Luận Văn Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS trong mạng thế hệ sau NGN

LỜI CẢM ƠN

Sau 5 năm học tập tại trường, được sự tận tình dạy dỗ và sự hỗ trợ rất lớn của Thầy cô, gia đình và bè bạn, Em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS trong mạng thế hệ sau-NGN”
Sau đây, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến :

Các Thầy Cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đã tạo một môi trường thật tốt cho công tác giảng dạy & học tập.

Các Thầy trong bộ môn Thông Tin - viễn thông đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt 5 năm học qua.
Thầy Nguyễn Quang Thịnh đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Các bạn trong tập thể lớp Kỹ Thuật viễn thông K39 đã tạo nguồn động lực trong thời gian học cũng như trong thời gian làm đề tài.

Các bạn cùng nhóm đề tài đã sát cánh, động viên, tạo niềm tin cho mình trong thời gian thực hiện đề tài.

Cuối cùng là sự biết ơn sâu sắc với gia đình , nguồn động lực chính trong suốt 5 năm đại học


Mục Lục:

Lời cảm ơn 1
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2
Nhận xét của giáo viên đọc duyệt 3
Mục lục 4

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN ( NEXT GENERATION NETWORK ) 8
Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ VIỄN THÔNG VÀ CÁC DỊCH VỤ VIỄN THÔNG 8
I. Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông 8
1. Công nghệ truyền dẫn 8
1.1 Cáp quang 8
1.2 Vô tuyến 9
2. Công nghệ chuyển mạch 9
2.1 Công nghệ ATM 9
2.2 Công nghệ chuyển mạch quang 9
3. Công nghệ mạng truy nhập 9
II. Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông 10
1. ITU-T phân các dịch vụ băng rộng làm hai loại 10
2. Yêu cầu kỹ thuật của một số loại dịch vụ 11
Chương 2 : CÁC TỔ CHỨC QUỐC TẾ VỚI VIỆC XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ SAU NGN 12
I. Mô hình của ITU 12
1. Lớp các chức năng ứng dụng 12
2. Lớp các chức năng trung gian 12
3. Lớp các chức năng cơ sở 12
II. Một số hướng nghiên cứu của IETF 13
III. Mô hình của MSF 14
1. Lớp chuyển mạch 15
2. Lớp thích ứng 15
3. Lớp điều khiển 15
4. Lớp ứng dụng 16
5. Lớp quản lý 17
IV. TINA 17
V. Sự ra đời của SS8 19
VI. ETSI 20
Chương 3 : GIẢI PHÁP MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN CỦA MỘT SỐ HÃNG CUNG CẤP THIẾT BỊ VIỄN THÔNG TRÊN THẾ GIỚI 23
I. Mô hình NGN của Alcatel 23
II. Mô hình NGN của Ericsson 25
III. Giải pháp của NORTEL 27
IV. Mô hình mạng NGN của Siemens 29
V. Hướng phát triển NGN của NEC 30
Chương 4 : CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU NGN 33
I. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau 33
1. phát triển các dịch vụ mới trên cơ sở mạng hiện tại tiến tới phát triển mạng NGN 33
2. xây dựng mới mạng NGN 34
II. Cấu trúc mạng thế hệ sau 34
III. Các công nghệ được áp dụng cho mạng thế hệ sau 35
1. Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng chuyển tải 35
2. Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng truy nhập 35
2.1 Hữu tuyến (wire) 35
2.2 Vô tuyến (Wireless) 35
PHẦN II CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN - MPLS TRONG MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU - NGN 37
Chương 1 : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH 37
I. Xu hướng phát triển 37
II. Công nghệ chuyển mạch nền tảng 38
1. IP 38
2. ATM 39
3. MPLS 39
Chương 2 : CÁC THÀNH PHẦN CỦA MPLS 45
I. Các khái niệm cơ bản về MPLS 45
1. Khái niệm chung về chuyển mạch nhãn và MPLS (MultiProtocol Label Switching ) 45
1.1 Chuyển mạch nhãn là gì? 45
1.2 Tại sao phải sử dụng chuyển mạch nhãn? 45
1.3 Khái niệm và Vị trí của MPLS 48
1.4 Các thuộc tính cơ bản của MPLS 48
2. Nhãn (Label) 49
3. Ngăn xếp nhãn (Label stack) 51
4. LSR (Label Switch Router) 51
5. FEC (Forwarding Equivalence Classes) 51
6. Bảng chuyển mạch chuyển tiếp nhãn (Label Switching Forwarding Table) 51
7. Đường chuyển mạch nhãn (LSP – Label Switching Path) 52
8. Cơ sở dữ liệu nhãn (LIB – Label Information Base) 52
9. Gói tin dán nhãn 52
10. Ấn định và phân phối nhãn 52
II. Thành phần cơ bản của MPLS 52
1. LSR biên : 52
2. ATM-LSR : 53
Chương 3 : HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS 54
I. Các chế độ hoạt động của MPLS 54
1. Chế độ hoạt động khung MPLS 54
1.1 Các hoạt động trong mảng số liệu 56
1.2 Mào đầu nhãn MPLS 56
1.3 Chuyển mạch nhãn trong chế độ khung 57
1.4 Quá trình liên kết và lan truyền nhãn 58
2. Chế độ chế độ hoạt động tế bào MPLS 58
2.1 Kết nối trong mảng điều khiển qua giao diện LC-ATM 59
2.2 Chuyển tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR 63
2.3 Phân bổ và phân phối nhãn trong miền ATM-LSR 63
2.4 Hợp nhất VC 64
II. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-PVC 64
Chương 4 : CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG MẠNG MPLS 66
I. Giao thức phân phối nhãn 66
1. Phát hiện LSR lân cận 66
2. Giao thức truyền tải tin cậy 67
3. Mào đầu LDP (LDP Header) 67
4. Mã hoá TLV (Type-Length-Value) 68
5. Cấu trúc bản tin LDP 68
6. Các bản tin LDP (LDP Messages) 69
6.1 Bản tin Notification 69
6.2 Bản tin Hello 70
6.3 Bản tin Initialization 71
6.4 Bản tin KeepAlive 71
6.5 Bản tin Address 72
6.6 Bản tin Address Withdraw 72
6.7 Bản tin Label Mapping 72
6.8 Bản tin Label Request 73
6.9 Bản tin Label Withdraw 74
6.10 Bản tin Label Release 74
6.11 Bản tin Label Abort Request 75
II. Giao thức CR-LDP 76
1. Khái niệm định tuyến cưỡng bức 76
2. Các phần tử định tuyến cưỡng bức 78
2.1 Điều kiện cưỡng bức “chọn đường ngắn nhất” 79
2.2 Sử dụng MPLS làm phương tiện chuyển tiếp thông tin 83
III. Giao thức RSVP 84
2. MPLS hỗ trợ RSVP 85
3. RSVP và khả năng mở rộng 87
4. So sánh CR-LDP và RSVP 88
5. So sánh MPLS và MPOA 89
Chương 5 : CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) 91
I. Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 91
II. Dịch vụ tích hợp 92
1. Giao thức thiết lađường (Setup): 93
2. Đặc tính luồng: 93
3. Điều khiển lưu lượng: 93
III. Dịch vụ DiffServ 93
IV. Chất lượng dịch vụ MPLS 95
Chương 6 : ĐỊNH TUYẾN VÒNG VÀ HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH LAMDA 96
I. Phát hiện và ngăn ngừa hiện tượng định tuyến vòng 96
1. Phát hiện và ngăn ngừa chuyển tiếp vòng đối với MPLS ở chế độ hoạt động khung 96
1.1 Phát hiện chuyển tiếp vòng dữ liệu 96
1.2 Ngăn ngừa chuyển tiếp vòng dữ liệu điều khiển 97
2. Phát hiện và ngăn ngừa chuyển tiếp vòng đối với MPLS ở chế độ hoạt động tế bào 98
2.1 Phát hiện/ngăn ngừa chuyển tiếp vòng thông tin điều khiển 98
2.2 Phát hiện chuyển tiếp vòng dữ liệu 102
II. Chuyển mạch Lambda 103
1. Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) và mạng quang 103
2. Mối liên hệ giữa MPLS và quang 104
3. Chuyển mạch Lambda đa giao thức (MPS – MultiProtocol Lambda Switching) 105
Các từ viết tắt 112