Luận văn Tìm hiểu về mạng Man và xây dựng cấu trúc mạng Man cho viễn thông Nam Định

Nội dung tài liệu: Luận văn Tìm hiểu về mạng Man và xây dựng cấu trúc mạng Man cho viễn thông Nam Định

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------o0o------ VŨ THỊ CHÂU GIANG TÌM HIỂU VỀ MẠNG MAN VÀ XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG MAN CHO VIỄN THÔNG NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013
2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------o0o------ VŨ THỊ CHÂU GIANG TÌM HIỂU VỀ MẠNG MAN VÀ XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG MAN CHO VIỄN THÔNG NAM ĐỊNH Chuyên nghành: Cơ sở Toán học cho Tin học Mã số: 60460110 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ TRỌNG VĨNH Hà Nội – Năm 2013 - Trang 2 -
3. MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... 5 DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU ................................................................... 8 LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 10 MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 11 CHƯƠNG 1. KIẾN TRÚC MẠNG ĐÔ THỊ (MAN) VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ ETHERNET ...................................................................... 14 1.1 Tổng quan về MAN ...................................................................................... 14 1.1.1. MAN là gì? ......................................................................................... 14 1.1.2 Những yếu tố thúc đẩy sự phát triển mạng MAN .................................. 14 1.1.3 Ưu, nhược điểm của mạng MAN .......................................................... 14 1.1.4. Kiến trúc MAN theo mô hình của Cisco .............................................. 15 1.2 Xu hướng phát triển và kiến trúc của MAN Ethernet (MAN-E) .................... 16 1.2.1 Xu hướng phát triển.............................................................................. 16 1.2.2. Kiến trúc chung của MAN Ethernet ..................................................... 17 1.2.3 Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet - GbE) ............................ 18 CHƯƠNG 2. CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG XÂY DỰNG MAN ETHERNET (MAN-E) ............................................................................................................... 20 2.1 Công nghệ SONET/SDH .............................................................................. 20 2.1.1 Đặc điểm công nghệ ............................................................................. 20 2.1.2 Ưu điểm ............................................................................................... 21 2.1.3 Nhược điểm ......................................................................................... 22 2.2 Công nghệ WDM (Wavelength Division Multiplexing ) .............................. 22 2.2.1 Đặc điểm .............................................................................................. 22 2.2.2 Ưu nhược điểm của công nghệ ............................................................. 23 2.2.3 Khả năng ứng dụng .............................................................................. 23 2.3 Công nghệ RPR (Resilient Packet Ring) ....................................................... 23 2.3.1 Giới thiệu ............................................................................................. 23 2.3.2 Đặc điểm công nghệ ............................................................................. 24 2.3.3 Ưu nhược điểm của công nghệ ............................................................ 25 2.3.4 Khả năng ứng dụng .............................................................................. 26 2.4 Công nghệ Ethernet/Gigabit Ethernet (GE) .................................................. 26 2.4.1 Khái niệm ............................................................................................. 26 2.4.2 Mô hình ................................................................................................ 26 2.4.3 Đặc tính của công nghệ ........................................................................ 27 2.4.4 Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng dựa trên cơ sở công nghệ WDM.29 2.4.5 Ưu điểm ............................................................................................... 29 2.4.6 Nhược điểm .......................................................................................... 30 - Trang 3 -
4. 2.4.7 Khả năng ứng dụng .............................................................................. 31 2.5. Công nghệ MPLS/GMPLS .......................................................................... 31 2.5.1 Khái niệm ............................................................................................. 31 2.5.2 Đặc điểm công nghệ ............................................................................. 32 2.5.3 Giao thức MPLS/GMPLS .................................................................... 33 2.5.4 Các chức năng của MPLS/GMPLS....................................................... 37 2.5.5 Ưu nhược điểm của công nghệ ............................................................ 42 2.5.6 Khả năng ứng dụng .............................................................................. 42 CHƯƠNG 3. MẠNG MAN-E CỦA VNPT .......................................................... 43 3.1 Mạng MAN của VNPT từ trước tới nay ....................................................... 43 3.1.1 Mạng đô thị băng rộng đầu tiên của Việt Nam ...................................... 43 3.1.2 Tình hình triển khai MAN-E của VNPT hiện nay ................................. 44 3.2 Cấu trúc mạng MAN-E của VNPT ............................................................... 45 3.2.1 Cấu trúc phân lớp chức năng ................................................................ 45 3.2.2 Cấu hình tô-pô mạng ............................................................................ 46 3.2.3 Cấu trúc phân lớp theo chức năng các nút mạng ................................... 49 3.3 Thiết kế xây dựng mạng MAN-E của VNPT ................................................ 55 3.3.1 Các tham số đầu vào ............................................................................ 55 3.3.2 Tính các loại lưu lượng ........................................................................ 56 CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG MAN TẠI VNPT NAM ĐỊNH 63 4.1 Sơ lược về VNPT Nam Định ........................................................................ 63 4.1.1 Chức năng, nhiệm vụ ............................................................................ 63 4.1.2 Cơ cấu tổ chức VNPT Nam Định: ........................................................ 63 4.2 Tổ chức mạng viễn thông, tin học của VNPT Nam Định: ............................ 64 4.2.1. Danh mục thiết bị: ............................................................................... 64 4.2.2. Mạng chuyển mạch: ............................................................................ 65 4.2.3 Mạng băng rộng ................................................................................... 66 4.2.4. Mạng truyền dẫn: ................................................................................ 67 4.2.5 Mạng di động ....................................................................................... 68 4.2.6. Mạng máy tính phục vụ điều hành sản xuất kinh doanh: ...................... 69 4.3. Xây dựng cấu trúc mạng MAN-E cho Viễn thông Nam Định ...................... 70 4.3.1. Tính toán các tham số đầu vào phục vụ thiết kế ........................................ 70 4.3.2. Cấu trúc mạng giai đoạn 2011-2015 : .................................................. 72 4.3.3. Đo kiểm chất lượng mạng: .................................................................. 76 4.4. Đánh giá ...................................................................................................... 87 KẾT LUẬN ........................................................................................................... 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 91 - Trang 4 -
5. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt API Application Programming Giao diện lập trình ứng dụng Interface AS Autonomous System Tập hợp các mạng có cùng chính sách định tuyến ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch không đồng bộ BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến toàn cầu BRAS Broadband Remote Access Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa Server BRAS Broadband Remote Access Máy chủ truy nhập băng rộng Server từ xa CE Customer Edge Phía khách hàng CPE Customer Premises Equipment Thiết bị phía khách hàng CPE Customer Premises Equipment Thiết bị phía khách hàng C-VLAN Carrier Vitual LAN VLAN truyền tải E-LAN Ethernet LAN Dịch vụ mạng LAN qua Ethernet E-LINE Ethernet Line Dịch vụ đường thuê bao qua Ethernet EPL Ethernet Private Line Đường thuê kênh riêng Ethernet EP-LAN Ethernet Private LAN Mạn LAN riêng qua mạng Ethetnet E-Tree Ethernet Tree Dịch vụ dạng cây qua Ethernet EVC Ethernet Virtual Connection Đường kết nối ảo EVPL Ethernet Virtual Private Line Đường thuê kênh riêng ảo qua Ethernet EVP-LAN Ethernet Virtual Private LAN Mạng LAN riêng ảo qua Ethernet FTTx Fiber To The x Kết nối bằng cáp quang tới điểm bất kỳ GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet - Trang 5 -
6. ICMP Internet Control Message Giao thức điều khiển truyền tin trên Protocol mạng IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến IP Internet Protocol Giao thức internet IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet ISDN Integrated Services Digital Công nghệ băng hẹp Network ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Hiệp hội viễn thông quốc tế Telecommunications Union LAN Local Area Network Mạng nội bộ LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MAN Metro Area Network Mạng đô thị băng rộng MAN-E Metro Area Network - Mạng đô thị băng rộng sử dụng công Ethernet nghệ Ethernet MPLS Multi Protocol Label Chuyển mạch nhãn đa giao thức Switching MS Media server Cổng phương tiện MSAN Multi Service Access Node Thiết bị truy cập đa dịch vụ NE Network Element Thành phần mạng NGN Next generation networking Mạng thế hệ sau NNI Network - Network Interface Giao diện Mạng - Mạng OSI Open Systems Interconnection Mô hình tham chiếu kết nối hệ thống Reference Model mở OSS Operations Support System Quản lý vận hành hệ thống mạng P2P Point to Point Điểm đến điểm - Trang 6 -
7. PC Personal Computer Máy tính cá nhân PIR Peak Information Rate Tốc độ truyền thông tối đa công cộng PON Passive Optical Networks Mạng quang thụ động PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại Network QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ SG Signaling Gateway Cổng báo hiệu SONET Synchronous Optical Network Mạng cáp quang đồng bộ S-VLAN Service Provider VLAN VLAN phía nhà cung cấp dịch vụ TDM Time division multiplexing Ghép kênh theo thời gian UNI User - Network Interface Giao diện người dùng - Mạng VLAN Virtual LAN Mạng LAN ảo VLAN ID Virtual LAN Indentify Số hiệu VLAN VoIP Voice over Internet Protocol Thoại qua giao thức IP VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Ghép kênh theo bước sóng Multiplex ASP Application Service Provider Nhà cung cấp ứng dụng SAN Stogage Area Network Mạng lưu trữ dữ liệu vùng TSL Transparent LAN Service Dịch vụ LAN trong suốt ISP Internet Service Provide Nhà cung cấp dịch vụ Internet SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ GbE Gigabit Ethenet RPR Resilient Packet Ring Khả năng hồi phục các gói tin SDH-NG Next Generation SDH Thế hệ sau của hệ thống phân cấp số đồng bộ - Trang 7 -
8. DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1 Kiến trúc mạng MAN theo Cisco ........................................................................................ 15 Hình 1.2. Mô hình cung cấp dịch vụ trên mạng MAN ..................................................................... 16 Hình 1.3. Cấu trúc mạng MAN về khả năng cung cấp dịch vụ ........................................................ 17 Hình 1.4. Mô hình MAN Ethernet điển hình .................................................................................... 18 Hình 2.1 Ethernet over SONET ......................................................................................................... 21 Hình 2.2: Chức năng EOS nằm trong thiết bị ADM .......................................................................... 21 Hình 2.3 Chức năng EOS nằm trong thiết bị chuyển mạch gói ....................................................... 21 Hình 2.4. Chức năng EOS và chức năng chuyển mạch nằm trong thiết bị ADM ............................ 21 Hình 2.5 Mô hình mạng áp dụng công nghệ WDM ......................................................................... 23 Hình 2.6 Vòng ring RPR..................................................................................................................... 24 Hình 2.7 Các thành phần của lớp Data link và lớp Physical ............................................................ 25 Hình 2.20 Mô hình mạng áp dụng giải pháp truyền Gigabit Ethernet trên WDM ......................... 26 Hình 2.21 Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên cơ sở công nghệ WDM ....................... 29 Hình 2.22 Mô hình kiến trúc giao thức MPLS/GMPLS .................................................................... 33 Hình 2.23 Cơ chế duy trì tuyến LSP .................................................................................................. 35 Hình 2.24 Phân cấp phát chuyển trong GMPLS ............................................................................... 38 Hình 3.1 Mô hình xây dựng mạng MAN của thành phố Hồ Chí Minh ............................................ 44 Hình 4.1. Sơ đồ tổ chức Viễn thông Nam Định ............................................................................... 63 Bảng 4.2 Số lượng thuê bao và port lắp đặt dịch vụ thoại ............................................................... 65 Bảng 4.3 Tình hình cung cấp dịch vụ băng rộng trên địa bàn tỉnh Nam Định ................................... 66 Hình 4.3 Mô hình mạng trước khi có MAN-E ................................................................................. 67 Hình 4.4 Mạng truyền dẫn ............................................................................................................... 68 Bảng 4.4. Phân bổ BTS tại các huyện ................................................................................................ 69 Hình 4.5 Mạng tin học VNPT Nam Định ........................................................................................... 70 Bảng 4.7 Thiết bị mạng MAN-E giai đoạn 2011-2015 ....................................................................... 73 - Trang 8 -
9. Hình 4.6 . Cấu hình mạng MAN-E giai đoạn 2011-2015 Viễn thông Nam Định .............................. 74 Hình 4.7 . Sơ đồ đấu nối hệ thống các trạm vào mạng MAN-E ...................................................... 75 Hình 4. 8. Mạng mục tiêu của Viễn thông Nam Định sau khi đấu chuyển ..................................... 75 - Trang 9 -
10. LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt là các thầy cô giáo Bộ môn Tin học, các thầy cô giáo Phòng Sau đại học; các thầy cô giáo Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Tin học, Viện Toán học đã nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn chúng em trong thời gian học tập tại trường; Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp tại phòng Mạng Dịch vụ - Tin học thuộc Viễn thông Nam Định đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện để em được tham gia nhóm thực hiện đề tài này; Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Trọng Vĩnh đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn này. - Trang 10 -