Tweet
Mạng của nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider Network)
Nếu Enterprise Network được thiết kế để phục vụ nhân viên trong doanh nghiệp, còn Data Center Network tập trung vào lưu lượng giữa các máy chủ, thì Service Provider Network (SP Network) lại có một nhiệm vụ hoàn toàn khác: kết nối hàng triệu khách hàng và vận chuyển dữ liệu trên quy mô quốc gia hoặc toàn cầu.
Đây là loại mạng có quy mô lớn nhất trong ngành mạng máy tính. Các nhà cung cấp dịch vụ như VNPT, Viettel, FPT Telecom, AT&T hay NTT phải xây dựng hạ tầng đủ mạnh để đồng thời cung cấp Internet, IPTV, VoIP, VPN doanh nghiệp, mạng di động và nhiều dịch vụ số khác.
Chính vì vậy, mạng Service Provider sử dụng các đường truyền băng thông rất lớn, nhiều kết nối quang tốc độ cao, bảng định tuyến khổng lồ và các công nghệ chuyển mạch nhãn như MPLS.
Vì sao Service Provider cần một kiến trúc riêng?
Không giống mạng doanh nghiệp chỉ phục vụ một tổ chức, mạng của nhà cung cấp dịch vụ phải phục vụ hàng nghìn hoặc hàng triệu khách hàng cùng lúc.
Một sự cố nhỏ trong mạng lõi có thể làm gián đoạn dịch vụ của hàng chục nghìn doanh nghiệp và người dùng.
Ngoài ra, các nhà mạng thường phải cam kết SLA (Service Level Agreement) với khách hàng, ví dụ:
Điều này khiến độ tin cậy (Reliability) và khả năng sẵn sàng (High Availability) trở thành ưu tiên hàng đầu khi thiết kế mạng.
Kiến trúc phân lớp của Service Provider
Để quản lý quy mô rất lớn, mạng Service Provider thường được chia thành nhiều vùng chức năng.
Các dịch vụ như:
đều có hệ thống riêng, nhưng cuối cùng vẫn sử dụng Core Network của nhà mạng để vận chuyển dữ liệu đến khách hàng.
Có thể hình dung Core Network giống như hệ thống đường cao tốc quốc gia, còn từng dịch vụ là các tuyến đường dẫn lưu lượng vào và ra khỏi cao tốc đó.
MPLS – Xương sống của mạng nhà cung cấp dịch vụ
Trong hầu hết các Service Provider hiện đại, MPLS (Multiprotocol Label Switching) là công nghệ được sử dụng để xây dựng mạng lõi.
Thay vì chỉ dựa vào địa chỉ IP, MPLS sử dụng Label để chuyển tiếp gói tin, giúp tăng tốc độ xử lý và hỗ trợ nhiều dịch vụ như:
Nhờ MPLS, nhà mạng có thể đảm bảo băng thông, tối ưu đường đi và duy trì dịch vụ ngay cả khi xảy ra sự cố trên một liên kết.
Ba loại router trong mạng Service Provider
Một mạng MPLS thường có ba loại thiết bị với vai trò rất rõ ràng. CE (Customer Edge)
CE là router nằm ở phía khách hàng.
Đây là điểm kết nối giữa mạng doanh nghiệp và mạng của nhà cung cấp dịch vụ.
CE thường không tham gia vào MPLS mà chỉ trao đổi định tuyến với nhà mạng bằng các giao thức như BGP, OSPF hoặc Static Routing.
PE (Provider Edge)
PE là router nằm ở ranh giới giữa khách hàng và mạng lõi.
Đây là thiết bị quan trọng nhất trong mạng MPLS vì nó:
Có thể xem PE là "cửa ngõ" giữa mạng khách hàng và hạ tầng MPLS của nhà mạng.
P (Provider)
P Router nằm sâu trong Core Network.
Khác với PE, P Router không biết khách hàng là ai, cũng không lưu thông tin VRF.
Nhiệm vụ duy nhất của P Router là chuyển tiếp gói tin dựa trên MPLS Label với tốc độ cao nhất có thể.
Điều này giúp mạng lõi đơn giản hơn, dễ mở rộng và có khả năng xử lý lưu lượng cực lớn.
Tổng kết
Có thể xem Service Provider Network là hệ thống giao thông quốc gia của Internet. Nếu Enterprise Network phục vụ một doanh nghiệp và Data Center phục vụ các ứng dụng nội bộ, thì Service Provider Network đảm nhận việc kết nối tất cả những mạng đó với nhau trên phạm vi rất lớn.
Trong kiến trúc này, CE Router kết nối với khách hàng, PE Router là cửa ngõ giữa khách hàng và mạng MPLS, còn P Router tạo nên xương sống của mạng lõi. Kết hợp với MPLS, các thành phần này giúp nhà cung cấp dịch vụ xây dựng một hạ tầng có băng thông rất lớn, độ tin cậy cao và khả năng mở rộng để phục vụ hàng triệu người dùng. Đây cũng là nền tảng cho hầu hết các dịch vụ viễn thông hiện đại như Internet băng rộng, MPLS VPN, IPTV, VoIP và mạng di động 4G/5G.
Nếu Enterprise Network được thiết kế để phục vụ nhân viên trong doanh nghiệp, còn Data Center Network tập trung vào lưu lượng giữa các máy chủ, thì Service Provider Network (SP Network) lại có một nhiệm vụ hoàn toàn khác: kết nối hàng triệu khách hàng và vận chuyển dữ liệu trên quy mô quốc gia hoặc toàn cầu.
Đây là loại mạng có quy mô lớn nhất trong ngành mạng máy tính. Các nhà cung cấp dịch vụ như VNPT, Viettel, FPT Telecom, AT&T hay NTT phải xây dựng hạ tầng đủ mạnh để đồng thời cung cấp Internet, IPTV, VoIP, VPN doanh nghiệp, mạng di động và nhiều dịch vụ số khác.
Chính vì vậy, mạng Service Provider sử dụng các đường truyền băng thông rất lớn, nhiều kết nối quang tốc độ cao, bảng định tuyến khổng lồ và các công nghệ chuyển mạch nhãn như MPLS.
Vì sao Service Provider cần một kiến trúc riêng?
Không giống mạng doanh nghiệp chỉ phục vụ một tổ chức, mạng của nhà cung cấp dịch vụ phải phục vụ hàng nghìn hoặc hàng triệu khách hàng cùng lúc.
Một sự cố nhỏ trong mạng lõi có thể làm gián đoạn dịch vụ của hàng chục nghìn doanh nghiệp và người dùng.
Ngoài ra, các nhà mạng thường phải cam kết SLA (Service Level Agreement) với khách hàng, ví dụ:
- Uptime 99,99% hoặc cao hơn.
- Độ trễ thấp.
- Băng thông cam kết.
- Thời gian khắc phục sự cố theo hợp đồng.
Điều này khiến độ tin cậy (Reliability) và khả năng sẵn sàng (High Availability) trở thành ưu tiên hàng đầu khi thiết kế mạng.
Kiến trúc phân lớp của Service Provider
Để quản lý quy mô rất lớn, mạng Service Provider thường được chia thành nhiều vùng chức năng.
Các dịch vụ như:
- Internet.
- IPTV.
- VoIP.
- VPN doanh nghiệp.
- Mạng di động.
đều có hệ thống riêng, nhưng cuối cùng vẫn sử dụng Core Network của nhà mạng để vận chuyển dữ liệu đến khách hàng.
Có thể hình dung Core Network giống như hệ thống đường cao tốc quốc gia, còn từng dịch vụ là các tuyến đường dẫn lưu lượng vào và ra khỏi cao tốc đó.
MPLS – Xương sống của mạng nhà cung cấp dịch vụ
Trong hầu hết các Service Provider hiện đại, MPLS (Multiprotocol Label Switching) là công nghệ được sử dụng để xây dựng mạng lõi.
Thay vì chỉ dựa vào địa chỉ IP, MPLS sử dụng Label để chuyển tiếp gói tin, giúp tăng tốc độ xử lý và hỗ trợ nhiều dịch vụ như:
- MPLS VPN.
- Traffic Engineering.
- Fast Reroute.
- Quality of Service (QoS).
Nhờ MPLS, nhà mạng có thể đảm bảo băng thông, tối ưu đường đi và duy trì dịch vụ ngay cả khi xảy ra sự cố trên một liên kết.
Ba loại router trong mạng Service Provider
Một mạng MPLS thường có ba loại thiết bị với vai trò rất rõ ràng. CE (Customer Edge)
CE là router nằm ở phía khách hàng.
Đây là điểm kết nối giữa mạng doanh nghiệp và mạng của nhà cung cấp dịch vụ.
CE thường không tham gia vào MPLS mà chỉ trao đổi định tuyến với nhà mạng bằng các giao thức như BGP, OSPF hoặc Static Routing.
PE (Provider Edge)
PE là router nằm ở ranh giới giữa khách hàng và mạng lõi.
Đây là thiết bị quan trọng nhất trong mạng MPLS vì nó:
- Kết nối trực tiếp với khách hàng.
- Gắn và gỡ MPLS Label.
- Duy trì các bảng định tuyến VPN (VRF).
- Phân tách lưu lượng của từng khách hàng.
Có thể xem PE là "cửa ngõ" giữa mạng khách hàng và hạ tầng MPLS của nhà mạng.
P (Provider)
P Router nằm sâu trong Core Network.
Khác với PE, P Router không biết khách hàng là ai, cũng không lưu thông tin VRF.
Nhiệm vụ duy nhất của P Router là chuyển tiếp gói tin dựa trên MPLS Label với tốc độ cao nhất có thể.
Điều này giúp mạng lõi đơn giản hơn, dễ mở rộng và có khả năng xử lý lưu lượng cực lớn.
Tổng kết
Có thể xem Service Provider Network là hệ thống giao thông quốc gia của Internet. Nếu Enterprise Network phục vụ một doanh nghiệp và Data Center phục vụ các ứng dụng nội bộ, thì Service Provider Network đảm nhận việc kết nối tất cả những mạng đó với nhau trên phạm vi rất lớn.
Trong kiến trúc này, CE Router kết nối với khách hàng, PE Router là cửa ngõ giữa khách hàng và mạng MPLS, còn P Router tạo nên xương sống của mạng lõi. Kết hợp với MPLS, các thành phần này giúp nhà cung cấp dịch vụ xây dựng một hạ tầng có băng thông rất lớn, độ tin cậy cao và khả năng mở rộng để phục vụ hàng triệu người dùng. Đây cũng là nền tảng cho hầu hết các dịch vụ viễn thông hiện đại như Internet băng rộng, MPLS VPN, IPTV, VoIP và mạng di động 4G/5G.
Attached Files