Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục .............................................................................................1Danh mục hình ảnh........................................................................ 4Danh mục từ viết tắt ...................................................................... 6Lý do chọn đề tài ............................................................................ 8Lời cảm ơn ..................................................................................... 9Nhận xét của giảng viên hướng dẫn............................................. 10Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng MPLS.......................111.1 Khái niệm MPLS .......................................................................111.2 Cấu trúc của nút MPLS..............................................................121.2.1 Mặt phẳng điều khiển (Control Plane)...............................121.2.2 Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane).......................131.3 Thành phần thiết bị trong MPLS ...............................................131.4 Các thành phần cơ bản trong MPLS..........................................141.4.1 Nhãn....................................................................................141.4.2 Chồng nhãn.........................................................................161.4.3 Lớp tương đương chuyển tiếp ............................................171.4.4 Đường chuyển mạch nhãn..................................................171.4.5 Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ......................................181.4.6 Giao thức phân phối nhãn LDP .........................................201.5 Nguyên lý hoạt động của MPLS................................................241.6 Ưu điểm và nhược điểm MPLS .................................................261.6.1 Ưu điểm ..............................................................................261.6.2 Nhược điểm ........................................................................27ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 GVHD: TS.Nguyễn Thanh TùngDương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg. 31.7 Lợi ích của MPLS ......................................................................271.8 Ứng dụng của MPLS ................................................................27Chương 2: Tổng quan về QoS.......................................................292.1 Định nghĩa QoS .........................................................................292.2 Các mô hình của QoS.................................................................302.2.1 IntServ model .....................................................................312.2.2 DiffServ model ...................................................................332.2.3 Sự khác nhau giữa IntServ model and DiffServ model .....362.3 MPLS QoS .................................................................................362.3.1 Giới thiệu ............................................................................362.3.2 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ ...................................372.3.2.1 DiffServ hỗ trợ MPLS...................................................382.3.2.2 MPLS hỗ trợ DiffServ...................................................382.3.3 DiffServ trong MPLS .........................................................392.3.3.1 Trường Different service với gói tin IP ........................392.3.3.2 Trường Different service với gói tin MPLS .................41Chương 3: Các loại giao thức cấu hình và thiết lập cấu hình mạng thực tế trên GNS3...........................................................................44KẾT LUẬN.....................................................................................73HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI..................................................74TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................75
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ QoS TRONG MẠNG MPLS Khoa: Điện – Điện tử viễn thông Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Thanh Tùng TP.Hồ Chí Minh, năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ QoS TRONG MẠNG MPLS Chuyên nghành : Kỹ thuật điện tử viễn thông Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Thanh Tùng Sinh viên thực : Dương Ngọc Hiếu MSSV : 1951040052 Lớp : DV19 TP.Hồ Chí Minh, năm 2022 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng MỤC LỤC Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục từ viết tắt Lý chọn đề tài Lời cảm ơn Nhận xét giảng viên hướng dẫn 10 Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng MPLS 11 1.1 Khái niệm MPLS 11 1.2 Cấu trúc nút MPLS 12 1.2.1 Mặt phẳng điều khiển (Control Plane) 12 1.2.2 Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane) 13 1.3 Thành phần thiết bị MPLS 13 1.4 Các thành phần MPLS 14 1.4.1 Nhãn 14 1.4.2 Chồng nhãn 16 1.4.3 Lớp tương đương chuyển tiếp 17 1.4.4 Đường chuyển mạch nhãn 17 1.4.5 Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn 18 1.4.6 Giao thức phân phối nhãn LDP 20 1.5 Nguyên lý hoạt động MPLS 24 1.6 Ưu điểm nhược điểm MPLS 26 1.6.1 Ưu điểm 26 1.6.2 Nhược điểm 27 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng 1.7 Lợi ích MPLS 27 1.8 Ứng dụng MPLS 27 Chương 2: Tổng quan QoS 29 2.1 Định nghĩa QoS 29 2.2 Các mơ hình QoS 30 2.2.1 IntServ model 31 2.2.2 DiffServ model 33 2.2.3 Sự khác IntServ model and DiffServ model 36 2.3 MPLS QoS 36 2.3.1 Giới thiệu 36 2.3.2 Sự kết hợp MPLS DiffServ 37 2.3.2.1 DiffServ hỗ trợ MPLS 38 2.3.2.2 MPLS hỗ trợ DiffServ 38 2.3.3 DiffServ MPLS 39 2.3.3.1 Trường Different service với gói tin IP 39 2.3.3.2 Trường Different service với gói tin MPLS 41 Chương 3: Các loại giao thức cấu hình thiết lập cấu hình mạng thực tế GNS3 44 KẾT LUẬN 73 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu trúc nút MPLS 12 Hình 1.2: Các miền MPLS 13 Hình 1.3: Định dạng nhãn 14 Hình 1.4: Vị trí chèn nhãn chế độ chuyển tiếp khung (Framemode) 15 Hình 1.5 Label Stack 16 Hình 1.6: Đường chuyển mạch nhãn 18 Hình 1.7: Mối liên hệ thành phần LSP 19 Hình 1.8: Cấu trúc bảng LFIB 20 Hình 1.9: Quá trình xây dựng bảng định tuyến 22 Hình 1.10: Gán nhãn cho đích có bảng định tuyến 22 Hình 1.11: Xây dựng bảng LIB 23 Hình 1.12: Cập nhật nhãn vào bảng LIB 23 Hình 1.13: Quảng bá nhãn 23 Hình 1.14: Hoàn thành việc thiết lập LSP 24 Hình 1.15: Hoạt động MPLS 25 Hình 2.1: Các kĩ thuật QoS mạng IP 31 Hình 2.2: IntServ model 32 Hình 2.3: DiffServ model 35 Hình 2.4: Cấu trúc trường header IP 39 Hình 2.5: Cấu trúc trường ToS 40 Hình 2.6: Cấu trúc trường ToS 40 Hình 2.7: Mức ưu tiên thả rơi gói tin cho lớp 41 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng Hình 2.8: Bảng class Precedence 41 Hình 2.9: Cấu trúc nhãn 42 Hình 3.1: Mô MPLS QoS GNS3 44 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MPLS (Multiprotocol Label Switching): Chuyển mạch nhãn đa giao thức ATM (Asynchronous Transfer Mode): Chế độ truyền dẫn không đồng CEF (Cisco Express Forwarding): Chuyển tiếp với mục đích riêng biệt Cisco ISDN (Integrated Services Digital Network): Dịch vụ thuê bao số ACL (Access Control List): Danh sách điều khiển truy cập ATM (Asynchronous Transfer Mode): Chế độ truyền không đồng VPI/VCI (Virtual Path Identifier/ Virtual Channel Identifier): thông số truyền dẫn (ứng với lớp mơ hình OSI) sử dụng công nghệ ATM EGP (Edge Gateway Protocol): Giao thức định tuyến cổng biên ISP (Internet Service Provides): Nhà cung cấp dịch vụ Internet IP (Internet Protocol): Giao thức Internet FEC (Fowarding Equivalent Class): Lớp chuyển tiếp tương đương IETF (Internet Engineering Task Force): Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet IGP (Interior Gateway Protocol): Giao thức cổng nội LER (Label Edge Router): Router biên nhãn LIB (Label Information Base): Cơ sở thông tin nhãn FIB (Forwarding Information Base): Bảng sở thông tin chuyển tiếp RIB (Router Information Base): Bảng định tuyến LFIB (Label Forwarding Information Base): bảng sở thông tin chuyển tiếp nhãn Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng LSP (Label Switched Path): Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSR (Label Switch Router): Router chuyển mạch nhãn OSPF (Open Shortest Path First): Giao thức đường ngắn QoS (Quality of Service): Chất lượng dịch vụ RFC (Request For Comment): Bản yêu cầu ý kiến IETF TCP (Transission Control Protocol): Giao thức điều khiển truyền dẫn BGP (Border Gateway Protocol): giao thức định tuyến kết nối Internet với EXP (Experimental field): trường thử nghiệm để định nghĩa lớp dịch vụ TE (Traffic Engineering): Kỹ thuật lưu lượng PID (Protocol ID): giá trị định dạng giao thức TTL (Time to Live): Thời gian thực UDP (User DataGram Protocol): Giao thức lược đồ liệu VPN (Virtual Private Network): Mạng riêng ảo WAN (Wide Area Network): Mạng diện rộng LDP (Label Distribution Protocol): giao thức phân phối nhãn DSCP (Differentiated Services Code Point): Cơ chế sử dụng để phân loại lưu lượng mạng mạng IP RSVP (Resource Reservation Protocol): giao thức đặt trước tài nguyên IntServ (Intergrated Services): Mơ hình dịch vụ tích hợp DiffServ (Differentiated Services): Mơ hình dịch vụ phân biệt PHB (Per Hop Behavior): hành vi hop, hành vi chuyển tiếp gán cho DSCP Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Sự phát triển nhanh chóng dịch vụ IP bùng nổ thông tin mạng Internet dẫn đến nhận thức vấn đề kinh doanh nhà cung cấp dịch vụ Lưu lượng lớn mạng trục lưu lượng IP Giao thức IP giữ vai trò chủ đạo toàn giao thức lớp mạng, hệ tất xu hướng phát triển công nghệ lớp hỗ trợ cho IP Nhu cầu cấp bách thị trường cho kết nối tốc độ cao với chi phí thấp sở cho loạt công nghệ đời, có MPLS Trong năm qua, Internet trở thành phần thiếu sống Internet mở chân trời nhân loại Khi mạng Internet phát triển mở rộng lưu lượng Internet bùng nổ việc đáp ứng nhu cầu cho người sử dụng chất lượng dịch vụ ngày cao, đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ ISP đứng trước thử thách ln làm hài lịng “thượng đế” Do việc cung cấp chất lượng dịch vụ QoS cần thiết cho phép đảm bảo chất lượng ứng dụng thời gian thực VoIP, Video Streaming hạn chế nghẽn mạng Chính tầm quan trọng công nghệ MPLS với đảm bảm chất lượng dịch vụ QoS mạng ISP nay, tính thực tế nó, em định chọn đề tài “Ứng dụng công nghệ QoS mạng MPLS” Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng LỜI CẢM ƠN Với nhiều ưu điểm công nghệ MPLS hứa hẹn mang lại nhiều giải pháp cho nhà cung cấp dịch vụ đóng vai trị chủ đạo ngành mạng tương lai Đây công nghệ hay có nhiều ứng dụng quan trọng ngành mạng Vì em định chọn đề tài MPLS-QoS làm đề tài đồ án em, với kiến thức cịn hạn hẹp khơng thể tránh khỏi sai xót, mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy bạn để báo cáo hồn thiện Qua mơn đồ án em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất thầy cô Khoa Điện-Điện tử Viễn Thông, người giảng dạy cung cấp kiến thức cho em suốt năm vừa qua Đặc biệt thầy: Nguyễn Thanh Tùng người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn, cung cấp tài liệu tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành báo cáo thời hạn, trân trọng cảm ơn thầy! Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg ĐỒ ÁN MÔN HỌC Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng pg 61 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng show mpls forwarding-table show mpls ldp neighbor Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 62 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng 6.show ip route Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 63 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng pg 64 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng 7.show policy-map interface s0/0 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 65 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng pg 66 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng 8.show policy-map “policy name” (PE1: SET-DSCP-EXP, OUTPUT, P1: policy-map SET-QOS-GROUP, OUTPUT; PE2: SET-QOS-GROUP, OUTPUT) Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 67 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng pg 68 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng 9.show ip route ospf Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 69 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng Dùng ping traceroute 1.traceroute IP-number 2.ping IP-number Show cấu hình: show run VERIFY CÁC CẤU HÌNH Trên router CE1: ping 192.168.5.1 source 192.168.1.1 traceroute 192.168.5.1 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 70 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng Trên router PE1: PE1#ping 192.168.4.1 PE1#ping 192.168.3.1 PE1#ping 192.168.1.1 Trên router P: P#ping 192.168.4.1 P#ping 192.168.2.1 Trên router PE2: PE2#ping 192.168.5.1 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 71 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng PE2#ping 192.168.3.1 Trên router CE2: CE2#ping 192.168.1.1 source 192.168.5.1 traceroute 192.168.1.1 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 72 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng KẾT LUẬN Vấn đề chất lượng dịch vụ đánh giá chất lượng dịch vụ vấn đề quan trọng tất loại dịch vụ viễn thơng Mỗi loại hình dịch vụ quan tâm đến QoS khía cạnh khác Việc đánh giá QoS đánh giá tham số đặc trưng cho dịch vụ với tiêu chí cụ thể Trong xu hướng phát triển nay, với bùng nổ lưu lượng sử dụng Internet, nhu cầu sử dụng dịch vụ đa phương tiện, nhu cầu sử dụng di động tích hợp dịch vụ ngày nhiều, việc tích hợp nhiều ứng dụng khác với yêu cầu QoS khác đòi hỏi phải có mơ hình đảm bảo QoS cho dịch vụ Hướng tiếp cận QoS theo mơ hình Diffserv phù hợp cho mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức, lựa chọn tốt cho mạng Với ưu điểm vượt trội Diffserv/MPLS xu hướng phát triển tất yếu mạng viễn thơng sử dụng ngày rộng rãi Về phần mô phỏng, đồ án tiến hành mơ kịch mơ hình chất lượng dịch vụ Diffserv IntServ, cho thấy khả áp dụng mơ hình DiffServ vào mạng MPLS với việc sử dụng mơ hình chất lượng Diffserv góp phần nâng cao chất lượng mạng MPLS ngày tốt Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 73 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Đồ án tìm hiểu phần tất ba phần MPLS (VPN, Traffic engineering, QoS) chất lượng dịch vụ hướng phát triển tìm hiểu phần cịn lại mạng riêng ảo kỹ thuật lưu lượng kết hợp chúng thành đề tài hoàn chỉnh cho MPLS, ba phần khơng thể tách rời triển khai MPLS thực tế Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 74 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS.Nguyễn Thanh Tùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Wendell Odom, Michael J Cavanaugh, “Cisco DQOS Exam Certification Guide by CiscoNet”, Cisco Systems; 2nd edition (November 15, 2004) Cisco IOS Software Configuration Guide, “Configuring Quality of Service for MPLS Traffic”, Release 12.2(33) SXH and Later Releases Cisco IOS, “DiffServ Tunneling Modes for MPLS Networks”, February 15, 2008 Cisco IOS Software Configuration Guide, “Implementing DiffServ for End-to-End Quality of Service”, Last Updated: August 2005 Cisco IOS, “Implement Quality of Service Policies with Differentiated Services Code Point”, August 24, 2022 Cisco IOS, “MPLS DiffServ Tunneling Modes”, February 15, 2008 Cisco IOS, “MPLS DiffServ (CCNP2_lab_4_2_en)”, April 8, 2019 Tunneling Modes Cisco IOS, “Overview of DiffServ for Quality of Service”, January 25, 2018 Hà Phạm Minh Đức – VnPro (05-01-2016), “Định nghĩa, mơ hình bước thực thi QoS”, https://vnpro.vn/thu-vien/dinhnghia-cac-mo-hinh-va-cac-buoc-thuc-thi-qos-2352.html 10 Cabrillo College, “MPLS Introduction”, CIS 186 ISCW Rick Graziani Fall 2007 11 Paresh Shah, Utpal Mukhopadhyaya, Arun Sathiamurthi, “Overview of QoS in Packet-based IP and MPLS Networks” 12 Jay Kumarasamy, “MPLS-QoS”, Feb 20, 2009 Dương Ngọc Hiếu_1951040052_DV19 pg 75 ... Cấu trúc nút MPLS Một nút MPLS có hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS mặt phẳng điều khiển MPLS Nút MPLS thực định tuyến lớp ba chuyển mạch hai Hình sau mơ tả cấu trúc nút MPLS Hình 1.1:... phần thiết bị MPLS Miền MPLS phân chia thành hai phần: phần lõi (MPLS Core) phần biên (MPLS Edge) hình 1.2 Hình 1.2: Các miền MPLS Một thành phần thiết bị thiếu hoạt động miền MPLS định tuyến... 2.3 MPLS QoS 36 2.3.1 Giới thiệu 36 2.3.2 Sự kết hợp MPLS DiffServ 37 2.3.2.1 DiffServ hỗ trợ MPLS 38 2.3.2.2 MPLS hỗ trợ DiffServ 38 2.3.3 DiffServ MPLS