Luận văn nghiên cứu các công nghệ mạng man metropolitan area network và xây dựng giải pháp mạng man tại bưu Điện tp hà nội

Có thể thậy rằng các mạng truyền số liệu hiện nay của Bwu điện Hà nội chủ yêu tap trung vào phục vụ các khác hàng với nhu cầu băng thông thắp hoặc trung bình từ 2Abpa trở xuống, việc cu

LUAN VAN THAC Si KHOA HOC

NGHIEN CUU CAC CONG NGHE MANG MAN

(METROPOLITAN AREA NETWORK) VA XAY DUNG GIAL

PITAP MANG MAN TAI BƯU DIỆN TP HÀ NỘI

NGANII: XULY THONG TIN VA TRUYEN THONG

MÃ SỐ: XLTT&TT

TẠ VĂN TRUNG

Người hưởng dẫn khoa học: PGS T§ NGUYÊN THỊ HOÀNG LAN

HÀ NỘI 2095

MUC LUC

DANII SACU CAC IINII VE

DANH SACH CAC BANG

LỜI NÓI ĐẦU

CHUONG 1: TONG QUAN VEM

NETWORK

1.1 Cấu trúc tổng quan của mạng MAN 13

1.1 2 Cấu trúc phân lớp theo nút - 14

1.2 Xu hướng phát triển mang đô thi l6

1.2 1 Sự phát triển của thi trường mang MAN l6

1.2.3 Sw phat tri€n cong nghé trén mang MAN 23

CHUONG 2: NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ TING DỤNG XÂY

DUNG MANG MAN

2.2.2 Kién tric Gigabit Ethernet 26

2.1.2 Cac dich vụ cung cắp qua mang Kthemet Metro - 39

2.2 Nghiên cứu công nghệ SDH-NG 44

2.2.1 Hạn chế của công nghệ dẫn SONET/SDH truyền thống we AA

2.2.2 Die diém cia NG SONET/SDH - 46

2.2.3 Thủ tục lập khung tổng quit " 47

2.2.4 Kết chuỗi áo - - 49

2.2.5 Đặc tính kỹ thuật của NG SDII 50

CHƯƠNG 3: NHẬN XÉT, DÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

3.1 Công nghệ Gigabit Ethernet 81

3.2 Công nghệ SDH/SDH-NGŒ 84

3.5.1 Sở cứ dễ lựa chơn công nghệ - - 9

3.5.2 Một sẽ tiêu chỉ khi lựa chọn công nghệ 92

3.5.3 Hưởng lựa chọn công nghệ - 100

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP MẠNG MAN TẠI BƯU ĐIỆN TP

4.1 Sự gần thiết phải xây dung mang MAN tai Bưu Điện Hà Nội 110

4.1.1 Nhụ cầu cúa cào cơ quan Đăng - Chính phú 110

4.2.2 Nhu cầu sử duns đường truyền số liệu của các doanh nghiệp và và các

cơ quan nghiên cứu kh rà "xà

A Tang kết các nội đung nghiên cứu của luận văn 122

T Các khuyến nghị của luận văn 123

LỜI CÁM ƠN

Tôi muốn gửi lời cám ơn chân thành tới tất cả

những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá

trình hoàn thành quyên luận văn này

Tôi muỗn gửi lời cám ơn đặc biệt tới PGS.TS

Nguyễn Thị Hoàng Lan, người đã gợi ý cho tôi hướng nghiên cứu của để tài, người đã đưa ra

những nhận xét quý giá và trực tiếp hướng dẫn

tôi trong quá trình nghiên cửu

Tôi xin cám ơn các thầy cô giáo Khoa Công

nghệ Thông tin -Trường Đại học bách khoa Hà

Nội và toàn thê đồng nghiệp tại Bưu điện TP

Hà Nội- , nơi mà tôi đang công tác, đã có những

giúp đỡ cho tôi trong quá trinh công tác và học

tập

Cuối cùng, tôi xin gửi những lời cắm ơn chân

thành nhất tới cha mẹ, anh em và bè bạn của tôi,

những người đã có nhiều động viên, khuyến

khích với tôi trong cuộc sống cũng nhw trong

học tập

Hà nội 11-2005

TẠ VĂN TRUNG

Ethemet LAN Service

Ethernet Ling Service

Fthernct Relay Service

Ethernet Multipoint Service

Ethernet Vitual Circuit

Gigabit Ethernet

Internet Protocol Internet Service Provider

Tiéng Viét

Mode chuyén giao không đồng

bộ Chỉ phi đầu tư/ khai thác

Phái khách hàng

'tắc đô trao đôi thông tin được

thoả hiệp

Lap dich vu

Thiết bị phía khách hang

Kêng thông tin số

tường thuê bao số

Ghép kênh theo bước sóng mật

độ cao / mật độ thấp

Dich vu LAN cthemet

Dich vụ đường kết nối

ethernet

Dich vụ chuyển tiếp Ethernct

Dich vụ kết nối Ethermet đa

Link Capacity Adjustmeni Kỹ thuật điều chỉnh dưng

Scheme lượng tuyển

Media Access Control Diễu khiển truy nhập môi

trường

Metropolitan Area Network Mang vùng đồ thị

Multi Protocol Label Chuyển mạch nhãn da giao Switching/Generization thúc/ tổng quát hoá

Multiprotecol Label Switchm

Quality of Service Chất lượng dịch vụ

Resilient Packet Ring Ring gói tin cậy

Storage Area Network Mạng lưu trữ

8Service Levcl AgrremenL Mức Lhoả thuận khách hang

Synchronous Digital Phân cấp số đồng bd

Wide Area Network Mạng diện rộng,

User Network Interface Giao diện người sử dụng

1lình 2.1: Sự kết hợp của các công nghệ tạo ra Giga tthernel

Hình 22: Kién tric IEEE 802.3z Gigabit Ethernet

Tinh 2.3; Chite năng của GBIC

Hinh 2.4 Khung Ethernet voi sng mang méréng

Tinh 2.5: Dinh dang khung cia IEEE 802 3/Ethernet

Hình 2.8 Mô hình kết nói da diém

Hình 2.9: Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào mạng MIAN,

Hình 2.10: Kết nổi trong mạng SONHI/SD)

Hinh 2.11: Mô hình tông quan của NG- SONET/SDH

Hình 2.12: Mới quan hé GFP voi tin hiéu client va ludng truyén tdi

Hình 2.13: Cầu trúc khung sử dụng GIP

Hình 2.14: Kết chuỗi áo trong hệ thông SONET/SDH

Hình 2.15 Ngăn giao thức và khung POS

Hình 2.16: Quá trình bao gói IP trong khung SONHTAAI

Hình 2.17: Mô hình các thành phần chức nding trén RPR(IEEE802.17)

Hinh 2.18: Céu tric Ring RPR

Hinh 2.19: Céu tric khung RPR

Linh 2.20: A4ô hình nguyên ÌÚ haạt động tại một node RDN

Hình 2.21: Mô hình lông thể cung cắp dich vụ mạng sứ đụng công nghệ RPR 66

Tinh 2.22: Co chế duy trì tuyển LSP

Hình 2.23 Phan cấp chuyén phat trong GMPLS

Tinh 2.24.: Ngén giaa thitc GMPLS

DANH SACH CAC BANG

Bang 2.1: Tác độ đữ liệu SONET/SDI

Bang 3.1 : 8o xônh tỄ mạng giữa các giải phốp cụng nghệ

Bảng 3.2 So sảnh khả năng bảo vệ va chỉ phí cho xây đựng cơ cầu báo vỆ 87

Bảng 3.3 So sánh thông lượng đường thông và phân l lệ sử dụng băng thông

LOT NOT DAU Cùng với sự phát triển của nên kinh tẾ nói chung và các ngành công nghiệp thông tín - viễn thông nói riêng cũng như sự thay dỗi mạnh mẽ của môi trường

kinh doanh viễn thông trong mội vài năm vừa qua theo xu hướng toàn cầu hed,

mô của thị trường, như cầu sử dung dich vu truyé: số liệu đã và đang có những

thay đôi rõ rệt Bưu điện Hà nội đứng trước yêu cầu phải cưng cấp địch vụ truyền số liệu với băng thông và độ tin cậy ngày căng cao, giá thành thấp, giảm thiểu được chỉ phi van hành và khai thác thác mạng với hiệu quả đầu tư cao

nhật

liệu

Trong thời gian vừa qua, dé dáp ứng nhu câu về dịch vụ truyễn

của khách hàng, Dưu điện 1P lià nội đã triển khai các mang Truyền số liệu số

(ĐDN), Mạng ATMP, Mạng ADSL Có thể thậy rằng các mạng truyền số liệu

hiện nay của Bwu điện Hà nội chủ yêu tap trung vào phục vụ các khác hàng với nhu cầu băng thông thắp hoặc trung bình (từ 2Abpa trở xuống), việc cung cấp kết nối ở tốc độ cao hơn tương đái bị hạn chế bởi công nghệ, cấu hình và giao

điện của thiết bị hiện có ĐỀ đáp ứng được cáo nh cấu sử dụng đường Iruyền

xổ liệu với băng thông cao, bên cạnh việc phát triển và khai thác mạng truyền số

liệu biện có với hiệu qué cao nhất, Bưu điện Hà nội cần xem xéi nghiên cứu

triển khai một hệ thông mới cha mạng thành phố(MAN), sử dụng công nghệ tiên

tiễn, có khã năng đáp ứng được như cầu của mạng lưới và thị trường trong thời

gian tới Do vậy, ngày 26/01/2005, Giảm đốc Bưu điện TP I1à Nội đã ra quyết

định số 734/01⁄Đ1-XOCH về việc “1riễn khai mạng MIAN Duu điện llà nội giat đoạn 2005-2006"

Luận văn này dược chia thánh 4 chương, nội đụng chính như sau:

« Chương l: Téng quan vé mang MAN-Metropolitan Area Network

© Chuong 2: Nghién ciru cdo cong nghé (mg dung xéy dung mang MAN

«© Chương 3: Nhận xét, đánh giá và lựa chọn công nghệ cho mạng thành

phố MAN,

s_ Chương 4: Xây dựng giải pháp mạng MAN tại Bưu diện TP Hà Nội

CHUONG 1: TONG QUAN VE MANG MAN-

METROPOLITAN AREA NETWORK

Trong những nắm gan day, su phat triển mạnh về kinh tẾ, xã hệi và văn hoá

trong môi trường các dô thị và thành phố lớn nên nhu cầu trao dỗi thông tin là

tắt lớn, đa dạng cả về loại hình dịch vụ, tốc độ Với sự hình thành vả phát triển

trùng nổ các tổ hợp văn phòng, khu công nghiệp, công nghệ cao, các khu chung

cư thêm vào đó các dự án phát triển thông tin của chính phủ, của các cơ quan,

các công ty lm cho như cầu trao đổi thông tin như trao đổi tiếng nói, dữ liêu,

hình ảnh, truy nhập tử xa, truy nhập băng rộng tăng dẫn đến những vân đề cần

phải giải quyết

Các mạng nội bộ LAN (Local Area Network) chỉ có thế đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin với phạm vi địa lý rất hẹp (rong khoảng vài trăm mét),

Trang khi đó, nhu cầu kết nối với mạng bên ngoài (truy nhập Internet, truy nhập

co sở dữ liệu, kết nổi chỉ nhánh vấn phỏng ) là rất lớn Điều này dẫn dến việc

cơ sở hạ tầng thông tin hiện tại với công nghé ‘IDM (chuyén mach kénh PSTN, công nghệ SDIT) sé rất khó đáp ứng như cầu trao đổi thông tin rất lớn như vậy cả

về loại hình dịch vụ vả cường độ lưu lượng trao đổi thông tin Do vay vide tim

kiếm công nghệ dễ xây dựng một cơ sở hạ ting mang dé thi (MAN) dap img

được yêu cầu trao đối thông tỉn nói trên là công việc cấp thiết đối với những nhà

cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng

‘Trong vai năm trở lại đây các nhà khai thác mạng viễn thông cỏ khuynh hướng tập trung đầu tư xây dựng mạng đường trục (backbone) để đáp ứng yêu

cầu băng thông truyền ti cho lưu lượng bùng nổ của Internet Hiện nay khuynh hướng phát triển mạng đã có sự thay đổi, người ta tập trung sự chú ý đến việc

xây dựng mạng nội vùng, nội hạt nói chung vả mạng MAN tại các đô thị, thành

phế nói riêng, nơi cần thiết phải đầu tư xây dựng, tế chức lại để cé thé đáp ứng

được nhu cầu đa dạng hoá dịch vụ của người sử dụng, đưa dịch vụ đến gần VỚI khách hàng hơn, đảm bảo việc kết nối với khách hàng “mọi nơi, mọi lúc, mọi

giao diện” Sau đây chúng ta sẽ xem xét cầu trúc tổng quan của mạng MAN và

các xu hướng phát triển của mạng củng như khả năng cung cấp dịch vụ từ việc

triển khai mạng

1.1 Cấu trúc tổng quan của mạng MAN

1.1.1 Cấu trúc phân lớp dịch vụ

Hình 1.1 cho ta một cái nhìn tổng quan nhất về cấu trúc phân lớp xét trên

quan điểm về cung cấp dịch vụ Cấu trúc này chỉ mang tính logic nó phụ thuộc

vào kích cỡ mạng và độ phức tạp của mạng cụ thể Theo cấu trúc phân lớp này,

mạng MAN được chia làm 2 lớp

Nhà cung cấp ứng dung (Application Service Provider)

Mạng luu trữ dữ liệu vùng (Stogaec Area Network)

Dich vụ LAN trong suốt (Transparent LAN Service)

Nhà cung cấp dịch vụ (Intemet Internet Service Provide)

- Lop truy nhập thực hiện chức năng tích hợp các loại hình dịch vụ bao

gồm cả dịch vụ từ người sử dụng và dịch vụ mạng Lớp mạng này thực thi kết nối cung cấp các loại hình dịch vụ xuất phát từ mạng truy nhập ứng dụng bởi nhiều công nghệ truy nhập khác nhau như các dịch vụ trên cơ

sé céng nghé Ethernet, ATM, Frame Relay, DSL, cap déng, cap quang va với nhiều loại giao diện khác nhau

-_ Lớp mạng lõi thực hiên chức năng truyền tải lưu lượng tích hợp trong

mạng đô thị một cách hợp lý; lớp nảy thực hiện chức năng đinh tuyến

truyền tải lưu lượng trong nội vùng đô thị hoặc chuyển giao lưu lượng với

mạng trục (backbone)

Mạng đô thị thực hiện tiếp cận với rất nhiều loại hình ứng dụng và giao

thức giao thức truyền tải cần phải truyền một cách “trong suốt" giữa người sử

dụng hoặc các mạng văn phòng với nhau Do vậy vấn đề đặt ra là cần phải cân

nhắc giữa mục tiêu là truyền lưu lượng trong suốt và đạt hiệu suất sử dụng mạng, cao, đó là một bài toán đặt ra đối với các nhà xây dựng mạng đô thị Nó sẽ quyết

định đến chiến lược triển khai mạng và dịch vụ cũng như như việc lựa chọn nhà

Trong mỗi lớp mạng đó có thể bố trí các thiết bị mạng có chức năng khác nhau

để thực thi các chức năng cần phải thực hiện của lớp mạng nảy tủy thuộc vào

mục tiêu, qui mô, kích cỡ của mạng MAN cần phải xây dựng Các nút mạng

thực hiện chức năng đó là:

- Nút truy nhập khách hàng: là nút mạng đầu tiên phần ranh giới tiếp giáp giữa

khách hang và nhà cung cắp dịch vụ mang MAN và thuộc về nhà cung cấp dịch

vụ Nút mạng này được lắp đặt tại phía khách hàng hoặc được bồ trí trong phạm

vi mạng ngoại vi của nhà cung cấp dịch vụ Khách hàng có thể kết nổi với nút

truy nhập khách hàng nảy thông qua các thiết bị chuyển mạch (lớp 2) hoặc cáu thiết bị định tuyến (lớp 3) Chức năng của nút mạng này là

+ Cung cấp các loại hình giao điện mạng và người sử dung (UNI) phù hợp với thiết bị kết nối của khách hang

+ Pam bao băng thông cưng cấp cho khách hàng dược thiết lập tương ứng,

với thỏa thuận cấp dé dich vu (SLA), loại hình dịch vụ (Co8) hoặc các đặc

tính đảm bão chất lượng dich vu (QoS) đối với khách hàng

- Mi lập trưng: là nút trung chuyên giữa nút truy nhập khác hàng và nút kết nỗi

mang Idi (POP), Nut nay đóng vai trò lá nút tập hợp lưu lượng từ các nút truy

nhập khách hàng để chuyển lên nút kết nối mang 16i, dung lượng xử lý của nút

này quyết định tới số lượng nút truy nhập khác hàng có thể triển khai trong một

khu vực nảo đó đặc biết đối với khu vực có số lượng khách hàng lớn Đôi với

mạng khu vực có kích thước, dung lượng nhỏ, số lượng khách hang ít có thể

không cần có nút mạng nảy

- Núi kết nói mạng lối: Nút này có thực hiện tập hợp lưu lượng để truyền tải lên mạng lõi MAN, nó thực hiện các chức năng như

+ Dam bao kết nối một cách tin cây với các phần tử mang lối

! Kết nổi các nút mạng Lõi MAN với nhau

+ Kết nổi với các phần tử mạng lõi bằng giao thức thống nhất dễ truyền

tải các loại hình dịch vụ

- Nút kết nội đường trục: nút này cỏ thể là nút riêng biệt hoặc là nút kết nổi

mạng lõi có thêm giao điện và giao thức kết nối phù hợp để kết nối với phần tử mạng dường trục dễ truyền tải các lưu lượng của các loại hình dịch vụ hên

Tnạng

Tuy nhiên, vấn để đặt ra cho các nhà xây dựng vả cung cấp dịch vu mang MAN

là trên cơ sở mục tiêu xây dựng mạng cần phải lựa chọn được công những công,

nghệ phủ hợp để áp dụng vào việc xây dựng mạng Trên cơ sở những công nghệ

mạng được lựa chọn, các nhà thiết kế mạng sẽ xây dựng những cấu hình mạng

thích hợp, lựa chọn thiết bị phủ hợp để xây dựng dược mạng đáp ứng với những mục tiêu để ra ban đầu

1.2 Xu hướng phát triển mạng dã thị

1.2 L Sự phát triển của thị trường mạng MAN

MAN đang là một thị trường rất sôi động do những lý do sau: Sự phát triển

về lưu lượng số liệu và kết nối băng rộng: có lễ thách thức lớn nhất trong vực

mạng MAN chính là sự tăng trưởng theo hàm mũ của lưu lượng đi qua mạng mmả

chủ yếu là đo sự phát triển bùng nỗ của dịch vụ truy nhập Intemet vin vai trò là

phương tiện thông tin toàn cầu sử dụng rộng rãi bới các cá nhân và các doanh

nghiệp cho các mục đích nghiên cứu, kinh doanh và giải trí

Tên gạnh sự xuất hiện của hàng triệu khách hàng mới thì bản chất của các

ứng dụng trao đổi đữ liêu qua mạng Internet 14 ngay cảng dỏi hỏi lượng bang

thông lớn vì Internet đã trở thành một môi trường trực quan trao đổi thông tin

một uách sinh động và khái niêm đa phương tiền đã trở nên quen thuộc Đối với

người sử dụng, sự xuất hiện cửa kết nỗi băng rộng bằng các hình thức kết nối

Với mạng cung cấp dịch vụ qua các tiện tích truyền dẫn cấp quang hoặc cáp đẳng cho phép tắc độ truy nhập cao đấp ứng nhu cầu trao đổi lưu lượng với

cường độ lớn của người sử dụng

Sự xuất hiện các dịch vụ mới, sự đa dạng của các loại hình dịch vụ, ngoài

1a, xu hướng tích hợp các địch vụ để truyền trên một cơ sở hạ tầng mạng duy

hình dịch vụ khác nhau, chẳng hạn như cơ sở hạ tẦng truyền dẫn/ chuyển mạch

trên cơ sở công nghệ TDM được xây dụng chủ yếu cho mục đích cung cấp các

địch vụ thoại và kênh thuê riêng, cơ sở hạ tang mạng dựa trên công nghệ chuyển

mạch gói được xây dựng chủ yếu cho mục dich cung cấp các dịch vụ truyền số

liệu Hiện nay xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông đó là sự phát triển

gia tăng rất nhanh của các dịch vụ truyền dữ liệu; dịch vụ truyền đữ liệu sẽ

chiếm ưu thể trong tương lai gần Do đó xu hướng xây dựng mạng hiện nay là

sự hội tụ các công nghệ mạng phục vụ cho mục dích mục dích xây dựng mạng

có khả năng cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu đồng thời có khả năng hỗ trợ truyền tải các địch vụ thoại truyền thống Đó cũng chính là xu hướng phát triển

xây dựng các mạng đô thị MAN hiện nay

Khái niệm MAN có thể được hiểu là khu vực mạng kết nối giữa thuê bao

khách hàng (tư nhân hoặc cơ quan, tô chức) với mạng diện rộng (WAN) Khái

niệm khởi dầu của mạng MAN xuất phát tử mục tiêu ban đầu của nó là mạng,

xây dựng cho mục đích truyền tải các dịch vụ truyền dữ liệu đó là mang liên kết các mạng cục bộ (LAN) với nhau và kết nỗi với mạng WAN Tuy nhiên với

quan điểm xây dựng mạng tích hợp hiện nay mạng MAN có thể cung cẤp cae

loại hình dịch vụ da dạng trên cơ sở các dịch vụ truyền dữ liệu Khu vực khách

hàng của mạng MAN đó là các khách hàng trong khu dân cự, các cơ quan, tổ chức, các doanh nghiệp, khu công nghiệp, các cơ sở đảo tạo nghiên cứu Miạng,

MAN dong vai to chủ yếu trong việc cung cấp các địch vụ mà khách hàng

mong muốn MAN cho phép nhà khai thác tăng lợi nhuận của họ thông qua việc

thiết lập địch vụ và khả năng liên kết trao đổi thông tin với mạng công cộng

hoặc các mạng riêng,

Với xu hướng phát triển mạng hiện nay, mạng cung cấp dịch vụ trên cơ sở

mạng MIAN có thể coi là một thị trường mới MÍAN đang là một mảnh đất tiềm

năng đối với các nhà khai thác và cung cấp mạng, Rất nhiều nhà cung cấp cơ sở

hạ tầng đang triển khai các công nghệ mới nhằm giải quyết những vấn dé của

nhà khai thác vả những nhu cầu của khách hàng

Lưu lượng trao đổi thông tin xuất phát từ các loại hình dịch vụ trao dai số

liệu, ching hạn như lưu lượng xuất phát từ các mạng LAN, lưu lượng từ các

trung tâm cung cấp dịch vụ lưu trữ đữ liệu (SAN), lưu lượng từ các nhà cung

cấp dịch vụ Intcmet (TSP) Một thực tế cho thấy rằng: trong khi các mạng trục

(backbone) thường được xây dựng với dung lượng, truyền tải khả lớn và hầu hết các mạng này đều có thể đáp ứng được nhu cầu truyền tải lưu lượng gia tăng thì

các kết nổi trong nội bộ mạng đô thị hiện tại có thể đang trở thành những “núi cỗ

chai” do việc tắc nghẽn lưu lượng Điều này xuất phát tử việc phần lớn các

mang MAN hién tại được xây dựng trên cơ sở các giải pháp sử dụng hệ thống

truyền dẫn SOKET và SDH với các cầu trúc mạng đặc thủ là các câu trúc Ring

lo giải pháp công nghệ truyền dẫn SONH1/812H không hiểu quả dối với dữ liệu

đạng gói và không có những chức năng quản lý băng thông một cách mềm dẻo nên hiệu xuất sử dụng băng thông là không cao và khó triển khai một số chức

năng định Luyễn cũng như một số địch vụ cơ sở dược kiến tạo trong công nghệ

chuyển mạch gói

Nồi tôm lại, việ xây dựng mạng MAN dựa trên cơ sỡ các công nghệ truyền

thống sẽ không có khả năng cung cấp cdc dich vu, bang thông cho khách hàng,

một cách đa dạng, linh hoạt và mềm dẻo cũng như không đáp ứng được những yêu cầu về hiệu suất khai thác và tiết kiệm chỉ phí đầu tư xây đựng mạng như

nhà khái tháo mạng mong muốn

Các nhà khai thác mạng là những người phải chịu ảnh hưởng nhiều nhất

của tỉnh trạng xây dựng mạng cung cấp địch vụ riêng rẽ Thực tế hiện nay cho thấy rằng : một số nhà cung cấp địch vụ trong mạng dỗ thị có thể cỏ tới ba hoặc

bến loại mang khác nhau để cung cập các loại hình dịch vu Do đó, họ muốn sử

dụng các mạng đó theo phương thức tốt nhất có thể, tận dụng được những thiết

bị sẵn có dỗng thời vẫn thu dược lợi nhuận từ các dịch vụ mới Đó chính 1a 4p

lực về kinh tế mà họ phải tính đến khi tìm những giải pháp phát triển mạng hoặc

xây dựng các mạng tích hợp địch vụ

ĐỂ giải quyết những khó khăn hiện nay của mạng MAN cũ được xây dựng,

trên nên SONIZT/SDII, đáp ứng những nhu cầu về phát triển dịch vụ, các nha

cung cap cư sỡ hạ tằng mạng cần phải tìm kiểm những giải pháp công nghệ tiên tiến dễ xây dựng thể hệ mạng mới, có khả năng tích hợp da dịch vụ trên một cơ

sở hạ tầng mạng duy nhất

1.2.2 Su phat trién dich vu mang MAN

Các dịch vụ chú yếu được cung cấp bởi mang MAN bao gdm

® _1ruy nhập mternet tốc độ cao: day lá loại dịch vụ rất phát triển hiện nạy

® Mạng lưu trữ (SAN): Thị trường dịch vụ mạng lưu trữ hiện dang phát triển nhanh chóng va đây lả một trong các dịch vụ đôi hỏi kết nỗi băng

tần lớn 100Mbit⁄s và cao hơn nữa Sự phát triển bung nỗ về số liệu đã

khiến cho việc quản lý các nguồn tài nguyên nảy trong các doanh nghiệp

ngày một khó khăn hơn Các địch vụ mạng SAN sẽ là một giải pháp

kinh tế hơn, vả tin cậy hơn trong việc duy trí các kho đữ liệu không lồ

Việc lưu trữ số liệu từ xa còn đáp ứng được các yêu cầu phục hồi trước

những thảm hoa, ngăn ngừa sự gián doạn và đắm bão sự liên tục trong,

các hoạt động kinh đoanh

= Cac mạng riêng äo lớp 2 (L2VPXN): Các giái pháp VPN dem đến cho các khách hàng kha năng tăng hiệu suất công việc nhờ đường truy nhập an

toàn đến các ứng đụng và đữ liệu

* Cac dich vu tmg dung gia ting: Cac nha cung cấp dịch vụ ứng dụng hiện

đang cỗ găng tìm kiếm thị trường cho cáo sắn phẩm của họ tuy nhiên họ

mới chỉ dạt dược những thành công mức dộ với một vài ứng dụng cơ

bản

* Dich vu LAN théng suốt (LAN điểm-điểm và LAN đa điểm-đa điểm):

Cung cấp kết nổi mạng trực tiếp giữa các văn phòng ở xa nhau do vậy

làm giảm tỉnh phức tạp trong việc điều hành mang, lam ting chất lượng,

cải thiện tính mềm dẻo và khả năng nâng cấp mạng,

* VolIP( Voice over IP) va dich vu Triple Play “3 cung” nghĩa là đồng thời

cung cấp cả 3 loại hình dịch vụ cho người sử đụng như truyền đữ liệu,

thoại và video

® Dich vụ cho thuê cơ sở hạ ting: bao gồm dịch vụ kết nổi với các nhà

cung cấp dịch vụ khác, các công ty phát triển các dịch vụ giả trị gia tăng

nhu game online )

Theo các kết quả nghiên cứu, diểu tra thị trường của một số tổ chức như

Yankee Group, Infonetics Research, IDC có thể thấy một số điểm trong

hướng phát triển địch vụ trong các mạng MAN như sau:

* Cac dịch vụ số liệu sẽ phát triển trung bình hơn 50%⁄năm và địch vụ

thoại tăng hơn 1592/năm

+ _ Các dịch vụ theo yêu cầu sẽ tăng rất mạnh vì chúng cung cấp được băng

tần đúng lúc, “động” hơn l2o đó sẽ làm giảm đáng kế giá thành dịch vụ

Khách hàng sẽ chỉ phải trả cho lượng băng tần mả họ sử đụng Nhờ sự

linh hoạt này mà gác nhà cung cấp dịch vụ mạng cũng sẽ làm giám đượu

cầu

«©_ Thơo điều tra về Ethiernct MAN năm 2003 của Yankoc Group, hiện nay

ethemet dang 14 một giải pháp hiệu quả thay thế các địch vụ mạng số

liệu truyền thống, ma chu yếu là dịch vụ kênh riêng, do các dịch vụ

ethernet cd gid thap hơn 25-33% giá của địch vụ kênh riêng Đây là một

giải pháp chi phi thap và có băng tần lớn

Nhu câu của các Thị trường đối với các dịch vụ ethermet MAN được thể hiện trên

Truyền thông/giải trí 5

[Nguồn : Yankse Group, 2004]

Đứng đầu là các thị trường tải chính và chăm sóc sức khoẻ Trong thị trường

chấm sóc sức khoẻ, sự bùng nễ oác ứng dụng đỏi hói kết nối chất lượng cao,

băng tần lớn Giáo dục cũng là một thị trường quan trọng đối với các dịch vụ

etliernet, với các ứng dụng được chú ý nhất là: học từ xa, truy nhập internet

dịch vụ Khi xu hướng này vẫn tiếp tục xáy ra thi các thị trưởng như tải chỉnh,

chăm sóc sức khoẻ, bảo hiểm, giáo dục và các dịch vụ pháp luật sẽ vẫn tiếp tục

sứ dụng othcmct để đáp ứng cdc nhu eau uủa ho

LDC dự báo răng lợi nhuận từ các dịch vụ Ethernet MAN trén toan thé gidi

sẽ đạt 9,7 tỷ đô la năm 2006, trong đó châu Á Thái Bình Dương sẽ chiếm 7,9 tỷ

- Các khách hàng doanh nghiệp có xu hưởng sử dụng ngày cảng nhiều các

địch vụ truy nhập internet, thuê máy chủ và các địch vụ số liệu Internet đã trở

thành một phương liện vô cùng quan trọng đối với các khách hàng nay Cac nha

cung cấp dich vu và các nhà cung cấp cơ sở hạ tằng cũng đặt mối quan tâm rất

lớn vào các dịch vụ số liêu có lợi nhuận cao này

- Các khách hàng doanh nghiệp ngày cảng quan lâm dén địch vụ mạng lưu

trữ, mả một trong, các lý do sử dụng lả lý do an ninh, bằng chứng là sự triển khai

rộng rãi các kế hoạch phục hồi khỏi những thảm hoạ của Tất nhiều công ty trên

thể giới Ví dụ, có khoảng 709% trong số 1000 công ty cla Fortune trên toàn thế

giới đã triển khai các mạng khôi phục thảm hoa qua các công trỉnh cáp quang,

kết nói hạ tằng cơ sở của họ trong một mang đô thi nào đó

Tuy vậy, an ninh cũng không phải là lý do đuy nhất trong xu hướng sử

cho thời gian chết của mạng trong một năm Với các ứng dụng có tính chất cấp

bách thì các doanh nghiệp sẽ mất đi những khoán lợi nhuận vào thời gian chết

của mạng Người ta ước tính rằng một nhà khai thác TV trả tiền sẽ mắt khoảng,

125.000 đô la/giờ, đôi với một công ty tín đụng là khoảng 2,6 triệu đô la/giờ Các doanh nghiệp thì không hễ muốn mắt lợi nhuận của họ và do vậy các dịch

vu SAN tre thành một lựa chọn hấp dẫn dối với họ

Tính mềm dẻo trong khai thác cũng là một lý đo khiến các khách hàng

doanh nghiệp muốn gửi nguồn dữ liệu thông tin gùa họ qua các địch vụ 8A

1.2.3 Sự phát triển công nghệ trên mạng MAN

Các công nghệ được lựa chọn áp dụng để xây dựng mạng MAN thé hệ mới

chủ yếu tập trưng vào cáo công nghệ chính như sau

* Dthernet/Gigabit Ethernet (GbE)

e S8QNET/SDH-NG

® Công nghệring gói RPR

+ Chuyển mạch nhãn đã giao thức MPT.8/GMDI.8

Các công nghệ nói trên nảy được xây dụng khác nhau cả phạm vi và các

phương thức mả chúng sẽ được sử dụng Trong một số trường hợp, các nhà cung

cấp cơ sở hạ tầng lại triển khai cùng một công nghệ cho các ứng dụng kháu

nhau Các nhà khai thác mạng có xu hướng kết hợp một số loại công nghệ trên

củng một mạng của họ, vì tất cả các công nghệ sẽ đóng góp vào việc đạt được

những mục dích chung la

+ Giảm chỉ phí dầu tư xây dựng mạng (CAPEX)

* Gidm chỉ phí khai thác báo dưỡng, vận hành mang(OPEX)

®_ Rútngắn thời gian cung cắp dich vu cho khách hàng

* Du phong dung lượng dối với sự gia tăng lưu lượng dạng gói

« _ Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới

* Nâng cao hiệu suất khai thác rang

Tóm lại: MAN đang là một mánh đất tiểm năng đối với các nhà khai thác

và cung cấp mạng Trong đó, sự phát triển về lưu lượng số liệu, ji băng

rộng, và sự hội tụ dịch vụ là những yếu tố cơ bản thúc đẩy sự phát triển của

mang MAN Tuy nhién, mang MAN hién nay đang có xu hướng ngày cảng khó

quản lý do sự thay đổi theo hướng chuyển từ lưu lượng định hướng kênh sang

lưu lượng định hưởng gỏi trong các mạng ngày nay Để giải quyết những khỏ

khăn hiên nay, đồng thời đáp ứng những nhu cầu về phát triển dịch vụ, các nhà

cung cấp cơ sở hạ ting mang đã tim đến những giải pháp công nghệ mới để xây

dựng mạng MAN như: Giga- Hthernet SONH1/SI2H-NG, RPR, chuyển mạch

nhãn đa giao thức MPLS/ GMPLS Sau day chung ta xem xét về các công nghệ này

‘Trong vòng ba thập kỷ qua, Hthemet là công nghệ thống lĩnh trong các

mạng nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phỏng trên toản

thế giới và hiện nay đã được dùng ngay oá trong các hộ gia đình để chia sẽ các đường đây truy nhập băng rồng giữa các thiết bị với nhau Dặc biệt tất cả các

máy lính cá nhân đều được kết nổi bằng Ethernet và ngảy cảng nhiều thiết bị truy nhập dùng đến công nghệ nảy Có nhiễu lý do để giải thích tại sao Ethemet

đã có sự thành công như vậy trong câ các doanh nghiệp lẫn các hộ gia đình: dễ

sứ dụng, tắc độ cao và giá thiết bị rõ

Mạng T.AN sử dụng công nghệ Ethernct mỡ rộng các dc tỉnh nảy trong

mạng LAN bằng cách sử dụng Ethernet trong mạng điện rộng MAN Những khó

khăn để duy trì tính dễ sử dụng và chỉ phí thiết bị thấp ở trong mỗi trường mạng

LAN vào trong mạng MAN xuất phát từ đặc tính đặc trưng tự nhiễn của mạng,

MAN Bé là khả năng mở rộng với kích thước lớn, vẫn để an toàn mạng va tăng

độ chịu dựng dễ chống lại các sự cố

Mỡ rộng từ mạng LAN ra mạng MAN tạo ra các cơ hội mới cho các nhà

khai thác mạng Khi đầu tư vào mạng I-MAN, các nhà khai thác có khả năng để

cung cấp các giải pháp truy nhập tốc độ cao với chỉ phí tương dối thấp cho các

điểm cung cấp dịch vụ POP (Points Of Presence) của họ, do đó loại bỏ được các

điểm nút cỗ chai tổn tại giữa các mạng LAN lại các cơ quan với mạng đường trục tốc độ cao

Doanh thu giảm do cung cấp băng tần với giá thấp hơn cho khách hàng có

thể bù lại bằng cách cung cắp thêm các dịch vụ mới Do vậy E-MAN sẽ tạo ra

phương thức để chuyễn từ cung cấp các đường truyền có giá cao đến việc cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng qua băng thông tương đối thấp

2.2.2 Kiến tric Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet 14 mét mé réng cia chuan Ethernet IEEE 802.3 Gigabit Ethemet dua trén cac giao thire Ethemet nhumg tăng tốc độ g4p 10 lan so voi Fast

Eihemet, ti 1000 Mbps, hay 1 Gbps Do Gigabit Ethernet dua trén Ethemet,

người quản trị mạng cú thể dựa trờn những kiến thức và hiểu biết sẵn cú của

ménh dé dé dang quin lý và duy trỡ cóc mang Gigabit Ethernet

+Đễ lâm tầng tốc độ từ 100Mbps Fast Hthernet tới 1 Œbps, có một vài thay

đổi được thực hiện ở giao tiếp vật lư Sự thay đổi để tăng tốc độ tới 1 Gbps được giải quyết bằng cách kết hợp cả 2 công nghệ: IIER, 802.3 Ethernet và ANSI

X3T11 Fibre Channel

Hémh 2.1 đưới dây chỉ ra các thành phần quan trọng từ mỗi công nghệ được kết

hop trong Gigabit Ethernet

IEEE 892.1 Ethernet IEEE 802.2 LL£

eet

oy fea oY

Hình 2.1: Sự kết hợp của các công nghệ tạo ra Giea Ethernet

Sự kết hợp của 2 công nghệ này cho phép chuẩn có được giao diện tốc độ

cao có sẵn của công nghệ Kênh quang (Fibre Channel) trong khi vẫn duy trỡ được định dạng khung của IEEE 802.3Ethernet, tương thích với các thiết bị đa

phương tiện hiện có, và sử dụng song công (full-duplex) hoặc bán song công

(half-duplex) qua cơ chế CSMA/CD

Mu hénh kiến trỳc của Gigabit Ethernet được chỉ ra trong hỡnh 2.2:

CÔ lá v3)

ee te Tees) Sealon

CỔ Cros Care

100 Mops: 1000 Mbps

Hình 2.2: Kién triic IEEE 802.32 Gigabit Ethernet

© Lớp Vậtlý

Lớp vật lý của Gigabit Ethernet sử dụng pha trôn các kỹ thuật đó được

kiểm chứng từ Ethernet nguyên thuỷ và chuẩn ANSI X3T11 Fibre Channel Gigabit Ethernet hỗ trợ 4 loại phương tiên vật lý Chúng được định nghĩa ở 2

chuẩn 802.3z (1000Base-X) va 802.3ab (1000Base-T)

Y Chuẩn 1000 Base-X

Chuẩn 1000Base-X dựa trờn lớp vật lý của Eibre Channel, Fibre Channel

là cụng nghệ liờn kết cho việc kết nối cỏc mỏy trạm, cỏc siờu mồy tớnh, cốc thiết

bị lưu trữ và thiết bị ngoại vi Fibre Channel cỏ kiến trúc 4 lớp 2 lớp thấp nhất là lop FC-0 (Interface va media) va FC-1 (Encode/Decode) duge sir dung trong Gigabit Ethernet Do Fibre Channel là một công nghệ đó được kiểm chứng, việc tái sử dụng nó sẽ giảm đáng kể thời gian phát triển chuẩn Gigabit Ethernet

Có 3 loại cáp được định nghĩa trong chuẩn 1000Base-X

- 1000Base-SX 850 nm laser trờn cỏp quang đa mode

- 1000Base-LX 1300 nm laser tron cop quang don mode va da mode

- 1000Base-CX cáp đồng xoắn STP (Shielded Twisted Pair)

Cép quang don mode (9 micron) 3 Km stt dung laser 1300nm (LX)

Cép quang da mode (62.5 micron) 300m sử dụng laser 850nm (5X)

Chuẩn IKKE 802.3ab cho phép sit dung cap UTP (1000Base'l), chuan 1000Base'

cho phép Gigabit Ethemet mở rộng tới khoảng cách tới 100m trên cáp đồng UTP

category 5 là loại cáp phổ biển hiện đang được str dung trong cdc toa nha

Dặc điểm của Gigabit Ethernet hướng tới 3 dạng môi trường truyền dan: laser súng đải- long-wave (LW) trên cáp quang đơn mođe và đa mode (gọi là

1000PascLX), laser sóng ngắn shorl-wavc (SWW) trên cấp quang da modc

(1000BaseS8X), và 1000BaseOX „ cho phép truyền dẫn trên cáp đồng đối xứng

150-ohm

* Giao diện đường truyền Gigabit độc lập GMII ( Gigabit Mcdia

Tndependent Interface )

GMIH là giao diện giữa lớp MAC và lớp vật lý , cho phộp bất kỷ lớp vật lý

nảo đều sử dụng được lớp MAC Nó là một mở rộng của MII ( Media

Independent Interface ) được dùng trong công nghệ Fast Ethernet Nu sir dung

cựng giao diện quân lý như MMT, hỗ trự tắc độ dữ liệu từ 10, 100 và 1000 Mbps

Nó cung cắp kênh truyền và nhận dữ liệu déc lip 8 bit, do dé có thể hỗ trợ cả 2

cơ chế hoạt động song công và bán song công

GMI cung cấp 2 trạng thỏi tớn hiệu: một thể hiện cho súng mang, vả trạng,

thỏi cũn lại biểu thị sự hiện điện của xung đội Phân lớp diéu hoa (Reconciliation

Sublaycr -RS) ảnh xa các tín hiểu thành tín hiệu vật lý nguyờn thuỷ được các

phân lớp MAC hiện hảnh nhận diện Với GMII, nĩ cho phép kết nếi nhiễu loại

phương tiện truyền dẫn khác nhau như cáp bọc kim hoặc cáp xoắn UTP, cáp

quang dơn mode và da mode trong khi cùng sử dụng MAC controller

GMI được chia thánh 3 lớp cơn: PC5, PMA và PMID

¥ Phan lip mé Inia vat ly (PCS -Physical Coding Sublaycr)

Đây là phân lớp con của (MII1 cưng cấp giao tiếp dang dang cho lớp R8

cho tat cd cdc phương tiện vật lý Nu sit dung mé hod 8B/10B giống như Fibre

Channel

Việc sử dụng sĩng mang và phát hiện xung đột được tạo ra tại lớp này; nĩ

cũng quản ly quỏ trỡnh tự động thương thảo (auto-negotiatlon} mà các card mạng

(NIC) truyền thơng với mạng để xác dịnh tốc độ cúa mạng (10,100 hay 1000

Mbps) va chế độ hoạt đơng (bán sơng cơng hoặc song cơng)

Mé hoo 8B/10B

Lép Fibre Channel FC1 miều tả sự đẳng bộ và kế hoạch mĩ hoỏ §I3/10B ECI1 định nghĩa giao thức truyền dẫn, bao gồm mĩ hộ và giải mỏ nối tiếp tới và

từ lớp vật lý, cốc ký tự đặc biệt và điều khiển 15) Gigabit Ethernet sit dung cing

một kiểu mĩ hoĩ/giải mỏ như được định nghia tai lop FC] cua Fibre Channel

Lược đề sử dung là 8B/10B encoding, tương tự như mĩ hoỏ 4B/5B sử đụng trong

EDDI; tuy nhiém mo hod 4B/SB khung dược sử dụng trong Eibrc Channel do nĩ

làm giâm thành phần cân đối 1 chiều Việc làm giảm thành phần IDC cĩ thể dẫn

đến sự phụ thuộc của dữ liệu vào nhiệt của cĩc súng laser, gốy ra tỷ lệ lỗi cao

M6 hod đữ liệu truyền tại tốc độ cao cho một số tru điểm như sau:

- M6 hoé giới han cốc hiệu ứng truyền dẫn như tỷ lệ bịt 1 và 0, trên tỷ lệ

lỗi

- Việc khôi phục xung đồng bộ ở mức bit (bit-level) tại bộ thu có thể làm

‘Tat cả cóc tớnh chất trên đó được sử dụng trong Fibre Channel FCI

‘Trong Gigabit Kthernet, lép FC1 sẽ lẫy dữ liệu dược giải mó từ lớp RC2, mỗi thời

điểm 8 bits từ phân lớp RS là cầu nối giữa giao điện vật lý Fibre Channel tới cỏc

lớp cao hơn của IIEE 802.3 Ethemal

Trong kiểu mó hoỗ nảy, mộL nhúm củc 8 bits dược thể hiện bằng nhóm 10 bít mó trờn đường truyền Một số nhóm móớ được trỡnh bầy thành cóc 8 bít ký tự

cho dữ liệu, cốc nhúm khỏc là cốc ký tự điều khiển Việc mé rộng các ký tự dựng trong mổ rộng súng mang là một vớ dụ về các ký tự điều khiển

M6 hoỏ được thực hiện bằng cách cung cấp mỗi ký tự truyền với mot ton,

biểu thị là Zxx.y Z là biến điều khiển có thể có 2 giá trị: D cho data va K cho

cốc ký tự đặc biệt, xx là giá trị thập phân của các số nhị phần tạo nên tap ede bit

mó, điều này hàm ý rằng có 256 khả năng cho đữ liêu (D designation) và 256 khả

năng cho các ký tự đặc biết (Kdesignation) Tuy nhiền, chỉ cú 12 giỏ trị Kxx.y là

cốc ký tự truyền dẫn hợp lệ trong kihre Channel

Khi dữ liệu được nhận c ký lự truyền được mỏ hoó thành một rong

256 cóc tổ hợp 8bit

Dạng mó hoỏ cho Fibre Chamnel là 8B/10B được thiệt kế đặc thu cho truyền dẫn

trên cấp quang Gigabit Ithemet cũng sử dụng dạng mó hoổ tương tự 8ự khác

nhau giữa Fibre Channcl và Gigabit Ethernct la Fibre Channel str dung tin hiéu

1,062 gigabaud, trong khi Gigabit Ethernet sir dung tín hiểu 1.25 gigabaud Dối

với Gigabit Ethernet trên cáp déng UTP, stt dung co chế mó hoỏ khóc thực hiện

bởi 1000BaseT PIIY

Y Phon lop gủn đường truyền vat ly (Physical Medium Attachment)

Thân lớp này cung cấp sự độc lập với môi trường truyền dẫn cho phân lớp PCS

để hỗ trợ nhiều môi trường truyền dẫn vật lý khỏc nhau Lớp này sắp xếp cóc

nhửm mỏ để truyền đi và sắp xếp ngược lại các bịt từ đường truyền thành các

nhóm mẻ

Thõn lớp PMA cia Gigabit Ethernet giéng nhu PMA cua Fibre Charmel, có trách

nhiệm hễ trợ nhiều dang mé hod va cho phốp trỡnh bẫy cốc dang mó hoồ nảy tới

cốc lớp cao hơn

ˆ Phñn lớp đường truyền vật lý phụ thuộc (PMI? - Physical Mcdium

Dependent)

Phõn lớp này ỏnh xạ môi trường truyền din vat lý vào PCS, định nghĩa tín

hiệu lớp vật lý sử dụng cho nhiều dạng đường truyén MDI ( Medium

Dependent Interface) 1a một phần của PMTD là giao diện vật lý thực sự Phốn

lớp nảy định nghĩa các kết nối vật lý thực tế như các connectors cho céc loai

cốp truyền khée nhau

Giao diện súng mang GE (GBIC -Gigabit Ethernet Interface

Carrier)

Giao diện GBIC cho phộp cóc nhà quản trị mạng cấu hỡnh mỗi cổng

Gigabit sir dung laser simg ngắn hay súng đải hoặc giao điện cho cdp đồng Cấu

h&nh nay cho phộp cốc nhà sản xuất switch xõy dựng một chuyển mạch vật lý mà

khéch hang ct thé câu hnh laser/fiber topology theo you cầu Như đó đề cập ở

trên, ban đầu Gigabit Ethemet hd try 3 media: short-wave laser, long-wave laser,

và cáp đồng Hơn nữa, cáp quang lại được chia thành 3 loai: da mode (62.5 pm),

da mode (50 um) va don mode

Mặt khác, các switch Gigabit Ethernet không có GBICs không thể hỗ trợ

các loại lasers khác hoặc cần phải được đặt hàng để tuỳ biến loại laser theo yêu cầu Lược đỗ các chức năng của GBIC cung cấp như sau

Gipabit Ethernet lrtsrface Corwertev (GBIC)

Hình 2.3: Chức năng của GBIC

s Lớp điều khiển truy nhập đa phương tiện (MAC-Media Access

Control)

Lớp MAC của Gigabit Ethernet tương tự như lớp MAC của Ethernet và Fast Ethernet, hỗ trợ cả hai phương thức truyền dẫn song công và bán song công

Các đặc tính của Ethernet như phát hiện xung đột, đường kinh mạng lớn nhất, các

quy tắc lặp giống như của Gigabit Ethernet Hỗ trợ cho Ethernet bán song công, khả năng thêm các khung bursting và mở rộng sóng mang, hai chức năng này khụng cú trong Ethernet và Fast Ethernet

⁄ Truyền dẫn bỏn song cụng

Trong truyền dẫn bán song công, cơ chế CSMA/CD sẽ được sử dụng để đảm bảo cho các trạm có thể liên lạc được qua một dây đơn và có khả năng khắc phục

xung đột

Việc sử dụng CSMA/CD cho Gigabit Ethernet cũng giếng như cho Ethernet và

Fast Ethemet, cho phép chia sé hé thong Gigabit Ethernet qua các hub hoặc tạo ra

các kết nỗi điểm - điểm bán song công Độ dài cực đại của đoan cáp dùng để kết

nối các trạm bị giới hạn bởi giao thức CSMIA/CD Nếu 2 trạm cùng nhận thấy

đường truyền đang rỗi, chúng có thể cùng bắi đầu truyền tửn liệu và sẽ xảy ra

xung đột

Ve giao thức CSMA/CD rất nhạy cấm với trễ nờn cần phải tạo ra mét bit-budget

cho mỗi một phạm vi xung đột Chỳ ý rằng, tởnh nhạy cảm trễ chỉ xây ra khi sử đụng CSMA/CD, hoạt động song công không có những ảnh hưởng nhạy trễ đó

Một colision domain được xác định bởi thời gian truyền dẫn một khung có độ

dai nhỏ nhất có thể có Sự truyền dẫn này quyết dịnh khoảng cách lớn nhất giữa

hai trạm trên một phan đoạn dùng chung Khi tốc độ hoạt động của mạng tăng lên

thỡ thời gian truyền đẫn khung nhỏ nhất giảm xuống, giống như sự giảm đường

kính lớn nhất của phạm vi xung đôi Bil-budgoL của một phạm vì xung đột dược

tạo bởi thời gian trễ tín hiệu lớn nhất của các thành phần mạng khác nhau, như bộ lặp, lép MAC của các trạm, và bản thân phương tiện truyền dẫn

'Việc tăng tốc độ Isthernet lên tới tốc độ Gigabit đỏ tạo ra một số vẫn đề trong qua

trénh thc hién CSMA/CD G tée dé kin hon 100Mbps, kich thước của các gói nhỗ hơn độ dài của một khe thời gian trong các hit (Khe thời gian được dịnh

nghĩa là một đơn vị thời gian để kthernet MAC điều khiến các xung đột) Khả

năng mở rộng sóng mang được đưa vào đặc tính của Ithernet để khắc phục vấn

để về khe thời gian Các sông mang mở rộng thêm các bịt vào khung tới khi

khung dạt tới số lượng khi thời gian tối thiểu Hằng cách này, kích thước nhỏ

nhất của gói có thể trùng với số khe thời gian nhỏ nhất và cho phép hoạt động trong suốt với cơ chế CSMA/CD của Tihernet hiện hành

¥ Mé rong súng mang:

Gigabit Ethernet giữ nguyên kích thước lớn nhất và nhỏ nhất của khung giống

như IthemetL Do Gigabit Fthernet nhanh hơn gấp 10 lần số với Fast Ethemel, dé

duy trõ kéch thước khe như cũ chiều đài lớn nhất của cáp phải giảm xuống cñn

khoảng 10m, điều này hoàn toàn không kinh tế và có ý nghĩa Thay vỡ đó,

Gigabit Ethemet sử đụng kích thước khe lớn hơn 512 byte Dé dim bao tính

tương thích với Ethernet, kích thước khung nhỏ nhất không tăng lên, nhưng sóng,

mang phải dược mở rộng Niểu khung nhỗ hơn 512 bytes, nó sẽ được diễn thêm các ký tự mở rộng Dó là cóc ký tự đặc biệt không thể xuất hiên trong phần đữ

liệu (payload) Phương pháp này gọi là Mỡ rộng sóng mang - Carrier Extension

Gigabit Ethernet phai twong thích với các mạng 802.3 hiện hảnh Việc mở rộng

sóng mang lả một cách để duy trỡ kớch thước khung nhỏ nhất và lớn nhất của

§02.3 với các khoảng cách cáp phủ hợp Với các khung mở rộng sóng mang,

phần nở rộng không chứa đữ liệu được bao gồm trong cửa số xung đột, đo đó,

toàn bộ phần mở rộng khung được xem là xung đột và bị bổ qua Tuy nhiên,

trường FCS- Frame Check Scquence chí được tính trên phần nguyên thuỷ (không

có các ký tự mở rông) của khung Các ký tự mở rông được gỡ bỏ trước khi thiết

bị nhận kiểm tra FCS Do đó, lớp LLC (Logical Link Cơntrol) không nhận biết được sự mở rộng sóng mang nảy Ilõnh dưới đay biểu điển một định dạng

Tthernet khung với sóng mang được mở rộng,

{—<$$ rar on ot Cartier Penne

BED ah if Feat alive

TA aires ne Ba: Souee tek

Á—U:1iwne Phếck

Hinh 2.4 Khung Ethernet véi song mang mo rong

¥ Khung bursting (hodc packet bursting)

Mở rộng súng mang là một giải pháp đơn giản, tuy nhién nd tốn nhiều băng

thông, thực tế có thể thêm vào tới 488 bytes chèn vào các gói có kích thước nhỏ,

điều này làm giảm tốc độ truyền Thực tế, với số lượng lớn các gói có kích thước nhỏ, tốc độ của Cigabit Htheret lớn hơn không dang kể so với East Ethernet

Khung Bursting 14 mét mé réng cia phuong pháp mở rộng sóng mang, thực chất

là phương pháp mở rộng sóng mang cộng thêm vào các bó khung bursting

Khung bursting là hoạt động mả trong môi trưởng C8MA/CD, một trạm cuối có

thể truyền một số lượng rất lớn các khung trên đôi dây mà không phải điều khiển

việo ngừng gửi

Khi một trạm có một số lượng khung cần truyền, khung đầu tiên dược diễn vào

khe thời gian nêu cần thiết sẽ sử đụng mở rộng sóng mang Các khung tiếp theo được tiếp tục truyền cho téi khi burst timer hét han (1500 bytes)

Diéu quan trong chỉ ra vấn đề xung quanh bán song công Gigabit Ethemet, chang hạn như kích thước của khung không hiệu quả hoặc hành trỡnh thời gian tại tắc

độ gigabil, thực tế thỡ bón song cụng không hiệu quá cho GigabiL BihcrneL Thực

chất, Khung bursting làm tăng thông lượng của mang

ELril Time [TS0E hy —————®;

(HANS | paoKET wl AABRABG | ParErr sĩ RAR | vse a | PRR |>= wal

TEEE 802.3x Truyén din song cụng

Song công có nghĩa Ja việc truyền vả nhận được thực hiện đồng thời trên một dôi

dây Song công nói chung được dủng giữa 2 điểm kết cuối, như các, giữa các

switch va cdc server, giữa các switch vả các router, Song công cho băng thông

trên các mạng Ithemet và Fasithernet đạt hiệu quả lên gấp 2 Dằng cách sử

đụng các tính chất như Fast EthcrChannel, bó các kết nối Fast Ethernct thành các

nhóm với nhau để tăng băng thông lên tới 400%

Truyền dẫn song công sử dụng trong Gigabit Tithernet để tăng băng thông kết hợp

từ Œbps tới 2Gbps cho các đường kết nỗi điểm-điểm, oững như lả làm tăng

khoảng cách có thể cho các phương tiện kết nổi Thêm nữa, cdc bo Gigabit

EtherChannel sẽ cho phép tạo ra các kết nỗi 8 Gbps giữa các switch Sử dụng

song công Ethernet loại bỏ các xung đột trên đường dây, do đó, không cần thiết phải sử dụng CSMA/CD để điều khiển luồng hoặc truy cập phương tiên Tuy

nhiên, một phương pháp điều khiển luồng song công đó được đưa ra với việc

điều khiển luồng như là một mệnh đề tuỳ chọn Chuẩn này được biết đến là IEEE

802.3x; chính thức hoá công nghệ song công được chờ đợi và được hỗ trợ bởi các

sản phẩm Gigabit Ethernet

+ Tuỳ chọn điều khiển luồng 802.3x - Flow Control

Co ché diéu khién ludng tuy chon nay thiét lap gitta 2 tram trén két ndi điểm- điểm Nếu tram nhân tại điểm cudi bị nghẽn nó có thể gửi ngược lại một khung gọi là khung dừng tới tram nguồn ở đầu kia Khung dừng chỉ dẫn trạm nguồn ngừng gửi các gói dữ liệu trong một khoảng thời gian nảo do, Tram gui doi trong

khoảng thời gian yêu cầu trước khi tiếp tuc gửi đữ liêu Tram nhân cũng có thể

gửi môt khung ngược lại tram nguồn với thời gian doi bang 0 (time-to-wait) dé

chỉ thị trạm gửi tiếp tục gửi đữ liệu

© Lop lion kết logic-Logical Link

Gigabit Ethernet duoc thiét ké bam sát theo định dang khungetia Ethernet chuẩn, cho phép duy trỡ sự tương thích với các sản phẩm Ethernet và Fast Ethernet và không cần phải có sư chuyển đổi khung Hỡnh dưới đây giải thích định dạng khung của IEEE 802 3/Ethernet

+ Preamble-Các mẫu chuỗi 1 hoặc O0 bảo cho trạm nhận có khung đang bắt

đầu (Tihernet hoặc IEE 802.3) Ethemet khung có thêm 1 byLe tương đương với

trường Start-of-Frame của IEEE 802.3 khung

+ Start-of-Frame (SOF)-TEEE 802.3 phân biệt bytc kết thúc với 2 bít 1 liên

tiếp để đồng bộ các phần của khung của tất cả các trạm trong mạng LAN,

+ Destination and Source Addresses-3 bytes đầu tiên của trường địa chỉ

chỉ ra căn cử của nhà sẵn xuất, 3 bytes sau đo nhà sẵn xuất ghi Địa chỉ nguồn

luôn là địa chỉ unicast, địa chỉ đích có thể là dia chi unicast, muticast hoặc broadcast

+ Type (Ethernet)-Cho cdc giao thise lip tron nhan ra dit ligu sau khi quo

trỡnh xử lý Biheret được hoàn thành

+ Length (IER 802.3)-8é long byte data tiếp theo trường này,

+ LLC é giao tiếp giữa lớp MÁC và các lớp phia trên trong chẳng giao

thirc, lop Logical Link Control (LLC) ctia giao thite LLC (hay PDUs) st dung 3

biến địa chỉ để xác định truy cập vào các lớp trên thông qua LLC/PDU Các địa

chỉ nảy là điểm truy cập dịch vụ đích -Destination servicc accoss point (DSAP),

điểm truy cập dịch vụ nguễn- source service access point (SSAP), va bién điều khiển DSAP xác định một nhận đạng duy nhất bên trong trạm cung cấp thông tin

về giao thức ho lớp phía trên SSAP cung cấp củng thông tin cho địa chỉ nguồn

LLC dinh nghia địch vụ truy cấp cho các giao thức tuân theo mê hỡnh OSI,

nhưng không may thay, có rất nhiễu giao thưc không tuân theo các luật này, do vậy, phải có các thông tin bỗ sung vào LLC để cung cấp thông tin cho các giao

thức này Các giao thức trong trường hợp này là IP và IPX Phương pháp được sứ

dụng để thêm vảo các thông tin gọi là giao thức truy nhập mạng con -8NAP-

Subnetwork Access Protocol lột sự đóng gói SNAP được biểu thị bởi các

trường SSAP và DSAP bằng 0xAA Điều này chỉ ra rằng có mội SÑAP mào đầu

tiép theo, SNAP mào đầu có độ đải 5 bytes, 3 bytes đầu chứa organization code

duc gan béi IEE; 2 bytes tiếp đùng giá trị ca trudng Type

+ Data (EtherneD-Sau khi việc xử lý lớp vật lý và lớp liền kết hoàn thành,

đữ liêu bởn trong khung được gửi lên lớp trên, được chỉ ra ở trường Type Mac

da Ethernet Version 2 không đệm thêm vảo byte điển thêm (ngược với IEEE

802.3), Fthernet cho rằng có it nhất 46 bytes data

+ Data (EEE 802.3)- Sau khi việc xử lý lớp vật lý và lớp liờn kết hoan

thành, dữ liệu bờn trong khung dược gửi lên lớp trên Nếu đữ liêu trong khung

không đủ 64-byte, các byte trắng được điền thêm vào để đảm bảo khung có ít

nhất 64 bytes

+ Frame Check Sequence (FC&)-Chuỗi này bao gồm 4-byte gid tri sửa sai

CRC được tạo ra bởi thiết bi gửi vả được tính toán lại ở phía nhận để đảm bảo

khung nhận được không có lỗi

2.1.2 Cac dich vy cung c4p qua mang Ethernet Metro

© Mé hinh dich vu Ethernet

PE xdc định các loại hình dịch vụ cung cấp qua môi trưởng Fthcrnct, trước

hết cân xem xét mô hình tổng quát Mô hỉnh dịch vụ Ethernet là mô hình chung

cho các địch vụ Ethernet, được xây dựng trên đựa trên cơ sở sử dụng các thiết bị

khách hàng dễ truy cập các dịch vụ Trong mô hình này số định nghĩa các thành

phần cơ bản cầu thành dịch vụ cũng như một số đặc tỉnh cơ bắn cho mỗi loại

hình dịch vụ Nhìn chưng các dịch vụ Bthemet đều có chung một số đặc điểm,

tuy nhiên vẫn còn một số đặc tính đặc trưng khác nhau cho từng dịch vụ riêng

MB hình cơ bản cho các dich vu Ethernet Metro như chỉ ra trên hình 2.6