B O Ộ GIÁO DỤ ẠC VÀ ĐÀO T TRƯỜ Ạ ỌNG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN QUÝ NGHIÊN CỨ ỰU PHƯƠNG PHÁP VÀ XÂY D NG BÀI ĐO, KIỂM TRA ROUTER MPLS TRONG M A VNPTẠNG NGN CỦ LUẬ ẠN VĂN TH C SĨ NGÀNH K Ỹ THUẬT ĐIỆ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN QUÝ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP VÀ XÂY DỰNG BÀI ĐO, KIỂM TRA ROUTER MPLS TRONG MẠNG NGN CỦA VNPT LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hà Nội, 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131477021000000 Mục lục Phần I: 22T I.1 22T Các thiết bị lớp truyền tải 22T 22T 22T Cấu hình thiết bị Router M160 22T 22T I.1.1 I.1.2 22T Phần cứng: Phần mềm hệ điều hành OS: 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T I.2 Cấu hình thiết bị ERX: I.2.1 Phần cứng: 10 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T I.2.2 Phần mềm hệ điều hành OS: 14 I.3 Cấu hình hệ thống mạng truyền tải VNPT 15 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T I.3.1 I.3.2 22T Một số đặc tính M160 ERX sử dụng mạng VNPT 16 Các giao thức sử dụng mạng truyền tải VNPT 17 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T I.3.3 22T 22T 22T Giao diện sử dụng M160 router ERX nay: 18 22T I.3.4 Nhận xét mức độ tương thích so với tiêu chuẩn quốc tế: 18 Phần II: Yêu cầu đo IETF số kết đo router MPLS giới 19 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22 T II.1 Các qui định IETF tham số đo router RFC 1242 20 II.1.1 Tham số Back-to-back 20 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T II.1.2 II.1.3 II.1.4 II.1.5 II.1.6 22T II.1.7 II.1.8 22T Bridge 21 Bridge/ Router 21 22T 22T Tải cố định: 21 Kích thước khung liên kết liệu 22 22T 22 T Tỷ lệ khung 22 22T Khe khoảng cách khung 23 Thời gian trễ 23 22T 22T II.1.9 Tốc độ liệu không khớp 24 II.1.10 Hoạt động MTU không khớp 24 II.1.11 Hoạt động mức (Overhead) 25 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T II.1.12 Hoạt động tải 25 22T 22T 22T 22T II.1.13 Chính sách lọc 25 II.1.14 Hoạt động restart 26 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T II.1.15 Router 26 II.1.16 Hoạt động khung đơn 27 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22 T II.1.17 Thông lượng 27 22T 22T 22T 22T II.2 22T Phân tích yêu cầu đo router IETF: RFC 2544 27 22T 22T II.2.1 II.2.2 22T Thiết lập cấu hình thiết bị cần đo kiểm: 28 Dạng khung (khung): 28 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T II.2.3 II.2.4 II.2.5 II.2.6 II.2.7 22T II.2.8 II.2.9 22 T 22T Kích thước khung: 28 Xác định khung liệu nhận được: 28 22T 22T Những bổ sung: 29 Địa chỉ: 29 22T 22T Lưu lượng hai hướng: 29 22T Nhiều cổng: 30 Tốc độ khung tối đa: 30 22T 22 T II.2.10 Lưu lượng theo nhóm: 30 II.2.11 Kiểm tra chuẩn (Benchmarking): 30 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T II.2.12 Một số điểm cần lưu ý đo kiểm router: 34 II.2.13 Tốc độ cực đại khung: 34 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22 T 22T II.3 Phân tích kinh nghiện đo router số TestLab giới 35 II.3.1 Super Demo 2003: 35 22T 22T 22T 22T 22 T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T II.3.2 22T II.3.3 II.3.4 22T Super Demo 2004 37 22T Hội nghị MPLS giới năm 2004 41 Báo cáo số Test Lab khác 44 22T 22T II.3.5 Nhận xét Testlab 44 II.4 Phương pháp đo router: 45 22T 22T 22T 22T 22T 22 T 22T 22T Phần III: Xây dựng đo router MPLS 46 III.1 Xác định tham số cần đo router lõi M160 router biên ERX: 47 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T III.1.1 Các khuyến nghị đo router 47 22T 22T 22T 22T III.1.2 Các giao thức cần đo router lõi M160 router biên ERX 49 III.2 Xây dựng đo thiết bị router VNPT 54 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T III.2.1 Giới thiệu tóm tắt đo chuyển tiếp: 54 III.2.2 Giới thiệu tóm tắt đo MPLS: 58 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22 T III.2.3 Các đo VPN: 69 III.2.4 Các đo tuân thủ giao thức định tuyến: 83 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T Phần IV: Các đo cần thiết q trình đo hịa mạng đo bảo dưỡng thiết bị router 84 22T 22T 22T 22T IV.1 Xác định đo hòa mạng: 85 22T 22T 22T 22T IV.2 Xác định đo bão dưỡng 85 22T 22T 22T 22T Phần V: 22T Một số kết đo thực tế mạng 91 22T 22T 22 T V.1 Kiểm tra hoạt động kết nối mạng MPLS VPN VDC-PCCW: 92 V.1.1 Các bước thiết lập 92 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T V.1.2 V.1.3 22T Kiểm tra hoạt động mạng MPLS 94 Cấu hình kiểm tra tính tương thích mạng 94 22T 22T V.1.4 Các phép kiểm tra: 95 V.2 Kiểm tra việc thiết lập BGP/MPLS VPN: 96 22T 22T 22T 22T 22T 22 T 22T 22 T V.2.1 22T Các bước thiết lập 97 22T 22T 22T V.2.2 Các Kết đạt 98 Phần VI: Giới thiệu số loại máy đo 106 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T VI.1 Các tiêu chí cần thiết máy đo: 107 VI.1.1 Hỗ trợ giao diện: 107 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T VI.1.2 Hỗ trợ giao thức: 107 VI.1.3 Khả phân tích, thiết lập, hiển thi tin : 110 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T VI.1.4 Giao diện với người sử dụng: 111 VI.1.5 Khả nâng cấp: 111 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T VI.2 Tham khảo số thiết bị thực tế 111 22T 22T 22T 22T VI.2.1 Các thiết bị đo Agilent: 111 VI.2.2 Thiết bị đo Spirent: 114 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T VI.2.3 Một số hãng sản xuất máy đo khác 117 VI.3 Kết luận về việc chọn lựa máy đo 118 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T VI.3.1 Loại máy đo: 118 VI.3.2 Số lượng máy đo: 119 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22T 22 T Phần VII: Phụ lục 121 22T 22T 22T 22T Các hình vẽ Hình I.1: Mơ hình xây dựng cập nhật bảng chuyển tiếp router Hình I.2: Bảng mạch Hình I.3: Cấu trúc hệ điều hành JUNOS Hình I.4: Cấu trúc phần cứng Router ERX-1400 10 Hình I.5: Nhóm khe ERX-1410 11 Hình I.6: Nhóm khe ERX-1410 12 Hình I.7: Sơ đồ cập nhật thông tin tuyến 12 Hình I.8: Quá trình chuyển tiếp gói tin E-series router 13 Hình I.9: Cấu trúc SRP ERX-1440 14 Hình I.10: cấu hình mạng truyền tải hệ thống mạng NGN VNPT 37 Hình II.1 : Mơ hình mạng thiết lập Test Lab.37 Hình III.1: Sơ đồ kiểm tra việc thiết lập BGP/MPLS VPN 70 Hình III.2: Sơ đồ kiểm tra hoạt động VRF router 73 Hình III.3: Sơ đồ kiểm tra hoạt động VRF router khác 75 Hình III.4: Kiểm tra hoạt động VRF việc trao đổi thông tin PE CE 77 Hình III.5: Sơ đồ kiểm tra khả mở rộng BGP/MPLS VPN 82 Các bảng Bảng II.1: Các tốc độ khung Ethernet thực đo khuyến nghị RFC 2544 34 Bảng II.2: Các thiết bị kiểm tra Super Demo 2004 38 Bảng II.3: Kết đo số giao thức chủ yếu 40 Bảng II.4: Các vấn đề gặp phải Super Demo 2004 40 Bảng II.5: Các thiết bị kiểm tra hội nghị MPLS giới năm 2004 41 Bảng II.6: bảng tóm lược số kết đo theo báo cáo hội nghị MPLS giới năm 2004 43 Bảng II.7: Các kết không đạt báo cáo hội nghị MPLS giới 2004 43 Bảng III.1: Các đo cần thực router lõi router biên 49 Bảng IV.1 : Bảng liệt kê đo bão dưỡng đo hòa mạng 86 Trang GIỚI THIỆU Mạng viễn thông quốc gia ngày phát triển đặc biệt thời gian vừa qua Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam – VNPT (trước Tổng Cơng ty Bưu Viễn thông Việt Nam) đầu tư phát triển hệ thống mạng theo xu hướng mạng hệ sau NGN Trong thời gian tới, hệ thống mạng bắt đầu cung cấp nhiều dịch vụ phạm vi ngày mở rộng Vì vậy, việc nâng cao chất lượng mạng lưới kế hoạch phát triển, kiểm tra chất lượng thiết bị mạng trở nên cấp thiết Hệ thống mạng NGN VNPT có qui mơ lớn tổ chức thành nhiều lớp, tài liệu phân tích phương pháp đo xây dựng đo để kiểm tra thiết bị lớp truyền tải Trong mạng truyền tải này, thiết bị sử dụng router hãng Juniper cấu hình giao thức chuyển mạch nhãn MPLS Đề tài “Nghiên cứu phương pháp xây dựng đo, kiểm tra router MPLS mạng NGN VNPT” giải chủ yếu nội dung sau: - Nghiên cứu phương pháp đo router mpls - Xây dựng đo kiểm thiết bị router MPLS VNPT, số kết đo thực mạng MPLS - Giới thiệu số máy đo phù hợp Phần lớn kết đo router đánh giá dựa RFC thảo IETF Tuy nhiên, cịn số thơng số tính thiết bị chưa có tiêu chuẩn để đánh giá Được biết Bộ Bưu Viễn thơng tổ chức thực đề tài xây dựng tiêu chuẩn cho router định tuyến, xây dựng xong, tiêu chuẩn sử dụng để đánh giá thông số router Luận văn thạc sĩ Trần Quý Trang Phần I: Luận văn thạc sĩ Cac thiết bị lớp truyền tải Trần Quý Trang Hệ thống mạng truyền tải Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam –VNPT (Trước Tổng Cơng ty Bưu Viễn thông Việt Nam) tạo nên từ hai thành phần chính, phần mạng biên phần mạng lõi Hai thành phần có giao thức hoạt động khác yêu cầu đặc tính thiết bị khác Hệ thống mạng biên router có nhiều giao diện tốc độ thấp trung bình Các thiết bị mạng biên cung cấp giao diện phía khách hàng, thiết bị phải có khả phân loại luồng liệu khác Thiết bị biên phải có chức đảm bảo an ninh, đặc tính mạng riêng ảo (VPN) chất lượng dịch vụ (QoS) Thành phần mạng biên mạng truyền tải VNPT sử dụng router dòng E-series Juniper Mạng lõi thường có router hơn, router có giao diện tốc độ cao Các giao diện tốc độ cao tập trung liệu từ nhiều router biên truyền quãng đường dài Các router mạng lõi cần hỗ trợ QoS, an ninh mạng chức VPN Thành phần mạng lõi mạng truyền tải VNPT sử dụng router dòng M-series Juniper Hiện tại, hệ thống mạng truyền tải VNPT, mạng lõi xây dựng gồm có router M160 đặt Hà Nội, Đà Nẵng TP Hồ Chí Minh Mạng biên gồm router họ ERX700 ERX 1400, router biên đặt Hà Nội, TP Hồ Chí Minh số Tỉnh nước Trước phân tích phương pháp xây dựng đo, cần tìm hiểu rõ đặc tính thiết bị I.1 I.1.1 Cu hình thiết bị Router M160 Phần cứng: Dòng Juniper M-series gồm sản phẩm M5, M10, M20, M40, M160, M320 Lớp truyền tải mạng VNPT sử dụng dòng M160: - Băng thông song công: 160 Gbps - Băng thông khe (slot): 12,8 Gbps I.1.1.1 Kiến trúc router: Tất router Juniper có kiến trúc, bao gồm Routing Engine (RE) Packet Forwarding Engine (PFE) Hai thành phần kết nối với qua kênh tốc độ 100 Mbps Luận văn thạc sĩ Trần Quý Trang a) Mối quan hệ Routing Engine Packet Forwarding Engine: - Routing Engine trì bảng định tuyến (RT_Routing Table) xây dựng bảng chuyển tiếp (FT_Forwarding Table) - Packet Forwarding Engine nhận bảng chuyển tiếp từ Routing Engine Bảng chuyển tiếp PFE cập nhật thay đổi từ bảng chuyển tiếp RE qua đường kết nối tốc độ 100 Mbps Hình I.1: Mơ hình xây dựng cập nhật bảng chuyển tiếp router b) Khái quát chức Routing Engine: Routing Engine thực chức chủ yếu sau đây: - RE nơi chủ yếu thực thi phần mềm JUNOS, phần mềm JUNOS lưu nhớ Flash lưu dự phòng đĩa cứng - Cung cấp giao thức định tuyến thông minh cho PFE, khơng tham gia trực tiếp vào q trình chuyển tiếp gói tin Thực thi dịng lệnh Quản lý PFE c) Các đặc tính Routing Engine: RE có cấu trúc PCI dựa chip Intel RE router M160 có đặc tính sau: - Tần số xử lý: 333 MHz; Bộ nhớ: 768 MB - Bộ nhớ Flash: 80 MB; Đĩa cứng: 6,4 GB d) Các thành phần Packet Forwarding Engine: Packet Forwarding Engine bao gồm thành phần sau: - Card giao tiếp vật lý (PIC_Physical Interface Card): bao gồm thành phần lớp vật lý Luận văn thạc sĩ Trần Quý Trang - Bộ tập trung PIC (FPC_Flexible PIC Concerntrator): phần cứng mang PIC - Bảng mạch (system midplane) Bảng mạch thành phần PFE thực nhiệm vụ cấp nguồn cung cấp tin hiệu điện cho Card hệ thống - Điều khiển khối chuyển mạch chuyển tiếp (SFM_Switching & Forwarding Module) e) Bảng mạch router M160 gồm có phần (hình vẽ): Hình I.2: Bảng mạch - Bảng tập điểm giao diện (CIP_Craft Interface Pannel): có giao diện kết nối với Routing Engine, giao diện cảnh báo - khe cắm FPC f) Đặc điểm FPC Router M160: - Có khả mang PIC - Thông lượng 3,2 Gbps; Bộ nhớ 256 MB g) Các đặc điểm PIC: - Mỗi PIC có 1, port - Sử dụng chip ASIC phù hợp cho môi trường truyền - Có khả tháo lắp nóng I.1.1.2 Các giao diện Router M160 hỗ trợ: a) Giao diện ATM: DS3; E3; STM-1; STM-4 b) Giao diện Channelized: DS3; E3; STM-1; STM-4 Luận văn thạc sĩ Trần Quý