bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ----------------------------------------- luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc ngµnh: ®iÖn tö viÔn th«ng MPLS c«ng nghÖ vµ øng dông D¬ng ngäc th«ng hµ néi 2006 17061131448671000000 -2- Môc lôc Môc lôc. 2 15T 15T Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t. 5 15T 15 T Danh môc c¸c b¶ng. 8 15T 15T Danh môc c¸c h×nh vÏ.
11 15T 15T Ch¬ng 1: c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch MPLS .LÞch sö ph¸t triÓn MPLS. C¸c kh¸i niÖm vµ thµnh phÇn c¬ b¶n. Nh·n vµ liªn kÕt nh·n (Labels and label binding). B¶ng chuyÓn m¹ch chuyÓn tiÕp nh·n (Label Switchting 15T Forwarding Table).
§êng chuyÓn m¹ch nh·n (Label – Switched Paths) .3 C¸c giao thøc sö dông trong m¹ng MPLS .1 Giao thøc ph©n phèi nh·n LDP .1 C¸c tÝnh chÊt c¬ b¶n cña giao thøc phèi nh·n LDP .2 Ph¸t hiÖn LSR l©n cËn .3 Giao thøc truyÒn t¶i tin cËy .2 Giao thøc CR-LDP. Kh¸i niÖm ®Þnh tuyÕn cìng bøc .2 C¸c phÇn tö ®Þnh tuyÕn cìng bøc .3 Giao thøc RSVP. MPLS hç trî RSVP. RSVP vµ kh¶ n¨ng më réng.
42 15T 15T D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -3- 1. So s¸nh CR-LDP vµ RSVP. Ho¹t ®éng cña MPLS. ChÕ ®é ho¹t ®éng khung MPLS.
C¸c ho¹t ®éng trong m¶ng sè liÖu. ChuyÓn m¹ch nh·n trong chÕ ®é khung. ChÕ ®é ho¹t ®éng tÕ bµo MPLS. ChuyÓn tiÕp c¸c gãi cã nh·n qua miÒn ATM-LSR.
Ph©n bæ nh·n vµ ph©n phèi nh·n trong miÒn ATM-LSR. Ho¹t ®éng cña MPLS trong khung m¹ng ATM-PVC. So s¸nh MPLS vµ MPOA. 56 15T 15T Ch¬ng 2: C¸c vÊn ®Ò kü thuËt trong MPLS.
ChÊt lîng dÞch vô. DÞch vô Best Effort. M« h×nh dÞch vô tÝch hîp (IntServ). M« h×nh dÞch vô DiffServ.
M« h×nh chÊt lîng dÞch vô MPLS. Kü thuËt lu lîng trong MPLS. C¸c thµnh phÇn trong kü thuËt lu lîng MPLS. §Þnh tuyÕn rµng buéc trùc tuyÕn (online) vµ ngoµi tuyÕn (offline) 15T 15T.
ThiÕt lËp ®êng LSP víi c¸c tham sè. Thay ®æi c¸c tham sè cña ®êng LSP. §Þnh tuyÕn l¹i ®êng LSP. Kh¾c phôc sù cè víi ®êng LSP.
Thùc hiÖn kü thuËt ®iÒu khiÓn lu lîng. Kh¾c phôc sù cè t¾c nghÏn. C¸c ®êng LSP tù ®iÒu chØnh c©n b»ng t¶i. 79 15T 15T D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -4- 2.
Ph¸t hiÖn vµ phßng ngõa ®Þnh tuyÕn vßng. Ph¸t hiÖn chuyÓn tiÕp vßng d÷ liÖu. Ng¨n ngõa chuyÓn tiÕp vßng d÷ liÖu ®iÒu khiÓn .1 Ph¸t hiÖn vµ ng¨n ngõa chuyÓn tiÕp vßng th«ng tin ®iÒu khiÓn. Ph¸t hiÖn chuyÓn tiÕp vßng d÷ liÖu.
87 15T 15T Ch¬ng 3: øng dông cña MPLS. VPN néi tØnh (VPN Local). CÊu h×nh trªn BRAS. CÊu h×nh t¹i thiÕt bÞ ®Çu cuèi.
BGP/MPLS VPNs. Tæng quan vÒ BGP/MPLS VPN. BGP/MPLS VPN – MegaWAN. S¬ ®å nguyªn lý m¹ng MPLS VPN cña VNPT.
M« h×nh mét VPN võa cã ®êng liªn tØnh võa cã ®êng néi tØnh 15T 15T. 105 15T 15 T Tµi liÖu tham kh¶o. 106 15T 15 T D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -5- Danh môc c¸c tõ viÕt t¾t 0B ThuËt ng÷ viÕt t¾t TiÕng Anh 1B 2B TiÕng ViÖt 3B AS Autonomous System HÖ thèng ®éc lËp Ph¬ng thøc chuyÓn ATM 4B Asynchronous Tranfer Mode giao kh«ng ®ång bé BGP Border Gate Protocol Giao thøc cæng biªn giíi Broadband Remote Access M¸y chñ truy nhËp tõ xa BRAS Server b¨ng réng CoS Class of Service Líp dÞch vô Constraint-based Routed Giao thøc ph©n phèi CR-LDP Label Distribution Protocol nh·n cìng bøc Chän ®êng ng¾n nhÊt CSPF Constraint Shortest Path First cìng bøc Data Link Connection Danh ®Þnh kÕt nèi liªn DLCI Identifier kÕt d÷ liÖu §èi tîng ®Þnh tuyÕn ERO Explicit Router Object hiÖn Fowarding Equivalence Nhãm chuyÓn tiÕp t¬ng FEC Clases ®¬ng C¬ së d÷ liÖu chuyÓn FID Fowarding Data tiÕp FR Frame Relay High Level Data Link Khèi ®iÒu khiÓn luång HDLC Control sè liÖu møc cao IPOA IP over ATM IP qua ATM IPOS IP over SDH IP qua SDH LDP Label Distribution Protocol Giao thøc ph©n phèi D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -6- nh·n Label Fowarding C¬ së d÷ liÖu nh·n LFID Information Data chuyÓn tiÕp nh·n LIS Logic Internet Subsystem M¹ng con Logic LRO Label Request Object §èi tîng yªu cÇu nh·n §êng dÉn chuyÓn LSP Label Switching Path m¹ch nh·n Bé ®Þnh tuyÕn chuyÓn LSR Label Swithching Router m¹ch nh·n Multi Protocol Label ChuyÓn m¹ch nh·n ®a MPLS Swithching giao thøc Next Hop Resolution Giao thøc ph©n gi¶i NHRP Protocol bíc nh¶y tiÕp theo Chän ®êng ng¾n nhÊt OSPF Open Shortest Path First më réng PPP Point –to-Point Protocol Giao thøc ®iÓm tíi ®iÓm PVC Path Virtual Circuit §êng dÉn kªnh ¶o QoS Quality of Service ChÊt lîng dÞch vô Resource Reservation Giao thøc dù tr÷ tµi RSVP Protocol nguyªn Synchronous Digital SDH Ph©n cÊp sè ®ång bé Hierarchy §Çu tiªn lµ ®êng ng¾n SPF Shortest Path First nhÊt SVC Swithching Virtual Circuit Kªnh chuyÓn m¹ch ¶o TDP Tag Distribution Protocol Giao thøc ph©n phèi thÎ VC Virtual Circuit Kªnh ¶o VCI Vitual Circuit Identifier Danh ®Þnh kªnh ¶o D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -7- VPI Virtual Path Identifier Danh ®Þnh ®êng ¶o VPN Virtual Private Network M¹ng riªng ¶o VPN Routing and B¶ng ®Þnh tuyÕn vµ VRF Forwarding chuyÓn tiÕp VPN WAN Word Area Network M¹ng toµn cÇu D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -8- Danh môc c¸c b¶ng B¶ng 1: M« t¶ c¸c lo¹i LSR vµ chøc n¨ng cña chóng. 20 B¶ng 2: So s¸nh CR-LDP vµ RSVP.
44 B¶ng 3: So S¸nh MPLS vµ MPOA. 57 B¶ng 4: Thuéc tÝnh cña traffic trunk. 67 B¶ng 5: Tãm t¾t mét sè ®Æc ®iÓm. 69 D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 -9- Danh môc c¸c h×nh vÏ H×nh 1.1: Khu«n d¹ng cña mét nh·n tæng qu¸t .2: Gi¸ trÞ nh·n lµ VPI/VCI trong ATM .3: Gi¸ trÞ nh·n lµ DLCI trong m¹ng Frame Relay .4: Nh·n ®îc chÌn gi÷a líp 2 vµ líp 3.6: C¸c b¶n tin PATH truyÒn tõ bé göi tíi bé nhËn vµ c¸c b¶n tin RESV truyÒn theo híng ngîc l¹i.7: Nh·n ph©n phèi trong b¶ng tin RESV.8: CÊu tróc LSR biªn trong chÕ ®é ho¹t ®éng khung .10: VÞ trÝ cña nh·n MPLS trong khung líp 2 .12: C¬ chÕ thiÕt lËp kªnh ¶o ®iÒu khiÓn MPLS .13: KÕt nèi MPLS qua m¹ng ATM - PVC.1: M« h×nh dÞch vô IntServ .2: M« h×nh DiffServ t¹i biªn vµ lâi cña m¹ng .3: C¸c thµnh phÇn cña kü thuËt lu lîng dùa vµo MPLS .4: Quan hÖ FEC, Traffic trunk vµ LSP .5: Kh¾c phôc liªn kÕt .6: Kh¾c phôc mét phÇn LSP .7: Mét hot site.8: C¸c ®êng ra kh«ng c©n b»ng t¶i .9: Kü thuËt ®iÒu khiÓn lu lîng tù c©n b»ng t¶i, tù ®iÒu chØnh .10: VÝ dô vÒ c¬ chÕ ph¸t hiÖn ®Þnh tuyÕn vßng dùa trªn trêng TTL trong m¹ng IP .11: Nhu cÇu trªn luång híng vÒ vµ chÕ ®é ®iÒu khiÓn tr×nh tù .12: C¬ chÕ xö lý bé ®Õm nót m¹ng TLV.
86 D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 - 10 - H×nh 2.13: C¬ chÕ ng¨n ngõa chuyÓn tiÕp vßng sö dông vÐct¬ ®êng TLV.14: Trao ®æi gi¸ trÞ bé ®Õm nót m¹ng gi÷a c¸c tæng ®µi ATM- LSR.15: Xö lý trêng TTL cña gãi tin IP tríc khi ph©n ®o¹n gãi tin.1: M¹ng riªng, m¹ng c«ng céng vµ m¹ng riªng ¶o. S¬ ®å nguyªn lý víi cÊu h×nh Router. S¬ ®å nguyªn lý víi cÊu h×nh Bridge .4: M« h×nh thùc thÓ VPN Local.5: VÝ dô vÒ mét VPN Local .6: M« h×nh m¹ng BGP/MLS VPN.7: M« h×nh kÕt nèi CE-PE .8: Khu«n d¹ng phÇn ®Çu ®Þa chØ VPNv4 .9: M« h×nh m¹ng MPLS VPN cña VNPT .10: M« h×nh m¹ng kÕt hîp VPN liªn tØnh vµ VPN néi tØnh. 102 D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 - 11 - Më ®Çu Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, m¹ng Internet ngµy cµng ®îc më réng vµ trë nªn phæ dông trªn toµn cÇu.
Nã lµ tiÒn ®Ò cho sù ph¸t triÓn cña rÊt nhiÒu øng dông míi trong ngµnh th¬ng m¹i nãi chung vµ th¬ng m¹i ®iÖn tö nãi riªng còng nh trong viÖc ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®a dÞch vô ngµy cµng cao cña ngêi sö dông. ChÝnh Internet lµ m¹ng ®· mang l¹i c¸c dÞch vô mang tÝnh héi tô nµy. Tuy nhiªn, nh÷ng øng dông nµy ®ßi hái nhµ cung cÊp dÞch vô m¹ng ph¶i n©ng cao b¨ng th«ng cña m¹ng vµ ®a ra c¸c cam kÕt vÒ tèc ®é, tÝnh b¶o mËt cña ®êng truyÒn. Nh÷ng yªu cÇu nµy ngµy cµng trë nªn khã ®¸p øng ®èi víi c¬ së h¹ tÇng m¹ng ®· ®îc triÓn khai tríc ®©y.
§· vµ ®ang cã nhiÒu gi¶i ph¸p ®Ó t×m mét ph¬ng thøc chuyÓn m¹ch cã thÓ phèi hîp u ®iÓm cña c«ng nghÖ ®Þnh tuyÕn IP vµ ph¬ng thøc chuyÓn m¹ch ATM. Mét trong sè ®ã lµ m« h×nh IP-over-ATM cña IETF coi IP nh mét líp n»m trªn líp ATM vµ ®Þnh nghÜa c¸c m¹ng con IP trªn nÒn m¹ng ATM. Ph¬ng thøc tiÕp cËn xÕp chång nµy cho phÐp IP vµ ATM phèi hîp ho¹t ®éng víi nhau mµ kh«ng cÇn thay ®æi giao thøc cña chóng. Tuy nhiªn m« h×nh nµy vÉn cßn mét sè h¹n chÕ nh: kh«ng tËn dông hÕt kh¶ n¨ng cña ATM vµ vÊn ®Ò thiÕt lËp, qu¶n lý m¹ng trë nªn khã kh¨n khi sè lîng bé ®Þnh tuyÕn (Router) trªn m¹ng ngµy cµng t¨ng nhanh theo nhu cÇu cña kh¸ch hµng.
Tæ chøc ATM-Forum dùa trªn m« h×nh nµy ®· ph¸t triÓn c¸c c«ng nghÖ nh LANE, MPOA,… C¸c c«ng nghÖ nµy sö dông c¸c m¸y chñ ®Ó chuyÓn ®æi ®Þa chØ nhng ®Òu kh«ng tËn dông ®îc kh¶ n¨ng ®¶m b¶o chÊt lîng dÞch vô cña ATM. C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n MPLS do IETF ®a ra lµ kÕt qu¶ ph¸t triÓn cña nhiÒu c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch sö dông c¬ chÕ ho¸n ®æi nh·n nh cña ATM ®Ó t¨ng tèc ®é truyÒn gãi tin mµ kh«ng cÇn thay ®æi c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn. D¬ng Ngäc Th«ng Cao häc §TVT 2004-2006 - 12 - C«ng nghÖ MPLS (Multi Protocol Label Switching) lµ kÕt qu¶ ph¸t triÓn cña nhiÒu c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch IP (IP switching) sö dông c¬ chÕ ho¸n ®æi nh·n nh cña ATM ®Ó t¨ng tèc ®é truyÒn gãi tin mµ kh«ng cÇn thay ®æi c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn IP. Víi kh¶ n¨ng kÕt hîp ®îc c¶ u ®iÓm cña c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn ë líp 3 vµ ph¬ng thøc chuyÓn m¹ch ATM ë líp 2, ®ång thêi víi kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn lu lîng vµ cho phÐp thiÕt lËp tuyÕn cè ®Þnh nªn viÖc ®¶m b¶o chÊt lîng dÞch vô lµ hoµn toµn kh¶ thi.
MPLS cã thÓ ch¹y trªn c¸c m¹ng líp 2 hiÖn cã nh ATM, Frame Relay,. nªn viÖc chuyÓn ®æi sang MPLS ®èi víi c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô lµ t¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Nh÷ng ®Æc ®iÓm nµy ®· mang l¹i cho MPLS chøc n¨ng vît tréi so víi c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn kh¸c. Víi môc ®Ých nghiªn cøu vÒ MPLS ®Ó tõ ®ã cã thÓ ¸p dông trong thùc tÕ, luËn v¨n nµy ®îc chia thµnh 3 ch¬ng bao gåm: Ch¬ng 1: C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch MPLS.