE/ 10GE) Đấu nối PE (GE/ 10GE) GE Port 10 GE Port Sử dụng Chưa sử dụng Sử dụng Chưa sử dụng I Thái Nguyên PE-AGG 3/0 1/0 17 7 1 0 1 Thái Nguyên UPE Ring 1 40 8 2 0 2 Đán UPE Ring 2 8 16 0 0 3 Đồng Hỷ UPE Ring 3 13 11 0 0 4 La Hiên 9 15 0 0 5 Trại Cau 5 7 0 0 6 Phú Bình 10 14 0 0 7 Đại Từ UPE Ring 4 11 13 0 0 8 Bình Yên 6 6 0 0 9 Định Hóa 9 15 0 0 10 Phú Lương 13 11 0 0 11 Lưu Xá UPE Ring 5 21 15 0 0 12 Sông Công 9 25 0 0 13 Phổ Yên 11 1 0 0 14 Bắc Sơn 8 4 0 0 II Đại Từ PE-AGG 2/0 1/0 8 4 1 0 Tổng số 5/0 2/0 218 142 4 0 PHẦN II  CẤU TRÚC MẠNG MAN-E GIAI ĐOẠN 2010 - 2011 1. Lắp mới thiết bị và bổ sung mở rộng các cổng kết nối: - Trong giai đoạn 2010 - 2011, mạng MAN-E của Viễn thông Thái Nguyên sẽ giữ nguyên cấu hình mạng gồm 14 UPE và 02 PE-AGG tổ chức thành 05 vòng Ring Access và 01 vòng Ring Core, vị trí lắp đặt các node sẽ không thay đổi; - Căn cứ theo hiện trạng mạng lưới, nhu cầu lắp mới, mở rộng dung lượng và băng thông các điểm truy nhập băng rộng IPDSLAM, MSAN, MxU, SwitchL2 trên địa bàn. Viễn thông Thái Nguyên đề nghị mở rộng băng thông 05 vòng Ring Access và 01 vòng ring Core lên 10GE, các kết nối lên BRAS và PE lên 10GE; 1.1 Các Ring mở rộng: Bảng 1: Mở rộng băng thông các Ring STT Tên Ring Băng thông hiện tại Băng thông mở rộng Ghi chú 1 Ring Core 1GE 10GE Mở rộng 2 Ring 1 10GE 10GE Giữ nguyên 3 Ring 2 1GE 10GE Mở rộng 4 Ring 3 2x1GE 10GE Mở rộng 5 Ring 4 2x1GE 10GE Mở rộng 6 Ring 5 2x1GE 10GE Mở rộng 1.2 Mở rộng băng thông kết nối BRAS, PE Bảng 2: Mở rộng băng thông kết nối BRAS, PE STT Tên PE-AGG Kết nối BRAS hiện tại Kết nối BRAS mở rộng Kết nối PE hiện tại Kết nối PE mở rộng 1 Thái Nguyên 2x1GE 10x1GE 1GE 10GE 2 Đại Từ 2x1GE 10GE 1GE 10GE Các cổng kết nối cần trang bị: Bảng 3: Các cổng cần đầu tư TT Tên Trạm Chức năng 1GE 10GE 10Km 40Km 80Km 10Km 40Km 80Km 1 Thái Nguyên PE-AGG 10 3 3 2 2 Đại Từ PE-AGG 1 2 4 3 Thái Nguyên UPE 4 Đán UPE 1 1 5 Đồng Hỷ UPE 1 1 6 La Hiên UPE 1 1 7 Trại Cau UPE 2 8 Phú Bình UPE 2 9 Đại Từ UPE 1 1 10 Bình Yên UPE 1 1 11 Định Hóa UPE 1 1 12 Phú Lương UPE 1 1 13 Lưu Xá UPE 2 14 Sông Công UPE 2 15 Phổ Yên UPE 1 1 16 Bắc Sơn UPE 2 Tổng số 10 7 15 19 10 41 1.3 Thiết bị dự phòng Bảng 4: Các card dự phòng Line card Line card 1GE Line card 10GE Số lượng 02 02 Bảng 5: Các SFP dự phòng Module quang 1GE 10GE 10Km 40Km 80Km 10Km 40Km 80Km Số lượng 06 12 06 02 02 02 Tổng số 24 06 1.4 Các trạm lặp cần trang bị Bảng 6: Trạm lặp 10GE cần trang bị STT Điểm đặt trạm lặp Đầu tuyến Cuối tuyến Khoảng cách tuyến cáp (km) Ghi chú 1 Bình Thành Đại Từ Bình Yên 60 Khoảng cách cáp quang lớn 2 Hanh Thái Nguyên Phú Bình 35 Tuyến cáp quang suy hao lớn Các trạm lặp sẽ phục vụ kết nối quang tuyến Bình Yên - Đại Từ chiều dài lớn trên 60km và tuyến quang Thái Nguyên - Phú Bình bị suy hao lớn do có nhiều mối hàn nối và ODF. Như vậy: - Trong giai đoạn 2010-2011, cấu hình mạng MAN-E gồm: 02 node PE-AGG, 14 node UPE; - Mạng MAN-E đảm bảo cung cấp dịch vụ cho 50.386 cổng ADSL2+, 227 cổng SHDSL, 15 cổng VDSL2 và 1.617 cổng FTTH.