Xây dựng mô hình mạng ipoa phục vụ cho đào tạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM THỊ HỒNG

XÂY DỰNG MƠ HÌNH MẠNG IPoA PHỤC VỤ
CHO ĐÀO TẠO

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Kim Giao

Hà nội - 2005


1
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

MC LC
Trang
LI CAM OAN ............................................................. Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................. 4
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................................................... 8
MỞ ĐẦU............................................................................................................................ 11
CHƢƠNG 1: XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG VIỄN THÔNG
HIỆN ĐẠI.......................................................................................................................... 13
1.1 Thực trạng kiến trúc của mạng Viễn thông truyền thống .................................. 13
1.2 Các hạn chế của mạng Viễn thông nước ta hiện nay.......................................... 14
1.2.1 Hạn chế trong việc phân cấp mạng theo địa lý hành chính ............................ 14

1.2.2 Các dịch vụ tồn tại trên những mạng riêng lẻ .................................................. 14
1.2.3 Mạng viễn thông hiện tại đang có cấu trúc đóng............................................. 15
1.2.4 Sự bất cập trong việc cung cấp dịch vụ mới .................................................... 16
1.2.5 Quản lý mạng khó khăn ...................................................................................... 16
1.3 Phương hướng khắc phục ........................................................................................ 16
1.4 Tiêu chí đặt ra cho một hệ thống viễn thông hiện đại ......................................... 18
1.5 Mục tiêu xây dựng hệ thống mạng viễn thông phục vụ cho đào tạo theo xu
hướng hiện đại .................................................................................................................. 19
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ IP. CÁC ỨNG DỤNG TRÊN NỀN
IP ......................................................................................................................................... 22
2.1 Tổng quan về công nghệ IP ..................................................................................... 22
2.2 Tổng quan về cơng nghệ IP ..................................................................................... 25
2.2.1 Khn dạng của gói tin IP .................................................................................. 26
2.2.2 Cách đánh địa chỉ IP .......................................................................................... 29
2.2.2.1 Địa chỉ IP ......................................................................................................29
2.2.2.2 Các lớp địa chỉ IP ........................................................................................30
2.2.2.3 Địa chỉ IP subnet .........................................................................................31
2.2.2.4 IP Subnet mask .............................................................................................31
2.2.2.5. Cách tính Network number từ subnet mask.............................................33
2.2.3 CIDR (Classless interdomain routing) .............................................................. 34
2.2.4 ARP và RARP ...................................................................................................... 35
2.3 IPng: IP Version 6 .................................................................................................... 35
2.4 Các ứng dụng trên nền IP ....................................................................................... 36
2.4.1 Các ứng dụng truyền thống trong mạng Internet ............................................ 36
2.4.1.1 Dịch vụ thư tín điện tử (E-mail) .................................................................36
2.4.1.2 Dịch v truyn tp FTP ...............................................................................37
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


2

Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
2.4.1.3 Dch v Worl Wide Web ..............................................................................37
2.4.1.4 Dch vụ truy cập từ xa (Telnet) ..................................................................38
2.4.2. Ứng dụng truyền thoại trên nền IP: Voice Over IP ........................................ 38
2.4.3 Ứng dụng mạng riêng ảo: IP-VPN .................................................................... 40
CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH IP HỒN CHỈNH ĐA TRUY NHẬP .. 43
3.1 Mục đích, các tiêu chí xây dựng mạng mơ hình mạng IP .................................. 43
3.2 Sơ lược về cơ sở hạ tầng hệ thống mạng của PTN BMHTVT ........................... 43
3.3 Nghiên cứu, xây dựng hệ thống mạng truy cập ADSL ....................................... 51
3.3.1 Công nghệ ADSL và mục tiêu nghiên cứu xây dựng mạng truy cập ........... 51
3.3.2 Cấu trúc hệ thống ADSL .................................................................................... 52
3.3.3 Ngăn xếp giao thức truyền thông được sử dụng trong mạng ADSL ............ 53
3.3.4 Triển khai hệ thống mạng truy cập ADSL trong phịng thí nghiệm Bộ môn
Hệ thống Viễn thông (Telecom. Sys. Lab) ................................................................ 57
3.3.4.1 Chức năng Modem ADSL (tương thích chuẩn G.dmt) ............................59
3.3.4.2 Chức năng của AM3000 .............................................................................60
3.3.4.3 Chức năng của AM3200 .............................................................................60
3.3.4.4 Chức năng của IBM 205 .............................................................................61
3.4 Xây dựng hệ thống mạng truy cập khơng dây trong phịng t hí nghiệm HTVT 65
3.4.1 Kiến thức chung về mạng không dây................................................................ 65
3.4.2 Xây dựng mạng khơng dây trong phịng thí nghiệm ....................................... 67
3.5 Xây dựng mơ hình của nhà cung cấp dịch vụ Internet trong phịng thí nghiệm
Bộ mơn Hệ thống Viễn thơng ..........................................................................................72
3.5.1 Kiến thức chung ................................................................................................... 72
3.5.1 Thiết lập cấu hình DHCP Server cho máy chủ ................................................ 74
3.5.2 Cấu hình DNS Server .......................................................................................... 76
3.5.2.1 Cách thức hoạt động của DNS ...................................................................76
3.5.1.2 Cách thức cấu hình DNS trên Win2000 Server .......................................77
CHƢƠNG 4: CƠNG NGHỆ ATM. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IP TRÊN NỀN
ATM (IPoA). ..................................................................................................................... 85

4.1 Đặt vấn đề .................................................................................................................... 85
4.2 Công nghệ ATM – công nghệ lựa chọn cho mạng B-ISDN .............................. 85
4.3 Cơ sở về ATM ............................................................................................................. 88
4.3.1 ATM là gì? ........................................................................................................... 88
4.3.2 Lợi ích của ATM ................................................................................................. 88
4.3.3 Cấu trúc cơ bản của một tế bào ATM ............................................................... 88
4.3.4 Mơ hình tham chiếu ATM .................................................................................. 90
4.4 Các dịch vụ ATM ....................................................................................................... 91
4.4.1 PVC và SVC ........................................................................................................ 91
4.4.2 Kết nối ATM ảo ................................................................................................... 92
4.4.3 Chuyển mạch tuyến ảo và kênh ảo .................................................................... 93
4.4.4 Cỏc lp dch v ATM ......................................................................................... 94
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học C«ng nghƯ


3
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
4.5 Mụ hỡnh mng ATM .................................................................................................. 96
4.5.1 S lược về chuyển mạch ATM .......................................................................... 97
4.5.2 Phương thức kết nối trong mạng ATM ............................................................. 98
4.5.3 Báo hiệu trong mạng ATM ................................................................................ 99
4.6 Ứng dụng công nghệ IP trên nền ATM ............................................................... 100
4.6.1 Lý do sử dụng công nghệ IPoA ....................................................................... 100
4.6.2 Các mơ hình IP trên nền ATM......................................................................... 101
4.6.2.1 Mơ hình ngang hàng................................................................................. 101
4.6.2.2 Mơ hình chồng phủ ................................................................................... 102
4.6.2.3 PAR (PNNI Augmented Routing) và I-PNNI (Intergrated-PNNI)...... 103
4.6.3 IP truyền thống trên ATM, NHRP, và IP Multicast trên ATM ................... 103
4.6.3.1 IP truyền thống trên ATM ........................................................................ 103
4.6.3.2 NHRP.......................................................................................................... 106

CHƢƠNG 5: XÂY DỰNG MẠNG IPoA PHỤC VỤ CHO ĐÀO TẠO ............ 107
5.1 Mơ hình dự kiến sẽ triển khai tại phòng TN BMHTVT ................................... 107
5.2 Sơ lược về các thiết bị trong mơ hình ................................................................... 109
5.2.1 Thiết bị chuyển mạch vạn năng IGX8400...................................................... 109
5.2.1.1 Giới thiệu chung........................................................................................ 109
5.2.1.2 Các đặc điểm chính của thiết bị IGX8400............................................. 114
5.2.1.3 Các dịch vụ của IGX8400 ........................................................................ 115
5.2.2 Thiết bị Catalyst 3550 ....................................................................................... 118
5.2.3 Router 2650 ........................................................................................................ 119
5.3 Cấu hình và vận hành hệ thống ............................................................................ 122
5.3.1 Kiểm tra hệ thống, nhận diện card dịch vụ..................................................... 122
5.3.2 Kiểm tra khả năng làm việc của các cổng giao diện trên card UXM-E và
URM ............................................................................................................................. 122
5.3.3 Kiểm tra kết nối ATM....................................................................................... 123
5.3.4 Kiểm tra kết nối thoại ........................................................................................ 124
5.4 Triển khai một số thí nghiệm để phân tích đánh giá hiệu năng của mạng
IpoA..... ............................................................................................................................. 124
5.4.1 Phân tích các dịch vụ Internet trong mạng IpoA ........................................... 124
5.4.1.1 Giới thiệu chung........................................................................................ 124
5.4.1.2 Đề xuất mơ hình và tiến hành thực nghiệm ........................................... 126
5.4.2 Phân tích, đánh giá sự vận hành c ủa luồng ATM sử dụng thiết bị đo kiểm
Domino WAN.............................................................................................................. 129
5.4.2.1 Khái quát về Domino WAN và phần mềm Domino NAS ..................... 130
5.4.2.2 Mô phỏng, giám sát mạng ATM sử dụng module E1 ATM ................. 132
KẾT LUẬN ..................................................................................................................... 137
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 138
DANH MỤC CC CễNG TRèNH CA TC G I.............................................. 139

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học C«ng nghƯ

4
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

DANH MC CC Kí HIU, CC CH VIT TẮT
AAL

ATM Adaptation Layer

Lớp tương thích ATM

ARP

Address Resolution Protocol

Giao thức phân giải địa chỉ

ATM

Asynchronous transfer mode

Phương thức truyền dẫn không
đồng bộ

BRI

Basic Rate Interface

Giao diện tốc độ cơ bản

CIP

Classical IP over ATM

IP trên nền ATM truyền thống

I-PNNI

Intergrated – PNNI

Tích hợp PNNI

IPoA

IP over ATM

IP trên nền ATM

ISDN

Integrated Services Digital Network

Mạng số đa dịch vụ tích hợp

ISO

International Organization for
Standardization

Tổ chức quy định các chuẩn

quốc tế

ISP

Internet Service Provider

Nhà cung cấp dịch vụ Internet

ISUP

ISDN User Part

Phần người dùng ISDN

ITU

International Telecommunication
Union

Tổ chức viễn thông quốc tế

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

LANE

LAN Emulation

Giả lập mạng LAN

LIS

Logical IP Subnet

Mạng con logic IP

MGCP

Media Gateway Control Protocol

Giao thức điều khiển cổng
truyền thông

MLPPP

Multi – link Point to Point Protocol

Giao thức truyền điểm – đa
điểm

MPLS

Multi Protocol Label Switching

Chuyển mạch đa giao thức

MPOA

Multi Protocol Over ATM

a giao thc qua ATM

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


5
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
NIC

Network Interface Controler

Giao din iu khin mng

NNI

Network Network Interface

Giao diện mạng – mạng

NT

Network Terminal

Đầu cuối mạng

OC

Optical Carrier

Truyền dẫn quang

OSPF

Open Shortest Path First

Thuật tốn tìm đường ngắn
nhất

PNNI

Private Network-Network Interface

Giao diện riêng mạng – mạng

PPP

Point to Point Protocol

Giao thức truyền điểm – điểm

PRI

Primary Rate Interface

Giao diện tốc độ cơ sở

Q.sig

Q reference point SIGnaling System

Hệ thống báo hiệu điêm tham
chiếu Q

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RARP

Reverse
Protocol

RAS

Remote Access Server

Máy chủ truy cập từ xa

RIP

Routing Information Protocol

Giao thức định tuyến thông tin

SDH

Synchoronous Digital Hierarchy

Phân cấp số đồng bộ

SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức khởi tạo phiên
truyền

SNMP

Simple Network Management
Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn
giản

SONET

Synchronous Optical Network

Mạng cáp quang đồng bộ

SS7

Signaling System 7

Hệ thống báo hiệu số 7

TA

Terminal Adapter

Bộ tương thích đầu cuối

TC

Transmission Convergence layer

Lớp truyền dn hi t

Address

Resolution Giao thc phõn gii a ch
ngc

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại häc C«ng nghƯ


6
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
TCP

Transport Control Protocol

Giao thc iu khin vn
chuyn

TE

Terminal Equipment

Thit bị đầu cuối

UNI

User-Network Interface

Giao diện người dùng – mạng

VC

Virtual Channel

Kênh ảo

VCI

Virtual Channel Identifier

Nhận dạng kênh ảo

VoIP

Voice over IP

Thoại qua giao thức Internet

VPI

Virtual Path Identifier

Nhận dạng đường ảo

VPN

Virtual Private Network

Mạng riêng o

WAN

Wide Area Network

Mng din rng

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


7
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

DANH MC BNG
Bng 2.1: Phõn b lp a chỉ và dải địa chỉ IP ............................................................. 30
Bảng 2.2: Bảng tính tốn số subnet và số host trong một subnet ................................ 32
Bảng 2.3: Bảng subnet mask, số subnet và số host tương ứng ................................... 33
Bảng 3.1: Tùy chọn cho mỗi phương thức kết nối trong ATM ................................... 55

Bảng 4.1: So sánh một số công nghệ .............................................................................. 86
Bảng 4.1: Các thông số QoS của các lớp dịch vụ ATM ............................................... 95
Bảng 5.1: Tính năng của các luồng traces .................................................................... 127
Bảng 5.2: Sự phụ thuộc vào giao thức .......................................................................... 127
Bảng 5.3: Sự ph thuc vo dch v ............................................................................. 128

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghÖ


8
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

DANH MC HèNH V
Hỡnh 1.1: S tn ti riêng rẽ của các loại hình dịch vụ trên các loại mạng khác nhau15
Hình 1.2 Tổng đài thực sự là một “bí mật” đối với người sử dụng............................. 16
Hình 2.1: Hai ví dụ của liên kết mạng ............................................................................ 25
Hình 2.2: Mơ hình OSI và mơ hình phân lớp của giao thức IP ................................... 26
Hình 2.3: Khn dạng của gói tin IP............................................................................... 27
Hình 2.4: Minh họa địa chỉ IP .......................................................................................... 29
Hình 2.5: Phân lớp địa chỉ IP ........................................................................................... 30
Hình 2.6: Dải địa chỉ IP tương ứng với từng phân lớp ................................................. 31
Hình 2.7: Số bit “mượn” để tạo thành trường địa chỉ subnet ....................................... 32
Hình 2.9: Quá trình thực hiện phép toán AND giữa địa chỉ IP và Subnet Mask ...... 33
Hình 2.10: Phương thức CIDR ........................................................................................ 34
Hình 2.11: Mơ hình mạng VoIP ...................................................................................... 38
Hình 2.13: Mơ hình mạng VPN....................................................................................... 41
Hình 3.2 : Kết nối các máy tính thành mạng LAN để chia sẻ tài nguyên và dữ liệu 46
Hình 3.3: Kết nối các mạng Corporate ........................................................................... 47
Hình 3.4: Truy cập Internet sử dụng Diva T/A.............................................................. 47
Hình 3.5: Tạo một mạng riêng ảo qua mạng Internet ................................................... 47

Hình 3.6: Thực hiện fax và thoại đồng thời ................................................................... 47
Hình 3.7 : Sơ đồ kết nối của Router 805 Cisco ............................................................. 48
Hình 3.8 : Remote Office đến Corporate Office............................................................ 49
Hình 4.9 : Small Office đến ISP ...................................................................................... 49
Hình3.9: Sơ đồ kết nối mạng sử dụng Sonic Wall ........................................................ 50
Hình 3.10: Mơ hình tham chiếu hệ thống ADSL .......................................................... 53
Hình 3.11: Mơ hình phân lớp giao thức .......................................................................... 54
Hình 3.13: Ứng dụng PPPoA trong kiến trúc mạng ADSL ......................................... 56
Hình 3.14: Ứng dụng PPPoE trong kiến trúc mạng ADSL.......................................... 57
Hình 3.15: Sơ đồ mạng truy cập ADSL tại phịng thí nghiệm Hệ thống Viễn thơng 58
Hình 3.16: Chức năng của AM3000 và AM3200 ......................................................... 60
Hình 3.18: Mơ hình mạng wireless trong phịng thí nghiệm ....................................... 67
Hình 3.19: Giao diện mặt sau của WRT54G ................................................................. 68
Hình 3.20: Mặt trước của WRT54G ............................................................................... 69
Hình3.21: Thiết bị Wireless Card.................................................................................... 69
Hình 3.22: Trang chủ cấu hình Wireless Router Broadband ....................................... 70
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


9
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
Hỡnh 3.22: Cu hỡnh a ch Local IP và tính năng DHCP Server .............................. 71
Hình 3.23: Đặt username và password ........................................................................... 71
Hình 3.24: Trạng thái của Router .................................................................................... 72
Hình 3.25: Sơ đồ kết nối mạng máy tính trung tâm với hệ thống máy chủ Web
Server, FTP Server, DNS Server ..................................................................................... 74
Hình 3.26: Cách thiết lập cấu hình DHCP Server ......................................................... 74
Hình 3.27: Giao diện cấu hình DHCP Server ................................................................ 75
Hình 3.28: Giao diện cấu hình cho DHCP Server ......................................................... 75
Hình 3.31: Mở cấu hình DNS .......................................................................................... 77

Hình 3.32: Giao diện cấu hình DNS Server ................................................................... 78
Hình 3.33: Tạo một Zone mới ......................................................................................... 78
Hình 3.34: Tạo một Domain con trong Domain mẹ ..................................................... 79
Hình 3.35: Đặt con trỏ vào Domain ................................................................................ 79
Hình 3.36: Giao diện cấu hình thành cơng ..................................................................... 80
Hình 3.37: Tạo Reversed Lookup Zone ......................................................................... 80
Hình 3.38: Tạo một Poiter mới ........................................................................................ 81
Hình 3.39: Gán địa chỉ IP cho tên miền và gán tên miền cho địa chỉ IP của Server 81
Hình 3.40: Cấu hình thành cơng ...................................................................................... 82
Hình 3.41: Truy cập vào cấu hình IIS ............................................................................. 82
Hình 3.42: Giao diện cấu hình IIS................................................................................... 83
Hình 3.44 Trang liên kết đến các tài liệu của phịng thí ............................................... 84
Hình 3.45 Các khuyến nghị của ITU-T .......................................................................... 84
Hình 4.1: Cấu trúc cơ bản của một tế bào ATM ............................................................ 89
Hình 4.2 Cấu trúc tế bào ATM, UNI và NNI ............................................................... 89
Hình 4.3: Mơ hình tham chiếu ATM ............................................................................. 91
Hình 4.4: Các VC kết hợp lại để tạo thành VP .............................................................. 93
Hình 4.5: Chuyển mạch tuyến ảo (VP) và kênh ảo (VC) ............................................. 93
Hình 4.6: Mơ hình mạng ATM ........................................................................................ 96
Hình 4.7: Các giao diện khác nhau cho các mạng cục bộ và mạng cơng cộng ......... 96
Hình 4.8: Kiến trúc một bộ chuyển mạch ATM ............................................................ 97
Hình 4.9: Các khối báo hiệu trong mạng ATM ........................................................... 100
Hình 4.10: IP truyền thống trên ATM .......................................................................... 103
Hình 5.1: Sơ đồ kết nối hồn chỉnh dự kiến của phịng thí nghiệm .......................... 107
Hình 5.2: Mơ hình IpoA dự kiến tại phịng thí nghiệm .............................................. 108
Hình 5.3: Các thế hệ chuyển mạch IGX8410, 8420, 8430 ca Cisco....................... 109
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


10

Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
Hỡnh 5.4: Cụng c qun lý End to End ......................................................................... 110
Hình 5.5: Mơ hình một nút mạng triển khai tại PTN Bộ mơn HTVT ...................... 121
Hình 5.6: Sơ đồ kết nối ATM ........................................................................................ 123
Hình 5.7: Sơ đồ kết nối thoại ......................................................................................... 124
Hình 5.8: Mơ phỏng kết nối TCP và thơng lượng đường truyền ............................. 129
Hình 5.9: Ước lượng thơng lượng và số burst cực đại ................................................ 129
Hình 5.10: Thiết bị Domino WAN và kết nối thiết bị Domino WAN với máy tính 130
Hình 5.11: Sơ đồ kết nối module E1 thực hiện mô phỏng thiết bị đầu cuối ATM . 132
Hình 5.12: Chỉ thị LED của module OC-3/STM-1 ..................................................... 133
Hình 5.13: Giao diện thực hiện phân tích mạng ATM ............................................... 133
Hình 5.14: Giao diện giám sát lưu lượng thiết bị ATM ............................................. 133
Hình 5.15: Mối liên hệ giữa các giao thức của luồng lưu lượng ATM .................... 135
Hình 5.16: Sơ đồ kết nối thực nghiệm giám sát kết nối giữa hai thiết bị ATM ...... 135
Hình 5.17: Sơ đồ kết nối để giám sát sự hoạt động giữa hai thiết bị ATM ho ặc giữa
các thiết bị liên kt ATM ................................................................................................ 136

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


11
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

M U
Trong thi i hin nay, cụng ngh thơng tin và bưu chính Viễn thơng đang
phát triển với tốc độ như vũ bão. Để phục vụ cho công tác đào tạo, nhiệm vụ của
cán bộ giảng dạy là phải nắm bắt kịp thời xu hướng phát triển của thế giới, giúp
sinh viên có được một nền tảng tương đối vững chắc và đầy đủ trước khi ra trường.
Hơn nữa, sinh viên ngành viễn thông muốn tiếp cận công nghệ sử dụng trong thực
tế là rất khó khăn, khơng có nhà máy xí nghiệp nào, hay cơng ty nào có thể tiếp

nhận một số đơng sinh viên thực tập thực tế. Mặt khác, hệ thống viễn thông quốc
gia vận hành liên tục, không thể cho sinh viên thực hành để học tập công nghệ
được. Các cơ sở đào tạo viễn thơng phải tự mình xây dựng các phịng thí nghiệm,
mô phỏng hệ thống truyền thông để sinh viên thực hành cơng nghệ, nghiên cứu phát
triển cơng nghệ. Vì vậy, xây dựng mạng viễn thông riêng cho ngành Công nghệ
Điện tử viễn thông trong trường Đại học Công nghệ Hà Nội là hết sức bức thiết. Tại
đây sinh viên, nghiên cứu sinh cũng như các cán bộ giảng dạy hoàn tồn chủ động
trong việc nắm vững cơng nghệ, khoa học và các thiết bị trong lĩnh vực truyền
thông hiện đại.
Như ta đã biết, do nhu cầu truyền thơng tin, tích hợp đa dịch vụ, tối ưu hóa
chất lượng cũng như giá thành dịch vụ, đã có nhiều cơng nghệ tiên tiến ra đời trong
đó cơng nghệ ATM đã đóng vai trò chủ đạo trong thiết kế mạng từ cuối những năm
1980 do tốc độ và khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ của nó. Bên cạnh đó, cơng
nghệ mạng Internet IP đã được sử dụng rất phổ biến và trở thành một khái niệm rất
quen thuộc với những người làm công nghệ thông tin hay điện tử viễn thông và với
cả những người sử dụng. Vì vậy, việc chồng phủ công nghệ IP trên nền công nghệ
ATM (công nghệ IP trên nền ATM- IPoA) đã và đang được tìm hiểu và triển khai
rộng rãi.
Với mong muốn sau này được công tác trong lĩnh vực đào tạo, và lĩnh hội
được các công nghệ tiên tiến nhất em đã chọn đề tài “Xây dựng mơ hình mạng IP
over ATM phục vụ cho đào tạo” làm đề tài cho luận án tốt nghiệp Thạc sỹ của
mình. Luận án được thực hiện trong năm chương như sau:
Chương 1: Nêu khái quát sự lạc hậu bất cập của hệ thống viễn thông nước ta, xu
hướng phát triển của các hệ thống viễn thông hiện đại và mục tiêu xây dựng hệ
thống mạng viễn thông phục vụ cho công tác đào tạo của Khoa ĐTVT HCN.
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


12
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

Chng 2: Trỡnh by v cụng ngh IP và các ứng dụng phổ biến, tiên tiến thực hiện
được trên nền công nghệ IP như VoIP, VPN,…
Chương 3: Tập trung xây dựng hồn thiện mơ hình mạng IP đa truy nhập trong
phịng thí nghiệm Hệ thống Viễn thơng với các cơng nghệ khởi nguồn từ PSTN sau
đó là ISDN, ADSL, Wireless,…
Chương 4: Trình bày khái qt về cơng nghệ ATM, công nghệ chồng phủ IP trên
nền ATM, phương thức hoạt động của các công nghệ này,…
Chương 5: Đi sâu vào việc xây dựng mơ hình mạng IPoA tại phịng thí nghiệm bao
gồm: mơ hình dự kiến, các phần đã thực hiện được. Chương này cịn trình bày một
số thực nghiệm để tiến hành phân tích giám sát sự hoạt động của mạng ATM, mạng
IPoA, đo các thông số lưu lượng, đánh giá QoS,…Các phần thực nghiệm này tuy
chưa có kết quả chi tiết nhưng mở ra phương án nghiên cứu tiếp theo của phịng thí
nghiệm giúp cho sinh viên có được kiến thức tồn diện nhất về Hệ thống Viễn
thơng. Đây là các thực nghiệm hồn tồn có thể làm được nếu được đầu tư thêm các
module cho thiết bị đo kiểm và hồn thiện được mơ hình hệ thng.

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


13
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

CHNG 1: XU HNG PHT TRIN CA H THỐNG VIỄN
THƠNG HIỆN ĐẠI
Để nghiên cứu xây dựng mơ hình mạng IP trên nền ATM phù hợp với sự
phát triển của một hệ thống tiên tiến trong thực tế, trước tiên ta phải hiểu xu hướng
phát triển của hệ thống viễn thông hiện đại. Các xu hướng này được các nhà khai
thác mạng đưa ra nhằm khắc phục những bất cập của hệ thống mạng viễn thô ng
hiện tại, đáp ứng nhu cầu truyền thông đa phương tiện đang ngày một gia tăng. Để
giải quyết từng bước vấn đề này trước tiên ta xem xét thực trạng của mạng Viễn

thông truyền thống của nước ta hiện nay.

1.1 Thực trạng kiến trúc của mạng Viễn thông truyền thống
Mạng viễn thông hiện tại khởi nguồn từ mạng thoại, đã được hiện đại hóa nhờ
sự phát triển của khoa học cơng nghệ. Tuy nhiên các mạng viễn thơng hiện tại cịn
tồn tại một cách riêng lẻ, chưa nằm trong một thể thống nhất. Mỗi mạng được thiết
kế cho các dịch vụ riêng biệt, rất khó khăn trong việc triển khai các dịch vụ truyền
thông đa phương tiện. Kiến trúc mạng viễn thông truyền thống có thể thấy sự lạc
hậu thể hiện ở một số điểm sau:
 Kiến trúc cồng kềnh.
 Chia tách thành nhiều mạng.
 Không theo kịp sự phát triển của công nghệ.
 Khơng theo kiến trúc mở, khó ứng dụng cơng nghệ mới.
Căn cứ trên quá trình hình thành và phát triển của các mạng hiện tại, chúng ta
cần xem xét một số yếu tố cơ bản trước khi tìm hiểu xu hướng phát triển:
 Xét về góc độ dịch vụ gồm có mạng thoại và mạng phi thoại.
 Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền
dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ.
Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch
vụ như leased line, Frame Relay, ATM, và các dịch vụ kết nối cơ bản. Tuy nhiên xu
hướng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm dịch
vụ mới dựa trên cơng nghệ IP để đảm bo li nhun lõu di.
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


14
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

1.2 Cỏc hn ch ca mng Vin thụng nƣớc ta hiện nay
1.2.1 Hạn chế trong việc phân cấp mạng theo địa lý hành chính

Với cách tổ chức cung cấp dịch vụ thơng tin theo điạ bàn hành chính tỉnh /
thành phố như hiện nay, mã vùng tương ứng với mã tỉnh/thành phố, ngoại trừ Hà
Nội (mã 04) và thành phố Hồ Chí Minh (mã 08) và một số tỉnh/ thành phố trọng
điểm khác, còn lại mỗi vùng tương ứng với mỗi tỉnh/thành phố tuy có số lượng thuê
bao và lưu lượng khơng lớn nhưng vẫn hình thành mạng riêng theo địa bàn hành
chính. Đặc biệt một số tỉnh khi tiến hành tách tỉnh theo địa bàn hành chính (năm
1997) thì cũng hình thành mạng mới với các Host mới tạo nên một số vấn đề phức
tạp trong việc cung cấp dịch vụ. Ví dụ: Hai thuê bao truớc đây thuộc một tỉnh khi
thực hiện cuộc gọi thì lưu lượng cuộc gọi chỉ cần đi qua hai tổng đài vệ tinh và một
tổng đài Host và cước cuộc gọi được tính với giá cước nội hạt. Khi tiến hành tách
tỉnh hai thuê bao này ở hai tỉnh liền kề nhau khi thực hiện cuộc gọi thì lưu lượng
cuộc gọi phải đi qua hai tổng đài Host và vòng qua tổng đài Toll (đặt tại Hà Nội, Đà
Nẵng hoặc thành phố Hồ Chí Minh) và giá cước sẽ được tính theo cước đường dài.
Theo cấu hình và tổ chức khai thác hiện nay của mạng Viễn thông Việt Nam,
các cuộc gọi đường dài quốc gia phải đi qua tối thiểu qua 3 tổng đài và 2 đoạn
truyền dẫn, nếu cuộc gọi khơng thể gửi theo mạch trực tiếp được thì lưu lượng cuộc
gọi phải định tuyến qua rất nhiều tổng đài chuyển tiếp. Do vậy chất lượng của dịch
vụ Viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi cấu hình và cách tổ
chức khai thác này. Mặt khác nếu xem xét ở góc độ kinh tế thì cách thức thực hiện
việc cung cấp các dịch vụ Viễn thông và việc tổ chức khai thác như vậy là khơng
hiệu quả cao. Do đó phải tìm ra một cấu trúc tổ chức khác hoàn thiện hơn đáp ứng
được nhu cầu quản lý và cung cấp dịch vụ.
1.2.2 Các dịch vụ tồn tại trên những mạng riêng lẻ
Mạng Viễn thông thế hệ cũ đã tồn tại và phát triển gần 100 năm, trong 100
năm đó ít có sự thay đổi mang tính cách mạng và khoảng cách giữa các mốc chuyn
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


15
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

i cụng ngh cng rt xa nhau (t chuyển mạch cơ sang chuyển mạch điện tử
analog rồi đến chuyển mạch số, chuyển mạch gói…..)
Các nhánh cơng nghệ Viễn thông khác nhau đã tạo ra các mạng lõi cung cấp
các dịch vụ Viễn thông tồn tại dưới những dạng riêng lẻ như mạng chuyển mạch
PSTN, mạng X.25, mạng di động…..

Hình 1.1: Sự tồn tại riêng rẽ của các loại hình dịch vụ trên các loại mạng khác nhau
1.2.3 Mạng viễn thơng hiện tại đang có cấu trúc đóng
Thời gian trước đây do công nghệ chưa phát triển, các thiết bị Viễn thông là
độc quyền của các công ty Viễn thông lớn. Các công nghệ (phần cứng/ phần mềm)
chuyên dụng được sử dụng trong các thiết bị này và thường là bí mật cơng nghệ
của từng hãng và khơng được công bố rộng rãi, tổng đài như một chiếc hộp đen chỉ
có đầu vào và đầu ra. Do vậy, khi mua thiết bị chuyển mạch cơ sở của một hãng nào
đó thì các thiết bị cấu thành khác như: Các trạm lặp thuê bao xa, các bộ tập trung,
các modul chuyển mạch vệ tinh….cũng phải chọn của chính hãng đó.
Rất nhiều cơng ty dùng chính những sự hạn chế này để ép khách hàng, có thể
ban đầu giá thành của phần chuyển mạch cơ sở rất rẻ nhưng khi khách hàng có nhu
cầu nâng cấp thì các nhà sản xuất thiết bị đó sẽ tăng giá lên rất cao nhưng nh khai
thỏc khụng cú s la chn no khỏc.

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại häc C«ng nghƯ


16
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

Hỡnh 1.2 Tng i thc s l mt “bí mật” đối với người sử dụng
Cũng vì cấu trúc của của các hệ thống chuyển mạch đóng nên các hãng sản
xuất các phần cứng Viễn thông nhỏ lẻ cũng khơng có cơ hội tồn tại vì khơng có khả
năng tương thích với các thiết bị của các hãng lớ n khác.

1.2.4 Sự bất cập trong việc cung cấp dịch vụ mới
Do các của mạng Viễn thông hiện tại tồn tại một cách riêng lẻ, công nghệ sử
dụng trong mỗi mạng là quá khác nhau nên các dịch vụ cũng chỉ giới hạn trong các
mạng này, nó nghèo nàn và khó có cơ hội phát triển.
Mặt khác các dịch vụ mạng hiện tại thường do các nhà khai thác Viễn thơng
cung cấp, ví dụ như các dịch vụ mạng thơng minh hay các dịch vụ trên mạng di
động thường được định nghĩa sẵn và tích hợp ln vào vào các thiết bị Viễn thông
của nhà khai thác nên không thể thay đổi được.

1.2.5 Quản lý mạng khó khăn
Tổng cơng ty bưu chính Viễn thơng Việt Nam (VNPT) trong q trình số
hố mạng Viễn thơng trong những năm qua đã cố gắng trang bị cơ sở hạ tầng Viễn
thông số hiện đại và cố gắng tránh tình huống bị ép giá bằng cách trang bị các tổng
đài của nhiều hãng khác nhau. Tuy nhiên điều này làm nảy sinh sự phức tạp trong
kiến trúc mạng, sự tương thích giữa các chủng loại thiết bị và sự phức tạp trong
quản lý

1.3 Phương hướng khắc phục
Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các nhà khai
thác nhận thấy rằng sự hội tụ giữa mạng thoại và mạng phi thoại l xu hng tt
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


17
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
yu. Nh cung cp dch v cn cú một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp đa dịch vụ,
quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ
của mạng hiện nay.
Việc hợp nhất các mạng riêng lẻ thành một mạng duy nhất- mạng hội tụ có thể

hiểu là kết hợp các mạng thành một một mạng đa dịch vụ, có hạ tầng thơng tin
thống nhất dựa trên cơng nghệ gói để có thể triển khai nhanh chóng các loại hình
dịch vụ khác nhau dựa trên sự hội tụ giữa mạng thoại và phi thoại.
Thêm vào đó sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ vi xử lý, khoảng cách
truyền dẫn cáp quang tăng vọt cùng với dung lượng truyền dẫn trên cáp quang
khơng chỉ một bước sóng mà là ghép kênh đa bước sóng, các cơng nghệ truy nhập
mới với các phương pháp mã hoá đường truyền cho phép truy nhập mạng với tốc độ
cao. Mặt khác, sự bùng nổ nhu cầu dịch vụ Internet và các dịch vụ giá trị gia tăng
như VoIP, VoD, VPN...yêu cầu cấp dịch vụ và mức bảo mật tăng cao để đáp ứng
thương mại điện tử trên Internet. Các hệ thống mạng đường trục cũng theo hướng
hội tụ để đi đến một hệ thống mạng backbone có mức độ tích hợp những ưu thế tốt
nhất của công nghệ lớp 3 là IP (thơng minh, linh hoạt trong định tuyến, tính mở
rộng cao) với khả năng chuyển mạch nhanh và các cơ chế QoS, quản lí lưu lượng
rất tốt của cơng nghệ lớp 2 ATM để đi đến mạng backbone đa giao thức MPLS
(IP+ATM).
Như vậy, có thể xem mạng hội tụ là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu
dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP over ATM.
Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập
một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của
PSTN.
Tuy nhiên, hội tụ không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà
còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và cơng nghệ gói, giữa mạng cố định và di
động. Vấn đề quan trọng ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế em n t quỏ
trỡnh hi t ny.
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghÖ


18
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

1.4 Tiờu chớ t ra cho mt h thống viễn thông hiện đại [6]
Để khắc phục những nhược điểm của mạng viễn thông hiện tại và đáp ứng
nhu cầu trong tương lai, hệ thống viễn thông hiện đại phải có các đặc điểm sau:
 Mạng xây dựng phải là hệ thống mạng mở, để có thể dễ dàng bổ sung và
áp dụng các công nghệ khác tùy theo sự phát triển của xã hội
 Hệ thống mạng là hệ thống hội tụ tích hợp được nhiều dịch vụ, nhưng các
dịch vụ này phải thực hiện độc lập với nhau, không ảnh hưởng đến nhau.
 Sử dụng công nghệ chuyển mạch gói, dựa trên các giao thức đã được
chuẩn hóa trên tồn cầu.
 Đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu trong tương lai.
 Có khả năng thích ứng cao với sự phát triển nhanh chóng của dịch vụ
mới.
Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:
 Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử
mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát
triển một cách độc lập.
 Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn
tương ứng.
Việc phân tách làm cho mạng viễn thơng vốn có dần dần đi theo hướng mới,
nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử khi tổ
chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện nối
thơng giữa các mạng có cấu hình khác nhau. Tiếp đến, mạng hội tụ là mạng dịch vụ
thúc đẩy, với đặc điểm của:
-

Tách biệt dịch vụ với điều khiển cuộc gọi.

-

Tách biệt cuộc gọi với truyền tải.

Mục tiêu chính của chia tách là làm cho “dịch vụ thực sự độc lập với mạng”
thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Th bao có thể
tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, khơng quan tâm đến mạng truyền
tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng
dụng có tính linh ho ạt cao. Dựa trên cơng nghệ chuyển mạch gói, giao thức thống
nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng mỏy tớnh hay mng
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


19
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
truyn hỡnh cỏp, u khụng th ly mt trong các mạng đó làm nền tảng để xây
dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của
công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính
và mạng truyền hình cáp sẽ tiến tới tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu
thế lớn mà người ta thường gọi là “hợp nhất mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch
vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thơng các mạng khác nhau; con người
lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận
được; đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử
dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so
với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất
lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới
Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm
khắc phục những thiếu sót này.

1.5 Mục tiêu xây dựng hệ thống mạng viễn thông phục vụ cho đào tạo
theo xu hƣớng hiện đại
Trong thời đại hiện nay, công nghệ thông tin và bưu chính Viễn thơng đang

phát triển với tốc độ như vũ bão. Để phục vụ cho công tác đào tạo, giúp sinh viên
làm quen với các công nghệ hiện đại, nhiệm vụ của cán bộ giảng dạy là phải nắm
bắt kịp thời với xu hướng phát triển của thế giới, giúp sinh viên có được một nền
tảng tương đối vững chắc và đầy đủ trước khi ra trường. Hơn nữa, sinh viên ngành
viễn thông muốn tiếp cận công nghệ viễn thơng thực tế rất khó khăn, khơng có nhà
máy xí nghiệp nào, hay cơng ty nào có thể tiếp nhận một số đông sinh viên thực tập
thực tế. Mặt khác, hệ thống viễn thông quốc gia vận hành liên tục, không thể cho
sinh viên thực hành để học tập công nghệ được. Các cơ sở đào tạo viễn thông phải
tự mình xây dựng các phịng thí nghiệm mơ phỏng hệ thống truyền thông để sinh
viên thực hành công nghệ, nghiên cứu phát triển cơng nghệ. Vì vậy, xây dựng mạng
viễn thông riêng cho ngành Công nghệ Điện tử viễn thông trong trường Đại học
Công nghệ Hà Nội là hết sức bức thiết. Tại đây sinh viên, nghiên cứu sinh cũng như
các cán bộ giảng dạy hoàn toàn chủ động trong việc nắm vững công nghệ, khoa học
và các thiết bị trong lnh vc truyn thụng hin i.

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghÖ


20
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
Ta s xõy dng mt h thng Vin thơng đảm bảo các tiêu chí sau đây:
a. Phục vụ đào tạo công nghệ truyền thông hiện đại:
Xây dựng cơ sở hạ tầng viễn thông hiện đại hợp chuẩn quốc tế, đáp ứng được
mọi loại hình dịch vụ viễn thơng tiên tiến, thiết lập được các kênh thông tin điểm
đến đa điểm, truyền thông đa phương tiện, nhiều người dùng, chất lượng dịch vụ
cao.
Mạng được xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác đào tạo thực hành
công nghệ truyền thông, nghiên cứu phát triển các dịch vụ viễn thơng tiên tiến. Mơ
hình mạng phải tương tự như mạng viễn thông công cộng bám sát với thực tiễn Việt
Nam , bám sát xu hướng phát triển của hệ thống viễn thông hiện đại.

b. Công nghệ truyền thông dùng trong mạng phải hiện đại mang tính tồn
cầu.
Xu hướng phát triển ngày càng thể hiện rõ của các hệ thống viễn thông hiện
đại là hội tụ hợp nhất mạng tiến tới mạng truyền thơng băng rộng tích hợp IBCN
(Integrated Broadband Communication Network).
Các công nghệ truyền thông dùng trong mạng này là:
Công nghệ truy nhập vô tuyến và hữu tuyến tiên tiến.
Cộng nghệ chuyển mạch ATM/IP/MPLS.
Quản lý mạng tập trung.
Mơ hình hệ thống viễn thông phục vụ cho đào tạo công nghệ truyền thông hiện
đại nhất thiết phải xây dựng và phát triển theo hướng này.Việc nghiên cứu tìm hiểu
các điều kiện để xây dựng mạng IBCN và các công nghệ dùng trong mạng này là
cách tiếp cận nhanh nhất các công nghệ mới trong truyền thông.
c. Mạng phải đáp ứng được các dịch vụ truyền thông đa phương tiện, các
dịch vụ viễn thông triển khai trên mạng phải hiện đại, tiên tiến.
Để đáp ứng được tiêu chí này mạng truy nhập th bao phải được xây dựng
theo mơ hình cấu trúc đa giao diện, cung cấp đầy đủ mọi loại hình kết nối như
PSTN/ISDN, ADSL, xDSL, Wireless LAN/MAN/WAN...
d. Kiến trúc mạng theo hệ thống mở.
Mạng viễn thông phải được xây dựng theo mơ hình kết nối hệ thống mở, phù
hợp với xu hướng phát triển của hệ thống viễn thông số hiện đại. Mạng có cấu trúc
linh hoạt, có thể dễ dàng nâng cấp phát triển mở rộng quy mô mạng thành mạng
viễn thơng có cơng nghệ truyền dẫn trên đường trục xử dụng công nghệ ATM + IP,
công nghệ chuyển mạch nhãn đã giao thức MPLS, công nghệ truyền dẫn quang.
Mạng có thể kết nối với mạng điện thoại truyền thng.
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


21
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

Mng c cu trỳc theo 2 lp: mng truy nhập và mạng đường trục, đảm bảo
các yêu cầu:
Đa dạng hoá dịch vụ cho hàng loạt các ứng dụng tại lớp truy nhập.
Hỗ trợ nhiều mức chất lượng dịch vụ QoS, lớp dịch vụ CoS và kiểu dịch
vụ ToS.
Cấu trúc có khả năng phát triển, bảo mật và tự khắc phục lỗi.
Linh hoạt trong việc thừa kế các ứng dụng và dịch vụ đang có trên mạng
trong khi vẫn có khả năng cung cấp các dịch vụ mới.
e. Xây dựng theo phân lớp, phù hợp với kinh phí được cấp phép.
Khác với các nhà cung cấp dịch vụ có kinh phí lấy từ nguồn vốn tái đầu tư,
xây dựng hạ tầng mạng. Đặc thù ngành là phục vụ đào tạo và nghiên cứu, kinh phí
dựa trên ngân sách của Nhà nước về giáo dục, nên việc xây dựng có thể tiến hành
theo từng lớp, chia làm nhiều giai đoạn, triển khai đến đâu khai thác triệt để đến đó,
thể hiện rõ sự tối ưu về mặt kinh tế.
Hệ thống viễn thơng của phịng thí nghiệm bao gồm: các mạng truy nhập với
các công nghệ vô tuyến và hữu tuyến tiên tiến, mạng đường trục với cơng nghệ gói
ATM/IP/MPLS kết nối quang xWDM (trong tương lai), thành phần điều khiển và
quản lý. Có thể xem đây là mơ hình cấu trúc mạng viễn thông thu nhỏ của Quốc gia
với đầy đủ các công nghệ truyền thông tiên tiến, cung cấp đến người dùng đầy đủ
các dịch vụ thơng tin hồn hảo. Mỗi điểm đều được trang bị hệ thống máy đo, máy
phân tích hiện đại giúp cho q trình đào tạo, vận hành bảo dưỡng mạng đạt hiệu
quả cao nhất.
Hệ thống mạng thực nghiệm ra đời sẽ c ung cấp công cụ, dịch vụ để cán bộ
giảng dạy, nghiên cứu sinh…tiếp cận với các công nghệ truyền thông mới, từng
bước làm chủ công nghệ hiện đại trong nhiều lĩnh vực, từ Điện tử Viễn thông đến
Công nghệ thông tin kể cả phần cứng và phần mềm. Sinh viên và nghiên cứu sinh sẽ
có đầy đủ điều kiện, chủ động vận dụng khả năng của mình cho phép nghiên cứu,
thử nghiệm, tạo ra các sản phẩm phục vụ cho việc học tp nghiờn cu.

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ

22
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo

CHNG 2: TNG QUAN CễNG NGH IP. CC ỨNG DỤNG TRÊN
NỀN IP
2.1 Tổng quan về công nghệ IP [4]
Ngày nay, Internet và World Wide Web (WWW) là thuật ngữ thông dụng và
quen thuộc đối với hàng triệu người trên thế giới. Rất nhiều người đã dựa vào các
ứng dụng trên Interner như: thư điện tử, truy cập Web để phục vụ cho cơng tác và
học tập của mình. Hơn nữa, sự phát triển rộng rãi của các ứng dụng thương mại
càng nhấn mạnh vai trò của Internet. Bộ giao thức TCP/IP (Transmission Control
Protocol/Internet Protocol) là công cụ cho sự hoạt động của Interner và các mạng
trên thế giới. Tính đơn giản và những ưu điểm nổi bật của bộ giao thức này đã khiến
nó trở thành giao thức duy nhất được lựa chọn cho mạng Internet hiện nay.
Internet bắt nguồn từ nghiên cứu của Bộ quốc phòng Mỹ. Vào cuối những năm
60, các quan chức Bộ này bắt đầu nhận thấy lực lượng quân sự đang lưu giữ một số
lượng lớn các loại máy tính, một số khơng được kết nối, số khác được nhóm vào
các mạng đóng, các giao thức mà mỗi nhóm sử dụng khơng tương thích.
Họ bắt đầu băn khoăn về khả năng chia sẻ thơng tin giữa các máy tính này.
Vốn quen với vấn đề an ninh, Bộ Quốc phòng Mỹ lập luận rằng nếu có thể xây
dựng được một mạng lưới như thế thì nó dễ trở thành mục tiêu tấn cơng qn sự.
Một trong những yêu cầu trước hết của mạng lưới này là phải nằm phân tán. Các
dịch vụ quan trọng không được phép tập trung tại một số chỗ. Bởi vì bất kỳ điểm
nào cũng có thể bị tấn cơng trong thời đại tên lửa. Họ muốn nếu một quả bom đánh
vào bất kỳ bộ phận nào trong cơ sở hạ tầng đều khơng làm cho tồn bộ hệ thống bị
đổ vỡ. Kết quả là mạng ARPAnet (Advanced Research Projects Agency). Hệ thống
giao thức hỗ trợ sự kết nối qua lại, phi tập trung là khởi điểm của TCP/IP ngày nay.
Một vài năm sau, khi Hiệp hội Khoa học Quốc gia Mỹ muốn xây dựng một

mạng lưới để kết nối với các tổ chức, họ áp dụng giao thức của ARPAnet và bắt đầu
hình thành Internet. Yếu tố phi tập trung của ARPAnet chính là một phần của sự
thành cơng của TCP/IP và Internet.
Hai đặc điểm quan trọng của TCP/IP to ra mụi trng phi tp trung gm:
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học C«ng nghƯ


23
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
Xỏc nhn mỳt u cui hai máy tính đang kết nối với nhau đóng vai trị hai
đầu mút ở mỗi đầu của dây truyền. Chức năng này xác nhận và kiểm tra sự
trao đổi giữa 2 máy. Về cơ bản, tất cả các máy đều có vai trị bình đẳng.
 Định tuyến động – các đầu mút được kết nối với nhau thông qua nhiều
đường dẫn, và các bộ định tuyến làm nhiệm vụ chọn đường cho dữ liệu dựa
trên các điều kiện hiện tại.
Giao thức Internet là giao thức hệ thống mở phổ biến nhất trên thế giới vì
chúng được sử dụng để thơng tin qua bất kỳ mạng nào và phù hợp với cả thông tin
trên mạng LAN và WAN. Giao thức Internet gồm có các giao thức truyền tin, điển
hình là TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol). Giao thức
Internet không chỉ có các giao thức lớp thấp (chẳng hạn như TCP và IP), mà còn
gồm cả các giao thức lớp ứng dụng như thư điện tử, truyền file ...
Giao thức Internet được bắt đầu tìm hiểu từ giữa những năm 1970, khi
Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) quan tâm tới việc thiết lập
mạng chuyển mạch gói để trao đổi thơng tin giữa các hệ thống máy tính tại các viện
nghiên cứu. Với mục đích đó, DARPA đã cung cấp một quỹ nghiên cứu cho trường
đại học Stanford và Bolt, Beranek, và Newman (BBN). Và kết quả là giao thức
Internet đã được hoàn thành vào cuối những năm 1970.
TCP/IP ra đời sau đó gồm có Berkeley Software Distribution (BSD) UNIX
và đã trở thành tiền đề để phát triển Internet và World Wide Web (WWW).
Tài liệu về giao thức Internet (gồm cả những giao thức mới và giao thức cũ đã được

chỉnh sửa lại) và các tiêu chuẩn đã được đưa ra thành các báo cáo chuyên môn gọi
là Request For Comments (RFCs), chúng được phổ biến rộng rãi. Những cải tiến
mới của giao thức được trình bày trong các RFCs.
Mục tiêu chính của TCP/IP là xây dựng mối liên kết giữa các mạng, cịn gọi
là liên mạng, hoặc Internet, mà nó cung cấp các dịch vụ truyền thông phổ biến qua
các mạng vật lý khơng đồng nhất. Lợi ích chính của Internet l cho phộp trao i

Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ


24
Xây dựng mô hình mạng IP over ATM phục vụ cho đào tạo
thụng tin gia cỏc host trờn cỏc mng khác nhau, được chia sẻ bởi phạm vi địa lý
rộng
Internet bao gồm các nhóm mạng sau đây:
 Backbones: Các mạng lớn đã tồn tại trước đó để kết nối với các mạng khác.
Hiện tại mạng backbones của US là NSFNET, của châu Âu là EBONE và
một số mạng backbone thương mại lớn
 Các mạng địa phương đang kết nối, ví dụ như: các trường đại học, cao đẳng
 Các mạng thương mại cung cấp truy cập đến các mạng backbone, các thuê
bao và các mạng của các tổ chức thương mại khác cho người dung nội bộ
mà cũng có các kết nối đến Interner
 Các mạng nội bộ như: các mạng của trường đại học
Trong hầu hết các trường hợp, các mạng bị giới hạn về mặt kích thước bởi số
lượng người dùng, bởi khoảng cách cực đại về mặt địa lý hoặc bởi khả năng ứng
dụng của mạng trong mơi trường cụ thể. Ví dụ như: mạng Ethernet vốn đã bị giới
hạn dưới dạng kích thước địa lý. Hơn nữa, khả năng liên kết một số lượng lớn các
mạng trong một vài kiến trúc phân c ấp và cách tổ chức cho phép sự truyền thông
của bất kỳ 2 thành viên mạng (host) thuộc vào liên mạng này. Hình 1.1 chỉ ra hai ví
dụ của các mạng liên kết. Mối một mạng liên kết này bao gồm ít nhất hai mạng vật

lý.
Trong hình vẽ ta thấy, để cho phép khả năng liên thông giữa hai mạng, chúng
ta cấn một máy tính mà được kết nối đến cả hai mạng đồng thời phải chuyển tiếp
được các gói dữ liệu từ mạng này đến mạng khác; máy tính có chức năng như thế ta
gọi là Router. Thuật ngữ IP Router cũng được sử dụng bởi vì chức năng định tuyến
là một phần công việc của giao thức IP. Để cho phép xác định host trong liên mạng,
thì mỗi một host phải được gán một địa chỉ gọi là địa chỉ IP. Khi một host có nhiều
giao diện, ví dụ như Router, thì mỗi một giao diện phải có một địa chỉ IP n nht
Luận văn cao học Phạm Thị Hồng -- Lớp K10Đ1 - Đại học Công nghệ