MỘT số TÍNH NĂNG nổi TRỘ của MPLS TP só với MPLS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯƠNG HOÀNG HUY

MỘT SỐ TÍNH NĂNG NỔI TRỘI
CỦA MPLS-TP SO VỚI MPLS

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270

S K C0 0 4 3 4 8

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƢƠNG HOÀNG HUY

MỘT SỐ TÍNH NĂNG NỔI
TRỘICỦA MPLS-TP SO VỚI MPLS

NGÀNH:KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƢƠNG HOÀNG HUY

MỘT SỐ TÍNH NĂNG NỔI
TRỘICỦA MPLS-TP SO VỚI MPLS

NGÀNH:KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270
Hƣớng dẫn khoa học:
PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: Trƣơng Hoàng Huy
Giới tính:Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 19/05/1983
Nơi sinh:Sóc Trăng
Quê quán:
Dân tộc:Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc:41 Triệu Nương, ấp Châu Thành, thị trấn Mỹ
Xuyên, huyện Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng.
Điện thoại cơ quan:
Điện thoại nhà riêng:0913.890182
Fax:
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:
Nơi học (trƣờng, thành phố):
Ngành học:

Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …

2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính qui
Thời gian đào tạo từ 2003 đến 2007
Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Cần Thơ
Ngành học: điện tử
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:………………………………………
..………………………………………………………………………………….
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:
Ngƣời hƣớng dẫn:
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI
HỌC:
Thời gian
11/2007
08/2014

Nơi công tác

Trung tâm Viễn thông TP. Sóc
Trăng
Trung tâm Điều hành Thông tin

Công việc đảm nhiệm
Kỹ thuật viên

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang i


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2014
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang ii


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

LỜI CẢM TẠ
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ
trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Em xin bày
tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô đã truyền đạt kiến thức quý báu cho em
trong khóa học giúp em có đủ kiến thức và khả năng hoàn thành đề tài luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn cô Phạm Hồng Liên đã hết lòng quan tâm và
hƣớng dẫn tận tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt đề tài.
Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp
tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau.

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang iii


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

TÓM TẮT
Trong những năm gần đây, nhu cầu trao đổi thông tin của chúng ta ngày càng
cao. Vì vậy đòi hỏi hệ thống thông tin đặc biệt là viễn thông ngày càng đòi hỏi phải
nhanh chóng, chính xác. Điều đó buộc ngành viễn thông không ngừng nâng cao
chất lƣợng hệ thống cũng nhƣ nghiên cứu các phƣơng thức mới để đáp ứng yêu cầu
của con ngƣời. Xuất phát từ những lý do trên và dựa trên cơ sở hai bài báo “MPLSTP: Where are we?” của tác giả Malis, A.G, xuất bản 2012 trên tạp chí IEEE và
“MPLS-TP: Overview and status” của Koike Y xuất bản năm 2013 trên
OFC/NFOEC, tôi đã chọn đề tài “Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với
MPLS”. Dựa vào vấn đề trên, luận văn nghiên cứu công nghệ MPLS-TP

(MultiProtocol Label Switching – Transport Profile) chủ yếu là tạo ra một công cụ
để đo kiểm đƣợc một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS:
•

Khả năng chuyển mạch bảo vệ cao hơn MPLS.

•

Ít mất gói tin hơn MPLS.

•

Thời gian delay gói tin thấp hơn MPLS.

•

MPLS-TP có LSP hai hƣớng so với MPLS.

Qua đó thuyết phục các nhà mạng Việt Nam chuyển qua công nghệ MPLS-TP,
để tăng khả năng chuyển mạch bảo vệ đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật cho
mạng lõi để nâng cao chất lƣợng cho mạng lõi.
Trong phần lý thuyết, luận văn sẽ trình bày sơ lƣợc về công nghệ MPLS-TP.
Sau đó sẽ tiến hành mô phỏng việc sử dụng công nghệ MPLS-TP bằng phần mềm
GNS3. Tiến hành so sánh công nghệ MPLS-TP với MPLS về thời gian chuyển
mạch bảo vệ, cơ chế bảo vệ…Lấy các kết quả thu đƣợc cho thấy công nghệ MPLSTP tốt hơn MPLS. Đem công nghệ MPLS-TP áp dụng vào mạng lõi Viễn thông Sóc
Trăng nói chung và các tập đoàn viễn thông nói riêng.

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang iv

GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

ABSTRACT
In recent years, the demand for information exchange by increasing us. We
always want to look for information exchange. Because of ask system information
specially

istelecommunicationsneed

fast,

defined.

That

forced

the

telecommunications industry to continuously improve the quality system as well as
researching new ways to meet the requirements of human. Stemming from the
above reasons and based on two articles, “MPLS-TP: Where Are We?” By Malis,
AG, published in 2012 in the journal IEEEand “MPLS-TP: Overview and Status”
published by Koike Y 2013 OFC / NFOEC, I chose the topic “Some outstanding
features of MPLS-TP compared to MPLS”.Based on the above issues, research
papers MPLS-TP technology (Multiprotocol Label Switching - Transport Profile)

mainly created a tool to test some of the outstanding features of MPLS-TP
compared to MPLS:
• Ability to higher protection switching MPLS.
• Less than MPLS packet loss.
• Time delay lower MPLS packet.
• MPLS-TP LSP either direction compared with MPLS.
Thereby convincing the Vietnam network switch MPLS-TP technologies, to
enhance protection switching meet the technical requirements for the core network
to improve the quality of the core network.
In theory, the thesis outlines the MPLS-TP technology. ThenWill conduct
simulations using MPLS-TP technology software GNS3. Conducted comparing the
MPLS-TP technologies with MPLS switching time protection, protection
mechanisms ...Get the results obtained show that MPLS technology MPLS-TP
better.

Bring

MPLS-TP

technologies

applied

to

the

core

network

Telecommunications Soc Trang in general and in telecommunications group.

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang v


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

MỤC LỤC
Trang

LÝ LỊCH KHOA HỌC ............................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii
LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................ iii
TÓM TẮT ................................................................................................................. iv
ABSTRACT ................................................................................................................v
MỤC LỤC ................................................................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................... xiii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................xv
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ........................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 1
1.2 Mục đích của đề tài ................................................................................................... 5
1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài ................................................................................ 5
1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................... 6
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MPLS-TP ...........................................................7

2.1 Sơ lƣơ ̣c về MPLS. ..................................................................................................... 7
2.2 Giới thiệu về công nghệ MPLS-TP ........................................................................... 9
2.3 Định dạng khung ..................................................................................................... 10
2.4 Kiến trúc MPLS_TP ................................................................................................ 12
2.4.1 Mặt phẳng dữ liệu ................................................................................................. 15
2.4.2 Các loại định tuyến MPLS-TP .............................................................................. 17
2.4.3 Giao diện dịch vụ .................................................................................................. 17

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang vi


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

2.4.4 Dịch vụ vận chuyển IP .......................................................................................... 19
2.4.5 Kênh liên kết chung .............................................................................................. 23
2.4.6 Mặt phẳng điều khiển ............................................................................................ 25
2.4.7 Quản lý mạng ........................................................................................................ 27
2.5 Chuyển mạch bảo vệ ............................................................................................... 27
Chƣơng 3. KIỂM TRA MỘT SỐ TÍNH NĂNG CỦA MPLS VÀ MPLS-TP ......29
3.1 Kiểm tra một số tính năng của MPLS ..................................................................... 29
3.1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 29
3.1.2 Phƣơng pháp giải quyết......................................................................................... 30
3.1.3 Kết quả đạt đƣợc ................................................................................................... 38
3.1.4 Vấn đề tồn tại ........................................................................................................ 41
3.2 Kiểm tra mộ số tính năng của MPLS-TP ................................................................ 41
3.2.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 41

3.2.2 Phƣơng pháp giải quyết......................................................................................... 41
3.2.3 Kết quả đạt đƣợc ................................................................................................... 46
3.2.4 Vấn đề tồn tại ........................................................................................................ 48
Chƣơng 4. GIẢI PHÁP CHUYỂN MẠNG MAN-E SÓC TRĂNG TỪ MPLS
SANG MPLS-TP .................................................................................................49
4.1 Chuẩn bị đƣờng truyền quang ................................................................................. 49
4.2 Tiến hành khai báo giao thức định tuyến IS – IS .................................................... 50
4.3 Cấu hình MPLS-TP ................................................................................................. 51
4.4 Tắt chức năng MPLS có sẵn trên mạng MAN-E .................................................... 62
4.5 Bật chức năng MPLS-TP cho mạng ........................................................................ 62
4.6 Kiểm tra các dịch vụ................................................................................................ 62

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang vii


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

Chƣơng 5. KẾT LUẬN ..........................................................................................63
5.1 Kết luận ................................................................................................................... 63
5.2 Hƣớng phát triển ..................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................64

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang viii

GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AC

Attachment Circuit

ACH

Associated Channel Header

ATM

Asynchronous Transfer Mode

CE

Customer Edge

CORBA

Common Object Request Broker Architecture

DLCI

Data Link Connection Identifier

DTPM

Dynamic Temporary Protection Mechanism

ECMP

Equal-Cost MultiPath

E-LSP

Exp-Inferred-LSP

EMS

Element Management System

E-NNI

External - Network Network Interface

EXP

Experimental Bits

FCAPS Management

Fault, Configuration, Accounting, Performance, and
Security Management

FEC

Forwarding Equivalence Class

FR

Frame Relay

FRR

Fast Re-route

G-ACh

Generic Associated Channel

GAL

Generic Associated Channel Label

GMPLS

Generalized Multiprotocol Label Switching

HDLC

High Level Data Link Control

HST-3000

Handheld Services Tester 3000

IEEE PHYs
IEFT

Institute of Electrical and Electronics Engineers
physical layer
Internet Engineering Task Force

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang ix


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

IETF RFC

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

Internet Engineering Task Force Request for
Comments

I-NNI

Internal - Network Network Interface

IP

Internet Protocol

IPL

Internet Protocol Local Area Network Service

IPTV

Internet Protocol Television

ITU

Telecommunication Standardization Sector

LDP

Label Distribution Protocol

LEO

Low Earth Orbit

LFU

Label For yoU

LSE

Label Stack Entry

LSP

Label Switched Path

LSR

Label Switching Router

MAC

Media Access Control hay Medium Access Control

MAN-E

Metro Area Network - Ethernet

MCC

Management Communication Channel

MPLS

MultiProtocol Label Switching

MPLS-TE

MPLS Traffic Engineering

MPLS-TP

MultiProtocol Label Switching – Transport Profile

MS-PWs

Multi-segment Pseudowires

NEs

Network Elements

NGN

Next Generation Network

NMS

Network Management System

NNI

Network Network Interface

NOC

Network Operation Center

OAM

Operations, Administration, and Maintenance

OTN

Optical Transport Network

PDH

Plesiosynchronous Digital Hierarchy

PDU

Protocol Data Units

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang x


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

PE

Provider Edge

PE-AGG

PE Aggregate

PHP

Penultimate Hop Popping

PPP

Point-to-Point Protocol

PSC

Protection State Coordination

PSN

Packet Switched Network

PW

Pseudo Wire

PWE

Pseudo Wire Emulation

PWE3

Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge

PWE3

PseudoWire Emulation Edge-to-Edge

QoS

Quality of Service

RSVP-TE

Resource Reservation Protocol–Traffic Extension

SCC

Signaling Communication Channel

SDH

Synchronous Digital Hierarchy

SLA

Service Level Agreements

SNMP

Simple Network Management Protocol

SONET

Synchronous Optical Network

S-PE

Switching PE

SPME

Subpath Maintenance Element

SS-PWs

Single-Segment Pseudowires

SvcLSP

Service LSP

TDM

Time-Division Multiplex

TE

Traffic Engineering

T-LDP

Targeted Label Distribution Protocol

T-MPLS

Transport MultiProtocol Label Switching

T-PE

Terminating PE

Trans

Transport

TTL

Time to Live

UNI

User Network Interface

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang xi


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

UPE

User Provider Edge

VCCV

Virtual Circuit Connection Verification

VoIP

Voice over Internet Protocol

VPLS

Virtual Private Local Area Network Service

VPMS

Virtual Private Multicast Service

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang xii


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Định dạng khung MPLS. ...........................................................................11

Hình 2.2 Định dạng gói MPLS-TP cho pseudowires................................................11
Hình 2.3 Nhãn ngoại lệ tổng quát và G-ACh để giám sát và báo động LSP. ...........11
Hình 2.4 Phân lớp mạng MPLS-TP. .........................................................................13
Hình 2.5 Kiến trúc cao cấp của mạng MPLS-TP. .....................................................14
Hình 2.6 Kiến trúc mạng MPLS-TP với LSPs bảo vệ. .............................................14
Hình 2.7 Quan hệ giữa lớp khách hàng và lớp MPLS-TP. .......................................15
Hình 2.8 LSP, Section và PW. ..................................................................................16
Hình 2.9 Giao diện lớp dịch vụ vận chuyển..............................................................18
Hình 2.10 I-NNI và E-NNI. ......................................................................................18
Hình 2.11 Kiến trúc MPLS-TP cho đơn phân đoạn PW. ..........................................20
Hình 2.12 Kiến trúc MPLS-TP đa phân đoạn PW ....................................................20
Hình 2.13 Ngăn xếp nhãn MPLS-TP dùng PW ........................................................21
Hình 2.14 Kiến trúc MPLS-TP cho lớp mạng khách hàng. .....................................21
Hình 2.15 Kiến trúc MPLS-TP cho chuyển mạch LSP. ...........................................22
Hình 2.16 Ngăn xếp nhãn MPLS-TP cho IP và khách hàng LSP. ............................23
Hình 2.17 Mô hình tham khảo ngăn xếp giao thức PWE3 cho thấy G-ACh [32]. ...24
Hình 2.18 Mô hình tham khảo ngăn xếp giao thức MPLS cho thấy kênh điều khiển
liên kết LSP [32]. .................................................................................................24
Hình 2.19 Kiến trúc mặt phẳng điều khiển MPLS-TP. .............................................25
Hình 2.20 SPMEs trong mạng intercarrier. ...............................................................27
Hình 3.1 Sơ đồ mạng MAN-E Viễn thông Sóc Trăng và đấu nối thiết bị HST-3000.
.............................................................................................................................30
Hình 3.2 Sơ đồ mạng MAN-E Viễn thông Sóc Trăng khi shutdown 1 cổng quang.33
Hình 3.3 Sơ đồ mạng sử dụng công nghệ MPLS. .....................................................34
Hình 3.4 Sơ đồ mạng sử dụng công nghệ MPLS khi ngắt mạng ..............................38

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang xiii

GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

Hình 3.5 Sơ đồ mạng sử dụng công nghệ MPLS-TP ................................................41
Hình 3.6 Sơ đồ mạng sử dụng công nghệ MPLS-TP khi ngắt mạng ........................46
Hình 3.7 Kết quả lệnh “show mpls lsp”. ...................................................................47

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang xiv


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 3.1 Sự khác biệt chính giữa MPLS và MPLS-TP ............................................29
Bảng 3.2 TestMode của HST-3000...........................................................................31
Bảng 3.3 Ping của HST-3000....................................................................................32
Bảng 3.4 Số liệu đo khi không có sự cố trên mạng MAN-E Viễn Thông Sóc Trăng.
.............................................................................................................................38
Bảng 3.5 Số liệu đo khi ngắt mạng trên mạng MAN-E Viễn thông Sóc Trăng. ......39
Bảng 3.6 Số liệu đo khi không có sự cố trên mạng mô phỏng MPLS. .....................39

Bảng 3.7 Số liệu đo khi ngắt mạng trên mạng mô phỏng MPLS. ............................40
Bảng 3.8 Số liệu đo khi không có sự cố trên mạng mô phỏng MPLS-TP. ...............46
Bảng 3.9 Số liệu đo khi ngắt mạng trên mạng mô phỏng MPLS-TP. ......................47
Bảng 4.1 Configuring the Pseudowire Class. ...........................................................52
Bảng 4.2 Configuring the Pseudowire ......................................................................53
Bảng 4.3 Configuring the MPLS-TP Tunnel. ...........................................................55
Bảng 4.4 Configuring MPLS-TP LSPs at Midpoints. ..............................................57
Bảng 4.5 Configuring MPLS-TP Links and Physical Interfaces. .............................59
Bảng 4.6 Configuring Static-to-Static Multisegment Pseudowires for MPLS-TP. ..60

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TPso với MPLS

Trang xv


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay, các nhà cung cấp dịch vụ đang gặp một thách thức đó là sự bùng nổ
về nhu cầu của kết nối tốc độ cao trên mạng Metro, mạng khu vực và mạng lõi. Các
nhà cung cấp dịch vụ đang chịu áp lực để nâng cao năng lực của mạng lƣới của họ
để đáp ứng các yêu cầu này. Để cải thiện tốc độ, hiệu năng dịch vụ mạng và giảm
chi phí trong toàn bộ cơ sở hạ tầng, các nhà cung cấp đề xuất sử dụng phƣơng thức
chuyển mạch gói. Mặt khác cùng với sự phát triển rất nhanh của ngành viễn thông,
các dịch vụ viễn thông ngày càng phát triển đa dạng, phong phú về dịch vụ, về các
sản phẩm viễn thông...., để phục vụ cho giáo dục, thƣơng mại, giải trí, thông tin
giữa các cộng đồng, các tổ chức, nhu cầu về các dịch vụ băng thông rộng tăng

không ngừng, đặc biệt là các nhu cầu về công nghệ, về xử lý thông tin, xử lý ảnh
…, dẫn đến sự hội tụ giữa ngành công nghệ thông tin và viễn thông. Vì vậy, nhu
cầu về một mạng viễn thông mềm dẻo, đáp ứng đa dịch vụ, có khả năng hội tụ
nhiều dịch vụ khác nhau nhằm đáp ứng các nhu cầu của khách hàng cũng nhƣ từ
phía các nhà khai thác. Việc ra đời mạng thế hệ sau NGN (NGN - Next Generation
Network), dựa trên nền tảng công nghệ IP/MPLS (IP/MPLS - Internet Protocol/
MultiProtocol Label Switching) là tất yếu và phần nào đã đáp ứng đƣợc nhu cầu của
xã hội nói trên.
Trong những năm gần đây có những nghiên cứu của [1], [2] về MPLS và [3],
[4]về công nghệ Multiprotocol Label Switching-Transport Profile (MPLS-TP).
Công nghệ MPLS-TP (MultiProtocol Label Switching – Transport Profile) đƣợc
IEFT (IEFT - Internet Engineering Task Force) định nghĩa. MPLS-TP là sự phát
triển lên từ T-MPLS (Transport MPLS). Mục tiêu của công nghệ MPLS-TP là ứng
dụng trong mạng đồng bộ sử dụng cáp quang / Hệ thống phân cấp số đồng bộ
(SONET / SDH: Synchronous Optical Network / Synchronous Digital Hierarchy)
do nó có kết nối định hƣớng, mức độ khả dụng cao, QoS của dịch vụ và điều hành,
quản trị và bảo trì (OAM - Operations, Administration, and Maintenance). MPLSTP dự kiến sẽ triển khai MPLS trong lớp vận chuyển và hoạt động một cách tƣơng
Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 1


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

tự nhƣ công nghệ vận chuyển hiện có, hỗ trợ dịch vụ vận chuyển gói. Giải pháp hội
tụ mạng dựa trên MPLS-TP là một giải pháp đầy hứa hẹn, tiết kiệm chi phí và hiệu
quả trong tƣơng lai.
Bên cạnh đó, mạng băng rộng tại Việt Nam nói riêng phát triển với tốc độ rất

nhanh, số lƣợng ngƣời sử dụng dịch vụ băng rộng ngày càng tăng, kèm theo đó là
các nhu cầu về sử dụng các dịch vụ VoIP (VoIP - Voice over Internet Protocol),
IPTV (IPTV - Internet Protocol Television)… Việc nâng cấp từ mạng từ ATM
(ATM - Asynchronous Transfer Mode) lên IP, từ IP sang MPLS và giờ đây là
MPLS-TP nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội là một xu hƣớng tất yếu. Đã có nhiều
giải pháp khác nhau để triển khai mạng MPLS-TP từ nền tảng mạng MPLS, cũng
theo xu hƣớng chung, giải pháp sử dụng công nghệ MPLS-TP cho mạng lõi dƣờng
nhƣ là giải pháp tối ƣu nhất đối với các nƣớc phát triển. Với ƣu điểm của mình,
công nghệ MPLS-TP đem lại nhiều giải pháp cho mạng băng rộng, nó khắc phục
đƣợc các nhƣợc điểm cơ bản của mạng IP/MPLS truyền thống là vấn đề nghẽn
mạng, thời gian bảo vệ mạng, chế độ bảo vệ nhƣ các yêu cầu về tính thời gian thực
theo [5]. Hoặc trong bài viết [6] đề xuất một cơ chế Active-Fault-Alarm (AFA) dựa
Cơ chế bảo vệ tạm thời năng động (DTPM - Dynamic Temporary Protection
Mechanism) đƣợc áp dụng vào mạng thông tin mạng quang học dùng công nghệ
MPLS-TP. Theo [7] đề xuất hai phƣơng án bảo vệ mới để cung cấp hiệu quả và sự
tin cậy MPLS-TP đa dịch vụ, trong đó đặc biệt có liên quan cho các dịch vụ truyền
thống nhƣ: TDM, FR và dịch vụ gói dữ liệu ngày càng tăng nhanh VoIP, IPTV... Cả
hai phƣơng án đƣợc đề xuất dựa trên kiến trúc vòng kết nối mở rộng các phƣơng
pháp bảo vệ đƣợc định nghĩa trong phần mới nhất của ITU-IETF (ITU – IEFT:
Telecommunication Standardization Sector - Internet Engineering Task Force) dự
thảo tiêu chuẩn cho kiến trúc vòng MPLS-TP.
Liên quan đến lĩnh vực này có một số kết quả nghiên cứu của các tác giả [8]
về vấn đề bảo vệ cho các dịch vụ MPLS-TP cho sự phát triển dịch vụ truyền hình
IPTV, hay của nhóm tác giả [9] về chứng minh hiệu suất truyền tải trong MPLS-TP
mạng truyền thông. Trong [10]trình bày một thiết kế cặp liên kết cho bảo vệ node

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 2

GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

MPLS-TP, kết hợp phƣơng pháp p-cycle với công nghệ định tuyến lại nhanh (FRR Fast Re-route), cho thấy sự thành công trong việc kết hợp lợi thế của p-cycle và
FRR. Trong bài báo [11] nói về yêu cầu chính của mạng vận chuyển gói dựa trên
MPLS-TP đƣợc phân tích bao gồm cả mặt phẳng vận chuyển, OAM, QoS, mặt
phẳng điều khiển và quản lý.
Trong bài viết của [12] đề cập về công nghệ MPLS-TP trên mạng vệ tinh quỹ
đạo thấp có khả năng cung cấp băng thông rộng cho ngƣời dùng truy cập trong bất
kỳ phần nào của thế giới. Với đặc điểm của phong trào tốc độ cao và kiến trúc liên
kết năng động nhanh chóng của vệ tinh LEO (LEO - Low Earth Orbit), mạng luôn
luôn là một trong những vấn đề quan trọng trong mạng lƣới truyền hình vệ tinh
LEO. Trong bài báo [13] đã thực hiện kiểm tra và thử nghiệm để xác nhận tính khả
thi của MPLS-TP về việc kiểm soát lƣu lƣợng Ethernet cho di động.
Các tác giả [14] đã áp dụng MPLS-TP để đáp ứng yêu cầu đối với dịch vụ cho
leased-line trong một hệ thống chuyển mạch gói đƣợc xác định nhƣ dịch vụ có khả
thi đƣợc 99,999%, đảm bảo băng thông 100%, và độ trễ là 10 ms qua 20 node. Theo
một số tác giả [15]công nghệ MPLS-TP có thể đƣợc áp dụng để hỗ trợ có hiệu quả
Carrier Ethernet qua mạng vận tải quang (OTN - Optical Transport Network). Để
giảm mức tiêu thụ năng lƣợng và độ phức tạp, OTN dựa trên vòng quang tại các nút
chuyển đổi.
MPLS-TP sử dụng một phần nhỏ các tính năng của IP / MPLS, chẳng hạn nhƣ
chuyển tiếp IP, Penultimate Hop Popping (PHP), và định tuyến đa đƣờng cân bằng
(ECMP - Equal-Cost MultiPath), không đƣợc hỗ trợ trong T-MPLS. Mặt khác,
MPLS-TP mở rộng tiêu chuẩn IP / MPLS hiện tại. Trong số các tính năng mới, tính
năng chính là OAM có khả năng phát hiện nhanh chóng, xử lý sự cố và xác minh
SLA (SLA - Service Level Agreements), tuyến tính và vòng bảo vệ end-to-end với
sự hội tụ nhỏ hơn 50ms, tách mặt phẳng điều khiển và dữ liệu, hoạt động hoàn toàn

tự động mà không cần mặt phẳng điều khiển sử dùng NMS (NMS - Network
Management System).

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 3


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

MPLS-TP cho phép hoạt động trong mạng mà không yêu cầu các node chuyển
tiếp IP. Điều này có nghĩa rằng các hoạt động OAM có để có thể hoạt động trong
môi trƣờng IP và môi trƣờng không IP. Mặt phẳng điều khiển là tùy chọn.
Các tính năng thiết yếu của MPLS-TP nhƣ sau [16]:
 Công nghệ chuyển mạch gói hƣớng kết nối, kiến trúc cơ bản của nó
dựa ITU-T G.805 [17].
 Không PHP.
 Không có thay đổi kiến trúc chuyển tiếp MPLS. Chỉ có PW (PW Pseudo Wire) và tuyến chuyển mạch nhãn (LSP - Label Switched
Path) đƣợc sử dụng.
 TTL (Time to Live) đƣợc hỗ trợ theo IETF RFC 3443 [18] chỉ các
đƣờng ống và các mô hình ống ngắn.
 Hỗ trợ QoS đảm bảo đa dịch vụ bằng PWE3.
 EXP chỉ hỗ trợ cho các đƣờng ống ngắn.
 Các mô hình đƣợc sử dụng cho TTL và EXP (EXP - Experimental
Bits) vững chắc, hoặc cả hai sử dụng mô hình đƣờng ống hoặc ống
ngắn.
 Nền tảng và giao diện của không gian nhãn cả hai đều đƣợc hỗ trợ.
 Công cụ OAM cho hoạt động và quản lý lỗi dựa trên ITU-T Y.1711

[19], các chức năng của OAM là giám sát LSP / PWE (PWE - Pseudo
Wire Emulation).
 Độ tin cậy cao, bảo vệ tốt thiết bị, thời gian chuyển mạch bảo vệ mạng
nhỏ hơn 50 ms dựa trên ITU-T Y.1720 [20].
 LSP sáp nhập không đƣợc hỗ trợ, ví dụ: không sử dụng LDP (LDP Label Distribution Protocol)đa điểm để tránh mất LSP thông tin đầu
cuối.
 Kết nối đa điểm đƣợc hỗ trợ.
 Có thể tƣơng thích với MPLS và điều khiển PWE.
 Hỗ trợ thời gian chính xác cao.

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 4


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

Dựa vào vấn đề trên, luận văn nghiên cứu công nghệ MPLS-TP
(MultiProtocol Label Switching – Transport Profile) chủ yếu là tạo ra một công cụ
để đo kiểm đƣợc một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS:
•

Khả năng chuyển mạch bảo vệ cao hơn MPLS.

•

Ít mất gói tin hơn MPLS.

•

Thời gian delay gói tin thấp hơn MPLS.

•

MPLS-TP có LSP hai hƣớng so với MPLS.

Qua đó thuyết phục các nhà mạng Việt Nam chuyển qua công nghệ MPLS-TP,
để tăng khả năng chuyển mạch bảo vệ đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật cho
mạng lõi để nâng cao chất lƣợng cho mạng lõi.
1.2 Mục đích của đề tài
Mục đích của luận văn này chủ yếu là tạo ra một công cụ để đo kiểm đƣợc
một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS:
•

Khả năng chuyển mạch bảo vệ cao hơn MPLS.

•

Ít mất gói tin hơn MPLS.

•

Thời gian delay gói tin thấp hơn MPLS.

•

MPLS-TP có LSP hai hƣớng so với MPLS.

Qua đó thuyết phục các nhà mạng Việt Nam chuyển qua công nghệ MPLS-TP,
để tăng khả năng chuyển mạch bảo vệ đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật cho
mạng lõi để nâng cao chất lƣợng cho mạng lõi.
1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
Với mục tiêu nhƣ trên, đề tài này bao gồm các nội dung cơ bản nhƣ sau:
 Trình bày sơ lƣợc về công nghệ MPLS và MPLS-TP.
 So sánh thời gian chuyển mạch bảo vệ, sự mất gói tin, thời gian
delay gói tin của hai công nghệ MPLS-TP và MPLS.
 Kết quả mô phỏng trên phần mềm: so sánh thời gian chuyển mạch
bảo vệ.
 Đƣa ra giải pháp chuyển mạng MAN-E của Viễn thông Sóc Trăng
hiện tại chạy MPLS sang MPLS-TP và kết quả đạt đƣợc.
Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 5


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu
 Thu thập tài liệu.
 Tìm hiểu chung về công nghệ MPLS.
 Tìm hiểu các ứng dụng MPLS-TP.
 Tìm hiểu kiến trúc mạng lõi Viễn thông Sóc Trăng.
 Thiết kế hệ thống core MPLS-TP cho mạng băng rộng Viễn thông Sóc
Trăng.
 Mô phỏng trên phần mềm.
 Đánh giá kết quả đạt đƣợc.



Tổng hợp viết báo cáo.

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 6


GVHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên

HVTH : Trƣơng Hoàng Huy

Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MPLS-TP
2.1 Sơ lƣơ ̣c về MPLS.
Công nghệ MPLS (Multiprotocol label switching) là kết quả phát triển của
nhiều công nghệ chuyển mạch IP (IP switching) sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn nhƣ
của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định
tuyến của IP. Thiết bị CSR (Cell switch router) của Toshiba ra đời năm 1994 là tổng
đài ATM đầu tiên đƣợc điều khiển bằng giao thức IP thay cho báo hiệu ATM. Tổng
đài IP của Ipsilon về thực chất là một ma trận chuyển mạch ATM đƣợc điều khiển
bởi khối xử lý sử dụng công nghệ IP. Công nghệ Tag switching của Cisco cũng
tƣơng tự nhƣng có bổ sung thêm một số điểm mới nhƣ FEC (Forwarding
equivalence class), giao thức phân phối nhãn, v.v...
Từ những kết quả trên, nhóm làm việc về MPLS đƣợc thành lập năm 1997 với
nhiệm vụ phát triển một công nghệ chuyển mạch nhãn IP thống nhất mà kết quả của
nó là công nghệ MPLS.
MPLS tách chức năng của IP router ra làm hai phần riêng biệt: chức năng
chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm
vụ gửi gói tin giữa các IP router, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tƣơng tự nhƣ của

ATM. Trong MPLS, nhãn là một số có độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp
mạng. Kỹ thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm nhãn của một gói tin trong
một bảng các nhãn để xác định tuyến của gói và nhãn mới của nó. Việc này đơn
giản hơn nhiều so với việc xử lý gói tin theo kiểu thông thƣờng, và do vậy cải thiện
khả năng của thiết bị. Các router sử dụng kỹ thuật này đƣợc gọi là LSR (Label
switching router). Phần chức năng điều khiển của MPLS bao gồm các giao thức
định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin giữa các LSR, và chủ tục
gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành các bảng định tuyến cho việc chuyển
mạch. MPLS có thể hoạt động đƣợc với các giao thức định tuyến Internet khác
nhƣ OSPF (Open Shortest Path First) và BGP (BorderGateway Protocol).
Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lƣu lƣợng và cho phép thiết lập tuyến cố định, việc

Một số tính năng nổi trội của MPLS-TP so với MPLS

Trang 7