đặt vấn đề nghiên cứu giải pháp kết hợp MPLS và VPN, trên cơ sở đó đề xuất phƣơng án triển khai dịch vụ IP-VPN trên nền công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức áp dụng cho thực tế trên hệ thống mạng viễn thông tòa cầu của công ty Mobifone Global. Luận văn bố cục 3 chƣơng và 1 phụ lục, đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Chƣơng 1: Giới thiếu tổng quan về công nghệ mạng riêng ảo VPN Nội dung chính của chƣơng này là trình này tổng quan về công nghệ mạng riêng ảo VPN, các chức năng, lợi điểm của mạng riêng ảo và phân loại mạng riêng ảo. Chƣơng 2: Công nghệ MPLS và mạng riêng ảo MPLS VPN Trình bày về công nghệ MPLS các giao thức sử dụng và các thành phần của mạng riêng ảo MPLS VPN. Chƣơng 3: Đề xuất thiết lập mạng cung cấp dịch vụ IP-VPN cho công ty Mobifone Global Nội dung chính của chƣơng này là nghiên cứu và đề xuất giải pháp cung cấp dịch vụ IP-VPN ứng dụng công nghệ MPLS trên mạng viễn thông toàn cầu của công ty Mobifone Global Cuối cùng, để có đƣợc luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, tới các thầy cô giáo của Khoa sau Đại Học - Học Viện Bƣu Chính Viễn thông đã hết sức tạo điều kiện , động viên và truyền thụ các kiến thức bổ ích.
Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn cân thành đến Thầy Giáo- TS. Đặng Hoài Bắc cùng các đồng nghiệp tại công ty Mobifone Global đã tận tình giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này. i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. i DANH MỤC HÌNH VẼ.
iii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT. v CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG RIÊNG ẢO VPN .2 Chức năng và ƣu điểm của VPN .3 Phân loại mạng VPN .1 Mạng VPN truy nhập từ xa .2 Mạng VPN cục bộ .3 Mạng VPN mở rộng .4 Kết luận chƣơng .9 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ MPLS VÀ MẠNG RIÊNG ẢO MPLS VPN .1 Giới thiệu về chuyển mạch đa giao thức (MPLS) .2 Các ƣu điểm của MPLS .1 Các lợi ích của MPLS .2 Đặc điểm vượt trội của MPLS so với mô hình IP over ATM .3 BGP – Free Core.4 Luồng lưu lượng quang .3 Ứng dụng của mạng MPLS .1 Mạng riêng ảo VPN.2 Điều khiển lưu lượng trong MPLS .3 Chất lượng dịch vụ trong MPLS (QoS) .4 Các giao thức sử dụng trong MPLS .1 Giao thức phân phối nhãn .2 Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc (CR-LDP ).3 Giao thức đặt trước tài nguyên.5 Mô hình mạng MPLS VPN .1 Các thành phần chính của kiến trúc MPLS VPN .2 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN .3 Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN .4 Định tuyến VPNv4 trong mạng MPLS VPN .5 Chuyển tiếp gói trong mạng MPLS VPN .6 Kết luận chƣơng. 48 CHƢƠNG 3: ĐỀ XUẤT THIẾT LẬP MẠNG CUNG CẤP DỊCH VỤ IP-VPN CHO CÔNG TY MOBIFONE GLOBAL .1 Hiện trạng dịch vụ cung cấp trên hạ tầng mạng của Công ty Mobifone Global .1 Mô hình mạng của công ty Mobifone Global hiện tại .2 Các giao thức định tuyến hiện tại đang sử dụng trong mạng của công ty Mobifone Global52 3.3 Dịch vụ kênh thuê riêng Leaseline .4 Dịch vụ kênh IP Transit .2 Tích hợp MPLS vào mạng IP CORE .1 Phương án nâng cấp mạng sử dụng công nghệ MPLS .2 Sơ đồ mình họa quá trình thực hiện tích hợp MPLS vào mạng hiện tại .3 Thiết kế nốt mạng tại quốc tế .4 Định tuyến VPNv4 trong mạng MPLS VPN .5 Triển khai dịch vụ IP-VPN .3 Quản lý và vận hành giám sát .1 Hệ thống quản lý mạng .2 Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng .3 Hệ thống giám sát .4 Thiết lập mô hình chạy thử với phần mềm GNS3 .1 Giới thiệu phần mềm GNS3.2 Đối tượng mô phỏng .5 Kết luận chƣơng. 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
83 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình VPN .2: Mô hình mạng VPN truy nhập từ xa .3: Mô hình mạng VPN cục bộ .4: Mô hình mạng VPN mở rộng .1 Mạng lõi MPLS BGP free .2 Non-Fully Meshed Overlay ATM Network. 3 Điều khiển lưu lượng trong MPLS (ví dụ 1) .4 Điều khiển lưu lượng trong MPLS (ví dụ 2).5 Các kỹ thuật QoS trong mạng IP .6 Quan hệ giữa các LDP với các giao thức khác.7 Thủ tục phát hiện LSR lân cận .8 Thủ tục báo hiệu trong RSVP .9 Phương thức phân phối nhãn .10 Biểu đồ tổng quan về MPLS VPN .11 Mô hình MPLS VPN .12 Các thành phần của MPLS VPN .13 Chức năng của router PE .14 Chức năng của VRF .15 Cấu trúc một RD .16 Quá trình gán RD .17 Quá trình tháo bỏ RD .18 Sự tương tác giữa các giao thức trong mặt phẳng điều khiển .19 Mặt phăng dữ liệu MPLS/VPN .20 Sự truyền tuyến trong mạng MPLS VPN .21 Sự truyền tuyến trong mạng MPLS VPN step by step .22 Sự sống của một gói Ipv4 qua mạng đường trục MPLS VPN tuyến và quảng bá nhãn .23 Đời sống của gói IPv4 qua mạng đường trục MPLS VPN: .24 Chuyển tiếp gói trong mạng MPLS VPN .1 Mô hình tổng quan của công ty Mobifone Global .2 Mô hình mạng của công ty Mobifone Global .3 Mô hình mạng OSPF .4 Mô hình mạng BGP .5 Mô hình dịch vụ Internet lease line .6 Mô hình mạng IP transit .7 Sau khi nâng cấp tích hợp MPLS vào mạng IP Core .8 Định tuyến trong mạng MPLS VPN/MFG .9 Định tuyến trong mạng MPLS VPN /MFG .11 Mô hình cung cấp dịch vụ từ Hà Nội đến USA .12 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN .13 Hoạt động thực tế của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN/MOBIFONEG .14 Các bước chuyển tiếp trong mặt phẳng dữ liệu .15 Hoạt động chuyển tiếp dữ liệu trong chế độ khung MPLS .16 Mô hình quản lý giám sát .17 Hệ thống SNMP đơn giản .18 Thiết lập mô hình cung cấp dịch vụ MPLS VPN .19 Mô hình cung cấp dịch vụ MPLS VPN. 79 v THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AS Autonomous System Hệ thống tự trị ASBR Autonomous system boundary Router biên trong một AS ATM router Chế độ truyền dẫn không đồng bộ Asynchronous Transfer Mode BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đƣờng biên CEF Cisco Express Forwarding table Bảng chuyển tiếp nhanh Cisco CPE Customer Premise Equipment Thiết bị phía khách hàng EGP Exterior Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài EIGRP Enhanced Interior Giao thức định tuyến lai GatewayRouting Protocal FEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FR Frame Relay Chuyển tiếp khung ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức thông điệp điều khiển Internet IETF Internet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kĩ thuật Internet. IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng nội IP Internet Protocol Giao thức Internet ISPs Internet Service Providers Nhà cung cấp dịch vụ Internet LAN Local Area Network Mạng cục bộ LDP Label Distribute Protocol Giao thức phân bổ nhãn LER Label Edge Router Router biên nhãn LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LSA Link State Advertisement Gói quảng cáo trạng thái liên kết LSP Label Switched Path Đƣờng dẫn chuyển mạch nhãn LSP Link State Packet Gói trạng thái đƣờng LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn vi LFIB Lable Forwarding Information Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn Base MAC Media Access Control Điều khiển truy xuất môi trƣờng MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MTU Maximum Transmission Unit Phần tử truyền dẫn cực đại NGN Next Generation Network Mạng thế hệ tiếp theo OSPF Open Shortest Path First Giao thức ƣu tiên đƣờng đi ngắn nhất PDU Protocol Data Unit Đơn vị số liệu giao thức PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm điểm QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ RD Route Distinguisher Thuộc tính phân biệt tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trƣớc tài nguyên RT Route Target Thuộc tính tuyến đích RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến SPF Shortest Path First Thuật toán ƣu tiên đƣờng đi ngắn nhất TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân bố thẻ TLV Time To Live Thời gian sống UDP User Datagrame Protocol Giao thức dữ liệu ngƣời dùng VLSM Variable Length Subnet Mask Mặt nạ mạng con có chiều dài biến đổi VRF Virtual Routing and Forwarding Bảng định tuyến - chuyển tiếp tables VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG RIÊNG ẢO VPN Cụm từ Virtual Private Network (mạng riêng ảo) thƣờng đƣợc gọi tắt là VPN là một kỹ thuật đã xuất hiện từ lâu, tuy nhiên nó thực sự bùng nổ và trở nên cạnh tranh khi xuất hiện công nghệ mạng thông minh với đà phát triển mạnh mẽ của Internet.
Trong thực tế, ngƣời ta thƣờng nói tới hai khái niệm VPN đó là: mạng riêng ảo kiểu tin tƣởng (Trusted VPN) và mạng riêng ảo an toàn (Secure VPN). Mạng riêng ảo kiểu tin tƣởng đƣợc xem nhƣ một số mạch thuê của một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Mỗi mạch thuê riêng hoạt động nhƣ một đƣờng dây trong một mạng cục bộ. Tính riêng tƣ của trusted VPN thể hiện ở chỗ nhà cung cấp dịch vụ sẽ đảm bảo không có một ai sử dụng cùng mạch thuê riêng đó.
Khách hàng của mạng riêng ảo loại này tin tƣởng vào nhà cung cấp dịch vụ để duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của dữ liệu truyền trên mạng. Các mạng riêng xây dựng trên các đƣờng dây thuê thuộc dạng ―trusted VPN‖. Mạng riêng ảo an toàn là các mạng riêng ảo có sử dụng mật mã để bảo mật dữ liệu. Dữ liệu ở đầu ra của một mạng đƣợc mật mã rồi chuyển vào mạng công cộng (ví dụ: mạng Internet) nhƣ các dữ liệu khác để truyền tới đích và sau đó đƣợc giải mã dữ liệu tại phía thu.
Dữ liệu đã mật mã có thể coi nhƣ đƣợc truyền trong một đƣờng hầm (tunnel) bảo mật từ nguồn tới đích. Cho dù một kẻ tấn công có thể nhìn thấy dữ liệu đó trên đƣờng truyền thì cũng không có khả năng đọc đƣợc vì dữ liệu đã đƣợc mật mã. Mạng riêng ảo xây dựng dựa trên Internet là mạng riêng ảo kiểu an toàn, sử dụng cơ sở hạ tầng mở và phân tán của Internet cho việc truyền dữ liệu giữa các site của các công ty. Trọng tâm chính của đồ án tốt nghiệp này bàn về VPN dựa trên Internet.
Khi nói đến mạng riêng ảo VPN phải hiểu là mạng riêng ảo dựa trên Internet.1 Định nghĩa Mạng riêng ảo VPN đƣợc định nghĩa là một kết nối mạng triển khai trên cơ sở hạ tầng mạng công cộng (nhƣ mạng Internet) với các chính sách quản lý và bảo mật giống nhƣ mạng cục bộ. Các thuật ngữ dùng trong VPN nhƣ sau: Virtual- nghĩa là kết nối là động, không đƣợc gắn cứng và tồn tại nhƣ một kết nối khi lƣu lƣợng mạng chuyển qua.