đề tài một số vấn đề liên quan đến tích hợp ip quang

Học viện công nghệ bưu chính
viễn thông
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
Một số vấn đề liên quan
đến tích hợp IP/ quang
Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Trung Hiếu
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Quỳnh Trang
Lớp: D2004VT1
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 nể
K thu t ĩ ậ
l u l ngư ượ
Multicast
Truy n ề
t iả
Chuy n ể
m chạ
B o v , ả ệ
ph c h iụ ồ
TCP trong
quang
Vấn đề điều khiển mạng
Có 2 cách tiếp cận
ASON
GMPLS
client client
ĐK IP

UNI UNI
ĐK quang
LMP
RSVP-TE CR-LDP BGP
UDP TCPOSPF-TE
IP
PPP/ lớp thích ứng
SONET
Chuyển
mạch
Bước sóng
Sợi quang
MAC/GE ATM
Khung
chuyển tiếp
GMPLS
•
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
khiển
FSC
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
m
o
d
u
l
e
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?
T
h
i
ế
t

k
ế

t
o
p
o

m
ớ
i
T
ố
t

h
ơ
n

k
0
?

T
h
i
ế
t

k
ế

t
o
p
o

m
ớ
i
T
ố
t

h
ơ
n

k
0
?
update
update

update
không
có
trigger
Loop
back
Update
dung lượng
Thành công
K
o

t
h
à
n
h

c
ô
n
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
CM
nhãn quang
CM
Burst quang
CM
gói quang

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 bế ị đồ ộ
Cơ cấu
CM
E/O E/O
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 nắ ẽ
T c ngh nắ 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
Quản lý phục hồi
chuẩn hóa Bảo mật phối hợp hoạt động
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 điểm
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
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!