BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Nguyễn Hồng Long

BIỆN PHÁP BẢO VỆ VÀ KHƠI PHỤC TRONG MẠNG
IP OVER WDM

Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Kỹ thuật truyền thông

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. Trần Thị Ngọc Lan

Hà Nội – Năm 2014


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU ............................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ IP OVER WDM .....................................................3
1.1. Khái niệm mạng IP over WDM .......................................................................3
1.2. Lí do chọn IP over WDM ................................................................................7
1.3 Mạng ASON/G-MPLS ...................................................................................10
1.3.1. ASON / ASTN........................................................................................ 10
1.3.2. Giao thức cho thiết lập mặt phẳng điều khiển phân tán ......................... 13
1.3.3. Tổng quan về kiến trúc mặt phăng điều khiển (chồng lấn, ngang hàng,

gia tăng) ............................................................................................................ 20
CHƯƠNG II. KHẢ NĂNG SỐNG SÓT TRONG MẠNG IP OVER WDM ..........27
2.1. Tổng quan về sống sót trong mạng IP over WDM ........................................27
2.2. Các phương pháp nâng cao khả năng sống sót trên mạng IP over WDM .....29
2.2.1. Bảo vệ ..................................................................................................... 29
2.2.2. Khơi phục ............................................................................................... 32
2.3. Các thuật tốn tìm đường sống sót ................................................................33
2.3.1. “Giá thành” đường kết nối .................................................................... 33
2.3.2. Thuật tốn tìm đường sống sót thơng thường ........................................ 34
2.4. Phát hiện lỗi và cảnh báo trong mạng IP over WDM ....................................35
2.4.1. Phát hiện lỗi ............................................................................................ 35
2.4.2. Cảnh báo lỗi............................................................................................ 36
2.5. Cơ chế của giao thức báo hiệu .......................................................................37
2.6. Kết luận ..........................................................................................................39
CHƯƠNG III. BẢO VỆ VÀ KHÔI PHỤC ĐƠN LỚP TRONG MẠNG IP OVER
WDM .........................................................................................................................40
3.1. Lớp IP ............................................................................................................40
3.1.1. Phương pháp bảo vệ và khôi phục tại lớp IP theo cách thông thường ... 40
3.1.2. Khôi phục dựa vào mạng MPLS ............................................................ 42


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

3.2. Lớp WDM ......................................................................................................44
3.3. Ví dụ minh họa ..............................................................................................47
CHƯƠNG IV. BẢO VỆ VÀ KHÔI PHỤC ĐA LỚP TRONG MẠNG IP OVER
WDM .........................................................................................................................52
4.1. Các phương pháp khôi phục đa lớp tổng quát ...............................................52

4.1.1. Tại sao Khôi phục đa lớp? ...................................................................... 53
4.1.2. Cơ chế khôi phục đơn lớp trong mạng đa lớp ........................................ 55
4.1.3. Cơ chế khôi phục đa lớp tĩnh.................................................................. 60
4.1.4. Khôi phục đa lớp động ........................................................................... 80
4.1.5 Tổng kết ................................................................................................... 88
4.2. Nghiên cứu trường hợp ..................................................................................88
4.2.1. Nghiên cứu trường hợp 1: Khôi phục quang và tái định tuyến nhanh
dùng kỹ thuật đường truyền MPLS .................................................................. 89
4.2.2. Trường hợp nghiên cứu 2: Bảo vệ SONET/SDH và định tuyến IP ....... 94
4.2.3. Nghiên cứu trường hợp 3: Tái định tuyến nhanh kỹ thuật lưu lượng
MPLS (Bảo vệ kết nối) và Hội tụ nhanh tái định tuyến IP .............................. 97


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Truyền tải gói tin IP trên các kênh bước sóng .............................................3
Hình 1.2 Ba xu hướng cho IP over WDM (lớp dữ liệu) .............................................4
Hình 1.3 Lưu lượng dữ liệu và điều khiển trong mạng IP và WDM ..........................7
Hình 1.4 Sơ đồ làm việc trong mạng chuyển mạch tự động .....................................11
Hình 1.5. Khái niệm chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát ..............................14
Hình 1.6 Nguyên tắc định tuyến trạng thái liên kết trong mạng chuyển mạch nhãn
đa giao thức chuẩn.....................................................................................................15
Hình 1.7 Minh họa khả năng phục hồi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát. ...................................................................................................................17
Hình 1.8 Hỗ trợ của kênh điều khiển trên nền IP......................................................20
Hình 1.9 Giao diện người dùng-mạng (UNI) . ..........................................................21
Hình 1.10 Mơ hình chổng lấn. ..................................................................................22

Hình 1.11 Mơ hình ngang hàng.................................................................................24
Hình 1.12 Mơ hình gia tăng ......................................................................................25
Hình 1.13 Minh họa cách ASON mang thơng tin lan truyền lớp khách hàng từ mạng
này sang mạng khác ..................................................................................................26
Hình 2.1: Mơ hình mạng ba node..............................................................................28
Hình 2.2: Ví dụ của bảo vệ dành riêng .....................................................................30
Hình 2.3: Ví dụ của SRLG ........................................................................................31
Hình 2.4: Phương pháp chia sẻ bảo vệ trong lớp quang ...........................................32
Hình 2.5: Phương pháp định tuyến tìm đường sống sót hai bước thơng thường ......35
Hình 2.6: Phương pháp định tuyến tối ưu cho tuyến A-H ........................................35
Hình 3.1: Phương pháp định tuyến lại ở lớp IP ........................................................41
Hình 3.2:Khơi phục trong mạng MPLS ....................................................................43
Hình 3.3: Phương pháp bảo vệ gắn với kết nối .......................................................46
Hình 3.4: Phương pháp bảo vệ tách rời kết nối ........................................................46
Hình 3.5: Ví dụ phương pháp chia sẻ bảo vệ trong mạng IP over WDM.................49
Hình 4.1 Tại sao khôi phục đa lớp? ..........................................................................54


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

Hình 4.2 Khả năng sống sót ở lớp dưới cùng: Minh họa tác động của sự cố node đến
hai lưu lượng giữa các node lớp khách hàng a và c. .................................................57
Hình 4.3: Khả năng sống sót tại lớp trên cùng: Sự cố gốc có thể lây lan sang nhiều
sự cố thứ cấp khác. ....................................................................................................59
Hình 4.4: Chiến lược khả năng sống sót đa lớp khơng phối hợp ..............................62
Hình 4.5 Phương pháp leo thang từ dưới lên ............................................................64
Một vấn đề mà phải được xử lý trong chiến lược leo thang từ dưới lên liên quan ...64
Hình 4.6: Lựa chọn 1: Bảo vệ đơi .............................................................................69

Hình 4.7: Lựa chọn 2: Phần logic dư thừa không được bảo vệ ...............................70
Hình 4.8. Lựa chọn 3: Bộ trữ chung ( common pool )..............................................71
Các tùy chọn phần logic dư thừa không bảo vệ và bộ trữ chung được thảo luận ở ..71
Hình 4.9: Diễn tiến mạng lưới: Cấu trúc liên kết lớp mạng lưới chuyên chở tối ưu 73
Hình 4.10 Chiến lược khả năng sống sót đa lớp tĩnh: Một sự so sánh được dựa trên
...................................................................................................................................75
Bảng 4.11. Minh họa chiến lược sống sót đa lớp động .............................................82
Hình 4.12: Hệ thống biến đổi đa lớp tĩnh (trái) so với hệ thống biến đổi động sử
dụng ION linh hoạt (bên phải). ................................................................................84
Hình 4.13: So sánh chi phí giữa kế hoạch tính bền đa lớp tĩnh và động...................85
Hình 4.14: Khn khổ chung cho khả năng sống sót đa lớp ....................................87
Hình 4.15: Nghiên cứu trường hợp 1: Khơi phục quang với IP/MPLS FRR. ..........90
Hình 4.16: Nghiên cứu trường hợp 3: Bảo vệ kết nối tái định tuyến nhanh + hội tụ
nhanh định tuyến IP. ...............................................................................................101
Hình 4.17: Nghiên cứu trường hợp 3: Bảo vệ kết nối tái định tuyến nhanh + hội tụ
nhanh định tuyến IP với FA. ...................................................................................103


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
AD
ASON
ASTN
ATM
BGP
CAPEX

CSPF
DCN
DHP
FIS
FA
GMPLS
GUI
HTDA
ICMP
ID
IETF
ION
IP
LEMS
LMP
LSA
LSP
MIB
MLDA
MPLS

Tiếng Anh
Administrative
Domain
Automatic Switched Optical
Networks
Automatic Switched
Transport Networks
Asynchronous Transfer Mo
Border Gateway Protocol

CAPital EXpenditure
Constraint-based Shortest
Path First Routing
Data Communication
Network
Demand Hop-count Product
heuristic algorithm
Failure Indication Signal
Forwarding Adjacency
Generalized Multiprotocol
Label Switching
Graphical User Interface
Heuristic Topology Design
Algorithm
Internet Control Message
Protocol
Identifier
Internet Engineering Task
Force
Intelligent Optical Network
Internet Protocol
Link Elimination via
Matching Scheme
Link Management Protocol
Link State Advertisement
Label Switched Path
Management Information
Base
Minimum-delay Logical
Topology Design Algorithm

Multiprotocol Label
Switching

Tiếng Việt
Quản trị miền
Mạng quang chuyển mạch tự động
Mạng truyền tải chuyển mạch tự
động
Chế độ truyền dẫn không đồng bộ
Giao thức cổng biên
Chi tiêu trung tâm
Định tuyến đường đi ngắn nhất
trước tiên dựa trên ràng buộc
Mạng truyền thơng dữ liệu
Thuật tốn dựa trên kinh nghiệm
tích đếm hop nhu cầu
Tín hiệu chỉ thị lỗi
Đẩy liền kề
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát
Giao diện người sử dụng đồ hoạ
Thuật tốn thiết kế mơ hình dựa
trên kinh nghiệm
Giao thức bản tin điều khiển
Internet
Bộ nhận dạng
Nhóm kĩ sư Internet
Mạng quang thông minh
Giao thức Internet
Loại bỏ tuyến nối thơng qua lược

đồ ghép
Giao thức quản lí tuyến nối
Quảng bá trạng thái tuyến nối
Đường chuyển mạch nhãn
Cơ sở thông tin quản lí
Thuật tốn thiết kế mơ hình logic
tối thiểu hoá trễ
Chuyển mạch nhãn đa giao thức


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

NC&M
NE
NGI
NMS
NSFNET
OADM
OAM
OAM&P
OPEX
OIF
OLS
OMP
OSCP
OSPF
OXC
PC
QoS
RHE

RARP
SCSI
SDH
SNMP
SNR
SONET
SPF
SRLG
TCP
TE
TECP
TELNET
TILDA

Nguyễn Hoàng Long

Network Control and
Management
Network Element
Next Generation Internet
Network Management System

Quản lí và điều khiển mạng

Optical Add/Drop Multiplexer
Operation and Maintenance
Operation, Administration,
Maintenance and Provisioning
OPeration EXpenditure
Optical Internetworking

Forum
Optical Label Switching
Optimized Multi Path
Optical Switch Control
Protocol
Open Shortest Path First
Protocol
Optical Cross Connect
Personal Computer
Quality of Service
Recovery Head-End
Reverse Address Resolution
Protocol
Small Computer Systems
Interface
Synchronous Digital
Hierarchy
Simple Network Management
Protocol
Signal-to-Noise Ratio
Synchronous Optical Network
Shortest Path First
Shared Risk Link Group
Transmission Control
Protocol
Terminal Equipment, Traffic
Engineering
Traffic Engineering to Control
Protocol
Remote Telminal protocol

Traffic Independent Logical

Khối xen/tách quang
Hoạt động và bảo trì
Hoạt động, quản trị, bảo trì và
giám sát
Chi phí vận hành
Diễn đàng liên mạng Internet
quang
Chuyển mạch nhãn quang
Đa đường tối ưu
Giao thức điều khiển chuyển mạch
quang
Giao thức đường đi ngắn nhất
trước tiên mở
Đấu chéo quang
Máy tính cá nhân
Chất lượng dịch vụ
Khôi phục đầu-cuối
Giao thức phân giải địa chỉ ngược

Phần tử mạng
Internet thế hệ kế tiếp
Hệ thống quản lí mạng

Giao diện các hệ thống máy tính
nhỏ
Phân cấp số đồng bộ
Giao thức quản lí mạng đơn giản
Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu

Mạng quang đồng bộ
Đường đi ngắn nhất trước tiên
Nhóm tuyến nối nguy hiểm chia sẻ
Giao thức điều khiển truyền dẫn
Thiết bị đầu cuối, kĩ thuật lưu
lượng
Kĩ thuật lưu lượng cho giao thức
điều khiển
Giao thức đầu cuối ở xa
Thuật tốn thiết kế mơ hình logic


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

TMN
TDM
UNI
WADM
WAN
WDM
WSXC

Topology Design Algorithm
Telecommunications
Management Network
Time Division Multiplexing
User to Network Interface
Wavelength Add/Drop
Multiplexer
Wide Area Network

Wavelength Amplifier
Wavelength Selective Cross
Connect

Nguyễn Hồng Long

độc lập lưu lượng
Mạng quản lí viễn thơng
Ghép phân chia theo thời gian
Giao diện người sử dụng-mạng
Bộ ghép kênh xen/tách bước sóng
Mạng diện rộng
Bộ khuếch đại bước sóng
Khối đấu chéo lựa chọn bước sóng


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

LỜI NĨI ĐẦU
Xu hướng giao thức IP trở thành lớp hội tụ cho các dịch vụ viễn thông ngày càng
trở nên rõ ràng. Phía trên lớp IP, vẫn đang xuất hiện ngày càng nhiều các ứng dụng
và dịch vụ dựa trên nền IP. Những ưu thế nổi trội của lưu lượng IP đang đặt ra vấn
đề là các hoạt động thực tiễn kĩ thuật của hạ lớp mạng nên được tối ưu hoá cho IP.
Mặt khác, quang sợi, như một công nghệ phân tán, đang cách mạng hố ngành cơng
nghiệp viễn thơng và công nghiệp mạng nhờ dung lượng mạng cực lớn mà nó cho
phép, qua đó cho phép sự phát triển của mạng Internet thế hệ sau. Sử dụng công
nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM dựa trên nền mạng hiện tại sẽ có thể cho
phép nâng cao đáng kể băng thơng mà vẫn duy trì được hiện trạng hoạt động của

mạng. Nó cũng đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả về mặt chi phí cho
các mạng đường dài.
Khi sự phát triển trên toàn thế giới của sợi quang và các cơng nghệ WDM, ví dụ
như các hệ thống điều khiển và linh kiện WDM trở nên chín muồi, thì các mạng
quang dựa trên WDM sẽ khơng chỉ được triển khai tại các đường trục mà còn trong
các mạng nội thị, mạng vùng và mạng truy nhập. Các mạng quang WDM sẽ khơng
chỉ cịn là các các đường dẫn điểm-điểm, cung cấp các dịch vụ truyền dẫn vật lí nữa
mà sẽ biến đổi lên một mức độ mềm dẻo mới. Tích hợp IP và WDM để truyền tải
lưu lượng IP qua các mạng quang WDM sao cho hiệu quả đang trở thành một
nhiệm vụ cấp thiết.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật của em sẽ xem xét về IP over WDM đặc biệt sẽ tập
trung vào các biện pháp bảo vệ và khôi phục trong mạng IP over WDM. Luận văn
thạc sỹ kỹ thuật sẽ tập trung trình bày về khả năng sống sót và các cơ chế bảo vệ
khơi phục trong mạng đa lớp sử dụng kỹ thuật IP over WDM và sẽ gồm có ba
chương:
• Chương I: Tổng quan về IP over WDM. Chương này sẽ trình bày
khái niệm mạng IP over WDM, đưa ra ba xu hướng chồng giao thức
cho mạng này, các ưu nhược điểm của từng xu hướng. Lí do vì sao IP
1


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

over WDM lại được chọn là giải pháp cho tương lai cũng sẽ được chỉ ra
trong chương này và nêu bật sự phát triển hiện tại từ các mạng quang
tĩnh sang các mạng quang thơng minh.
• Chương II: Khả năng sống sót trong mạng IP over WDM. Chương
này sẽ trình bày khái quát về khả năng sống sót trong mạng IP over

WDM, các phương pháp nâng cao khả năng sống sót và một số thuật
tốn tìm đường sống sót; khả năng sống sót từng lớp; khả năng phát
hiện lỗi và cảnh báo lỗi trong mạng.
• Chương III: Bảo vệ và khơi phục đơn lớp trong mạng IP over
WDM. Chương này sẽ nêu phương pháp bảo vệ và khôi phục trong
từng lớp riêng là lớp IP và lớp WDM và đưa ra một số ví dụ minh họa
cho phương pháp này.
• Chương IV: Bảo vệ và khôi phục đa lớp trong mạng IP over WDM.
Chương này sẽ gồm hai phần chính: Phần đầu tiên sẽ trình bày về các
chiến lược khơi phục và bảo vệ trong mạng đa lớp; và phần thứ hai sẽ
đưa ra các ví dụ cụ thể, nghiên cứu các tình huống về khôi phục và bảo
vệ trong mạng đa lớp; như khôi phục quang và định tuyến nhanh lại (
FRR ) trong kỹ thuật lưu lượng (TE) MPLS; bảo vệ SONET - SDH và
định tuyến IP; và định tuyến nhanh MPLS TE và định tuyến IP.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng song do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn này
chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp của các thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo T.S Trần Thị Ngọc Lan đã
tạo mọi điều kiện và tận tình hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Viễn Thông đã giúp đỡ em
trong thời gian qua.
Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân - những người đã luôn giúp
đỡ, cổ vũ và kịp thời động viên tôi trong suốt thời gian qua.
2


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ IP over WDM
1.1. Khái niệm mạng IP over WDM
Mạng IP over WDM được thiết kế để truyền dẫn lưu lượng IP trong một mạng
quang cho phép WDM để tận dụng sự phổ biến của kết nối IP và dung lượng băng
thơng cực lớn của WDM. Hình 1.1 dưới đây chỉ ra việc truyền dẫn các gói tin IP
hoặc các tín hiệu SONET/SDH thơng qua mạng WDM. Một khối điều khiển bằng
phần mềm sẽ điều khiển ma trận chuyển mạch. Ở đây, IP, với vai trị là cơng nghệ ở
lớp mạng, sẽ dựa trên lớp dữ liệu để cung cấp:
Đóng khung (ví dụ như SONET hay Ethernet)
Phát hiện lỗi (ví dụ như kiểm tra CRC)
Sửa lỗi (ví dụ như yêu cầu phát lại tự động ARQ)
Một vài các chức năng lớp liên kết được thể hiện trong giao diện ví dụ như các
giao diện khách xen/tách hay các giao diện truyền dẫn nhờ vật lí.
KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Sợi quang

Các kênh bước
sóng

MUX

MUX

Bộ phát đáp

Gigabit, Ethernet
SONET

Ma trận

chuyển mạch
Các cổng đầu ra tín hiệu
(Giao diện khách)

IP

IP

Các cổng đầu vào tín hiệu
(Giao diện khách)

SONET/SDH

IP

IP

SONET/SDH

Lưu lượng vào ra

Hình 1.1 Truyền tải gói tin IP trên các kênh bước sóng
Một mục tiêu của mạng quang là cung cấp truyền dẫn trong suốt quang từ đầu cuối
tới đầu cuối để tối thiểu hoá trễ mạng. Điều này địi hỏi các giao diện tồn quang và
3


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long


các ma trận chuyển mạch toàn quang cho các thành phần mạng trung gian và biên
giới mạng. Bộ phát đáp được sử dụng để khuyếch đại tín hiệu quang. Sống sót các
bộ phát đáp toàn quang (các laser biến đổi được) và các bộ phát đáp quang-điệnquang (O-E-O). Hình cũng chỉ ra hai loại lưu lượng là IP (ví dụ như Gigabit
Ethernet) và SONET/SDH và do đó địi hỏi các giao diện giữa Gigabit Ethernet và
SONET/SDH. Trong trường hợp các kết nối đa truy nhập, một lớp con của lớp liên
kết dữ liệu là giao thức truy nhập môi trường (MAC) sẽ làm trung gian truy nhập để
chia sẻ kết nối sao cho tất cả các node đều có cơ hội truyền dữ liệu.
Hiện đang sống sót ba xu hướng chính để truyền dẫn IP trên nền WDM (Hình 1.2).
Xu hướng thứ nhất là truyền dẫn IP trên ATM, sau đó qua SONET/SDH và cuối
cùng là sợi quang WDM. Ở đây WDM được dùng như là công nghệ truyền dẫn
song song với lớp vật lý. Ưu điểm chính của phương pháp này là nhờ việc sử dụng
ATM, các loại lưu lượng khác nhau với các địi hỏi QoS khác nhau có thể được
mang trên cùng một sợi quang.
IP
ATM

IP/MPLS

SONET/SDH

SONET/SDH

IP/MPLS

WDM

WDM

WDM


Hình 1.2 Ba xu hướng cho IP over WDM (lớp dữ liệu)
Một ưu điểm khác khi dùng ATM là khả năng sử dụng kĩ thuật lưu lượng và độ
mềm dẻo trong việc giám sát mạng của ATM. Nó bổ sung cho định tuyến lưu lượng
nỗ lực tối đa (best effort) của IP truyền thống. Tuy nhiên, xu hướng này bị cho là
phức tạp, tăng chi phí mạng và có xu hướng tạo ra các nghẽn cổ chai tính tốn ở các
mạng tốc độ cao. Nó được giải quyết bởi sự xuất hiện của kĩ thuật MPLS trong lớp
IP. Các đặc tính chính của MPLS như sau:
Sử dụng một nhãn đơn giản và có độ dài cố định để xác định dòng/tuyến.
4


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

Tách riêng dữ liệu chuyển tiếp và thông tin điều khiển. Thông tin điều khiển được
dùng để thiết lập đường đi ban đầu nhưng các gói tin được vận chuyển tới node kế
tiếp dựa theo nhãn trong bảng chuyển tiếp.
Với một mơ hình chuyển tiếp đồng nhất và được đơn giản hoá, các mào đầu IP chỉ
được xử lý và kiểm tra tại các biên giới của các mạng MPLS và sau đó các gói tin
MPLS được chuyển tiếp dựa theo các “nhãn” (thay vì phải phân tích các mào đầu
gói tin IP đã được đóng gói).
MPLS cung cấp đa dịch vụ. Ví dụ một mạng riêng ảo VPN thiết lập bởi MPLS có
một mức độ ưu tiên cụ thể được xác định bởi trường tương đương chuyển tiếp FEC
(Forwarding Equivalence Class).
Cho phép phân loại các gói tin dựa theo chính sách. Các gói tin được kết hợp trong
FEC nhờ việc sử dụng một nhãn. Việc sắp xếp gói tin vào FEC được thực hiện tại
biên giới mạng dựa theo trường dịch vụ hoặc địa chỉ đích trong phần mào đầu của
gói tin.

Cung cấp các cơ chế cho phép kĩ thuật lưu lượng. Các cơ chế này được triển khai
để cân bằng tải tuyến nhờ giám sát lưu lượng và thực hiện chỉnh các dịng một cách
tích cực hoặc dự đốn trước. Trong mạng IP hiện tại, kĩ thuật lưu lượng là rất khó
nếu khơng nói là khơng thể vì chuyển đổi hướng lưu lượng dùng các chỉnh sửa định
tuyến không trực tiếp là khơng hiệu quả và nó có thể gây ra tắc nghẽn nghiêm trọng
hơn ở đâu đó trong mạng. MPLS cho phép định tuyến hiện bởi nó cung cấp và tập
trung chủ yếu vào chuyển tiếp dựa trên trường. Ngoài ra MPLS cũng cung cấp các
công cụ cho điều khiển lưu lượng như kĩ thuật đường ngầm, kĩ thuật tránh và phòng
vòng lặp, kĩ thuật ghép dòng.
Xu hướng thứ hai là IP/MPLS trên nền SONET/SDH và WDM. SONET/SDH
cung cấp một số đặc tính hấp dẫn sau cho xu hướng này:
SONET cung cấp một phân cấp ghép kênh tín hiệu quang tiêu chuẩn qua đó các tín
hiệu tốc độ thấp được ghép thành các tín hiệu tốc độ cao.
SONET cung cấp một tiêu chuẩn khung truyền dẫn.

5


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

Mạng SONET có khả năng bảo vệ/hồi phục hoàn toàn trong suốt đối với các lớp
cao hơn, ở đây là lớp IP.
Các mạng SONET thường sử dụng mơ hình ring. Sơ đồ bảo vệ SONET có thể là:
1+1, nghĩa là dữ liệu được truyền dẫn trên hai hướng ngược nhau và ở đích thì tín
hiệu có chất lượng tốt hơn sẽ được lựa chọn.
1:1, chỉ ra rằng có một đường bảo vệ dành riêng cho đường chính
n:1, thể hiện một số đường chính (n) chia sẻ chung một đường bảo vệ.
Thiết kế của SONET cũng tăng cường OAM&P để truyền các thông tin cảnh báo,

điều khiển và hiệu năng giữa các hệ thống và giữa các mức mạng. Tuy nhiên,
SONET mang quá nhiều thơng tin mào đầu và chúng lại được mã hố ở nhiều mức
khác nhau. Mào đầu đường (POH) được mang từ đầu cuối tới đầu cuối. Mào đầu
tuyến (LOH) được sử dụng cho tín hiệu giữa thiết bị kết cuối tuyến ví dụ như các bộ
ghép kênh OC-n. Mào đầu đoạn (SOH) được sử dụng để thông tin giữa các thành
phần mạng liền kề ví dụ như các bộ tái tạo. Với một OC-1 với tốc độ là 51,84
Mbps, phần tải của nó chỉ có khả năng truyền dẫn một DS-3 với tốc độ bit là 44,736
Mbps.
Xu hướng thứ ba ứng dụng IP/MPLS trực tiếp trên WDM và là giải pháp hiệu quả
nhất. Tuy nhiên, nó lại yêu cầu lớp IP có trách nhiệm bảo vệ và khơi phục tuyến. Nó
cũng u cầu một khn dạng khung được đơn giản hố để điều khiển lỗi truyền
dẫn. Có một vài lựa chọn khuôn dạng khung cho IP trên nền WDM. Một vài công ty
đã phát triển một chuẩn mới là Slim SONET/SDH. Nó cung cấp các chức năng
tương tự như SONET/SDH nhưng với các kĩ thuật hiện đại để thay thế mào đầu và
ghép kích thước khung vào kích thước gói tin.
Một ví dụ khác là ứng dụng khn dạng khung Gigabit Ethernet. Chuẩn 10Gigabit Ethernet mới được thiết kế là để dành riêng cho các hệ thống WDM ghép
chặt. Sử dụng khn dạng Ethernet, các máy chủ ở bất kì hướng nào của kết nối
cũng không cần sắp xếp lên một khn dạng giao thức khác (ví dụ như ATM) để
truyền dẫn.

6


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

Các mạng IP truyền thống sử dụng báo hiệu trong băng nên lưu lượng báo hiệu và
điều khiển được truyền dẫn trên cùng một đường và tuyến. Một mạng quang WDM
có một mạng truyền thông riêng rẽ dành cho các bản tin điều khiển. Như vậy nó sử

dụng báo hiệu ngồi băng như trong hình 1.3
Lưu lượng dữ liệu

Báo hiệu ngồi băng
(a) Mạng WDM
Lưu lượng dữ liệu
và điều khiển
Báo hiệu trong băng
(b) Mạng IP truyền thống

Hình 1.3 Lưu lượng dữ liệu và điều khiển trong mạng IP và WDM
Trong mặt phẳng điều khiển, IP trên nền WDM có thể hỗ trợ nhiều kiến trúc mạng
khác nhau và sự lựa chọn kiến trúc chỉ phụ thuộc vào mơi trường mạng hiện có, nhà
quản trị và chủ sở hữu mạng.

1.2. Lí do chọn IP over WDM
IP là giao thức được thiết kế để xác định địa chỉ mạng lớp ba và từ đó định tuyến
qua các mạng con với các công nghệ lớp hai khác nhau. Phía trên lớp IP sống sót rất
nhiều các dịch vụ và ứng dụng dựa trên nền tảng IP khác nhau. Trong khi đó phía
dưới lớp IP thì sợi quang sử dụng công nghệ WDM là công nghệ truyền dẫn hứa
hẹn nhất, cho phép dung lượng mạng vô cùng lớn để đáp ứng được sự phát triển của
Internet. Công nghệ này sẽ trở nên hấp dẫn hơn nhiều khi giá thành của các hệ
thống WDM giảm đi.
Mặt phẳng điều khiển có nhiệm vụ truyền dẫn các bản tin điều khiển để chuyển
đổi các thơng tin sẵn có và có thể tiếp cận được, tính tốn cũng như thiết lập đường
truyền dẫn dữ liệu. Mặt phẳng dữ liệu có nhiệm vụ truyền dẫn lưu lượng ứng dụng
7


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật


Nguyễn Hoàng Long

và lưu lượng người sử dụng. Một chức năng điển hình của mặt phẳng dữ liệu là đệm
và chuyển tiếp gói tin. IP không phân tách mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều
khiển và do đó nó địi hỏi các cơ chế QoS tại các bộ định tuyến để phân biệt các bản
tin điều khiển và các gói tin dữ liệu.
Một hệ thống điều khiển mạng WDM truyền thống sử dụng một kênh điều khiển
riêng biệt, còn được gọi là mạng truyền thông dữ liệu, để truyền dẫn các bản tin
điều khiển. Một hệ thống quản lý và điều khiển mạng WDM, theo TMN, được triển
khai theo cấu trúc tập trung. Để cho phép mở rộng địa chỉ, các hệ thống này dùng
một phân cấp quản lý. Kết hợp IP và WDM có nghĩa là, ở trong mặt phẳng dữ liệu
ta có thể yêu cầu các tài nguyên mạng WDM chuyển tiếp lưu lượng IP một cách
hiệu quả còn trong mặt phẳng điều khiển ta có thể xây dựng một mặt phẳng điều
khiển đồng bộ. IP over WDM cũng đánh địa chỉ tất cả các mức trung gian của các
mạng quang intra- và inter-WDM và các mạng IP.
Các động cơ thúc đẩy IP over WDM bao gồm:
Các mạng quang WDM có thể đánh địa chỉ lưu lượng Internet đang phát triển
bằng cách khai thác cơ sở hạ lớp sợi quang sẵn có. Sử dụng cơng nghệ WDM có thể
tăng một cách đáng kể việc tận dụng băng thông sợi quang.
Hầu hết lưu lượng dữ liệu qua các mạng là IP. Gần như tất cả các ứng dụng dữ
liệu đầu cuối người sử dụng đều sử dụng IP. Lưu lượng thoại truyền thống cũng có
thể đóng gói nhờ các kĩ thuật VoIP.
IP over WDM thừa hưởng sự mềm dẻo và khả năng thích ứng mà các giao thức
điều khiển IP cho phép.
IP over WDM có thể đạt được hoặc nhắm vào sự phân bố băng thông động theo
nhu cầu (hay giám sát thời gian thực) trong các mạng quang. Bằng cách phát triển
từ các mạng quang điều khiển tập trung truyền thống sang mạng tự điều khiển phân
bố, mạng IP over WDM tích hợp khơng những giảm thiểu chi phí quản lý mạng mà
còn cung cấp phân bố tài nguyên động và giám sát dịch vụ theo nhu cầu.

Với sự giúp đỡ của các giao thức IP, IP over WDM có thể hy vọng đánh địa chỉ
được WDM hay các nhà khai thác hoạt động trung gian NE.
8


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

Các mạng quang WDM đòi hỏi mặt phẳng điều khiển thống nhất và có khả năng
phân cấp giữa các mạng con được cung cấp bởi các nhà khai thác WDM khác nhau.
Các giao thức điều khiển IP đã được triển khai rất rộng rãi và được chứng minh là
có khả năng phân cấp. Sự xuất hiện của MPLS không chỉ bổ sung cho IP truyền
thống kĩ thuật lưu lượng và khả năng QoS biến đổi mà còn đưa ra một mặt phẳng
điều khiển trung tâm IP thống nhất giữa các mạng.
Sự khác biệt giữa các thiết bị mạng WDM đòi hỏi sự liên kết giữa các nhà khai
thác trung gian. Ví dụ như các WADM khơng trong suốt địi hỏi các khn dạng tín
hiệu nhất định ví dụ như tín hiệu SONET/SDH ở các giao diện khách xen/tách của
chúng. Sự liên kết hoạt động giữa WDM đòi hỏi sự xuất hiện của lớp mạng mà ở
đây là IP.
IP over WDM có thể đạt được sự khôi phục động bằng cách phân mức các cơ chế
điều khiển phân tán được dùng trong mạng.
Từ quan điểm dịch vụ, các mạng IP over WDM có thể lợi dụng các cơ chế, chính
sách, mơ hình, cơ cấu QoS được đề nghị và phát triển trong mạng IP.
Rút kinh nghiệm từ tích hợp IP và ATM, IP và WDM cần một sự tích hợp mạnh
hơn nữa để tăng tính hiệu quả và khả năng mềm dẻo. Ví dụ như, IP trên nền ATM
cổ điển là tĩnh và phức tạp và chuyển đổi địa chỉ IP sang ATM là bắt buộc phải
chuyển đổi giữa các địa chỉ IP và các địa chỉ ATM.
Tích hợp IP over WDM sẽ cho phép truyền dẫn mạng quang một cách hiệu quả,
làm giảm chi phí cho lưu lượng IP và tăng cường sự tận dụng mạng quang.


9


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

1.3 Mạng ASON/G-MPLS
Phần này nêu bật sự phát triển hiện tại từ các mạng quang tĩnh sang các mạng
quang thông minh (IONS) dựa trên mặt phẳng điều khiển (CP) phân tán. Nó bao
gồm cả mạng quang chuyển mạch tự động Điều này bao gồm tự động chuyển mạch
mạng quang ( ASON) khung , các giao thức (phần lớn dựa trên chuyển mạch nhãn
đa giao thức tổng quát GMPLS (Generalized Multi- Protocol Label Switching) hiện
đang đẩy về phía trước để thực hiện như một mặt phẳng điều khiển phân tán, và các
kiến trúc mặt phẳng điều khiển khác nhau. Khi nghiên cứu về cơ chế sống sót động
trong các mạng đa lớp thì cần thiết sử dụng mặt phẳng điều khiển phân tán.
1.3.1. ASON / ASTN
Với công nghệ SDH , OTN không linh hoạt vì chúng cung cấp đường truyền cố
định giữa các thiết bị mạng lưới của khách hàng. Tuy nhiên, mơ hình truyền tải
cung cấp cho các mạng khách hàng ngày càng trở nên linh hoạt hơn, vì khơng chỉ
mơ hình truyền tải lưu lượng được thay đổi liên tục theo thời gian, mà còn là giữa
các vùng nơi mà lưu lượng truy cập được định tuyến thay đổi liên tục . Do đó , việc
có thể thay đổi lại đường truyền tải truyền dẫn trong một mạng lưới khách hàng trở
nên quan trọng hơn . Điều này đòi hỏi mạng lưới truyền tải hay mạng lưới truyền tải
quang phải cho phép thiết lập và ngắt bỏ các kết nối theo yêu cầu và một cách tự
động bởi khách hàng. Sự linh hoạt như vậy tất nhiên địi hỏi sự thơng minh hơn
trong mạng lưới truyền tải quang. Do đó dẫn đến các khái niệm về các mạng quang
thông minh ( IONs ) .
Trong [ DeM04 ] , các tác giả đã nghiên cứu những ưu điểm ủa IONs , các trình

điều khiển và các cơ hội được mang lại bởi các IONs . Ví dụ , mạng lưu trữ (SANs)
là một ví dụ về ứng dụng địi hỏi băng thơng theo yêu cầu truyền tải được phát triển
từ các IONs . Khơng chỉ có vậy mà cịn từ góc độ mạng , các IONs có thể rất có lợi .
Ví dụ, như đã đề cập với công nghệ SDH và OTN, về khơi phục mạng, nó có khả
năng có thể thiết lập và ngắt bỏ kết nối theo yêu cầu tại thời điểm xảy ra lỗi , do đó
phục vụ cho quá trình phục hồi thay vì bảo vệ trong mạng lưới truyền tải hoặc mạng
10


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

lưới truyền tải quang . Mặc dù phục hồi có thể làm tốt hơn bảo vệ về hiệu quả dung
lượng, nhưng nó khơng thể đáp ứng cùng một thời gian hoàn thành phục hồi như
bảo vệ . Các IONs khơng chỉ có thể cung cấp phục hồi trong một mạng lưới truyền
tải quang mà còn cung cấp theo yêu cầu về khả năng dự phòng để phục hồi trong
một mạng lưới khách hàng . Khả năng thiết lập và ngắt bỏ kết nối theo yêu cầu cho
phép phân bổ dung lượng trong mạng khi cần thiết ; do đó , một mơ hình truyền tải
động có thể giảm đáng kể dung lượng mạng hoặc chi phí về vốn ( CAPEX ).Khơng
chỉ giảm được CAPEX, chúng cịn tự động hóa việc thiết lập và ngắt bỏ các kết nối
có nghĩa là một giảm rất nhiều chi phí vận hành ( OPEX ) .
Hình 1.4 minh họa ASON. Quan trọng là trong khuôn khổ này một mặt phẳng điều
khiển phân tán đã được thêm vào việc quản lý và truyền tải (TPS) đã có trong mạng
lưới truyền tải cổ điển. Mặt phăng điều khiển này (CP) bao gồm một tập hợp các
điều khiển kết nối quang ( OCCS ) được kết nối và điều khiển các thiết bị chuyển
mạch trong mặt phẳng truyền tải (TP). Giao thức quản lý chuyển mạch nhãn tổng
quát ( GSMP ) chỉ là một ví dụ để thực hiện giao diện điều khiển kết nối (CCI) này.
Các OCCS được kết nối với nhau thông qua giao diện mạng–đến-mạng ( NNIs ),
trong khi các thiết bị chuyển mạch trong mặt phẳng truyền tải TP được kết nối

thông qua giao diện vật lý (PI). Để định tuyến và thiết lập hoặc ngắt bỏ các kênh
quang (OCHs).

Hình 1.4 Sơ đồ làm việc trong mạng chuyển mạch tự động
11


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

OCCS chạy giao thức định tuyến và báo hiệu , và tương tự trên các NNIs . Chính
xác hơn, thành phần bên trong của giao diện mạng đến mạng (I-NNI) là một NNI
giữa hai OCCS cùng một phạm vi quản lý điều khiển (AD) ít nhất là trao đổi cấu
hình mạng hoặc thơng tin định tuyến, các thông điệp kết nối dịch vụ và thông tin
điều khiển tài nguyên mạng tùy chọn , trong khi thành phần bên ngoài của giao diện
mạng đến mạng (E-NNI) kết nối OCCS nằm tại các AD hỗ trợ việc trao đổi thông
tin địa chỉ mạng với nhau hoặc tổng hợp tóm lược thơng tin địa chỉ mạng , xác thực
và thông tin điều khiển cho phép kết nối (CAC) và bản tin dịch vụ kết nối bản tin.
Mặc dù chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (G-MPLS) [ Ala03 ], [ Pap03 ]
dựa trên giao thức bộ là lựa chọn được đẩy về phía trước, nó cũng phải có khả năng
khả dụng , ví dụ, một giao diện mạng-đến-mạng riêng(PNNI) dựa trên giao thức bộ
. Khách hàng yêu cầu thiết lập một OCh , khi đại diện của nó ra u cầu (RA) (ví
dụ, giao diện người sử dụng của khách hàng-đến-mạng [UNI- C] trong diễn đàn
quang Liên mạng [OIF] UNI 1.0 ) gửi thông điệp phù hợp hơn người sử dụng mạng
để giao diện (UNI) cho một OCC. UNI tối thiểu cần phải được hỗ trợ việc trao đổi
thông tin địa chỉ và đặt tên , xác thực và kiểm soát nhập kết nối (CAC) thông tin ,
và tin nhắn dịch vụ kết nối. Điều quan trọng cần lưu ý là phairg được phép để thơng
tin định tuyến hoặc cấu hình mạngnội bộ được tiết lộ cho khách hàng , và phạm vi
quản trị khác. Mặc dù kiểm sốt có thể ngày càng trở nên quan trọng hơn, các giá

quản lý (MP) và hệ thống quản lý mạng (NMS) sẽ khơng biến mất hồn tồn . Ví dụ
, hầu hết các nhà khai thác sẽ vẫn quan tâm đến thanh toán và kế toán (thường là
một chức năng của MP) . MP được kết nối với CP thông qua giao diện quản lý
mạng cho ASTN (NMI -A) thành phần mặt phẳng điều khiển. Tương tự như vậy ,
nó được kết nối thơng qua giao diện quản lý cho việc truyền tải (NMI -T) các yếu tố
mạng vào TP .
Một trong những mục tiêu chính của các CP của một ASTN là để cung cấp một dịch
vụ kết nối chuyển mạch (SC) . Nhưng một ASTN cũng sẽ có thể cung cấp một dịch
vụ kết nối (cứng) vĩnh viễn ([H]PC). NMS có thể chọn để cung cấp kết nối bởi
chính nó thơng qua NMI -T hoặc yêu cầu các thiết lập từ mặt phăng điều khiển
12


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

thơng qua các NMI-A . Trong trường hợp sau đó , có thể cung cấp một dịch vụ kết
nối mềm vĩnh viễn (SPC).
Chức năng chính của mặt phăng điều khiển là quản lý kết nối và kiểm sốt. CP sẽ
có thể kiểm sốt và quản lý ( chuyển mạch và mềm dẻo vĩnh viễn ) kết nối có thể là
một chiều hoặc hai chiều điểm-điểm hoặc điểm-đa điểm một chiều. CP cũng có thể
hỗ trợ multihoming , phân tập, và các dịch vụ khác ( như thiết lập các nhóm sử dụng
khép kín ).

1.3.2. Giao thức cho thiết lập mặt phẳng điều khiển phân tán
Phần trước nói rằng G- MPLS là bộ giao thức thiết lập mặt phẳng điều khiển phân
tán. Nhãn trong MPLS thường được biểu diễn là số nguyên, trong nhiều trường hợp,
gắn liền với một gói tin IP như một tiêu đề chèn bổ sung. Tuy nhiên , ví dụ, một
kênh bước sóng (màu ) có thể được hiểu như là một nhãn. Do đó , khái niệm chuyển

mạch nhãn đa giao thức tổng quát ( G- MPLS ) cho phép một nhãn được biểu diễn
như là một số nguyên, một khe thời gian trong ghép kênh phân chia theo thời gian
(TDM), một bước sóng hoặc dải bước sóng trên một sợi, một sợi trong một cáp, và
cứ như vây. Vì vậy , ý tưởng là để tái sử dụng bộ giao thức tương tự , sử dụng
MPLS tiêu chuẩn để thiết lập và ngắt bỏ nhãn đường chuyển mạch ( LSPs ), để có
thể điều khiển chuyến mạch thay vì kết nối vĩnh viễn thơng qua mạng lưới truyền
tải hoặc mạng lưới truyền tải quang . Hình 1.5 minh họa ngun tắc này bằng cách
khái qt hóa mơ hình MPLS.
Giao thức đặt trước tài nguyên với phần mở rộng kỹ thuật lưu lượng (RSVP- TE) [
RFC2205 ] đã được sử dụng như là giao thức báo hiệu để thiết lập và ngắt bỏ các
đuờng chuyển mạch nhãn trong MPLS-TE ; các phần mở rộng cần thiết cho LSP TE
được quy định trong [ RFC3209 ] . [ RFC3471 ] quy định cụ thể các phần mở rộng
giao thức báo hiệu yêu cầu cụ thể để hỗ trợ G- MPLS. [ RFC3473 ] chỉ ra các yêu
cầu để cần thiết cho mở rộng giao thức RSVP- TE . Tất nhiên, yêu cầu nhãn và
nhãn đối tượng tổng quát là phần mở rộng quan trọng đối với giao thức RSVP- TE
13


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

cho phép hỗ trợ G-MPLS. Yêu cầu nhãn tổng quát bao gồm một kiểu mã hóa LSP
(ví dụ , gói so với đóng gói kỹ thuật số so với bước sóng LSPs), một loại chuyển
mạch (ví dụ như chuyển đổi các LSP như mạch TDM hoặc kênh bước sóng đầy đủ)
, và một định tải trọng tổng quát (G- PID) (ví dụ , gói qua SONET [ PoS ]). Mã hóa
của đối tượng nhãn chuẩn phụ thuộc vào liên kết mà nhãn được sử dụng.

Hình 1.5. Khái niệm chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát
Ngoài các nhãn yêu cầu và nhãn đối tượng chuẩn , các phần mở rộng giao thức báo

hiệu hỗ trợ cho thấy một nhãn được lựa chọn bởi một node đường xuống, để hạn
chế các bộ nhãn mà từ đó một node đường xuống có thể lựa chọn, và để thiết lập
LSPs hai chiều.
Hình 1.6 thể hiện tổng quan năng lực một mạng G-MPLS. Nhờ quá trình phát hiện
của các node kế cận, mỗi node trong mạng biết về tất cả các node kế cận nhau trong
mạng. Hơn nữa, một tiến trình phun ngập cho phép mỗi node có thể phun thơng tin
này trên tồn mạng theo định kỳ. Mỗi node xử lý tất cả các gói dữ liệu liên kết đến
và lưu trữ các thông tin trạng thái nhận của mỗi liên kết trong cơ sở dữ liệu liên kết
của nó . Bởi có như vậy một cơ sở dữ liệu liên kết trong mỗi node mạng, mỗi node
14


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

mạng chia sẻ một cấu trúc đồ hình liên kết mạng lưới và xem tài ngun và do đó
có thể tính tốn con đường ngắn nhất cùng mà một LSP đã được thiết lập. Để có thể
phân biệt giữa các loại liên kết khác nhau, liên kết có chứa một trường cho thấy có
khả năng ghép kênh/chuyển đổi của các liên kết quảng bá. Cột thứ ba trong cơ sở dữ
liệu liên kết minh họa điều này; cột này nói thấy tất cả các liên kết là các liên kết
quang (như vậy , có khả năng chuyển đổi bước sóng [ LSC ]) ngoại trừ liên kết CD
đó là một liên kết ở mức IP (như vậy , có khả năng chuyển đổi gói tin [ PSC ] ) . Do
đó, các đường quang được thiết lập giữa C và E qua B và D.
Một khía cạnh quan trọng của G- MPLS là một nhãn tổng có thể đại diện cho các
loại khác nhau của LSPs . Ví dụ, trong một mạng IP -over- WDM , một LSP có thể
là một đường quang ( nhãn là bước sóng ) hoặc một LSP phổ thơng trong lớp IP
(nhãn là các số ngun có thể thực hiện trong một tiêu đề chèn vào). Câu hỏi đặt ra
bây giờ như thế nào để định tuyến các LSPs sau trên tập hợp các LSPs cũ từ trước(
đường quang) đã hình thành một cấu hình mạng lưới logic.


Hình 1.6 Nguyên tắc định tuyến trạng thái liên kết trong mạng chuyển mạch nhãn
đa giao thức chuẩn.
Với mục đích này, từ lúc một LSP (có chức năng như một liên kết logic) đã được
thiết lập , nó sẽ được quảng bá bằng các phương tiện của một liên kết gói cho tất cả
15


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hoàng Long

các node khác trong mạng. Trong hình 1.6, các đường quang được thiết lập giữa các
node C và E tạo ra một liên kết logic ở mức IP giữa các node C và E. Vì vậy, ta có
thể thấy một cái nhìn tổng quan tổng hợp của một mạng lưới đa lớp [ Kom02 ].
Không cần thiết để đưa ra một định tuyến liền kề (ví dụ , đưa ra các giao thức phát
hiện ) giữa hai thiết bị đầu cuối như một liên kết TE logic ( thực sự là một LSP
trong lớp mạng cơ bản hoặc lớp con ) sau khi nó đã được quảng bá ; Do đó , chẳng
hạn liền kề cũng được gọi là một chuyển tiếp kề (FA) . Không chỉ trong các kết quả
FAs trong các liên kết TE trên mà khơng có định tuyến liền kề được đưa lên, mà
trong G-MPLS , một số công nghệ đơn giản là không cho phép truyền tải các thơng
tin điều khiển trong băng tần (như vậy , địi hỏi các kênh out-of-band điều khiển) ,
và đôi khi một tập của các liên kết được quảng bá là một liên kết TE duy nhất để cải
thiện khả năng mở rộng . Những điều này và các vấn đề khác vẫn cịn đang được
tiêu chuẩn hóa [ Kom03 ] .
Hình 1.7 minh họa cách phục hồi có thể được cung cấp trong mạng G-MPLS. Ví dụ
này giả định rằng sau khi đường quang giữa C và E đã được thiết lập ở hình 1.6,
liên kết BD lỗi cũng khơng ảnh hưởng đến đường quang này. Ta giả định rằng sự
xâm nhập node C được thông báo rằng các đường quang đã bị ảnh hưởng bởi một
lỗi và node C hoạt động như phục hồi đầu cuối (RHE) . Tùy thuộc vào thơng tin

RHE nhận , nó đã có thể tính toán lại một tuyến đường CSPF mới trước khi nhận
được gói cập nhật trạng thái liên kết hoặc có thể chờ đợi một thời gian để nhận được
các gói cập nhật trạng thái liên kết . Một khi đã có một cái nhìn tổng quan cập nhật
của cấu hình mạng lưới và các nguồn, có thể tính tốn lại RHE một tuyến đường
CSPF mới cho đường quang (trong ví dụ này thơng qua node A thay vì thơng qua
node D) và thiết lập lại các đường quang dọc theo tuyến đường mới này.

16


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Nguyễn Hồng Long

Hình 1.7 Minh họa khả năng phục hồi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát.
Có rất nhiều cách để thực hiện phục hồi trong một mạng lưới ; ví dụ trên minh họa
chỉ có một khả năng. Ví dụ, thay vì node C hoạt động như một RHE (và do đó cần
phải được thông báo về lỗi) , node B cũng có thể hoạt động như một RHE . Giả sử
chỉ có liên kết đơn hoặc node bị lỗi , node B phải có khả năng để tính tốn lại một
con đường thay thế mới từ nó đến điểm đến node E cho đường quang bị ảnh hưởng
( trong trường hợp này con đường thay thế đi từ node B qua node A đến node E) từ
lúc đó node B phát hiện sự cố . Vì node B phát hiện lỗi và đã có một cái nhìn tổng
quan về tình trạng mạng tổng thể trên cơ sở dữ liệu liên kết của nó , nó khơng cần
chờ đợi bất kỳ gói cập nhật trạng thái liên kết hoặc bất kỳ tín hiệu lỗi khác trước khi
nó có thể bắt đầu tính toán các con đường thay thế . Điều này sẽ dẫn đến một sự cải
thiện đáng kể thời gian thực hiện phục hồi. Chúng ta gọi là kỹ thuật nhanh chóng
thay đổi lộ trình hạn chế dựa trên cấu hình mạng định hướng này ( FTCR ) [ Vhe00
], [ ColPNC011 ] bởi vì nó dựa trên các thơng tin cấu hình mạng trong cơ sở dữ liệu
liên kết chính của RHE ( phần định hướng cấu hình mạng) và yêu cầu định tuyến rõ

ràng (phần định tuyến ràng buộc ) vì RHE đã có thể bắt đầu q trình truyền tín
hiệu để thiết lập các đường quang bị ảnh hưởng dọc theo tuyến đường thay thế
trước khi cơ sở dữ liệu chính liên kết trong các node trung gian dọc theo con đường
17