- 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS. - 3 1.2 Phƣơng thức hoạt động. - 4 1.3 Các khái niệm cơ bản trong MPLS. - 5 1.4 Cấu trúc mạng và phƣơng thức hoạt động. - Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB. - 10 1.5 Thuật toán chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Algorithm. - 11 1.5.1 Hoạt động chuyển tiếp của MPLS. - 11 1.5.2 Module điều khiển trong MPLS. - 13 1.6.1 Giao Thức TDP. - 14 1.6.2 Giao Thức LDP. - 21 CHƢƠNG 2: VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG TRONG MPLS. - 22 2.2 Quản lý lƣu lƣợng trong MPLS. - 24 2.2.1 Khái niệm trung kế lưu lượng MPLS. - 24 2.2.2 Hoạt động cơ bản của các trung kế lưu lượng. - 25 2.2.3 Các thuộc tính kỹ thuật lưu lượng cơ bản của trung kế lưu lượng. - 26 2.3 Bài toán điều khiển lƣu lƣợng trong MPLS. - 26 2.3.2 Một số kĩ thuật điều khiển lưu lượng trong MPLS. - 41 3.3 Thiết lập đƣờng truyền thiết kế lƣu lƣợng sử dụng MPLS-TE. - 44 3.3.4 Thiết lập đường truyền - RSVP mở rộng và điều khiển chấp nhận (admission control. - 46 3.4 Sử dụng đƣờng truyền thiết kế lƣu lƣợng. - 50 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPLS TẠI VIỆT NAM. - 62 THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT AAL5 ATM Adaptation Layer 5 Lớp thích ứng ATM 5 API Application Programming Interface Giao Diện chương trình ứng Dụng ASN.1 Abstract Syntax Notation Number One Chuyển mạch IP theo phương pháp tổng hợp tuyến ARP Addresss Resolution Protocol Giao thức phân tích địa chỉ AS Autonomous System Hệ tự quản ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ BBRAS BroadBand Remote Access Server Máy chủ truy nhập từ xa băng rộng BCF Bearer Contrrol Function Khối chức năng điều khiển tải tin BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng miền. - BOF Board Of a Founders Cuộc họp trù bị WG-IETF COS Class of Service Lớp dịch vụ CPE Customer Premise Equipment Thiết bị phía khách hàng CR Cell Router Bộ định tuyến tế bào CSPF Constrained Shortest Path First Giao thức định tuyến tìm đường ngắn nhất. - DNS Domain Name System Hệ thống tên miền DLCI Data Link Connection Identifier Nhận dạng kết nối lớp liên kết dữ liệu DS Differentiated Service Các dịch vụ khác nhau ECR Egress Cell Router Thiết bị định tuyến tế bào lối ra EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên EMS Element Management System Hệ thống quản lý phần tử FEC Forwarding Equivalence Class Nhóm chuyển tiếp tương đương FIB Forwarding Infomation Base Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp trong bộ định tuyến FR Frame Relay Chuyển dịch khung FTN FEC - to – NHLFE Sắp xếp FEC vào NHLFE IBM International Bussiness Machine Công ty IBM ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển Internet ICR Ingress Cell Router Thiết bị định tuyến tế bào lối vào IETF International Engineering Task Force Tổ chức tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế cho Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong miền IN Intelligent Network Mạng thông minh INTSERV Integrated services Dịch vụ tích hợp IP Internet Protocol Giao thức định tuyến Internet IPv4 IP version 4 IP phiên bản 4.0 ISC International Softswitch Consortium Tổ chức chuyển mạch mềm quốc tế. - ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ ISIS Intermediate System – Intermediate System Giao thức định tuyến IS-IS IT Information Technology Kỹ thuật thông tin LAN Local Area Network Mạng cục bộ LC-ATM Label Controlled ATM Interface Giao diện ATM điều khiển bởi nhãn LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Bảng thông tin nhãntrong bộ định tuyến L2TP Layer 2 tunnel protocol Giao thức đường hầm lớp 2 LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý kênh LPF Logical Port Fuction Khối chức năng cổng logic LSP Label Switched Path Tuyến chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAC Media Access Controller Thiết bị điều khiển truy nhập mức phương tiện truyền thông MG Media Gateway Cổng chuyển đổi phương tiện MGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiển MG MIB Management Information Base Cơ sở dữ liệu thông tin quản lý MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPOA MPLS over ATM MPLS trên ATM MSF MultiService Switch Forum Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NHLFE NextHop Label Forwarding Entry Phương thức gửi chuyển tiếp gói tin dán nhãn NHRP Next Hop Resolution Protocol Giao thức phân tích địa chỉ nút tiếp theo NLPID Network Layer Protocol Nhận dạng giao thức lớp mạng NNI Network Network Interface Giao diện mạng - mạng NMS Network Management system Hệ thống quản lý mạng OID Object Identifier Nhận dạng đối tượng OOD Object- Oriented Design Thiết kế đối tượng định hướng OPSF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến OSPF OSI Open Systems Interconnection Kết nối các hệ thống mở OSS Operation Support system Hệ thống hỗ trợ vận hành PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức PSTN Public switch telephone Network Mạng chuyển mạch thoại công cộng PVC Permanent Virtual Circuit Kênh ảo cố định QOS Quality Of Service Chất lượng dịch vụ RFC Request for Comment Các tài liệu về tiêu chuẩn IP do IETF đưa ra RIP Realtime Internet Protocol Giao thức báo hiệu IP thời gian thực RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên (hỗ trợ QoS) SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ giữa nhà cung cấp và khác hàng SNAP Service Node Access Point Điểm truy nhập nút dịch vụ SNI Signalling Network Interface Giao diện mạng báo hiệu SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản SONET Synchronous Optical Network Mạng truyền dẫn quang đồng bộ SP Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ SPF Shortest Path First Giao thức định tuyến đường ngắn nhất SVC Switched Virtual Circuit Kênh ảo chuyển mạch TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối thẻ TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TGW Trunking Gateway Cổng trung kế TLV Type-Length- Value Giá trị chiều dài tuyến (số nút) TMN Telecommunication Mângement Network Mạng quản lý thông tin TOM Telecommunications Operations MAP Hoạt động thông tin MAP TOS Type of Service Các kiểu dịch vụ USM User – based security Model Kiểu bảo mật cơ sở người sử dụng UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người sử dụng VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Virtual Circuit Identifier Trường nhận dạng kênh ảo trong tế bào VNS Virtual Network Service Dịch vụ mạng ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VR Virtual Router Bộ định tuyến ảo VSC Virtual Switched Controller Khối điều khiển chuyển mạch ảo VSCF Virtual Switched Control Fuction Khối chức năng điều khiển chuyển mạch ảo VSF Virtual Switched Fuction Khối chức năng chuyển mạch ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wave Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng WFQ Weighted Factor Queque Hàng đợi theo trọng số DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1:Cấu trúc mạng MPLS. - 6 Hình 1.2: Cấu trúc nhãn MPLS. - 6 Hình 1.3 : Mặt Phẳng điều khiển và chuyển tiếp trong MPLS. - 7 Hình 1.4: Định dạng tiêu đề của MPLS. - 9 Hình 1.5 : Cấu trúc nhãn dạng tế bào. - 9 Hình 1.6 : Cấu trúc bảng LFIB. - 10 Hình 1.7 : Sơ đồ thuật toán chuyển tiếp nhãn. - 11 Hình 1.8: Control Plane trong MPLS. - 12 Hình 1.9: Mạng MPLS. - 16 Hình 1.10: Nexthop trong MPLS. - 17 Hình 1.11 :Gán nhãn trong MPLS. - 17 Hình 1.12 :Quảng bá nhãn trong MPLS. - 17 Hình 1.13 :Bảng nhãn trong router MPLS. - 18 Hình 1.14 :LIB và LFIB trong Router MPLS. - 18 Hình 1.15 :FIB và LFIB trên các router. - 19 Hình 1.16 : Gán nhãn cho các gói tin đi vào. - 19 Hình 1.17 :Chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn. - 20 Hình 1.18 : POP nhãn tại router biên. - 20 Hình 2.1: So sánh giữa chuyển tiếp MPLS và chuyển tiếp IP. - 28 Hình 2.2.: Tắc nghẽn gây ra bởi kỹ thuật chon đường ngắn nhất. - 31 Hình 2.3: Giải pháp cho vấn đề sử dụng kỹ thuật lưu lượng. - 32 Hình 2.4: Cấu hình bộ đệm. - 36 Hình 3.1 : Đường đi LSP trong MPLS. - 43 Hình 3.2: LSP trong MPLS. - 46 Hình 3.3: Metric của LSP trong MPLS. - 49 Hình 4.1: Kết nối các văn phòng và trụ sở chính. - 53 Hình 4.2: Sơ đồ MPLS L2VPN. - 53 Hình 4.3 : Sơ Đồ MPLS L3VPN. - 54 Hình 4.4: Sơ đồ kết nối Mạng MPBN. - 55 Hình 4.5: Chi tiết kết nối mô hình mạng MPBN. - 55 Hình 4.6: Mô hình kết nối trong mạng IPBN. - Số người sử dụng các dịch vụ mạng tăng đáng kể, theo dự đoán con số này đang tăng theo hàm mũ. - Ngày càng có nhiều các dịch vụ mới và chất lượng dịch vụ cũng được yêu cầu cao hơn. - Trước tình hình này, 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 đã ra đời nhằm đáp ứng tốt nhất nhu cầu của khách hàng và giải quyết các vấn đề nảy sinh. - Trong số đó chúng ta phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. - Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là kết quả phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. - MPLS tách chức năng của bộ định tuyến IP ra làm hai phần riêng biệt: Chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. - Phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi gói tin giữa các bộ định tuyến IP, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn tương tự như của ATM. - Kĩ thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm nhãn của một gói tin trong một bảng các nhãn để xác định tuyến của gói và nhãn mới của nó. - MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như OSPF (Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol). - Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến cố định, nên việc đảm bảo chất lượng dịch vụ của các tuyến là hoàn toàn khả thi. - Đây là một tính năng vượt trội của MPLS so với các giao thức định tuyến trước đây. - Ngoài ra MPLS còn có cơ chế tái định tuyến lại (fast rerouting). - Bên cạnh độ tin cậy, công nghệ MPLS cũng hỗ trợ quản lý mạng dễ dàng và đơn giản hơn. - Bằng cách giám sát lưu lượng tại các bộ định tuyến chuyển mạch 2 nhãn (LSR), nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có thể được xác định nhanh chóng. - MPLS là một công nghệ chuển mạch IP có triển vọng ứng dụng rất cao. - Nhờ đặc tính cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thống. - Do MPLS có nhiều ưu điểm như vậy nên việc tìm hiểu các vấn đề về công nghệ MPLS là vấn đề quan trọng đối với sinh viên ngành điện tử - viễn thông. - Nhận thức được điều đó tôi đã lựa chọn đồ án tốt nghiệp “Điều khiển lưu lượng trong chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS”. - Chương 1: Tổng quan về công nghệ MPLS Chương 2: Vấn đề điều khiển lưu lượng và bài toán điều khiển lưu lượng trong MPLS Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng với MPLS TE Chương 4: Ứng dụng công nghệ MPLS tại Việt Nam Do công nghệ MPLS còn tương đối mới, việc tìm hiểu các vấn đề của công nghệ MPLS đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng và lâu dài. - Hà Nội, ngày 20 tháng 9 năm 2013 Học viên 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS 1.1 Giới thiệu MPLS Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP (như cơ cấu định tuyến) và của ATM (như thông lượng chuyển mạch). - Phương thức tiếp cận xếp chồng này cho phép IP và ATM hoạt động với nhau mà không cần thay đổi giao thức của chúng. - Tổ chức ATM-Forum, dựa trên mô hình này, đã phát triển công nghệ LANE và MPOA. - Các công nghệ này sử dụng các máy chủ để chuyển đổi địa chỉ nhưng đều không tận dụng được khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của ATM. - MPLS – multi protocol lable switching. - MPLS là một công nghệ kết hợp đặc điểm tốt nhất giữa định tuyến lớp ba và chuyển mạch lớp hai cho phép chuyển tải các gói rất nhanh trong mạng lõi (core) và định tuyến tốt ở mạng biên (edge) bằng cách dựa vào nhãn (label). - MPLS là một phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng các nhãn được gắn với mỗi gói IP, tế bào ATM, hoặc frame lớp hai. - Phương pháp chuyển mạch nhãn giúp các Router và MPLS-enable ATM switch ra quyết định theo nội dung nhãn tốt hơn việc định tuyến phức tạp theo địa chỉ IP đích. - MPLS kết nối tính thực thi và khả năng chuyển mạch lớp hai với định tuyến lớp ba. - Cho phép các ISP cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau mà không cần phải bỏ đi cơ sở hạ tầng sẵn có. - Cấu trúc MPLS có tính mềm dẻo trong bất kỳ sự phối hợp với công nghệ lớp hai nào. - MPLS hỗ trợ mọi giao thức lớp hai, triển khai hiệu quả các dịch cụ IP trên một mạng chuyển mạch IP. - Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc 4 mạng, Các ISP có thể giảm chi phí, tăng lợi nhuận, cung cấp nhiều hiệu quả khác nhau và đạt được hiệu quả cạnh tranh cao. - Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc mạng, Các ISP có thể giảm chi phí, tăng lợi nhuận, cung cấp nhiều hiệu quả khác nhau và đạt được hiệu quả cạnh tranh cao. - 1.2 Phƣơng thức hoạt động: Thay thế cơ chế định tuyến lớp ba bằng cơ chế chuyển mạch lớp hai. - MPLS hoạt động trong lõi của mạng IP. - Bộ định tuyến chuyển nhãn (LSR – Label Switch Router): ra quyết định chặng kế tiếp dựa trên nội dung của nhãn, các LSP làm việc ít và hoạt động gần giống như Switch. - Một số ứng dụng của MPLS. - MPLS Traggic Engineer: Cung cấp khả năng thiết lập một hoặc nhiều đường đi để điều khiển lưu lượng mạng và các đặc trưng thực thi cho một loại lưu lượng. - MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ với sự đảm bảo tối đa về QoS cho khách hàng. - 1.3 Các khái niệm cơ bản trong MPLS Để hiểu được nguyên tắc hoạt động của MPLS, trước hết ta phải làm quen với một số khái niệm mới được dùng trong MPLS. - 6 Hình 1.1:Cấu trúc mạng MPLS • MPLS domain: Là tập hợp của các node mạng MPLS được quản lý và điều khiển bởi cùng một quản trị mạng, hay nói một cách đơn giản hơn là một MPLS domain, có thể coi như hệ thống mạng của một tổ chức nào đó (chẳng hạn nhà cung cấp dịch vụ. - LSR chuyển tiếp (Transit LSR): LSR nằm bên trong MPLS domain, các LSR này chính là các bộ định tuyến lõi (core router) của nhà cung cấp dịch vụ. - Nhãn (Label): Thường được tổ chức dưới dạng ngăn xếp nhãn (Label Stack), có độ dài 32 bit được thể hiện như sau: Hình 1.2: Cấu trúc nhãn MPLS Trường Label: Có độ dài 20 bit, đây chính là giá trị nhãn. - Trường Exp (Experimental): Có độ dài 3 bit dùng cho mục đích dự trữ nghiên cứu và phân chia lớp dịch vụ (COS – Class Of Service)
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt