Công nghệ mạng viễn thông thế hệ mới

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

BÀI GIẢNG MÔN

Công nghệ mạng viễn
thông thế hệ mới

Giảng viên:

TS. Nguyễn Chiến Trinh

Điện thoại/E-mail:

0915400946;

Bộ môn:

Mạng viễn thông - KhoaViễn thông 1

Học kỳ/Năm biên soạn:

2015
1-

1


Internet và giao thức

Nội dung học phần






Các công nghệ mạng Internet:
Kiến trúc Internet: Nguyên lý, sự phát triển;
Các công nghệ mạng Internet: Truyền tải, MPLS, Mobility,
Addressing, …
Mạng thế hệ sau NGN:
Kiến trúc, thành phần, hoạt động, dịch vụ;
Mạng thế hệ mới NwGN:
Mạng Internet thế hệ mới (NwGI): khái niệm, yêu cầu, kiến
trúc, xu hướng phát triển, thách thức, các vấn đề, …
Các công nghệ mạng: IoT, SOA, SDN, content-based network



1-


Internet và giao thức

Tài liệu tham khảo










Daniel Minoli and Emma Minoli, Delivering voice over IP
networks, John Wiley 2002.
H. Jonathan Chao, Cheur H. Lam, Eiji Oki, Broadband packet
switching technologies, John Wiley & Son, Inc, 2004.
Lê Ngọc Giao và các tác giả, Điều khiển kết nối trong mạng
NGN, NXB Bưu điện, 2004.
NICT, New Generation Network Architecture - AKARI Conceptual
design, AKARI Project, 2008.
Tania Tronco, New network architecture – The path to the
Future Internet, Springer, 2010.

1-


Internet và giao thức

Quá trình phát triển lên mạng tương lai

NGN/Internet

1-


Internet và giao thức

SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ MỚI









Tiến tới xã hội thông tin và xã hội mạng;
Mạng IP hiện thời không được thiết kế cho các mục
tiêu đó;
Hạn chế của mạng IP: quản lý, chất lượng QoS, an
ninh, tính tin cậy, …
Cần thiết xây dựng mạng thế hệ mới trước khi mạng
IP tiến tới giới hạn của nó.
1-


Internet và giao thức

Internet
PC



server

Hàng triệu thiết bị kết
nối với nhau:

Mobile network
Global ISP

hosts = end systems

wireless
laptop
cellular
handheld



running network

apps



access
points
wired
links


Đường/kênh truyền thông



fiber, copper, radio,
satellite

Tốc độ truyền=

Home network
Regional ISP

Institutional network

bandwidth

routers: chuyển tiếp gói (các
đoạn dữ liệu)

router
1-

6


Internet và giao thức

Internet
Mobile network


Các giao thức: điều khiển việc

Global ISP

gửi và nhận các bản tin




Internet: “mạng của các mạng”





Ví dụ: TCP, IP, HTTP, Skype,
Ethernet

Tính phân cấp lỏng lẻo
Internet công cộng với intranet
riêng biệt

Home network
Regional ISP

Institutional network

Các chuẩn Internet



RFC: Request for comments
IETF: Internet Engineering Task
Force

/>

1-

7


Internet và giao thức

Các nguyên lý thiết kế mạng Internet



Mục tiêu quan trọng





Kiến trúc mạng Internet cung cấp chuẩn hóa các giao thức
nhằm kết nối các mạng APRANET sử dụng kỹ thuật chuyển
mạch gói;
Đảm bảo hoạt động tin cậy kể cả trong điều kiện sự cố;
Hỗ trợ các dịch vụ khác nhau trên hạ tầng truyền tải chung.

1-

8


Internet và giao thức

Các nguyên lý thiết kế mạng Internet



Mục tiêu khác





Cho phép quản lý phân tán;
Hiệu quả về chi phí;
Cho phép dễ dàng kết nối trạm;
Tài nguyên sử dụng trên mạng có thể đánh giá được;
1-

9


Internet và giao thức

Các nguyên lý lớp ứng dụng mạng Internet


Các giao thức lớp ứng dụng


Một giao thức lớp ứng dụng định nghĩa








Loại bản tin trao đổi, ví dụ: bản tin yêu cầu hay bản tin
phản hồi.
Cú pháp của nhiều loại bản tin khác nhau như các trường
trong bản tin và cách mô tả các trường này.
Ngữ nghĩa của các trường, tức là ý nghĩa của trường
thông tin.
Quy tắc xác định một tiến trình gửi và phản hồi bản tin
khi nào và như thế nào.
1- 10


Internet và giao thức

Kiến trúc giao thức Internet
Ping

FTP

TELNET
SMTP

ICMP

HTTP

DNS

RTP

BGP

SNMP
RIP

UDP

TCP

OSPF

IP

LANs
10/100BaseT

ATM

FR

Dedicated B/W:
DSx, SONET, ...

PPP
Circuit-Switched B/W:

POTS, SDS, ISDN, ...

CDPD

Wireless
1-


Internet và giao thức

Các nguyên lý mạng Internet












Dịch vụ chuyển tiếp gói phi kết nối;
Tính trong suốt;
Khả năng hoạt động;
Các loại chất lượng dịch vụ khác nhau;
Địa chỉ toàn cầu;
Chồng giao thức;
Quản lý phân tán;

Không có tính di động;
Không an toàn.
1- 12


Internet và giao thức

Dịch vụ chuyển tiếp gói phi kết nối – Tiêu đề
IP

1- 13


Internet và giao thức

Dịch vụ chuyển tiếp gói phi kết nối – Hoạt
động chuyển tiếp

1- 14


Internet và giao thức

Tính trong suốt và tính đơn giản




Không có kiểm soát lỗi dữ liệu, trừ header
checksum: tính đơn giản và tổng quát, dễ dàng

triển khai ứng dụng;
Truyền thông không tin cậy (best effort): mất gói,
lặp gói, thay đổi trình tự,…;

1- 15


Internet và giao thức

Khả năng hoạt động




TCP lưu trạng thái thông tin tại các điểm cuối;
Các nút trung gian không lưu trạng thái gói tin;

1- 16


Internet và giao thức

Loại chất lượng dịch vụ (QoS)

1- 17


Internet và giao thức

Internet: các lớp xếp chồng giống như đồng hồ cát

Ứng dụng
Giao thức ứng
dụng
Vận chuyển tin cậy
Chuyển gói không
tin cậy

Mạng lớp thấp
Các lớp vật lý

1- 18


Internet và giao thức

Quản lý phân tán
Hỗ trợ các hệ thống tự trị (AS) - BGP
Vector khoảng cách






Bảng định tuyến dựa trên khoảng cách nhỏ nhất đến cổng đích (số
hop);
Bảng định tuyến được cập nhật thông qua truyền thông giữa các
hàng xóm;
Giao thức điển hình: RIP.

Trạng thái kết nối





Mỗi router thông báo khoảng cách đến hàng xóm của nó;
Mỗi router xây dựng topo mạng và chọn đường tối ưu của nó;
Đường ngắn nhất dựa trên cost cho liên kết (số hop, trễ, tốc độ,…);
Giao thức điển hình: OSPF.
1- 19


Internet và giao thức

Khôngcó
tính di
động

1- 20


Internet và giao thức

Sự phát triển của Internet

















Định tuyến liên miền phi lớp (CIDR);
Chuyển đổi địa chỉ mạng (NAT);
Giao thức cấu hình động (DHCP);
Hệ thống tên miền (DNS);
IPv6;
Chất lượng dịch vụ (QoS);
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS);
Ethernet;
Công nghệ mạng riêng ảo VPN;
Mạng phân phối nội dung;
P2P;
IP Mobility và Multi-homing;
1- 21


Internet và giao thức

CIDR

1- 22


Internet và giao thức

Chuyển đổi địa chỉ NAT





An toàn
Linh hoạt
Loại trừ
đánh số
lại

1- 23


Internet và giao thức

Một số phát triển khác của mạng Internet






Dynamic host configuration protocol (DHCP): gán địa chỉ tự
động;
Domain name server (DNS): sử dụng tên thay thế cho địa chỉ
IP;
Firewall: bảo vệ mạng từ các tấn công và kiểm soát truy nhập
mạng;

1- 24


Internet và giao thức

IPv6 (RFC 2460)







Dải địa chỉ lớn hơn;
Địa chỉ multicast và unicast;
Đơn giản hóa tiêu đề;
Tự cấu hình;
An toàn.

1- 25