MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MPLS 1 1.1 Sơ lược về công nghệ IP và công nghệ ATM 1 1.1.1 Công nghệ IP 1 1.1.2 Công nghệ ATM 1 1.1.3 IP over ATM 2 1.2 Giới thiệu về chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS). 4 1.2.1 Đặc điểm mạng MPLS 4 1.2.2 Phương thức hoạt động 5 1.3 Lịch sử phát triển và các ưu điểm của MPLS 5 1.3.1 Lịch sử phát triển MPLS 5 1.3.2 Ưu điểm của MPLS 6 1.4 Cấu trúc của nút MPLS. 7 1.4.1 Mặt phẳng chuyển tiếp 7 1.4.2 Mặt phẳng điều khiển (Control Plane) 11 1.5 Các phần tử chính của MPLS. 12 1.5.1 Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR 13 1.5.2 Đường chuyển mạch nhãn LSP 14 1.5.3 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) 15 1.6 Các giao thức sử dụng trong MPLS. 16 1.6.1 Giao thức phân phối nhãn (LDP) 16 1.6.2 Giao thức CR-LDP. 26 1.6.3 Giao thức đặt trước tài nguyên (RSVP). 30 1.6.4 Giao thức cổng biên BGP 34 1.7 Đặc điểm vượt trội của MPLS so với IP over ATM. 35 1.8 Một số ứng dụng MPLS. 37 1.8.1 Mạng riêng ảo VPN. 37 1.8.2 Điều khiển lưu lượng MPLS (MPLS TE). 38 1.8.3 Chất lượng dịch vụ trong MPLS (QoS). 39 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VPN 42 2.1 Khái niệm về VPN 42 2.2 Chức năng và lợi ích của VPN. 43 2.2.1 Chức năng của mạng riêng ảo. 43 2.2.2 Tiện ích của mạng riêng ảo. 43 2.2.3 Nhược điểm và những giải pháp khắc phục. 44 2.3 Mô hình VPN. 44 2.3.1 Mô hình Overlay VPN (VPN chồng lấn). 45 2.3.2 Mô hình VPN ngang cấp (Peer to peer VPN). 46 2.4 Phân loại VPN. 48 2.4.1 VPN truy nhập từ xa (Remote Access VPN). 48 2.4.2 VPN điểm tới điểm (Site - to - Site VPN ). 50 CHƯƠNG 3: MẠNG RIÊNG ẢO MPLS 54 3.1 Giới thiệu về MPLS VPN 54 3.1.1 MPLS VPN là gì? 54 3.1.2 Lợi ích của MPLS VPN 55 3.2 Các thành phần chính của kiến trúc MPLS VPN 55 3.2.1 VRF – Virtual Routing and Foewarding Table 56 3.2.2 RD – Route Distinguisher 58 3.2.3 RT – Routee Targets 59 3.2.4 Giao thức MP-BGP. 60 3.2.5 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN. 61 3.2.6 Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN 62 3.2.7 Định tuyến VPNv4 trong mạng MPLS VPN 62 3.2.8 Chuyển tiếp gói trong mạng MPLS VPN 64 3.3 So sánh MPLS VPN và VPN truyền thống 65 3.3.1 VPN truyền thống 65 3.3.2 MPLS VPN 66 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 68 4.1 Cấu hình chi tiết tại các thiết bị 69 4.1.1 Cấu hình router R1 69 4.1.2 Cấu hình router R2 70 4.1.3 Cấu hình router R3 70 4.1.4 Cấu hình router R4 72 4.1.5 Cấu hình router R5 73 4.1.6 Cấu hình router R6 73 4.1.7 Cấu hình router R7 74 4.1.8 Cấu hình router R8 74 4.2 Thông tin định tuyến 74 4.2.1 Thông tin định tuyến R1 74 4.2.2 Thông tin định tuyến R2 74 4.2.3 Thông tin định tuyến R3 75 4.2.4 Thông tin định tuyến R4 75 4.2.5 Thông tin định tuyến R5 76 4.2.6 Thông tin định tuyến R6 76 4.2.7 Thông tin định tuyến R7 76 4.2.8 Thông tin định tuyến R8 77 4.3 Kiểm tra 77 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT A API Application Programming Interfaces Giao diện lập trình ứng dụng ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ ASIC Application Specific Intergrated Circuits Mạch tích hợp chuyên dụng ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng bộ AToM Any Transport over MPLS Truyền tải qua MPLS B BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên C 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 CSPF Constrained SPF SPF cưỡng bức E E-LSR Egress LER LSR biên ra EGP Exterior Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài ER Explicit Routing Định tuyến hiện F FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diện phân bố sợi FEC Forwarding Equivalency Class Lớp chuyển tiếp tương đương FR Frame Relay Chuyển tiếp khung G GRE Generic Routing Encapsulation Đóng gói định tuyến chung I IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong phạm vi miền I-LSR Ingress LSR LSR biên vào IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-IS Intermediate System to Intermediate System Protocol Giaot thức hệ thống trung gian tới hệ thống trung gian ISP Internet Service Providers Nhà cung cấp dịch vụ internet L LAN Local Area Network Mạng nội bộ LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên ra LFIP Label Forwarding Information Base Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Bảng cơ sở dữ liệu nhãn LSP Label Switch Path Tuyến chuyển mạch nhãn LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch M MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MPLS Multilprotocol Lable Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MP- BGP MPLS – border gateway Protocol Đa giao thức cổng biên O OSI Open Systems Interconnection Mô hình liên kết hệ thống đấu nối mở OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF P PE Provider Edge Biên nhà cung cấp PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định Q QoS Quanlity of Service Chất lượng dịch vụ R RD Route Distinguisher Bộ phân biệt tuyến RFC Request for comment Các tài liệu chuẩn do IETF đưa ra RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến RIPv2 RIP version 2 RIP phiên bản 2 RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài nguyên RT Route Targets Tuyến đích S SPF Shortest Path First Thuật toán ưu tiên đường đi ngắn nhất T TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TLV Time To Live Thời gian sống U UDP User Datagrame Protocol Giao thức dữ liệu người dùng V VC Virtual Channel Kênh ảo VCI Virtual Channel Identifier Định danh kênh ảo VoIP Voice over ATM Thoại qua ATM VP Virtual Path Tuyến ảo VPI Virtual Packet Indentifier Định danh gói ảo VPN Virtual Pravite network Mạng riêng ảo LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển của đất nước, những năm gần đây các ngành kinh tế quốc dân đều phát triển mạnh mẽ, và ngành công nghiệp viễn thông cũng không là ngoại lệ. Số người sử dụng các dịch vụ mạng tăng đáng kế, theo dự đoán con số này đang tăng theo hàm mũ. Ngày càng có nhiều các dịch vụ mới và chất lượng dịch vụ cũng được yêu cầu cao hơn. Đứng trước tình hình này, các vấn đề về mạng bắt đầu bộc lộ, các nhà cung cấp mạng và các nhà cung cấp dịch vụ cũng đã có nhiều nỗ lực để nâng cấp cũng như xây dựng hạ tầng mạng mới. Nhiều công nghệ mạng và công nghệ chuyển mạch đã được phát triển, trong số đó chúng ta phải kể đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS). Một trong số các ứng dụng của MPLS đó là mạng riêng ảo trên nền MPLS (MPLS VPN). Do MPLS VPN có ưu điểm hơn nhiều so với VPN truyền thống, vì thế MPLS VPN đã được triển khai rộng rãi ở nước ta, vì thế việc tìm hiểu các vấn đề về công nghệ MPLS nói chung và MPLS VPN nói riêng là vấn đề quan trọng đối với sinh viên. Nhận thức được điều đó, bản đồ án tốt nghiệp “ Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức và ứng dụng mạng riêng ảo” giới thiệu về quá trình phát triển dịch vụ cũng như công nghệ mạng dẫn tới MPLS. Đồ án của em gồm bốn chương như sau: Chương 1: Tổng quan MPLS. Chương 2: Giới thiệu chung về VPN. Chương 3: Mạng riêng ảo MPLS. Chương 4: Thực nghiệm. Do kiến thức của em còn có hạn hơn nữa thời gian làm đồ án có hạn nên đồ án của em không tránh khỏi còn nhiều sai sót. Rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Chu Tuấn Linh, người đã tận tình hướng dẫn em làm đồ án này. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về MPLS CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MPLS 1.1 Sơ lược về công nghệ IP và công nghệ ATM 1.1.1 Công nghệ IP IP là thành phần chính của kiến trúc của mạng Internet. Trong kiến trúc này, IP đóng vai trò lớp 3. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận; địa chỉ là một số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tin tới đích. Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính toán đường đi tới các nút trong mạng. Do vậy, cơ cấu định tuyến phải được cập nhật các thông tin về topo mạng, thông tin về nguyên tắc chuyển tin (như trong BGP) và nó phải có khả năng hoạt động trong môi trường mạng gồm nhiều nút. Kết quả tính toán của cơ cấu định tuyến được lưu trong các bảng chuyển tin (forwarding table) chứa thông tin về chặng tiếp theo để có thể gửi gói tin tới hướng đích. Dựa trên các bảng chuyển tin, cơ cấu chuyển tin chuyển mạch các gói IP hướng tới đích. Phương thức chuyển tin truyền thống là theo từng chặng một. ở cách này, mỗi nút mạng tính toán bảng chuyển tin một cách độc lập. Phương thức này, do vậy, yêu cầu kết quả tính toán của phần định tuyến tại tất cả các nút phải nhất quán với nhau. Sự không thống nhất của kết quả sẽ dẫn tới việc chuyển gói tin sai hướng, điều này đồng nghĩa với việc mất gói tin. Kiểu chuyển tin theo từng chặng hạn chế khả năng của mạng. Ví dụ, với phương thức này, nếu các gói tin chuyển tới cùng một địa chỉ mà đi qua cùng một nút thì chúng sẽ được truyền qua cùng một tuyến tới điểm đích. Điều này khiến mạng không thể thực hiện một số chức năng khác như định tuyến theo đích, theo loại dịch vụ, v.v Tuy nhiên, bên cạnh đó, phương thức định tuyến và chuyển tin này nâng cao độ tin cậy cũng như khả năng mở rộng của mạng. Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với sự cỗ bằng việc thay đổi tuyến khi router biết được sự thay đổi về topo mạng thông qua việc cập nhật thông tin về trạng thái kết nối. Với các phương thức như CIDR (Classless Interdomain Routing), kích thước của bảng chuyển tin được duy trì ở mức chấp nhận được, và do việc tính toán định tuyến đều do các nút tự thực hiện, mạng có thể được mở rộng mà không cần thực hiện bất kỳ một thay đổi nào. Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng cao. Tuy nhiên, việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng. Ngoài ra, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ. 1.1.2 Công nghệ ATM Nguyễn Tài Phong H09VT4 - 6 - Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về MPLS ATM (Asynchronous Transfer Mode) là một kỹ thuật truyền tin tốc độ cao. Công nghệ ATM dựa trên cơ sở của phương pháp chuyển mạch gói, thông tin được nhóm vào các gói tin có chiều dài cố định, trong đó vị trí của gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ mà dựa trên nhu cầu bất kì của kênh trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. ATM có hai đặc điểm quan trọng: - Thứ nhất ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM, các tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn. - Thứ hai, ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng. ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập trước khi thông tin được gửi đi. ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu. Mặt khác, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ cố định trong suốt thời gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối một nhãn. Việc này thực hiện hai điều: dành cho kết nối một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài. Bảng chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong bảng chuyển tin của router dùng IP. Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự như việc chuyển gói tin qua router. Tuy nhiên, ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP router, và việc này được thực hiện trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền thống. 1.1.3 IP over ATM Hiện nay, trong xây dựng mạng IP, có đến mấy loại kỹ thuật: như IP over SDH/SONET, IP over Fiber, IP over WDM. Còn kỹ thuật ATM, do có các tính năng như tốc độ cao, chất lượng dịch vụ tốt, điều khiển lưu lượng,… mà các mạng lưới dùng bộ định tuyến truyền thống chưa có, nên đã được sử dụng rộng rãi trên mạng đường trục IP. Mặt khác, do yêu cầu tính thời gian thực còn tương đối cao đối với mạng lưới, IP over ATM vẫn là kỹ thuật được chọn trước tiên hiện nay. Mà MPLS Nguyễn Tài Phong H09VT4 - 7 - Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về MPLS chính là sự cải tiến của IP over ATM kinh điển, cho nên ở đây chúng ta cần nhìn lại một chút về hiện trạng của kỹ thuật IP over ATM IP over ATM truyền thống là một kỹ thuật kiểu xếp chồng, nó xếp IP (kỹ thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2); giao thức của hai tầng hoàn toàn độc lập với nhau; giữa chúng phải nhờ một loạt giao thức (như NHRP, ARP,…) nữa mới đảm bảo nối thông. Điều đó hiện nay trên thực tế đã được ứng dụng rộng rãi. Nhưng trong tình trạng mạng lưới được mở rộng nhanh chóng, cách xếp chồng đó cũng gây ra nhiều vấn đề cần xem xét lại. Trước hết, vấn đề nổi bật là phương thức chồng xếp phải thiết lập các liên kết PVC tại N nút, tức là cần thiết lập mạng liên kết. Như thế có thể sẽ gây nên vấn đề bình phương N, rất phiền phức, tức là khi thiết lập, bảo dưỡng, gỡ bỏ sự liên kết giữa các điểm nút, số việc phải làm (như số VC, lượng tin điều khiển) đều có cấp số nhân bình phương của N điểm nút. Khi mà mạng lưới ngày càng rộng lớn, chi phối kiểu đó sẽ làm cho mạng lưới quá tải. Thứ hai, phương thức xếp chồng sẽ cắt cả mạng lưới IP over ATM ra làm nhiều mạng logic nhỏ (LIS), các LIS trên thực tế đều là ở trong một mạng vật lý. Giữa các LIS dùng bộ định tuyến trung gian để liên kết, điều này sẽ ảnh hưởng đến việc truyền nhóm gói tin giữa các LIS khác nhau. Mặt khác, khi lưu lượng rất lớn, những bộ định tuyến này sẽ gây hiện tượng “nghẽn cổ chai” đối với băng rộng. Hai điểm nêu trên đều làm cho IP over ATM chỉ có thể dùng thích hợp cho mạng tương đối nhỏ, như mạng xí nghiệp,… nhưng không thể đáp ứng được nhu cầu của mạng đường trục Internet trong tương lai. Trên thực tế, hai kỹ thuật này đang tồn tại vấn đề yếu kém về khả năng mở rộng thêm. Thứ ba, trong phương thức chồng xếp, IP over ATM vẫn không có cách nào đảm bảo QoS thực sự. Thứ tư, vốn khi thiết kế hai loại kỹ thuật IP và ATM đều làm riêng lẻ, không xét gì đến kỹ thuật kia, điều này làm cho sự nối thông giữa hai bên phải dựa vào một loạt giao thức phức tạp, cùng với các bộ phục vụ xử lý các giao thức này. Cách làm như thế có thể gây ảnh hưởng không tốt đối với độ tin cậy của mạng đường trục. Các kỹ thuật MPOA (Multiprotocol over ATM – Đa giao thức trên ATM), LANE (LAN Emulation – Mô phỏng LAN),… cũng chính là kết quả nghiên cứu để giải quyết các vấn đề đó, nhưng các giải pháp này đều chỉ giải quyết được một phần các tồn tại, như vấn đề QoS chẳng hạn. Phương thức mà các kỹ thuật này dùng vẫn là phương thức chồng xếp, khả năng mở rộng vẫn không đủ. Hiện nay, đã xuất hiện một loại kỹ thuật IP over ATM không dùng phương thức xếp chồng, mà dùng phương thức chuyển mạch nhãn, áp dụng phương thức tích hợp. Kỹ thuật này chính là cơ sở của MPLS. Nguyễn Tài Phong H09VT4 - 8 - Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về MPLS 1.2 Giới thiệu về chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS). Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switching) là một công nghệ kết hợp đặc điểm tốt nhất giữa định tuyến lớp ba và chuyển mạch lớp hai cho phép chuyển tải các gói rất nhanh trong mạng lõi (core) và định tuyến tốt mạng biên (edge) bằng cách dựa vào nhãn (label). MPLS là một phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng cách gắn nhãn vào mỗi gói IP, tế bào ATM, hoặc frame lớp hai. Phương pháp chuyển mạch nhãn giúp các Router và các bộ chuyển mạch MPLS-enable ATM quyết định theo nội dung nhãn tốt hơn việc định tuyến phức tạp theo địa chỉ IP đích. MPLS cho phép các ISP cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau mà không cần phải bỏ đi cơ sở hạ tầng sẵn có. Cấu trúc MPLS có tính mềm dẻo trong bất kỳ sự phối hợp với công nghệ lớp hai nào. MPLS hỗ trợ mọi giao thức lớp hai, triển khai hiệu quả các dịch vụ IP trên một mạng chuyển mạch IP. MPLS hỗ trợ việc tạo ra các tuyến khác nhau giữa nguồn và đích trên một đường trục Internet. Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc mạng, các ISP có thể giảm chi phí, tăng lợi nhuận, cung cấp nhiều hiệu quả khác nhau và đạt được hiệu quả cạnh tranh cao. Tầng ứng dụng Tầng ứng dụng Tầng ứng dụngTầng trình diễn Tầng phiên Tầng giao vận Tầng giao vận Tầng giao vận Tầng mạng Tầng mạng Tầng mạng Tầng liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu Tầng vật lý OSI TCP/IP MPLS Hình 1.1 : MPLS trong mô hình OSI 1.2.1 Đặc điểm mạng MPLS - Không có MPLS API, cũng không có thành phần giao thức phía host. - MPLS chỉ nằm trên các router. Nguyễn Tài Phong H09VT4 - 9 - Chuyển mạch nhãn Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về MPLS - MPLS là giao thức độc lập nên có thể hoạt động cùng với giao thức khác IP như IPX, ATM, Frame Relay,… - MPLS giúp đơn giản hoá quá trình định tuyến và làm tăng tính linh động của các tầng trung gian. 1.2.2 Phương thức hoạt động Thay thế cơ chế định tuyến lớp ba bằng cơ chế chuyển mạch lớp hai.MPLS hoạt động trong lõi của mạng IP. Các Router trong lõi phải enable MPLS trên từng giao tiếp. Nhãn được gắn thêm vào gói IP khi gói đi vào mạng MPLS. Nhãn được tách ra khi gói ra khỏi mạng MPLS. Nhãn (Label) được chèn vào giữa header lớp ba và header lớp hai. Sử dụng nhãn trong quá trình gửi gói sau khi đã thiết lập đường đi. MPLS tập trung vào quá trình hoán đổi nhãn (Label Swapping). Một trong những thế mạnh của kiến trúc MPLS là tự định nghĩa chồng nhãn (Label Stack). Kỹ thuật chuyển mạch nhãn không phải là kỹ thuật mới. Frame relay và ATM cũng sử dụng công nghệ này để chuyển các khung (frame) hoặc các cell qua mạng. Trong Frame relay, các khung có độ dài bất kỳ, đối với ATM độ dài của cell là cố định bao gồm phần mào đầu 5 byte và tải tin là 48 byte. Phần mào đầu của cell ATM và khung của Frame Relay tham chiếu tới các kênh ảo mà cell hoặc khung này nằm trên đó. Sự tương quan giữa Frame relay và ATM là tại mỗi bước nhảy qua mạng, giá trị “nhãn” trong phần mào đầu bị thay đổi. Đây chính là sự khác nhau trong chuyển tiếp của gói IP. Khi một route chuyển tiếp một gói IP, nó sẽ không thay đổi giá trị mà gắn liền với đích đến của gói; hay nói cách khác nó không thay đổi địa chỉ IP đích của gói. Thực tế là các nhãn MPLS thường được sử dụng để chuyển tiếp các gói và địa chỉ IP đích không còn phổ biến trong MPLS nữa. 1.3 Lịch sử phát triển và các ưu điểm của MPLS 1.3.1 Lịch sử phát triển MPLS Mục đích ban đầu của chuyển mạch nhãn là muốn đưa tốc độ của chuyển mạch lớp 2 vào lớp 3. Lý lẽ ban đầu cho các kỹ thuật như MPLS không lâu sau đã được nhận thấy là có ưu điểm, bởi vì các chuyển mạch lớp 3 mới được sử dụng công nghệ ASIC (Application-specific integrated circuit), kỹ thuật nền tảng có thể thi hành chức năng tìm kiếm với tốc độ vừa đủ để hỗ trợ cho hầu hết các loại giao tiếp (interface) Chuẩn của chuyển mạch nhãn được nhóm nghiên cứu của IETF về MPLS đề xuất năm 1997 và được nghiên cứu rộng rãi. MPLS được phát triển từ nhiều kỹ thuật chính, bao gồm các phiên bản độc quyền về chuyển mạch nhãn như chuyển mạch nhãn của Cisco (Cisco’s Tag Switching), Chuyển mạch IP dựa trên nền định tuyến tổng hợp của IBM (IBM’s Aggregate Route-Based IP Switching – ARIS), Bộ định tuyến chuyển mạch tế bào của Toshiba (Toshiba’s Cell-Switched Router – CSR), Chuyển mạch IP của Ipsilon (Ipsilon’s IP Switching) và bộ định vị IP của Lucent (Lucent’s IP Navigator). Nguyễn Tài Phong H09VT4 - 10 - [...]... biết nhãn gửi nào cần nối với nhãn nhận nào Do đó cần thiết phải có giao thức phân phối nhãn Giao thức phân phối nhãn được nhóm nghiên cứu MPLS của IETF xây dựng và ban hành dưới tên RFC 3036 Phiên bản mới nhất được công bố năm 2001 đưa ra những định nghĩa và nguyên tắc hoạt động của giao thức LDP Giao thức phân phối nhãn được sử dụng trong quá trình gán nhãn cho các gói thông tin yêu cầu Giao thức. .. loại ra và việc chuyển tiếp này hoạt động dựa trên các nhãn mức 1 Nhãn trên cùng ứng sau header lớp 2, còn nhãn cuối ứng trước header lớp 3 Tại mỗi bước nhảy định tuyến chỉ xử lý nhãn trên cùng ngăn xếp nhãn Chuyển mạch nhãn được thiết kế để co giãn các mạng lớn và MPLS hỗ trợ chuyển mạch nhãn với hoạt động phân cấp, hoạt động phân cấp này dựa trên khả năng của MPLS có thể mang nhiều hơn một nhãn trong... OSPF, IS – IS, và giao thức định tuyến cổng trong nâng cao EIGRP) LSR vào tìm kiếm địa chỉ IPv4 đích của gói, gán nhãn, và chuyển tiếp gói LSR tiếp theo (và bất kỳ LSR trung gian khác) nhận gói trao đổi nhãn nhận với nhãn gửi, và chuyển tiếp gói LSR ra tách nhãn và chuyển tiếp gói IPv4 không có nhãn trên đường kết nối ra Để thực hiện việc này, những LSR liền kề phải đồng ý với nhãn sử dụng cho mỗi tiền... trong nhãn Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB để chuyển tiếp các gói Thuật toán mà được sử dụng bởi phần tử chuyển tiếp chuyển mạch nhãn sử dụng thông tin chứa trong LFIB như là các thông tin chứa trong giá trị nhãn Mỗi nút MPLS có hai bảng liên quan đến việc chuyển tiếp là: cơ sở thông tin nhãn LIB và LFIB LIB chứa tất cả các nhãn được nút MPLS cục bộ đánh dấu và. .. mỗi đường nhập vào chứa một nhãn tới và một hoặc vài mục phụ LFIB được lập bảng chứa các giá trị trong nhãn tới Hình 1.6 : Cấu trúc của LFIB • Thuật toán chuyển tiếp gói Chuyển mạch nhãn sử dụng thuật toán chuyển tiếp dựa trên việc trao đổi nhãn Nút MPLS mà duy trì một LFIB đơn lấy giá trị nhãn từ trường nhãn tìm thấy trong gói tới và sử dụng giá trị này như chỉ số trong LFIB Sau khi một nhãn tới match... 1.12 : Lớp chuyển tiếp tương đương 1.6 Các giao thức sử dụng trong MPLS 1.6.1 Giao thức phân phối nhãn (LDP) Nhãn đầu tiên được gán trên một LRS vào và nhãn này sẽ thuộc một LSP Tuyến đi của gói qua mạng MPLS được quy định (bound) bởi một LSP Sự thay đổi chính trong quá trình chuyển tiếp là nhãn trên cùng trong ngăn xếp nhãn được trao đổi tại mỗi bước nhảy LSR vào sẽ gắn một hoặc nhiều nhãn lên gói... các gói thông tin yêu cầu Giao thức LDP là giao thức điều khiển tách biệt được các LSR sử dụng để trao đổi và điều phối quá trình gán nhãn/ FEC Giao thức này là một tập hợp các thủ tục trao đổi các bản tin cho phép các LSR sử dụng giá trị nhãn thuộc FEC nhất định để truyền các gói thông tin Hình 1.13 : Giao thức LDP với các giao thức khác • Giao thức phân phối nhãn LDP có các đặc trưng cơ bản sau đây:... về MPLS Chuyển mạch thẻ (Tag Switching), được phát minh bởi Cisco, và đưa đến người dùng lần đầu tiên vào năm 1998 Từ khi bắt đầu triển khai chuyển mạch thẻ, Cisco đã làm việc chung với IETF để phát triển và thông qua các chuẩn của MPLS, hợp nhất các đặc tính và ưu điểm của Chuyển mạch thẻ 1.3.2 Ưu điểm của MPLS - Tốc độ và độ trễ: Chuyển mạch nhãn được cung cấp để giải quyết vấn đề về tốc độ và độ trễ... nhớ và nhãn Điều này đặc biệt quan trọng và có ảnh hưởng rất lớn đối với những thiết bị lưu trữ bảng định tuyến trong phần cứng như ATM-LSR Thông thường chế độ duy trì bảo thủ nhãn được sử dụng trong các ATM-LSR 1.6.2 Giao thức CR-LDP Giao thức CR-LDP được sử dụng để điều khiển cưỡng bức LDP Giao thức này là phần mở rộng của LDP cho quá trình định tuyến cưỡng bức của LSP Cũng giống như LDP, nó sử dụng. .. sẽ tập trung vào giao thức báo hiệu RSVP là giao thức báo hiệu đóng vai trò rất quan trọng trong MPLS RSVP là giao thức cho phép các ứng dụng thông báo các yêu cầu về QoS với mạng và mạng sẽ đáp ứng bằng những thông báo thành công hoặc thất bại RSVP phải mang những thông tin sau: - Thông tin phân loại, nhờ nó mà các luồng lưu lượng với các yêu cầu QoS cụ thể có thể được nhận biết trong mạng Thông tin