Tài liệu Tổng quan về MPLS

Tài liệu này dành cho sinh viên, giáo viên khối ngành công nghệ thông tin tham khảo và có những bài học bổ ích hơn, bổ trợ cho việc tìm kiếm tài liệu, giáo án, giáo trình, bài giảng các môn học khối ngành công nghệ thông tin

• Là một trong những công nghệ nền tảng của mạng NGN.

• Thỏa mãn các yêu cầu đặt ra khi chuyển

từ xu hướng Network-driven sang Driven

Service-• Thỏa mãn yêu cầu của các dịch vụ mới: voice, video,

• Hỗ trợ QoS mềm dẽo, tương thích với các giao thức truyền dẫn khác

• Có cơ chế phân bố lưu lượng dựa trên loại hình dịch vụ

• MPLS là sự kết hợp tuyệt vời từ khả năng chuyển mạch tốc độ cao của ATM và khả năng định tuyến thông minh của IP

Lớp điều khiển Lớp truyền dẫn Lớp truy nhập Lớp dịch vụ

• Mô hình hệ thống truyền dẫn cổ điển: Switching – Routing

• Switching: truyền tải point-to-point, chức năng layer-2

• Routing: truyền tải end-to-end, chức năng layer-3

Hệ thống truyền dẫn (1)

 Tất cả các router đều thực hiện thao tác tra địa chỉ IP

 Tất cả các router đều phải thực hiện việc tra địa chỉ IP

Up date : 10 0.0 0/8

Up date : 10 0.0

10 .0.

0.0 /8

Up da te: 10 .0. 0.0

10.1 1.1

10.1.1.1 10.1.1.1

Routing lookup

Routing lookup

Routing

lookup

Nguyên lý định tuyến cổ điển*

IP over ATM

 Do hạn chế về số lượng kênh ảo nên sãy ra hiện tượng sub-optimal path

và tăng thông lượng trên 1 đường truyền dẫn

 Các ATM Switch không có thông tin định tuyến của layer-3 nên các kênh

ảo phải được thiết lập bằng tay

10.1.1.1 10.1.1.1

10.1.1.1

10.1.1.1 10.1.1.1

10 1.1 .1

10 1.1 .1

10 1.1 .1

Cơ chế điều khiển luồng

 Với nguyên lý của các cơ chế định tuyến hiện nay đẫn đến các traffic sẽ đi chủ yếu trên đường OC-192

 Policy-Routing có thể giải quyết bài toán này tuy nhiên nó không mang tính

Primary OC-192 link

Primary OC-192 link

Small Site C

Backup OC-48 link Backup OC-48 link

• MPLS là cơ chế chuyển mạch nhãn do IETF phát triển, hỗ trợ khả năng chuyển mạch, định tuyến luồng thông tin một cách hiệu quả

• Nhãn (label) có thể được được xác định dựa trên địa chỉ IP

• Label có thể được được xác định dựa dịch vụ chứa trong gói tin

• Label có thể được được xác định dựa trên các tham số khác như là QoS, Source-address,

Kiến trúc, thành phần cấu tạo MPLS

Kiến trúc, thành phần cấu tạo MPLS

LDP: 10.0.0.0/8 Label 17

OSPF

LDP

LFIB

LDP: 10.0.0.0/8 Label 4

LDP: 10.0.0.0/8 Label 4 OSPF: 10.0.0.0/8

417

Labeled packet Label 4

Labeled packet Label 4

Labeled packet Label 17 Labeled packet Label 17

MPLS Example*

 MPLS giải quết được vấn đề tốc độ mạng

 MPLS giảm tải cho các router core

L= 5

L=3

10.1.1.1 10.1.1.1

Routing lookup

and label assignment 10.0.0.0/8  L=5 Label

swapping L=5  L=3

Label removal

and routing lookup

L=3

MPLS vs IP over ATM

 Thiết bị ở layer-2 có khả năng chuyển mạch thông minh như thiết bị

ở layer-3

 Không cần thiết phải thiết lập VC

 MPLS cung cấp full-mesh topology

10.1.1.1 L=5

L=3 L=17

10.1.1.1

Layer 2 devices run a

Layer 3 routing protocol

and establish virtual circuits dynamically based on Layer 3 information

Traffic Engineering với MPLS

 Lưu lượng có thể được chuyển tiếp/định tuyến dựa trên các tham

số khác (QoS, Services,…)

 Có thể load-sharing giữa các đường.

Primary OC-192 link

Primary OC-192 link Large Site A

Large Site B

Small Site C

Secondary OC-48 link Secondary OC-48 link

Cấu trúc khung của label

• Label (20 bit): số hiệu nhãn

• EXP = Experiment Field (3 bit): Có chức năng như trường CoS

• S (1 bit): stack indicator

• TTL (8 bit): Time To Live

Frame Header IP Header Payload Layer 2 Layer 3

Frame Header Label IP Header Payload Layer 2 Layer 2½ Layer 3

Frame Header

Frame Header IP Header Payload Layer 2 Layer 3

AAL-5 Header

ATM

Layer 2 Layer 2½ Layer 3

label

•Cell mode: MPLS over ATM

Hoạt động trong chế độ frame-mode

Label switch router (LSR) : làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói tin băng cách

20.1.1.1

10.1.1.1

20.1.1.1

Cơ chế hoạt động của LSR*

LSR Control Plane

10.0.0.0/8  1.2.3.4

10.0.0.0/8  1.2.3.4 10.1.1.1

LDP: 10.0.0.0/8, L=3

L=5 10.1.1.1

10.0.0.0/8  Next-hop L=3, Local L=5 LDP: 10.0.0.0/8, L=5

L=3 10.1.1.1

L=3 10.1.1.1 L=5  L=3

, L=3

Hoạt động trong chế độ cell-mode

 ATM LSR Chỉ có chức năng chuyển tiếp cells

 ATM edge LSR Chia các packet thành từng cell và chuyển tiếp các cell này vào trong miền MPLS ATM domain; hoặc nối các cell thành

MPLS Domain

ATM Edge LSR

ATM LSR

10.1.1.1 L=1/3

L=1/6 20.1.1.1

10.1.1.1

20.1.1.1 L=1/3 L=1/3 L=1/5 L=1/5 L=1/5

L=1/6 L=1/6 L=1/9 L=1/9 L=1/9

Gán và phân phối nhãn trong

chế độ frame-mode

Phương thức gán và phân tán nhãn gồm những bước như sau:

– Step 1: Giao thức định tuyến xây dựng bảng IP table

– Step 2: Các LSR lần lượt gán 1 nhãn cho một dest-IP

Step 1: Xây dựng bảng định tuyến

Step 2: gán nhãn trên từng route

A B C D

E

Network X

Step 3: Phân phối nhãn

Router phân tán nhãn 25 cho tất cả các router LSR kế cận nó với ý nghĩa “Nếu bạn muốn đến X thì hãy gán nhãn 25 rồi gửi đến tôi”

X = 25

Network X

Step 3: Phân phối nhãn

“Tất cả các router MPLS sẽ tự gán 1 nhãn cho 1 địa chỉ đích một

X = 47

X = 47

Step 4 (cont.): Cập nhập bảng LFIB

X = 47

Network X

IP lookup is performed in the FIB, packet is labeled.

Label Action Next hop

Label lookup is performed

in the LFIB, label is switched Label lookup is performed

in the LFIB, label is switched.

MPLS trong môi trường cell-mode

Vấn đề 1

trị VPI/VCI trong ATM

ảo.

Phương thức phân phối nhãn

ATM S witch chỉ có thể chuyển

tiếp gói tin nếu nó đã tồn tại ánh

xạ

ATM S witch chỉ có thể chuyển

tiếp gói tin nếu nó đã tồn tại ánh

Router biên sau khi nhận xong yêu cầu nhãn, sẽ tự gán 1 nhãn (vci/vpi) gửi

ATM LSR s ẽ tạo ra một cặp vci/vpi sau

khi nó đã nhận được label (vci/vpi) từ

ATM LSR s ẽ tạo ra một cặp vci/vpi sau

khi nó đã nhận được label (vci/vpi) từ

Label Action Next hop

Vấn đề 2

 Các giao thức routing có chức năng tạo lên bảng Routing

 Bảng RT chỉ được xây dựng khi mã các ATM Switch có hỗ trợ IP

 Các packets không được gán nhãn sẽ không chuyển qua các giao diện ATM đuợc

Cách thức phân phối nhãn trong môi trường cell-mode

 Phiên giao dịch IP sẽ được thiết lập qua một kênh ảo VPI/VCI = 0/32.

 Kênh ảo này được dùng để truyền thông tin định tuyến

và chuyển tiếp nhãn.

OSPF

OSPF LDP

LDP LFIB

LFIB

Doing a Test :D