Phân tích và đề xuất một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng ManE tại VNPT Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------HỒNG ANH DŨNG

HỒNG ANH DŨNG

KỸ THUẬT VIỄN THƠNG

PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG MAN-E TẠI VNPT HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT VIỄN THƠNG

KHỐ 2017B
Hà Nội – 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------HỒNG ANH DŨNG

PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG MAN-E TẠI VNPT HÀ NỘI

Chuyên ngành : Kỹ thuật viễn thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

PGS. TS NGUYỄN THÚY ANH

Hà Nội – 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tên tơi là: Hồng Anh Dũng
Sinh ngày 11 tháng 1 năm 1988. Học viên lớp cao học Kỹ thuật viễn thông 2017B Trường đại học Bách Khoa Hà Nội. Tôi xin cam đoan nội dung đề tài “Phân tích
và đề xuất một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng MAN-E tại
VNPT Hà Nội” là do tơi tự tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn
của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Thúy Anh. Mọi trích dẫn và tài liệu tham khảo mà
tơi sử dụng đều có ghi rõ nguồn gốc.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về lời cam đoan trên.
Tác giả luận văn

HOÀNG ANH DŨNG


LỜI CẢM ƠN
Em xin trân trọng cảm ơn giảng viên - PGS.TS. Nguyễn Thúy Anh đã tận
tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn này, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi
để cơng trình nghiên cứu này được hồn thành.
Em cũng xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện tử viễn thông đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
nhất cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Luận văn được hoàn thành trong khoảng thời gian khơng dài với kiến thức
cịn hạn chế, tài liệu tham khảo khá mới nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Em
mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của các thầy cơ giáo trong hội đồng
để luận văn có thể hồn thiện hơn.
Cuối cùng là sự biết ơn tới gia đình, bạn bè đã thơng cảm, động viên giúp đỡ

học viên có thêm nghị lực để hoàn thành luận văn này.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ 1
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. 2
MỤC LỤC ........................................................................................................ 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ......................................................................... 6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................... 8
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.......................................................................... 9
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 10
1. Bối cảnh nghiên cứu đề tài.................................................................... 10
2. Tính cấp thiết của đề tài........................................................................ 11
3. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu của đề tài .......................................... 11
4. Phương pháp, nhiệm vụ nghiên cứu .................................................... 11
5. Bố cục của luận văn ............................................................................... 12
CHƯƠNG 1. CÔNG NGHỆ MẠNG ETHERNET ĐÔ THỊ .................... 13
1.1. Tổng quan về mạng MAN-E.............................................................. 13
1.1.1. Giới thiệu chung về MAN-E ...................................................................13
1.1.2. Ứng dụng mạng MAN-E.........................................................................13
1.1.3. Kiến trúc mạng MAN-E ..........................................................................14
1.1.4. Dịch vụ mạng MAN-E ............................................................................15
1.1.5. Quản lí mạng MAN-E .............................................................................16
1.1.6. Kết luận ...................................................................................................18

1.2. Công nghệ mạng MAN-E................................................................... 19
1.2.1. Tổng quan về công nghệ mạng MAN-E .................................................19
1.2.2. Công nghệ MPLS ....................................................................................23

1.2.3. Công nghệ EoMPLS ...............................................................................27
1.2.4. Kết luận ...................................................................................................29

1.3 Kết luận chương .................................................................................. 30
CHƯƠNG 2. MẠNG MAN-E CỦA VNPT HÀ NỘI ................................. 31
2.1. Cấu trúc mạng MAN-E VNPT Hà Nội............................................. 31
2.1.1. Phát triển mạng theo các giai đoạn .........................................................31
2.1.2. Cấu trúc phân lớp ....................................................................................37

2.2. Thiết bị mạng truy nhập .................................................................... 39
2.2.1. DSLAM ...................................................................................................40
2.2.2. GPON ......................................................................................................43

2.3. Các dịch vụ cung cấp trên mạng MAN-E VNPT Hà Nội ............... 47
2.3.1. Dịch vụ truy nhập Internet FTTH ...........................................................47
2.3.2. Dịch vụ truyền hình MyTV .....................................................................48
2.3.3. Dịch vụ điện thoại IMS ...........................................................................50
2.3.4. Dịch vụ MetroNet kết nối điểm - điểm ...................................................52
2.3.5. Dịch vụ MetroNet kết nối điểm - đa điểm ..............................................53
2.3.6. Dịch vụ kết nối Internet trực tiếp ............................................................54
2.3.7. Dịch vụ MetroNet kết nối VPN liên tỉnh ................................................54
2.3.8. Dịch vụ MetroNet kết nối VPN quốc tế ..................................................55

2.4. Kết luận chương ................................................................................. 55
CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ
MẠNG MAN-E TẠI VNPT HÀ NỘI .......................................................... 57
3.1. Nâng cấp thiết bị Cisco 7600 bằng Cisco 9000 cho mạng MAN-E
VNPT Hà Nội ............................................................................................. 57
3.1.1. Cơ sở của phương án đề xuất ..................................................................57

3.1.2. Nội dung phương án đề xuất ...................................................................58
3.1.3. Đánh giá phương án đề xuất ...................................................................62

3.2. Đề xuất giải pháp tối ưu giám sát mạng lưới cho mạng MAN-E
VNPT Hà Nội ............................................................................................. 63
3.2.1. Cở sở của phương án đề xuất ..................................................................63
3.2.2. Nội dung đề xuất .....................................................................................66
3.2.3. Đánh giá phương án đề xuất ...................................................................67

3.3. Giải pháp chuẩn hóa Qos cho mạng MAN-E .................................. 68
3.3.1. Cở sở của phương án đề xuất ..................................................................68
3.3.2. Nội dung của phương án đề xuất ............................................................68
3.3.3. Đánh giá phương án đề xuất ...................................................................73

3.4. Kết luận chương ................................................................................. 74
KẾT LUẬN .................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 77


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mơ hình mạng theo các lớp [1] ....................................................... 14
Hình 1.2: Mơ hình dịch vụ MAN-E [2] .......................................................... 16
Hình 1.3: Mơ hình quản lí mạng NMS-EMS [1] ............................................ 17
Hình 1.4: Cấu trúc nhãn MPLS [3] ................................................................. 24
Hình 1.5: Hoạt động của MPLS [3] ................................................................ 26
Hình 1.6: Mơ hình EoMPLS [4] ..................................................................... 28
Hình 2.1: Cấu trúc MAN-E VNPT HÀ NỘI giai đoạn 2006-2008 [5] .......... 32
Hình 2.2: Cấu trúc kết nối mạng MAN-E tỉnh Hà Tây cũ [5] ........................ 33
Hình 2.3: Cấu trúc MAN-E vùng 1-2 VNPT HÀ NỘI giai đoạn 2009-2017 [5]

......................................................................................................................... 34
Hình 2.4: Cấu trúc MAN-E VNPT HÀ NỘI vùng 1-2 giai đoạn 2017-2019 [5]
......................................................................................................................... 36
Hình 2.5: Cấu trúc MAN-E VNPT HÀ NỘI vùng 3 giai đoạn 2017-2019 [5]
......................................................................................................................... 37
Hình 2.6: Cấu trúc mạng theo lớp của mạng MAN-E VNPT Hà Nội [5] ...... 38
Hình 2.7: Mơ hình đấu nối ATM DSLAM vào mạng MAN-E [5] ................ 40
Hình 2.8: Hệ thống IP DSLAM trước khi có mạng MAN-E.......................... 41
Hình 2.9: Hệ thống IP DSLAM khi có mạng MAN-E ................................... 43
Hình 2.10: Cơng nghệ truy nhập quang chủ động [6]..................................... 44
Hình 2.11: Cơng nghệ truy cập quang thụ động [6] ....................................... 45
Hình 2.12: Kết nối GPON vào mạng MAN-E [7] .......................................... 46
Hình 2.13: Mơ hình cung cấp các dịch vụ cho thuê bao GPON [7] ............... 47
Hình 2.14: Mơ hình kết nối Internet PPPoE [7].............................................. 48


Hình 2.15: Mơ hình kết nối Internet IPoE [7] ................................................. 48
Hình 2.16: Mơ hình kết nối MyTV ................................................................. 50
Hình 2.17: Mơ hình cung cấp dịch vụ điện thoại IMS.................................... 52
Hình 2.18: Mơ hình kết nối MetroNet điểm – điểm [7].................................. 53
Hình 2.19: Mơ hình kết nối MetroNet điểm – đa điểm [7] ............................. 53
Hình 2.20: Mơ hình kết nối Internet trực tiếp đến [7] .................................... 54
Hình 2.21: Mơ hình kết nối VPN liên tỉnh [7] ................................................ 55
Hình 2.22: Mơ hình kết nối VPN quốc tế [7] ................................................. 55
Hình 3.1: Mơ hình ASR 9010 [8] ................................................................... 59
Hình 3.2: Mơ hình ASR 9912 [9] ................................................................... 60
Hình 3.3: Mơ hình mạng MAN-E vùng 1,2 sau thay thế ASR 9000 .............. 61
Hình 3.4: Mơ hình mạng MAN-E vùng 3 sau thay thế ASR 9000 ................. 62
Hình 3.5: Giao diện chương trình PRTG ........................................................ 64
Hình 3.6: Chương trình giám sát hệ thống MAN-E ....................................... 65

Hình 3.7: Chương trình Điều hành sửa chữa .................................................. 66
Hình 3.8: Sơ đồ minh họa các điểm QoS trên MAN-E hiện tại ..................... 69
Hình 3.9: Sơ đồ minh họa các điểm QoS trên MAN-E sau khi áp dụng giải
pháp ................................................................................................................. 70


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Tiêu chí chọn nhà cung cấp dịch vụ ............................................... 58
Bảng 3.2: Ưu nhược điểm của giải pháp 1...................................................... 63
Bảng 3.3: Ưu nhược điểm của giải pháp 2...................................................... 68
Bảng 3.4: Ưu nhược điểm của giải pháp 3...................................................... 73


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ARP

Address Resolution Protocol

Giao thức phân giải địa chỉ

ATM

truyền dẫn không đồng bộ

BGP

Asynchronous Transfer Mode
ATM Address Resolution
Protocol
Border Gateway Protocol

CAD

Computer Aided Design

CAM

Computer Aided Manufacture

ATMARP

Giao thức phân giải địa chỉ ATM

CE

Customer Equitment

Giao thức cổng đường biên
Thiết kế được sự hỗ trợ của máy
tính
Sản xuất được sự hỗ trợ của máy
tính
Thiết bị phía khách hàng

CIR

Committe Information Rate

Tốc độ thơng tin cam kết

CLI

Command Line Interface

Giao diện dịng lệnh

CoS

Class of Service

Lớp dịch vụ

CSPF

Constrained SPF

DLCI

Data Link Connection Identifer

SPF cưỡng bức
Nhận dạng kết nối liên kết dữ
liệu
Tốc độ thông tin tối đa

EIR

Excess Information Rate

EPL

Ethernet Private Line

ER

Explicit Routing

Ethernet qua chuyển mạch nhãn
đa giao thức
Dịch vụ Ethernet riêng điểmđiểm
Định tuyến hiện

Ethernet Virtual Circuit

Kênh ảo Ethernet

FR

Frame Relay

Chuyển tiếp khung

HSI

High Speed Internet

Internet tốc độ cao

Internet Protocol

Giao thức Internet

EoMPLS

EVC

IP

Ethernet over Multiprotocol
Label Switching

L2VPN

Layer 2 Virtual Private Network Mạng riêng ảo lớp 2

L3VPN

Layer 3 Virtual Private Network Mạng riêng ảo lớp 3


MỞ ĐẦU
1. Bối cảnh nghiên cứu đề tài
Cùng với sự tăng trưởng mạnh về kinh tế, xã hội và văn hố trong mơi
trường các thành phố và đơ thị thì nhu cầu trao đổi thông tin cũng phát triển theo, đa

dạng cả về loại hình dịch vụ, tốc độ. Các mạng nội bộ LAN (Local Area Network)
chỉ có thể đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin với phạm vi địa lý rất hẹp. Nhu
cầu kết nối với mạng bên ngoài (truy nhập Internet, truy nhập cơ sở dữ liệu, kết nối
chi nhánh văn phòng.) là rất lớn. Cơ sở hạ tầng thông tin hiện tại với công nghệ
TDM (chuyển mạch kênh PSTN, cơng nghệ SDH) sẽ rất khó đáp ứng nhu cầu trao
đổi thông tin rất lớn như vậy cả về loại hình dịch vụ và cường độ lưu lượng trao đổi
thông tin. Sự xuất hiện của kết nối băng rộng bằng các hình thức kết nối với mạng
cung cấp dịch vụ qua các tiện ích truyền dẫn cáp quang hoặc cáp đồng cho phép tốc
độ truy nhập cao, đáp ứng nhu cầu trao đổi lưu lượng với cường độ lớn của người
sử dụng. Với sự hình thành và phát triển bùng nổ các tổ hợp văn phòng, khu công
nghiệp, công nghệ cao, các khu chung cư… thêm vào đó các dự án phát triển thơng
tin của Chính phủ, của các cơ quan, các công ty làm cho nhu cầu trao đổi thơng tin
như trao đổi tiếng nói, dữ liệu, hình ảnh, truy nhập từ xa, truy nhập băng rộng. tăng
dẫn đến những vấn đề cần phải giải quyết. Bên cạnh sự xuất hiện của hàng triệu
khách hàng mới thì bản chất của các ứng dụng trao đổi dữ liệu qua mạng Internet là
ngày càng đòi hỏi lượng băng thơng lớn vì Internet đã trở thành một mơi trường
trực quan trao đổi thông tin một cách sinh động và khái niệm đa phương tiện đó trở
nên quen thuộc đối với người sử dụng. Do điều kiện phát triển của công nghệ viễn
thông các cơ sở hạ tầng mạng được xây dựng riêng rẽ đối với mục đích cung cấp
các loại hình dịch vụ khác nhau, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng truyền dẫn, chuyển
mạch trên cơ sở công nghệ TDM được xây dựng chủ yếu cho mục đích cung cấp
các dịch vụ thoại và kênh thuê riêng; cơ sở hạ tầng mạng dựa trên công nghệ
chuyển mạch gói được xây dựng chủ yếu cho mục đích cung cấp các dịch vụ truyền
số liệu. Hiện nay xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thơng đó là sự phát triển
gia tăng rất nhanh của các dịch vụ truyền dữ liệu; sẽ chiếm ưu thế trong tương lai
gần. Do đó xu hướng xây dựng mạng hiện nay là sự hội tụ các công nghệ để mạng
10


có khả năng cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu đồng thời có khả năng hỗ trợ

truyền tải các dịch vụ thoại truyền thống. Đó cũng chính là xu hướng phát triển xây
dựng các mạng đô thị MAN hiện nay.

2. Tính cấp thiết của đề tài
Mạng Ethernet đơ thị (MAN-E) là mạng sử dụng công nghệ Ethernet băng
thông rộng, kết nối các mạng cục bộ (LAN) của các tổ chức và cá nhân với một
mạng diện rộng (Wide Area Network – WAN) hay với Internet. Cùng với sự phát
triển của công nghệ thông tin, tốc độ Ethernet được cải thiện từ Mbps lên Gbps và
nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng sử dụng dịch vụ thì việc áp dụng công nghệ
mạng MAN-E càng trở nên cần thiết.
Sử dụng công nghệ Ethernet vào mạng cung cấp dịch vụ mang lại nhiều lợi
ích cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn khách hàng. Ethernet sẽ mang lại một giải pháp
mạng có độ tin cậy, khả năng mở rộng mạng lưới và hiệu quả cao về chi phí đầu tư
cũng như tăng cường bảo mật cho mạng.

3. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu của luận văn gồm 2 nội dung chính:
• Đánh giá, phân tích hiện trạng, hoạt động của mạng MAN-E VNPT Hà Nội.
• Đề xuất các giải pháp giám sát mạng hạn chế, xử lý lỗi, sự cố trên mạng,
nâng cao chất lượng cung cấp dịch vụ trên mạng.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm:
• Những tổng quan về cơng nghệ, ứng dụng và xu hướng phát triển của mạng
MAN-E.

4. Phương pháp, nhiệm vụ nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu:
• Sử dụng các phương pháp nghiên cứu: điều tra, phân tích, thống kê, so sánh.
Các nhiệm vụ nghiên cứu:

11

•

Phân tích tổng quan về mạng MAN-E tại VNPT Hà Nội.

• Đưa ra những giải pháp nâng cao chất lượng mạng MAN-E tại VNPT Hà
Nội.

5. Bố cục của luận văn
Trên cơ sở các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu đã được trình bày ở trên,
em trình bày luận văn theo ba chương với các nội dung được tóm tắt như sau:
Chương 1. Cơng nghệ mạng Ethernet đơ thị
Trình bày hai nội dung chính: Thứ nhất, khảo sát tổng quan về công nghệ
mạng và xu hướng phát triển, cung cấp cái nhìn tổng quan về cơng nghệ mạng
MAN-E về các mặt kiến trúc, dịch vụ, và xu hướng phát triển. Thứ hai, trình bày về
các cơng nghệ ứng dụng cho mạng MAN-E.
Chương 2. Mạng MAN-E của VNPT Hà Nội
Chương 2 này đã trình bày khá đầy đủ, tồn diện về mạng MAN-E của
VNPT Hà Nội theo từng thời kỳ phát triển, theo cấu trúc mạng, người đọc có thể
nắm được khái quát các dịch vụ được VNPT Hà Nội cung cấp trên địa bàn thành
phố.
Chương 3. Các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng MAN-E tại
VNPT Hà Nội.
Trên cơ sở đánh giá thực trạng mạng MAN-E của Viễn thơng Hà Nội cũng
như những khó khăn, vướng mắc thực tế đang tồn tại trong công việc chuyên
môn tôi trực tiếp đang làm, dựa trên những kiến thức, kinh nghiệm của mình tơi
mạnh dạn đưa ra những đề xuất nhằm hạn chế lỗi sự cố thường gặp, đồng thời
đưa ra những giải pháp nâng cấp thiết bị và chuẩn hóa lại chất lượng dịch vụ trên
mạng MAN-E.

.

12


CHƯƠNG 1. CÔNG NGHỆ MẠNG ETHERNET ĐÔ THỊ
1.1. Tổng quan về mạng MAN-E
1.1.1. Giới thiệu chung về MAN-E
Mạng Ethernet đô thị (MAN-E) là mạng sử dụng công nghệ Ethernet, kết nối
các mạng cục bộ của các tổ chức và cá nhân với một mạng diện rộng WAN hay với
Internet.
Việc áp dụng công nghệ Ethernet vào mạng cung cấp dịch vụ mang lại nhiều
lợi ích cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn khách hàng. Bản thân công nghệ Ethernet đã
trở nên quen thuộc trong những mạng LAN của doanh nghiệp trong nhiều năm qua;
giá thành các bộ chuyển mạch Ethernet đã trở nên rất thấp; băng thông cho phép mở
rộng với những bước nhảy tùy ý là những ưu thế tuyệt đối của Ethernet so với các
công nghệ khác. Với những tiêu chuẩn đã và đang được thêm vào, Ethernet sẽ mang
lại một giải pháp mạng có độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu quả cao về chi phí
đầu tư.
1.1.2. Ứng dụng mạng MAN-E
Hệ thống mạng MAN-E hỗ trợ nhiều loại ứng dụng và dịch vụ thuộc thế hệ
mạng kế tiếp NGN. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu:
• Kết nối giữa các LAN
• Truyền tải đa ứng dụng
• Mạng riêng ảo Metro
• Kết nối điểm - điểm tốc độ cao
• Mạng lưu trữ
• LAN Video/Video Training
• CAD/CAM
• Các ứng dụng sao lưu dự phịng

• Truyền số liệu Y tế
• Hình ảnh

13


• Scientific Modeling
• Streaming Media
• Server Backup
• Các ứng dụng Back-end Server
• Các ứng dụng lưu trữ (iSCSI)
1.1.3. Kiến trúc mạng MAN-E
Theo định nghĩa của Metro Ethernet Forum tại MEF4 - Metro Ethernet
Architecture Framework part 1, mạng Metro Ethernet sẽ được xây dựng theo 3 lớp:
Lớp dịch vụ Ethernet - hỗ trợ những tính năng cơ bản của lớp; một hoặc nhiều lớp
truyền tải dịch vụ; có thể bao gồm lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ cho các ứng dụng
trên nền lớp 2. Mơ hình mạng theo các lớp dựa trên quan hệ client/server. Bên cạnh
đó, mỗi lớp mạng này có thể được thiết kế theo các mặt phẳng điều khiển, dữ liệu,
quản trị trong từng lớp. Mơ hình được mơ tả như Hình 1.1

Hình 1.1: Mơ hình mạng theo các lớp [1]
1.1.3.1. Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer)
Lớp dịch vụ Ethernet có chức năng truyền tải các dịch vụ hướng kết nối
chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC. Các bản tin Ethernet sẽ được truyền qua hệ

14


thống thông qua các giao diện hướng nội bộ, hướng bên ngoài được quy định rõ
ràng, gắn với các điểm tham chiếu. Lớp ETH cũng phải cung cấp được các khả

năng về OAM, khả năng phát triển dịch vụ trong việc quản lý các dịch vụ Ethernet
hướng kết nối. Tại các giao diện hướng bên ngoài của lớp ETH, các bản tin bao
gồm: Ethernet unicast, multicast hoặc broadcast, tuân theo chuẩn IEEE 802.3 –
2002.
1.1.3.2. Lớp truyền tải dịch vụ
Lớp truyền tải dịch vụ hỗ trợ kết nối giữa các phần tử của lớp ETH. Có thể
sử dụng nhiều cơng nghệ khác nhau dùng để thực hiện việc hỗ trợ kết nối. Một số ví
dụ: IEEE 802.1, SONET/SDH, ATM VC, OTN ODUK, PDH DS1/E1, MPLS
LSP… Các công nghệ truyền tải trên, đến lượt mình lại có thể do nhiều cơng nghệ
khác hỗ trợ, cứ tiếp tục như vậy cho đến lớp vật lý như cáp quang, cáp đồng, không
dây.
1.1.3.3. Lớp dịch vụ ứng dụng
Lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ sử dụng truyền tải trên nền mạng
Ethernet của mạng MAN-E. Có nhiều dịch vụ trong đó bao gồm cả các việc sử
dụng lớp ETH như một lớp TRAN cho các lớp khác như: IP, MPLS, PDH DS1/E1
…
1.1.4. Dịch vụ mạng MAN-E
1.1.4.1. Tổng quan dịch vụ mạng MAN-E
Bản thân Ethernet là cung cấp kết nối chứ không phải dịch vụ. Với sự xuất
hiện các dịch vụ Metro Ethernet, các nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu dùng công nghệ
kết nối Ethernet để cung cấp các “dịch vụ” Ethernet. Vì vậy, các dịch vụ MAN-E
cũng dùng tới thuật ngữ “thuộc tính dịch vụ” giống như các dịch vụ MAN/WAN.

15


Hình 1.2: Mơ hình dịch vụ MAN-E [2]
1.1.4.2. Các kiểu dịch vụ mạng MAN – E
Các dịch vụ mạng MAN-E bao gồm:
Dịch vụ kết nối: các loại dịch vụ kết nối tương ứng với các loại EVC kể trên

: điểm - điểm (Point-to-Point), đa điểm - đa điểm (Multipoint-to-Multipoint), điểm đa điểm (Point-to-Multipoint).
Dịch vụ ứng dụng: cung cấp các dịch vụ chất lượng cao, kết nối Gigabit
giữa các doanh nghiệp, tích hợp trung tâm dữ liệu, kết nối doanh nghiệp với khách
hàng và nhà cung cấp, thiết lập mạng riêng ảo, giải pháp lưu trữ và khôi phục thảm
họa, truy cập Internet đảm bảo tốc độ multi-megabit, video conferencing &
broadcast, điện thoại doanh nghiệp, tích hợp thoại - dữ liệu - hình ảnh, thay thế dịch
vụ DS3, hỗ trợ các dịch vụ ghép kênh phân chia theo thời gian.
Dịch vụ Triple Play: Truyền tải dữ liệu, thoại và phim ảnh trên một mạng IP
với chất lượng cao.
Dịch vụ di động: Cung cấp Wireless Backhaul, truy cập Wi-fi, cơ sở hạ tầng
cho Wimax, 3G và wireless thế hệ sau, các dịch vụ dữ liệu thế hệ sau, ảnh phân giải
cao, video khơng dây, gaming...
1.1.5. Quản lí mạng MAN-E
Hầu hết các thiết bị VNPT Hà Nội đều là của Cisco, vì vậy trong phần này sẽ
tập trung trình bày hệ thống quản lý mạng NMS của Cisco.

16


1.1.5.1. Hệ điều hành
Các kỹ thuật của Cisco đều được xây dựng dựa trên hệ điều hành mạng
Cisco (IOS). Phần mềm IOS điều khiển quá trình định tuyến và chuyển mạch trên
các thiết bị kết nối liên mạng. Cisco IOS cung cấp các dịch vụ mạng như sau :
• Định tuyến và chuyển mạch;
• Bảo mật cho việc truy cập vào tài nguyên mạng;
• Mở rộng hệ thống mạng.
1.1.5.2. Các chuẩn quản lí
Giới thiệu chuẩn quản lí:
OAM – Operation, Administration, Maintenance là khái niệm mô tả những
công việc của nhà cung cấp dịch vụ khi quản trị hệ thống, dịch vụ từ xa. Với giao

thức OAM, các cảnh báo được thu thập kịp thời, khi có lỗi, nhà cung cấp có thể xác
định, cơ lập và xử lý nhanh chóng, cho phép quản lý các thiết bị, dịch vụ một cách
hiệu quả.
Quản lý mạng là các chức năng thuộc về lớp Quản lý trong mơ hình phân lớp
của mạng Metro Ethernet (Chương quản lý mạng sẽ tậptrung mô tả những hoạt
động trên lớp thứ 3 – Management Plane và lớp Ethernet Services)

Hình 1.3: Mơ hình quản lí mạng NMS-EMS [1]
17


Chuẩn IEEE 802.1ag – CFM:
Chuẩn IEEE802.1ag quy định các bản tin về quản lý lỗi bao gồm:
• Bản tin kiểm tra tính kết nối–Continuity Check Message
• Bản tin kiểm tra lặp–LoopbackMessage
• Bản tin trả lời lặp–Loopback Reply
• Bản tin dị vết–Linktrace Message
• Bản tin trả lời dị vết–LinktraceMessage
1.1.6. Kết luận
Mạng Metro Ethernet hiện đã và đang được phát triển rất mạnh bởi nhiều tổ
chức chuẩn hóa như IETF, IEEE hay các hãng công nghệ. Tuy nhiên, tất cả các
công nghệ đều phải tuân thủ các khuyến nghị của Metro Ethernet Forum. Các
khuyến nghị MEF1 cho đến MEF21 đã mô tả rất chi tiết các yêu cầu cho dịch vụ
mạng Metro Ethernet, u cầu về mơ hình phát triển mạng, quản trị hệ thống.
Các công nghệ ứng dụng cho mạng Metro Ethernet có nhiều hướng phát
triển nhưng tập trung chủ yếu vào các xu hướng:
• Sử dụng MPLS với những cơ chế điều khiển lưu lượng để truyền tải các bản
tin Ethernet.
• Sử dụng Ethernet - điển hình là PBT - với những cải tiến về định tuyến, chất
lượng dịch vụ để xây dựng mạng. Cải tiến MPLS để truyền tải dữ liệu mạng.

• Các ứng dụng, dịch vụ trên nền mạng Metro Ethernet có đặc điểm chung là
băng thơng rộng, tốc độ cao. Nhưng tựu chung lại đều quy về các loại hình
điểm – điểm, đa điểm – đa điểm, sử dụng hạ tầng mạng cáp quang để đảm
bảo về tốc độ, chất lượng dịch vụ.
• Loại hình dịch vụ điểm – điểm tương ứng với các dịch vụ truyền thống như
kênh thuê riêng, frame relay hoặc với những loại hình dịch vụ mới như
Internet tốc độ cao, đa dịch vụ (Triple play). Ngồi ra, với khả năng tăng
băng thơng theo 1 Mbps, nhà cung cấp có thể đưa ra những dịch vụ phù hợp
với yêu cầu của người dùng.
18


• Các dịch vụ trong MAN-E được đảm bảo chất lượng dịch vụ theo những
cam kết chất lượng – Service Level Agree MAN-Et - SLA. Với những cam
kết về CIR, PIR hoặc thời gian lỗi, chất lượng dịch vụ trong MAN-E cao hơn
rất nhiều so với những mạng truyền thống như SONET/SDH.

1.2. Công nghệ mạng MAN-E
1.2.1. Tổng quan về công nghệ mạng MAN-E
Mạng MAN-E làm chức năng thu gom lưu lượng của các thiết bị mạng truy
nhập (MSAN, IP-DSLAM), lưu lượng các khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng
MAN để chuyển tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kế nối lên mạng trục
IP/MPLS để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, quốc tế.
Các công nghệ cho mạng MAN-E hiện tại gồm có:
• Cơng nghệ SDH-Cơng nghệ WDM
• Cơng nghệ thuần Ethernet-Cơng nghệ MPLS
• Cơng nghệ T-MPLS
Việc lựa chọn cơng nghệ mạng để triển khai phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố.
Chương này sẽ trình bày các đặc điểm, ưu nhược điểm, khả năng áp dụng của từng
công nghệ.

1.2.1.1. Công nghệ WDM
WDM là công nghệ truyền tải trên sợi quang đã xây dựng và phát triển từ
những năm 90 của thế kỷ trước. WDM cho phép truyền tải các luồng thông tin số
tốc độ rất cao (theo lý thuyết dung lượng truyển tải tổng cộng có thể đến hàng chục
ngàn Gigabít/s). Ngun lý cơ bản của cơng nghệ này là thực hiện truyền đồng thời
các tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác nhau trên một sợi quang. Băng tần
truyền tải thích hợp trên sợi quang được phân chia thành những bước sóng chuẩn
với khoảng cách thích hợp giữa các bước sóng (đã được chuẩn hóa bởi tiêu chuẩn
G.692 của ITU-T), mỗi bước sóng có thể truyền tải một luồng thơng tin có tốc độ
lớn (chẳng hạn luồng thơng tin số tốc độ 10Gbit/s). Do đó, cơng nghệ WDM cho
phép xây dựng những hệ thống truyền tải thông tin quang có dung lượng gấp nhiều
19


lần so với hệ thống thông tin quang đơn bước sóng. Hiện tại, sản phẩm và các hệ
thống truyền dẫn WDM đã được sản xuất bởi nhiều hãng sản xuất thiết bị Viễn
thông và đã được triển khai trên mạng của nhiều nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông
trên thế giới.
Ưu điểm:
• Cung cấp các hệ thống truyền tải quang có dung lượng lớn, đáp ứng được
các yêu cầu bùng nổ lưu lượng của các loại hình dịch vụ.
• Nâng cao năng lực truyền dẫn các sợi quang, tận dụng khả năng truyền tải
của hệ thống cáp quang đã được xây dựng.
Nhược điểm:
• Giá thành thiết bị mạng cao.
1.2.1.2. Cơng nghệ thuần Ethernet
Công nghệ Ethernet đã được xây dựng và chuẩn hoá để thực hiện các chức
năng của lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu. Công nghệ Ethernet hỗ trợ hiệu quả việc
cung cấp dịch vụ kết nối điểm - điểm với cấu trúc topo mạng phổ biến kiểu ring và
hub and spoke.

Với cơng nghệ đóng gói VLAN (VLAN Stacking, VLAN Tunneling) dữ liệu
của khách hàng có thể được phân chia độc lập với những đối tượng dữ liệu khác.
Trong công nghệ Q-in-Q (802.1ad), bên cạnh trường VLAN Tagging 12 bit
truyền thống (802.1q), nhà cung cấp dịch vụ Metro Ethernet sẽ bổ sung thêm một
trường VLAN tagging 12 bit thứ 2 để phân biệt các bản tin trong môi trường của
nhà cung cấp và bản tin trong môi trường của khách hàng. Công nghệ Q-in-Q đơn
giản nhưng vẫn đảm bảo được phần nào những yêu cầu đặt ra về chất lượng dịch
vụ. Sử dụng 3 bit trong trường CoS cho phép phân chia được 8 loại yêu cầu chất
lượng dịch vụ khác nhau, có khả năng kiểm sốt lưu lượng khá linh hoạt, đáp ứng
được những yêu cầu đặt ra cho một hệ thống mạng chuyển mạch gói. Các gói tin có

20


thể được đánh dấu tùy theo dịch vụ hoặc tùy theo khách hàng. Trường CoS cho
phép có thể ánh xạ 1-1 với 3 bit IP Precedence hoặc một phần với 6 bit DSCP.
Trong hệ thống mạng cung cấp dịch vụ Metro, Ethernet được sử dụng như
một công nghệ thay thế cho ATM và Frame Relay. Các chỉ số ATM VPI, VCI được
thay thế bằng VLAN tag. Ngoài ra, với bản chất truyền đa điểm, Ethernet cịn có
khả năng cung cấp dịch vụ kết nối đa điểm – đa điểm mà ATM và Frame Relay
không cung cấp được. Hạn chế lớn nhất của hệ thống mạng Metro Ethernet dựa trên
VLAN là giới hạn 4096 VLAN tag. Nếu mỗi khách hàng sử dụng 1 VLAN-ID thì
mỗi vùng mạng chỉ có thể cung cấp tối đa 4096 đường kết nối. Với giải pháp Q-inQ, khi chèn thêm một trường VLAN tag trong bản tin của nhà cung cấp, tối đa, có
thể cung cấp tới 1677216 nhãn dịch vụ.
Chuẩn Q-in-Q (802.1ad)
Công nghệ Metro Ethernet ngày càng phát triển, nhưng chuẩn 802.1Q VLAN
làm hạn chế số lượng VLAN (hạn chế cung cấp dịch vụ tới người dùng) do thẻ
VLAN định nghĩa trong IEEE 802.1Q chỉ có 12 bit. Vì vậy, khơng gian địa chỉ của
nó chỉ có 4096, khơng đủ đáp ứng khi số lượng người sử dụng ngày càng tăng. Và
Q-in-Q được đưa ra để giải quyết được vấn đề này.

Q-in-Q được thiết kế để mở rộng số VLAN bằng cách thêm vào gói 1 thẻ
VLAN 802.1Q. Với phần mở rộng thẻ, số VLAN chỉ ra tăng lên đến số lượng xáp
xỉ 16 triệu VLAN. Thẻ VLAN bên trong cơng nghệ Q-in-Q có hai phần:
• Phần bên trong thì dùng để chỉ người sử dụng.
• Phần bên ngồi chỉ dịch vụ.
Kết cuối Q-in-Q
Kết cuối Q-in-Q là điểm tại đó nhãn VLAN ngồi và trong được nhận dạng,
tùy theo chính sách chuyển tiếp gói tin mà loại bỏ nhãn hoặc chuyển tiếp gói tin.
Khi sử dụng Q-in-Q để kết nối lên mạng lõi, phương thức thực hiện sẽ tùy theo cấu
hình mạng mà có sự thay đổi.

21


Tại điểm biên của mạng lõi, kết cuối Q-in-Q được thực hiện trên subinterface của Router kết nối, thường được gọi là giao diện con kết cuối Q-in-Q.
Giao diện này tương tự với các giao diện VLAN ngoại trừ là giao diện VLAN xử lý
01 nhãn VLAN, còn giao diện kết cuối Q-in-Q thì xử lý 02 nhãn VLAN.
Ưu điểm:
• Giao diện Ethernet được sử dụng phổ biến trong các hệ thống mạng LAN,
hầu như tất các các thiết bị và máy chủ trong mạng LAN sử dụng kết nối
Ethernet.
• Chi phí đầu tư thấp
• Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệ
Ethernet đã được chuẩn hoá (họ giao thức IEEE 802.3). Phần lớn các thiết bị
mạng Ethernet của các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ
tiêu chuẩn trên. Việc chuẩn hoá này tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ tương
thích cao giữa các nhà sản xuất thiết bị khác nhau.
• Quản lý đơn giản
Nhược điểm:
• Cơng nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theu kiểu Hub (cấu trúc tơ pơ hình cây) mà khơng 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
tốn định tuyến chống lặp phân đoạn hình cây (spanning-tree-algorithm);.Cụ
thể là thuật tốn định tuyến phân đoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ
thực hiện chặn một vài phân đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm
dung lượng băng thơng làm việc của vịng 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 50 ms).

22


• Không phù hợp cho việc truyền tải ứng dụng có đặc tính lưu lượng thời gian
thực
• Chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những
dịch vụ cần truyền tải có yêu cầu về QoS.
1.2.2. Công nghệ MPLS
1.2.2.1. Giới thiệu về MPLS
MPLS là một phương thức được cải tiến cho việc chuyển tiếp các gói tin
trong mạng bằng cách sử dụng các nhãn được gắn thêm vào trong các gói tin IP.
Các nhãn được chèn vào giữa header của lớp 3 và header của lớp 2 trong trường
hợp sử dụng kỹ thuật dựa trên khung lớp 2. Đối với các kỹ thuật dựa trên tế bào như
ATM, thì nó sẽ chứa cả trường VPI và VCI.
MPLS là sự kết hợp của kỹ thuật chuyển mạch lớp 2 và kỹ thuật định tuyến
lớp 3. Mục tiêu chính của MPLS là tạo ra một cấu trúc mạng mềm dẻo để cung cấp
cho đặc tính mở rộng và ổn định của mạng.
Trong mạng MPLS, các gói tin vào được gán nhãn bởi một bộ định tuyến
chuyển mạch nhãn ở biên (Edge LSR). Các gói tin được gửi theo một đường chuyển
mạch nhãn (LSP). LSP là con đường mà mỗi LSR sử dụng để chuyển tiếp dựa trên

các đối xử riêng biệt cho từng nhãn. Tại mỗi chặng, LSR gỡ bỏ các nhãn có sẵn và
thêm vào một nhãn mới, sau đó thơng báo cho chặng kế tiếp để biết để chuyển tiếp
gói tin. Nhãn sẽ được gỡ bỏ tại LSR biên và gói tin sẽ tiếp tục được chuyển tiếp đến
đích cần đến.

23