Giới thiệu tổng quan về QOS trong MPLS

Giới thiệu tổng quan về QOS trong MPLS CH NG 1: GI I THI U M T S TH H M NGƯƠ Ớ Ệ Ộ Ố Ế Ệ Ạ1.1 M NG IPẠa. Chuy n ti p IP và nh ng h n ch c a nó ể ế ữ ạ ế ủNh ta đã bi t, Internet là m t t p h p các m ng k t n i v i nhau dùng đ chuy nư ế ộ ậ ợ ạ ế ố ớ ể ể ti p gói tin gi a các host s d ng IP. IP cung c p d ch v đóng gói vô h ng, không cóế ữ ử ụ ấ ị ụ ướ s đ m b o phân ph i gói tin. Trong mô hình Internet các h th ng dùng đ chuy nự ả ả ố ệ ố ể ể ti p gói tin g i là Router dùng đ chuy n ti p gói tin đ n đích. Đ th c hi n đi u nàyế ọ ể ể ế ế ể ự ệ ề router c n xác đ nh nexthop và interface ngõ ra đ chuy n ti p gói tin. Thông tin này cóầ ị ể ể ế đ c thông qua các thông tin đ nh tuy n đ c s d ng đ xây d ng b ng chuy n ti pượ ị ế ượ ử ụ ể ự ả ể ế gói tin (Forwarding Information Base –FIB).Ti n trình chuy n ti p gói tin g m 3 ho t đ ng sau:ế ể ế ồ ạ ộ+ Tìm đ a ch đ xác đ nh interface ngõ raị ỉ ể ị+ Chuy n ti p gói tinể ế+ Phân l ch.ịHình 1.1: Chuy n ti p gói tin trong IPể ếM i router duy trì m t b ng đ nh tuy n h c đ c thông qua các giao th c đ nh tuy nỗ ộ ả ị ế ọ ượ ứ ị ế ho c đ nh tuy n tĩnh. B ng đ nh tuy n này có th có kích th c c c kì l n, trongặ ị ế ả ị ế ể ướ ự ớ Internet nó có th có đ n 50 ngàn entry. Đ i v i m i gói tin đi vào router, đ a ch IPể ế ố ớ ỗ ị ỉ đích s đ c ki m tra, d a vào thông tin trong b ng đ nh tuy n s xác đ nh hop kẽ ượ ể ự ả ị ế ẽ ị ế ti p và interface ngõ ra đ chuy n ti p gói tin. Quy t đ nh chuy n ti p đ c th c hi nế ể ể ế ế ị ể ế ượ ự ệ đ c l p trên m i router trong m ng. Ngoài ra, vi c s d ng subnet mask yêu c u đ aộ ậ ỗ ạ ệ ử ụ ầ ị ch IP đích trong mào đ u c a gói tin đi vào ph i thích h p v i mask trong b ng đ nhỉ ầ ủ ả ợ ớ ả ị tuy n, nghĩa là d a trên quy t c "longest match" đ xem th entry nào có mask v i sế ự ắ ể ử ớ ố bit đúng nh t v i đ a ch gói tin s đ c dùng làm thông tin chuy n ti p. Do đó,ấ ớ ị ỉ ẽ ượ ể ế chuy n ti p IP có th đ c xem là ti n trình ánh x m i đ a ch IP đích đ n hop kể ế ể ượ ế ạ ỗ ị ỉ ế ế ti p. Vì m i router có s l ng next-hop gi i h n, nên chuy n ti p IP có th đ cế ỗ ố ượ ớ ạ ể ế ể ượ xem nh là quá trình ánh x t p h p các gói tin vào s next-hop gi i h n đó ho cư ạ ậ ợ ố ớ ạ ặ t ng đ ng v i s l ng subnet trên router. T t c các gói tin trong m t subnetươ ươ ớ ố ượ ấ ả ộ không có s phân bi t nhau và đ c chuy n ti p theo cùng m t ph ng th c xác đ nh,ự ệ ượ ể ế ộ ươ ứ ị chúng đi qua cùng m t đ ng d n đ n m ng. M t nhóm gói tin nh v y đ c g i làộ ườ ẫ ế ạ ộ ư ậ ượ ọ l p chuy n ti p t ng đ ng FEC (Forwarding Equivalence Class). Khi gói tin diớ ể ế ươ ươ chuy n đ n đích cu i cùng, m i router d c đ ng đi s ki m tra đ a ch đích c a góiể ế ố ỗ ọ ườ ẽ ể ị ỉ ủ tin và đăng kí nó đ n FEC. ếTa có th th y rõ r ng chuy n ti p IP yêu c u ho t đ ng tìm ki m đ a ch IP ph c t pể ấ ằ ể ế ầ ạ ộ ế ị ỉ ứ ạ m i router d c đ ng đi c a gói tin. B t c s thay đ i nào v thông tin đi u khi nở ỗ ọ ườ ủ ấ ứ ự ổ ề ề ể vi c chuy n ti p c a gói tin s đ c thông báo cho t t c các thi t b trong mi n đ nhệ ể ế ủ ẽ ượ ấ ả ế ị ề ị tuy n, d n đ n đ x lý cho xong m t gói tin làm t n th i gian cho nh ng vi c sau:ế ẫ ế ể ử ộ ố ờ ữ ệ th i gian tìm ki m, th i gian c p nh t, và t n b nh x lý, t n CPU.ờ ế ờ ậ ậ ố ộ ớ ử ốT t c ti n trình đ nh tuy n và chuy n ti p nói trên đây di n ra l p Network. Cácấ ả ế ị ế ể ế ễ ở ớ router có th k t n i tr c ti p v i nhau theo mô hình đi m-đi m, ho c là có th k tể ế ố ự ế ớ ể ể ặ ể ế n i v i nhau b ng các switch m ng LAN hay m ng WAN (ví d m ng Frame Relay,ố ớ ằ ạ ạ ụ ạ ATM).Hình 1.2: M ng Frame-relayạNh ng không may, các switch l p 2 này không có kh năng n m gi thông tin đ như ớ ả ắ ữ ị tuy n l p 3 ho c đ ch n đ ng đi cho gói tin b ng cách phân tích đ a ch đích l p 3ế ớ ặ ể ọ ườ ằ ị ỉ ớ c a gói tin. Do đó, các switch l p 2 không tham gia vào quá trình chuy n ti p gói tinủ ớ ể ế trong l p 3, chúng ch ch a thông tin v MAC Address c a đích đ n. Các đ ng đi ớ ỉ ứ ề ủ ế ườ ở LAN l p 2 đ c thi t l p khá đ n gi n - t t c LAN switch đ u trong su t v i cácớ ượ ế ậ ơ ả ấ ả ề ố ớ thi t b k t n i v i chúng. Nh ng vi c thi t l p đ ng đi trong m ng WAN l p 2 l iế ị ế ố ớ ư ệ ế ậ ườ ạ ớ ạ ph c t p h n nhi u. Đ ng đi c a gói tin trong m ng WAN l p 2 đ c thi t l p thứ ạ ơ ề ườ ủ ạ ớ ượ ế ậ ủ công và ch đ c thi t l p khi có yêu c u. Thi t b đ nh tuy n biên m ng l p 2ỉ ượ ế ậ ầ ế ị ị ế ở ạ ớ (ingress router) mu n chuy n d li u đ n thi t b ngõ ra (egress router) c n thi t l pố ể ữ ệ ế ế ị ầ ế ậ ho c là k t n i tr c ti p đ n egress router (k t n i này đ c g i là các kênh o VC)ặ ế ố ự ế ế ế ố ượ ọ ả ho c là g i d li u c a nó đ n m t thi t b khác đ truy n d n đ n đích. Đ đ mặ ử ữ ệ ủ ế ộ ế ị ể ề ẫ ế ể ả b o chuy n ti p gói tin t i u trong m ng WAN l p 2, các kênh o ph i t n t i gi aả ể ế ố ư ạ ớ ả ả ồ ạ ữ hai router b t kì k t n i vào m ng WAN đó. Đi u này có v đ n gi n đ xây d ng nóấ ế ố ạ ề ẻ ơ ả ể ự nh ng l i g p m t v n đ khác là kh năng m r ng b h n ch . Các v n đ mà ta cóư ạ ặ ộ ấ ề ả ở ộ ị ạ ế ấ ề th g p ph i là:ể ặ ả+ M i l n m t router m i k t n i vào m ng WAN lõi, m t kênh o ph i đ c thi tỗ ầ ộ ớ ế ố ạ ộ ả ả ượ ế l p gi a router này và router khác (n u có nhu c u c n chuy n ti p gói tin t i u).ậ ữ ế ầ ầ ể ế ố ư+ V i vi c c u hình giao th c đ nh tuy n, m i router g n vào m ng WAN l p 2 (đ cớ ệ ấ ứ ị ế ỗ ắ ạ ớ ượ xây d ng v i các ATM hay Frame Relay switch) c n có m t kênh o dành tr c v iự ớ ầ ộ ả ướ ớ m i router khác k t n i vào m ng lõi đó. Đ đ t đ c đ d phòng mong mu n, m iỗ ế ố ạ ể ạ ượ ộ ự ố ỗ router cũng ph i thi t l p m i quan h c n k đ nh tuy n v i router khác. K t qu làả ế ậ ố ệ ậ ề ị ế ớ ế ả t o ra mô hình m ng full-mesh, trong đó b n thân m i router s n m gi m t s l ngạ ạ ả ỗ ẽ ắ ữ ộ ố ượ l n láng gi ng có m i quan h c n k v giao th c đ nh tuy n, t đó t o ra l u l ngớ ề ố ệ ậ ề ề ứ ị ế ừ ạ ư ượ đ nh tuy n v i s l ng l n.ị ế ớ ố ượ ớ+ Khó mà bi t chính xác bao nhiêu l u l ng ch y gi a trên hai router trong m ng.ế ư ượ ạ ữ ạT nh ng h n ch nói trên rõ ràng c n ph i có m t c ch khác đ có th trao đ iừ ữ ạ ế ầ ả ộ ơ ế ể ể ổ thông tin l p m ng gi a các router và WAN switch, và đ cho phép các switch tham giaớ ạ ữ ể vào ti n trình quy t đ nh chuy n ti p gói tin t c là không c n ph i có các kênh o gi aế ế ị ể ế ứ ầ ả ả ữ các router biên n a. Đ đ t đ c s chuy n ti p nh v y thì trong b t kì môi tr ngữ ể ạ ượ ự ể ế ư ậ ấ ườ m ng nào các thi t b chuy n ti p không nên ph thu c vào thông tin có trong mào đ uạ ế ị ể ế ụ ộ ầ gói tin, thi t b này ch c n chuy n m ch gói tin t ingress router đ n egress router màế ị ỉ ầ ể ạ ừ ế không c n phân tích đ a ch IP ầ ị ỉđích có trong gói tin. Do đó, đ i v i m i gói tin đ c chuy n ti p s có m t nhãnố ớ ỗ ượ ể ế ẽ ộ đ c thêm vào, nhãn này s đ m trách các v n đ chuy n ti p gói tin đ n đích, cácượ ẽ ả ấ ề ể ế ế v n đ v QoS, v.v . nghĩa là chuy n ti p gói tin d a trên nhãn. B t kỳ s thay đ iấ ề ề ể ế ự ấ ự ổ nào trong ti n trình quy t đ nh s đ c thông báo cho router khác trong m ng thôngế ế ị ẽ ượ ạ qua vi c phân ph i m t nhãn m i. Đó là lý do ra đ i c a MPLS (Multiprotocol Labelệ ố ộ ớ ờ ủ Switching) - công ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c.ệ ể ạ ứ1.2 M NG MPLSẠMPLS là công ngh th ng dùng trong m ng core, b i vì trong m ng core là n i màệ ườ ạ ở ạ ơ m i d li u c a c a các m ng thuê bao đ u đ v đây tr c khi t i đích, vì v y nó sọ ữ ệ ủ ủ ạ ề ổ ề ướ ớ ậ ẽ ch u m t t i tr ng r t l n n u ch s d ng các công ngh bình th ng thì vi c x y raị ộ ả ọ ấ ớ ế ỉ ử ụ ệ ườ ệ ả ngh n m ng là không th tránh kh i, m ng MPLS có th đáp ng đ c các yêu c uẽ ạ ể ỏ ạ ể ứ ượ ầ kh c khe trên, nó s d ng chuy n m ch nhãn (Swithcing Label) ch không routing nhắ ử ụ ể ạ ứ ư m ng IP.ạM t m ng MPLS đi n hình:ộ ạ ể Hình 1.3: M ng MPLSạM ng MPLS đ y đ s g m có ba lo i router CE (Customer Equipment hay routerạ ầ ủ ẽ ồ ạ khách hàng), PE ( Provider Equipment hay router biên nhà cung c p ) và P ( Providerấ hay router bên trong nhà cung c p d ch c ), các router P và m t ph n PE s ch yấ ị ụ ộ ầ ẽ ạ MPLS, các router CE và m t ph n PE còn l i s ch y các giao th c khác ( có th là IP,ộ ầ ạ ẽ ạ ứ ể Frame-Relay, ATM…).CH NG 2: T NG QUAN V M NG MPLSƯƠ Ổ Ề Ạ2.1 Gi i thi u:ớ ệNgày nay m ng máy tính đã phát tri n r ng kh p, đ c bi t là m ng Internet nó đã trạ ể ộ ắ ặ ệ ạ ở thành ph bi n trên toàn th gi i. Và nó đang phát tri n c v s l ng l n ch tổ ế ế ớ ể ả ề ố ượ ẫ ấ l ng, bên c nh vi c tăng v t s user trong m ng thì vi c gia tăng d ch v cũng là v nượ ạ ệ ọ ố ạ ệ ị ụ ấ đ r t l n, tr c đây n u nh ta ch có nhu c u truy n data thì bây gi ta c n truy nề ấ ớ ướ ế ư ỉ ầ ề ờ ầ ề c tín hi u tho i tín hi u video và m t s d ch v m r ng khác, V i m ng Internetả ệ ạ ệ ộ ố ị ụ ở ộ ớ ạ truy n th ng thì ngu n tài nguyên v băng thông và t c đ là h n ch , vì v y đ th cề ố ồ ề ố ộ ạ ế ậ ể ự hi n truy n tín hi u tho i và video có ch t l ng là không th .ệ ề ệ ạ ấ ượ ểNhi u m ng th h m i h n đã ra đ i nh :Frame-Relay, ISDN, ATM, chúng đã gi iề ạ ế ệ ớ ơ ờ ư ả quy t ph n nào nh ng yêu c u trên nh ng v n còn nhi u h n ch , theo đà phát tri nế ầ ữ ầ ư ẫ ề ạ ế ể c a công ngh m ng MPLS đã ra đ i v i ý t ng dùng nhãn đ chuy n m ch nó đãủ ệ ạ ờ ớ ưở ể ể ạ gi i quy t và kh c ph c nh ng h n ch mà các m ng tr c đây v n còn t n t i nh :ả ế ắ ụ ữ ạ ế ạ ướ ẫ ồ ạ ư T c đ , băng thông không h u ích, delay….ố ộ ữM ng MPLS là s k th a và k t h p c a routing thông minh trong m ng IP vàạ ự ế ừ ế ợ ủ ạ chuy n m ch t c đ cao trong m ng ATM, có c routing layer 3 (IP) và switching ể ạ ố ộ ạ ả ở ở layer 2 (VPI/VCI c a ATM).ủMPLS là c ch chuy n m ch nhãn do Cisco phát tri n và đ c IETF chu n hóa, hơ ế ể ạ ể ượ ẩ ỗ tr kh năng chuy n m ch, đ nh tuy n lu ng thông tin m t cách hi u qu .ợ ả ể ạ ị ế ồ ộ ệ ảMPLS là m t công ngh k t h p đ c đi m t t nh t gi a đ nh tuy n l p ba và chuy nộ ệ ế ợ ặ ể ố ấ ữ ị ế ớ ể m ch l p hai cho phép chuy n t i các gói r t nhanh trong m ng lõi (core) và đ nhạ ớ ể ả ấ ạ ị tuy n t t m ng biên (edge) b ng cách d a vào nhãn (label). MPLS là m t ph ngế ố ở ạ ằ ự ộ ươ pháp c i ti n vi c chuy n ti p gói trên m ng b ng các nhãn đ c g n v i m i gói IP,ả ế ệ ể ế ạ ằ ượ ắ ớ ỗ t bào ATM, ho c frame l p hai. Ph ng pháp chuy n m ch nhãn giúp các Router vàế ặ ớ ươ ể ạ MPLS-enable ATM switch ra quy t đ nh theo n i dung nhãn t t h n vi c đ nh tuy nế ị ộ ố ơ ệ ị ế ph c t p theo đ a ch IP đích. MPLS k t n i tính th c thi và kh năng chuy n m chứ ạ ị ỉ ế ố ự ả ể ạ l p hai v i đ nh tuy n l p ba, cho phép các ISP cung c p nhi u d ch v khác nhau màớ ớ ị ế ớ ấ ề ị ụ không c n ph i b đi c s h t ng s n có. C u trúc MPLS có tính m m d o trongầ ả ỏ ơ ở ạ ầ ẵ ấ ề ẻ b t kỳ s ph i h p v i côngấ ự ố ợ ớngh l p hai nào. MPLS h tr m i giao th c l p hai, tri n khai hi u qu các d ch vệ ớ ỗ ợ ọ ứ ớ ể ệ ả ị ụ IP trên m t m ng chuy n m ch IP. MPLS h tr vi c t o ra các tuy n khác nhau gi aộ ạ ể ạ ỗ ợ ệ ạ ế ữ ngu n và đích trên m t đ ng tr c Internet. B ng vi c tích h p MPLS vào ki n trúcồ ộ ườ ụ ằ ệ ợ ế m ng, các ISP có th gi m chi phí, tăng l i nhu n, cung c p nhi u hi u qu khác nhauạ ể ả ợ ậ ấ ề ệ ả và đ t đ c hi u qu c nh tranh cao.ạ ượ ệ ả ạL i ích c a MPLSợ ủ- Làm vi c v i h u h t các công ngh liên k t d li u nh IP, ATM….ệ ớ ầ ế ệ ế ữ ệ ư- T ng thích v i h u h t các giao th c đ nh tuy n và các công ngh khác liên quanươ ớ ầ ế ứ ị ế ệ đ n Internet.ế- Ho t đ ng đ c l p v i các giao th c đ nh tuy n (routing protocol).ạ ộ ộ ậ ớ ứ ị ế- Tìm đ ng đi linh ho t d a vào nhãn(label) cho tr c.ườ ạ ự ướ- H tr vi c c u hình qu n tr và b o trì h th ng (OAM).ỗ ợ ệ ấ ả ị ả ệ ố- Có th ho t đ ng trong m t m ng phân c p.ể ạ ộ ộ ạ ấ- Có tính t ng thích cao.ươĐ c đi m m ng MPLSặ ể ạ- Không có thành ph n giao th c phía host.ầ ứ- MPLS ch n m trên các router.ỉ ằ- MPLS là m t giao th c đ c l p nên có th ho t đ ng v i các giao th c m ng khác IPộ ứ ộ ậ ể ạ ộ ớ ứ ạ nh IPX, ATM, Frame-Relay, PPP ho c tr c ti p v i t ng Data Link.ư ặ ự ế ớ ầ- Đ nh tuy n trong MPLS đ c dùng đ t o các lu ng băng thông c đ nh t ng tị ế ượ ể ạ ồ ố ị ươ ự nh kênh o c a ATM hay Frame Relay.ư ả ủ- MPLS đ n gi n hoá quá trình đ nh tuy n, đ ng th i tăng c ng tính linh đ ng v iơ ả ị ế ồ ờ ườ ộ ớ các t ng trung gian.ầM t s ng d ng c a MPLS:ộ ố ứ ụ ủInternet có ba nhóm ng d ng chính: voice, data, video v i các yêu c u khác nhau.ứ ụ ớ ầ Voice yêu c u đ tr th p, cho phép th t thoát d li u đ tăng hi u qu . Video choầ ộ ễ ấ ấ ữ ệ ể ế ả phép th t thoát d li u m c ch p nh n đ c, mang tính th i gian th c (realtime).ấ ữ ệ ở ứ ấ ậ ượ ờ ự Data yêu c u đ b o m t và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài nguyên m ng đ tầ ộ ả ậ ạ ạ hi u qu cao.ệ ảM t s ng d ng đang đ c tri n khai là:ộ ố ứ ụ ượ ể- MPLS VPN: Nhà cung c p d ch c có th t o VPN l p 3 d c theo m ng đ ng tr cấ ị ụ ể ạ ớ ọ ạ ườ ụ cho nhi u khách hàng, ch dùng m t c s h t ng công c ng s n có, không c n cácề ỉ ộ ơ ở ạ ầ ộ ẵ ầ ng d ng encrytion ho c end-user. ứ ụ ặ - MPLS Traggic Engineer: Cung c p kh năng thi t l p m t ho c nhi u đ ng đi đấ ả ế ậ ộ ặ ề ườ ể đi u khi n l u l ng m ng và các đ c tr ng th c thi cho m t lo i l u l ng.ề ể ư ượ ạ ặ ư ự ộ ạ ư ượ- MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung c p d ch v có th cung c pấ ị ụ ể ấ nhi u lo i d ch v v i s đ m b o t i đa v QoS cho khách hàng. ề ạ ị ụ ớ ự ả ả ố ềĐi m v t tr i c a MPLS so v i các mô hình IP over ATMể ượ ộ ủ ớ- Khi h p nh t v i chuy n m ch ATM, chuy n m ch nhãn t n d ng nh ng thu n l iợ ấ ớ ể ạ ể ạ ậ ụ ữ ậ ợ c a các t bào ATM - chi u dài thích h p và chuy n v i t c đ cao. Trong m ng đaủ ế ề ợ ể ớ ố ộ ạ d ch v chuy n m ch nhãn cho phép chuy n m ch BPX/MGX nh m cung c p d ch vị ụ ể ạ ể ạ ằ ấ ị ụ ATM, Frame Replay và IP Internet trên m t m t ph ng đ n trong m t đ ng đi t c độ ặ ẳ ơ ộ ườ ố ộ cao. Các m t ph ng (Platform) công c ng h tr các d ch v này đ ti t ki m chi phíặ ẳ ộ ỗ ợ ị ụ ể ế ệ và đ n gi n hóa ho t đ ng cho nhà cung c p đa d ch v . ISP s d ng chuy n m chơ ả ạ ộ ấ ị ụ ử ụ ể ạ ATM trong m ng lõi, chuy n m ch nhãn giúp các các dòng Cisco, BPX8600,ạ ể ạ MGX8800, Router chuy n m ch đa d ch v 8540 và các chuy n m ch Cisco ATM giúpể ạ ị ụ ể ạ qu n lí m ng hi u qu h n x p ch ng (overlay) l p IP trên m ng ATM. Chuy nả ạ ệ ả ơ ế ồ ớ ạ ể m ch nhãn tránh nh ng r c r i gây ra do có nhi u router ngang hàng và h tr c u trúcạ ữ ắ ố ề ỗ ợ ấ phân c p (hierarchical structure) trong m t m ng c a ISP.ấ ộ ạ ủS tích h p:ự ợMPLS xác nh p tính năng c a IP và ATM ch không x p ch ng l p IP trên ATM.ậ ủ ứ ế ồ ớ MPLS giúp cho c s h t ng ATM th y đ c đ nh tuy n IP và lo i b các yêu c uơ ở ạ ầ ấ ượ ị ế ạ ỏ ầ ánh x gi a các đ c tính IP và ATM. MPLS không c n đ a ch ATM và k thu t đ nhạ ữ ặ ầ ị ỉ ỹ ậ ị tuy n.ếĐ tin c y cao h n:ộ ậ ơV i t c đ chuy n m ch, MPLS có kh năng cung c p cho m ng s an toàn và nhanhớ ố ộ ể ạ ả ấ ạ ự chóng, đ m b o d li u không b th t thoát nhi u, ngoài ra còn có các c ch và cácả ả ữ ệ ị ấ ề ơ ế mode trong kĩ thu t MPLS giúp b o m t cho thông tin khách hàng.ậ ả ậTr c ti p th c thi các lo i d ch v :ự ế ự ạ ị ụMPLS s d ng hàng đ i và b đ m c a ATM đ cung c p nhi u lo i d ch v khácử ụ ợ ộ ế ủ ể ấ ề ạ ị ụ nhau. Nó h tr quy n u tiên IP và lo i d ch v (class of service–cos) trên chuy nỗ ợ ề ư ạ ị ụ ể m ch ATM mà không c n chuy n đ i ph c t p sang các l p ATM Forum Service.ạ ầ ể ổ ứ ạ ớH tr hi u qu cho Mulicast và RSVP:ỗ ợ ệ ảKhác v i MPLS, x p l p IP trên ATM n y sinh nhi u b t l i, đ c bi t trong vi c hớ ế ớ ả ề ấ ợ ặ ệ ệ ỗ tr các d ch v IP nh IP muticast và RSVP( Resource Reservation Protocol - RSVP).ợ ị ụ ư MPLS h tr các d ch v này, k th a th i gian và công vi c theo các chu n vàỗ ợ ị ụ ế ừ ờ ệ ẩ khuy n khích t o nên ánh x x p x c a các đ c tr ng IP&ATM.ế ạ ạ ấ ỉ ủ ặ ưGi m t i trên m ng lõi:ả ả ạCác d ch v VPN h ng d n cách MPLS h tr m i thông tin đ nh tuy n đ phân c p.ị ụ ướ ẫ ỗ ợ ọ ị ế ể ấ H n n a,có th tách r i các đ nh tuy n Internet kh i lõi m ng cung c p d ch v .ơ ữ ể ờ ị ế ỏ ạ ấ ị ụ Gi ng nh d li u VPN, MPLS ch cho phép truy su t b ng đ nh tuy n Internet t iố ư ữ ệ ỉ ấ ả ị ế ạ đi m ra vào c a m ng. V i MPLS, kĩ thu t l u l ng truy n biên c a AS đ c g nể ủ ạ ớ ậ ư ượ ề ở ủ ượ ắ nhãn đ liên k t v i đi m t ng ng. S tách r i c a đ nh tuy n n i kh i đ nh tuy nể ế ớ ể ươ ứ ự ờ ủ ị ế ộ ỏ ị ế Internet đ y đ cũng giúp h n ch l i, n đ nh và tăng tính b o m tầ ủ ạ ế ỗ ổ ị ả ậ Kh năng đi u khi n l u l ng:ả ề ể ư ượMPLS cung c p các kh năng đi u khi n l u l ng đ s ng d ng hi u qu tài nguyênấ ả ề ể ư ượ ể ử ụ ệ ả m ng. K thu t l u l ng giúp chuy n t i t các ph n quá t i sang các ph n còn r iạ ỹ ậ ư ượ ể ả ừ ầ ả ầ ỗ c a m ng d a vào đi m đích, lo i l u l ng, t i, th i gian,…ủ ạ ự ể ạ ư ượ ả ờCác hình th c ho t đ ng c a MPLS:ứ ạ ộ ủM ng MPLS dùng các nhãn đ chuy n ti p các gói. Khi m t gói đi vào m ng, Nodeạ ể ể ế ộ ạ MPLS l i vào đánh d u m t gói đ n l p chuy n ti p t ng đ ng (FEC –ở ố ấ ộ ế ớ ể ế ươ ươ Forwarding Equivalence Class) c th . ụ ểTrong m ng MPLS nhãn đi u khi n m i ho t đ ng chuy n ti p. Đi u này có nhi uạ ề ể ọ ạ ộ ể ế ề ề thu n l i h n s chuy n ti p thông th ng:ậ ợ ơ ự ể ế ườ1. S chuy n ti p MPLS có th th c hi n b ng các b chuy n m ch (switch), có thự ể ế ể ự ệ ằ ộ ể ạ ể tra c u (lookup) thay th nhãn mà không nh h ng đ n header l p m ng. Các bứ ế ả ưở ế ớ ạ ộ chuy n m ch ATM th c hi c các ch c năng chuy n các t bào d a trên giá tr nhãn.ể ạ ự ệ ứ ể ế ự ị ATM-switch c n đ c đi u khi n b i m t thành ph n đi u khi n MPLS d a vào IPầ ượ ề ể ở ộ ầ ề ể ự (IP-base MPLS control element) nh b đi u khi n chuy n m ch nhãn (LSC - Labelư ộ ề ể ể ạ Switch Controller). 2. Khi m t gói vào m ng nó đ c chuy n đ n l p chuy n ti p t ng đ ng (FEC -ộ ạ ượ ể ế ớ ể ế ươ ươ Forwarding Equivalence Class). Router có th s d ng thông tin gói, nh c ng vàoể ử ụ ư ổ (ingress) hay giao ti p (interface). Các gói đi vào m ng đ c gán các nhãn khác nhau.ế ạ ượ Quy t đ nh chuy n ti p đ c th c hi n d dàng b i router ngõ vào. Đi u này khôngế ị ể ế ượ ự ệ ễ ở ề có trong s chuy n ti p thông th ng, vì s xác đ nh l trình c a các router khác v iự ể ế ườ ự ị ộ ủ ớ thông tin l trình trên gói.ộ3. M ng đ c qu n lý l u l ng bu c gói đi theo m t con đ ng c th , m t conạ ượ ả ư ượ ộ ộ ườ ụ ể ộ đ ng ch a đ c s d ng. Con đ ng đó đ c ch n tr c ho c ngay khi gói đi vàoườ ư ượ ử ụ ườ ượ ọ ướ ặ m ng t t h n s l a ch n b i các thu t toán đ nh tuy n thông th ng. Trong MPLS,ạ ố ơ ự ự ọ ở ậ ị ế ườ m t nhãn có th đ c dùng đ đ i di n cho tuy n, không c n kèm trong gói. Đây làộ ể ượ ể ạ ệ ế ầ d ng c b n c a MPLS Traffic Engineering.ạ ơ ả ủ4. "L p d ch v (Class of service)" c a gói đ c xác đ nh b i nút MPLS vào (ingressớ ị ụ ủ ượ ị ở MPLS node). M t nút MPLS vào có th hu tuy n hay s a đ i l ch trình đ đi u khi nộ ể ỷ ế ử ổ ị ể ề ể các gói khác nhau. Các tr m sau có th đ nh l i ràng bu c d ch v b ng cách thi t l pạ ể ị ạ ộ ị ụ ằ ế ậ PHB (per-hop behavior). MPLS cho phép (không yêu c u) đ u tiên m t ph n ho cầ ộ ư ộ ầ ặ hoàn toàn c a l p d ch v t nhãn. Tr ng h p này nhãn đ i di n cho s k t h p c aủ ớ ị ụ ừ ườ ợ ạ ệ ự ế ợ ủ m t FEC v i đ u tiên ho c l p d ch v . Đây là d ng c b n c a MPLS QoS.ộ ớ ộ ư ặ ớ ị ụ ạ ơ ả ủ2.2 Công ngh chuy n m chệ ể ạ2.2.1 Nhãn MPLSThay th c ch đ nh tuy n l p ba b ng c ch chuy n m ch l p hai. MPLS ho tế ơ ế ị ế ớ ằ ơ ế ể ạ ớ ạ đ ng trong lõi c a m ng IP. Các Router trong lõi ph i enable MPLS trên t ng giao ti p.ộ ủ ạ ả ừ ế Nhãn đ c g n thêm vào gói IP khi gói đi vào m ng MPLS. Nhãn đ c tách ra khi góiượ ắ ạ ượ ra kh i m ng MPLS. Nhãn (Label) đ c chèn vào gi a header l p ba và header l p hai.ỏ ạ ượ ữ ớ ớ S d ng nhãn trong quá trình g i gói sau khi đã thi t l p đ ng đi. MPLS t p trungử ụ ử ế ậ ườ ậ vào quá trình hoán đ i nhãn (Label Swapping). M t trong nh ng th m nh c a khi nổ ộ ữ ế ạ ủ ế trúc MPLS là t đ nh nghĩa ch ng nhãn (Label Stack).ự ị ồ1. Công th c đ gán nhãn gói tin là:ứ ể Network Layer Packet + MPLS Label Stack2. Không gian nhãn (Label Space): có hai lo i. M t là, các giao ti p dùng chung giá trạ ộ ế ị nhãn (per-platform label space). Hai là, m i giao ti p mang giá tr nhãn riêng, (Per-ỗ ế ịinterface Label Space). B đ nh tuy n chuy n nhãn (LSR – Label Switch Router): raộ ị ế ể quy t đ nh ch ng k ti p d a trên n i dung c a nhãn, các LSP làm vi c ít và ho tế ị ặ ế ế ự ộ ủ ệ ạ đ ng g n nh Switch.ộ ầ ư3. Con đ ng chuy n nhãn (LSP – Label Switch Path): xác đ nh đ ng đi c a gói tinườ ể ị ườ ủ MPLS. G m hai lo i: Hop by hop signal LSP - xác đ nh đ ng đi kh thi nh t theoồ ạ ị ườ ả ấ ki u best effort và Explicit route signal LSP - xác đ nh đ ng đi t nút g c.ể ị ườ ừ ốNhãn là giá tr có chi u dài c đ nh dùng đ nh n di n m t FEC nào đó. S k t h pị ề ố ị ể ậ ệ ộ ự ế ợ gi a FEC và nhãn đ c g i là ánh x nhãn - FEC. MPLS đ c thi t k đ s d ng ữ ượ ọ ạ ượ ế ế ể ử ụ ở b t kì môi tr ng và hình th c đóng gói l p 2 nào, h u h t các hình th c đóng gói l pấ ườ ứ ớ ầ ế ứ ớ 2 là d a trên frame, và MPLS ch đ n gi n thêm vào nhãn 32 bit gi a mào đ u l p 2 vàự ỉ ơ ả ữ ầ ớ l p 3, g i là shim header. Ph ng th c đóng gói này g i là Frame-mode MPLS. ớ ọ ươ ứ ọATM là m t tr ng h p đ c bi t s d ng cell có chi u dài c đ nh. Do đó nhãn khôngộ ườ ợ ặ ệ ử ụ ề ố ị th đ c thêm vào trong m i cell. MPLS s d ng các giá tr VPI/VCI trong mào đ uể ượ ỗ ử ụ ị ầ ATM đ làm nhãn. Ph ng th c đóng gói này đ c g i là Cell-mode MPLS.ể ươ ứ ượ ọNhãn c a gói tin đi ra là nhãn ngõ ra, t ng t cho nhãn c a gói tin đi vào là nhãn ngõủ ươ ự ủ vào. M t gói tin có th có c nhãn ngõ ra và ngõ vào, có th có nhãn ngõ vào mà khôngộ ể ả ể có nhãn ngõ ra ho c là ng c l i. Th ng th ng, m t gói tin có th có nhi u nhãnặ ượ ạ ườ ườ ộ ể ề đ c g i là ch ng nhãn (lable stack). Các nhãn trong ch ng nhãn đ c t ch c theoượ ọ ồ ồ ượ ổ ứ ki u ch ng nhãn LIFO (last-in, first-out). M t gói tin không có g n nhãn đ c xem làể ồ ộ ắ ượ có chi u sâu ch ng nhãn b ng 0. Chi u sâu d c a ch ng nhãn t ng ng v i trình tề ồ ằ ề ủ ồ ươ ứ ớ ừ c a nhãn trong ch ng nhãn <1,2,3 ,d-1,d> v i nhãn 1 đáy ch ng nhãn và nhãn d ủ ồ ớ ở ồ ở đ nh c a ch ng nhãn. ỉ ủ ồ(Trong khuôn kh lu n văn này ch trình bày đóng gói MPLS–PPP và LAN l p tuy nổ ậ ỉ ở ớ ế d li u).ữ ệNhãn MPLS là m t s đ t phá, nó d a trên ý t ng VPI/VCI c a m ng ATM nh ngộ ự ộ ự ưở ủ ạ ư cao c p h n, g m 32 bit.ấ ơ ồ Hình 2.1: Nhãn MPLS+ Label: Tr ng này g m 20 bit, nh v y chúng ta s có h n 1 t nhãn khác nhau sườ ồ ư ậ ẽ ơ ỷ ử d ng, đây chính là ph n quan tr ng nh t trong nhãn MPLS nó dùng đ chuy n ti p góiụ ầ ọ ấ ể ể ế tin trong m ng.ạ+ Experimemtal (EXP): Tr ng này g m 3 bit, nó dùng đ mapping v i tr ng ToSườ ồ ể ớ ườ ho c DSCP trong gói tin t i đ th c hi n QoS.ặ ớ ể ự ệ+ Stack (S): Ch có 1 bit, khi m t gói tin đi qua m t tunnel, nó s có nhi u h n 1 nhãnỉ ộ ộ ẽ ề ơ g n vào, khi đó ta s m t stack nhãn, bit S này dung đ ch ra r ng nhãn này có n mắ ẽ ộ ể ỉ ằ ằ đáy Stack không, n u đáy thì S=1, ng c l i S=0.ế ở ượ ạHình 2.2: Nhãn c a stackủ+ Time-to-live (TTL): Tr ng này nh tr ng TTL trong IP header, khi chuy n ti pườ ư ườ ể ế gói tin n u nh router không tìm th y destination mà v n c ch y trong m ng thì sế ư ấ ẫ ứ ạ ạ ẽ x y ra loop làm ngh m ng (congestion). TTL dùng đ kh c ph c đi u này, giá tr banả ẽ ạ ể ắ ụ ề ị đ u ầc a nó là 255, m i khi đi qua m t router thì giá tr này s gi m đi 1, n u nh giá tr nàyủ ỗ ộ ị ẽ ả ế ư ị đã gi m v 0 mà gói tin v n ch a t i đích thì nó s b r t (dropped). Khi gói tin đ nả ề ẫ ư ớ ẽ ị ớ ế router biên thì tr ng TTL trong IP header s gi m đi m t và copy qua tr ng TTLườ ẽ ả ộ ườ trong nhãn MPLS, giá tr này s gi m d n khi đi qua m ng MPLS, khi ra kh i mangị ẽ ả ầ ạ ỏ MPLS thì tr ng nay l i đ c copy qua tr ng TTL trong IP header, n u giá tr là 0 thìườ ạ ượ ườ ế ị gói s b r t (drop). ẽ ị ớCác giá tr qui c cho tr ng TTL:ị ướ ườ0: Chính nó (Host g i tin đ n chính nó)ở ế1: Trong cùng m t subnetộ32: Trong cùng m t site (M t m ng)ộ ộ ạ64: Trong cùng m t vùng (Có cùng AS)ộ128: Trong cùng m t m t l c đ aộ ộ ụ ị255: Không gi i h nớ ạCác cách đóng gói tin:Hình 2.3: Nhãn l p 2ớNh v y: Đ i v i m ng IP cách đóng gói tin s là Ethernet hay PPP và nhãn là m tư ậ ố ớ ạ ẽ ộ shim đ c chèn vào nh trình bày trên. Đ i m ng Frame-Relay nhãn s là giá trượ ư ở ố ạ ẽ ị DLCI, v i m ng ATM thì nhãn s là VPI ho c VCI.ớ ạ ẽ ặCác lo i nhãn đ c bi tạ ặ ệ- Untagged: gói MPLS đ n đ c chuy n thành m t gói IP và chuy n ti p đ n đích.ế ượ ể ộ ể ế ế- Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này đ c gán khi nhãn trên (top label) c a góiượ ủ MPLS đ n b bóc ra và gói MPLS hay IP đ c chuy n ti p t i tr m k xuôi dòng. Giáế ị ượ ể ế ớ ạ ế tr c a nhãn này là 3 (tr ng nhãn 20 bit). Nhãn này đ c dùng trong m ng MPLS choị ủ ườ ượ ạ nh ng tr m k cu i.ữ ạ ế ố- Nhãn Explicit-null: Ch mang giá tr EXP, giá tr nhãn b ng 0, đ c gán đ gi giá trỉ ị ị ằ ượ ể ữ ị EXP cho nhãn trên (top label) c a gói đ n. Nhãn trên đ c hoán đ i v i giá tr 0 vàủ ế ượ ổ ớ ị chuy n ti p nh m t gói MPLS t i tr m k xuôi dòng. Nhãn này s d ng khi th cể ế ư ộ ớ ạ ế ử ụ ự hi n QoS v i MPLS trong mô hình Pipe Mode. ệ ớ- Nhãn Aggregate: v i nhãn này, khi gói MPLS đ n nó b bóc t t c nhãn trong ch ngớ ế ị ấ ả ồ nhãn ra đ tr thành m t gói IP và th c hi n tra c u trong FIB đ xác đ nh giao ti pể ở ộ ự ệ ứ ể ị ế ngõ ra cho nó.2.2.2 Chuy n ti p gói tin trong MPLSể ếThu t toán chuy n ti p nhãn (Label Forwarding Algorithm)ậ ể ế [...]... chuy n ti p nh m t gói MPLS t i tr m k xi dịng. Nhãn này s d ng khi th cể ế ư ộ ớ ạ ế ử ụ ự hi n QoS v i MPLS trong mơ hình Pipe Mode. ệ ớ - Nhãn Aggregate: v i nhãn này, khi gói MPLS đ n nó b bóc t t c nhãn trong ch ngớ ế ị ấ ả ồ nhãn ra đ tr thành m t gói IP và th c hi n tra c u trong FIB đ xác đ nh giao ti pể ở ộ ự ệ ứ ể ị ế ngõ ra cho nó. 2.2.2 Chuy n ti p gói tin trong MPLS ế Thu t toán chuy... gói tin trong m t subnetươ ươ ớ ố ượ ấ ả ộ Hình 2.1: Nhãn MPLS + Label: Tr ng này g m 20 bit, nh v y chúng ta s có h n 1 t nhãn khác nhau sườ ồ ư ậ ẽ ơ ỷ ử d ng, đây chính là ph n quan tr ng nh t trong nhãn MPLS nó dùng đ chuy n ti p góiụ ầ ọ ấ ể ể ế tin trong m ng.ạ + Experimemtal (EXP): Tr ng này g m 3 bit, nó dùng đ mapping v i tr ng ToSườ ồ ể ớ ườ ho c DSCP trong gói tin t i đ th c hi n QoS. ặ... ữ ạ ủ các lu ng l u l ng trong lõi m ng.ồ ư ượ ạ Các kĩ thu t QoS trong m ng IP.ậ ạ Hình 3.1: Các kĩ thu t QoS trong m ng IPậ ạ Nguyên nhân thành công c a giao th c IP chính là s đ n gi n c a nó. M i tính năngủ ứ ự ơ ả ủ ọ ph c t p đ c cài đ t t i đ u cu i m ng cịn m ng lõi thì đ n gi n. B đ nh tuy nứ ạ ượ ặ ạ ầ ố ạ ạ ơ ả ộ ị ế trong m ng s căn c vào đ a ch IP và các nút trong m ng đ tìm nút m ng... ế ị ế ớ ằ ơ ế ể ạ ớ ạ đ ng trong lõi c a m ng IP. Các Router trong lõi ph i enable MPLS trên t ng giao ti p.ộ ủ ạ ả ừ ế Nhãn đ c g n thêm vào gói IP khi gói đi vào m ng MPLS. Nhãn đ c tách ra khi góiượ ắ ạ ượ ra kh i m ng MPLS. Nhãn (Label) đ c chèn vào gi a header l p ba và header l p hai.ỏ ạ ượ ữ ớ ớ S d ng nhãn trong quá trình g i gói sau khi đã thi t l p đ ng đi. MPLS t p trungử ụ ử ế ậ ườ ậ... ế v n đ v QoS, v.v nghĩa là chuy n ti p gói tin d a trên nhãn. B t kỳ s thay đ iấ ề ề ể ế ự ấ ự ổ nào trong ti n trình quy t đ nh s đ c thông báo cho router khác trong m ng thôngế ế ị ẽ ượ ạ qua vi c phân ph i m t nhãn m i. Đó là lý do ra đ i c a MPLS (Multiprotocol Labelệ ố ộ ớ ờ ủ Switching) - công ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c.ệ ể ạ ứ 1.2 M NG MPLS MPLS là công ngh th ng dùng trong m ng... đ nả ề ẫ ư ớ ẽ ị ớ ế router biên thì tr ng TTL trong IP header s gi m đi m t và copy qua tr ng TTLườ ẽ ả ộ ườ trong nhãn MPLS, giá tr này s gi m d n khi đi qua m ng MPLS, khi ra kh i mangị ẽ ả ầ ạ ỏ MPLS thì tr ng nay l i đ c copy qua tr ng TTL trong IP header, n u giá tr là 0 thìườ ạ ượ ườ ế ị m ch l p hai cho phép chuy n t i các gói r t nhanh trong m ng lõi (core) và đ nhạ ớ ể ả ấ ạ ị tuy n... ụ ể ố - MPLS Traggic Engineer: Cung c p kh năng thi t l p m t ho c nhi u đ ng đi đấ ả ế ậ ộ ặ ề ườ ể đi u khi n l u l ng m ng và các đ c tr ng th c thi cho m t lo i l u l ng.ề ể ư ượ ạ ặ ư ự ộ ạ ư ượ - MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung c p d ch v có th cung c pấ ị ụ ể ấ nhi u lo i d ch v v i s đ m b o t i đa v QoS cho khách hàng. ề ạ ị ụ ớ ự ả ả ố ề Đi m v t tr i c a MPLS so v... i nhãn và t LIB k t h p v i FIB t o ra LFIB.ứ ố ừ ế ợ ớ ạ 2.4 PHÂN PH I NHÃN TRONG MPLS 2.4.1 TDP Tr c đây, trong quá trình "thai nghén" ra MPLS, Cisco đ a ra công ngh tag-switchingướ ư ệ và h tr t IOS 11.1CT. MPLS đ c h tr b i các router cisco t IOS 12.1(3)T.ỗ ợ ừ ượ ỗ ợ ở ừ Tag-switching chính là ti n thân c a mpls nên r t gi ng, ch có m t s khác bi t nh :ề ủ ấ ố ỉ ộ ố ệ ư Giao th c s... interface ch y MPLS, các láng gi ng c a chúng s t đ ng nh n raấ ừ ạ ề ủ ẽ ự ộ ậ các interface có ch y LDP k t n i v i chúng. S d ng UDP broadcast và mulicast đạ ế ố ớ ử ụ ể tìm ra các láng gi ng c a chúng.ề ủ Đ kích ho t LDP MPLS trên các router ta dùng các l nh sau:ể ạ ệ P1#config t P1(config)#ip cef P1(config) #mpls ip P1(config-if)#interface serial 0/0 P1(config-if) #mpls ip Trong m t mi n MPLS, m t... ố - Có th ho t đ ng trong m t m ng phân c p.ể ạ ộ ộ ạ ấ - Có tính t ng thích cao.ươ Đ c đi m m ng MPLS ể ạ - Khơng có thành ph n giao th c phía host.ầ ứ - MPLS ch n m trên các router.ỉ ằ - MPLS là m t giao th c đ c l p nên có th ho t đ ng v i các giao th c m ng khác IPộ ứ ộ ậ ể ạ ộ ớ ứ ạ nh IPX, ATM, Frame-Relay, PPP ho c tr c ti p v i t ng Data Link.ư ặ ự ế ớ ầ - Đ nh tuy n trong MPLS đ c dùng đ t . NHÃN TRONG MPLS 2.4.1 TDPTr c đây, trong quá trình "thai nghén" ra MPLS, Cisco đ a ra công ngh tag-switchingướ ư ệ và h tr t IOS 11.1CT. MPLS. ạ ầ ả ư ữ ạ ủ các lu ng l u l ng trong lõi m ng.ồ ư ượ ạCác kĩ thu t QoS trong m ng IP.ậ ạHình 3.1: Các kĩ thu t QoS trong m ng IPậ ạNguyên nhân thành