Đồ án Nghiên cứu IP trên nền các mạng quang WDM và kỹ thuật lưu lượng IP-WDM

MỤC LỤC MỤC LỤC I THUẬT NGỮ VIẾT TẮT III LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ IP/WDM 3 1.1 Khái niệm mạng IP/WDM 3 1.2 Lí do chọn IP/WDM 6 CHƯƠNG II KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG IP/WDM 9 2.1 Mô hình hoá lưu lượng viễn thông 9 2.1.1 Mô hình lưu lượng dữ liệu và thoại cổ điển 9 2.1.2 Các mô hình lưu lượng dữ liệu lí thuyết 10 2.1.3 Một mô hình tham chiếu băng thông 11 2.2 Bảo vệ và tái cấu hình 17 2.3 Các mô hình bảo vệ và tái cấu hình trong mạng IP/WDM 18 2.4 Khái niệm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 19 2.5 Mô hình hoá kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 20 2.5.1 Kĩ thuật lưu lượng chồng lấn 20 2.5.2 Kĩ thuật lưu lượng tích hợp 22 2.5.3 Nhận xét 22 2.6 Mô hình chức năng của kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 24 2.6.1 Cơ sở dữ liệu thông tin trạng thái mạng IP/WDM 26 2.6.2 Quản lí giao diện IP với WDM 28 2.6.3 Khởi tạo tái cấu hình 29 2.6.4 Đo kiểm và giám sát lưu lượng 30 2.6.5 Giám sát hiệu năng tín hiệu quang 37 2.7 Kĩ thuật lưu lượng MPLS 38 2.7.1 Cân bằng tải 38 2.7.2 Giám sát mạng 42 CHƯƠNG III TÁI CẤU HÌNH TRONG KĨ THUẬT LƯU LƯỢNG IP/WDM 44 3.1 Tái cấu hình mô hình ảo đường đi ngắn nhất 44 3.1.1 Mô hình ảo có quy tắc và bất quy tắc 46 3.1.2 Thiết kế mô hình 47 3.1.3 Một số thuật toán dựa trên kinh nghiệm 47 3.1.4 Dịch chuyển mô hình ảo 53 3.2 Tái cấu hình cho các mạng WDM chuyển mạch gói 57 3.2.1 Tổng quan về tái cấu hình WDM chuyển mạch gói 57 3.2.2 Các điều kiện tái cấu hình 59 3.2.3 Một trường hợp thực tế 60 3.2.4 Mô tả thuật toán dựa trên kinh nghiệm 62 3.2.5 Thảo luận về thuật toán 69 3.2.6 Dịch chuyển tái cấu hình đường đi ngắn nhất. 69 CHƯƠNG IV PHẦN MỀM XỬ LÍ LƯU LƯỢNG IP/WDM 72 4.1 Phần mềm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM 72 4.2 Kiến trúc phần mềm cho kĩ thuật lưu lượng chồng lấn 72 4.3 Kiến trúc phần mềm cho kĩ thuật lưu lượng tích hợp 75 4.4 Kĩ thuật lưu lượng IP - giao thức điều khiển mạng (IP TECP) 77 4.5 Giao diện người sử dụng - mạng IP/WDM (UNI) 83 4.6 Kĩ thuật lưu lượng WDM - giao thức điều khiển mạng (WDM TECP) 89 4.7 Kĩ thuật lưu lượng phản hồi vòng kín. 97 4.7.1 Quá trình triển khai mô hình mạng 98 4.7.2 Hội tụ mạng 100 KẾT LUẬN 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt  Tiếng Anh  Tiếng Việt   ANSI  American National Standard Institute  Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kì   ARP  Address Resolution Protocol  Giao thức phân giải địa chỉ   ATM  Asynchronous Transfer Mode  Chế độ truyền dẫn không đồng bộ   BGP  Border Gateway Protocol  Giao thức cổng biên   CSPF  Constraint-based Shortest Path First Routing  Định tuyến đường đi ngắn nhất trước tiên dựa trên ràng buộc   DCN  Data Communication Network  Mạng truyền thông dữ liệu   DHCP  Dynamic Host Configuration Protocol  Giao thức cấu hình host động   DHP  Demand Hop-count Product heuristic algorithm  Thuật toán dựa trên kinh nghiệm tích đếm hop nhu cầu   ECMP  Equal Cost Multiple Path  Đa đường đồng chi phí   FBM  Fractional Brownian Motion  Chuyển động phân mảnh Brownian   FTP  File Transfer Protocol  Giao thức truyền file   GMPLS  Generalized Multiprotocol Label Switching  Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát   GUI  Graphical User Interface  Giao diện người sử dụng đồ hoạ   HTDA  Heuristic Topology Design Algorithm  Thuật toán thiết kế mô hình dựa trên kinh nghiệm   HTTP  Hypertext Transfer Protocol  Giao thức truyền siêu văn bản   ICMP  Internet Control Message Protocol  Giao thức bản tin điều khiển Internet   ID  Identifier  Bộ nhận dạng   IETF  Internet Engineering Task Force  Nhóm kĩ sư Internet   Ifmanager  Interface manager  Khối quản lí giao diện   IP  Internet Protocol  Giao thức Internet   LAN  Local Area Network  Mạng cục bộ   LEMS  Link Elimination via Matching Scheme  Loại bỏ tuyến nối thông qua lược đồ ghép   LMP  Link Management Protocol  Giao thức quản lí tuyến nối   LSA  Link State Advertisement  Quảng bá trạng thái tuyến nối   LSP  Label Switched Path  Đường chuyển mạch nhãn   MAC  Medium Access Control  Điều khiển truy nhập môi trường   MIB  Management Information Base  Cơ sở thông tin quản lí   MLDA  Minimum-delay Logical Topology Design Algorithm  Thuật toán thiết kế mô hình logic tối thiểu hoá trễ   MPLS  Multiprotocol Label Switching  Chuyển mạch nhãn đa giao thức   MSN  Manhattan Street Network  Mạng phố Manhattan   MTU  Maximum Transmission Unit  Đơn vị truyền dẫn tối đa   NC&M  Network Control and Management  Quản lí và điều khiển mạng   NE  Network Element  Phần tử mạng   NGI  Next Generation Internet  Internet thế hệ kế tiếp   NMS  Network Management System  Hệ thống quản lí mạng   NSFNET     OADM  Optical Add/Drop Multiplexer  Khối xen/tách quang   OAM  Operation and Maintenance  Hoạt động và bảo trì   OAM&P  Operation, Administration, Maintenance and Provisioning  Hoạt động, quản trị, bảo trì và giám sát   OC-12  Optical Carrier Level 12 (622,08 Mb/s)  Mức mang quang 12 (622,08 Mb/s)   OC-3  Optical Carrier Level 3 (155,52Mb/s)  Mức mang quang 3 (155,52Mb/s)   OC-48  Optical Carrier Level 48 (2448,32 Mb/s)  Mức mang quang 48 (2448,32 Mb/s)   OC-192  Optical Carrier Level 192 (9953,28 Mb/s)  Mức mang quang 192 (9953,28 Mb/s)   OHTMS  LP-based One-Hop Traffic Maximisation Scheme  Lược đồ tối ưu hoá lưu lượng đơn hop dựa trên LP   OIF  Optical Internetworking Forum  Diễn đàng liên mạng Internet quang   OLS  Optical Label Switching  Chuyển mạch nhãn quang   OMP  Optimized Multi Path  Đa đường tối ưu   OSCP  Optical Switch Control Protocol  Giao thức điều khiển chuyển mạch quang   OSPF  Open Shortest Path First Protocol  Giao thức đường đi ngắn nhất trước tiên mở   OXC  Optical Cross Connect  Đấu chéo quang   PC  Personal Computer  Máy tính cá nhân   QoS  Quality of Service  Chất lượng dịch vụ   RAM  Random Access Memory  Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên   RARP  Reverse Address Resolution Protocol  Giao thức phân giải địa chỉ ngược   RD  Residual Demand heuristic algolrithm  Thuật toán dựa trên kinh nghiệm nhu cầu dư thừa   RDHP  Residual Demand Hop-count Product heuristic algolrithm  Thuật toán dựa trên kinh nghiệm tích đếm hop nhu cầu dư thừa   RSVP  Resource Reservation Protocol  Giao thức đặt trước tài nguyên   SCSI  Small Computer Systems Interface  Giao diện các hệ thống máy tính nhỏ   SDH  Synchronous Digital Hierarchy  Phân cấp số đồng bộ   SNMP  Simple Network Management Protocol  Giao thức quản lí mạng đơn giản   SNR  Signal-to-Noise Ratio  Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu   SONET  Synchronous Optical Network  Mạng quang đồng bộ   SPF  Shortest Path First  Đường đi ngắn nhất trước tiên   SRLG  Shared Risk Link Group  Nhóm tuyến nối nguy hiểm chia sẻ   TCP  Transmission Control Protocol  Giao thức điều khiển truyền dẫn   TE  Terminal Equipment, Traffic Engineering  Thiết bị đầu cuối, kĩ thuật lưu lượng   TECP  Traffic Engineering to Control Protocol  Kĩ thuật lưu lượng cho giao thức điều khiển   TELNET  Remote Telminal protocol  Giao thức đầu cuối ở xa   TILDA  Traffic Independent Logical Topology Design Algorithm  Thuật toán thiết kế mô hình logic độc lập lưu lượng   TMN  Telecommunications Management Network  Mạng quản lí viễn thông   TTL  Time To Live  Thời gian sống   UDP  User Datagram Protocol  Giao thức Datagram người sử dụng   UNI  User to Network Interface  Giao diện người sử dụng-mạng   VPC  Virtual Path Connection  Kết nối đường ảo   VPN  Virtual Private Network  Mạng cá nhân ảo   WADM  Wavelength Add/Drop Multiplexer  Bộ ghép kênh xen/tách bước sóng   WAN  Wide Area Network  Mạng diện rộng   WDM  Wavelength Amplifier  Bộ khuếch đại bước sóng   WSXC  Wavelength Selective Cross Connect  Khối đấu chéo lựa chọn bước sóng   LỜI NÓI ĐẦU Xu hướng giao thức IP trở thành tầng hội tụ cho các dịch vụ viễn thông ngày càng trở nên rõ ràng. Phía trên tầng IP, vẫn đang xuất hiện ngày càng nhiều các ứng dụng và dịch vụ dựa trên nền IP. Những ưu thế nổi trội của lưu lượng IP đang đặt ra vấn đề là các hoạt động thực tiễn kĩ thuật của hạ tầng mạng nên được tối ưu hoá cho IP. Mặt khác, quang sợi, như một công nghệ phân tán, đang cách mạng hoá ngành công nghiệp viễn thông và công nghiệp mạng nhờ dung lượng mạng cực lớn mà nó cho phép, qua đó cho phép sự phát triển của mạng Internet thế hệ sau. Sử dụng công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM dựa trên nền mạng hiện tại sẽ có thể cho phép nâng cao đáng kể băng thông mà vẫn duy trì được hiện trạng hoạt động của mạng. Nó cũng đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả về mặt chi phí cho các mạng đường dài. Khi sự phát triển trên toàn thế giới của sợi quang và các công nghệ WDM, ví dụ như các hệ thống điều khiển và linh kiện WDM trở nên chín muồi, thì các mạng quang dựa trên WDM sẽ không chỉ được triển khai tại các đường trục mà còn trong các mạng nội thị, mạng vùng và mạng truy nhập. Các mạng quang WDM sẽ không chỉ còn là các các đường dẫn điểm-điểm, cung cấp các dịch vụ truyền dẫn vật lí nữa mà sẽ biến đổi lên một mức độ mềm dẻo mới. Tích hợp IP và WDM để truyền tải lưu lượng IP qua các mạng quang WDM sao cho hiệu quả đang trở thành một nhiệm vụ cấp thiết. Khoá luận tốt nghiệp của em sẽ xem xét về IP trên nền các mạng quang WDM đặc biệt sẽ tập trung vào kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Khoá luận sẽ tập trung trình bày về các cơ chế cơ bản và kiến trúc phần cứng cũng như phần mềm để triển khai các mạng quang WDM cho phép truyền dẫn lưu lượng IP và sẽ gồm có bốn chương: Chương I: Tổng quan về IP/WDM. Chương này sẽ trình bày khái niệm mạng IP/WDM, đưa ra ba xu hướng chồng giao thức cho mạng này, các ưu nhược điểm của từng xu hướng. Lí do vì sao IP/WDM lại được chọn là giải pháp cho tương lai cũng sẽ được chỉ ra trong chương I Chương II: Kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Chương II sẽ trình bày một số vấn đề chung trong kĩ thuật lưu lượng, khái niệm kĩ thuật lưu lượng IP/WDM, hai phương pháp triển khai, mô hình chức năng của kĩ thuật lưu lượng IP/WDM và kĩ thuật lưu lượng MPLS áp dụng cho IP/WDM. Chương III: Tái cấu hình trong kĩ thuật lưu lượng IP/WDM. Chương này sẽ tập trung đi sâu vào các vấn đề: tái cấu hình mô hình ảo đường đi ngắn nhất, tái cấu hình cho mạng WDM chuyển mạch gói, mô tả và thảo luận về một thuật toán cụ thể và cuối cùng là dịch chuyển tái cấu hình đường đi ngắn nhất. Chương IV: Phần mềm xử lí lưu lượng IP/WDM. Trong chương IV, các kiến trúc phần mềm cho các xu hướng kĩ thuật lưu lượng, chi tiết về giao diện giữa điều khiển mạng và kĩ thuật lưu lượng, và giữa kĩ thuật lưu lượng IP và kĩ thuật lưu lượng WDM trong trường hợp kĩ thuật lưu lượng chồng lấn sẽ được trình bày. Mặc dù đã có nhiều cố gắng song do thời gian và trình độ có hạn nên khoá luận này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn. Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo T.S Lê Ngọc Giao đã tạo mọi điều kiện và tận tình hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Viễn Thông I đã giúp đỡ em trong thời gian qua. Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân - những người đã luôn giúp đỡ, cổ vũ và kịp thời động viên tôi trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày tháng năm 2005   Sinh viên   Nguyễn Thế Cương   CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ IP/WDM 1.1 Khái niệm mạng IP/WDM Mạng IP/WDM được thiết kế để truyền dẫn lưu lượng IP trong một mạng quang cho phép WDM để tận dụng sự phổ biến của kết nối IP và dung lượng băng thông cực lớn của WDM. Hình 1.1 dưới đây chỉ ra việc truyền dẫn các gói tin IP hoặc các tín hiệu SONET/SDH thông qua mạng WDM. Một khối điều khiển bằng phần mềm sẽ điều khiển ma trận chuyển mạch. Ở đây, IP, với vai trò là công nghệ ở lớp mạng, sẽ dựa trên tầng dữ liệu để cung cấp: Đóng khung (ví dụ như SONET hay Ethernet) Phát hiện lỗi (ví dụ như kiểm tra CRC) Sửa lỗi (ví dụ như yêu cầu phát lại tự động ARQ) Một vài các chức năng tầng liên kết được thể hiện trong giao diện ví dụ như các giao diện khách xen/tách hay các giao diện truyền dẫn nhờ vật lí.
Hình 1.1 Truyền tải gói tin IP trên các kênh bước sóng Một mục tiêu của mạng quang là cung cấp truyền dẫn trong suốt quang từ đầu cuối tới đầu cuối để tối thiểu hoá trễ mạng. Điều này đòi hỏi các giao diện toàn quang và các ma trận chuyển mạch toàn quang cho các thành phần mạng trung gian và biên giới mạng. Bộ phát đáp được sử dụng để khuyếch đại tín hiệu quang. Tồn tại các bộ phát đáp toàn quang (các laser biến đổi được) và các bộ phát đáp quang-điện-quang (O-E-O). Hình cũng chỉ ra hai loại lưu lượng là IP (ví dụ như Gigabit Ethernet) và SONET/SDH và do đó đòi hỏi các giao diện giữa Gigabit Ethernet và SONET/SDH. Trong trường hợp các kết nối đa truy nhập, một tầng con của tầng liên kết dữ liệu là giao thức truy nhập môi trường (MAC) sẽ làm trung gian truy nhập để chia sẻ kết nối sao cho tất cả các node đều có cơ hội truyền dữ liệu. Hiện đang tồn tại ba xu hướng chính để truyền dẫn IP trên nền WDM (Hình 1.2). Xu hướng thứ nhất là truyền dẫn IP trên ATM, sau đó qua SONET/SDH và cuối cùng là sợi quang WDM. Ở đây WDM được dùng như là công nghệ truyền dẫn song song với tầng vật lý. Ưu điểm chính của phương pháp này là nhờ việc sử dụng ATM, các loại lưu lượng khác nhau với các đòi hỏi QoS khác nhau có thể được mang trên cùng một sợi quang. IP    ATM   IP/MPLS    SONET/SDH   SONET/SDH   IP/MPLS   WDM   WDM   WDM   Hình 1.2 Ba xu hướng cho IP/WDM (tầng dữ liệu) Một ưu điểm khác khi dùng ATM là khả năng sử dụng kĩ thuật lưu lượng và độ mềm dẻo trong việc giám sát mạng của ATM. Nó bổ sung cho định tuyến lưu lượng nỗ lực tối đa (best effort) của IP truyền thống. Tuy nhiên, xu hướng này bị cho là phức tạp, tăng chi phí mạng và có xu hướng tạo ra các nghẽn cổ chai tính toán ở các mạng tốc độ cao. Nó được giải quyết bởi sự xuất hiện của kĩ thuật MPLS trong tầng IP. Các đặc tính chính của MPLS như sau: Sử dụng một nhãn đơn giản và có độ dài cố định để xác định dòng/tuyến. Tách riêng dữ liệu chuyển tiếp và thông tin điều khiển. Thông tin điều khiển được dùng để thiết lập đường đi ban đầu nhưng các gói tin được vận chuyển tới node kế tiếp dựa theo nhãn trong bảng chuyển tiếp. Với một mô hình chuyển tiếp đồng nhất và được đơn giản hoá, các mào đầu IP chỉ được xử lý và kiểm tra tại các biên giới của các mạng MPLS và sau đó các gói tin MPLS được chuyển tiếp dựa theo các “nhãn” (thay vì phải phân tích các mào đầu gói tin IP đã được đóng gói). MPLS cung cấp đa dịch vụ. Ví dụ một mạng riêng ảo VPN thiết lập bởi MPLS có một mức độ ưu tiên cụ thể được xác định bởi trường tương đương chuyển tiếp FEC (Forwarding Equivalence Class). Cho phép phân loại các gói tin dựa theo chính sách. Các gói tin được kết hợp trong FEC nhờ việc sử dụng một nhãn. Việc sắp xếp gói tin vào FEC được thực hiện tại biên giới mạng dựa theo trường dịch vụ hoặc địa chỉ đích trong phần mào đầu của gói tin. Cung cấp các cơ chế cho phép kĩ thuật lưu lượng. Các cơ chế này được triển khai để cân bằng tải tuyến nhờ giám sát lưu lượng và thực hiện chỉnh các dòng một cách tích cực hoặc dự đoán trước. Trong mạng IP hiện tại, kĩ thuật lưu lượng là rất khó nếu không nói là không thể vì chuyển đổi hướng lưu lượng dùng các chỉnh sửa định tuyến không trực tiếp là không hiệu quả và nó có thể gây ra tắc nghẽn nghiêm trọng hơn ở đâu đó trong mạng. MPLS cho phép định tuyến hiện bởi nó cung cấp và tập trung chủ yếu vào chuyển tiếp dựa trên trường. Ngoài ra MPLS cũng cung cấp các công cụ cho điều khiển lưu lượng như kĩ thuật đường ngầm, kĩ thuật tránh và phòng vòng lặp, kĩ thuật ghép dòng. Xu hướng thứ hai là IP/MPLS trên nền SONET/SDH và WDM. SONET/SDH cung cấp một số đặc tính hấp dẫn sau cho xu hướng này: SONET cung cấp một phân cấp ghép kênh tín hiệu quang tiêu chuẩn qua đó các tín hiệu tốc độ thấp được ghép thành các tín hiệu tốc độ cao. SONET cung cấp một tiêu chuẩn khung truyền dẫn. Mạng SONET có khả năng bảo vệ/hồi phục hoàn toàn trong suốt đối với các tầng cao hơn, ở đây là tầng IP. Các mạng SONET thường sử dụng mô hình ring. Sơ đồ bảo vệ SONET có thể là: 1+1, nghĩa là dữ liệu được truyền dẫn trên hai hướng ngược nhau và ở đích thì tín hiệu có chất lượng tốt hơn sẽ được lựa chọn. 1:1, chỉ ra rằng có một đường bảo vệ dành riêng cho đường chính n:1, thể hiện một số đường chính (n) chia sẻ chung một đường bảo vệ. Thiết kế của SONET cũng tăng cường OAM&P để truyền các thông tin cảnh báo, điều khiển và hiệu năng giữa các hệ thống và giữa các mức mạng. Tuy nhiên, SONET mang quá nhiều thông tin mào đầu và chúng lại được mã hoá ở nhiều mức khác nhau. Mào đầu đường (POH) được mang từ đầu cuối tới đầu cuối. Mào đầu tuyến (LOH) được sử dụng cho tín hiệu giữa thiết bị kết cuối tuyến ví dụ như các bộ ghép kênh OC-n. Mào đầu đoạn (SOH) được sử dụng để thông tin giữa các thành phần mạng liền kề ví dụ như các bộ tái tạo. Với một OC-1 với tốc độ là 51,84 Mbps, phần tải của nó chỉ có khả năng truyền dẫn một DS-3 với tốc độ bit là 44,736 Mbps. Xu hướng thứ ba ứng dụng IP/MPLS trực tiếp trên WDM và là giải pháp hiệu quả nhất. Tuy nhiên, nó lại yêu cầu tầng IP có trách nhiệm bảo vệ và phục hồi tuyến. Nó cũng yêu cầu một khuôn dạng khung được đơn giản hoá để điều khiển lỗi truyền dẫn. Có một vài lựa chọn khuôn dạng khung cho IP trên nền WDM. Một vài công ty đã phát triển một chuẩn mới là Slim SONET/SDH. Nó cung cấp các chức năng tương tự như SONET/SDH nhưng với các kĩ thuật hiện đại để thay thế mào đầu và ghép kích thước khung vào kích thước gói tin. Một ví dụ khác là ứng dụng khuôn dạng khung Gigabit Ethernet. Chuẩn 10-Gigabit Ethernet mới được thiết kế là để dành riêng cho các hệ thống WDM ghép chặt. Sử dụng khuôn dạng Ethernet, các máy chủ ở bất kì hướng nào của kết nối cũng không cần sắp xếp lên một khuôn dạng giao thức khác (ví dụ như ATM) để truyền dẫn. Các mạng IP truyền thống sử dụng báo hiệu trong băng nên lưu lượng báo hiệu và điều khiển được truyền dẫn trên cùng một đường và tuyến. Một mạng quang WDM có một mạng truyền thông riêng rẽ dành cho các bản tin điều khiển. Như vậy nó sử dụng báo hiệu ngoài băng như trong hình 1.3
Hình 1.3 Lưu lượng dữ liệu và điều khiển trong mạng IP và WDM Trong mặt phẳng điều khiển, IP trên nền WDM có thể hỗ trợ nhiều kiến trúc mạng khác nhau và sự lựa chọn kiến trúc chỉ phụ thuộc vào môi trường mạng hiện có, nhà quản trị và chủ sở hữu mạng. 1.2 Lí do chọn IP/WDM IP là giao thức được thiết kế để xác định địa chỉ mạng lớp ba và từ đó định tuyến qua các mạng con với các công nghệ lớp hai khác nhau. Phía trên tầng IP tồn tại rất nhiều các dịch vụ và ứng dụng dựa trên nền tảng IP khác nhau. Trong khi đó phía dưới lớp IP thì sợi quang sử dụng công nghệ WDM là công nghệ truyền dẫn hứa hẹn nhất, cho phép dung lượng mạng vô cùng lớn để đáp ứng được sự phát triển của Internet. Công nghệ này sẽ trở nên hấp dẫn hơn nhiều khi giá thành của các hệ thống WDM giảm đi. Mặt phẳng điều khiển có nhiệm vụ truyền dẫn các bản tin điều khiển để chuyển đổi các thông tin sẵn có và có thể tiếp cận được, tính toán cũng như thiết lập đường truyền dẫn dữ liệu. Mặt phẳng dữ liệu có nhiệm vụ truyền dẫn lưu lượng ứng dụng và lưu lượng người sử dụng. Một chức năng điển hình của mặt phẳng dữ liệu là đệm và chuyển tiếp gói tin. IP không phân tách mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển và do đó nó đòi hỏi các cơ chế QoS tại các bộ định tuyến để phân biệt các bản tin điều khiển và các gói tin dữ liệu. Một hệ thống điều khiển mạng WDM tr