Mpls công nghệ và ứng dụng

bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sĩ khoa học ngành: điện tử viễn thông MPLS công nghệ ứng dụng Dơng ngọc thông hà nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131448671000000 -2- Môc lôc Môc lôc 15T 15T Danh mục từ viết tắt 15T 15 T Danh mục bảng 15T 15T Danh mơc c¸c h×nh vÏ 15T 15T Mở đầu 11 15T 15T Chơng 1: công nghệ chuyển mạch MPLS 14 15T 15T 1.1.Lịch sử phát triển MPLS 14 15T 15T 1.2 C¸c kh¸i niƯm thành phần 16 15T 15T 1.2.1 NhÃn liên kết nh·n (Labels and label binding) 17 15T 15T 1.2.2 FEC 18 15T 15T 1.2.3 B¶ng chun m¹ch chun tiÕp nh·n (Label Switchting 15T Forwarding Table) 19 15T 1.2.4 Đờng chuyển mạch nhÃn (Label Switched Paths) 19 15T 15T 1.2.5 LSR 19 15T 15T 1.3 Các giao thức sử dụng mạng MPLS 20 15T 15T 1.3.1 Giao thøc ph©n phèi nh·n LDP 20 15T 15T 1.3.1.1 Các tính chất b¶n cđa giao thøc phèi nh·n LDP 21 15T 15T 1.3.1.2 Phát LSR lân cận 22 15T 15T 1.3.1.3 Giao thøc trun t¶i tin cËy 23 15T 15T 1.3.1.4 Các tin LDP 24 15T 15T 1.3.2 Giao thøc CR-LDP 26 15T 15T 1.3.2.1 Khái niệm định tuyến cỡng 26 15T 15T 1.3.2.2 Các phần tử định tuyÕn cìng bøc 30 15T 15T 1.3.3 Giao thøc RSVP 37 15T 15T 1.3.3.1 MPLS hỗ trợ RSVP 39 15T 15T 1.3.3.2 RSVP khả më réng 42 15T Dơng Ngọc Thông 15T Cao học ĐTVT 2004-2006 -3- 1.3.4 So sánh CR-LDP RSVP 43 15T 15T 1.4 Hoạt động cña MPLS 45 15T 15T 1.4.1 Chế độ hoạt động khung MPLS 45 15T 15T 1.4.1.1 Các hoạt động mảng số liệu 47 15T 15T 1.4.1.2 ChuyÓn mạch nhÃn chế độ khung 48 15T 15T 1.4.2 Chế độ hoạt động tế bµo MPLS 49 15T 15T 1.4.2.2 Chun tiÕp c¸c gãi cã nh·n qua miỊn ATM-LSR 52 15T 15T 1.4.2.3 Ph©n bổ nhÃn phân phối nhÃn miền ATM-LSR 53 15T 15T 1.4.3 Hoạt động MPLS khung mạng ATM-PVC 55 15T 15T 1.5 So sánh MPLS vµ MPOA 56 15T 15T Chơng 2: Các vấn đề kỹ thuËt MPLS 58 15T 15T 2.1 Chất lợng dịch vụ 58 15T 15T 2.1.1 DÞch vô Best Effort 59 15T 15T 2.1.2 Mô hình dịch vụ tích hỵp (IntServ) 59 15T 15T 2.1.3 Mô hình dịch vụ DiffServ 61 15T 15T 2.1.4 Mô hình chất lợng dịch vụ MPLS 63 15T 15T 2.2 Kü tht lu lỵng MPLS 64 15T 15T 2.2.1 Các thành phần kỹ thuật lu lợng MPLS 65 15T 15T 2.2.2 Chän ®êng 67 15T 15T 2.2.2.1 Định tuyến ràng buộc trực tuyÕn (online) vµ ngoµi tuyÕn (offline) 15T 15T 68 2.2.2.2 ThiÕt lËp ®êng LSP víi c¸c tham sè 69 15T 15T 2.2.2.3 Thay đổi tham số đờng LSP 71 15T 15T 2.2.2.4 Định tuyến lại đờng LSP 72 15T 15T 2.2.2.5 Kh¾c phơc sù cè víi ®êng LSP 72 15T 15T 2.3 Thùc hiƯn kü tht ®iỊu khiĨn lu lỵng 76 15T 15T 2.3.1 Kh¾c phơc sù cè t¾c nghÏn 76 15T 15T 2.3.2 Các đờng LSP tự điều chỉnh cân tải 79 15T Dơng Ngọc Thông 15T Cao học ĐTVT 2004-2006 -4- 2.4 Phát phòng ngừa định tuyến vòng 80 15T 15T 2.4.1 ChÕ ®é khung 80 15T 15T 2.4.1.1 Phát chuyển tiếp vòng liệu 81 15T 15T 2.4.1.2 Ngăn ngừa chuyển tiếp vòng liệu điều khiển 82 15T 15T 2.4.2 Chế độ tế bào 82 15T 15T 2.4.2.1 Phát ngăn ngừa chuyển tiếp vòng thông tin điều khiển 83 15T 15T 2.4.2.2 Phát chuyển tiếp vòng liệu 87 15T 15T Ch¬ng 3: øng dơng cña MPLS 90 15T 15T 3.1 VPN néi tØnh (VPN Local) 91 15T 15 T 3.1.1 Nguyªn lý 93 15T 15T 3.1.1.1 Sơ đồ nguyªn lý 93 15T 15T 3.1.1.2 Sơ đồ thực thể 93 15T 15T 3.1.2 CÊu h×nh 93 15T 15T 3.1.2.1 Cấu hình BRAS 93 15T 15T 3.1.2.2 CÊu h×nh thiết bị đầu cuối 95 15T 15T 3.2 BGP/MPLS VPNs 96 15T 15 T 3.2.1 Tỉng quan vỊ BGP/MPLS VPN 96 15T 15 T 3.2.2 BGP/MPLS VPN – MegaWAN 100 15T 15T 3.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạng MPLS VPN cña VNPT 100 15T 15T 3.2.2.2 Mô hình VPN vừa có đờng liên tỉnh vừa cã ®êng néi tØnh 15T 15T 101 KÕt luËn 105 15T 15 T Tài liệu tham khảo 106 15T Dơng Ngọc Thông 15 T Cao học ĐTVT 2004-2006 -5- Danh mục từ viết tắt 0B Thuật ngữ viết tắt Tiếng Anh 1B 2B TiÕng ViÖt AS Autonomous System ATM Asynchronous Tranfer Mode BGP Border Gate Protocol Giao thøc cỉng biªn giíi Broadband Remote Access M¸y chđ truy nhËp tõ xa Server băng rộng Class of Service Lớp dịch vụ Constraint-based Routed Giao thøc ph©n phèi Label Distribution Protocol nh·n cìng bøc 3B 4B BRAS CoS CR-LDP CSPF DLCI ERO FEC HÖ thống độc lập Constraint Shortest Path First Phơng thức chuyển giao không đồng Chọn đờng ngắn cỡng Data Link Connection Danh định kết nối liên Identifier kết liệu Explicit Router Object Đối tợng định tuyến Fowarding Equivalence Nhóm chuyển tiếp tơng Clases đơng FID Fowarding Data FR Frame Relay Cơ sở liệu chuyển tiếp High Level Data Link Khèi ®iỊu khiĨn lng Control sè liÖu møc cao IPOA IP over ATM IP qua ATM IPOS IP over SDH IP qua SDH LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối HDLC Dơng Ngọc Thông Cao học ĐTVT 2004-2006 -6- nhÃn Label Fowarding Cơ sở liƯu nh·n Information Data chun tiÕp nh·n LIS Logic Internet Subsystem Mạng Logic LRO Label Request Object Đối tợng yêu cầu nhÃn LSP Label Switching Path LSR Label Swithching Router LFID MPLS NHRP Đờng dẫn chuyển mạch nhÃn Bộ định tuyến chuyển mạch nhÃn Multi Protocol Label Chuyển mạch nh·n ®a Swithching giao thøc Next Hop Resolution Giao thøc phân giải Protocol bớc nhảy Chọn đờng ngắn nhÊt OSPF Open Shortest Path First PPP Point –to-Point Protocol Giao thức điểm tới điểm PVC Path Virtual Circuit Đờng dẫn kênh ảo QoS Quality of Service Chất lợng dịch vụ Resource Reservation Giao thức dự trữ tài Protocol nguyên RSVP SDH Synchronous Digital Hierarchy më réng Ph©n cÊp sè đồng Đầu tiên đờng ngắn SPF Shortest Path First SVC Swithching Virtual Circuit Kênh chuyển mạch ảo TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối thẻ VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Vitual Circuit Identifier Danh định kênh ảo Dơng Ngọc Thông Cao học ĐTVT 2004-2006 -7- VPI Virtual Path Identifier Danh định đờng ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VPN Routing and Bảng định tuyến Forwarding chuyển tiếp VPN Word Area Network Mạng toàn cầu VRF WAN Dơng Ngọc Thông Cao học ĐTVT 2004-2006 -8- Danh mục bảng Bảng 1: Mô tả loại LSR chức chúng 20 Bảng 2: So sánh CR-LDP RSVP 44 B¶ng 3: So Sánh MPLS MPOA 57 B¶ng 4: Thc tÝnh cđa traffic trunk 67 B¶ng 5: Tóm tắt số đặc điểm 69 Dơng Ngọc Thông Cao học ĐTVT 2004-2006 -9- Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Khuôn dạng nhÃn tổng quát 18 Hình 1.2: Giá trị nhÃn VPI/VCI ATM 18 H×nh 1.3: Giá trị nhÃn DLCI mạng Frame Relay 18 Hình 1.4: NhÃn đợc chèn líp vµ líp 18 H×nh 1.5: VÝ dơ vỊ CSPF 35 H×nh 1.6: Các tin PATH truyền từ gửi tới nhận tin RESV truyền theo hớng ngợc l¹i 39 Hình 1.7: NhÃn phân phối bảng tin RESV 41 Hình 1.8: Cấu trúc LSR biên chế độ hoạt động khung 45 Hình 1.10: VÞ trÝ cđa nh·n MPLS khung líp 47 Hình 1.12: Cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiển MPLS 53 Hình 1.13: Kết nối MPLS qua mạng ATM - PVC 56 Hình 2.1: Mô hình dịch vô IntServ 60 Hình 2.2: Mô hình DiffServ biên lõi mạng 63 Hình 2.3: Các thành phần kỹ thuật lu lợng dựa vào MPLS 65 Hình 2.4: Quan hệ FEC, Traffic trunk LSP 66 Hình 2.5: Khắc phục liªn kÕt 74 Hình 2.6: Khắc phục phần LSP 75 H×nh 2.7: Mét hot site 77 Hình 2.8: Các đờng không cân tải 78 Hình 2.9: Kỹ thuật điều khiển lu lợng tự cân tải, tự điều chỉnh 80 Hình 2.10: Ví dụ chế phát định tuyến vòng dựa trờng TTL mạng IP 81 H×nh 2.11: Nhu cầu luồng hớng chế độ điều khiển trình tự 84 Hình 2.12: Cơ chế xử lý ®Õm nót m¹ng TLV 86 Dơng Ngọc Thông Cao học ĐTVT 2004-2006 - 10 - Hình 2.13: Cơ chế ngăn ngừa chuyển tiếp vòng sử dụng véctơ đờng TLV 87 H×nh 2.14: Trao đổi giá trị đếm nút mạng tổng đài ATMLSR 88 H×nh 2.15: Xư lý trêng TTL cđa gãi tin IP tríc phân đoạn gói tin 88 Hình 3.1: Mạng riêng, mạng công cộng mạng riêng ảo 91 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý với cấu hình Router 93 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý với cÊu h×nh Bridge 93 Hình 3.4: Mô hình thực thể VPN Local 93 H×nh 3.5: VÝ dơ vÒ mét VPN Local 94 Hình 3.6: Mô hình mạng BGP/MLS VPN 96 Hình 3.7: Mô hình kÕt nèi CE-PE 98 Hình 3.8: Khuôn dạng phần đầu địa VPNv4 99 Hình 3.9: Mô hình mạng MPLS VPN VNPT 100 Hình 3.10: Mô hình mạng kết hợp VPN liên tỉnh VPN nội tỉnh 102 Dơng Ngọc Thông Cao học ĐTVT 2004-2006