(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức(Đồ án tốt nghiệp) Tìm hiểu các giao thức phát hiện và sửa lỗi trong mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn đên quý thầy cô Trường CĐ CNTT Hữu Nghị Việt – Hàn nói chung thầy mơn Tin học viễn thơng nói riêng Nhưng người giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em suốt ba năm học qua Đặc biệt em xin chân thành cám ơn cô Nguyễn Thị Huyền Trang, người trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình cho em suốt trình thực hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cuối em xin gửi lời cám ơn tới gia đình hỗ trợ em khơng vật chất mà cịn nguồn động viên lớn suốt trình học tập, bạn bè giúp đỡ em trình học tập thời gian hồn thành đồ án Một lần em xin chân thành cám ơn! Đà Nẵng, tháng năm 2013 Sinh viên Nguyễn Vũ Tài i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ .v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ MPLS VÀ CÁC ĐẶC TÍNH 1.1 SỰ HÌNH THÀNH CƠNG NGHỆ MPLS 1.2 TỔNG QUAN CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MẠNG MPLS .3 1.2.1 Tính thơng minh phân tán 1.2.2 MPLS mơ hình tham chiếu OSI 1.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MPLS 1.3.1 Miền MPLS (MPLS domain) 1.3.2 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) 1.3.3 Nhãn stack nhãn 1.3.4 Hoán đổi nhãn (Label Swapping) .6 1.3.5 Đường chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path) 1.4 MÃ HÓA NHÃN VÀ CHẾ ĐỘ ĐÓNG GÓI NHÃN 1.4.1 Mã hóa stack nhãn 1.4.2 Chế độ Frame .7 1.4.3 Chế độ cell 1.5 CHỨC NĂNG MPLS 1.5.1 Kiến trúc nút MPLS (LER LSR) 1.5.2 Mặt phẳng chuyển tiếp (mặt phẳng liệu) 10 1.5.2.1 Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB 10 1.5.2.2 Thuật toán chuyển tiếp nhãn .11 1.5.2.3 NHLFE (Next Hop Label Fơrwarding Entry) .11 1.5.3 Mặt phẳng điều khiển 12 1.6 CHUYỂN TIẾP MPLS 12 1.6.1 Hoạt động mặt phẳng chuyển tiếp 12 1.6.2 Gỡ nhãn hop áp cuối PHP (Penultimate Hop Popping) 13 ii 1.7 ƯU ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA MPLS .13 1.7.1 Đơn giản hóa chức chuyển tiếp .13 1.7.2 Kỹ thuật lưu lượng 14 1.7.3 Định tuyến QoS từ nguồn 14 1.7.4 Mạng riêng ảo VPN 14 1.7.5 Chuyển tiếp có phân cấp (Hiearchical Forwarding) 14 1.7.6 Khả mở rộng Scalability 15 CHƯƠNG II: GIAO THỨC PHÁT HIỆN VÀ SỮA LỖI TRONG CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC .16 2.1 GIỚI THIỆU .16 2.2 CÁC YÊU CẦU CỦA OAM - MPLS 16 2.2.1 Phát chẩn đoán lỗi mặt phẳng liệu điều khiển 16 2.2.2 Sự phát lỗi tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) 17 2.2.3 Các gói OAM lưu chuyển liệu MPLS 18 2.2.4 Path Characterization 18 2.2.5 Sự đo đạc SLA .18 2.2.6 OAM Interworking 19 2.2.7 Các MIB 19 2.2.8 Việc tính toán (accounting) .19 2.3 GIAO THỨC PHÁT HIỆN VÀ SỮA LỖI 19 2.3.1 LSP connetivity (liên kết LSP) 19 2.3.1.1 Connectivity Verification (CV) thẩm tra tính liên kết 22 2.3.1.2 Dấu hiệu lỗi chuyển tiếp gói tin (Forward Deflect Indication – FDI) .22 2.3.1.3 Chỉ thị lỗi ngược (Backward Deflect Indication – BDI) .23 2.3.2 Defect type codepoint .25 2.3.3 Tuỳ chọn cảnh báo router nhãn cảnh báo router 28 2.3.3.1 Tùy chọn cảnh báo router 28 2.3.3.2 Nhãn cảnh báo router .29 2.3.4 Ping LSP MPLS 31 2.3.4.1 Các chi tiết giao thức Ping LSP .33 2.3.4.2 Điều hành Ping LSP 36 iii 2.3.4.3 Ping MPLS IOS Cisco 37 2.3.5 Dấu vết tuyến LSP MPLS 38 2.3.6 VCCV 39 2.3.7 IP Service Level Agreement 40 2.3.8 Net flow Accounting .43 2.3.9 SNMP/MIBs .45 2.3.9.1 Context – Based Access for SNMP over MPLS VPN 48 2.3.9.2 Các MIB VPN MPLS 48 2.3.10 Syslog 49 2.3.11 Chuyển mạch bảo vệ (protection switching) 51 2.3.12 Định tuyến lại nhanh (Fast rerouting) .53 2.3.13 MPLS kĩ thuật lưu lượng .54 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ix iv DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình Trang 1.1 Mơ hình tham chiếu MPLS OSI 1.1 Lớp chuyển tiếp tương đương 1.2 Stack nhãn 1.3 Đường chuyển mạch nhãn LSP 1.4 Định dạng entry stack nhãn 1.5 Shim header chêm vào header lớp lớp 1.6 Nhãn chế độ Cell ATM 1.7 Đóng gói (encapsulation) gói có nhãn link ATM 1.8 Cấu trúc LER transit LSR 1.9 NHLFE 10 1.10 Q trình chuyển tiếp gói đên next hop 11 1.11 Bên mặt phẳng chuyển tiếp MPLS 13 2.1 Gói OAM MPLS 20 2.2 OAM Function Type Codepoints 21 2.3 Kiến trúc tải trọng CV (CV payload) 22 2.4 FDI kiến trúc tải trọng BDI 23 2.5 Minh họa kết nối LSP 24 2.6 Định nghĩa kiểu tùy chọn IP 28 2.7 Chỉ tùy chọn IP với giá trị cho tùy chọn cảnh báo router IP 29 2.8 LSP bị gãy mạng AtoM 32 2.9 Định dạng gói echo MPLS 33 2.10 IP SLA cho VPN MPLS 42 2.11 Các router CE IP SLA vơ hình (shadow) 43 2.12 Netflow mạng MPLS 43 2.13 Tổng quan giao thức SNMP 45 2.14 OID MPLS Tunel State Transitions 47 2.15 Ví dụ kĩ thuật lưu lượng 55 2.16 BGP phân phối nhãn qua nhiều Autonomous System 55 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang 2.1 Các codepoint kiểu lỗi gói OAM FDI./BDI 25 2.2 Mode replyd 34 2.3 Các mã trở lại 35 2.4 Các TLV 36 2.5 Logging Priorities 49 vi CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AS Automonuos System – Hệ thống tự trị ATM Asynchronous Transfer Mode – Chế độ truyền dẫn bất đồng BGP Border Gateway Protocol – Giao thức cổng biên CAC Connection Admission Cotrol – Chức điều khiển chấp nhận kết nối CBR Constraint Based Routing – Định tuyến ràng buộc CR-LDP Constraint Routing Label Distribution Protocol – Định tuyến ràng buộc với giao thức phân phối nhãn CoS Class of Service – Lớp dịch vụ CSPF Constraint Shortest Path First – Định tuyến ràng buộc với đường ngắn EGP Exterior Gateway Protocol – Giao thức cổng Egress LSR Egress Label Switching Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn lối vào ER Explicit Routing – Định tuyến tường minh FEC Forwarding Equivalence Class – Lớp chuyển tiếp tương đương FR Frame Relay – Một giao thức truyền tin FTN FEC to NHLFE IETF Internet Engineering Task Force – Nhóm làm việc cấu Internet IGP Interior Gateway Protocol – Giao thức cổng nội Igress LSR Igress Label Switching Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn lối ILM Incoming Label Map – Bảng ánh xạ nhãn đến IP Internet Protocol – Giao thức Internet ISP Internet Service Provider – Nhà cung cấp dịch vụ Internet LDP Label Distribution Protocol – Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn biên LFIB Label Forwarding Information Base – Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LSP Label Switching Path – Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router – Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn NHLFE Next Hop Label Forwarding Switching Entry – Entry chuyển tiếp nhãn vii Hop MPLS OSPF Multi Protocol Label Switching – Chuyển mạch nhãn đa giao thức Open Shortest Path First – giao thức mở định tuyến theo đường ngắn PHB Per Hop Behavior - Ứng xử theo chặng PHP Penuntimate Hop Popping – Gỡ nhãn hop áp chót QoS Quality of Service – Chất lượng dịch vụ RIP Routing Information Protocol – Giao thức thông tin định tuyến RSPV Rersource Rersevation Protocol – Giao thức yêu cầu đặt trước tài nguyên SE Shared Explicit – Chia sẻ tường minh TE Traffic Engineering – Kĩ thuật lưu lượng ToS Type of Service – Kiểu dịch vụ TTL Time To Live – Thời gian sống gói tin UDP User Datagram Protocol – Giao thức liệu người dùng VC Virtual Circuit – Mạch ảo VCI Virtual Circuit Identifier – Nhận dạng kênh ảo VP Virtual Path – Tuyến ảo VPI Virtual Path Identifier – Nhận dạng tuyến ảo VPN Virtual Private Network – Mạng riêng ảo viii Tìm hiểu giao thức phát sửa lỗi mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức LỜI MỞ ĐẦU Xu hướng hội tụ công nghệ mạng viễn thông công nghệ thông tin tác động nhiều đến phát triển mạng viễn thơng, địi hỏi mạng viễn thơng phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác cho người sử dụng nâng cao hiệu khai thác Internet phát triển nhanh trở nên phổ biến thời gian qua Hiện trở thành phương tiện thơng tin hiệu tiện lợi phục vụ cho mục đích giáo dục, thương mại, giải trí, thơng tin cộng đồng Khi mạng Internet ngày phát triển nhu cầu lưu lượng mạng chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, độ tin cậy ngày cao Để đáp ứng đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ Internet cần phải quan tâm đến vấn đề kĩ thuật sau: kiến trúc mạng, khả mở rộng mạng kĩ thuật điều khiển lưu lượng Chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multi Protocol Label Switching-MPLS) công nghệ xuất phát từ ý tưởng hợp tốc độ chuyển mạch ATM tính kiểm soát mạng dựa IP MPLS cung cấp tảng cơng nghệ cho q trình tạo mạng đa người dùng, đa dịch vụ với hiệu cải tiến đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ MPLS công nghệ tảng mạng viễn thông hệ sau, cung cấp ứng dụng quan trọng xử lý chuyển tiếp gói cách đơn giản hóa q trình xử lý đồng thời tích hợp với khả quản lý lưu lượng tạo môi trường đáp ứng cho yêu cầu người sử dụng Khi MPLS, với ưu điểm giải pháp cho mạng đường trục hệ mới, xu phát triển MPLS lưu lượng MPLS (Any Traffic Over MPLS - ATOM) có khả đáp ứng loại dịch vụ nào: thoại, video, Fax, data… Chính đề tài Tìm hiểu giao thức phát sữa lỗi mạch chuyển nhãn đa giao thức làm đề tài khóa luận tốt nghiệp cung cấp một tảng mạng ổn định, khai thác tối đa lợi điểm MPLS, nâng cao chất lượng dịch vụ SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B Tìm hiểu giao thức phát sửa lỗi mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ MPLS VÀ CÁC ĐẶC TÍNH Mơ hình TCP/IP tảng mạng truyền thông Internet ngày nay, Với TCP/IP cho phép hoạt động thông tin diễn mạng liên mạng phù hợp tốt hoạt động truyền tin WAN LAN Mơ hình TCP/IP hướng đến tối đa độ linh hoạt lớp ứng dụng cho người phát triển phần mềm, với mơ hình khơng cần quan tâm đến ứng dụngnào yêu cầu dịch vụ mạng không quan tâm đến giao thức vận chuyển dùng, có giao thức mạng IP TCP/IP sử dụng kĩ thuật chuyển tiếp gói IP cho phép phục vụ giao thức đa cho phép máy tính đâu truyền liệu vào thời điểm 1.1 SỰ HÌNH THÀNH CƠNG NGHỆ MPLS Định tuyến IP truyền thống có nhiều giới hạn, từ vấn đề khả mở rông việc quản lý lưu lượng tích hợp mạng lớp tồn mạng nhà cung cấp dịnh vụ lớn họat động từ lâu Nhưng với phát triển nahnh chóng mạng internet hầu hết môi trường chọn IP giao thức lớp nhược điểm IP truyền thống ngày bộc lộ rõ, cơng nghệ ATM có tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời jan thực chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước Hơn dịch vụ thông tin hệ sau chia thành hai xu hướng phát triển là: hoạt động kết nối định hướng hoạt động không kết nối Hai xu hướng phát triển dần tiệm cận hội tụ tiến tới đời công nghệ IP over ATM Sự kết hợp IP với ATM giải pháp kì vọng cho mạng viễn thơng tương lai Tuy nhiên, IP ATM hai công nghệ hoàn toàn khác nhau, thiết kế cho môi trường mạng khác giao thức, cách đánh địa chỉ, định tuyến , báo hiệu, phân bổ tài nguyên…khi ISP mở rộng mạng theo hướng IP/MLPS/ATM (IP over ATM), họ nhận rõ nhược điểm mơ hình này, phức tạp mạng lưới phải trì hoạt động hai hệ thống thiết bị Sự bùng nổ mạng Internet dẫn tới xu hướng hội tụ mạng viễn thông khác mạng thoại, truyền hình dựa Internet, giao thức IP trở thành giao thức chủ đạo lĩnh vực mạng Xu hướng ISP thiết kế sử dụng router chuyên dụng, dung lượng SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B ... CCVT03B Tìm hiểu giao thức phát sửa lỗi mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức 1.3.4 Hoán đổi nhãn (Label Swapping) Hoán đổi nhãn cách dùng thủ tục để chuyển tiếp gói tin Để chuyển tiếp gói có nhãn, ... Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B 10 Tìm hiểu giao thức phát sửa lỗi mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức nhãn Sau transit-LSR sử dụng entry LFIB loại ILM để hoán đổi nhãn vào nhãn Cuối cùng, egress-LER... dịnh dạng entry nhãn stack nhãn SVTH: Nguyễn Vũ Tài – Lớp: CCVT03B Tìm hiểu giao thức phát sửa lỗi mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức Hình 1.4: Định dạng entry stack nhãn Một chồng nhãn 32 bit bao