ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MÌNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Điện – Điện tử Bộ môn Viễn thông o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 TÌM HIỂU VỀ MẠNG MAN-E GVHD: ThS. Hồ Văn Khương SVTH: Phan Dũng Vy Lớp: DD09DV5 MSSV: 40903403 TP.HCM, tháng 06 năm 2014 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 2 MỤC LỤC Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 3 Lời cảm ơn 4 Danh mục hình vẽ 5 Danh mục bảng biểu 7 Thuật ngữ viết tắt 8 Lời nói đầu 11 Chương I: Giới thiệu về mạng MAN-E 13 1.1 Mạng đô thị MAN và công nghệ Ethernet 13 1.2 Các đặc tính của mạng MAN-E 15 1.3 Cấu trúc mạng MAN-E 19 Kết luận chương 22 Chương II: Các công nghệ mạng MAN-E 23 2.1 Ethernet over SONET/SDH 23 2.2 Resilient Packer Ring (RPR) 29 2.3 Gigabit Ethernet 35 2.4 MPLS/GMPLS 38 2.5 IEE 802.1Q và Q-in-Q 40 2.6 Công nghệ MAC-in-MAC (PBB/PBT) 43 Kết luận chương 47 Chương III: Các dịch vụ của mạng MAN-E 48 3.1 Ưu điểm của các dịch vụ cung cấp qua MAN-E 49 3.2 Các loại dịch vụ MAN-E cơ bản 51 3.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 60 3.4 Ví dụ một số dịch vụ 78 Kết luận chương 84 Chương IV: Tình hình triển khai mạng MAN-E của VNPT 85 4.1 Mạng đô thị băng rộng đầu tiên tại Việt Nam 85 4.2 Tình hình triển khai MAN-E của VNPT hiện nay 88 Kết luận 91 Tài liệu tham khảo 90 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Chữ ký của giáo viên hướng dẫn Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 4 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy Hồ Văn Khương cùng quý thầy cô bộ môn Viễn Thông, khoa Điện - Điện Tử, trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh. Trong quá trình thực hiện đồ án gặp các khó khăn về thời gian cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thiết kế. Nhưng được hướng dẫn và chỉ dạy nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp em khắc phục được những khó khăn đó và có thể hoàn thành tốt đồ án. Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên tập thể lớp DD09DV5, đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình tìm kiếm tài liệu cũng như thực hiện để em có thể hoàn thành đồ án trong thời gian sớm nhất. TP.HCM, tháng 06 năm 2014 SV thực hiện Phan Dũng Vy Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 5 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1. Mạng đô thị MAN Hình 1-2. Truyền dẫn TDM trong mạng đô thị MAN Hình 1-3. So sánh TDM với Ethernet Hình 1-4. Cấu trúc mạng MAN-E điển hình Hình 2-1. Ethernet over SONET/SDH Hình 2-2. Chức năng EoS trong ADM Hình 2-3. Chức năng EoS trong switc Hình 2-4. Chức năng EoS và chuyển mạch trong ADM Hình 2-5. Luồng tập trung ảo Hình 2-6. Truyền dẫn Ethernet SONET/SDH Hình 2-7. Mô hình mạng sử dụng RPR Hình 2-8. Hoạt động thêm, bớt và chuyển tiếp trong RPR Hình 2-9. Bảo vệ trong RPR Hình 2-10. Cấu trúc Hub-and-Spoke Hình 2-11. Cấu hình ring Gigabit Ethernet Hình 2-12. Spanning Tree trong cấu hình ring Gigabit Ethernet Hình 2-13. Cấu trúc gói tin MPLS Hình 2-14. Mạng Ethernet đô thị MPLS Hình 2-15. Cấu trúc nhãn VLAN Hình 2-16. Các trường trong Q-in-Q Hình 2-17. Nhãn P-VLAN được thêm vào khung dịch vụ của khách hàng Hình 2-18. Các trường trong khung M-in-M Hình 3-1 Mô hình dịch vụ cơ bản Hình 3-2. Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm Hình 3-3. Dịch vụ E-Line tương tự Frame Relay Hình 3-4. Dịch vụ E-line tương tự như sử dụng kênh riêng Hình 3-5. Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm Hình 3-6. Dịch vụ E-LAN trương tự Frame Relay 14 16 18 20 24 24 25 25 27 28 30 32 34 36 36 37 38 39 40 41 42 44 48 51 52 53 54 55 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 6 Hình 3-7. Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng dịch vụ E-Line Hình 3-8. Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng một E-LAN Hình 3-9. EVC gốc - đa điểm Hình 3-10. Kiểu dịch vụ E-tree sử dụng EVC gốc – đa điểm Hình 3-11. Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc” Hình 3-12. Thuộc tính màu của khung dịch vụ Hình 3-13: Sự phân chia độ trễ khung Hình 3-14. Ví dụ về mất khung trong EVC điểm-điểm. Hình 3-15. Định dạng khung VLAN Hình 3-16. Hỗ trợ gán nhãn VLAN Hình 3-17. Ghép nhiều dịch vụ với các EVC điểm-điểm Hình 3-18. Truy nhập Internet qua một EVC điểm-điểm Hình 3-19. LAN mở rộng sử dụng dịch vụ E-LAN Hình 3-20. Ví dụ Intranet/Extranet L2VPN Hình 4-1. Mô hình xây dựng mạng MAN của TP.HCM 55 56 57 58 59 62 64 67 68 73 76 79 81 82 86 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 7 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1. Ý nghĩa các trường trong M-in-M Bảng 3-1. Ví dụ thuộc tính dịch vụ Bảng 3-2. Các giao thức điều khiển lớp 2 Bảng 3-3. Các khả năng có thể hỗ trợ nhãn VLAN tại một UNI 44 71 72 76 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 8 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ADM Add-Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen-rẽ ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch không đồng bộ CE Customer Edge Phía khách hàng CoS Class of Service Lớp dịch vụ CRC Cyclic Redundancy Check Mã sửa lỗi vòng CWDM/ DWDM Coarse/ Dense Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng ghép lỏng/ghép mật độ cao DSL Digital subscriber line Đường thuê bao số DXC Digital Cross-Connect Bộ đấu chéo số E-LAN Ethernet LAN Service Dịch vụ LAN ethernet EoS Ethernet over SDH Ethernet trên SDH FICON Fibre Connection Kết nối sợi quang GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet GFP-F/T Framing mapped/Transparent Generic Framing Procedure Thủ tục lập khung tổng quát theo khung/trong suốt GMPLS Generalized Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát HIS High Speed Internet Service Dịch vụ Internet tốc độ cao IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuật Internet IP Internet Protocol Giao thức internet IS–IS Intermediate System–to–Intermediate System Kết nối hệ thống trung gian đến hệ thống trung gian ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ internet ITU-T International Telecommunications Union (Telecommunications Standardisation Hiệp hội viễn thông quốc tế Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 9 Sector) LAN Local area network Mạng nội bộ LCAT Link Capacity Adjustment Scheme Cơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label-Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MAN Metro Area Network Mạng vùng đô thị MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation network Mạng thế hệ sau NG-SDH Next Generation SDH SDH thế hệ sau NNI Network – to – Network Interface Giao diện kết nối Mạng – Mạng OA&M Operation, Administration and Maintenance Vận hành, quản lý và bảo dưỡng OADM Optical Add Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ quang OSPF Open Shortest Path First Thuật toán chọn đường ngắn nhất OXC Optical Cross-connect Thiết bị kết nối chéo quang PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức PIM Protocol Independent Multicast Phát tán multicsat độc lập với giao thức PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm-tới-điểm PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên SAN Storage area network Mạng lưu trữ SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E SVTH: Phan Dũng Vy Trang 10 SSM Source Specific Multicast Phát tán multicast theo nguồn STM-n Synchronous Transport Module level N Mô-dun truyền tải đồng bộ mức n TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDM Time division multiplexing Ghép kênh theo thời gian UNI User-to-Network Interface Giao diện kết nối người sử dụng – mạng VCAT Virtual Concatenation Ghép chuỗi ảo VCC Virtual Channel Connection Kênh kết nối ảo VLAN Virtual LAN LAN ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide area network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng [...]... được hệ quản lý mạng SONET OMP&P Với EOS, các khung Ethernet vẫn được giữ nguyên và đóng gói vào gói SONET tại đầu vào và giải phóng ở đầu ra của mạng SVTH: Phan Dũng Vy Trang 23 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E Tải trọng SONET/DSH Khung EoS Khung Ethernet Khung Ethernet Khung Ethernet Hình 2-1 Ethernet over SONET/SDH Trong hình vẽ, toàn bộ khung Ethernet sẽ được đưa vào trọng tải SONET/SDH tại đầu... Trang 22 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E CHƯƠNG II - CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG MANE Các dịch vụ và ứng dụng của MAN- E không nhất thiết phải yêu cầu sử dụng Ethernet làm công nghệ truyền dẫn lớp dưới, mạng MAN- E còn có thể được xây dựng bởi các công nghệ khác, trong chương này chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu các công nghệ: - Ethernet over SONET/SDH (EOS) - Resilient Packet Ring (RPR) - Gigabit Ethernet -... (Outsourced services) được cung cấp cho các khách hàng của mạng MAN- E Quá trình truy nhập đến đường trục Internet được cung cấp tại một hoặc một số điểm POP cấu thành nên mạng lõi Metro Theo định nghĩa của Metro Ethernet Forum trong MEF4 (Metro Ethernet Architecture Framework - Part 1), mạng Metro Ethernet sẽ được xây dựng theo 3 lớp: Lớp Dịch Vụ Ethernet – hỗ trợ các dịch vụ truyền thông dữ liệu L2 Ethernet... cho mạng MAN như ATM, FDDI, DQDB và SMDS Customer Metro Edge Core Hình 1-1 Mạng đô thị MAN Ethernet là công nghệ được sử dụng rộng rãi cho mạng LAN Công nghệ Ethernet do Robert Melancton Metcafe phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xeror Palo Alto từ những năm 1970 Lúc đó, hệ thống Ethernet chỉ chạy với tốc độ xấp xỉ 3Mbps Năm 1980, đặc tả Ethernet chính thức ra đời từ nghiên cứu của liên minh DEC-Intel-Xeror... Ứng Dụng hỗ trợ cho các ứng dụng trên nền L2 Ethernet Mô hình mạng theo các lớp dựa trên quan hệ SVTH: Phan Dũng Vy Trang 20 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E client/server Bên cạnh đó, mỗi lớp mạng này có thể được thiết kế theo các mặt phẳng điều khiển, dữ liệu, quản trị trong từng lớp, bao gồm: + Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer): Lớp dịch vụ Ethernet có chức năng truyền tải các dịch vụ hướng... tả Ethernet chính thức ra đời từ nghiên cứu của liên minh DEC-Intel-Xeror Tốc độ Ethernet lúc đó được mở rộng lên 10Mbps Sau đó, công nghệ Ethernet được đưa vào ủy ban các tiêu chuẩn LAN của IEEE (IEEE 802) Năm 1985, chuẩn Ethernet là IEEE 802.3 được phát hành Ethernet hoạt động theo giao thức cảm nhận sóng mang CSMA/CD Tốc độ Ethernet ngày càng tăng, từ 10Mbps ban đầu lên 100Mbps, 1000Mbps (1Gbps),... nghệ Ethernet so với công nghệ TDM thông thường như sau: SVTH: Phan Dũng Vy Trang 18 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E + Tính dễ sử dụng: Dịch vụ Ethernet dựa trên giao diện Ethernet chuẩn, dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ Hầu như tất cả các thiết bị và máy chủ trong các mạng LAN có đầu kết nối Ethernet + Tính kinh tế: Ethernet được sử dụng phổ biến trong hầu hết hết các thiết bị mạng. .. lớn hơn SVTH: Phan Dũng Vy Trang 27 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E Hình 2-6 Truyền dẫn Ethernet SONET/SDH Hình 2-6 là một ví dụ về việc cung cấp cả dịch vụ kết nối Ethernet và dịch vụ TDM trên cùng một hạ tầng mạng SONET/SDH Nếu thiết bị SONET/SDH có hỗ trợ VCAT thì giao diện Gigabit Ethernet có thể được truyền tải qua một luồng 21STS-1, giao diện Fast Ethernet có thể truyền tải qua luồng 2STS-1... nhau như Ethernet, SONET/SDH và DWDM - Cho phép truyền tải lưu lượng theo phương thức quảng bá - Điều khiển băng thông tránh tắc nghẽn SVTH: Phan Dũng Vy Trang 34 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E 2.3 Gigabit Ethernet (GE) Công nghệ Ethernet không chỉ giới hạn ở là một công nghệ truy nhập mà còn có thể sử dụng làm công nghệ truyền dẫn Khi sử dụng Ethernet làm công nghệ truyền dẫn thì phần mạng truy... thuộc về node Do đó giảm thiểu được công việc của từng node SVTH: Phan Dũng Vy Trang 31 Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E Hình 2-8 Hoạt động thêm, bớt và chuyển tiếp trong RPR Hình 2-8 minh họa hoạt động của RPR, lưu lượng không thuộc về node được chuyển tiếp trong vòng ring được thực hiện bởi IEEE 802.17 MAC Trong hoạt động của Ethernet IEEE 802.3 MAC lưu lượng được xử lý, lưu đệm tại mỗi node để . ethernet EoS Ethernet over SDH Ethernet trên SDH FICON Fibre Connection Kết nối sợi quang GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet GFP-F/T Framing mapped/Transparent Generic Framing Procedure Thủ. Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E SVTH:. Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide area network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN- E SVTH: