Luận văn Công nghệ Voice over MPLS

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

 

 

doc88 trang | Chia sẻ: netpro | Lượt xem: 1933 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Công nghệ Voice over MPLS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
rên. Hình 4.7: Hoạt động của MPLS ỨNG DỤNG CỦA MPLS Internet có ba ứng dụng chính: voice, video, data với các yêu cầu khác nhau. Voice yêu cầu độ trễ thấp, cho phép thất thoát dữ liệu để tăng hiệu quả. Video cho phép thất thoát dữ liệu ở mức chấp nhận được, mang tính thời gian thực. Dữ liệu yêu cầu độ bảo mật và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài nguyên mạng đạt hiệu quả cao. Một số ứng dụng đang được triển khai: MPLS VPN: Nhà cung cấp dịch vụ có thể tạo VPN lớp 3 dọc theo mạng đường trục cho nhiều khách hàng, chỉ dùng một cơ sở hạ tầng mạng sẵn có, không cần các ứng dụng mã hóa… MPLS traffic Engineer: Cung cấp khả năng thiết lập một hoặc nhiều đường đi để có thể điều khiển lưu lượng mạng và các đặc trưng thực thi cho một loại lưu lượng. MPLS QoS: Dùng QoS các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ với sự đảm bảo QoS tối đa cho khách hàng. MPLS Unicast/Multicast IP routing. KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MPLS Khái niệm về kĩ thuật lưu lượng Khi đối mặt với sự phát triển và mở rộng mạng có hai vấn đề kĩ thuật cần quan tâm đó là kĩ thuật mạng (network engineering) và kĩ thuật lưu lượng (traffic engineering). Kĩ thuật mạng là tổ chức mạng phù hợp với lưu lượng. Ban đầu phải có sự dự đoán tốt nhất về lưu lượng trên mạng để sử dụng các mạch và các thiết bị mạng thích hợp. Kĩ thuật mạng phải đảm bảo hiệu quả về sau vì thời gian lắp đặt mạng có thể diễn ra lâu dài. Kĩ thuật lưu lượng là thao tác trên lưu lượng để phù hợp với mạng. Dù cố gắng đến đâu thì lưu lượng mạng cũng không thể được đáp ứng hoàn toàn 100% so với dự tính. Giữa thập niên 90 sự tăng trưởng lưu lượng đã vượt quá dự tính và không thể nâng cấp mạng kịp thời được. Đôi khi một sự kiện nổi bật nào đó như sự kiện thể thao, một trang web phổ biến… làm đầy lưu lượng trên mạng, điều này không thể tính toán trước được. Do đó có thể một nơi nhu cầu băng thông quá nhiều nhưng đồng thời có các liên kết chưa được sử dụng. Kĩ thuật lưu lượng là một “nghệ thuật” chuyển lưu lượng từ các liên kết bị đầy sang các liên kết rỗi. Kĩ thuật lưu lượng có thể được bổ sung : IP metric trên các giao tiếp, chạy một mắc lưới ATM PVC và xác định lại đường PVC dựa trên yêu cầu về lưu lượng đi qua nó. Kĩ thuật lưu lượng trong MPLS nhằm đạt đến kĩ thuật điều khiển lưu lượng hướng kết nối tốt nhất và kết hợp với định tuyến IP. Kĩ thuật lưu lượng của IP và ATM Kĩ thuật lưu lượng của IP Đây là kĩ thuật phổ biến nhưng chất lượng khá kém. Cách điều khiển chủ yếu của IP là thay đổi chi phí trên một liên kết cụ thể. Việc điều khiển lưu lượng chỉ dựa trên một con đường mà nó sẽ đi tới. Ví dụ: Ta xét kĩ thuật điều khiển lưu lượng trong mạng IP như sau: Trong mô hình có hai con đường đi từ R2 đến R6. Khi đi đến đích R6 ta có thể đi một trong hai con đường sau: R2 -> R5 -> R6 . R2 -> R3 -> R4 -> R6 . Hình 4.8 : Kĩ thuật lưu lượng của IP Như ta thấy trên hình các liên kết trên các con đường này đều có cùng phí tổn là 15, theo chuyển tiếp đích thông thường, tất cả các gói đến từ R1 và R7 được ra cùng một giao tiếp của R2 để tới R5, vì phí tổn trên con đường này thấp con đường dưới. Tất cả các liên kết trong hình có băng thông 150Mbps, R1 gửi 90 Mbps và R7 gửi 100 Mbps. Lúc này sinh ra vấn đề: R2 phải cố gắng chuyển 190 Mbps qua đường 150 Mbps. Nghĩa là R2 phải hủy 40 Mbps cho phù hợp với đường truyền. Việc chuyển tiếp các gói hướng đích không thể giải quyết vấn đề này. Chỉ có thể hủy bỏ liên kết hoặc chuyển chi phí liên kết để con đường ngắn hoặc con đường dài đều có cùng phí tổn nhằm giảm nhẹ vấn đề. Nhưng có lẽ điều này chỉ giải quyết cho những mạng nhỏ mà thôi. Kĩ thuật lưu lượng của ATM Đối với kĩ thuật lưu lượng của ATM thì chúng ta có thể thay thế các PVC trên mạng từ nguồn đến đích. Các ISP lớn trên thế giới sử dụng ATM để quản lý lưu lượng trên mạng của họ bằng cách xây dựng mạng lưới đầy đủ các ATM PVC giữa một tập các router, tái định kích thước và vị trí các ATM PVC đó một cách định kỳ dựa trên thông tin lưu lượng do các router đó cung cấp. Ví dụ: Cũng như ví dụ nêu ở trên nhưng ta xây dựng hai PVC từ R2 đến R6 và thiết lập cho chúng có cùng phí tổn. Vì R2 có hai con đường đến R6 nên sẽ sử dụng cả hai con đường để mang một lượng dữ liệu hợp lý. Cơ chế chia tải có thể thay đổi đa dạng nhưng thông thường cân bằng tải trên nguồn và đích của CEF (CEF’s per source destination load blancing) sử dụng cả hai con đường theo cách cân bằng thô. Xây dựng hai con đường có cùng phí tổn là giải pháp mềm dẻo hơn thay đổi chi phí liên kết. Trong mạng ATM các thiết bị khác kết nối đến mạng không ảnh hưởng đến bất kỳ sự thay đổi nào của metric. Điều này cho thấy khả năng điều khiển lưu lượng của ATM tốt hơn của IP. Hình 4.9: Kĩ thuật lưu lượng của ATM Kĩ thuật lưu lượng của MPLS MPLS kết hợp khả năng điều khiển lưu lượng của ATM với sự mềm dẻo của IP và sự khác nhau của các lớp dịch vụ. MPLS cho phép xây dựng các con đường chuyển mạch nhãn trong mạng để giảm lưu lượng chuyển tiếp. MPLS TE còn được gọi là đường hầm điều khiển lưu lượng, dùng một đường hầm điều khiển lưu lượng trên đường đến một đích cụ thể. Phương pháp này mềm dẻo hơn hơn kĩ thuật lưu lượng chuyển tiếp chỉ dựa trên địa chỉ đích. MPLS sử dụng cơ chế gọi là định tuyến động để xây dựng bảng định tuyến bằng MPLS TE LSP mà không cần mạng lưới đầy đủ các tuyến láng giềng. MPLS TE dự trữ băng thông khi xây dựng LSP. Khi LSP được thêm vào mạng chúng có thể tìm ra được con đường có băng thông được lưu trữ sẵn. Khi nghiên cứu về kĩ thuật lưu lượng có ba vấn đề chính mà chúng ta cần quan tâm: Sự phân phối thông tin (Information Distribution): là cách mà bộ định tuyến nhận diện ra mạng và các tài nguyên nào đã sẵn dùng. Tính toán và thiết lập tuyến (Path Calculation and Setup): Cách các bộ định tuyến quyết định tạo các đường hầm TE và cách xây dựng và duy trì các đường hầm TE này một cách chính xác. Chuyển tiếp lưu lượng vào một đường hầm (Forwarding Traffic Down a Tunnel): Sau khi đường hầm được thiết lập thì sử dụng nó như thế nào? Các dạng thông tin chính được phân phối. Một là thông tin về băng thông có sẵn trên giao tiếp: cho phép một số đường hầm làm việc trước những đường hầm khác nhờ vào độ ưu tiên. Mỗi một đường hầm sẽ có một độ ưu tiên khác nhau, các đường hầm ít quan trọng hơn bị đẩy ra khỏi đường đi và được tính toán lại đường đi cùng với việc tài nguyên của nó sẽ được nhường lại cho đường hầm quan trọng hơn. Hai là các cờ thuộc tính trên giao tiếp: Cờ thuộc tính là một ảnh bipmap 32bit trên một kết nối có thể chứa 32 thuộc tính riêng biệt trên một kết nối. Các thuộc tính có thể từ 0x0 đến 0xFFFFFFFF. Ngầm định là 0x0, hay tất cả 32 thuộc tính trong ảnh bitmap là 0. Chúng ta có thể tự quyết định cho những bit này. Ví dụ: quyết định cờ thuộc tính là 0x2 nghĩa là “Kết nối này được quyết định định tuyến qua một đường vệ tinh. Do đó nó sẽ không phù hợp để đi qua những con đường có độ trễ thấp” Ba là trọng lượng quản trị trên giao tiếp hay còn gọi là metric trên một giao tiếp: Chi phí kết nối được chia làm hai loại đó là chi phí điều khiển lưu lượng (TE cost) và chi phí của cổng giao thức nội (IGP cost). Ngầm định chi phí TE sẽ bằng với chi phí IGP. Nhưng ta có thể thay đổi chi phí TE khác với chi phí IGP. Việc thay đổi trọng lượng quản trị chỉ tạo nên sự khác biệt về độ trễ nhưng không thay đổi băng thông. Nói cách khác, một router sẽ quảng bá băng thông sẵn có, các cờ thuộc tính và trọng lượng quản trị trên các liên kết có liên quan. Ngoài ra kĩ thuật MPLS được đưa vào nhằm: Khi các đường hầm được thiết lập trên một giao tiếp, chúng sẽ yêu cầu băng thông sẵn có, do đó lượng băng thông này bị giảm xuống. Khi các đường hầm được điều khiển turn down, thì lượng băng thông lại tăng lên. Tính toán và thiết lập tuyến. Dựa vào thuật toán CSPF (Constrained Shortest Path First) để tính toán và thiết lập tuyến. Có sự khác biệt giữa SPF thông thường so với CSPF của MPLS TE. Thứ nhất là tiến trình thiết lập tuyến không được thiết kế để tìm đường đi tốt nhất đến mọi bộ định tuyến mà chỉ cần quan tâm đến điểm cuối đường hầm. Thứ hai là ngoài việc cần quan tâm đến một loại chi phí trên kết nối hai láng giềng còn phải quan tâm đến: băng thông, các thuộc tính kết nối, trọng số quản trị… Tính toán lại đường hầm (Tunnel Reoptimization). Điều gì xảy ra nếu trong lúc một đường hầm đang hoạt động, xuất hiện một đường đi khác tốt hơn. Hình 4.10: Minh họa quá trình tính toán lại đường hầm Trong hình trên: Tất cả kết nối bắt đầu với băng thông dành riêng là 100 Mbps. Cả router A và D đều muốn xây dựng đường hầm 60 Mbps đến router H. Nhưng kết nối giữa router D và H đều bị đứt. Như vậy sẽ xuất hiện các sự kiện sau có thể xảy ra: Router D tạo đường hầm: D -> C -> H. Router A sẽ tạo đường hầm: A -> B -> C -> E -> F -> G -> H. Router D sẽ giảm băng thông dành riêng trên đường D -> C -> H xuống 30 Mbps bằng cách cấu hình hoặc điều chỉnh băng thông tự động. Khi một router tìm thấy một đường đi tốt hơn đường hầm đã được thiết lập thì được xem là reoptimization. Các yếu tố tác động đến reoptimization: Tính toán lại định kỳ (periodic reoptimization). Tính toán lại thủ công (manual reoptimization). Tính toán lại theo sự kiện (event-driven reoptimization). Việc tính toán lại sẽ không được thực hiện khi đường hầm bị down. Nếu một đường bị down thì không cần đợi bộ định thời tính toán lại (reoptimization timer) để tìm ra đường hầm mới mà nó sẽ được thực hiện ngay lập tức. Ngoài ra, RSVP-TE có một cơ chế gọi là make before break để thực hiện tạo một đường hầm dành riêng mới mà không làm xáo trộn bất kỳ sự dành riêng đường hầm nào đang tồn tại. Tính toán lại định kỳ: Thực hiện một bộ định thời và nó có thể cấu hình toàn cục. Sau khi một đường hầm đi vào hoạt động, tiến hành một sự cố gắng tìm ra một đường đi mới cho nó với các yêu cầu ràng buộc được cấu hình của đường hầm. Ngầm định sẽ được thực hiện 1 lần mỗi giờ. Nhưng nếu ta cấu hình bộ định thời với thông số là 0 có nghĩa là đường hầm không bao giờ được tính toán lại sau khi chúng được thiết lập. Tính toán lại theo thủ công: Khi có một thay đổi trong mạng mà ta mong muốn bộ định thời của đường hầm kích hoạt trước khi tìm ra con đường đi tốt hơn, ta có thể cấu hình thủ công để buộc router thực hiện tính toán lại đường hầm cụ thể tại bất kỳ lúc nào. Tính toán lại theo sự kiện: Chẳng hạn như ta thấy kết nối trong hình trên giữa router D và H. Nếu kết nối đó hoạt động trở lại, thì router D có nên tính toán lại đường hầm D đến H của nó, để đường hầm này đi qua một kết nối trực tiếp? Vì vậy tùy theo từng sự kiện mà ta có thể thiết lập kết nối nhưng không cần kích hoạt reoptimization. Giao thức dành riêng tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol). Sau khi một đường đi được tính toán theo CSPF, đường đi đó được báo hiệu qua mạng nhằm: Thiết lập một chuỗi các nhãn theo từng chặn đại diện cho đường đi. Để sử dụng bất kỳ tài nguyên nào có thể dùng được băng thông trên đường đi. Việc báo hiệu hoàn thành bằng RSVP, cùng với RSVP mở rộng cho MPLS TE. RSVP được xác định RFC 2205, có một số mở rộng trong RFC 2210. MPLS TE mở rộng thêm RSVP được xác định trong RFC 3209. Giới thiệu về RSVP RSVP là một cơ chế báo hiệu dùng để dành riêng tài nguyên trên một mạng. RSVP không phải là một giao thức định tuyến. Việc quyết định tuyến do các giao thức IGP và CSPF thực hiện. Công việc của RSVP là báo hiệu và duy trì tài nguyên dành riêng qua một mạng. Trong MPLS TE, RSVP dự trữ băng thông tại mặt phẳng điều khiển , không có chính sách lưu lượng tại mặt phẳng chuyển tiếp. Khi sử dụng cho các mục đích khác như VoIP chẳng hạn, RSVP có thể được dùng để dành riêng không gian hàng đợi có trọng số WFQ_Weighted Fair Queuing hay xây dựng các ATM SVC. Chức năng cơ bản của RSVP: Thiết lập và duy trì đường đi Hủy đường đi Báo lỗi. RSVP là một soft-state protocol. Nghĩa là nó cần tái báo hiệu trên mạng để làm tươi định kỳ cho nó. Với RSVP, một yêu cầu hủy bỏ nếu nó được chỉ định xóa khỏi mạng bằng RSVP hay hết thời gian dành riêng. Các loại thông điệp RSVP bao gồm: Path: Dùng để thiết lập và duy trì dành riêng. Resv: Gửi hồi đáp cho các thông điệp Path để thiết lập và duy trì sự dành riêng. Path Tear: Tương tự các thộng điệp Path, nhưng được dùng để hủy sự dành riêng ra khỏi mạng. Resv Tear: Tương tự như thông điệp Resv, nhưng được dùng để hủy sự dành riêng ra khỏi mạng. PathErr: Được gửi bởi phía nhận thông điệp Path báo rằng phát hiện ra một lỗi trong thông điệp đó. ResvErr: Được gửi bởi phía nhận thông điệp Resv báo rằng phát hiện ra một lỗi trong thông điệp đó. ResvConf: Tùy chọn gửi lại cho phía gửi thông điệp Resv để báo rằng tài nguyên dành riêng đưa ra đã được thiết lập. ResvTearConf: Một thông điệp dành riêng của Cisco tương tự như ResvConf. Báo rằng sự dành riêng đã bị hủy khỏi mạng. Hello: Một sự mở rộng được xác định trong RFC 3209 cho phép kết nối cục bộ được duy trì giữa hai láng giềng RSVP kết nối trực tiếp. Thiết lập đường đi Sau khi đường hầm hoàn thành CSPF cho một đường hầm cụ thể, nó gửi thông điệp Path đến node kế tiếp dọc theo đường đi đã tính toán đến đích. Ta cần phân biệt rõ LSR ngược dòng tức là LSR gửi thông điệp Path, và LSR xuôi dòng tức là LSR nhận thông điệp Path hay còn gọi là trạm trước đó. Sau khi LSR xuôi dòng nhận thông điệp Path, nó sẽ kiểm tra định dạng lượng thông điệp và kiểm tra lượng băng thông mà thông điệp yêu cầu. Quá trình này còn được gọi là điều khiển chấp nhận. Nếu việc kiểm tra này thành công và thông điệp Path được phép dành riêng như nó yêu cầu thì LSR xuôi dòng sẽ tạo một thông điệp Path mới và gửi chúng đến node kế tiếp. Thông điệp này sẽ được di chuyển cho đến khi nào chúng đến được node cuối cùng, tức đuôi của đường hầm MPLS TE. Đuôi đường hầm thực hiện điều khiển chấp nhận trên thông điệp Path giống như các LSR xuôi dòng khác. Nhưng khi nó nhận ra rằng nó là đích đến của thông điệp Path nó trả lời lại bằng thông điệp Resv. Resv đóng vai trò là một ACK báo về cho LSR ngược dòng. Resv chứa thông báo rằng thỏa mãn sự dành riêng đến cuối đường hầm cùng với thông tin nhãn đến cho LSR ngược dòng sử dụng để gửi các gói dọc theo TE LSP đến đích. Quá trình trao đổi các thông điệp trong suốt quá trình thiết lập LSP được minh họa như sau: Hình 4.11: Quá trình thiết lập đường đi dùng RSVP Giả sử rằng R1 thực hiện thuật toán CSPE xong và thiết lập con đường dành riêng băng thông dọc theo tuyến như sau: R1 -> R2 -> R3 -> R5 -> R6 -> R7. Đầu tiên R1 sẽ gửi thông điệp Path đến R2. R2 nhận thông điệp Path, kiểm tra cú pháp của thông điệp và kiểm tra bằng bộ quản lý kết nối TE để chắc rằng băng thông mà R1 yêu cầu hiện đang có sẵn. Nếu có lỗi xảy ra, R2 sẽ gửi thông báo bằng thông điệp Error lại cho R1. Sau đó R2 lại gửi thông điệp đến cho R3, tại đây nó cũng kiểm tra tương tự như R2. Tiếp theo R3 lại gửi thông điệp đến R5 và R5 gửi thông điệp Path đến R6. R6 thực hiện kiểm tra và gửi đến cho R7. R7 chính là điểm kết thúc của dường hầm sẽ gửi thông diệp Resv đến R6. Resv chỉ định nhãn mà R7 muốn thấy trên gói đến. Ngoài ra vì nó là điểm kết thúc nên nó gửi thông điệp implicit null. R6 gửi thông điệp Resv cho R5 và chỉ định nó muốn thấy nhãn đến là 42 cho đường hầm này. Tức là khi R6 nhận nhãn 42 thì nó sẽ thực hiện hủy nhãn (vì nó nhận được bản tin implicit null) và sau đó nó gửi thông điệp về cho R7. R5 sẽ gửi thông điệp Resv cho R3, báo hiệu nhãn 10921. Tức là khi R5 nhận một gói có nhãn 10921 nó sẽ chuyển đổi nhãn đó thành nhãn 42, sau đó gửi đến R6. R3 lại gửi thông điệp Resv cho R2 báo hiệu nhãn 21. R2 gửi thông điệp đến Resv cho R1 báo hiệu nhãn 18. Như vậy lúc này R1 nhận được thông điệp nhãn sử dụng cho đường hầm đến R7 nào là được sử dụng. Duy trì đường hầm. Việc duy trì đường hầm được thực hiện bằng cách mỗi 30s đầu đường hầm sẽ gửi một thông điệp Path đến láng giềng xuôi dòng của nó. Nếu một LSR gửi đi một dãy 4 thông điệp Path và không thấy Resv thì khi đó nó sẽ nghĩ rằng sự dành riêng này bị mất và gửi một thông điệp ngược dòng báo rằng sự dành riêng này bị mất. Tuy nhiên, các thông điệp Path và Resv được gửi độc lập và bất đồng bộ giữa các láng giềng với nhau. Mỗi 30s, R1 gửi thông điệp Path dành riêng của nó tới R2. Và mỗi 30s, R2 gửi thông điệp Path Resv đến R1 với cùng sự dành riêng đó. Tuy nhiên hai thông điệp này không liên quan với nhau. Thông điệp Resv được dùng để làm tươi sự dành riêng đang tồn tại chứ không phải trả lời cho thông điệp Path. Hủy đường đi. Nếu một node đầu đường hầm quyết định một sự dành riêng không còn cần thiết trong mạng, nó sẽ gửi thông điệp PathTear dọc theo đường thông điệp Path đã đi và một ResvTear dọc theo đường của Resv. Thông điệp ResvTear được gửi hồi đáp cho PathTear báo hiệu điểm kết thúc đường hầm. PathTear và ResvTear cũng được gửi để thông báo lỗi trong mạng. Không giống như thông điệp làm tươi, PathTear không cần đi đến hết downstream trước khi nhận được kết quả. Giả sử nếu R1 gửi PathTear đến R2 thì ngay lập tức R2 sẽ trả lời bằng một ResvTear. Sau đó gửi PathTear xuôi dòng của nó. Báo lỗi Đôi khi các tín hiệu RSVP có thể bị lỗi. Các lỗi này được báo hiệu bằng thông điệp PathErr hay ResvErr. Thông điệp lỗi được gửi ngược dòng về phía nguồn của lỗi. Một PathErr được gửi ngược dòng từ một node xuôi dòng và một ResvErr được gửi xuôi dòng từ một node ngược dòng. Chuyển tiếp lưu lượng vào một đường hầm. Sử dụng định tuyến tĩnh: Đậy là cách đơn giản để định tuyến một luồng lưu lượng xuống một giao tiếp đường hầm. Nó hoạt động giống như định tuyến IP bình thường. Định tuyến dựa trên chính sách: Cho phép sử dụng ánh xạ tuyến theo chính sách áp dụng cho giao tiếp ngõ vào. Với cách thức này ta có thể gửi loại lưu lượng cụ thể xuống một giao tiếp đường hầm mà không cần sửa đổi bảng định tuyến của bộ định tuyến. Định tuyến tự động: Nếu có nhiều loại giao tiếp (giao tiếp vật lý hay đường hầm GRE), chúng ta sẽ cho phép giao thức cổng nội trên giao tiếp để thiết lập giao thức định tuyến láng giềng, học tuyến và xây dựng một bảng định tuyến cho giao tiếp đó. VOICE OVER MPLS 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. GIỚI THIỆU Có nhiều cách sắp xếp vận chuyển thoại trong môi trường MPLS. Cụ thể chúng ta có hai cách sắp xếp phổ biến như sau: Voice over IP (VoIP) over MPLS (VoIPoMPLS): Trong trường hợp này, Chồng giao thức chứa dữ liệu thoại sẽ được đóng gói bằng giao thức IP chẳng hạn như ( RTP/UDP/IP) và sau cùng được đóng gói bằng giao thức MPLS. Ngoài ra, có thể bổ sung các header nén. Sau đó, chúng được truyền trên các môi trường truyền khác nhau như FR, ATM, PPP, Ethernet. Voice over MPLS (VoMPLS): Dữ liệu thoại không qua đóng gói IP. Trong trường hợp này, dữ liệu thoại được đóng gói trực tiếp bằng giao thức MPLS. Sau đó, được truyền trên các môi trường truyền khác nhau như: FR, ATM, PPP, và Ethernet. Trong cách sắp xếp VoIPoMPLS, về bản chất chính là VoIP, được hỗ trợ mở rộng bởi chuẩn IETF. Nó không được đề cập chủ yếu ở đây. Cách sắp xếp thứ 2, VoMPLS, hỗ trợ kĩ thuật vận chuyển một cách hiệu quả, được áp dụng cho việc truyền thoại trong môi trường MPLS. Đây cũng chính là nội dung chính được đề cập ở chương này. Ngoài ra, còn có nhiều cách sắp xếp tương tự như VoATM, VoFR. Mục đích của phương thức VoMPLS là định ra được cách mà dữ liệu thoại có thể được đóng gói trực tiếp trong khung MPLS. Nó bao gồm việc định nghĩa nhãn header của gói VoMPLS, khả năng hỗ trợ nhiều loại payload, tín hiệu quay số (DTMF_Dual Tone Multi Frequency), hình thức báo hiệu kết hợp và mô tả thông tin về khoảng lặng. Có thể nói các header trong VoMPLS khác với nhãn RTP được sử dụng trong VoIP. CÁC MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN VoMPLS Có ba mô hình vận chuyển thoại qua mạng MPLS. MPLS Voice Type 1 (MVT1): Đây là mô hình liên quan đến cách sử dụng đóng gói của H.323. Đối với mô hình này, các gói đơn vị dữ liệu IP sẽ được chèn thêm header của MPLS. Ưu điểm của mô hình này là có thể tái sử dụng các thành phần của H.323 bao gồm các thiết bị ggateway, gatekeeper, terminal stack sofware cũng như các kỹ thuật chuyển mạch mềm. Hình 5.1: MPLS Voice Type 1 MPLS Voice Type 2 (MVT 2): Đây là mô hình cũng sử dụng giao thức H.323 nhưng không qua đóng gói IP. Kĩ thuật đường hầm MPLS VPN được sử dụng để thiết lập các kết nối LSP. Tương tự như trên, ưu diểm của mô hình này cũng tận dụng được các thành phần của H.323. Hình 5.2: MPLS Voice Type 2 MPLS Voice Type 3 (MVT 3): Mô hình này được triển khai tương tự mô hình VoATM. Các bit thoại sẽ được vận chuyển trực tiếp vào các gói MPLS. Hình 5.3: Kiến trúc lớp VoP/VoMPLS KIẾN TRÚC THAM KHẢO Hình dưới đây là kiến trúc tham khảo dành cho VoMPLS. Mạng MPLS bao gồm các thiết bị như Gateway, LSR, LSP. Gateway có thể được kết nối trực tiếp đến những mạng khác hoặc kết nối không trực tiếp thông qua một số router chuyển mạch nhãn LSR. Hình 5.4:Kiến trúc tham khảo dành cho các cuộc gọi VoMPLS Đáng chú ý trong chương này là các chi tiết bên trong mạng MPLS, các giao thức báo hiệu kèm theo hay kiến trúc của các router và các gateway. Nói chung cũng có nhiều cách mô tả VoMPLS bằng nhiều hình thức khác nhau. Nhưng có thể nói do VoMPLS cũng đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển cho nên đây chỉ là một kiến trúc đơn giản để cho chúng ta tham khảo và thấy được cái nhìn tổng quan về nó mà thôi. Mặc dù thế, nhưng nó vẫn phải đáp ứng được mọi phương thức triển khai có thể có của VoMPLS. Gateway có chức năng như một LER. Giao tiếp của Gateway với mạng MPLS có thể là: Các môi trường mạng khác nhau như: TDM, IP, ATM... Mạng MPLS khác. Nhiều loại mạng thoại khác như VoIP, PSTN, VoATM... Các thiết bị truy nhập khác. Các kiến trúc này phải có khả năng hỗ trợ nhiều loại hình LSP khác nhau. Chẳng hạn như: Một là LSP có thể được thiết lập từ đầu cuối này đến đầu cuối khác giữa hai thiết bị thoại trong cùng một domain MPLS (LSP dành hoàn toàn cho kết nối thoại). Hai là một LSP sẽ được thiết lập chỉ hỗ trợ một phần kết nối thoại giữa hai thiết bị đầu cuối (LSP dành một phần cho kết nối thoại, còn phần còn lại là các loại dữ liệu khác). Một MPLS domain tồn tại giữa một lối vào và một lối ra khỏi gateway của mạng nhà cung cấp dịch vụ. Nhiều LSP sẽ được thiết lập giữa các gateway này để truyền thoại trên các đường trung kế thoại. ĐA HỢP NHIỀU CUỘC GỌI TRÊN LSP Nhiều cuộc gọi thoại có thể được vận chuyển trên cùng một LSP. Có hai loại subframe có thể được yêu cầu khi truyền là primary subframe và control subframe. Nhiều primary subframe có thể được ghép trong một frame MPLS. Control subframe thì không được ghép chung và chúng được gửi riêng rẽ. Lúc này nó cũng được gửi trong một frame của MPLS. Primary subframe và Control subframe không được ghép chung với nhau trong một frame của MPLS. Một primary subframe bao gồm phần payload và header (tiêu đề). Payload của primary sẽ chứa dữ liệu, thông tin mã hóa thoại và thông tin về khoảng lặng. Payload của primary có thể có chiều dài thay đổi trong một subframe. Control subframe có thể được gửi nhằm hỗ trợ payload của primary (chẳng hạn như: thông tin số báo hiệu dialed digits cho các payload thoại mã hóa…) và các chức năng điều khiển khác. Những payload này sẽ được phân biệt với payload của primary bởi giá trị bit “Payload Type” ở trong header của mỗi subframe. Chú ý control subframe có chiều dài cố định. Trường CID và trường payload type thường có ở cả payload của primary và payload của control. Primary Subframe Cấu trúc frame MPLS ở hình dưới là ghép nhiều subframe primary trong VoMPLS. Cấu trúc frame MPLS bao gồm: Nhãn ngoài là trường bắt buộc (outer label). Nhãn trong (inner lab

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docVoMPLS.doc
  • pptVoMPLS.ppt