Slide báo cáo dự phòng Kỹ thuật lưu lượng IP-WDM

Xu hướng phát triển dịch vụ
Tổng lưu lượng IP trên thế giới tăng gấp đôi sau mỗi
sáu tháng
Băng thông tổng yêu cầu cho Internet của U.S được
dự đoán trong năm nay sẽ vượt qua mức 35TB/s
Để đáp ứng các nhu cầu trên, nhiều nhà cung cấp
dịch vụ (ở Hoa Kỳ) đang xây dựng các mạng dung
lượng cao với mục đích chính là cung cấp dữ liệu
Internet.
Nhiều nhà cung cấp dịch vụ mới đang xây dựng các
mạng dành riêng cho lưu lượng IP (cần chú ý là hầu
hết các mạng đang tồn tại được xây dựng chủ yếu
dành cho lưu lượng thoại)
Các dịch vụ đang được IP hoá: Voice over IP, Video
over IP…


Xu hướng phát triển công nghệ

Các công nghệ ghép bước sóng WDM ngày
càng hoàn thiện.

Các bộ chuyển đổi bước sóng (bộ phận quan
trọng để triển khai WDM đa điểm) cũng đang
được tiếp tục nghiên cứu.

Chi phí cho việc lắp đặt các tuyến quang mới
hoàn toàn là rất lớn đặc biệt là tại các đô thị.

Hạn chế của
IP/ATM/SONET(SDH)/WDM

Phức tạp, trùng lặp chức năng

Tăng chi phí mạng (5/53 byte cho thông tin
điều khiển là quá lãng phí)

Nghẽn cổ chai tính toán cho mạng tốc độ cao
(tất cả các tế bào đều yêu cầu xử lí tại các
node)


Hạn chế của
IP/SONET(SDH)/WDM

Có quá nhiều thông tin mào đầu và mã hóa ở nhiều
mức khác nhau:

Mào đầu đường (POH) được mang từ đầu cuối tới
đầu cuối.

Mào đầu tuyến (LOH) được sử dụng cho tín hiệu
giữa thiết bị kết cuối tuyến ví dụ như các bộ ghép
kênh OC-n.

Mào đầu đoạn (SOH) được sử dụng để thông tin
giữa các thành phần mạng liền kề ví dụ như các bộ
tái tạo. Với một OC-1 với tốc độ là 51,84 Mbps, phần

tải của nó chỉ có khả năng truyền dẫn một DS-3 với
tốc độ bit là 44,736 Mbps.


Thách thức với IP/WDM
Các thách thức hiện nay với mạng IP/WDM:
Tái cấu hình và cân bằng tải
Bảo vệ và phục hồi
Chuyển mạch dòng quang
Điều khiển/quản trị mạng
Các bộ chuyển đổi bước sóng quang


So sánh hai mô hình kĩ thuật lưu
lượng
Mô hình chồng lấn:
Tối ưu hóa hiệu năng (tầng IP) hoàn toàn tách
biệt với ấn định tài nguyên (tầng WDM)
Có thể được điều chỉnh để đáp ứng tốt nhất
nhu cầu của một tầng cụ thể tùy theo mục tiêu
được lựa chọn
Không có tính mềm dẻo
Khi kích thước mạng tăng thì các máy chủ IP
và WDM NMS sẽ dễ trở thành các thắt cổ chai


So sánh hai mô hình kĩ thuật lưu
lượng
Mô hình tích hợp:
Tối ưu hóa hiệu năng và ấn định tài nguyên

được kết hợp lại với nhau
Kết quả tối ưu hóa là toàn cục
Có tính sẵn sàng và mềm dẻo cao
Khó khăn khi triển khai vì phải đồng bộ hóa
thông tin trạng thái mạng trong một số lượng
lớn các node


So sánh hai mô hình kĩ thuật lưu lượng

Hiện nay yêu cầu về tính mềm dẻo của mô
hình là rất lớn

Quá trình tích hợp công nghệ diễn ra mạnh
mẽ, xử lí phân tán được quan tâm thì mô
hình tích hợp sẽ có nhiều tiềm năng phát
triển hơn


TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT
LƯU LƯỢNG IP/WDM

Mô hình vật lí: mô hình kết nối các sợi quang

Mô hình ảo: một tập các node được kết nối
bởi các đường quang (các bước sóng)

Tái cấu hình mô hình ảo: thay đổi tính kết nối
giữa các chuyển mạch, thay đổi bước sóng
của bộ phát và bước sóng bộ thu

TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT
LƯU LƯỢNG IP/WDM
Tái cấu hình cho phép thay đổi mô hình kết
nối để đáp ứng theo sự thay đổi kiểu nhu cầu
lưu lượng
Thuật toán dùng để thiết kế mô hình: mục
tiêu hiệu năng được lựa chọn là hướng ứng
dụng hay hướng mạng
Thuật toán dùng để dịch chuyển mô hình:
giúp cho quá trình chuyển từ mô hình cũ
sang mô hình mới được suôn sẻ


TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT
LƯU LƯỢNG IP/WDM

HTDA (thuật toán thiết kế mô hình dựa trên
kinh nghiệm): cố gắng tạo đường đi giữa cặp
node theo thứ tự nhu cầu lưu lượng giảm dần

MLDA (thuật toán thiết kế mô hình logic tối
thiểu hóa trễ) thiết lập các đường đi ngắn
nhất giữa cặp node liền kề và sau đó HTDA
được dùng để ấn định các tài nguyên còn lại
tuỳ theo các điều kiện ràng buộc.


TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT

LƯU LƯỢNG IP/WDM

TILDA (thuật toán thiết kế mô hình logic
không phụ thuộc lưu lượng) không quan tâm
tới nhu cầu lưu lượng mà chỉ tập trung tối
thiểu hóa số lượng bước sóng cần sử dụng

Ngoài ra còn có một số thuật toán khác được
đề xuất cũng dựa trên các ý tưởng tương tự
như trên. Thuật toán tối ưu hóa lưu lượng
đơn hop được cho là có kết quả tốt nhất.


TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT
LƯU LƯỢNG IP/WDM
Định tuyến lưu lượng: định tuyến gói tin
truyền thống ví dụ như OSPF
Định tuyến đường đi ngắn nhất: cung cấp ánh
xạ từ mô hình IP ảo sang mô hình WDM vật lí
và bao gồm chọn đường đi trong sợi và gán
bước sóng. Nó có thể được triển khai theo
phương pháp tĩnh hoặc phương pháp thích
ứng
Thiết kế mô hình: tùy theo mục tiêu hiệu năng
được lựa chọn là hướng ứng dụng hay
hướng mạng


TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT
LƯU LƯỢNG IP/WDM

Dịch chuyển mô hình ảo: quá trình thiết lập
và loại bỏ các tuyến nối WDM riêng rẽ để
chuyển từ mô hình ảo IP cũ sang mô hình ảo
IP mới
Thuật toán tìm kiếm mô hình dịch chuyển tối
ưu rất phức tạp do đó sẽ sử dụng các kinh
nghiệm


Phần mềm xử lí lưu lượng
IP/WDM

Kĩ thuật lưu lượng IP - giao thức điều khiển
mạng (IP TECP)


Phần mềm xử lí lưu lượng
IP/WDM
Phần mềm xử lí lưu lượng được giới thiệu
dưới đây ở trong ngữ cảnh môi trường chồng
lấn và gồm ba phần chính:

Giao diện giữa các node IP với nhau

Giao diện giữa IP và WDM

Giao diện giữa các node WDM với nhau


Phần mềm xử lí lưu lượng

IP/WDM

Cơ sở dữ liệu mỗi bộ định tuyến bao gồm các
thông số chính sau: ID bộ giao diện, ID bộ
định tuyến, các khuôn dạng tín hiệu được hỗ
trợ, bước sóng ưa thích, băng thông hỗ trợ

Bộ định tuyến IP giao tiếp với các node khác
nhờ các bản tin UNI: bản tin yêu cầu tóm tắt,
bản tin yêu cầu dữ liệu thống kê lưu lượng,
bản tin yêu cầu tình trạng kết nối ảo và các
bản tin trả lời tương ứng