Luận Văn Voice Over MPLS

​LỜI MỞ ĐẦU​

Hiện nay chúng ta đang sống trong thời đại giao thoa các công nghệ hiện đại, mà chủ yếu đó là cuộc cách mạng diễn ra trên mạng điện thoại công cộng. Cuộc cách mạng này bắt đầu từ mong ước dùng một máy tính cá nhân để truyền các gói chứa tiếng nói đi qua mạng chuyển mạch gói. Đó là một ý tưởng đột phá dẫn đến sự bùng nổ của VoIP, hình thức truyền thoại qua giao thức Internet. Sức hấp dẫn của VoIP đã khiến nó từng bước phát triển trong những năm gần đây.

Tuy nhiên, việc chuyển từ dịch vụ thoại truyền thống với chất lượng toll đảm bảo sang VoIP quả là điều không tầm thường. Bởi các gói thoại được truyền độc lập và chung với các loại dữ liệu khác. Với sự ra đời của MPLS, ứng dụng khả năng chuyển mạch nhãn nhanh, đảm bảo các thông số trên đường truyền dựa trên nền IP hay khả năng tận dụng được hạ tầng mạng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ mới, cơ chế dành sẵn nguồn tài nguyên dường như khắc phục được phần nào nhược điểm của VoIP, hình thành bước phát triển mới_công nghệ truyền dẫn thoại qua mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức VoMPLS.

Ngày nay, có lẽ không ai còn lạ lẫm gì với VoIP cũng như cách thức hoạt động của nó. Như vậy thì công nghệ VoMPLS là gì? Cơ chế hoạt động của nó như thế nào? Nó có khả năng đảm bảo gì về chất lượng thoại, đặc biệt so với chất lượng thoại của VoIP? Có thể nói VoMPLS là hình thức vận chuyển thoại trực tiếp trong môi trường MPLS, không qua đóng gói bằng giao thức IP. Nó được thừa hưởng những ưu điểm tuyệt vời của MPLS: thiết lập trước các LSP, kết hợp cơ chế đảm QoS, dành sẵn nguồn tài nguyên, khả năng chuyển mạch nhãn, khả năng đa hợp những cuộc gọi khác nhau Rất nhiều khả năng nữa sẽ được phát triển trong tương lai.

Với những nét độc đáo đó, đã thôi thúc em quyết định đi sâu tìm hiểu công nghệ mới mẻ này với đề tài luận văn “Voice over MPLS” Đây là vấn đề còn khá mới mẻ trong hệ thống thông tin thoại của ta lẫn thế giới. Vì nó đang trong giai đoạn nghiên cứu nhưng tương lai sẽ có nhiều điều kiện cơ hội để phát triển sau này.

Cấu trúc đề tài được chia thành 5 chương, với nội dung chính của từng chương được mô tả như sau:



Chương 1: Các giao thức Internet

Đây là chương đầu tiên nhưng cũng không kém phần quan trọng. Chương này cho chúng ta cái nhìn khái quát về sự phát triển cũng như các vấn đề có liên quan đến giao thức IP. Mục đích của chương này là nhằm hướng người đọc nắm được các khái niệm cơ bản để làm nền tảng cho những chương sau.

Chương 2: Giới thiệu về VoIP

Sau khi đã tìm hiểu khái quát về các giao thức Internet. Chúng ta bước sang chương 2 để hiểu rõ hơn bản chất của đề tài cũng như các vấn đề mà chúng ta cần giải quyết. Mở đầu chương là lời giới thiệu về công nghệ VoIP? Các khái niệm, các giao thức báo hiệu được dùng, cùng với các giao thức điều khiển hỗ trợ. Đây cũng là cái nhìn ban đầu dẫn dắt ta tìm hiểu đề tài hiệu quả hơn. Có thể nói, nó sẽ giúp ích rất nhiều để đưa ra nhận định, ước lượng nào đó giữa công nghệ VoIP đang phát triển hiện tại với công nghệ VoMPLS sẽ phát triển trong tương lai, không xa.

Chương 3: QoS cho lưu lượng thoại

Trên mạng Internet cũng như tất cả loại hình mạng khác, QoS là một thông số đặc trưng cho tốc độ truyền dẫn, xác suất lỗi Nói cách khác, QoS của một kết nối được xác định thông qua các thông số truyền trên kết nối đó với một yêu cầu chất lượng dịch vụ nào đó của user. Đặc biệt, QoS quan tâm đến dữ liệu thoại, video các thông tin hỗ trợ thời gian thực. Như vậy, mục đích của chương 3 này là nhằm giới thiệu tổng quan về QoS, các khái niệm cũng như các cấp độ hỗ trợ QoS khác nhau tương ứng với mô hình OSI.

Chương 4: Công nghệ MPLS

Như chúng ta biết VoMPLS, tức là thoại được vận chuyển qua môi trường MPLS.Vì vậy, để hiểu hơn về cách đóng gói cũng như cách vận chuyển thoại trong môi trường MPLS như thế nào, chúng ta sẽ bước sang chương 4 nhằm tìm hiểu cách thức hoạt động của môi trường mạng này_môi trường mạng sử dụng công nghệ MPLS.

Chương 5 : VoMPLS

Đây là chương trọng tâm của đề tài, bước sang chương này chúng ta sẽ tìm hiểu cách chi tiết hơn về cấu trúc các khung thoại MPLS cũng như các vấn đề có liên quan đến VoMPLS: vấn đề đa hợp các cuộc gọi, vấn đề QoS Sau đó là ước lượng, so sánh giữa VoMPLS với công nghệ VoIP đang phát triển và chiếm ưu thế như hiện nay? Cuối cùng sẽ là kết luận và hướng phát triển của đề tài trong lĩnh vực vô tuyến_thông tin di động.

​MỤC LỤC


MỤC LỤC i

MỤC LỤC HÌNH iv

MỤC LỤC BẢNG . vi

TỪ VIẾT TẮT . vii

CHƯƠNG 1: CÁC GIAO THỨC INTERNET 1

1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1

2 GIỚI THIỆU 1

3 GIAO THỨC IP . 3

3.1 Datagram 3

3.2 Nhãn . 4

3.3 Địa chỉ IP . 4

3.4 Quá trình truyền các gói datagram . 4

4 IPv6 4

5 MỘT VÀI ĐẶC ĐIỂM CỦA IPv4 6

6 SO SÁNH GIỮA IPv4 VÀ IPv6 . 6

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ VoIP 7

1 GIỚI THIỆU 7

2 KHÁI NIỆM VoIP . 7

3 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG VoIP . 8

3.1 Ưu điểm . 8

3.2 Nhược điểm . 8

4 UDP . 9

5 RTP/RTCP . 10

5.1 Gói RTP . 10

5.2 Header của RTP 10

5.3 Compressed RTP 11

5.4 Giao thức RTCP 12

6 BÁO HIỆU SIP . 12

7 BÁO HIỆU H.323 . 13

8 TOPOLOGY MẠNG VoIP 13

CHƯƠNG 3: QoS CHO LƯU LƯỢNG THOẠI . 15

1 KHÁI NIỆM 15

2 QoS TRÊN CÁC LỚP CỦA MÔ HÌNH OSI 16

2.1 Mô hình OSI 16

2.2 Lớp vật lý . 16

2.3 Lớp data link 17

2.4 Lớp mạng . 18

3 CÁC ỨNG DỤNG THỜI GIAN THỰC 20

CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ MPLS 23

1 GIỚI THIỆU 23

2 CẤU TRÚC CỦA MỘT NODE MPLS . 23

3 CÁC THUẬT NGỮ . 24

3.1 Edge_LSR (LER) 25

3.2 LSR 25

3.3 FEC 25

3.4 LSP 26

3.5 LDP 26

4 HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS 28

5 ỨNG DỤNG CỦA MPLS 29

6 KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS . 30

6.1 Khái niệm về kĩ thuật lưu lượng . 30

6.2 Kĩ thuật lưu lượng của IP và ATM . 30

6.3 Kĩ thuật lưu lượng của MPLS 32

CHƯƠNG 5: VOICE OVER MPLS 39

1 GIỚI THIỆU 39

2 CÁC MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN VoMPLS 40

3 KIẾN TRÚC THAM KHẢO . 42

4 ĐA HỢP NHIỀU CUỘC GỌI TRÊN LSP 43

4.1 Primary Subframe . 43

4.2 Control subframe 46

5 CẤU TRÚC FRAME CHI TIẾT . 46

5.1 Cấu trúc primary subframe 46

5.2 Cấu trúc khung của control subframe . 49

6 ĐỊNH DẠNG KHUNG MÃ HÓA THOẠI THEO CHUẨN G.711 . 52

6.1 Định dạng khung của mẫu thoại G.711 PCM 52

6.2 G.711 Primary Subframe . 53

7 ĐỊNH DẠNG KHUNG MÃ HÓA THOẠI THEO CHUẨN G.726 . 53

7.1 Định dạng khung của mẫu thoại G.726 53

7.2 G.726 Primary subframe . 54

8 ĐỊNH DẠNG KHUNG MÃ HÓA THOẠI THEO CHUẨN G.729 . 54

8.1 Định dạng khung của mẫu thoại G.729 54

8.2 G.729 primary subframe 55

8.3 Định dạng khung SID dành cho G.729 55

9 ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ VoMPLS VỚI VoIP 56

9.1 Giới thiệu 56

9.2 Tại sao sử dụng MPLS/VoMPLS? . 57

9.3 Tiện lợi của MPLS đối với mạng VoIP . 57

9.4 Tại sao sử dụng VoIP? 58

9.5 Cách hoạt động của mạng MPLS . 59

9.6 Chủ đề về độ trễ 59

9.7 Vấn đề đa hợp 61

9.8 Vấn đề địa chỉ và nhãn của gói . 62

9.9 Báo hiệu trên mạng IP 63

9.10 Vấn đề QoS trong mạng IP . 64

9.11 QoS trong mạng MPLS 65

9.12 Báo hiệu trong LSP 65

9.13 MPLS TE . 66

9.14 Voice over MPLS . 68

9.15 Đánh giá hiệu quả năng suất . 68

9.16 Giao thức không định hướng kết nối IP với đường hầm MPLS 69

9.17 Đánh giá độ tin cậy và tính sẵn sàng 70

10 CÁC VẤN ĐỀ TRANH LUẬN 71

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI 74

PHỤ LỤC B . 75

PHỤ LỤC B . 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 79

​