Khoá luận tốt nghiệp đại họcChương 1. Tổng quan về E-MANCHƯƠNG I TỔNG QUAN docx

Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

10
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ MAN ETHERNET (E-MAN)

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ E-MAN
Trong ba thập kỷ qua, Ethernet là công nghệ thống lĩnh trong các mạng
nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phòng trên toàn thế
giới và hiện nay đã được dùng ngay cả trong các hộ gia đình để chia sẻ các
đường dây truy nhập băng thông rộng giữa các thiết bị với nhau. Đặc biệt tất
cả các máy tính cá nhân đều được kết nối bằng Ethernet và ngày càng nhiều
thiết bị truy nhập dùng đến công nghệ này.
Có nhiều lý do để giải thích tại sao Ethernet đã có sự thành công như
vậy trong cả các doanh nghiệp lẫn các hộ gia đình: dễ sử dụng, tốc độ cao và
giá thiết bị rẻ.
Mạng MAN sử dụng công nghệ Ethernet (E-MAN) mở rộng các đặc tính
này trong mạng LAN bằng cách sử dụng Ethernet trong mạng nội thị MAN.
Những khó khăn để duy trì tính dễ sử dụng và chi phí thiết bị thấp ở trong môi
trường mạng LAN vào trong mạng MAN xuất phát từ đặc tính đặc trưng tự
nhiên của mạng MAN. Đó là khả năng mở rộng với kích cỡ lớn, vấn đề an
toàn mạng và tăng độ chịu đựng để chống lại các sự cố.
Mở rộng từ mạng LAN ra mạng MAN tạo ra các cơ hội mới cho các nhà
khai thác mạng. Khi đầu tư vào mạng E-MAN, các nhà khai thác có khả năng
để cung cấp các giải pháp truy nhập tốc độ cao với chi phí tương đối thấp cho
các điểm cung cấp dịch vụ POP (Points Of Presence) của họ, do đó loại bỏ
được các điểm nút cổ chai tồn tại giữa các mạng LAN tại cơ quan với mạng
đường trục tốc độ cao.
Doanh thu giảm do cung cấp băng tần với giá thấp hơn cho khách hành
có thể bù lại bằng cách cung cấp thêm các dịch vụ mới. Do vậy E-MAN sẽ tạo

ra phương thức để chuyển 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. Một khả
năng có thể xảy ra là chuyển các nhiệm vụ của mạng từ khu vực doanh
nghiệp và thực thi chúng tại các điểm POP của nhà cung cấp mạng và thực
hiện bởi nhà cung cấp mạng.

Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

11
1.2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA E-MAN
Khách hàng được kết nối đến E-MAN sử dụng các giao diện thích hợp
với Ethernet thay vì phải qua nhiều giai đoạn biến đổi từ lưu lượng ATM, SDH
và ngược lại. Bằng cách này không chỉ loại bỏ được sự phức tạp và còn làm
cho quá trình cung cấp đơn giản đi rất nhiều. Mô hình Metro hình thành từ quá
trình cung cấp các ống băng thông giữa các Node và khách hàng đầu cuối để
cung cấp các mạng LAN ảo (VLAN) và các mạng riêng ảo (VPN) dựa trên
mức thoả thuận dịch vụ SLA.
Trong trường hợp này, các vấn đề đã được đơn giản hoá đi rất nhiều
cho cả khách hàng lẫn nhà khai thác. Khách hàng không cần phải chia cắt lưu
lượng và định tuyến chúng đến các đường phù hợp để đến đúng các node
đích nữa. Thay vì tạo ra rất nhiều đường truyền giữa các node, ở đây chỉ cần
tạo ra băng tần dựa theo SLA mà đáp ứng được nhu cầu của khách hàng tại
mỗi node.
Nói cách khác, cung cấp các kết nối không còn là vấn đề thiết yếu đối
với nhà cung cấp mạng nữa do đó họ có điều kiện để tập trung vào việc tạo ra
các dịch vụ giá trị gia tăng.
Bằng việc mở rộng mạng LAN vào mạng MAN sử dụng kết nối có băng
tần lớn hơn, sẽ không còn sự khác biệt giữa các server của mạng với các
router được đặt tại thiết bị của khách hàng tại các điểm POP của nhà cung

cấp mạng nữa. Một công ty khác cung cấp các dịch nguồn cho các doanh
nghiệp này bây giờ có thể thực hiện từ một vị trí trung tâm cùng với điểm
POP. Đồng thời cũng không cần phải duy trì các router, các server và các
firewall tại mỗi vị trí khách hàng. Kết quả là các mô hình dựa trên thành viên
thứ ba này giờ có tính kinh tế hơn rất nhiều. Không những các thiết bị mạng
được chia sẻ giữa nhiều khách hàng với nhau và cung không cần phải duy trì
đội bảo dưỡng thường xuyên tại phía khách hàng nữa.

1.3 TỔNG QUAN CẤU TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG CỦA E-MAN
1.3.1. Tổng quan cấu trúc E-MAN
Kiến trúc mạng Metro dựa trên công nghệ Ethernet điển hình có thể mô
tả như hình 1.1. Phần mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu
vực (cơ quan, toà nhà,…) trong khu vực của mạng Metro. Mô hình điển hình
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

12
thường được xây dựng xung quanh các vòng Ring quang, với mỗi vòng Ring
truy nhập Metro gồm từ 5 đến 15 node. Những vòng Ring này mang lưu lượng
từ các khách hàng khác nhau đến các điểm POP mà các điểm này được kết
nối với nhau bằng mạng lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển hình sẽ bao phủ
được nhiều thành phố hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh nghiệp.

Hình 1.1 Mô hình mạng E-MAN điển hình
Một khía cạnh quan trọng của những mạng lõi Metro này là các trung
tâm dữ liệu, thường được đặt node quan trọng của mạng lõi Metro có thể truy
nhập dễ dàng. Những trung tâm dữ liệu này phục vụ chủ yếu cho nội dung các
host gần người sử dụng. Đây cũng chính là nơi mà các dịch vụ từ nhà cung
cấp cho các khách hàng của mạng E-MAN. Quá trình truy nhập đến đường
trục Internet được cung cấp tại một hoặc một số điểm POP cấu hình trên

mạng lõi Metro. Việc sắp xếp này có nhiều ưu điểm phụ liên quan đến quá
trình thương mại điện tử. Hiện tại cơ sở hạ tầng cho mục đích phối hợp
thương mại điện tử cũng gần giống như lõi của mạng Ethernet, có nhiều phiên
giao dịch hơn được xủ lý và sau đó giảm dần - đây là hai ưu điểm nổi trội khi
tổ chức một giao dịch thành công dựa trên sự thực hiện của Internet.
1.3.2 Công nghệ Gigabit Ethernet
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

13
Mạng truy nhập là phần cuối cùng kết nối các toà nhà cá nhân đến
mạng. Trong nhiều trường hợp, đường dây thuê bao số (xDSL) qua cáp đồng
đáp ứng được nhu cầu nay. Tuy nhiên, các đơn vị kinh doanh thường tạo ra
dung lượng lớn thường sẽ được kết nối bằng cáp quang. Trong trường hợp
này, Gigabit Ethernet là công nghệ phù hợp nhất vì nó tạo ra các đường
truyền tốc độ cao, chi phí thấp.
Để có chi phí thấp cần sử dụng hai giải pháp sau. Thứ nhất, tốc độ
Gigabit là một điểm chi phí phù hợp cho công nghệ mạng. Công nghệ quang
tương tự có thể được sử dụng cho các kết nối STM-4 622 Mbit/s nhưng với
tốc độ số liệu cao hơn 60%. Thứ hai, Gigabit Ethernet phù hợp với phối hợp
các kiến trúc mạng LAN do đó các khách hàng là doanh nghiệp có thể sử
dụng để kết nối trực tiếp các mạng LAN đến mạng Metro mà không phải chịu
chi phí của việc cung cấp giao diện LAN STM-4 (gói qua SDH hoặc ATM). Do
đó, cả nhà cung cấp và người sử dụng đều có lợi khi sử dụng truy nhập
Gigabit Ethernet.

1.4 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP QUA E-MAN
1.4.1. Mô hình dịch vụ Ethernet
Để xác định các loại hình dịch vụ cung cấp qua môi trường Ethernet,
trước hết cần xem xét mô hình tổng quát. Mô hình dịch vụ Ethernet là mô hình

chung cho các dịch vụ Ethernet, được xây dựng dựa trên cơ sở sử dụng các
thiết bị khách hàng để truy nhập các dịch vụ. Trong mô hình này sẽ định nghĩa
các thành phần cơ bản cấu thành dịch vụ cũng như một số đặc tính cơ bản
cho mỗi loại hình dịch vụ. Nhìn chung các dịch vụ Ethernet đều có chung một
số đặc điểm, tuy nhiên vẫn có một số đặc tính đặc trưng khác nhau cho từng
dịch vụ riêng. Mô hình cơ bản cho các dịch vụ Ethernet Metro như chỉ ra trên
hình 1.2.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

14

Hình 1.2 Mô hình dịch vụ cơ bản
Các dịch vụ Ethernet được cung cấp bởi nhà cung cấp mạng Metro
Ethernet (MEN). Thiết bị khách hàng nối đến mạng tại giao diện người dùng -
mạng (UNI) sử dụng một giao diện Ethernet chuẩn 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps
hoặc 10Gbps.
Trong mô hình này chủ yếu đề cập đến các kết nối mạng mà trong đó
thuê bao được xem là một phía của kết nối khi trình bày về các ứng dụng thuê
bao. Tuy nhiên cũng có thể có nhiều thuê bao (UNI) kết nối đến mạng MEN từ
cùng một vị trí.
Trên cơ sở các dịch vụ chung được xác định trong mô hình, nhà cung
cấp dịch vụ có thể triển khai các dịch vụ cụ thể tuỳ theo nhu cầu khách hàng.
Những dịch vụ này có thể được truyền qua các môi trường và các giao thức
khác nhau trong mạng MEN như SDH, DWDM, MPLS, GFP, … Tuy nhiên, xét
từ góc độ khách hàng thì các kết nối mạng xuất phát từ phía khách hàng của
giao diện UNI là các kết nối Ethernet.
1.4.2 Kết nối Ethernet ảo
Một thuộc tính cơ bản của dịch vụ Ethernet là kết nối Ethernet ảo (EVC-
Ethernet Virtual Connection). EVC được định nghĩa bởi MEF là “một sự kết

hợp của hai hay nhiều UNI”, trong đó UNI là một giao diện Ethernet, là điểm
ranh giới giữa thiết bị khách hàng và mạng MEN của nhà cung cấp dịch vụ.
Nói một cách đơn giản, EVC thực hiện 2 chức năng:
- Kết nối hai hay nhiều vị trí thuê bao (chính xác là các UNI), cho phép
truyền các khung Ethernet giữa chúng.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

15
- Ngăn chặn dữ liệu truyền giữa những vị trí thuê bao (UNI) không cùng
EVC tương tự. Khả năng này cho phép EVC cung cấp tính riêng tư và sự bảo
mật tương tự Permanent Virtual Circuit (PVC) của Frame Relay hay ATM.
Hai quy tắc cơ bản sau chi phối, điều khiển việc truyền các khung
Ethernet trên EVC. Thứ nhất, các khung Ethernet đi vào MEN không bao giờ
được quay trở lại UNI mà nó xuất phát. Thứ hai, các địa chỉ MAC của trong
khung Ethernet giữ nguyên không thay đổi từ nguồn đến đích. Ngược lại với
mạng định tuyến (routed network), các tiêu đề (header) khung Ethernet bị thay
đổi khi qua router. Dựa trên những đặc điểm này, EVC có thể được sử dụng
để xây dựng mạng riêng ảo lớp 2 (Layer 2-VPN).
MEF định nghĩa 2 kiểu của các EVC:
- Điểm - điểm (Point - to - point).
- Đa điểm - đa điểm (Multipoint - to - Multipoint).
Ngoài những điểm chung này, dịch vụ Ethernet có thể thay đổi với nhiều
cách khác nhau. Phần này thảo luận về những dạng khác nhau của dịch vụ
Ethernet và một vài đặc điểm quan trọng phân biệt chúng từ những dịch vụ
khác.
1.4.3. Các loại dịch vụ Ethernet
Hiện tại các dịch vụ Ethernet được chia thành 2 loại lớn: Các đường
Ethernet riêng, chạy trên hạ tầng SDH hoặc trên mạng LAN trong suốt qua
các chuyển mạch (best-effort) và sợi quang hiện chưa sử dụng. Các chuẩn

mới được phát triển để chọn công nghệ phù hợp cho phép người khai thác
chuyển đến vùng có phổ thích hợp và luân chuyển các dịch vụ một cách mềm
dẻo trong các công nghệ hiện có đồng thời hỗ trợ thoả thuận mức dịch vụ
(SLA).
Các dịch vụ Ethernet có thể chạy trên hầu hết cơ sở hạ tầng hiện có.
Các tổ chức chuẩn hoá trong khi cố gắng tìm các định nghĩa thành phần cấu
thành dịch vụ Ethernet đã gặp phải một vấn đề khó khăn: nó sẽ chạy trên
PDH, ATM, IP/MPLS, SDH, WDM, hay OTN? Vấn đề trở nên phức tạp hơn khi
xét đến thủ tục khung chung (GFP) và lược đồ điều chỉnh dung lượng liên kết
(LCAS) cũng như khi tính đến các ring gói hồi phục (RPR).
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

16
Phương pháp truyền tải ảnh hưởng đáng kể đến cách định nghĩa một
dịch vụ Ethernet. Kết quả đã xuất hiện rất nhiều tên dịch vụ Ethernet trên thị
trường với khả năng khác nhau, phụ thuộc vào thiết bị của nhà sản xuất và
phương pháp truyền tải được sử dụng để thực hiện dịch vụ đó. Những dịch vụ
chính trong số đó gồm đường dây riêng Ethernet, đường dây riêng ảo
Ethernet, dịch vụ dây riêng ảo, dịch vụ Relay Ethernet, dịch vụ mở rộng LAN,
LAN riêng ảo Ethernet, dịch vụ LAN trong suốt và LAN riêng Ethernet.
Dù sử dụng phương tiện truyền dẫn nào thì dịch vụ Ethernet cũng được
giao cho lớp “best effort” vì quá trình mang khung Ethernet không phân biệt
được giao diện dịch vụ Ethernet, chẳng hạn không phân biệt được một bản tin
email và một cuộc gọi thoại qua gói. Do đó, không có quá trình ghép kênh dịch
vụ mà các dịch vụ khác nhau được thực thi qua cùng một giao diện mạng
người sử dụng UNI.
Nhiều giải pháp khác nhau đã được đề xuất nhằm khắc phục nhược
điểm này.
Các lớp dịch vụ Ethernet có thể xác định thông qua tiêu chuẩn

IEEE802.1p, các bit ưu tiên người dùng, các bít MPLS EXP hoặc các Diffserv
Codepoint, tuỳ thuộc vào công nghệ phân phối dịch vụ được sử dụng. Tuy
nhiên, hiện nay chưa có chuẩn cụ thể cho việc quản lý lưu lượng Ethernet để
hỗ trợ các lớp dịch vụ Ethernet. Do đó, các giải pháp riêng hoặc các giải pháp
dựa trên các chuẩn khác như DiffServ đang được thực thi.
Các nhà cung cấp thiết bị SONET/SDH cho rằng thiết bị của họ có thể
hỗ trợ các dịch vụ Ethernet sử dụng hỗn hợp GFP, VCAT, LCAS, và RPR.
Các nhà cung cấp chuyển mạch ATM đa dịch vụ cho rằng có thể bổ sung các
dịch vụ Ethernet qua ATM với QoS đảm bảo, trong khi các nhà cung cấp các
thiết bị định tuyến thì cho rằng họ có thể hỗ trợ nhiều Ethernet VPN qua một
mạng lõi IP có sự hỗ trợ của MPLS.
Một cách tiếp cận hiện nay là xác định các dịch vụ Ethernet một cách
tổng quát và cho phép nhà cung cấp quyết định lựa chọn công nghệ phân
phát dịch vụ có thể mang lại lợi nhuận mà không cần phải làm xáo trộn các
dịch vụ hiện có.
Nhiều chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực mạng cho rằng: đối với
các nhà cung cấp dịch vụ, có thể bổ sung Ethernet khi việc cung cấp dịch vụ
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

17
có chi phí thấp hơn nhiều so với khi xây mới. Hiện tại MEF đã đưa ra hai loại
dịch vụ Ethernet sẽ trình bày dưới đây, các loại dịch vụ khác sẽ được định
nghĩa trong thời gian tới.
MEF đã xác định 2 kiểu dịch vụ cơ bản đã được thảo luận bên dưới.
Các kiểu khác có thể được định nghĩa trong tương lai.
1.4.3.1 Kiểu dịch vụ Ethernet Line
Kiểu dịch vụ Ethernet Line (E-Line Service) cung cấp kết nối ảo
Ethernet điểm- điểm (point-to-point EVC) giữa 2 UNI được minh họa như ở
hình 1.3. Dịch vụ E-Line được dùng cho việc kết nối Ethernet điểm- điểm.

Dạng đơn giản nhất, dịch vụ E-Line có thể cung cấp băng thông đối
xứng cho dữ liệu gửi nhận trên hai hướng.

Hình 1.3 Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm- điểm
Dạng phức tạp hơn, dịch vụ E-line có thể cung cấp CIR (Commited
Information Rate) và thuộc tính về độ trễ, jitter,…
Ghép dịch vụ (service multiplexing) cho phép kết hợp nhiều EVC trên
một cổng vật lý UNI duy nhất.
Một dịch vụ E-Line có thể cung cấp các EVC điểm- điểm giữa các UNI
tương tự như việc sử dụng các Frame Relay PVC để nối liền các site với
nhau.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

18

Hình 1.4: Sự tương tự giữa Frame Relay và dịch vụ E-Line
Một dịch vụ E-Line cũng cung cấp việc kết nối điểm- điểm giữa các UNI
tương tự với một dịch vụ thuê kênh riêng TDM.
Dịch vụ E-Line cũng có một vài đặc điểm cơ bản như trễ khung, Jitter
khung và tổn thất khung tối thiểu và không có ghép dịch vụ (Service
Multiplexing), tức là yêu cầu giao diện vật lý UNI riêng biệt cho mỗi EVC được
minh họa ở hình 1.5.

Hình 1.5 Sự tương tự giữa kênh thuê riêng và kiểu dịch vụ E-Line
Tóm lại, một dịch vụ E-Line có thể được dùng để xây dựng những dịch
vụ tương tự như Frame Relay hay thuê kênh riêng (private leased line). Tuy
nhiên, băng thông Ethernet và việc kết nối thì tốt hơn nhiều… Một dịch vụ E-
Line có thể được dùng để xây dựng các dịch vụ tương tự như Frame Relay
hay kênh thuê riêng.

1.4.3.2 Kiểu dịch vụ Ethernet LAN
Kiểu dịch vụ Ethernet LAN (E-LAN) cung cấp kết nối đa điểm, tức là nó
có thể kết nối 2 hoặc nhiều các UNI được minh họa ở hình 1.6. Dữ liệu của
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

19
thuê bao được gửi từ một UNI có thể được nhận tại một hoặc nhiều dữ liệu
của các UNI khác.
Mỗi site (UNI) được kết nối với một EVC đa điểm. Khi những site mới
(các UNI) được thêm vào, chúng sẽ được liên kết với EVC đa điểm nêu trên,
do vậy sẽ đơn giản hóa việc cung cấp và kích hoạt dịch vụ. Theo quan điểm
của thuê bao, dịch vụ E-LAN làm cho MEN trông giống một mạng LAN ảo.
Dịch vụ E-LAN có thể cung cấp một CIR (Committed Information Rate),
kết hợp CBS (Committed Burst Size), EIR (Excess Information Rate) với EBS
(Excess Burst Size) và độ trễ, jitter, và tổn thất khung (frame lost).

Hình 1.6 Kiểu dịch vụ E-LAN dùng EVC đa điểm
1.4.3.3 Dịch vụ E-LAN với cấu hình điểm- điểm
Dịch vụ E-LAN có thể được sử dụng để liên kết chỉ với 2 UNI (các site).
Trong khi điều này có thể xảy ra tương tự một dịch vụ E-Line, có nhiều sự
khác biệt khá quan trọng.
Với dịch vụ E-LAN, khi một UNI (site) mới được thêm vào, một EVC mới
phải được thiết lập để liên kết UNI mới với một trong các UNI hiện tại.
Với dịch vụ E-LAN, khi UNI mới cần được thêm vào thì không cần phải
thêm EVC mới mà đơn giản chỉ thêm UNI mới vào EVC đa điểm cũ. Vì thế,
dịch vụ E-LAN đòi hỏi chỉ một EVC để hoàn tất việc kết nối đa điểm (multi-
site).
Nói chung, dịch vụ E-LAN có thể kết nối đa điểm với nhau, ít phức tạp
hơn việc sử dụng những công nghệ như Frame Relay hoặc ATM.

Tóm lại, MEF định nghĩa hai kiểu dịch vụ chính E-Line và E-LAN, tuy
nhiên các hãng, tổ chức tham gia MEF có cách sử dụng tên cho hai lọai dịch
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

20
vụ này khác nhau. Vdụ: Cisco đưa ra các dịch vụ: Ethernet Relay Service
(ERS) và Ethernet Wire Service (EWS) cho loại E-Line; Ethernet Relay
Multipoint Service (ERMS) và Ethernet Multipoint Service (EMS) cho loại E-
LAN.
1.4.4. Các thuộc tính dịch vụ Ethernet
Có rất nhiều thuộc tính liên kết trong dich vụ Ethernet, phạm vi khoá
luận tốt nghiệp này chỉ nêu một số các thuộc tính cơ bản quan trọng nhất cho
thiết lập một dịch vụ MAN,WAN dựa trên Ethernet.
1.4.4.1. Ghép dịch vụ
Ghép dịch vụ cho phép nhiều UNI thuộc về các EVC khác nhau, như
minh hoạ trên hình 1.7. UNI như vậy gọi là UNI được ghép dịch vụ (service
multiplexed UNI). Khi UNI chỉ thuộc một EVC thì UNI này gọi là UNI không
ghép dịch vụ (non - multiplexed UNI).

Hình 1.7 Ghép kênh dịch vụ
Lợi ích của ghép kênh dịch vụ cho phép chỉ cần một cổng giao diện UNI
có thể hỗ trợ nhiều kết nối EVC. Điều này làm giảm chi phí thêm cổng UNI và
dễ dàng trong việc quản trị.
VLAN được cấu hình tại cổng thiết bị khách hàng (CE) kết nối với UNI
được gọi là CE-VLAN. Như vậy, tại mỗi UNI có một ánh xạ (mapping) giữa
CE-VLAN và EVC. Điều này gần giống như ánh xạ giữa DLCI và PVC trong
Frame Relay.
Tính trong suốt VLAN: Một EVC có tính trong suốt VLAN khi CE-VLAN
không thay đổi khi khi qua giao diện UNI. Nghĩa là, CE-VLAN của khung đi ra

(egress frame) hướng từ MEN ra mạng của khách hàng luôn giống CE-VLAN
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

21
của khung đi vào (ingress frame). Tính năng này có ưu điểm làm giảm việc
đánh số lại VLAN của khách hàng.
Trên hình 1.8, EVC1, EVC2 là có tính trong suốt VLAN còn EVC3 thì
không.

Hình 1.8 Ví dụ ánh xạ CE-VLAN và EVC
1.4.4.2. Gộp nhóm (Bundling)
Trong cấu trúc khung của 802.1Q thì có một trường 12 bit là VLAN tag.
Như vậy có tối đa là 4096 VLAN cho một miền lớp 2. Với tính năng gộp nhóm,
có nhiều hơn một CE-VLAN được ánh xạ vào một EVC tại UNI. Khi tất cả
VLAN đều được ánh xạ vào một EVC thì EVC đó có thuộc tính gộp nhóm tất
cả trong một.
1.4.4.3. Đặc tính băng thông (Bandwidth profile)
MEF định nghĩa đặc tính băng thông được ứng dụng ở UNI hay cho một
EVC. Đặc tính băng thông là một giới hạn mà khung Ethernet có thể xuyên
qua UNI. Có thể có đặc tính băng thông riêng rẽ cho những khung vào bên
trong MEN và cho những khung đi ra khỏi MEN. Thông số CIR (Committed
Information Rate) cho một Frame Relay PVC là một ví dụ của đặc tính băng
thông.
MEF định nghĩa ba thuộc tính sau đây của đặc tính băng thông (hình
1.9):
- Đặc tính băng thông tại UNI.
- Đặc tính băng thông theo EVC.
- Đặc tính băng thông theo mã xác định lớp dịch vụ (CoS Identifier).
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN

Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

22

Hình 1.9: Đặc tính băng thông
Đặc tính băng thông bao gồm 4 thông số lưu lượng mô tả trong những
phần tiếp sau. Những giới hạn này ảnh hưởng đến thông lượng mà dịch vụ
cung cấp. Đặc tính băng thông cho một dịch vụ Ethernet bao gồm những
thông số lưu lượng sau đây:
- CIR (Committed Information Rate)
- CBS (Committed Burst Size)
- EIR (Excess Information Rate)
- EBS (Excess Burst Size)
Một dịch vụ có thể hỗ trợ lên đến 3 dạng khác nhau của đặc tính băng
thông <CIR, CBS, EIR, EBS> ở UNI. Một trong những dạng đó có thể ứng
dụng tại UNI, theo EVC hay theo mã xác định lớp dịch vụ.
1.4.4.4. Tham số hiệu năng (Performance parameters)
Các tham số này ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ mà thuê bao cảm
nhận được. Tham số hiệu năng được đánh giá qua các tham số sau:
- Độ khả dụng (Availability)
- Độ trễ khung (Frame Delay)
- Độ trượt khung (Frame Jitter)
- Tỉ lệ tổn thất khung (Frame Loss.)
1.4.5 Ưu điểm của các dịch vụ Ethernet
Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã cung cấp dịch vụ Metro Ethernet. Một số
nhà cung cấp đã mở rộng dịch vụ Ethernet vuợt xa phạm vi mạng nội thị
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

23

(MAN) và vuơn đến phạm vi mạng diện rộng (WAN). Hàng ngàn thuê bao đã
được sử dụng dịch vụ Ethernet và số lượng thuê bao đang tăng lên một cách
nhanh chóng. Những thuê bao này bị thu hút bởi những lợi ích của dịch vụ
Ethernet đem lại, bao gồm:
- Tính dễ sử dụng.
- Hiệu quả về chi phí.
- Linh hoạt.
* Tính dễ sử dụng
Dịch vụ Ethernet dựa trên một giao diện Ethernet (Ethernet interface)
chuẩn, phổ biến dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ (LAN). Hầu
như tất cả các thiết bị và máy chủ trong LAN đều kết nối dùng Ethernet, vì vậy
việc sử dụng Ethernet để kết nối với nhau sẽ đơn giản hóa quá trình hoạt
động và các chức năng quản trị, quản lí và cung cấp (OAM &P).
* Hiệu quả về chi phí
Dịch vụ Ethernet làm giảm chi phí đầu tư (CAPEX-capital expense) và
chi phí vận hành (OPEX-operation expense):
- Thứ nhất, do sự phổ biến của Ethernet trong hầu hết tất cả các sản
phẩm mạng nên giao diện Ethernet có chi phí không đắt.
- Thứ hai, ít tốn kém hơn những dịch vụ cạnh tranh khác do giá thành
thiết bị thấp, chi phí quản trị và vận hành thấp hơn.
- Thứ ba, do nhiều nhà cung cấp dịch vụ Ethernet cho phép những thuê
bao tăng thêm băng thông một cách khá mềm dẻo… Điều này cho phép thuê
bao tăng thêm băng thông khi cần thiết và họ chỉ phải trả cho những gì họ
cần.
* Tính linh hoạt
Dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao thiết lập mạng của họ theo
những cách hoặc là phức tạp hơn hoặc là không thể thực hiện với các dịch vụ
truyền thống khác. Ví dụ: một công ty thuê một giao tiếp Ethernet đơn có thể
kết nối nhiều mạng ở vị trí khác nhau để thành lập một Intranet VPN của họ,
kết nối những đối tác kinh doanh thành Extranet VPN hoặc kết nối Internet tốc

độ cao đến ISP. Với dịch vụ Ethenet, các thuê bao cũng có thể thêm vào hoặc
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

24
thay đổi băng thông trong vài phút thay vì trong vài ngày ngày hoặc thậm chí
vài tuần khi sử dụng những dịch vụ mạng truy nhập khác (Frame relay,
ATM,…). Ngoài ra, những thay đổi này không đòi hỏi thuê bao phải mua thiết
bị mới hay ISP cử cán bộ kỹ thuật đến kiểm tra, hỗ trợ tại chỗ.

1.5 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CUNG CẤP DỊCH VỤ CỦA GIẢI PHÁP E-MAN
1.5.1 Các yêu cầu đối với truy nhập khách hàng
Trong mạng E- MAN cần phải đảm bảo mức an toàn giống nhau cho tất
cả các khách hàng như trong trường hợp đường thuê riêng đang sử dụng
hiện nay. Số liệu từ một người sử dụng không được phép gửi đến người sử
dụng khác. Điều này có thể thực hiện bằng cách định vị mỗi doanh nghiệp một
VLAN mà chỉ được truy nhập tại chính các thành phần của tổ chức đó mà thôi.
Khách hàng truy cập đến mạng theo một ràng buộc hay SLA với nhà
cung cấp mạng tương ứng. Ràng buộc này gồm các chi tiết về băng tần mạng
mà người sử dụng muốn dùng tại mỗi vị trí. Băng tần có thể tổ chức thành các
lớp dịch vụ khác nhau và phải được mạng xử lý theo các cách khác nhau.
Thông thường khách hàng sẽ có một lượng băng tần đảm bảo và một băng
tần đỉnh đã được đăng ký trước bởi mạng. Nhiệm vụ của mạng là phải đảm
bảo rằng phần đăng ký trước này, băng tần mạng được phân phối công bằng
cho tất cả các khách hàng.
Để thẩm tra lưu lượng của khách hàng đã được gán nhãn với thông tin
VLAN tương ứng và áp dụng ràng buộc SLA thì cần triển khai thêm một thiết
bị điều khiển mạng tại phía khách hàng của E-MAN.
1.5.2 Cung cấp dịch vụ đầu cuối - đầu cuối (End - to - End)
Sử dụng các đặc tính về cấu hình tự động của Ethernet không loại bỏ

được quá trình cung cấp mạng và dịch vụ. Mặc dù trong mạng E-MAN không
cần phải thiết lập và duy trì các kết nối, các tham số SLA cần phải được cấu
hình. Các chi tiết về khả năng sử dụng mạng cần phải được tập hợp cho một
người sử dụng và cho từng lớp lưu lượng cho mục đích tính cước. Quá trình
cung cấp dịch vụ sẽ tập hợp các nhãn cho các khách hàng khác với nhau và
tính toán băng tần cần phải dự trữ trong các phần khác nhau của mạng E-
MAN theo băng tần đảm bảo mà khách hàng yêu cầu.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

25
Người dùng tại từng thời điểm phải có khả năng giám sát các thông số
thống kê thu nhập được liên quan đến việc sử dụng mạng của họ và đặt ra
các yêu cầu về các tham số SLA
1.5.3 Độ mềm dẻo của mạng
Các mạng vòng Ring quang là phương tiện tối ưu để xây dựng các
mạng truy nhập Metro vì chúng có khả năng tự phục hồi đối với các sự cố như
đứt cáp hay sự cố tại các node. Thông thường, công nghê SDH đã được sử
dụng để cung cấp khả năng bảo vệ các vòng Ring này vì chúng là công nghệ
đã chứng tỏ về khả năng khôi phục lưu lượng trong vòng 50ms sau khi có sự
cố. Mặt hạn chế của SDH là chúng chỉ bảo vệ tải ở mức đã đóng gói thành
các contenơ (Container). Điều này sẽ được thực hiện tốt khi lưu lượng giữa
các node được tổ chức thành các khung gói theo kỹ thuật TDM. Tuy nhiên,
trong trường hợp mạng E-MAN thì tất cả lưu lượng là gói và không tồn tại các
kết nối giữa các node. Kết quả là cần phải tổ chức bảo vệ lưu lượng ngay tại
mức gói.
Các vòng Ring gói có khả năng tự phục hồi (RPR) là tiêu chuẩn được
nhìn nhận có thể đáp ứng được nhu cầu bảo vệ lưu lượng này. RPR có khả
năng bảo vệ nhanh như SDH nhưng không yêu cầu lưu lượng phải tổ chức
thành các contenơ. Hơn nữa, RPR cho phép bảo vệ áp dụng chỉ cho lớp dịch

vụ yêu cầu bảo vệ, trong khi các lớp dịch vụ khác nếu không có yêu cầu sẽ
không có bảo vệ.
RPR cũng được sử dụng để đảm bảo chia sẻ băng tần một cách công
bằng giữa các node trong một vòng Ring. Điều này rất quan trọng vì băng tần
vòng Ring sẽ được chia sẻ cho tất cả các node. Và cuối cùng nó tạo ra khả
năng có các lớp dịch vụ tiêu hiệu quả mà dựa vào đó có tể nhận ra các giải
pháp chất lượng dịch vụ End - to - end.
RPR sẽ cung cấp cho Ethernet với các chức năng vòng Ring. Nó có thể
được áp dụng một cách trực tiếp qua các sợi quang vẫn còn dư thừa dung
lượng hoặc các sợi quang WDM. Ngoài ra, nó có thể sử dụng quá trình tạo
khung của SDH nên có thể áp dụng cho các mạng SDH truyền thống.
1.5.4 Ethernet có tính mềm dẻo cho nhu cầu nâng cấp thiết bị
Một trong những thách thức khi triển khai mạng E-MAN là giá thiết bị có
thể tăng cao. Các thiết bị Ethernet được sử dụng ngày nay có chi phí trên 1 bit
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

26
truyền dẫn khá thấp. Tuy nhiên, khi mở rộng phạm vi của mạng Ethernet vốn
xuất phát từ mạng LAN vào mạng Metro thì các thiết bị đã được sử dụng cần
phải tuân theo nhiều yêu cầu phát sinh mới. Chẳng hạn, cần phải có khả năng
để thêm hoặc thay đổi các Card giao diện mà không ảnh hưởng đến lưu
lượng của những khách hàng không gắn với card đó. Đây là các yêu cầu
được gọi chung là “lớp nhà cung cấp mạng”, nghĩa là các thiết bị này phải
tuân theo các yêu cầu nghiêm ngặt mà các nhà vận hành mạng áp đặt lên
thiết bị. Khó khăn này đặt áp lực lên cho các nhà cung cấp thiết bị làm sao
phải đáp ứng được các yêu cầu này mà không làm tăng thêm nhiều chi phí.
Một khía cạnh khác cần phải được xem xét là khoảng cách giữa các
node có xu hướng ngày càng tăng. Trong mạng Metro, các node có thể cách
nhau 100km. Khoảng cách lớn hơn cũng yêu cầu sử dụng các bộ thu quang

có chi phí cao hơn và như vậy cũng làm tăng chi phí chung của mạng.
1.5.5 Ethernet được bổ sung bởi công nghệ MPLS
Như phân tích ở trên, công nghệ Ethernet cũng có một số hạn chế, một
trong số đó có thể giải quyết nhờ áp dụng công nghệ RPR. Khi Ethernet được
sử dụng trong các mạng công cộng, chẳng hạn như E-MAN, nhà vận hành
mạng cần đảm bảo rằng dữ liệu từ khách hàng phải giữ được tính nguyên
vẹn. Điều này có thể đạt được với Ethernet nhờ thực hiện dịch vụ LAN ảo.
Việc đánh nhãn VLAN chia Ethernet thành 4096 LAN ảo, và có thể phân phối
mỗi LAN cho một số khách hàng khác nhau. Với mạng truy nhập Metro thì
điều này có thể thực hiện được nhưng đối với mạng lõi Metro thì số lượng này
là quá hạn chế vì thường mỗi mạng lõi Metro hỗ trợ cho nhiều hơn 4096
khách hàng. Hơn nữa, khách hàng thường muốn sử dụng cách đánh nhãn
các khung Ethernet với các nhãn phụ để giải quyết hạn chế này.
Đánh nhãn VMAN (tương tự VLAN) là một giải pháp có tính khả thi.
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) có thể được sử dụng để bổ sung
tính năng này cho E-MAN. Mỗi khách hàng VLAN có thể gắn cho một đường
chuyển mạch nhãn MPLS (LSP), đường này có thể mở rộng qua và ra các
phía của mạng Metro. Nếu trong trường hợp E-MAN không được bảo vệ bởi
RPR, MPLS có thể được sử dụng để tạo ra tính tự phục hồi dịch vụ bằng cách
thiết lập các LSP dự phòng. Những LSP dự phòng này sẽ được kích hoạt khi
có sự cố xảy ra.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

27
1.5.6 Đánh giá ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của công nghệ
Ethernet
1.5.6.1. Ưu điểm
- Công nghệ Ethernet có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải
dữ liệu ở tốc độ cao và có đặc tính lưu lượng mạng tính đột biến và tính

“bùng nổ”.
- Cơ cấu truy nhập CSMA/CD công nghệ Ethernet cho phép truyền tải
lưu lượng với hiệu xuất băng thông và thông lượng truyền tải lớn.
- Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Không
đòi hỏi khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi hoặc nâng cấp mạng nội
bộ, giao diện kết nối. Theo thống kê, có tới 95% lưu lượng phát sinh bởi các
ứng dụng truyền tải dữ liệu là lưu lượng Ethernet. Điều này xuất phát từ mạng
thực tế là hầu hết các mạng truyền dữ liệu của cơ quan, tổ chức (mạng LAN,
MAN, mạng Intranet, …) hiện tại đều được xây dựng trên cơ sở công nghệ
Ethernet.
- Sự phổ biến của công nghệ Ethernet tại lớp truy nhập sẽ tạo điều kiện
rất thuận lợi cho việc kết nối hệ thống với độ tương thích cao nếu như xây
dựng một mạng MAN dựa trên cơ sở công nghệ Ethernet. Điều nay sẽ dẫn tới
việc giảm đáng kể chi phí đầu tư xây dựng mạng.
- Mạng xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet có khả năng mở rộng
và nâng cấp dễ dàng do đặc tính của công nghệ này là chia sẻ chung tiện ích
băng thông truyền dẫn và không thực hiện cơ cấu ghép kênh phân cấp.
- Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệ
Ethernet đã được chuẩn hoá (họ giao thức IEE.802.3). Phần lớn các thiết bị
mạng Ethernet của các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ
tiêu chuẩn nói trên. Việc chuẩn hoá này tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ
tương thích kết nối cao giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau.
- Quản lý mạng đơn giản.
1.5.6.2 Nhược điểm
Nếu chỉ xét công nghệ Ethernet có một cách độc lập, bản thân công
nghệ này tồn tại một số nhược điểm sau đây:
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

28

- Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theo kiểu Hub (cấu
trúc topo hình cây) mà không phù hợp với cấu trúc mạng Ring. Điều này xuất
phát từ việc công nghệ Ethernet thực hiện chức năng định tuyến trên cơ sở
thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây, là một trong những thuật toán định
tuyến quan trọng áp dụng trong mạng Ethernet. Cụ thể là thuật toán định
tuyến phân đoạn hình cây có nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài
phân đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm
việc của vòng Ring.
- Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn. Điều này cũng xuất phát từ
nguyên nhân là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ
dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng Ring
(tiêu chuẩn là 50ms).
- Không phù hợp cho việc truyền tải loại hình ứng dụng có đặc tính lưu
lượng nhạy cảm với sự thay đổi về trượt (Jitter) và độ trễ (latency) lớn.
- Chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho
những dịch vụ cần truyền tải có yêu cầu về QoS.
1.5.6.3 Khả năng áp dụng
- Công nghệ Ethernet có thể phù hợp triển khai cho việc xây dựng lớp
mạng truy nhập MAN (MAN access layer), đảm bảo thực hiện chức năng “thu
gom” dịch vụ, tích hợp dịch vụ tại phân lớp truy nhập của mạng MAN. Điều
này tính khả thi do có tính tương thích cao về giao diện kết nối và công nghệ
đối với khách hàng vì như đã nói ở trên, mạng Ethernet được triển khai hầu
hết đối với các mạng nội bộ.
- Ngoài ra, một số giải pháp công nghệ thực hiện kết hợp công nghệ
Ethernet và một số công nghệ truyền tải mạng khác có thể khắc phục được
một số nhược điểm của công nghệ Ethernet để có thể ứng dụng công nghệ
này trong lớp mạng lõi MAN. Việc áp dụng công nghệ Ethernet ở phân lớp
mạng nào còn phụ thuộc vào quy mô, phạm vi của mạng cần xây dựng và còn
phụ thuộc và cấu trúc topo mạng được lựa chọn phù hợp với mạg cần xây
dựng.

Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 1. Tổng quan về E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

29




















Tóm tắt chương I:
Chương I giới thiệu tổng quan về E- MAN, bao gồm: Các đặc tính, cấu
trúc và công nghệ sử dụng của E- MAN. Các dịch vụ cung cấp qua mạng
Metro Ethernet và ưu, nhược điểm của các dịch vụ đó. Ngoài ra, chương I còn

đánh giá khả năng cung cấp dịch vụ của giải pháp mạng MAN E.