Đặt vấn đề xây dựng hệ thống MPLS VPN cho khách hàng.3 Các bƣớc cấu hình .4 Cấu hình trên các thiết bị. 76 CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN .1 Hạn chế của đề tài .2 Hƣớng mở rộng đề tài. 99 CHƢƠNG 8: TÀI LIỆU THAM KHẢO.100 XI do an TỪ VIẾT TẮT ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng bộ AToM Any Transport over MPLS Truyền tải qua MPLS BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên CE Custome Edge Biên phía khách hàng CEF Cisco Express Forwarding Chuyển tiếp nhanh của Cisco E-LSR Egress LER LER biên ra EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Giao thức EIGRP Protocol FEC Forwarding Equivalency Class Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file GRE Generic Routing Encapsulation Đóng gói định tuyến chung HDLC High Data Link Control Điều khiển kết nối dữliệu tốc độcao IETF Internet Engineering Task Force Ủy ban tƣvấn kỹthuật Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong phạm vi miền I-LSR Ingress LSR LSR biên vào IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-IS Intermediate System to Intermediate Giao tthức hệ thống trung gian System Protocol tới hệ thống trung gian LAN Local Area Network Mạng nội bộ LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên ra LFIB Label Forwarding Information Base Cơsởthông tin chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Bảng cơ sở dữ liệu nhãn LSP Label Switch Path Tuyến chuyển mạch nhãn LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trƣờng MPLS Multiprotool Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MP-BGP MPLS – border gateway Protocol Đa giao thức cổng biên OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF PE Provider Edge Biên nhà cung cấp PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định RD Route Distinguisher Bộphân biệt tuyến XII do an RT Route Targets Tuyến đích RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài nguyên ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet TCP Tranmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối tag TE Traffic Engineering Kỹthuật điều khiển lƣu lƣợng TTL Time To Live Thời gian sống UDP User Datagram Protocol Giao thức UDP VC Virtual Channel Kênh ảo VCI Virtual Channel Identifier Định danh kênh ảo VPN Virtual Pravite Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ XIII do an CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU MỘT SỐ THẾ HỆ MẠNG Hình 1- 1 Chuyển tiếp gói tin trong IP.1 Hình 1- 2 Mạng Frame-relay………………………….2 Hình 1- 3 Mạng MPLS…………….4 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MPLS Hình 2- 1Mạng lõi MPLS BGP free………………….9 Hình 2- 2Mô hình sử dụng MPLS VPN.10 Hình 2- 3 Mạng ATM Overlay không full mesh.11 Hình 2- 4 Điều khiển lƣu lƣợng ví dụ 1.12 Hình 2- 5 Điều khiển lƣu lƣợng ví dụ 2.13 CHƢƠNG 3: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MPLS Hình 3- 1 Cấu trúc của MPLS.14 Hình 3- 2 Cấu trúc nhãn trong MPLS.15 Hình 3- 3 Phƣơng thức đóng gói kiểu Frame mode.17 Hình 3- 4 Phƣơng thức đóng gói kiểu Cell mode.17 Hình 3- 5 Nhãn Implicit-null bị bóc ra tại router kế cuối.18 Hình 3- 6 Nhãn Explicit-null đƣợc sử dụng trong QoS.18 Hình 3- 7 Nhãn Aggregate và các loại nhãn khác.19 Hình 3- 8 Nhãn của stack.19 Hình 3- 9 Các LSRs trong mạng MPLS.20 Hình 3- 10 FEC riêng biệt cho mỗi địa chỉ.22 Hình 3- 11 Tổng hợp các địa chỉ thành một FEC.22 Hình 3- 12 Đƣờng LSP trong mạng MPLS.23 Hình 3- 13 Các bản tin trong LDP.24 Hình 3- 14 Cơ chế hoạt động của CEF.26 Hình 3- 15 Mạng MPLS.27 CHƢƠNG 4: MẠNG RIÊNG ẢO VPN Hình 4- 1 Mô hình VPN truy nhập từ xa.34 Hình 4- 2 Mô hình VPN mở rộng.36 Hình 4- 3 Cấu trúc dữ liệu đƣờng hầm PPTP.38 Hình 4- 4 Đƣờng hầm L2T.40 Hình 4- 5 Cấu trúc tiêu đề AH cho gói tin IPSec.41 Hình 4- 6 Cấu trúc gói tin ESP.42 Hình 4- 7 Cấu trúc gói tin Tunnel Mode.44 Hình 4- 8 Cấu trúc gối tin Transport Mode.45 Hình 4- 9Mô hình mạng Overlay trên Frame Relay.47 Hình 4- 10Mô hình peer to peer.48 CHƢƠNG 5: MPLS VPN Hình 5- 1 Sơ đồ tổng quan MPLS VPN.50 Hình 5- 2 Mô hình MPLS VPN.52 Hình 5- 3 Các thành phần trong MPLS VPN.53 Hình 5- 4 VRFs trong Router PE.55 XIV do an Hình 5- 5 Cách hoạt động của RD.56 Hình 5- 6 Route Targets.58 Hình 5- 7 Ví dụ Extranet.59 Hình 5- 8 Ví dụ Extranet với RD.60 Hình 5- 9Định dạng AFI/SAFI.61 Hình 5- 10Một vài họ địa chỉ trong AFI.61 Hình 5- 11 Liệt kê các số SAFI và mô tả các họ địa chỉ IP.62 Hình 5- 12 Route đƣợc thông báo qua mạng MPLS VPN.62 Hình 5- 13 Các bƣớc chuyển tiếp Route qua mạng MPLS VPN.63 Hình 5- 14 Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLS VPN.65 Hình 5- 15 Sự sống của gói IPv4 qua mạng đƣờng trục MPLS VPN: quảng bá route và nhãn.66 Hình 5- 16 Sự sống của gói IPv4 qua mạng đƣờng trục MPLS VPN: chuyển tiếp gói.66 CHƢƠNG 6: XÂY DỰNG VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG MPLS VPN Bảng 1: Phân bố VRF trên router PE1……………………………………………….69 Bảng 2: Phân bố VRF trên router PE2……………………………………………….69 Hình 6- 1Mô hình mạng triển khai cho khách hàng…………………………………70 XV do an CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU MỘT SỐ THẾ HỆ MẠNG 1.1 Mạng IP và những hạn chế của nó. Nhƣ ta đã biết, Internet là một tập hợp các mạng kết nối với nhau dùng để chuyển tiếp gói tin giữa các host sử dụng IP.
IP cung cấp dịch vụ đóng gói vô hƣớng, không có sự đảm bảo phân phối gói tin. Trong mô hình Internet các hệ thống dùng để chuyển tiếp gói tin gọi là Router dùng để chuyển tiếp gói tin đến đích. Để thực hiện điều này router cần xác định nexthop và interface ngõ ra để chuyển tiếp gói tin. Thông tin này có đƣợc thông qua các thông tin định tuyến đƣợc sử dụng để xây dựng bảng chuyển tiếp gói tin (Forwarding Information Base –FIB).
Tiến trình chuyển tiếp gói tin gồm 3 hoạt động sau: Tìm địa chỉ để xác định interface ngõ ra. Chuyển tiếp gói tin. Switching Scheduling Forwarding Decision IP Packet Header Outgoing Link Incoming Link Switching Fabric Address Lookup Next hop, Out link Prefix Next hop Out link Forwarding Table Hình 1.1 Chuyển tiếp gói tin trong IP Mỗi router duy trì một bảng định tuyến học đƣợc thông qua các giao thức định tuyến hoặc định tuyến tĩnh. Bảng định tuyến này có thể có kích thƣớc cực kì lớn, trong Internet nó có thể có đến 50 ngàn entry.
Đối với mỗi gói tin đi vào router, địa chỉ IP đích sẽ đƣợc kiểm tra, dựa vào thông tin trong bảng định tuyến sẽ xác định hop kế tiếp 1 do an và interface ngõ ra để chuyển tiếp gói tin. Quyết định chuyển tiếp đƣợc thực hiện độc lập trên mỗi router trong mạng. Ngoài ra, việc sử dụng subnet mask yêu cầu địa chỉ IP đích trong mào đầu của gói tin đi vào phải thích hợp với mask trong bảng định tuyến, nghĩa là dựa trên quy tắc "longest match" để xem thử entry nào có mask với số bit đúng nhất với địa chỉ gói tin sẽ đƣợc dùng làm thông tin chuyển tiếp. Do đó, chuyển tiếp IP có thể đƣợc xem là tiến trình ánh xạ mỗi địa chỉ IP đích đến hop kế tiếp.
Vì mỗi router có số lƣợng next-hop giới hạn, nên chuyển tiếp IP có thể đƣợc xem nhƣ là quá trình ánh xạ tập hợp các gói tin vào số next-hop giới hạn đó hoặc tƣơng đƣơng với số lƣợng subnet trên router. Tất cả các gói tin trong một subnet không có sự phân biệt nhau và đƣợc chuyển tiếp theo cùng một phƣơng thức xác định, chúng đi qua cùng một đƣờng dẫn đến mạng. Một nhóm gói tin nhƣ vậy đƣợc gọi là lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FEC (Forwarding Equivalence Class). Khi gói tin di chuyển đến đích cuối cùng, mỗi router dọc đƣờng đi sẽ kiểm tra địa chỉ đích của gói tin và đăng kí nó đến FEC.
Ta có thể thấy rõ rằng chuyển tiếp IP yêu cầu hoạt động tìm kiếm địa chỉ IP phức tạp ở mỗi router dọc đƣờng đi của gói tin. Bất cứ sự thay đổi nào về thông tin điều khiển việc chuyển tiếp của gói tin sẽ đƣợc thông báo cho tất cả các thiết bị trong miền định tuyến, dẫn đến để xử lý cho xong một gói tin làm tốn thời gian cho những việc sau: thời gian tìm kiếm, thời gian cập nhật, và tốn bộ nhớ xử lý, tốn CPU. Tất cả tiến trình định tuyến và chuyển tiếp nói trên đây diễn ra ở lớp Network. Các router có thể kết nối trực tiếp với nhau theo mô hình điểm-điểm, hoặc là có thể kết nối với nhau bằng các switch mạng LAN hay mạng WAN (ví dụ mạng Frame Relay, ATM).
Branch 1 Head Quarter Branch 2 Hình 1.2 Mạng Frame-relay 2 do an Nhƣng không may, các switch lớp 2 này không có khả năng nắm giữ thông tin định tuyến lớp 3 hoặc để chọn đƣờng đi cho gói tin bằng cách phân tích địa chỉ đích lớp 3 của gói tin. Do đó, các switch lớp 2 không tham gia vào quá trình chuyển tiếp gói tin trong lớp 3, chúng chỉ chứa thông tin về MAC Address của đích đến. Các đƣờng đi ở LAN lớp 2 đƣợc thiết lập khá đơn giản - tất cả LAN switch đều trong suốt với các thiết bị kết nối với chúng. Nhƣng việc thiết lập đƣờng đi trong mạng WAN lớp 2 lại phức tạp hơn nhiều.
Đƣờng đi của gói tin trong mạng WAN lớp 2 đƣợc thiết lập thủ công và chỉ đƣợc thiết lập khi có yêu cầu. Thiết bị định tuyến ở biên mạng lớp 2 (ingress router) muốn chuyển dữ liệu đến thiết bị ngõ ra (egress router) cần thiết lập hoặc là kết nối trực tiếp đến egress router (kết nối này đƣợc gọi là các kênh ảo VC) hoặc là gửi dữ liệu của nó đến một thiết bị khác để truyền dẫn đến đích. Để đảm bảo chuyển tiếp gói tin tối ƣu trong mạng WAN lớp 2, các kênh ảo phải tồn tại giữa hai router bất kì kết nối vào mạng WAN đó. Điều này có vẻ đơn giản để xây dựng nó nhƣng lại gặp một vấn đề khác là khả năng mở rộng bị hạn chế.
Các vấn đề mà ta có thể gặp phải là: Mỗi lần một router mới kết nối vào mạng WAN lõi, một kênh ảo phải đƣợc thiết lập giữa router này và router khác (nếu có nhu cầu cần chuyển tiếp gói tin tối ƣu). Với việc cấu hình giao thức định tuyến, mỗi router gắn vào mạng WAN lớp 2 (đƣợc xây dựng với các ATM hay Frame Relay switch) cần có một kênh ảo dành trƣớc với mỗi router khác kết nối vào mạng lõi đó. Để đạt đƣợc độ dự phòng mong muốn, mỗi router cũng phải thiết lập mối quan hệ cận kề định tuyến với router khác.