Luận Văn Nghiên cứu phương thức điều khiển chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ sau

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC​

LỜI NÓI ĐẦU
Mạng thế hệ sau là một bước đi đột phá trong công nghệ mạng viễn thông, nó làm thay đổi hẳn về kiến trúc mạng cũng như dịch vụ của mạng viễn thông hiện nay. NGN là một mạng hội tụ của tất cả các mạng viễn thông hiện nay, đó là: Sự hội tụ giữa mạng thoại và mạng truyền dữ liệu; giữa mạng cố định và mạng di động; hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ chuyển mạch gói. Với cấu trúc mạng hợp nhất như vậy, NGN truyền tải trên nó tất cả các dịch vụ như: Dịch vụ thoại, truyền số liệu, Internet, đa phương tiện cũng như các dịch vụ gia tăng trong tương lai. Đặc biệt NGN còn là sự hợp nhất về dịch vụ (Unified Service), điều này được thể hiện khi khách hàng dùng một thiết bị đầu cuối có thể sử dụng được nhiều dịch vụ khác nhau của NGN như: Gọi điện thoại, truy nhập Internet, xem phim, hay truyền hình ảnh .
Mạng viễn thông của VNPT đã được số hoá hoàn toàn cả về truyền dẫn và chuyển mạch với các thiết bị công nghệ mới hiện đại trên phạm vi toàn quốc, cùng với mạng thuê bao rộng lớn và nhiều điểm cung cấp dịch vụ bưu chính viễn thông. Đây là một thuận lợi lớn trong quá trình phát triển tiến tới cấu trúc mạng thế hệ mới cung cấp đa dịch vụ, đa phư*ơng tiện, chất lư*ợng cao. Tuy nhiên quá trình hoàn thiện mạng viễn thông của VNPT dựa trên nền tảng IP cũng gặp không ít khó khăn. Đầu tiên là với chủng loại thiết bị khá đa dạng thì việc tiến tới xây dựng phát triển và hoàn thiện NGN là một quá trình chuyển đổi phức tạp đòi hỏi sự lựa chọn công nghệ đúng đắn và tổ chức khai thác mạng hợp lý nhằm giữ vững vai trò chủ đạo của VNPT trong lĩnh vực viễn thông ở Việt Nam trư*ớc xu thế cạnh tranh và hội nhập. Thứ hai là “chất lượng dịch vụ” cũng là vấn đề quan trọng đặt ra đối với các nhà cung cấp và khai thác dịch vụ viến thông. QoS cần được cung cấp cho mỗi ứng dụng để người sử dụng có thể dùng ứng dụng đó và mức QoS mà ứng dụng đòi hỏi chỉ có thể được xác định bởi người sử dụng, vì chỉ có người sử dụng mới có thể biết chính xác mức QoS nào mà ứng dụng của mình cần đến. Nhà cung cấp dịch vụ đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho người sử dụng, thực hiện các biện pháp để duy trì mức QoS khi điều kiện mạng bị thay đổi vì các nguyên nhân như nghẽn, hỏng hóc thiết bị hay lỗi liên kết Và có thể tiến tới một bước cao hơn đó là cung cấp nhiều mức QoS trên cùng một mạng tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng.
Việc nghiên cứu nhằm nâng cao QoS trong NGN là rất cần thiết. Trước yêu cầu đó, Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu phương thức điều khiển chất lượng dịch vụ trong mạng thế hệ sau” tìm hiểu một số phương pháp điều khiển chất lượng dịch vụ QoS trong NGN. Nhằm hỗ trợ cho các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp mức QoS theo yêu cầu của khách hàng. Đồ án gồm 3 chương:
Chương 1: Cấu trúc NGN: Tìm hiểu về một số mô hình tham khảo của các công ty cung cấp dịch vụ Viễn thông và một số tổ chức quốc tế. Xu hướng tiến lên NGN, cấu trúc mạng mục tiêu và lộ trình chuyển đổi của VNPT.
Chương 2: Chất lượng dịch vụ QoS trong NGN: Tìm hiểu về QoS chung. Các tham số của QoS và QoS trong NGN.
Chương 3: Một số phương thức hỗ trợ QoS trong NGN: Tìm hiểu về một số kĩ thuật hỗ trợ QoS như: Phân loại, kiểm soát và đánh dấu, Hàng đợi, Lập lịch và một số mô hình giao thức hỗ trợ QoS như: IntServ, DiffServ, RVSP, MPLS.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Ths Nguyễn văn Đát và các thầy cô giáo trong bộ môn Mạng viễn thông đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên do sự hạn chế về mặt thời gian và kiến thức hiện tại em chưa thể nắm bắt được hết những thông tin mới nhất về công nghệ nên nội dung đồ án khó tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo cùng những người quan tâm để đồ án được hoàn thiện hơn.

MỤC LỤC i
MỤC LỤC HÌNH iii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT v
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 3
CẤU TRÚC NGN 3
Sự cần thiết phải chuyển đổi công nghệ mạng 3
1.2. Mô hình tham khảo của một số hãng và tổ chức quốc tế 7
1.2.1. Mô hình NGN của Alcatel 7
1.2.2. Mô hình NGN của Ericsson 8
1.2.3. Mô hình NGN của Siemens 10
1.2.4. Xu hướng phát triển NGN của NEC 12
1.2.5. Xu hướng phát triển NGN của Lucent 12
1.2.6. Mô hình của ITU 13
1.2.7. Một số hướng nghiên cứu của IETF 14
1.2.8. Mô hình của MSF 15
1.2.9. Mô hình NGN của ETSI 17
1.3. Nguyên tắc tổ chức NGN Việt Nam 19
1.3.1. Nguyên tắc chung 19
1.3.1.1. Công nghệ 19
1.3.1.2. Tổ chức mạng 20
1.3.2. Mô hình chức năng NGN Việt Nam 22
1.3.2.1. Lớp ứng dụng và dịch vụ mạng 22
1.3.2.2. Lớp điều khiển 22
1.3.2.3. Lớp chuyển tải 23
1.3.2.4. Lớp truy nhập 23
1.3.3. Nguyên tắc tổ chức mạng viễn thông VNPT 23
1.3.3.1. Tổ chức lớp ứng dụng và dịch vụ 23
1.3.3.2. Tổ chức lớp điều khiển 23
1.3.3.3. Tổ chức lớp chuyển tải 24
1.3.3.4. Tổ chức lớp truy nhập 25
1.3.4. Kết nối NGN với mạng khác 25
1.3.4.1. Kết nối với mạng PSTN 25
1.3.4.2. Kết nối với mạng Internet 26
1.4. Lộ trình chuyển đổi mạng viễn thông Việt Nam đến 2010 27
1.4.1. Nguyên tắc thực hiện 27
1.4.2. Lộ trình chuyển đổi 27
1.4.2.1. Giai đoạn 2001 – 2005 27
1.4.2.1. Giai đoạn 2006 – 2010 31
CHƯƠNG 2 33
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG NGN 33
2.1. Khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS) 33
2.2. Các thông số kỹ thuật của QoS 35
2.2.1. Băng thông 36
2.2.2. Trễ 37
2.2.3. Jitter 39
2.2.4. Mất thông tin 40
2.2.5. Độ khả dụng 41
2.2.6. Bảo mật 42
2.3. QoS trong NGN 43
2.3.1. Các lớp QoS từ đầu cuối tới đầu cuối 43
2.3.2. Chất lượng dịch vụ trong NGN 44
2.4. Một số hạn chế của mạng IP hiện nay 47
CHƯƠNG 3 49
MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC HỖ TRỢ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG NGN 49
3.1. Một số kỹ thuật hỗ trợ QoS trong NGN 49
3.1.1. kiến trúc chung của router 49
3.1.2. Phân loại gói tin 53
3.1.2.1. Khoá và quy tắc 53
3.1.2.2. Trường ToS của IPv4 và TC của IPv6 54
3.1.2.3. Trường dịch vụ khác biệt (DiffServ) 54
3.1.2.4. Phân loại đa đường 55
3.1.3. Kiểm soát và đánh dấu 58
3.1.3.1. Phương pháp đo 59
3.1.3.2. Tầng hồ sơ 62
3.1.4. Quản lý hàng đợi 62
3.1.4.1. Tránh sắp xếp lại 63
3.1.4.2. Làm giảm độ chiếm dụng hàng đợi 64
3.1.4.3. Phát hiện sớm ngẫu nhiên 66
3.1.5. Lập lịch 72
3.1.5.1. Định hướng tốc độ 73
3.1.5.2. Lập lịch đơn giản 74
3.1.5.3. Lập lịch thích ứng 76
3.2. Một số mô hình và giao thức hỗ trợ QoS trong NGN 79
3.2.1. Giao thức dự trữ tài nguyên (RSVP) 79
3.2.2. Dịch vụ tích hợp (IntServ) 81
3.2.3. Dịch vụ DiffServ 85
3.2.4. Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 86
3.2.4.1. Khái niệm MPLS 86
3.2.4.2. Cách thức hoạt động của MPLS 87
3.2.4.3. Ứng dụng của MPLS 89
3.2.4.4. Chất lượng dịch vụ MPLS 90
3.2.4.5. Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS 91
3.2.4.6. Các mục tiêu chất lượng của kỹ thuật lưu lượng (TE) 91
3.2.4.7. Quản lý lưu lượng MPLS 92
KẾT LUẬN 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96