Vấn đề đặt ra tiếp theo là làm sao để cung cấp đ−ợc các mạng đa dịch vụ, tích hợp đ−ợc các giao thức khác nhau, cung cấp các dịch vụ IP (giao thức Internet - Internet protocol) chất l−ợng cao và giảm chi phí khai thác... Để có thể tích hợp
đ−ợc đầy đủ các dịch vụ cố định, di động, thoại và số liệu nhiều giao thức hầu hết các chuyên gia đang trù liệu về các vấn đề này đều đi tới một kết luận giống nhau là cần tìm tới giải pháp MPLS.
Như phần chương 1 đã trình bày, MPLS do IETF đề xuất gần đây đã thực hiện việc hội tụ giữa kết nối có hướng và định tuyến IP. Sự nổi bật của MPLS là dựa trên khả năng chuyển mạch tốc độ cao của ATM và tính thông minh, linh hoạt của IP. Khi có sự tiêu chuẩn hoá, cơ sở gói MPLS cũng đ−ợc thực hiện để đơn giản hoá
các cơ chế xử lí gói trong phạm vi các router trung tâm, thay thế hoàn toàn hay 1 phần sự phân loại tiêu đề và thay thế việc xem xét các tiêu đề dài bằng các nhãn đơn giản ngắn gọn hơn.
MPLS thu đ−ợc sự quan tâm rất lớn nhờ khả năng khắc phục vấn đề chất lượng dịch vụ, điều khiển lưu lượng, tính dễ dàng mở rộng (cấu hình mạng không phải full-mesh) và đặc biệt là xây dựng VPN MPLS trong vùng lõi mạng.
Các lý do để tìm tới giải pháp MPLS:
- Công nghệ mới chi phí thấp, hiệu quả cao và đơn giản: Chuyển mạch nhãn đa giao thức là công nghệ mới, bắt đầu đ−ợc nghiên cứu vào năm 1997. Khởi
đầu MPLS được IBM và Cisco nghiên cứu với mục đích giảm kích thước của bảng
định tuyến. Thay vì hàng trăm ngàn địa chỉ định tuyến, nó chỉ cần khoảng 50 thẻ lớp 2 mang tính cục bộ cho các bộ định tuyến. Những thẻ này cho phép phân loại chức năng dịch vụ theo đó chất l−ợng đ−ợc đảm bảo và cung cấp đ−ợc nhiều loại dịch vụ.
Đây là một b−ớc tiến quan trọng so với giao thức IP. Chỉ trong vòng vài năm MPLS
đã trở thành giao thức đ−ợc lựa chọn để đơn giản hoá và tích hợp mạng trong mạng lõi. Nó cho phép các nhà khai thác giảm chi phí, đơn giản hoá việc quản lý lưu l−ợng và hỗ trợ các dịch vụ Internet xếp chồng. Quan trọng hơn cả, nó có vẻ nh− là một bước tiến mới trong việc đạt mục tiêu mạng đa dịch vụ với các giao thức gồm di
động, thoại, dữ liệu đa thành phần.
- Các nhà khai thác lớn đều −a chuộng: Hiện nay, hầu hết các nhà khai thác quốc tế nh− Level 3, Qwest, Cable & Wireless, Infonet, UUNET và Equant/Global One đã triển khai công nghệ này trên mạng của họ. ở châu á, MPLS
cũng đang đ−ợc một số nhà khai thác lớn triển khai d−ới một số hình thức. Những Công ty viễn thông nh− China Telecom, StarHup của Singapore và Telstra Saturn của New Zealand đều đã triển khai công nghệ này trong mạng mới của mình. Đặc biệt, việc chấp nhận MPLS của Unicom - nhà khai thác VoIP lớn nhất trên thế giới hiện đang cung cấp dịch vụ này cho hơn 200 thành phố thuộc Trung Quốc là rất
đáng lưu ý. Để được Unicom chấp nhận, MPLS phải tích hợp nhiều kiểu mạng như
GSM, CDMA, thoại và dữ liệu. Nó cũng cần phải rẻ và đơn giản
- Việt Nam cũng sẽ áp dụng MPLS. Nhà khai thác viễn thông lớn nhất Việt Nam - VNPT đang xây dựng định hướng phát triển mạng thế hệ sau NGN.
Trong mạng NGN, có ba giải pháp áp dụng MPLS.
Giải pháp áp dụng MPLS trong mạng lõi có −u điểm đơn giản, sản phẩm th−ơng mại có sẵn, giá thành không cao hơn, kết nối cấp vùng qua trung kế ATM.
Tuy nhiên công nghệ ch−a chín muồi.
Giải pháp hai là áp dụng ATM trong mạng lõi và MPLS mạng cấp vùng.
Theo giải pháp này thì chức năng điều khiển và chuyển tải sẽ đ−ợc tách biệt, sản phẩm thương mại có sẵn, kết nối cấp vùng đơn giản. Tuy nhiên trong điều khiển
định tuyến, chuyển mạch lại phức tạp.
Giải pháp ba là MPLS hoàn toàn, triển khai các tổng đài MPLS trên các mạng
đường trục theo sát các giai đoạn phát triển của các khu vực. Giải pháp này sẽ đơn giản trong tổ chức và triển khai, đơn giản trong báo hiệu, điều khiển và quản lý, sản phẩm thương mại có sẵn và có khả năng tổ chức MPLS - VPN tại một số địa phương. Tuy nhiên chi phí đầu tư sẽ cao hơn và độ rủi ro cao hơn. Một trong ba giải pháp sẽ đ−ợc lựa chọn với lộ trình thực hiện thành nhiều giai đoạn từ nay đến 2010.
Phòng thí nghiệm Hệ thống viễn thông cũng đang có kế hoạch xây dựng mạng MPLS. Vấn đề đặt ra ở đây là nghiên cứu xây dựng một mô hình mạng tối thiểu, chi phí đầu t− phù hợp với nguồn ngân sách đ−ợc cấp cho đào tạo nh−ng vẫn
đảm bảo tính hiện đại, khả năng tích hợp nhiều dịch vụ của mô hình mạng và đáp ứng đ−ợc các yêu cầu trong đào tạo.
Hệ thống mạng hiện tại trong phòng thí nghiệm HTVT (hình 4.1):
Hình 4.1: Cơ sở triển khai mạng MPLS tại phòng thí nghiệm
Quan sát trên hình thấy rằng phòng thí nghiệm HTVT đã đ−ợc trang bị thêm các thiết bị IGX8410 và 3550-24-PWR. Các thiết bị này có những chức năng riêng và là cơ sở ban đầu đề tiến tới xây dựng mạng MPLS.
Chuyển mạch ATM IGX8410:
IGX 8410 là thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ cấp độ nhà cung cấp. Dựa trên công nghệ nền tảng là ATM, IGX có khả năng hỗ trợ và cung cấp đồng thời nhiều loại dịch vụ từ các loại hình truyền thống nh− chuyển mạch kênh TDM nx64k, E1, STM-1, Frame Relay, đến cách ứng dụng voice, video, ATM, MPLS.... Tất cả đ−ợc triển khai trên cùng một hệ thống thống nhất với các cơ chế bảo đảm và nâng cao chất l−ợng dịch vụ QoS.
Các bộ chuyển mạch IGX có thể làm việc đơn nút cho các doanh nghiệp, phòng thí nghiệm hay tại một POP của nhà cung cấp hoặc có thể đ−ợc kết nối với nhau tạo thành hệ thống mạng trục. ứng dụng tùy theo yêu cầu có thể đ−ợc triển khai tùy biến theo vị trí cũng nh− thời gian. Hình 4.2 biểu diễn mô hình mạng IGX.
Khả năng của IGX8410:
- Dịch vụ ATM: IGX hỗ trợ tiêu chuẩn ATM NNI/UNI trên nhiều loại cổng giao diện vật lý khác nhau (ATM-1/OC3, E3/T3, E1/T1...). Tất cả các loại giao diện ATM đều hỗ trợ tính năng hàng đợi trên từng kênh ảo (VC), với mức phân loại dịch vụ lên tới 16 loại bao gồm các phân loại ATM tiêu chuẩn nh−: Constant Bit Rate (CBR), Variable Bit Rate (Real-Time) (VBR [RT]), Variable Bit Rate (Nonreal- Time) (VBR [NRT]), Available Bit Rate (ABR), Unspecified Bit Rate (UBR)
- Dịch vụ Frame Relay: IGX 8400 hỗ trợ dịch vụ Frame Relay trên các card giao diện vật lý tuân thủ tiêu chuẩn Frame Relay UNI/NNI. Ngoài ra với tính năng quản lý chất l−ợng dịch vụ QoS thông minh cho phép thiết lập cơ chế tránh tắc nghẽn giúp tốc độ chuyển mạch lưu lượng Frame Relay rất cao.
Hình 4.2: Mô hình mạng dùng IGX
- IP+ATM: Công nghệ IP+ATM của Cisco cung cấp phương tiện có độ tin cậy cao, khả năng mở rộng lớn cho phép lưu lượng IP truyền tải qua mạng ATM. T−ơng thích với tiêu chuẩn MPLS của IETF, IGX hỗ trợ QoS End-to- End cho dữ liệu IP và ATM cùng với khả năng mở rộng.
- Dịch vụ IP: IGX hỗ trợ đầy đủ các dịch vụ IP nh− một Router nhờ card Router tích hợp chạy hệ điều hành IOS.
- Dịch vụ thoại: IGX cho phép ghép nối với các hệ thống tổng đài thoại sẵn có, mã hóa và nén dữ liệu voice rồi truyền tải qua mạng trục IGX. Tại đầu xa, dữ liệu sẽ đ−ợc giải nén và chuyển về dạng voice truyền thống.
- Dịch vụ kênh số liệu: Cho phép IGX cung cấp kênh số liệu đồng bộ hoặc không đồng bộ (Sync/Async) đ−ợc truyển tải qua mạng trục IGX. Tốc độ kênh có thể từ 1.2kbps đến 2048Mbps sử dụng các giao diện tiêu chuẩn V.28/RS-232, V.11/X.21 or V.35, EIA/TIA-449, and T1/E1.
Catalyst 3550 Serries Switch:
Dòng Cisco Catalyst 3550 là dòng Intelligent Ethernet Switches, đem lại độ khả dụng, bảo mật và QoS cao trong quá trình vận hành mạng. Với một dải cấu hình cho phép từ Fast Ethernet đến Gigabit Ethernet, Catalyst 3550 có thể thực hiện cả
chức năng là chuyển mạch lớp truy nhập (access layer switch) đối với môi trường mạng lớn và là chuyển mạch đ−ờng trục (backbone switch) cho các mạng nhỏ.
Catalyst 3550 đ−a ra nhiều dịch vụ thông minh khác ngoài các dịch vụ truyền thống của switch nh−: advanced QoS, rate-limiting, Cisco security access control lists, high-performance IP routing. Phần mềm quản lý sử dụng trong Catalyst 3550 là Cisco Cluster Management Suite (CMS) cho phép người sử dụng đồng thời cấu hình và khắc phục sự cố trên giao diện Web. Ngoài ra CMS đ−a ra các trình h−ớng dẫn giúp cho việc quản lý các mạng tập trung và các dịch vụ mạng thông minh một cách
đơn giản hơn.
Catalyst 3550-48 Switch: gồm 48 cổng 10/100 và 2 cổng GBIC-based Gigabit Ethernet; 1RU. Catalyst 3550-48 cã phÇn mÒm SMI (Standard Multilayer Software Image) bao gồm một tập các thuộc tính nh−: advanced QoS, rate-limiting, access control lists (ACLs), và basic static and routed information protocol (RIP) routing.
H−ớng triển khai tiếp theo của Phòng thí nghiệm HTVT là xây dựng mạng với mô hình (hình 4.3):
Hình 4.3: Mô hình theo h−ớng triển khai tiếp theo của phòng TN HTVT
Để có một cơ sở hạ tầng mạng nh− trên phòng thí nghiệm HTVT cần đ−ợc
đầu t− thêm các thiết bị mới, kinh phí có thể lên tới 250.000$. Các thiết bị mới gồm có: bổ sung thêm các chuyển mạch ATM (IGX 8410), thiết bị BRAS, các DSLAM và các bộ định tuyến Cisco7200/7500.
Dựa trên những tính năng của IGX8410 nh− đ−ợc nêu ở phần trên, một hệ thống mạng đ−ợc xây dựng nh− mô hình trên có khả năng tích hợp đ−ợc nhiều dịch vụ. Các dịch vụ ATM, Frame Relay, IP/ATM, Voice, ... đều có thể đ−ợc tích hợp trên mô hình mạng này. Các đ−ờng kết nối giữa các chuyển mạch IGX có thể là các
đ−ờng trục ATM hoặc các đ−ờng cáp quang sử dụng công nghệ truyền dẫn SDH.
Với các bộ định tuyến ở lớp biên Cisco7200/7500, mạng cơ sở hạ tầng mạng MPLS ở lớp biên sẽ đ−ợc triển khai.
Nếu mô hình mạng này đ−ợc triển khai, sinh viên đại học cũng nh− học viên có điều kiện thực tập trên một hệ thống viễn thông hiện đại, tích hợp đầy đủ các dịch vụ mới, một hệ thống tương đối hoàn chỉnh nhưng thu nhỏ. Cũng có thể thấy rằng, một cơ sở hạ tầng mạng như vậy cũng chưa từng thấy ở bất kỳ một trường đại học nào. Để có thể thực hành trên một mô hình mạng thực tế, mỗi cá nhân chỉ có thể tham gia vào các khoá đào tạo của Cisco, ở đó có đầy đủ về cơ sở hạ tầng để có thể tiến hành đ−ợc các bài thực tập, rèn luyện kỹ năng cấu hình cho thiết bị, cũng nh−
xây dựng các mô hình mạng thử nghiệm. Kinh phí để có thể theo học các khoá học
đó là rất đắt. Một cơ sở hạ tầng mạng nh− trong phòng thí nghiệm Hệ thống viễn thông cũng có thể nói có đủ tính năng nh− các phòng lab đó. Trên hệ thống này, chúng ta có thể thực hiện không chỉ các bài thực tập về các công nghệ mới mà còn có thể đo kiểm, phân tích mạng. Thiết bị DominoWAN có khả năng gửi các bản tin lỗi ng−ợc trở lại mạng, để từ đó đánh giá về chất l−ợng mạng. Ngoài ra, hiện tại phòng thí nghiệm đã đ−ợc trang bị các thiết bị suy hao quang, do đó có thể giả lập suy hao trên các đ−ờng cáp quang kết nối giữa các mạng, tính toán đ−ợc tỉ lệ lỗi bit và đặc tính của đường truyền. Với những khả năng trên, kinh phí đầu tư vào phòng thí nghiệm có thể đ−ợc thu hồi lại trong vòng 3 năm phòng thí nghiệm hoạt động phục vụ cho thực tập và nghiên cứu của sinh viên, học viên và cán bộ.
KÕT LUËN
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu và triển khai luận văn đã hoàn thành
đ−ợc mục tiêu đặt ra. Gồm các nội dung nh− sau:
1. Kết hợp với một số đề tài khác, một hệ thống viễn thông hiện đại thu nhỏ
đã đ−ợc xây dựng trong phòng thí nghiệm HTVT, đáp ứng nhu cầu đào tào và thực tập của sinh viên.
2. Đã tìm hiểu và triển khai áp dụng một giao thức báo hiệu mới QSIG, loại báo hiệu đã đ−ợc chuẩn hoá trên toàn cầu và là báo hiệu dùng cho mạng PINX.
3. Hệ thống phòng LAB tại bộ môn Viễn thông - ĐHQG đ−ợc xây dựng theo mô hình mạng hội tụ. Bước đầu đã thiết lập được mô hình mạng truy nhập hội tụ, mô phỏng khá đầy đủ các công nghệ về mạng truy nhập nh−: PSTN, ISDN, xDSL, IP...mô phỏng ở mức cơ sở mạng riêng ảo VPN.
4. Tiến hành một số thử nghiệm trên mạng đồng thời triển khai các thiết bị
đo kiểm để thực hiện các bài đo kiểm bắt bản tin và phân tích các bản tin báo hiệu trên mạng nội bộ trong phòng thí nghiệm.
Với việc trang bị hệ thống chuyển mạch WAN đa dịch vụ IGX8410 cho mạng lõi, kiến trúc mạng hội tụ đã dần đ−ợc hình thành với công nghệ ATM/IP h−ớng tới IP/MPLS. Khi hệ thống đ−ợc tăng c−ờng theo mô hình dự kiến triển khai, hệ thống sẽ đ−ợc xem nh− mô hình thu nhỏ của các nhà cung cấp dịch vụ ISP/IXP.