Nghiên cứu công nghệ MPLS trong việc di trú mạng dùng riêng bộ công an sang mạng thế hệ mới (NGN)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ THỊ THANH HUỆ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MPLS TRONG VIỆC DI TRÚ MẠNG DÙNG RIÊNG BỘ CÔNG AN SANG MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN Ngành : Công nghệ Đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ THỊ THANH HUỆ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MPLS TRONG VIỆC DI TRÚ MẠNG DÙNG RIÊNG BỘ CÔNG AN

SANG MẠNG THẾ HỆ MỚI (NGN)

Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử

Mã số : 60 52 70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN KIM GIAO

HÀ NỘI – 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn "Nghiên cứu công nghệ MPLS trong việc di trú mạng dùng riêng Bộ Công an sang mạng thế hệ mới (NGN)" là kết quả nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

NGƯỜI CAM ĐOAN

Vũ Thị Thanh Huệ

MỤC LỤC

Trang

Chương 1 – NHỮNG NGUYÊN TẮC DI TRÚ LÊN MẠNG NGN 3

1.3 CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI CỦA MẠNG THẾ HỆ MỚI 7

Chương 2 - CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA

2.2.2 Cấu trúc và các thành phần của mạng MPLS 26

2.2.4 Vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ trong MPLS 34

Chương 3 - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPLS TRONG VIỆC XÂY DỰNG MẠNG TÍCH HỢP ĐA DỊCH VỤ NGÀNH CÔNG AN 40

3.1 THỰC TRẠNG VÀ MỘT SỐ YÊU CẦU ĐỐI VỚI VIỆC PHÁT TRIỂN

3.1.1 Thực trạng về các hệ thống mạng viễn thông Bộ Công an 40 3.1.2 Dịch vụ thông tin trên mạng và hệ thống CSDL nghiệp vụ 43 3.1.3 Yêu cầu phát triển mạng tích hợp đa dịch vụ Ngành Công an 45 3.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO MẠNG LÕI CỦA MẠNG TÍCH

3.2.1 So sánh công nghệ ATM với công nghệ MPLS 49 3.2.2 Kinh nghiệm di trú lên NGN tại Việt Nam 51 3.3 GIẢI PHÁP MẠNG LÕI DỰA TRÊN MPLS CỦA MẠNG TÍCH

3.3.2 Thực hiện các giai đoạn tiếp theo di trú lên NGN 56 3.3.3 Giải quyết vấn đề đảm bảo an ninh an toàn cho mạng tích hợp

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Giải thích

API Application Programming Interface

ATM Asynchronous Transfer Moe

B_ISDN Band_Integrate Services Digital Network

BGP Border Gaterway Protocol

BS Bie- Stack

CAC Connection Admission Control

CLP Cell Loss Priority

COS Class Of Service

Diffserv Differentiated Services

DLCI Data Link Connection Identifier

ETSI Europen Telecommunication Standards Institute FEC Forward Equivarence Class

FR Frame Relay

Inserv Integrated Services

IP Internet Protocol

ISP Internet Service Protocol

ITU – T International Telecommunication Union-

Telecommunication Standards Section LAN Local Area Network

LB Label Binding

LER Label Edge Router

LIB Label Information Base

LSP Label Switch Path

LSR Label Switch Router

MPLS Multiprotocal Label Switching

MPLS LDP MPLS Label Distribution Protocol

MSF Multiservice Switch Forum

NGN Next Geuration Networks

OSPF Open Shortest Path First

PC Priority Control

PSTN/ISDN Integrate Services Digital Network

QoS Quality of Service

RFC Request For Comment

RSVP Resource Resenvation Protocol

RSVP- TF Resoure Reservation Protocol Traffic Enginerning SLN Ship In The Night

TTL Time To Live

VC Virtual Connection

VCI Virtual Circuit Identifier

VoIP Voice over IP

VPI Virtual Path Identifier

VPN Virtual Private Network

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1.Mô hình kiến trúc dịch vụ tích hợp 10

Hình 1.3 Mô hình đánh dấu luồng Cell theo phương pháp thùng rò rỉ 14

Hình 1.5 Đánh dấu luồng Cell theo phương pháp cửa sổ trượt và nhảy 16

Hình 2.3 Cấu trúc và các thành phần cơ bản của mạng MPLS 26 Hình 2.4 Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung 28

Hình 2.7 Quá trình thiết lập nhãn trong MPLS qua ATM 33

Hình 3.1 Sơ đồ kết nối mạng dữ liệu dùng riêng của Bộ - Ngành 42

Hình 3.3 Sơ dồ kết nối mạng dùng riêng của Bộ Ngành 54

MỞ ĐẦU

Sự cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà khai thác trên phạm vi toàn cầu, sự bùng nổ của lưu lượng thông tin truyền trên các mạng viễn thông do việc sử dụng rộng rãi các dịch vụ Internet, các thuê bao đòi hỏi các dịch vụ đa phương tiện mới,

sự tăng nhanh của nhu cầu về các dịch vụ thông tin di động đã đặt ra cho ngành viễn thông thế giới những thách thức mới và mở ra xu hướng tích hợp các mạng thoại truyền thống, mạng Internet và mạng thông tin di động thành một mạng hợp nhất đa dịch vụ hay còn gọi là mạng thế hệ mới NGN

Trong bối cảnh Việt Nam đang hội nhập khu vực và quốc tế, các nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông Việt Nam cũng đã kịp thời đi trước, đón đầu và triển khai xây dựng mạng thế hệ mới NGN

Trước xu thế và thực tiễn đó, các mạng Viễn thông dùng riêng của một số bộ ngành trong đó có Bộ Công an cần phải tính đến các giải pháp phát triển mạng dùng riêng theo hướng di trú một cách thích hợp lên NGN để tránh lãng phí trong quá trình đầu tư và nhanh chóng tiếp cận công nghệ mới Đồng thời, cho phép cung cấp được các dịch vụ mới cũng như có thể hoà mạng dễ dàng với các mạng công cộng Tuy nhiên, để có một giải pháp di trú thích hợp nhằm bảo toàn vốn đầu tư vừa tránh lãng phí trong quá trình đầu tư vừa có điều kiện tiếp cận công nghệ mới, cần phải có những cân nhắc, tính toán hợp lý tùy theo hoàn cảnh thực tế cụ thể của từng bộ, ban ngành Là một người cán bộ công tác trong lĩnh vực viễn thông, tin học của Bộ Công an, có trách nhiệm tham mưu cho Lãnh đạo cấp trên về định hướng phát triển mạng máy tính, tôi rất mong muốn nghiên cứu để tìm ra một hướng phát triển phù hợp cho mạng máy tính Bộ Công an trong điều kiện thực tiễn hiện nay Vì vậy, sau khi xin ý kiến và được sự đồng ý của Thầy giáo hướng dẫn,

tôi đã chọn đề tài " Nghiên cứu công nghệ MPLS trong việc di trú mạng dùng riêng Bộ Công an sang mạng thế hệ mới (NGN) " làm Luận văn tốt nghiệp với

mong muốn đem những kiến thức mà tôi nghiên cứu được trong quá trình thực hiện Luận văn tốt nghiệp này để ứng dụng vào thực tế

Để đáp ứng được những mong muốn trên, Luận văn sẽ nghiên cứu một cách tổng quan về các yêu cầu và các nguyên tắc di trú lên mạng NGN, các công nghệ truyền dẫn được sử dụng cho mạng lõi Từ đó đi sâu nghiên cứu về công nghệ MPLS là công nghệ hiện đang được lựa chọn cho hầu hết các mạng lõi Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trên, Luận văn đi vào xây dựng giải pháp “Ứng dụng công

nghệ MPLS trong việc xây dựng mạng tích hợp đa dịch vụ ngành Công an” trong quá trình di trú lên mạng NGN của mạng Viễn thông dùng riêng cho Bộ Công an

Luận văn được chia làm 3 chương:

- Chương 1: Những nguyên tắc di trú lên mạng NGN Trong đó đưa ra những khái niệm, định nghĩa, những đặc điểm, những yêu cầu đối với NGN và cấu trúc mạng NGN

- Chương 2: Phân tích một số Công nghệ chuyển mạch gói cho mạng lõi và các vấn đề liên quan đến QoS Đặc biệt là triển khai MPLS trong mạng IP và mạng ATM Trong chương 2 này luận văn còn đề cập đến các giải pháp di trú sang NGN từ mạng hiện tại

- Chương 3: Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ MPLS trong việc xây dựng mạng tích hợp đa dịch vụ Ngành Công an Trong chương này tập trung phân tích để lựa chọn các tiêu chuẩn kết nối, công nghệ chuyển mạch được sử dụng trong mạng NGN để áp dụng cho mạng Viễn thông dùng riêng trong quá trình di trú tới NGN Đây chính là mục tiêu chính của Luận văn này

Chương 1 NHỮNG NGUYÊN TẮC DI TRÚ LÊN MẠNG NGN 1.1 Những yêu cầu đối với mạng NGN

Mạng NGN được đưa ra với mong muốn sẽ cho phép giảm thiểu thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường, nâng cao hiệu suất sử dụng truyền dẫn, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ tăng cường khả năng kiểm soát, bảo mật thông tin của khách hàng Ngoài ra, NGN còn phải đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của nhiều đối tượng sử dụng như cá nhân, văn phòng, doanh nghiệp với các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện và với tính thông minh của mình cho phép tạo tiền đề cho các bước phát triển của công nghệ và các dịch vụ mới trong tương lai

1.1.1 Sự ra đời của NGN

Khái niệm về các mạng thế hệ sau NGN bắt đầu xuất hiện vào những năm cuối thập kỷ 90 của thế kỷ 20 Cho đến nay, các nhà khai thác, cung cấp dịch vụ viễn thông, các hãng sản xuất thiết bị viễn thông trên thế giới vẫn còn có những quan điểm khác nhau về NGN

Vào tháng 1 năm 2002, tại cuộc họp của nhóm nghiên cứu 13 của ITU-T đã nhất trí được rằng NGN phải được xem như là sự cụ thể hoá các khái niệm đã được định nghĩa cho cấu trúc hạ tầng thông tin toàn cầu GII (Global Information Infrastructure) Trong khuôn khổ của đề án GII của ITU-T (được bắt đầu từ 1995), một loạt các khuyến nghị Yxx đã được đưa ra, trong đó những khuyến nghị quan trọng nhất là:

- ITU Rec Y110 “Nguyên lý và cấu trúc tổ chức của GII” (GII principles and framework architectures)

- ITU Rec Y120 “Phương pháp luận và viễn cảnh của GII” (GII scenario and methodology)

- ITU Rec Y130 “Cấu trúc truyền tin “ (Information communication architecture)

- ITU Rec Y140 “Các điểm chuẩn cho cơ cấu kết nối” (Reference points for the interconnection framework)

Tuy nhiên các khuyến nghị Yxx chỉ đưa ra các định nghĩa về các khái niệm của cấu trúc hạ tầng thông tin toàn cầu GII chứ chưa đề cập đến các vấn đề liên quan tới việc triển khai mạng Vì vậy tháng 1 năm 2002, ITU đã quyết định bắt đầu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

[1] Nguyễn Quý Minh Hiền ( 2002), Mạng thế hệ sau NGN, Nhà xuất bản Bưu

điện

[2] Tổng cục Kỹ thuật - Bộ Công an (2007), Khảo sát thực trạng mạng máy tính diện rộng Ngành Công an, Hà Nội

Tiếng Anh

[1] E Brent Kelly (2002), Quality of Service In Internet Protocol (IP) Networks [2] Chris Gallon (February (2003), Quality of Service for Next Generation Voice Over IP Networks

[3] GIROUX (01-1999), Quality of service in ATM networks

[4] Duke Hong and Tatsuya Suda (2000), Congestion Control And Prevention In ATM Networks

[5] Shah, Utpal Mukhopadhyaya, Arun Sathiamurthi (2004), Overview of QoS in Packet-based IP and MPLS Networks

[6] Cisco Systems (2000), MPLS and IP Quality of Service In Service Provider ATM Networks, http://www.cisco.com/solution

[7] TECHNICAL PAPER – ALCATEL (December - 2001), A Step-by-Step Migration Scenario From PSTN to NGN

[8] Network Systems Division –Tekelec (2000), Migration from Circuit to Packet

An Overview

[9] Johannes Riedl, Siemens Communications and Mark Sebastyn, Juniper

Networks (November 2004), Architecting a Reliable and Scalable VoIP Trunking Solution

[10] Nortelnetworks (september-2002), Succession Solutions Local Tandem Solution, http://www.nortelnetworks.com/solution

[11] Nortelnetworks, (February 19, 2004), Converged IP / MPLS Core Routing Solutions, http://www.nortelnetworks.com/solution

[12] Nortelnetworks (2003), Voice over IP Solutions Passport Packet Voice Gateway, http://www.nortelnetworks.com/solution

[13] Juniper Networks (June 2007), The Juniper Networks Next Generation

Network Core Solution for Service Providers, www.juniper.net/company/solution

[14] Matt Kolon, Juniper Networks, Solutions Management Kees Hoogendoorn,

Siemens (September 2003), Siemens - Juniper Networks Cooperation,

http://www.siemens.com/solution