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 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu ®iÖn hµ néi Cao pH¬ng Huy hµ néi 2006 17061131448781000000 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan toµn bé néi dung ®Ò cËp trong luËn v¨n “M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu ®iÖn Hµ Néi” ®îc viÕt dùa trªn kÕt qu¶ nghiªn cøu theo ®Ò c¬ng bëi c¸ nh©n t«i díi sù híng dÉn cña PGS.TS Ph¹m Minh Hµ. Mäi th«ng tin vµ sè liÖu tham kh¶o ®Òu ®îc trÝch dÉn ®Çy ®ñ nguån vµ sö dông ®óng theo luËt b¶n quyÒn quy ®Þnh. T«i xin hoµn toµn chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ néi dung luËn v¨n cña m×nh. Häc viªn cao häc CAO PH¦¥NG HUY Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 1 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi MôC LôC Lêi cam ®oan.
4 18T 18T Danh môc c¸c b¶ng. 5 18T 18 T Danh môc c¸c h×nh vÏ. 5 18T 18T LêI Më §ÇU. 6 18T 18T Ch¬ng I: Tæng quan vÒ C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao 18T thøc vµ m¹ng riªng ¶o .1 tæng quan vÒ C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc .1 Nhu cÇu vµ lÞch sö ph¸t triÓn cña chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc .2 C¬ chÕ ho¹t ®éng trong m¹ng chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc .1 C¸c thµnh phÇn chÝnh trong mét m¹ng MPLS .2 C¬ chÕ ho¹t ®éng cña MPLS .2 Tæng quan vÒ m¹ng riªng ¶o .1 Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i .2 C«ng nghÖ IPSec VPN .1 C¸c thµnh phÇn chÝnh cña mét IPSec VPN .2 – C¸c c«ng nghÖ t¹o ®êng hÇm.
22 18T 18T Ch¬ng II: m¹ng riªng ¶o trªn nÒn chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao 18T thøc .1 C¸c thµnh phÇn trong MPLS VPN .1 §êng hÇm LSP .2 VPN Traffic Engineering – VPN TE .2 C¸c m« h×nh MPLS VPN. MPLS cho kÕt nèi riªng ¶o .2 MPLS kÕt nèi m¹ng LAN ¶o (VPLS-Virtual Private Lan Service) .3 MPLS for VPRN (Virtual Private Routed Network) .4 C¸c m« h×nh triÓn khai MPLS VPN nh×n tõ gãc ®é qu¶n lý .3 C¤NG NGHÖ BGP/MPLS VPN .1 C¸c thµnh phÇn cña BGP/MPLS VPN .1 ThiÕt bÞ phÝa kh¸ch hµng. 52 18T 18T Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 2 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi II. Router biªn cña nhµ cung cÊp .3 Router lâi cña nhµ cung cÊp .4 Virtual Route Forwarding (VRF) .2 M« h×nh ho¹t ®éng BGP/MPLS VPN.
Luång ®iÒu khiÓn. Luång d÷ liÖu. Ph©n bæ nh·n .3 Xem xÐt vÝ dô BGP/MPLS VPN .4 ¦u ®iÓm vµ nhîc ®iÓm cña MPLS VPN .2 Nhîc ®iÓm cña MPLS VPN. 64 18T 18T ch¬ng iii thùc tÕ cung cÊp dÞch vô m¹ng riªng ¶o t¹i bu ®iÖn 18T thµnh phè hµ néi .1 Giíi thiÖu s¬ lîc m¹ng Internet Bu ®iÖn Hµ Néi.1 C¸c c«ng nghÖ vµ giao thøc truyÒn dÉn ®îc sö dông .2 C¸c thiÕt bÞ ®îc sö dông trong m¹ng .1 C¸c thiÕt bÞ ®îc sö dông ®ãng vai trß Provider Edge Router .2 C¸c thiÕt bÞ ghÐp kªnh ®îc sö dông .2 Giíi thiÖu tæng quan m¹ng core MPLS cña VNPT .3 Cung cÊp DÞch vô m¹ng riªng ¶o t¹i Bu ®iÖn Hµ Néi – t×nh 18T h×nh triÓn khai, khã kh¨n vµ híng gi¶i quyÕt .1 CÊu h×nh thiÕt bÞ ®Ó t¹o mét VPN cho kh¸ch hµng.
Tõ kh¸ch hµng ®Õn PE .2 Liªn kÕt gi÷a c¸c VRF trªn c¸c thiÕt bÞ CE.2 Mét sè m« h×nh ®îc triÓn khai t¹i Bu ®iÖn Hµ Néi .1 M« h×nh cung cÊp hai dÞch vô m¹ng riªng ¶o vµ Internet ®ång thêi 81 18T 18T III.2 Hai m« h×nh Full-mesh vµ Hub-and-spoke .3 C¸c vÊn ®Ò thùc tÕ vµ híng gi¶i quyÕt. 87 18T 18T Tµi liÖu tham kh¶o. 89 18T 18T Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 3 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi C¸c tõ viÕt t¾t AH Authentication Header ATM Asynchronous Tranfer Mode BGP Border Gateway Protocol BRAS Broadband Remote Access Server CBR Constant Bit Rate CE Customer Equipment CoS Class of Service CR-LDP Constraint-based Routed LDP DSL Digital Subscriber Line DSLAM Digital Subscriber Access Multiplexer ESP Encapsulating Security Payload FEC Forwarding Equivalence Class IP Internet Protocol L2TP Layer 2 Tunneling Protocol LDAP Lightweight Directory Access Protocol LDP Label Distribution Protocol LER Label Edge Router LSP Label Switching Path LSR Label Switching Router MPLS Multi-Protocol Label Switching NAS Network Access Server OSPF Open Shortest Path First PE Provider Edge PPP Point-To-Point Protocol PPTP Point-To-Point Tunneling Protocol QoS Quality of Service RADIUS Remote Authentication Dial In User Service RD Route Distinguisher RSVP Resource Reservation Protocol RSVP-TE RSVP Traffic Engineering VNPT Vietnam Posts and Telecoms Group VPLS Virtual Private Lan Service VPN Virtual Private Network VRF Virtual Route Forwarding Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 4 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi Danh môc c¸c b¶ng B¶ng 3.1 C¸c vÊn ®Ò ®· gÆp ph¶i khi triÓn khai t¹i B§HN Trang 86 Danh môc c¸c h×nh vÏ H×nh 1.1 CÊu tróc cña mét m¹ng MPLS Trang 8 H×nh 1.2 Hai chÕ ®é ®ãng gãi MPLS Trang 13 H×nh 1.3 Tæng quan vÒ sù ph©n lo¹i VPN Trang 19 H×nh 1.4 Gãi kÕt nèi ®iÒu khiÓn PPTP Trang 25 H×nh 1.5 CÊu tróc khung cña PPTP Trang 25 H×nh 1.6 CÊu tróc d÷ liÖu ®ãng gãi PPTP qua ®êng hÇm Trang 27 H×nh 1.7 Th«ng ®iÖp ®iÒu khiÓn L2TP Trang 32 H×nh 1.8 AH trong chÕ ®é truyÒn t¶i Trang 38 H×nh 1.9 AH trong chÕ ®é ®êng hÇm Trang 38 H×nh 1.10 ESP Transport mode Trang 39 H×nh 2.1 M« h×nh liªn kÕt VPN Trang 43 H×nh 2.2 C¸c thµnh phÇn trong BGP/MPLS VPN Trang 52 H×nh 2.3 CE, PE, P vµ VRF Trang 55 H×nh 2.4 CÊu tróc cña RD Trang 57 H×nh 2.5 LSP trong m¹ng MPLS Trang 58 H×nh 2.6 VÝ dô ho¹t ®éng cña m¹ng BGP/MPLS VPN Trang 61 H×nh 3.1 S¬ ®å tæng quan h¹ tÇng m¹ng Internet B§HN Trang 66 H×nh 3.2 ThiÕt bÞ ERX 1410 ®ãng vai trß PE router Trang 68 H×nh 3.3 ThiÕt bÞ Mini DSLAM cña Siemens Trang 71 H×nh 3.4 C¸c module cña Mini DSLAM Trang 72 H×nh 3.5 S¬ ®å tæng qu¸t m¹ng core MPLS cña VNPT Trang 75 H×nh 3.6 M« h×nh thùc thÓ kÕt nèi tõ VPN Site ®Õn PE Trang 76 H×nh 3.7 Modem ho¹t ®éng ë chÕ ®é Router Trang 77 H×nh 3.8 Modem ho¹t ®éng ë chÕ ®é Bridge Trang 78 H×nh 3.9 ChØ cã mét liªn kÕt vËt lý tõ CE ®Õn PE Trang 82 H×nh 3.10 KÕt nèi líp 3- hai kÕt nèi WAN tõ Router ®Çu cuèi Trang 83 Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 5 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi LêI Më §ÇU Trong mét thËp niªn trë l¹i ®©y, sù ph¸t triÓn víi tèc ®é rÊt nhanh cña m¹ng Internet trªn thÕ giíi nãi chung vµ ë ViÖt Nam nãi riªng ®· thóc ®Èy sù ph¸t triÓn hµng lo¹t c¸c dÞch vô míi, ®¸p øng víi nhu cÇu ®a d¹ng cña viÖc øng dông c«ng nghÖ th«ng tin trong trong thêi ®¹i míi. M¹ng Internet ph¸t triÓn t¹o rÊt nhiÒu thuËn lîi trong viÖc trao ®æi vµ t×m kiÕm th«ng tin trong mét kh«ng gian réng lín.
Tuy nhiªn, bªn c¹nh ®ã, do ®Æc tÝnh kh«ng an toµn cña nã, m¹ng Internet còng ®Æt ra vÊn ®Ò rÊt lín vÒ anh ninh vµ b¶o mËt. DÞch vô m¹ng riªng ¶o ra ®êi ®· gãp phÇn gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ã víi môc ®Ých sö dông c¸c c«ng nghÖ ®Ó kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh hay c¸c m¹ng néi bé cña cïng mét c¸ nh©n hoÆc tæ chøc th«ng qua c¸c m¹ng c«ng céng (phæ biÕn nhÊt vÉn lµ m¹ng Internet) mµ vÉn cã ®îc tÝnh b¶o mËt nh mét m¹ng ®îc thiÕt lËp dïng riªng. M¹ng riªng ¶o ra ®êi cßn lµm ®¬n gi¶n hãa vµ dÔ d¹ng thiÕt lËp mét m¹ng cã tÝnh chÊt dïng riªng linh ho¹t víi gi¸ thµnh rÊt thÊp mµ mét m¹ng riªng thùc sù kh«ng ®¸p øng ®îc. Kh¸i niÖm m¹ng riªng ¶o ®· xuÊt hiÖn nhiÒu n¨m nay, nhng cµng ngµy cµng cã nhiÒu c«ng nghÖ triÓn khai m¹ng riªng ¶o tiªn tiÕn, u viÖt h¬n vµ phï hîp cho nhiÒu ®èi tîng sö dông.
M¹ng riªng ¶o trªn nÒn c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc lµ mét c«ng nghÖ cung cÊp m¹ng riªng ¶o ra ®êi gÇn ®©y nhng nã ®· thÓ hiÖn mét sè u ®iÓm vît tréi, ®Æc biÖt lµ ë gãc ®é cña nhµ cung cÊp dÞch vô. LuËn v¨n nµy tr×nh bÇy vÒ m¹ng riªng ¶o trªn nÒn c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc vµ viÖc øng dông nã vµo triÓn khai cung cÊp dÞch vô t¹i Bu ®iÖn Thµnh phè Hµ Néi. Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 6 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi Ch¬ng I: Tæng quan vÒ C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc vµ m¹ng riªng ¶o I.1 tæng quan vÒ C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc I.1 Nhu cÇu vµ lÞch sö ph¸t triÓn cña chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, m¹ng Internet toµn cÇu ph¸t triÓn rÊt m¹nh mÏ víi Internet Protocol (IP) lµ thµnh phÇn chÝnh trong kiÕn tróc cña nã. TuyÖt ®¹i ®a sè c¸c m¹ng m¸y tÝnh trªn thÕ giíi còng ®Òu sö dông c«ng nghÖ IP.
Thùc tÕ còng cho thÊy, c¸c ph¬ng tiÖn th«ng tin truyÒn thèng vµ hiÖn ®¹i nh tho¹i, truyÒn thanh, truyÒn h×nh, héi nghÞ truyÒn h×nh. còng ®Òu ®îc IP hãa dÇn dÇn. Lý do lµ IP lµ giao thøc chuyÓn m¹ch gãi cã ®é tin cËy vµ kh¶ n¨ng më réng cao. Tuy nhiªn, do IP sö dông ph¬ng thøc ®Þnh tuyÕn theo tõng chÆng nªn viÖc ®iÒu khiÓn lu lîng rÊt khã thùc hiÖn.
§ång thêi, IP cung còng kh«ng hç trî chÊt lîng dÞch vô. Tríc ®ã, Asynchronous Tranfer Mode (ATM) lµ c«ng nghÖ truyÒn dÉn tèc ®é cao ®· kh¸ biÕn ë c¸c níc ph¸t triÓn. Qu¸ tr×nh chuyÓn tÕ bµo cña ATM còng t¬ng tù nh viÖc chuyÓn tin qua router. Tuy nhiªn, ATM chuyÓn m¹ch nhanh h¬n v× nh·n trªn cell cã kÝch thíc cè ®Þnh (nhá h¬n cña IP), ATM kh«ng ph¶i ®äc b¶ng ®Þnh tuyÕn, kÝch thíc b¶ng chuyÓn tin nhá h¬n nhiÒu so víi cña IP router, vµ viÖc nµy ®îc thùc hiÖn trªn c¸c thiÕt bÞ phÇn cøng chuyªn dông.
Cao Ph¬ng Huy §iÖn tö ViÔn th«ng 2004 – 2006 7 M¹ng riªng ¶o MPLS vµ thùc tÕ triÓn khai t¹i Bu §iÖn Hµ Néi Do ®ã, ngµnh c«ng nghiÖp viÔn th«ng cã nhu cÇu t×m mét ph¬ng thøc chuyÓn m¹ch cã thÓ phèi hîp u ®iÓm cña IP (nh c¬ cÊu ®Þnh tuyÕn) vµ cña ATM (nh th«ng lîng chuyÓn m¹ch). C¬ chÕ chuyÓn m¹ch nh·n ®a giao thøc (Multi Protocol Layer Switching MPLS) ®îc x©y dùng trªn c¬ së chuyÓn m¹ch thÎ cña Cisco, mét c¬ chÕ xuÊt ph¸t tõ ý tëng chuyÓn m¹ch IP, mét ph¬ng ph¸p ®Ó chuyÓn m¹ch c¸c gãi tin IP trªn ATM ®îc Ipsilon Networks ®Ò xuÊt.