kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVPTE

Chương 1: Tổng quan mạng MPLS: giới thiệu một cách tổng quan về mạng MPLS và một số phương pháp định tuyến cải tiến giúp MPLS thích hợp kĩ thuật lưu lượng. Chương 2: MPLS với RSVPTE: tìm hiểu giao thức MPLS và một số đối tượng liên quan thiết lập LSP tạo đường hầm lưu lượng, cũng như một số kĩ thuật liên quan đến bảo vệ đường. Chương 3: Mô phỏng: xây dựng một số kịch bản so sánh kết quả của việc điều khiển lưu lượng với báo hiệu RSVPTE giảm tắc nghẽn mạng.

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục MỤC LỤC Trịnh Quốc Thái – D06VT2 1 Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Trịnh Quốc Thái – D06VT2 2 Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng DANH MỤC BẢNG Trịnh Quốc Thái – D06VT2 3 Đồ án tốt nghiệp THUẬT NGỮ 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 CBR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc CE Custome Edge Biên phía khách hàng CEF Cisco Express Forwarding Chuyển tiếp nhanh của Cisco CoS Class of Service Cấp độ dịch vụ CR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc DiffServ Differentiated Services Dịch vụ khác biệt DSCP DiffServ Code Point Mã điểm dịch vụ khác biệt DS-TE DiffServ-aware MPLS Traffic Engineering Công nghệ điều khiển luồng MPLS quan tâm tới DiffiServ EF Explicit Forwarding Chuyển tiếp hiện ER Explicit Routing Định tuyến hiện FEC Forwarding Equivalency Class Lớp chuyển tiếp tương đương FIB Forward Information base Bảng thông tin chuyển tiếp FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file HDLC High Data Link Control Điều khiển kết nối dữ liệu tốc độ cao IETF Internet Engineering Task Force Ủy ban tư vấn kỹ thuật Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong phạm vi miền ILM Incoming Label Map Ánh xạ nhãn đầu vào I-LSR Ingress LSR LSR biên vào IntServ Integrated Services Dịch vụ tích hợp IP Internet Protocol Giao thức Internet Trịnh Quốc Thái – D06VT2 4 Đồ án tốt nghiệp IS-IS Intermediate System to Intermediate System Protocol Giaot thức hệ thống trung gian tới hệ thống trung gian ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Hiệp hội viễn thông quốc tễ LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên ra LFIB Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Bảng cơ sở dữ liệu nhãn LIFO Last In First Out Vào trước ra sau 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 trường MPLS Multiprotool Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MP-BGP MPLS Border Gateway Protocol Đa giao thức cổng biên NE Network engineering Thiết kế mạng NHLFE Next Hop Lable Forwarding Entry Mục chuyển tiếp chặng kế tiếp OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF PE Provider Edge Biên nhà cung cấp PLR Point Local Repair Điểm sửa chữa cục bộ PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm PQ Priority Queue Hàng đợi ưu tiên PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định QoS Quanlity of Service Chất lượng dịch vụ RFC Request for comment Các tài liệu chuẩn do IETF đưa ra RIP Routing Information Protocol Giao thức định tuyến RIP RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài nguyên RSVP-TE RSVP Traffic engineering RSVP kĩ thuật lưu lượng Trịnh Quốc Thái – D06VT2 5 Đồ án tốt nghiệp SE Share Explicit Chia sẻ hiện SLA Service Level Agreements Thỏa thuận cấp độ dịch vụ SONET Synchronous Optical Networking Mạng quang đồng bộ SP Service Provider Nhà cung cấp SVC Switch Virtual Connection Chuyển mạch kết nối ảo TCP Tranmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối tag TE Traffic Engineering Kỹ thuật điều khiển lưu lượng 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 VoATM Voice over ATM Thoại qua ATM VoIP Voice over IP Thoại qua IP VP Virtual Path Tuyến ảo VPI Virtual Packet Indentifier Định danh gói ảo VPN Virtual Pravite network Mạng riêng ảo WF Wild Filter Chia sẻ chung LỜI MỞ ĐẦU Mạng viễn thông ngày nay không ngừng phát triển. Số lượng khách hàng không ngừng tăng cùng với không ngừng tăng về lưu lượng mạng. Nhiều loại dịch vụ ra đời cùng với yêu cầu chất lượng dịch vụ cao hơn. Mạng truyền thống Internet đã rất thành Trịnh Quốc Thái – D06VT2 6 Đồ án tốt nghiệp công bước đầu nhờ kiến trúc mở cùng với dịch vụ IP cách thức nỗ lực tối đa đang dần không đáp ứng các yêu cầu. Mạng IP đã phát triển một cách rộng khắp việc thay thế là điều khó có thể xảy ra. Vì vậy các nhà nghiên cứu đã tìm ra giải pháp phát triển trên nền IP. MPLS ra đời đang đáp ứng nhu cầu. MPLS ra đời đã hỗ trợ rất nhiều mạng IP tạo ra mạng miền mạng chuyển phát nhanh, kết nối có hướng đảm bảo dịch vụ bằng khả năng điều khiển lưu lượng. MPLS hoạt động cùng với mạng IP, hoạt động song song với định tuyến đang tồn tại chuyển mạch lớp hai tạo ra tốc độ dữ liệu cao giữa các bộ định tuyến. Đề tài kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVP-TE với hướng tìm hiểu cơ bản về mạng MPLS, khả năng điều khiển lưu lượng mạng MPLS so với IP, và phần tiếp tìm hiểu hoạt động giao thức RSVP-TE . Luận văn tốt nghiệp “kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVP-TE” bao gồm các nội dung: Chương 1: Tổng quan mạng MPLS: giới thiệu một cách tổng quan về mạng MPLS và một số phương pháp định tuyến cải tiến giúp MPLS thích hợp kĩ thuật lưu lượng. Chương 2: MPLS với RSVP-TE: tìm hiểu giao thức MPLS và một số đối tượng liên quan thiết lập LSP tạo đường hầm lưu lượng, cũng như một số kĩ thuật liên quan đến bảo vệ đường. Chương 3: Mô phỏng: xây dựng một số kịch bản so sánh kết quả của việc điều khiển lưu lượng với báo hiệu RSVP-TE giảm tắc nghẽn mạng. Do thời gian hoàn thành đồ án có giới hạn và không có điều kiện tiếp xúc thực tế và còn thiếu kinh nghiệm nghiên cứu giao thức với kĩ thuật lưu lượng nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý và sửa chữa từ thầy cô và bạn bè và những cùng nghiên cứu. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo Nguyễn Đình Long, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận án này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp đỡ em trong thời gian qua để hoàn thành đồ án này. Em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân giúp đỡ động viên để tôi hoàn thành luận án này. Trịnh Quốc Thái – D06VT2 7 Đồ án tốt nghiệp Hà nội, ngày 29 tháng 11 năm 2010 Sinh viên Trịnh Quốc Thái Trịnh Quốc Thái – D06VT2 8 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng MPLS CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MPLS 1.1. Giới thiệu về MPLS Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS). Trong chương này trình bày về khái niệm về MPLS, sự ra đời của MPLS dựa trên kết hợp hoàn hảo các ưu điểm của công nghệ IP, công nghệ ATM. Tìm hiểu cơ bản thành phần MPLS cũng như các ưu điểm và ứng dụng chính của MPLS cũng được đề cập đến. Các giao thức định tuyến giúp khả năng điều khiển lưu lượng của MPLS. 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển MPLS Sau khi ra đời vào những năm thập niên 70, công nghệ IP đã phát triển một cách nhanh chóng rộng khắp toàn cầu. IP hiện nay đã cung cấp nhiều loại dịch vụ đáp ứng nhu cầu người sử dụng mạng trên khắp thế giới từ truy nhập mạng internet truyền thống đến dịch vụ thoại, video tốc độ cao. Sự bùng nổ mạng internet đang đặt ra thách thức khả năng đáp ứng của các nhà cung cấp dịch vụ. Điểm thành công của Internet ở chỗ các công nghệ của Internet được triển khai và phát triển theo nhu cầu của thị trường . Internet không đưa ra các tiêu chuẩn theo kiểu Recommendation như của ITU-T mà đưa ra các RFC (Request For Comments) với mục đích công bố các giải pháp công nghệ đã đạt được và thu thập những đóng góp thêm nhằm hoàn thiện, phát triển sản phẩm đó chứ không bắt buộc phải tuân thủ. Khi mạng Internet phát triển và mở rộng, lưu lượng Internet bùng nổ. Các các nhà cung cấp dịch vụ xử lý bằng cách tăng dung lượng các kết nối và nâng cấp bộ định tuyến nhưng vẫn không tránh khỏi nghẽn mạch. Lý do khác là các giao thức định tuyến thường hướng lưu lượng vào cùng một số các kết nối nhất định dẫn đến kết nối này bị quá tải trong khi một số tài nguyên khác không được sử dụng. Đây là tình trạng phân bố tải không đồng đều và sử dụng lãng phí tài nguyên mạng Internet. Giao thức định tuyến TCP/IP khả năng với định tuyến mềm dẻo. Nhưng IP không hoàn toàn đảm bảo lượng dịch vụ chỉ là best-effort, tốc độ truyền tin theo yêu cầu. Trong khi đó công nghệ ATM có tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực và chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước. Hơn nữa các dịch vụ thông tin thế hệ sau được chia thành hai xu hướng phát triển đó là: Hoạt động kết nối định hướng và hoạt động không kết nối. Hai xu hướng phát triển này dần tiệm cận và hội tụ với nhau tiến Trịnh Quốc Thái – D06VT2 9 9 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về mạng MPLS tới ra đời công nghệ IP/ATM. Sự kết hợp IP với ATM đã từng giải pháp kỳ vọng cho mạng viễn thông. Để đáp ứng nhu cầu có được mạng internet vừa đảm bảo chất lượng vừa đảm bảo tốc độ cần phải có một giao thức mới đảm bảo điều đó và MPLS đã ra đời có khả năng kết hợp những đặc điểm tốt của chuyển mach kênh ATM và chuyển mạch gói IP. Công ty mạng máy tinh Ipsilon là người đầu tiên phát triển giao thức mạng MPLS. Nhưng do vấn đề tài chính công ty đã bán lại cho Nokia và không thể phát triển giao thức này nữa. Nhiều công ty khác tiếp tục phát triển nó. Sau đó Cisco và hàng loạt hãng khác như IBM, Toshiba…công bố các sản phẩm công nghệ chuyển mạch của họ dưới những tên khác nhau nhưng đều cùng chung bản chất công nghệ chuyển mạch nhãn. Sự ra đời của MPLS được dự báo là tất yếu khi nhu cầu và tốc độ phát triển rất nhanh của mạng Internet đòi hỏi phải có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Nhiều công nghệ đã được xây dựng và phát triển trên nền tảng mạng IP. Đối với công nghệ chuyển mạch mới, việc tiêu chuẩn hoá là một khía cạnh quan trọng quyết định khả năng chiếm lĩnh thị trường nhanh chóng của công nghệ đó. Các tiêu chuẩn thường được xây dựng và hoàn thiện trong một thời gian tương đối dài. Giống như IP, các tiêu chuẩn về MPLS chủ yếu được IETF phát triển và hoàn thiện. ITEF hoàn thiện tiêu chuẩn MPLS và đưa ra các tài liệu RFC năm 1999. Sau năm 1999 liên tục ban hành các tiêu chuẩn MPLS như về quản lý, bảo mật, tính tương thích với các công nghệ khác. Như vậy có thể thấy rằng MPLS đã phát triển nhanh chóng và hiệu quả. Điều này cũng chứng minh những yêu cầu cấp bách trong công nghiệp cho một công nghệ mới. Hầu hết các tiêu chuẩn MPLS hiện tại đã được ban hành dưới dạng RFC. Sau khi toàn bộ các RFC được hoàn thiện, chúng sẽ được tập hợp lại để xây dựng một hệ thống tiêu chuẩn MPLS. 1.1.2. Các ứng dụng của MPLS Mạng MPLS ra đời có nhiều ứng dụng trong như tích hợp ATM với IP, mạng riêng ảo điểu khiển lưu lượng  Tích hợp IP+ATM - Do “chuyển mạch nhãn” có thể thực hiện được bởi các chuyển mạch ATM, MPLS là một phương pháp tích hợp các dịch vụ IP trực Trịnh Quốc Thái – D06VT2 10 10 [...]... độ dài liên kết nữa MPLS chứng tỏ khả năng có thể hỗ trợ kĩ thuật lưu lượng tốt Chương 2 trình bày về giao thức RSVP-TE trong hỗ trợ lưu lượng Trịnh Quốc Thái – D06VT2 27 27 Đồ án tốt nghiệ đại học -TE Chương 2: MPLS- TE sử dụng RSVP CHƯƠNG 2: MPLS- TE SỬ DỤNG RSVP -TE 2.1 Kĩ thuật lưu lượng Kĩ thuật lưu lượng là vấn đề khó khăn trong IP truyền thống Bằng sử dụng MPLS, kĩ thuật lưu lượng được giải quyết... nhưng đồng thời co các đường liên kết khác chưa được sủ dụng Kỹ thuật lưu lượng là một “nghệ thuật chuyển lưu lượng từ các liên kết bị đầy sang các liên kết rỗi Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS nhằm đạt đến kỹ thuật diều khiển lưu lượng hướng kết nối tốt nhất và kết hợp với định tuyến IP Mục đích khác của kĩ thuật lưu lượng là cân bằng QoS với chi phí hoạt động và bảo dưỡng Các tham số khi đề cập đến QoS... mạng có hai vấn để kỹ thuật cần quan tâm là kĩ thuật mạng-NE và kỹ thuật lưu lượng- TE Kỹ thuật mạng là tổ chức mạng phù hợp với lưu lượng Ban đầu phải có sự dự đoán tốt nhất về lưu lượng trên mạng để sử dụng các mạch và các thiết bị mạng như router, switch cho thích hợp Kỹ thuật mạng phải đảm bảo hiệu quả về sau này vì thời gian lắp đặt mạng có thể diễn ra lâu dài Kỹ thuật lưu lượng là tối ưu hiệu năng... 2.1.1 Kĩ thuật lưu lượng Kĩ thuật lưu lượng là phương pháp cân bằng tải giữa các kết nối, các bộ định tuyến khác nhau trong mạng để không có kết nối hay bộ định tuyến nào sử dụng quá mức hay không được sử dụng Mục đích kĩ thuật lưu lượng là chuyển lưu lượng vào topo mạng sao cho tối ưu nguồn tài nguyên mạng Điều này cho phép nhà cung cấp sử dụng băng thông hiệu quả hơn trong mạng Khi đối diện với sự... đường hầm LSP vì lưu lượng đi qua nó trong suốt đối với các nút trung gian dọc đường đi chuyển mạch nhãn • Đường hầm kĩ thuật lưu lượng: Là một hay nhiều đường hầm LSP mà mang trung kế lưu lượng “traffic trunk” • Trung kế lưu lượng: Là nhóm luồng có cùng lớp dịch vụ và đặt luồng này lên LSP Các luồng lưu lượng trong trung kế này có cùng nhãn và cùng ba bit dịch vụ trong EXP Trung kế lưu lượng là tập các... huỷ 40 Mbps cho phù hợp với đường truyền Việc chuyển tiếp hướng đích không thể giải quyết vấn đề này, chỉ có thể huỷ bỏ liên kết hoặc chuyển cost liên kết để con dường ngắn lẫn con dường dài dều có cùng cost nhằm giảm nhẹ vấn đề 2.1.3 Kĩ thuật lưu lượng trong MPLS MPLS TE kết hợp khả năng điều khiển lưu lượng của ATM với sự mềm dẻo của IP và sự khác nhau của các lớp dịch vụ MPLS cho phép xây dựng các... đường chuyển nhãn trong mạng để giảm lưu lượng chuyển tiếp MPLS TE dùng một đường hầm TE điều khiển lưu lượng trên đường đến một đích cụ thể Phương pháp này mềm dẻo hơn kỹ thuật lưu lượng chuyển tiếp chỉ dựa trên địa chỉ đích MPLS TE sử dụng cơ chế gọi là định tuyến động để xây dựng bảng định tuyến bằng MPLS TE LSP mà không cần mạng lưới đầy đủ các tuyến láng giềng MPLS TE dự trữ băng thông khi xây dựng... các router trong mạng của họ 1.2 Kiến trúc MPLS Miền MPLS được miêu tả là một nhóm các nút liên tiếp mà chạy định tuyến và chuyển tiếp MPLS Miền MPLS chia thành MPLS lõi có bộ định tuyến chuyển mạch nhãn và MPLS biên có bộ định tuyến biên nhãn MPLS Internet IP LER LER LSR LSR LSR MPLS LSR LER IP Hình 1.1 Kiến trúc mạng MPLS Như trên hình vẽ mạng MPLS hay miền MPLS bao gồm các bộ định tuyến chuyến mạch... chính sách của các nhà cung cấp mạng 2.1.2 Kĩ thuật lưu lượng trong IP Trong mạng IP trong suốt hay mạng IP truyền thống sẽ không thấy kĩ thuật lưu lượng bởi vì trong mạng IP truyền thống chỉ đơn giản là best-effort nỗ lực tối đa Nó chỉ hứa hẹn sẽ làm hết sức mình để chuyển gói tin đến đích mà thôi Và nó thêm vào các tham số chất lượng dịch vụ để đảm bảo chất lượng dịch vụ Trong IP các gói tin vẫn được... thuật lưu lượng là tối ưu hiệu năng mạng hay nghĩa là thao tác trên lưu lượng để phù hợp với mạng Dù có cố gắng dến đâu thì lưu lượng mạng cũng không bao giờ được đáp ứng hoàn toàn so với dự tính Giữa thập niên 90 sự tăng trưởng lưu lượng vượt quá mọi dự tính và không thể nâng cấp mạng kịp thời được Đôi khi sự kiện nổi bật làm đầy lưu lượng trên mạng, điều này không thể tính toán trước được Do đó có . hiểu cơ bản về mạng MPLS, khả năng điều khiển lưu lượng mạng MPLS so với IP, và phần tiếp tìm hiểu hoạt động giao thức RSVP-TE . Luận văn tốt nghiệp kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVP-TE bao gồm. quan mạng MPLS: giới thiệu một cách tổng quan về mạng MPLS và một số phương pháp định tuyến cải tiến giúp MPLS thích hợp kĩ thuật lưu lượng. Chương 2: MPLS với RSVP-TE: tìm hiểu giao thức MPLS và. động cùng với mạng IP, hoạt động song song với định tuyến đang tồn tại chuyển mạch lớp hai tạo ra tốc độ dữ liệu cao giữa các bộ định tuyến. Đề tài kĩ thuật lưu lượng MPLS với RSVP-TE với hướng