Tích hợp IP trên mạng quang

Tích hợp IP trên mạng quang

Học viện công nghệ bưu chính

viễn thông

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đề tài:

đến tích hợp IP/ quang

Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Trung Hiếu

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Quỳnh Trang

Hà Nội 11-2008

NỘI DUNG

Tổng quan về truyền IP /quang

Giới thiệu chung

1

3

2

Một số vấn đề quan tâm

Giới thiệu chung

2

Công nghệ ghép kênh theo bước sóng

Phát , tách/ghép,khuếch đại, thu tín hiệu

3

Các khái niệm liên quan đến mạng quang

OXC, Mạng truyền tải quang

1

Giao thức IP:

phân mảnh, tái hợp định tuyến

3

Xu hướng tích hợp IP/quang

Giảm lớp mạng Giảm xử lý trong thiêt bị mạng

Tổng quan về tích hợp IP/quang

Mô hình tích hợp IP/quang

Mô hình xếp chồng Mô hình ngang hàng

UNI NNI

Đơn giản, không thống nhất về

điều khiển, tạo môi trường nhiều

nhà cung cấp hoạt đông

Phức tạp hơn, khó hỗ trợ nhiều nhà cung cấp nhưng dễ dàng mở rộng do điều khiển thống nhất

Các kiến trúc tích hợp IP/quang

IP/ATM/ SDH/ WDM

WDM

WDM SDH

ATM AAL5 LLC/SNAP

Tầng IP

WDM WDM

SDH HDLC PPP Tầng IP

RPR/GbE

Tầng IP

IP/ SDH /WDM

IP(MPLS)

IP/WDM

•IP thực hiện xử lý tất cả

các loại lưu lượng, ghép kênh,định tuyến, phục hồi

•WDM cung cấp chức năng

truyền dẫn, báo hiệu, phục hồi

Một số vấn đề quan tâm

Đi u ề khi n ể

K thu t ĩ ậ

l u l ư ượ ng

Multicast

Truy n ề

t i ả

B o v , ả ệ

ph c h i ụ ồ

TCP trong quang

Vấn đề điều khiển mạng

Có 2 cách tiếp cận

ASON

GMPLS

client ĐK IP client

ĐK quang

LMP RSVP-TE CR-LDP UDP OSPF-TE TCP BGP

IP

PPP/ lớp thích ứng

SONET Chuyển mạch

Bước sóng

Sợi quang

MAC/GE ATM chuyển tiếp Khung

• MPLamdaS

Áp dụng cho nhiều công nghệ

CM khác nhau: CM khe thời gian,

CM bước sóng và CM sợi

MPLS

LSR

MPLS LSR

MPLS OXC

Các bó liên kết

Kết nối quang

Tạo mối quan hệ ngang hàng giữa MPLS và mạng quang

IETF đã tổng quát lên thành GMPLS

Kênh điều

LSC TDM PSC

Điều khiển mạng IP/quang

Xét tại một Node quang

OXC

Thực hiện các

chức năng :

đánh địa chỉ

định tuyến

báo hiệu

bảo vệ và

phục hồi

Điều khiển truy Nhập WDM

Điều khiển truy Nhập WDM

Router IP/MPLS Hoặc

Node Láng giềng

Khám phá cấu hình

Phân giải địa chỉ

Module Báo hiệu

Module Báo hiệu

Module định tuyến

Điều khiển

modu le

Dữ liệu Điều khiển

Giao thức quản lý,điều khiển chuyển

mạch

Giao thức quản lý,điều khiển chuyển

mạch

GMPLS trong điều khiển mạng

IP/quang

Quảng bá và

khám phá

tài nguyên

Tính toán tuyến

bằng thuật toán

CSPF

Gán bước sóng

(tĩnh và động)

Định tuyến

Quản lý kênh điều khiển

Kiểm tra việc

kết nối tuyến

 Mối liên hệ giữa các

đặc tính tuyến

Cô lập lỗi

 Quyết định kết nối quang nào sẽ được kết cuối tại nút

QL tuyến Báo hiệu

Giao thức phân phối nhãn ràng buộc CR-LDP

Giao thức dành trước tài nguyên RSVP, mở rộng

kĩ thuật lưu lượng

Kĩ thuật lưu lượng

Cân bằng tải

IP/MPLS

Thiết kế topo lighpath

Phân tích

Lưu lượng

Dự đoán yêu Cầu băng thông

Giám sát

lưu lượng IP Giám sát hiệu Năng tín hiệu

Sự thay đổi topology

Cấu hình lại lighpath

Có đạt giới hạn

Min-cut không?

Có đạt giới hạn

Min-cut không?

Cấu hình lại Topo ảo hoặc lighpath K0?

Cấu hình lại Topo ảo hoặc lighpath K0?

Thiết kế topo mới Tốt hơn k0?

Thiết kế topo mới Tốt hơn k0?

update

update

update

không

có

trigger

Loop

back

Update dung lượng

Thành công

Ko thà

nh côn

g

Cấu hình lại topo

Đánh giá

Vấn đề truyền tải

IP/ ATM/ SONET/WDM có khả

năng truyền nhiều loại tín hiệu khác

nhau trong cùng đường truyền với

yêu cầu chất lượng dịch vụ khác

nhau Tuy nhiên giải pháp này quản

lý và điều khiển phức tạp vì sự chồng

chéo

Dữ liệu điều khiển giảm

SONET/SDH cung cấp khung truyền chuẩn, có

thể ghép thành tín hiệu tốc độ cao

 SONET/SDH có khả năng bảo vệ, khôi phục,

Khai thác, quản lý, bảo dưỡng

 Sử dụng công nghệ TDM với liên kết cứng

 Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng,

truyền dữ liệu quảng bá và do thông tin mào đầu lớn

Khó triển khai ứng dụng Multicast

Đây là giải pháp hiệu quả nhất, yêu cầu

lớp IP phải hỗ trợ MPLS để xử lý tất cả các loại lưu lượng, kiểm tra đường bảo vệ

và khôi phục

Cần dạng khung đơn giản để xử lý lỗi

đường

IP/ATM/SDH/WDM

IP/SDH/WDM

IP/WDM

Vấn đề bảo vệ và phục hồi

Trong ATM, thời gian phục hồi có thể

dài hơn lớp SDH và WDM nhưng phát

hiện lỗi ở ATM là rất nhanh.

 Phục hồi có thể thực hiện tại các lớp IP,

SDH hoặc quang

Lớp WDM có thể cung cấp chức năng bảo vệ nhanh cho cả lớp OMS

và Och trong khi phục hồi chỉ được thực hiện trong lớp Och

Điều khiển tắc nghẽn và chuyển

mạch bảo vệ thông minh

 IPS hoạt động hoàn toàn độc lập với

giao thức định tuyến lớp IP

IP/ATM/SDH/WDM

IP/SDH/WDM

IP/RPR/WDM

Phục hồi ở lớp thấp tập trung vào khả năng sống sót của mạng

Phục hồi ở lớp cao hơn như MPLS tập trung vào lưu lượng

MPLS hỗ trợ báo hiệu nhanh và đưa ra các chế độ ưu tiên

bảo vệ phục hồi khác nhau với từng kĩ thuật khác nhau để

phục vụ tốt cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cây cao

Phục hồi IP/MPLS đòi hỏi có bốn bước

phát hiện lỗi, cô lập lỗi, thông báo lỗi và phục hồi

Lớp IP đảm nhiệm định tuyến mức gói, chống lỗi bộ định tuyến

hoặc đa lỗi,

Bảo vệ Och cung cấp khả năng khôi phục nhanh trong trường hợp

có đơn lỗi

Vấn đề chuyển mạch

CM

Kênh quang Burst quangCM nhãn quang CM gói quangCM

Chuyển mạch kênh quang được thực hiện trong mạng quang

định tuyến bước sóng thực hiện thiết lập các bước sóng toàn quang giữa hai nút mạng

 Khám phá cấu hình và tài nguyên, định tuyến, gán bước sóng báo hiệu và đặt trước tài nguyên

Các chùm dữ liệu bao gồm nhiều gói được chuyển mạch thông qua mạng toàn quang Một bản tin điều khiển truyền đi trước chùm để thiết lập cấu hình

chuyển mạch, các chùm dữ liệu truyền sau, trên một bước sóng khác, không cần đợi bản tin xác nhận kết nối hoàn thành

Bộ định tuyến lõi bao gồm một bộ nối chéo OXC và một khối điều khiển chuyển mạch sắp xếp các gói, đệm các gói, kết hợp các gói thành chùm, tách các gói

nguyên thuỷ của nó

Tương tự huyển mạch burst quang ngoại trừ việc nó theo sau lối vào MPLS,sử dụng các nhãn cục bộ và chuyển tiếp dữ liệu thông qua trao đổi nhãn

CM gói quang

payload header

Thi t b ng b ế ị đồ ộ

Cơ cấu CM

Xử lý tiêu đề Tạo lại tiêu đề

Có khả năng cấu hình lại

Xử lý tiêu đề điện

Vấn đề truyền thông nhóm

LSP1 LSP2

T c ngh n ắ ẽ

T c ngh n ắ ẽ

Update topo và tính cây multicast

Vấn đề truyền TCP qua mạng quang

TCP là một giao thức định hướng kết nối Nó giải quyết nhiều vấn đề độ tin cậy để cung cấp một dòng byte đáng tin cậy, gồm các chức năng sau

Trong mạng IP/ quang có một số đặc điểm riêng mà gây khó khăn cho thuật toán TCP Đó là sự tồn tại của các tuyến song song và việc không

có bộ đệm quang

GPLMS có thể giải quyết vấn đề này bằng cách thiết lập các LSP hiện

Kiểm soát tắc nghẽn dữ liệu bằng cách điều khiển luồng

Đảm bảo dữ liệu đến đích đúng thứ tự Sửa lỗi dữ liệu ở mức độ tối thiểu Loại bỏ dữ liệu trùng lặp

Gửi lại các gói tin bị thất lạc, gửi lỗi

Những vấn đề tồn tại

Lớp IP cũng cung cấp phục hồi lỗi nhưng thời gian phục hồi tính

bằng chục giây thậm chí bằng phút không thích hợp cho lưu lượng

quan trọng

Phục hồi trong MPLS đã giảm đáng kể thời gian nhưng

vẫn chưa nhanh bằng phục hồi

ở lớp quang

quản lý và phối hợp hoạt động phục hồi giữa các lớp là rất cần

thiết

Phối hợp ở mặt điều khiển là rất phức tạp vì mỗi mạng sử dụng một tập

các giao thức khác nhau

Hệ thống quản lý mạng: tham số quan trọng nhất trong việc quản lý một

mạng IP truyền thống là địa chỉ đích Trong khi đó, đối với một mạng

GMPLS cần phải lưu vết của hàng nghìn, hàng triệu LSP cho trạng thái

hoạt động của chúng, các đường định tuyến, thiết kế lưu lượng Điều này dẫn đến hệ thống quản lý mạng GMPLS phức tạp hơn nhiều so với mạng

IP truyền thống

Nhân thực các thông tin trao đổi giữa các thực thể(báo hiệu, định

tuyến, quản lý liên kết) thông qua mặt phẳng điều khiển

Đảm bảo toàn vẹn thông tin được trao đổi thông qua các giao diện

Bảo vệ khỏi sự xâm phạm và các cách thức khác từ các đối tượng

bên ngoài

Bảo mật trong thời gian thiết lập kết nối, như các mạng hướng kết

nối khác

Phần điều khiển dựa trên MPLS cho mạng quang bao gồm thiết lập

động và khôi phục, giao thức định tuyến và báo hiệu

Cơ chế đánh địa chỉ toàn cầu cho các điểm luồng quang,

sự lan truyền thông tin xuyên qua các mạng con, thiết lập luồng đầu

cuối sử dụng các báo hiệu chuẩn

thiết lập luồng quang tự động sử dụng báo hiệu, khôi phục topo tự

động, các thuật toán tối ưu dung lượng bảo vệ

Kết luận

Tổng quan về tích hợp IP

Mặt phẳng điều khiển

Một số vấn đề

Một cái nhìn phác thảo theo một hướng, một quan điểm

Một cái nhìn phác thảo theo một hướng, một quan điểmTrình bày về GMPLS,

một trong hai hướng tiếp cận

về điều khiển trong mạng quang

có thể hướng một mặt phẳng điều khiển thống nhất

Trình bày về GMPLS, một trong hai hướng tiếp cận

về điều khiển trong mạng quang

có thể hướng một mặt phẳng điều khiển thống nhất

Bao gồm một số vấn đề rời rạc

So sánh một số ưu nhược điểm

của từng kiến trúc

Bao gồm một số vấn đề rời rạc

So sánh một số ưu nhược điểm

của từng kiến trúc

Em xin chân thành

cảm ơn!