Ketnooi.com MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN PHẠM VI NGHIÊN CỨU LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 1.1 GIỚI THIỆU MẠNG NGN 1.2 SỰ RA ĐỜI CỦA MẠNG NGN 1.3 ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG NGN Động lực công nghệ Động lực thị trường Động lực hội tụ kết hợp mạng Động lực dịch vụ CHƯƠNG II : MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN 2.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Đặc điểm : 2.2 TÌM HIỂU CÁC CÔNG NGHỆ TRONG NGN 2.2.1 Công nghệ truyền dẫn 2.2.2 Công nghệ mạng truy nhập 2.2.3 Công nghệ chuyển mạch 2.3 KIẾN TRÚC NGN 2.3.1 Lớp truyền dẫn truy nhập 2.3.2 Lớp truyền thông 2.3.3 Lớp điều khiển 2.3.4 Lớp ứng dụng 10 2.3.5 Lớp quản lý 11 2.4 CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG NGN 12 2.5 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN 15 CHƯƠNG III: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 17 3.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỊNH TUYẾN 17 3.2 CÁC LỚP THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN 18 3.2.1 Thuật toán vector khoảng cách (Distance Vector Algorithm) 18 3.2.2 Thuật toán trạng thái kết nối (Link-state Algorithm) 19 3.2.3 So sánh thuật toán định tuyến 19 3.3 CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CƠ BẢN 20 3.3.1 Giao thức định tuyến RIP 20 3.3.1.1 3.3.1.2 3.3.1.3 3.3.2 Giao thức định tuyến OSPF 23 3.3.2.1 3.3.2.2 3.3.2.3 3.3.3 Khái niệm 20 Thuật toán ví dụ minh họa 20 Ưu & nhược điểm 22 Khái niệm 23 Thuật toán ví dụ minh họa 23 Ưu nhược điểm 25 Giao thức định tuyến Qos 25 3.3.3.1 3.3.3.2 3.3.3.3 3.3.3.4 Khái niệm 25 Chức 26 Bài toán định tuyến QoS 27 Ưu nhược điểm 27 CHƯƠNG IV: THUẬT TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 29 4.1 GIỚI THIỆU VỀ THUẬT TOÁN 29 4.1.1 Thuật toán Forward-search (Dijkstra) 29 4.1.2 Thuật toán Backward-search (Bellman-Ford) 30 4.2 VÍ DỤ MINH HỌA 30 4.2.1 Thuật toán Dijkstra 30 4.2.2 Thuật toán Bellman-Ford 31 4.2.3 Kết luận đánh giá 32 - THUẬT TOÁN FORD-BELLMAN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT TỪ ĐỈNH U TỚI TẤT CẢ CÁC ĐỈNH CÒN LẠI, CÓ THỂ SỬ DỤNG TONG TRƯỜNG HỢP TRỌNG SỐ ÂM 33 - THUẬT TOÁN DIJKSTRA CHỈ TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT GIỮA HAI ĐỈNH CỤ THỂ (TỪ U ĐẾN V) 33 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO http://www.ebook.edu.vn MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Môi trường kinh doanh ngày mang tính cạnh tranh phức tạp hết Chất lượng dịch vụ ngày trở thành chìa khoá để dẫn tới thành công Song song với xu này, nhu cầu ngày gia tăng dịch vụ truyền thông mới, đủ khả đáp ứng việc cung cấp dịch vụ tăng tính cạnh tranh Trung tâm dịch vụ mạng hệ (Next Generation Network - NGN) NGN bước lĩnh vực truyền thông giới, truyền thống hỗ trợ mạng lưới: mạng thoại PSTN, mạng không dây mạng số liệu (Internet) NGN hội tụ mạng vào kết cấu thống để hình thành mạng chung, thông minh, hiệu cho phép truy xuất toàn cầu, tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mở đường cho hội kinh doanh phát triển Đề tài tập trung vào việc tìm hiểu mạng hệ sau, thành phần giải pháp mô hình NGN Từ nắm bắt khái niệm, hiểu mạng hệ sau, vai trò phận cấu thành Ngoài sau hoàn thành đề tài thân sinh viên thực hiểu thêm giao thức định tuyến,các thuật toán áp dụng để định tuyến ứng dụng http://www.ebook.edu.vn Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN Trong nhiều năm gần đây, công nghiệp viễn thông trăn trở vấn đề phát triển công nghệ dùng mạng để hỗ trợ nhà khai thác bối cảnh luật viễn thông thay đổi nhanh chóng, cạnh tranh ngày gia tăng mạnh mẽ Khái niệm mạng hệ (hay gọi mạng hệ - NGN) đời với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất ưu công nghệ tiên tiến nhằm đưa nhiều dịch vụ mới, mang lại nguồn thu góp phần giảm chi phí Mạng hệ sau tổ chức dựa nguyên tắc sau : - Đáp ứng nhu cầu cung cấp loại hình dịch vụ viễn thông phong phú, đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện - Mạng có cấu trúc đơn giản - Nâng cao hiệu sử dụng, chất lượng mạng lưới giảm thiểu chi phí khai thác bảo dưỡng - Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển dịch vụ - Độ linh hoạt tính sẵn sàng cao, lực tồn mạnh http://www.ebook.edu.vn PHẠM VI NGHIÊN CỨU Tìm hiểu tổng quan mạng hệ sau gồm có phần : Khái niệm đời NGN Động lực phát triển mạng Ngiên cứu mạng NGN để hiểu phần : Định nghĩa đặc điểm mạng Kiến trúc mạng phần tử mạng Cấu trúc vật lý Các giao thức công nghệ sử dụng mạng hệ sau Tìm hiểu vài giao thức định tuyến : RIP OSPF Định tuyến đảm bảo chất lượng QoS http://www.ebook.edu.vn LỜI MỞ ĐẦU Sự cạnh tranh gay gắt lĩnh vực mạng thông tin mạng viễn thông diễn năm gần Khi cạnh tranh gia tăng, điều đặc biệt quan trọng công ty xác định vị trí thích hợp để mang lại thuận lợi cho thân mình, để chuẩn bị cho môi trường truyền thông lên Trong môi trường này, hòa nhập, liên kết cạnh tranh thành viên tham gia vào thị trường phải hoạt động tích cực để tìm phương thức mới, nhằm giữ thu hút hầu hết khách hàng có tiềm Các nhà cung cấp dịch vụ cố gắng tìm lối riêng cho để tạo khác biệt với nhà cung cấp khác, chẳng hạn tìm kiếm phương thức để đóng nhãn đóng gói dịch vụ, thực giảm chi phí hoạt động,… Mạng hệ NGN bước giới viễn thông, hiểu mạng dựa công nghệ chuyển mạch gói, nơi mà chuyển mạch phần tử truyền thông (như định tuyến, chuyển mạch gateway) phân biệt cách luận lý vật lý theo khả điều khiển thông minh dịch vụ gọi Khả điều khiển thông minh thường hỗ trợ cho tất loại dịch vụ mạng truyền thông, từ dịch vụ thoại (Basic Voice Telephony Services) dịch vụ liệu, hình ảnh, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến (Advanced Broadband), ứng dụng quản lý (Management Application) Trong giá thành phải trả cho khả xử lý truyền dẫn giảm nhanh giá thành phải trả cho phần tử có khả vận hành, quản lý, hiệu chỉnh lại mạng lại có xu hướng tăng lên Sự thay đổi làm ảnh hưởng đến chi phí sửa chữa, phân phối bảo dưỡng mạng, mạng đến yêu cầu việc thiết lập kế hoạch triển khai kỹ thuật Việc định tuyến mạng NGN cho phù hợp với yêu cầu đặt đóng vai trò quan trọng việc định hướng mang tính chiến lược để đưa định phát triển triển khai công nghệ Được hướng dẫn giúp đỡ cô giáo TS Nguyễn Thị Bích Hạnh, giảng viên khoa Điện Tử Viễn Thông – Đại Học Duy Tân em nắm bắt http://www.ebook.edu.vn kiến thức cấu trúc phương pháp định tuyến sử dụng mạng Cho đến nay, em hoàn thành đồ án với đề tài “Tìm hiểu mạng NGN định tuyến” Nội dung đồ án đựợc chia thành chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN Chương : MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN Chương 3: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN Chương 4: THUẬT TOÁN & MÔ PHỎNG Do nội dung kiến thức đề tài tương đối rộng mẻ, điều kiện thời gian trình độ kiến thức có hạn nên việc nghiên cứu, tìm hiểu chắn tránh khỏi sai sót Em mong nhận thông cảm, dẫn góp ý thầy giáo, cô giáo người quan tâm Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn Thị Bích Hạnh thầy cô giáo khoa Điện Tử Viễn Thông, người giúp đỡ em thời gian qua Đà nẵng, tháng 10 năm 2010 SVTH Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 1.1 GIỚI THIỆU MẠNG NGN Mạng hệ sau (Next Generation-Network-NGN) hiểu mạng chuyển mạch gói nơi mà chuyển mạch gói phần tử truyền thống (như định tuyến, chuyển mạch cổng) phân biệt cách logic vật lý theo khả điều khiển thông minh dịch vụ gọi Khả điều khiển thông minh thường hỗ trợ cho tất các loại dịch vụ mạng viễn thông chuyển mạch gói, bao gồm dịch vụ từ dịch vụ thoại đến dịch vụ dịch vụ liệu, đa phương tiện, băng rộng tiên tiến (advanced broadcast), ứng dụng quản lý (management applications), phần tử mạng NGN chuyển mạch mềm (Softswitch) Được xây dựng tiêu chí mở, giao thức chuẩn giao diện thân thiện, NGN đáp ứng hầu hết nhu cầu nhiều đối tượng sử dụng: doanh nghiệp, văn phòng, liên lạc mạng máy tính v.v NGN thống mạng hữu tuyến truyền thống chuẩn truyền tải âm thanh, hình ảnh, liệu không dây Công nghệ mạng NGN chìa khoá giải mã cho công nghệ tương lai, đáp ứng đầy đủ yêu cầu kinh doanh với đặc điểm quan trọng cấu trúc phân lớp theo chức phân tán tiềm mạng, làm cho mạng mềm hoá sử dụng rộng rãi giao diện mở đa truy nhập, đa giao thức để kiến tạo dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào nhà cung cấp thiết bị khai thác mạng 1.2 SỰ RA ĐỜI CỦA MẠNG NGN Mạng PSTN VNPT xây dựng phát triển toàn diện, cung cấp dịch vụ thoại truyền thống chất lượng tốt tới khách hàng Tuy nhiên, sau nhiều năm hoạt động, PSTN bộc lộ số hạn chế khắc phục Chuyển mạch dựa công nghệ TDM cứng nhắc việc phân bổ băng thông (Nx64kb/s) gặp nhiều khó khăn đưa dịch vụ mới, triển khai mạng NGN Mạng PSTN cần đầu tư lớn, giá thành thiết bị cao chi phí vận hành mạng lớn Hơn nữa, mạng PSTN có nhiều cấp SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh khác (Gateway quốc tế, Toll, tandem, Host) nên phức tạp việc phối hợp hệ thống báo hiệu, đồng triển khai dịch vụ Trong đó, nhu cầu dịch vụ liệu phát triển mạnh: Internet ngày phổ biến, đòi hỏi dịch vụ IP, xu tích hợp IP/ATM/MPLS cho mạng đường trục với phát triển công nghệ thông tin viễn thông giới dẫn đến cần thiết phải thay đổi công nghệ mạng Mạng đời phải có băng tần rộng, hiệu suất cao, hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ, đơn giản cấu trúc quản lý, dễ dàng phát triển dịch vụ nhanh chóng cung cấp cho khách hàng Như vậy, để dáp ứng yêu cầu đặt ra, nhà quản trị mạng có lựa chọn, xây dựng sở hạ tầng hoàn toàn xây dựng mạng có khả cung cấp dịch vụ IP cách nâng cấp hạ tầng mạng PSTN có Hạ tầng mạng kỷ 20 thay sớm, chiều phương án thứ hai lựa chọn đắn – mạng hệ sau (NGN – Next Generation Network) Do vậy, mạng NGN hình thành phát triển Sự hội tụ mạng yêu cầu cần thiết, mang lại nhiều lợi ích cho nhà khai thác dịch vụ Đối với định hướng NGN mang lại nhiều tính đáp ứng nhiều yêu cầu khách hàng dịch vụ băng rộng như: Tăng thêm tính mềm dẻo Tập trung khả điều khiển gọi thông qua chuyển mạch mềm Tiết kiệm băng thông Cung cấp dịch vụ multi-media 1.3 ĐỘNG LỰC THÚC ĐẨY SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG NGN Động lực công nghệ Động lực thị trường Động lực hội tụ kết hợp mạng Động lực dịch vụ SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh CHƯƠNG II : MẠNG THẾ HỆ SAU - NGN 2.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN 2.1.1 Khái niệm Cho tới nay, tổ chức viễn thông quốc tế nhà cung cấp thiết bị viễn thông giới quan tâm nghiên cứu chiến lược phát triển NGN Do đó, định nghĩa NGN nêu bao hàm nghĩa mạng hệ khái niệm chung đề cập đến NGN Bắt nguồn từ phát triển công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói công nghệ truyền dẫn băng rộng, NGN đời mạng có sở hạ tầng thông tin dựa công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ cách đa dạng nhanh chóng, đáp ứng hội tụ thoại số liệu, cố định di động Như vậy, xem NGN tích hợp mạng PSTN dựa kỹ thuật TDM mạng chuyển mạch gói dựa kỹ thuật IP/ATM Nó truyền tải tất dịch vụ vốn có PSTN, đồng thời cung cấp cho mạng IP lưu lượng liệu lớn, nhờ giảm tải cho mạng PSTN Tuy nhiên, NGN không đơn hội tụ thoại liệu mà hội tụ truyền dẫn quang công nghệ gói, mạng cố định di động 2.1.2 Đặc điểm : NGN có bốn đặc điểm :  Trước hết, áp dụng cấu mở mà: Các khối chức tổng đài truyền thống chia thành phần tử mạng độc lập, phần tử phân theo chức tương ứng phát triển cách độc lập Giao diện giao thức phận phải dựa tiêu chuẩn tương ứng Việc phân tách chức làm cho mạng viễn thông truyền thống theo hướng mới, nhà kinh doanh vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp phần tử tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức phần tử thực liên kết mạng có cấu hình khác  Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực cách linh hoạt có hiệu việc cung cấp dịch vụ Thuê bao tự bố trí xác SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh định đặc trưng dịch vụ mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ loại hình đầu cuối Điều làm cho việc cung cấp dịch vụ ứng dụng có tính linh hoạt cao  Thứ ba, NGN dựa sở mạng chuyển mạch gói giao thức thống Mạng thông tin nay, dù mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, lấy mạng làm tảng để xây dựng sở hạ tầng thông tin Nhưng năm gần đây, với phát triển công nghệ IP, người ta nhận thấy rõ ràng mạng viễn thông, mạng máy tính mạng truyền hình cáp cuối tích hợp mạng IP thống nhất, xu lớn mà người ta thường gọi “dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho dịch vụ lấy IP làm sở thực liên kết mạng khác nhau; người lần có giao thức thống mà ba mạng lớn chấp nhận được, đặt sở vững mặt kỹ thuật cho hạ tầng sở thông tin quốc gia  Giao thức IP thực tế trở thành giao thức ứng dụng vạn bắt đầu sử dụng làm sở cho mạng đa dịch vụ, nhiều khuyết điểm khả hỗ trợ lưu lượng thoại cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tuy nhiên, tốc độ đổi nhanh chóng giới Internet, mà tạo điều kiện phát triển tiêu chuẩn mở sớm khắc phục thiếu sót 2.2 TÌM HIỂU CÁC CÔNG NGHỆ TRONG NGN 2.2.1 Công nghệ truyền dẫn Trong cấu trúc mạng hệ mới, truyền dẫn thành phần lớp kết nối (bao gồm chuyển tải truy nhập) Công nghệ truyền dẫn mạng hệ SDH, WDM với khả hoạt động mềm dẻo, linh hoạt, thuận tiện cho khai thác điều hành quản lý Các tuyến truyền dẫn SDH có tiếp tục triển khai rộng rãi mạng viễn thông phát triển hướng theo cấu trúc mạng Cần tiếp tục phát triển hệ thống truyền dẫn công nghệ SDH WDM, hạn chế sử dụng công nghệ PDH • Cáp quang: SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh cách ngắn để tới đích (tính theo số bước nhảy) bước nhảy (router tiếp theo) Bước nhảy nơi cần giửi gói liệu đến để tới đích cuối Số bước nhảy số mạng mà gói liệu phải qua để tới mạng đích Hình 3.1 : Định tuyến mạng sử dụng RIP Bảng R2 Đích N1 N2 N3 N4 N5 N6 Bảng R3 Bảng R4 Node sau Hop Đích Node sau Hop Đích Node sau Hop R1 1 N1 N2 N3 N4 N5 N6 R2 R2 1 N1 N2 N3 N4 N5 N6 R3 R3 R3 1 Trực tiếp Trực tiếp R3 R3 R3 Trực tiếp Trực tiếp R4 R4 Trực tiếp Trực tiếp R5 Bảng định tuyến RIP cập nhật router nhận thông báo RIP Dưới giải thuật cập nhật định tuyến RIP sử dụng Nhận thông báo RIP trả lời Cộng vào số bước nhảy cho đích quảng cáo Lặp lại bước cho đích quảng cáo: 2.1 Nếu đích bảng định tuyến Thêm thông tin quảng cáo vào bảng định tuyến 2.2 Trái lại 2.2.1 -Nếu bước nhảy giống -Thay mục bảng mục quảng cáo 2.2.2 Trái lại 2.2.2.1 Nếu số bước nhảy quảng cáo Định tuyến QoS trình định tuyến nhằm chọn tuyến có đủ tài nguyên để đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng 3.3.3.2 Chức Chức định tuyến QoS tìm tuyến khả dụng để thiết lập kết nối nút nguồn nút đích đáp ứng yêu cầu QoS Ngoài ra, hầu hết thuật toán định tuyến QoS xem xét đến hiệu sử dụng tài nguyên đo chi phí Chi phí cho tuyến/ tổng chi phí tất kênh tuyến Tối ưu hoá tìm tuyến có chi phí thấp số tuyến khả dụng Bài toán định tuyến có hai chức chính: - Thu thập thông tin trạng thái đảm bảo thông tin cập nhật - Tìm kiếm tuyến khả dụng cho kết nối dựa thông tin thu thập Kết thu thập thông tin trạng thái có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu thuật toán định tuyến SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 26 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh 3.3.3.3 Bài toán định tuyến QoS Có thể chia toán định tuyến thành lớp lớn: Định tuyến đơn hướng định tuyến đa hướng Mỗi lớp định tuyến lại bao gồm kiểu định tuyến : Định tuyến nguồn, định tuyến phân tán định tuyến phân cấp - Định tuyến đơn hướng giải toán sau: Cho trước nút nguồn s, nút đích t tập ràng buộc C, tìm tuyến khả dụng tốt từ s tới t thoả mãn C Với tiêu chí QoS là: băng thông rỗi, đệm rỗi; trạng thái tuyến xác định trạng thái đoạn nút cổ chai tuyến đó; có hai toán định tuyến là: định tuyến tối ưu hóa kênh định tuyến ràng buộc kênh Với tiêu chí QoS khác trễ, rung pha chi phí trạng thái tuyến xác định tổng trạng thái tất kênh tuyến Có hai toán định tuyến dựa tiêu chí chất lượng dịch vụ định tuyến tối ưu tuyến định tuyến ràng buộc tuyến - Định tuyến đa hướng giải toán sau: Cho trước nút nguồn s, tập nút đích, ràng buộc C tiêu chí tối ưu, tìm đường dẫn khả dụng phủ hết từ nút nguồn s đến nút đích thuộc tập R thoả mãn điều kiện C Các toán định tuyến hai lớp định tuyến có liên quan mật thiết với Định tuyến đa hướng nhiều trường hợp tổng quát hoá định tuyến đơn hướng Sự khác biệt với định tuyến đơn hướng phải có tiêu chí tối ưu hoá hay ràng buộc áp dụng cho toàn thay cho tuyến đơn lẻ Có số toán định tuyến đa hướng như: Bài toán định tuyến tối ưu hoá cây, toán định tuyến ràng buộc 3.3.3.4 Ưu nhược điểm QoSR xác định tuyến dựa tài nguyên mạng có yêu cầu luồng lưu lượng Kết chất lượng ứng dụng đảm bảo cải tiến so với định tuyến BE truyền thống Nó có ưu điểm sau: - QoSR lựa chọn tuyến đường khả thi cách tránh Nút kết nối bị nghẽn - Nếu tải lưu lượng vượt giới hạn tuyến đường có QoSR đưa nhiều tuyến khác để truyền lưu lượng dư SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 27 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh - Nếu xảy lỗi mạng lỗi nút QoSR lựa chọn tuyến đường thay để nhanh chóng khôi phục lại việc truyền liệu mà không làm giảm nhiều QoS - Các loại lưu lượng khác có yêu cầu QoS khác nhau, tổ hợp lưu lượng có nguồn đích giống tuyến đường khác Tuy nhiên, ưu điểm định tuyến QoS phải chịu chi phí để phát triển giao thức định tuyến hay mở rộng giao thức Một số khó khăn chủ yếu là: + Thứ nhất, ràng buộc chất lượng (trễ, rung pha, tỉ lệ gói, băng thông ) ứng dụng phân tán thường thay đổi Nhiều ràng buộc đồng thời thường làm cho việc định tuyến trở nên phức tạp khó lúc thoả mãn tất ràng buộc Hơn nữa, độ phức tạp giao thức định tuyến QoS phụ thuộc vào phân nhỏ sử dụng định định tuyến + Thứ hai, mạng tích hợp dịch vụ tương lai truyền tải lưu lượng QoS lưu lượng BE, điều làm cho vấn đề tối ưu hoá trở nên phức tạp khó xác định điều kiện để thoả mãn tốt hai loại lưu lượng chúng phân bố độc lập + Thứ ba, trạng thái mạng thay đổi thường xuyên tải không ổn định, kết nối tạo giải phóng liên tục; kích thước mạng ngày lớn làm cho việc thu thập thông tin trạng thái mạng trở nên khó khăn hơn, đặc biệt bao gồm mạng vô tuyến Hoạt động thuật toán định tuyến QoS bị ảnh hưởng nghiêm trọng không cập nhật thông tin trạng thái mạng kịp thời SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 28 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh CHƯƠNG IV: THUẬT TOÁN VÀ MÔ PHỎNG 4.1 GIỚI THIỆU VỀ THUẬT TOÁN Bài toán – Cho mạng node nối liên kết chiều, chiều có giá trị chi phí riêng – Chi phí đường node mạng tổng giá trị chi phí liên kết qua – Xác định đường ngắn (chi phí thấp nhất) node • Tiêu chuẩn đường ngắn – Số chặng đường • Giá trị liên kết – Giá trị liên kết • Tỉ lệ nghịch tốc độ liên kết • Tỉ lệ thuận tải liên kết • Tổ hợp đại lượng • Giải thuật – Forward-search (Dijkstra) – Backward-search (Bellman-Ford) 4.1.1 Thuật toán Forward-search (Dijkstra) Input Đồ thị G(V, E) V tập đỉnh, E tập cạnh có trọng số không âm Đỉnh nguồn S: S V Output Đường ngắn từ đỉnh nguồn S đến tất đỉnh lại Di : đường ngắn từ node nguồn S đến node i bước chạy hành giải thuật M: tập đỉnh xét bước chạy hành giải thuật dij: trọng số cạnh nối từ node i đến node j o dij= i trùng j o dij= Eij i khác j SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 29 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh 4.1.2 Thuật toán Backward-search (Bellman-Ford) Input – Đồ thị G(V, E) V tập đỉnh, E tập cạnh có trọng số – Đỉnh nguồn S: S V Output – Đồ thị có chu trình âm  không tồn đường ngắn – Đường ngắn từ đỉnh nguồn S đến tất đỉnh lại Ký hiệu – D(h)i: đường ngắn từ node nguồn S đến node i có tối đa h đoạn (link) – dij: trọng số cạnh nối từ node i đến node j o dij= i trùng j o dij= Eij i khác j 4.2 VÍ DỤ MINH HỌA 4.2.1 Thuật toán Dijkstra Bước 1: khởi động • M = {S} • Di= dsi (các cạnh nối trực tiếp với S) Bước 2: cập nhật đường ngắn • Chọn đỉnh N V\M cho: DN = {Di} i V\M • M = M U {N} • Dj= {Dj, DN + dNj} j V\M – Bước 3: lặp lại bước M=V – Kết Di đường ngắn từ node nguồn S đến node i SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 30 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh 4.2.2 Thuật toán Bellman-Ford – Bước 1: khởi động • D(1)N = dSN, N V\{S} (đường ngắn từ S đến N có tối đa đoạn) – Bước 2: cập nhật đường ngắn • D(h+1)N = {D(h)j + djN} j V\{S} – Bước 3: lặp lại bước đường ngắn tìm thấy dừng – Kết D(h)N đường ngắn từ node nguồn S đến node N SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 31 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh 4.2.3 Kết luận đánh giá Bellman-Ford – Việc tính toán cho node n phải biết thông tin chi phí liên kết node kề n chi phí tổng cộng từ node s đến node kề node n – Mỗi node cần lưu trữ chi phí đường tương ứng đến node khác – Có thể trao đổi thông tin với node kề trực tiếp – Có thể cập nhật thông tin chi phí đường dựa thông tin trao đổi với node kề thông tin chi phí liên kết Dijkstra – Mỗi node cần biết topology toàn mạng – Phải biết chi phí liên kết tất liên kết mạng – Phải trao đổi thông tin với tất node khác mạng NHẬN XÉT : Phụ thuộc vào thời gian xử lý giải thuật SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 32 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh Phụ thuộc vào lượng thông tin yêu cầu từ node khác Phụ thuộc vào việc thực Cùng hội tụ lời giải điều kiện topology tĩnh chi phí không thay đổi Nếu chi phí liên kết thay đổi, giải thuật tính lại để theo kịp thay đổi Nếu chi phí liên kết thay đổi theo lưu thông, lưu thông lại thay đổi theo đường chọn  Phản hồi  Có thể rơi vào trạng thái không ổn định Kết luận: - Thuật toán Ford-Bellman tìm đường ngắn từ đỉnh u tới tất đỉnh lại, sử dụng tong trường hợp trọng số âm - Thuật toán Dijkstra tìm đường ngắn hai đỉnh cụ thể (từ U đến V) SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 33 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài trình bày khái niệm sở mạng NGN, đặc trưng cấu trúc mạng Mạng hệ sau NGN nghiên cứu, chuẩn hoá tổ chức viễn thông lớn giới nhằm đáp ứng nhu cầu tăng tính mở, tương thích linh hoạt để cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện với tính ngày mở rộng Tại Việt Nam, mạng viễn thông ngày phát triển để đáp ứng nhu cầu kinh tế hội nhập giới việc chuyển hoàn toàn sang công nghệ mạng NGN việc làm thiết nhằm đáp ứng nhu cầu Quá trình xây dựng phát triển mạng NGN phải tiến hành bước, có tính đến tương thích phối hợp với tảng mạng Bên cạnh việc để mạng hoạt động tốt ổn định vấn đề cần lưu tâm Trên sở phân tích đồ án tiến hành nội dung sau - Tổng quan mạng ngn - Mạng hệ sau - ngn - Giao thức định tuyến - Thuật toán tìm đường & mô Giải vấn đề có ý nghĩa việc thực bước trình lên xây dựng mạng NGN từ mạng PSTN tại, đồng thời cung cấp nhiều dịch vụ với chất lượng độ tin cậy lớn Tuy nhiên, vấn đề định tuyến mạng vô rộng lớn phức tạp nhữnng hệ thống lớn Vì đề tài khó tránh khỏi thiếu sót, cụ thể là: - Chưa thể đưa mô hình mạng hoàn chỉnh áp dụng vào thực tế nước ta - Ngiên cứu sâu giải pháp hãng ứng dụng vào thực tế - Chưa nghiên cứu hết phương pháp định tuyến sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] HV CNBC VT Mạng Viễn Thông Chương Học viện Công nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2007 [2] Hoàng Trọng Minh Chuyên đề định tuyến Chương [3] ThS Nguyễn Mạnh Cường Giải pháp định tuyến QoS Tạp chí Công nghệ thông tin & Truyền thông, 2006 [4] Nguyễn Quý Hiền Mạng viễn thông hệ sau NXB Bưu Điện [5] Đinh Đức Anh Vũ Data Communication and Computer Networks Chương 8, 2008 [6] http:\\www.vnpt.com.vn [7] http://www.quantrimang.com.vn [...]... tuyến đó; có hai bài toán định tuyến cơ bản là: định tuyến tối ưu hóa kênh và định tuyến ràng buộc kênh Với các tiêu chí QoS khác như trễ, rung pha và chi phí thì trạng thái tuyến được xác định bằng tổng trạng thái của tất cả các kênh trên tuyến đó Có hai bài toán định tuyến dựa trên các tiêu chí chất lượng dịch vụ này là định tuyến tối ưu tuyến và định tuyến ràng buộc tuyến - Định tuyến đa hướng giải bài... lớp định tuyến lại bao gồm 3 kiểu định tuyến : Định tuyến nguồn, định tuyến phân tán và định tuyến phân cấp - Định tuyến đơn hướng giải bài toán sau: Cho trước một nút nguồn s, một nút đích t và tập các ràng buộc C, tìm một tuyến khả dụng tốt nhất từ s tới t thoả mãn C Với các tiêu chí QoS là: băng thông rỗi, bộ đệm rỗi; trạng thái của tuyến được xác định bởi trạng thái của đoạn nút cổ chai trên tuyến. .. thể các tuyến đường nên chọn dẫn tới mạng đích Cơ sở dữ liệu về cấu hình mạng về cơ bản bao gồm tất cả dữ liệu về mạng có liên kết đến bộ định tuyến chứa cơ sở dữ liệu Mỗi router sử dụng cây đường đi ngắn nhất để xây dựng bảng định tuyến của mình Bảng định tuyến chỉ ra giá để tới mỗi mạng trong khu vực Để tìm giá tới mạng bên ngoài khu vực, các router sử dụng các quảng cáo liên kết tóm tắt tới mạng, ... là chúng kết nối liên tục với các bộ định tuyến lân cận để cập nhật các bảng định tuyến của chúng, do đó tạo ra một lượng tải lớn trên mạng • Do sử dụng thuật toán định tuyến theo véctơ khoảng cách nên có tốc độ hội tụ chậm (Trạng thái hội tụ là tất cả các bộ định tuyến trong hệ thống mạng đều có thông tin định tuyến về hệ thống mạng và chính xác) do vậy đối với mạng lớn hay phức tạp thì sẽ mất rất... nhất định Tuyến khả dụng là tuyến có đủ các tài nguyên rỗi để thoả mãn các ràng buộc QoS của một kết nối => Định tuyến QoS là quá trình định tuyến nhằm chọn ra các tuyến có đủ tài nguyên để đáp ứng các yêu cầu về chất lượng dịch vụ và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng 3.3.3.2 Chức năng Chức năng cơ bản của định tuyến QoS là tìm một tuyến khả dụng để thiết lập một kết nối giữa nút nguồn và nút... thay vì cho một tuyến đơn lẻ Có một số bài toán định tuyến đa hướng như: Bài toán định tuyến tối ưu hoá cây, bài toán định tuyến ràng buộc cây 3.3.3.4 Ưu và nhược điểm QoSR xác định tuyến dựa trên tài nguyên mạng hiện có và yêu cầu của luồng lưu lượng Kết quả là chất lượng của ứng dụng được đảm bảo và cải tiến so với định tuyến BE truyền thống Nó có các ưu điểm sau: - QoSR lựa chọn tuyến đường đi khả... bản tin Hello từ các bộ định tuyến lân cận Ngoài việc sử dụng gói tin Hello để thu nhận các lân cận, bản tin Hello còn được sử dụng để xác nhận việc mình vẫn đang hoạt động đến các bộ định tuyến khác Mỗi bộ định tuyến định kỳ gửi các gói thông báo về trạng thái liên kết (LSA) để cung cấp thông tin cho các bộ định tuyến lân cận hoặc cho các bộ định tuyến khác khi một bộ định tuyến thay đổi trạng thái... thông tin về các hệ thống tự trịAS khác vào trong hệ thống hiện tại Để định tuyến hiệu quả, OSPF chia hệ thống tự trị thành nhiều vùng nhỏ OSPF là giao thức định tuyến trạng thái liên kết, được thiết kế cho các mạng lớn hoặc các mạng liên hợp và phức tạp Các giải thuật định tuyến trạng thái sử dụng các giải thuật Shortest Path First (SPF) cùng với một cơ sở dữ liệu phức tạp về cấu hình của mạng Cơ sở... hợp với những hệ thống mạng lớp và phức tạp • RIP giới hạn số hop tối đa là 15 (bất kỳ mạng đích nào mà có số hop lớn hơn 15 thì xem như mạng đó không đến được) Số lượng 15 hop sẽ không đủ khi muốn xây dựng một mạng lớn • Bảng định tuyến được trao đổi với các bộ định tuyến khác khoảng 30giây/lần Nếu một bộ định tuyến không thông báo trong vòng 180 giây, đường đi qua bộ định tuyến này được xem như không... Do RIP là giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách nên mỗi bộ định tuyến nhận được bảng định tuyến của những bộ định tuyến lân cận kết nối trực tiếp với nó do vậy bộ định tuyến sẽ không biết được chính xác cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng SVTH: Võ Thị Lan Hương http://www.ebook.edu.vn Trang 22 Khoa Điện Tử Viễn Thông GVHD: Nguyễn Thị Bích Hạnh • RIP sử dụng thuật toán định tuyến theo véctơ khoảng