- NGUYỄN THỊ THANH THÚY ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS ỨNG DỤNG MPLS TRÊN MẠNG VN2 - VNPT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. - NGUYỄN ĐỨC MINH HÀ NỘI – 2010 Định tuyến trong MPLS 1 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT LỜI CAM ĐOAN Kính gửi : Trung tâm Đào tạo và Bồi dưỡng sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tên tôi là : Nguyễn Thị Thanh Thúy Sinh ngày Học viên cao học khóa Tôi xin cam đoan, toàn bộ kiến thức và nội dung trong bài luận văn của mình là các kiến thức tự nghiên cứu từ các tài liệu tham khảo trong và ngoài nước, không có sự sao chép hay vay mượn dưới bất kỳ hình thức nào để hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Điện tử Viễn thông. - Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010 Học viên Nguyễn Thị Thanh Thúy Định tuyến trong MPLS 2 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, tới các thầy cô giáo của Trung tâm đào tạo và bồi dưỡng sau Đại Học, Khoa Điện tử - Viễn thông, Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa Hà nội đã hết sức tạo điều kiện, động viên và truyền thụ các kiến thức bổ ích. - Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2010 Học viên Nguyễn Thị Thanh Thúy Định tuyến trong MPLS 3 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MPLS . - KHÁI NIỆM VÀ HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN TRONG MPLS . - Giao thức phân phối nhãn LDP (Label Distribution Protocol . - Giao thức CR – LDP (Constraint-Based Routing-LDP . - Giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol . - Giao thức RSVP mở rộng . - TỔNG KẾT CHƯƠNG CHƯƠNG ĐỊNH TUYẾN TRONG MPLS . - THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN CHUYỂN MẠCH NHÃN . - Định tuyến ràng buộc MPLS với chức năng kỹ thuật lưu lượng . - Vai trò của định tuyến trong việc cung cấp chất lượng dịch vụ . - CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN . - Giao thức thông tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol . - Giao thức định tuyến cổng nội IGRP (Interior Gateway Routing Protocol . - Giao thức định tuyến cổng nội cao cấp EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol . - Giao thức OSPF (Open Shortest Path First . - Giao thức cổng biên BGP (Border Gateway Protocol . - MÔ PHỎNG ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC TRONG MPLS . - TỔNG KẾT CHƯƠNG CHƯƠNG ỨNG DỤNG MPLS TRÊN MẠNG VN2 CỦA VNPT . - CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG ĐƯỜNG TRỤC ỨNG DỤNG MPLS . - Mô hình 1: MPLS trong mạng lõi Định tuyến trong MPLS 4 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT . - Mô hình 2: ATM lõi, MPLS ở các tổng đài đa dịch vụ . - MPLS TRONG MẠNG VN2 CỦA VNPT . - Các dịch vụ VNPT cung cấp trên VN . - Các giao thức định tuyến và điều khiển trong mạng VN . - Các giai đoạn chuyển sang mạng VN KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG ABSTRACT OF MASTER THESIS TÀI LIỆU THAM KHẢO Định tuyến trong MPLS 5 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT AAA Authentication, Authorization and Accounting Xác thực, Phân quyền, tính cước ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng AG Access Gateway Cổng truy nhập ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng bộ AS Application Server Máy chủ ứng dụng ASON Automatically switched optical network Mạng tự động chuyển mạch quang BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên B-ISDN Broadband Integrated Services Digital Network Mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng BRAS Broadband Remote Access Server Máy chủ quản lý truy cập từ xa băng thông rộng BSS Business Support System Các hệ thống hỗ trợ kinh doanh CE Customer Edge Mạng biên của khách hàng CESoPSN Circuit Emulation Service over Packet Switching Networks Dịch vụ nhái mạch thông qua mạng chuyển mạch gói CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CMTS Cable Modem Terminal System Hệ thống modem cáp đầu cuối CR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến cưỡng bức-LDP CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến cưỡng bức-LSP CSPF Constrained Shortest Path First Đường dẫn ngắn nhất bắt buộc DeffServ Differentiated Service Mô hình dịch vụ phân biệt DSP Digital signal processing Xử lý Tín hiệu Số EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên EIGRP Enhanced Interior Gateway Giao thức định tuyến nội cao cấp Định tuyến trong MPLS 6 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT Routing Protocol FS Feature Server Máy chủ chức năng DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng với mật độ cao FR Frame Relay Chuyển tiếp khung FEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương đương GMPLS Generalized Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu IDSL ISDN Digital Subscriber Line Mạng số tích hợp đa dịch vụ đường dây thuê bao số IETF Internet Engineering Task Force Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet IntServ Integrated Service Mô hình tích hợp dịch vụ IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng nội IP Internet Protocol Giao thức Internet IPSec Internet Protocol Security Giao thức mạng về bảo mật ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet IVR Interactive Voice Response Hệ thống trả lời tự động LC - ATM Label-controlled ATM Điều khiển nhãn trong ATM LAN Local Area Network Mạng cục bộ LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãn LER Label Edge Router Router biên nhãn LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãnLIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn Định tuyến trong MPLS 7 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT LSP Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSA Link-state advertisement Quảng bá trạng thái kết nối LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn MGC Media Gateway Controller Điều khiển cổng phương tiện MGCP Media Gateway Controller Protocol Giao thức điều khiển cổng phương tiện MNS MPLS Network Simulation Mô phỏng mạng MPLS MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Media Server Máy chủ phương tiện NGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếp OSI Open Systems Interconnection Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở OSPF Open Shortest Path First Giao thức đường đi ngắn nhất đầu tiên OSS Operations Support System Các hệ thống hỗ trợ vận hành PE Provider Edge Mạng biên của nhà cung cấp PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ PON Passive Optical Networks Mạng quang thụ động PSTN Public Switch Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PVC Permanent virtual circuit Mạch ảo cố định QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RESV Resevation Bản tin dành trước RFC Request For Comment Yêu cầu ý kiến RIP Routing Information Protocol Giao thức định tuyến thông tin RG Residential Gateway Cổng kết nối riêng RSVP Resource Resevation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên RTP Real-time Transport Protocol Giao thức Vận chuyển Thời gian Định tuyến trong MPLS 8 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT Thực RTCP Real-Time Transport Control Protocol Giao thức điều khiển Vận chuyển Thời gian Thực PVC Permanent virtual circuit Kênh ảo SAToP Structure Agnostic TDM over Packet Mô phỏng cấu trúc TDM qua packet SDH Synchronous Digital Hierachy Hệ thống phân cấp số đồng bộ SHDSL High-speed Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số tốc độ cao SPF Shortest Path First Đường đi ngắn nhất đầu tiên STM Synchronous Transmission Mode Chế độ truyền dẫn đồng bộ SVC Switched Virtual Circuit Mạch ảo chuyển mạch SWG Signaling Gateway Cổng báo hiệu TCP Transission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TGW Traffic Gateway Cổng lưu lượng TMN Telecommunications Management Network Mạng điều hành viễn thông TLV Type-Leng-Value Kiểu-Chiều dài-Giá trị UDP User Datagram Protocol Giao thức lược đồ dữ liệu UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng kênh ảo VNPT Vietnam Post & Telecommunications Tổng công ty BCVT Việt Nam VLL Virtual Leased Line Kênh thuê riêng ảo VP Virtual Path Đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo Định tuyến trong MPLS 9 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT VPLS Virtual Private LAN Service Dịch vụ mạng LAN riêng ảo VPRN Virtual Private Routed Networks Mạng định tuyến riêng ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo xDSL x Digital Subcriber Line Kênh thuê bao số WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh quang theo bước sóng Định tuyến trong MPLS 10 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1. - 13: Quá trình xây dựng LSP bằng giao thức CR – LDP Hình 1. - 1: Đường dẫn chuyển mạch nhãn Hình 2. - 3: OSPF và định tuyến ràng buộc Hình 2. - 12: Mô phỏng định tuyến ràng buộc trong MPLS Hình 2. - 13: Băng thông sử dụng bởi các luồng lưu lượng khi mô phỏng định tuyến ràng buộc trong MPLS Định tuyến trong MPLS 11 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT Hình 3. - 7: Sơ đồ mạng VN2 của VNPT Hình 3. - 9: Mức độ ưu tiên giữa các gói dịch vụ trong mạng Bảng 2. - 1: Kiến trúc định tuyến truyền thống Bảng 2. - 2: Kiến trúc định tuyến chuyển mạch nhãn Bảng 2. - 3: So sánh hai mô hình chất lượng dịch vụ Bảng 2. - 4: Các loại lớp dịch vụ phân biệt Bảng 2. - 6: Kết quả mô phỏng định tuyến ràng buộc trong MPLS domain Bảng 3. - 2: Khả năng cung cấp dịch vụ của ALU Định tuyến trong MPLS 12 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT LỜI NÓI ĐẦU Khi mạng Internet ngày càng mở rộng, các vấn đề về mạng bắt đầu bộc lộ. - Các nhà cung cấp mạng và các nhà cung cấp dịch vụ cũng đã có nhiều nỗ lực để nâng cấp cũng như xây dựng hạ tầng mạng mới. - Nhiều công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch đã được phát triển, trong số đó chúng ta phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multi Protocol Label Switching). - Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được tổ chức quốc tế IETF chính thức đưa ra vào cuối năm 1977 và đã phát triển nhanh chóng trên toàn cầu. - Là công nghệ đề xuất cho mạng lõi nên yêu cầu đối với các cơ chế định tuyến trong MPLS cần phải đảm bảo tốc độ tính toán nhanh nhất và đạt hiệu năng tổng thể cho nhiều luồng lưu lượng khác nhau. - Hơn nữa việc cải thiện hiệu năng định tuyến luôn là một bài toán được quan tâm hàng đầu trong mạng. - Hiện nay VNPT đang tiến hành xây dựng mạng thế hệ mới VN2 và sử dụng công nghệ MPLS trong mạng lõi, luận văn “Định tuyến trong MPLS - Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT” đã nghiên cứu về MPLS, các giao thức định tuyến trong MPLS và ứng dụng trong mạng lõi của mạng truyền tải VN2. - Chương 1 : Tổng quan về MPLS: Trình bày tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS gồm khái niệm, ưu điểm và những ứng dụng của MPLS. - Chương 2 : Định tuyến trong MPLS: Trình bày về các thuật toán và giao thức định tuyến trong MPLS. - Mô phỏng định tuyến ràng buộc trong MPLS bằng phần mềm NS2. - Chương 3: Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 của VNPT: Trình bày về cấu trúc mạng của VNPT, các mô hình triển khai MPLS trên mạng đường trục và ứng dụng trên mạng truyền tải VN2. - Định tuyến trong MPLS 13 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MPLS 1.1. - GIỚI THIỆU CHUNG Mạng viễn thông được phân thành mạng chuyển mạch (Switched communication networks) và mạng quảng bá (Broadcast communition networks). - Mạng chuyển mạch với hai kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit – Switched networks) và chuyển mạch gói (Packet – Switched networks) đã được phát triển từ rất lâu, trong đó chuyển mạch gói ngày càng chiếm ưu thế với sự ra đời lần lượt của các kỹ thuật: X.25, ATM, Frame Relay, MPLS và GMPLS. - 1: Phân loại mạng viễn thông Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là kết quả của quá trình phát triển nhiều giải pháp chuyển mạch IP, được chuẩn hóa bởi IETF. - MPLS đưa ra cấu trúc Định tuyến trong MPLS 14 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT hướng liên kết cho mạng phi liên kết IP. - Tên gọi của nó bắt nguồn từ thực tế đó là hoán đổi nhãn được sử dụng như là kỹ thuật chuyển tiếp nằm ở bên dưới, “đa giao thức” có nghĩa là MPLS có thể hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng, không chỉ riêng IP. - “Nhãn” ở đây là một số được gán tại bộ định tuyến IP ở biên của miền MPLS hoặc chuyển mạch nhãn xác định tuyến qua mạng để các gói được định tuyến một cách nhanh chóng không cần phải tìm kiếm địa chỉ đích trong gói IP. - Kỹ thuật chuyển mạch nhãn không phải là kỹ thuật mới. - MPLS dựa trên mô hình ngang cấp, vì vậy mỗi một thiết bị MPLS chạy một giao thức định tuyến IP, trao đổi thông tin định tuyến với các thiết bị lân cận, và duy trì một không gian cấu hình mạng và một không gian địa chỉ. - Trong chương này, chúng ta sẽ nghiên cứu các khái niệm và hoạt động cơ bản của MPLS: Giao thức phân phối nhãn LDP (Label Distribution Protocol) và mở rộng là giao thức phân phối nhãn định tuyến dựa trên ràng buộc CR – LDP (Constraint - Base Routing LDP). - Giao thức dành trước tài nguyên mạng RSVP (Resource Reservation Protocol) và mở rộng là RSVP – TE (RSVP Traffic Engineering). - KHÁI NIỆM VÀ HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN TRONG MPLS 1.2.1. - Tính thông minh phân tán Trong mạng chuyển mạch kênh, tính thông minh chủ yếu tập trung ở mạng lõi (core), tất cả những thiết bị thông minh nhất đều đặt trong mạng lõi như: các tổng đài toll, transit, MSC. - Định tuyến trong MPLS 15 Ứng dụng MPLS trên mạng VN2 - VNPT Nguyễn Thị Thanh Thúy Cao học ĐTVT Trong mạng IP, tính thông minh gần như chia đều cho các thiết bị trong mạng. - Tất cả các router đều phải làm hai nhiệm vụ là định tuyến và chuyển mạch. - MPLS phân tách hai chức năng định tuyến và chuyển mạch: các router ở biên thực hiện định tuyến và gắn nhãn (label) cho gói, còn các router ở mạng lõi chỉ tập trung làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói với tốc độ cao dựa vào nhãn. - Thành phần điều khiển bao gồm các giao thức định tuyến như: Open Shortest Path First (OSPF), Border gateway protocol (BGP) và Protocol Independent multicast (PIM) dùng để cấu hình định tuyến cho các IP router. - Các thông tin về định tuyến được lưu trong bảng FIB (Forwarding Information Base). - Như vậy, MPLS có thể phân biệt các giao diện khác nhau, các thông tin khác nhau để xác định chính sách xử lý thích hợp, đôi khi gói được định tuyến theo một đường biết trước khi gói đi vào mạng. - Một mạng MPLS gồm các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Label Switching Routers (LSR) và MPLS nodes. - Một LSR là một IP router chạy các giao thức của MPLS, tách nhãn ra khỏi FEC, chuyển các gói IP dựa trên thông tin nhãn và chuyển tiếp gói IP thông thường
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt