Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng MAN e của VNPT

MO DAU Hiện nay, sự bùng nổ về dịch vụ mạng và viễn thông đã thúc đây các nhà cung cấp dịch vụ phải phát triển một nền tảng cơ sở hạ tầng viễn thông có khả năng đáp ứng và có tính mở rộn

BO GIAO DUC VA DAO TAO TAP DOAN BUU CHINH VIEN THONG VIET NAM

HOC VIEN CONG NGHE BUU CHINH VIEN THONG

PHAN THI THUY CHINH

NGHIEN CUU GIAI PHAP NANG CAO CHAT

LUONG DICH VU TRONG MANG MAN-E CUA VNPT

CHUYEN NGANH : DIEN TU VIEN THONG

MA SO: 60.52.70

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Phạm Minh Hà

HÀ NỘI - 2010

Luan van duoc hoan thanh tai:

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS Phạm Minh Hà

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại Học viện Công

nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: ĐIỜ ngày tháng năm 2010

Có thê tìm hiệu luận văn tại:

Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

MO DAU

Hiện nay, sự bùng nổ về dịch vụ mạng và viễn thông đã thúc đây các nhà cung cấp dịch vụ phải phát triển một nền tảng cơ sở hạ tầng viễn thông có khả năng đáp ứng và có tính mở

rộng Các dịch vụ băng rộng và hạ tầng mạng cung cấp dịch vụ băng rộng đã đạt được những

thành tựu đáng kể Để đáp ứng được yêu cầu về truyền tải băng rộng Tập đoàn Bưu chính

Viễn thông Việt Nam đã triển khai mạng MAN-E dựa trên công nghệ MPLS tại các VNPT

tỉnh thành

Cùng với sự phát triển về dịch vụ thì yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người dùng ngày càng

cao Chất lượng dịch vụ luôn là một vấn đề quan tâm hàng đầu của người sử dụng và nhà

cung cấp mạng

Hiện nay mạng MAN-E đã chuẩn bị đưa vào khai thác nên nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng MAN-E là việc rất cần thiết Do đó tôi chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng MAN-E của VNPT”

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu cấu trúc mạng MAN-E, các giải pháp chất lượng dịch vụ từ

đó đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng cho mạng MAN-E nhằm đáp ứng được yêu cầu của nhà cung cấp mạng và yêu cầu của người dùng

Luận văn bao gồm 3 chương:

Chương I : Tổng quan về mạng MAN-E của VNPT

Chương 2 : Tổng quan về chất lượng dịch vụ

Chương 3 : Đề xuất giải pháp để nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng MAN-E

CHUONG 1

TONG QUAN MANG MAN-E

Chương này giới thiệu sơ đồ cấu trúc, giao thức truyền tải MPLS, giao thức định tuyến

trong mạng MAN-E

1.1 Giới thiệu chung

- Mạng MAN-E được triển khai trên toàn quốc, mỗi tỉnh thành sẽ có một MAN-E

~ Nhiệm vụ chính của MAN-E là thu gom lưu lượng từ lớp truy nhập tới lớp biên roi

chuyên lên lớp Core

1.2 Sơ đồ cấu trúc mạng

- Mạng MAN-E gồm một Core Ring và các access ring

- Core rIng, access ring có băng thông có băng thông 1G hoặc lớn hơn tùy từng tinh

- Số lượng PE-AGG kết nói lên BRAS/PE của VN2 là 2

CẤU HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E VIỄN THÔNG HẢI DƯƠNG

{/MPL 9 8arkUone —.,

samies

tem m san

Hình 1-1 Mô hình mạng MAN-E tại Hải Dương

1.3 Giao thức truyền tải MPLS

câu hình đên lớp access (UPE)

Sử dụng giao thức LDP để trao đôi nhãn MPLS

Cấu hình MPLS TE nhằm đảm bảo khả năng hội tụ đưới 50ms

MTU su dung trên các giao diện của các thiết bị trong mạng MAN-E như sau:

- MPLS-enable interface : 9192

- Non MPLS-enable interface : 1522

1.4 Giao thức định tuyến

- Sử dụng IS-IS

- IS-IS phân chia thành hai cấp độ định tuyến : trên VN2 là cấp 2, mạng MAN-E tại các

tỉnh là mức I

CHUONG 2

TONG QUAN VE QoS

Chương này trình bay tong quan về QoS, các thành phần của QoS, van dé quan ly QoS,

chât lượng dich vu end-to-end

2.1 Tong quan

Chat lượng dịch vụ luôn là vân đề quan tam cua cả người sử dụng dịch vụ và nhà cung câp dịch vụ

2.2 Thành phần cua QoS

2.2.1 Dinh nghia QoS

Chat lượng dịch vụ là một khái niệm rộng và có thê tiếp cận theo nhiều hướng khác

nhau (ITU, IETF )

2.2.2 Các tham số đánh giá QoS

- Độ tin cay

- Băng thông

- Độ trễ

- Biến động trễ

2.2.3 Lớp dịch vụ

Lớp địch vụ CoS (Class of Service) thường được mô tả tường minh tại tiêu đề gói tin

Hinh vé Error! No text of specified style in document.-1 Trường kiểu dịch vụ trong tiêu đề IPv4

2.2.4 Phân loại lưu lượng QoS

Theo quan điểm của ITU-T, khuyến nghị I-I541 các lớp dịch vụ được chia thành các

vùng như bảng 2-2 sau:

tương tác cao

1 Thời gian thực, nhạy cảm với jitter,

tương tác

4 Ton hao thap (chuyén giao ngan, dir

liệu bulk, video)

mang IP ngam dinh

Bang Error! No text of specified style in document.-2 Cac dic tinh phan lép QoS cho mang IP theo ITU-T

2.3 Quản ly QoS

Đề cung cấp chất lượng dịch vụ QoS qua mạng IP, mạng phải thực hiện hai nhiệm vụ cơ

bản:

- Phân biệt các luồng lưu lượng hoặc các kiéu dich vu dé người sử dụng đưa các ứng

dụng vào các lớp hoặc luồng lưu lượng phân biệt với các ứng dụng khác

- Phân biệt các lớp lưu lượng bằng các nguồn tài nguyên và ứng xử dịch vụ khác nhau trong một mạng

2.3.1 Đánh dấu gói

2.3.2 Phân loại gói tin 2.3.4 Chính sách lưu lượng

2.3.5 Quản lý hàng đợi tích cực

2.3.6 Chia cắt lưu lượng 2.4 Chất lwong dich vu end-to-end

CHUONG 3

ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHÁT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG MAN-E

Chất lượng dịch vụ luôn được xem xét là chất lượng địch vụ end-to-end nên giải pháp

nâng cao chât lượng dịch vụ sẽ được triên khai trên tât cả mạng

Chương này sẽ xem xét và đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên toàn

mạng (bao gồm mạng MAN-E trong đó), phần cuối của chương sẽ tập trung vào giải pháp,

cau hinh QoS trong MAN-E

3.1 QoS theo cách nhìn của nhà tô chức mang

Đứng dưới góc độ VNPT (Gồm cả vai trò của Operator, Provider và ASP) để giải quyết

QoS thì đồng thời phải giới quyết hai vẫn đề : Thoả mãn tối đa yêu cầu của khách hàng và

sử dụng tài nguyên tmột cách hiệu qua

3.2 Các tiêu chí kỹ thuật QoS cho các dịch vụ mạng MAN-E

3.2.1 Dich vu VoIP

3.2.2 Dich vu IPTV 3.2.3 Dich vu HSI 3.3 Cong nghé sir dung va van dé QoS trong mang VNPT

3.3.1 Công nghệ sử dụng

Mạng VNPT phân thành các miền MPLS độc lập liên kết với nhau như hình 3-1 Mạng

Core IP/MPLS có vùng phủ toàn quốc và các mạng MAN-E có vùng phủ nội các địa bàn hành

chính Tỉnh

Boardband network

Hinh vé Error! No text of specified style in document.-1 Cac mạng MAN-E kết nối vào mang IP/MPLS core

Các thiết bị được sử dụng đều thuộc công nghệ băng rộng tương đối mới và có sẵn các

kỹ thuật hỗ trợ QoS tiên tiến

3.3.2 Van dé QoS

Sự kết hợp giữa cơ chế Diferv và kỹ thuật lưu lượng (TE) đang là xu thé nhằm cải

thiện hơn chât lượng QoS đồng thời đảm bảo tính khả mở

Đứng dưới góc độ tô chức mạng, khi có một yêu câu ket noi tu khách hàng thì nhà cung

cấp phải thực hiện các cấu hình sao cho đạt được các mức QoS theo yêu cầu của khách hàng

đó Như vậy, nếu có quá nhiều các yêu cầu khác nhau thì nhà cung cấp sẽ phải cấu hình riêng cho từng kết nối

Trong thực tế, riêng tham số băng thông yêu cầu thì có thể đễ đàng đáp ứng còn các

thông số trễ, mất gói hầu như không thê điều chỉnh cho từng yêu cầu vì không có lý thuyết

cho đề đưa ra yêu câu câu hình cũng như việc thực hiện mật quả nhiều công sức

Giải pháp chung cho nhà cung câp là rời rạc dải liên tục các thuộc tính thành một sô lớp

thuộc tính (các profile) cơ bản, mỗi profile này có các đặc trưng về QoS và số profile phải có

đủ làm sao đê thoả mãn đáp ứng các dịch vụ mà nhà tô chức mạng muôn cung câp cho các

dịch vụ khác nhau

3.3.3 Khuyến nghị giải pháp QoS của hai hãng cung cấp MAN-E Dưới đây là khuyến nghị của các hãng cung cấp cho VNPT, các thông tin khảo sát gồm:

— Anh xa cac lép luu luong sang cac nhom QoS đặc trưng (QoS profile),

—_ Ánh xạ các lớp của Diffserv vào các lớp QoS của MPLS va

Traffic class Dịch vụí

QoS Profile

F

Hinh vé Error! No text of specified style in document.-2 Khuyến nghị của Huawei cho VNPT

Cisco

OSPF, RSVP, ISIS, BGF b

Network control

protocol

VolP HSI

ousines normal data 4

IPTV

Business FSI

Iesrlanlial Hồ]

NI VPN

“ VPN L22 a

Hình vẽ Error! No text of spccificd style in document.-3 Khuyến nghị QoS của Cisco cho VNPT

3.4 Phân chia cấp độ QoS

3.4.1 Không cấu hình QoS

3.4.2 Diffserv TE 3.4.3 Diffserv over MPLS TE 3.4.4 Diffserv Aware MPLS TE

3.5 Đề xuất giải pháp QoS

3.5.1 Dat van dé

Từ phân phân tích công nghệ triển khai trên mạng NGN của VNPT hiện tại có thê thấy

giải pháp QoS trên mạng dạng này sẽ sử dụng kết hợp giữa MPLS, Diffšerv và kỹ thuật lưu lượng (TE) Hướng tìm kiếm giải pháp về QoS đối với mạng VNPT sẽ trong khoảng từ

Diffserv dén H-QoS

3.5.2 Khuyến nghị

Để giải quyết van dé QoS end-to-end , khuyến nghị:

— Toàn mạng nên có chung các Profile QoS

Ộ Các điển cần thông nhất toàn mạng

i Phin do Hing khuyến nghị

vid dA

tro an 71 Phan đo SP thực hiệt

Hình vẽ Error! No text of specified style in document.-4 Toàn mạng nên sử dụng chung cac Profile QoS

Tai bién gidi cac mién Core/MEN can thong nhất việc sử dụng các mã DSCP của

Diffserv Viéc anh xa DSCP(Diffserv) sang EXP (MPLS) va cac co ché tranh/quan

ly tắc nghẽn Hãng chủ động đề xuất

Traffic class Dịchvw

:Conges Conges MPLS

Hinh vé Error! No text of specified style in document.-5 Cac déi twong va chire nang thuc hién

—_ Việc ánh xạ từ dịch vụ/ững dụng cụ thể sang các QoS profile do bản thân các

nhà tổ chức dịch vụ (SP) thực hiện (có thê tham khảo khuyến nghị của các

Hãng và tổ chức) Các SP này có thê thuộc hoặc không thuộc VNPT

— Sẽ sử dụng TE mot cách linh hoạt (FRR, Load sharing, Band width

guarantee )

3.5.3 Xay dung cac Profile QoS cơ bản và quy ước sử dụng DSCP

3.5.4 Các phép ánh xạ QoS

3.5.5 Cấu hình QoS trong MAN-E

Để đảm bảo dịch vụ, khuyến nghị cấu hình QoS trên 2 loại interface:

e_ Interface kết nói đến các thiết bị khách hàng

| OPE 0§LAM

U-PE PE-AGG

Hình vẽ Error! No text of specifñcd style in document.-6 M6 hinh két noi end-to-end

Trên các interface kết nối đến các thiết bị khác trong mạng MAN-E, các cơ chế QoS duoc cau

hình như hình vẽ 3-7:

Congestion ‘

SP CLASS APPLICATION | ewe | ow | ‘Koottance Queuing

IN-profile 1 Business High Speed Internet Outof- CBWFQ

profile 0

10%

Residential High Speed Internet Pe mm | CBWFQ

Hinh vé Error! No text of specified style in document.-7 Co ché QoS trong MAN-E

3.6 Kết luận

Việc triển khai các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ là việc rất cần thiết, tuy nhiên

phải cân đối giữa chỉ phí triển khai và nhu cầu của khách hàng Luận văn đã đưa ra bước đầu

triển khai để nâng cao chất lượng dịch vụ Chất lượng dịch vụ là một van dé rat phức tạp, chi

phí lớn do đó cần có nhiều thời gian nghiên cứu để đưa ra từng bước triển khai cho phù hop

với thực tế

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Cô hướng dẫn, Khoa ĐTQT và Sau đại học, bạn bè,

đồng nghiệp đã giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này