chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và ứng dụng MPLS/VPN

MỞ ĐẦU Trong những năm qua, ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP và ATM để đáp ứng nhu cầu phát triển của mạng lưới trong giai đoạn tiếp theo. Đã có nhiều nghiên cứu được đưa ra trong đó có việc nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS. Công nghệ MPLS là kết quả phát triển của công nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. MPLS tách chức năng của IP thành hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Bên cạnh đó, MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý dễ dàng hơn. Trong những năm gần đây, MPLS đã được lựa chọn để đơn giản hoá và tích hợp mạng trong mạng lõi. Nó cho phép các nhà khai thác giảm chi phí, đơn giản hoá việc quản lý lưu lượng và hỗ trợ các dịch vụ Internet. Quan trọng hơn cả, nó là một bước tiến mới trong việc đạt mục tiêu mạng đa dịch vụ với các giao thức gồm di động, thoại, dữ liệu … Mạng riêng ảo VPN là một trong những ứng dụng rất quan trọng trong mạng MPLS. Các công ty, doanh nghiệp đặc biệt các công ty đa quốc gia có nhu cầu rất lớn về loại hình dịch vụ này. Với VPN họ hoàn toàn có thể sử dụng các dịch vụ viễn thông, truyền số liệu nội bộ với chi phí thấp, an ninh bảo đảm. Đây là một ứng dụng rất quan trọng đáp ứng các yêu cầu của các mạng riêng sử dụng hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia với những yêu cầu khác nhau về độ an toàn, bảo mật và chất lượng dịch vụ. Luận văn được trình bày trong 6 chương và được chia làm hai phần. Phần đầu tập trung vào tìm hiểu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức. Phần thứ hai tìm hiểu về ứng dụng của mạng riêng ảo trong công nghệ MPLS. Phần đầu gồm có 3 chương. Chương 1: Trình bày về cấu trúc tổng quan của mạng MPLS, những vấn đề mà đang tồn tại trong mạng IP truyền thống, một số ứng dụng của chuyển mạch nhãn đa giao thức Chương 2: Hoạt động của MPLS ở chế độ Frame-mode: Hoạt động trên miền dữ liệu, quá trình truyền và kết hợp nhãn, và xử lý ở bộ định tuyến cuối cùng trong quá trình truyền dữ liệu. Chương 3: Hoạt động của MPLS ở chế độ Cell-mode: Sự kết nối trong vùng điều khiển qua giao diện LC-ATM, sự chuyển tiếp gói tin đã được gán nhãn qua miền ATM-LSR, phân phối và phân bổ nhãn qua miền ATM-LSR. Phần hai gồm 3 chương: Chương 4: Tổng quan về mạng riêng ảo VPN: sự phát triển của mạng riêng ảo, phân loại và chức năng của mạng riêng ảo, đường hầm và mã hóa, các giao thức dùng cho VPN, mô hình ngang hàng và chồng lấn. Chương 5: Mô hình mạng MPLS/VPN: Mô hình ở lớp 2 (các thành phần VPN lớp 2, mô hình Martini, thông tin định tuyến) và lớp 3 (BGP/MPLS, các thành phần trong VPN lớp 3, hoạt động của BGP/MPLS, tồn tại và giải pháp. Chương 6: Vấn đề bảo mật và chất lượng dịch vụ trong MPLS VPN: Tách biệt các VPN, chống lại các sự tấn công, dấu cấu trúc mạng lõi, chống lại sự giả mạo, chất lượng dịch vụ và xu hướng cũng như cơ hội của nhà cung cấp dịch vụ khi triển khai công nghệ MPLS VPN. Đề tài MPLS là một đề tài khó và rộng, lại do trình độ và hiểu biết còn nhiều hạn chế nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót, và có những phần còn chưa thể đề cập hết được. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên. Em xin chân thành cám ơn

Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN MỞ ĐẦU Trong những năm qua, ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể phối hợp ưu điểm của IP và ATM để đáp ứng nhu cầu phát triển của mạng lưới trong giai đoạn tiếp theo. Đã có nhiều nghiên cứu được đưa ra trong đó có việc nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS. Công nghệ MPLS là kết quả phát triển của công nghệ chuyển mạch IP sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. MPLS tách chức năng của IP thành hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển. Bên cạnh đó, MPLS cũng hỗ trợ việc quản lý dễ dàng hơn. Trong những năm gần đây, MPLS đã được lựa chọn để đơn giản hoá và tích hợp mạng trong mạng lõi. Nó cho phép các nhà khai thác giảm chi phí, đơn giản hoá việc quản lý lưu lượng và hỗ trợ các dịch vụ Internet. Quan trọng hơn cả, nó là một bước tiến mới trong việc đạt mục tiêu mạng đa dịch vụ với các giao thức gồm di động, thoại, dữ liệu … Mạng riêng ảo VPN là một trong những ứng dụng rất quan trọng trong mạng MPLS. Các công ty, doanh nghiệp đặc biệt các công ty đa quốc gia có nhu cầu rất lớn về loại hình dịch vụ này. Với VPN họ hoàn toàn có thể sử dụng các dịch vụ viễn thông, truyền số liệu nội bộ với chi phí thấp, an ninh bảo đảm. Đây là một ứng dụng rất quan trọng đáp ứng các yêu cầu của các mạng riêng sử dụng hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia với những yêu cầu khác nhau về độ an toàn, bảo mật và chất lượng dịch vụ. Luận văn được trình bày trong 6 chương và được chia làm hai phần. Phần đầu tập trung vào tìm hiểu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức. Phần thứ hai tìm hiểu về ứng dụng của mạng riêng ảo trong công nghệ MPLS. Phần đầu gồm có 3 chương. Lê Phạm Minh Thông 1 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN Chương 1: Trình bày về cấu trúc tổng quan của mạng MPLS, những vấn đề mà đang tồn tại trong mạng IP truyền thống, một số ứng dụng của chuyển mạch nhãn đa giao thức Chương 2: Hoạt động của MPLS ở chế độ Frame-mode: Hoạt động trên miền dữ liệu, quá trình truyền và kết hợp nhãn, và xử lý ở bộ định tuyến cuối cùng trong quá trình truyền dữ liệu. Chương 3: Hoạt động của MPLS ở chế độ Cell-mode: Sự kết nối trong vùng điều khiển qua giao diện LC-ATM, sự chuyển tiếp gói tin đã được gán nhãn qua miền ATM-LSR, phân phối và phân bổ nhãn qua miền ATM-LSR. Phần hai gồm 3 chương: Chương 4: Tổng quan về mạng riêng ảo VPN: sự phát triển của mạng riêng ảo, phân loại và chức năng của mạng riêng ảo, đường hầm và mã hóa, các giao thức dùng cho VPN, mô hình ngang hàng và chồng lấn. Chương 5: Mô hình mạng MPLS/VPN: Mô hình ở lớp 2 (các thành phần VPN lớp 2, mô hình Martini, thông tin định tuyến) và lớp 3 (BGP/MPLS, các thành phần trong VPN lớp 3, hoạt động của BGP/MPLS, tồn tại và giải pháp. Chương 6: Vấn đề bảo mật và chất lượng dịch vụ trong MPLS VPN: Tách biệt các VPN, chống lại các sự tấn công, dấu cấu trúc mạng lõi, chống lại sự giả mạo, chất lượng dịch vụ và xu hướng cũng như cơ hội của nhà cung cấp dịch vụ khi triển khai công nghệ MPLS VPN. Đề tài MPLS là một đề tài khó và rộng, lại do trình độ và hiểu biết còn nhiều hạn chế nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót, và có những phần còn chưa thể đề cập hết được. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên. Em xin chân thành cám ơn Hà Nội, những ngày tháng 6/2008 Sinh viên Lê Phạm Minh Thông Lê Phạm Minh Thông 2 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN Phần 1: Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Chương 1. Cấu trúc tổng quan của MPLS. 1. 1. Các nhà cung cấp dịch vụ mạng [4] Chúng ta hãy xét các ví dụ sau để thấy được các vấn đề mà nhà cung cấp dịch vụ đang gặp phải, qua đó thấy được sự cần thiết ra đời một công nghệ có khả năng giải quyết tốt các vấn đề này. Hình 1.1 gồm 4 địa điểm sau: Atlanta, Miami, Orlando và Raleigh. Tại các địa điểm này các router được kết nối tới chuyển mạch ATM dưới dạng full mesh, tạo ra lõi của mạng cung cấp dịch vụ. Hình 1. 1: Topo vật lý của nhà cung cấp dịch vụ Lê Phạm Minh Thông 3 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN Hình 1. 2: Topo logic của nhà cung cấp dịch vụ Một cách khác để nhìn mô hình mạng trên chính là việc xem các địa điểm trên kết nối tới một đám mây mạng (cloud network) như trên hình 1. 2 Đám mây mạng chính là sự minh họa vấn đề gặp phải khi kết nối giữa ATM và IP. IP và ATM được phát triển độc lập và không có sự liên hệ giữa chúng. Chuyển mạch ATM chỉ quan tâm tới việc truyền tải lưu lượng dựa trên các giá trị VPI/VCI trong khi đó các router là thiết bị lớp 3 quan tâm tới việc chuyển tiếp các gói tin dựa trên thông tin chứa trong các gói. 1. 1. 1. Tính khả chuyển (Scalability) Một vấn đề mà nhà cung cấp dịch vụ gặp phải nữa là tính khả chuyển. Tức là để đảm bảo việc dự phòng và tối ưu trong quá trình định tuyến thì mô hình full mesh của các mạch ảo (VCs) phải được tạo ra mà kết quả có quá nhiều kết nối. Lê Phạm Minh Thông 4 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN Hình 1. 3: Full mesh với 6 kết nối ảo Và càng nhiều các địa điểm thêm vào mạng lõi thì càng cần phải có nhiều kết nối ảo (VCs) được tạo ra. Điều đó cũng có nghĩa là các router sẽ phải trao đổi cập nhật bảng thông tin định tuyến với nhiều router liền kề gây ra một sự lưu thông lớn trên mạng. Sự quá tải này cũng sẽ làm ảnh hưởng tới hiệu suất của router là làm tốc độ xử lý của chúng giảm. 1. 1. 2. Điều khiển lưu lượng Điều khiển lưu lượng là quá trình xử lý mà lưu lượng được vận chuyển một cách tối ưu theo yêu cầu. Mặc dù cả hai công nghệ IP và ATM đều có nhưng rõ ràng IP không thể sánh được với ATM về đặc tính này. ATM và IP là hai công nghệ hoàn toàn tách biệt nhau cho nên thật khó để kết hợp triển khai điều khiển lưu lượng đầu cuối 1. 1. 3. Chất lượng của dịch vụ (QoS) Cả IP và ATM đều có khả năng QoS. Một sự khác nhau giữa chúng chính là IP là giao thức không kết nối (connectionless) còn ATM là giao thức có kết nối (connection-oriented). Vì vậy vấn đề đặt ra ở đây chính là các nhà cung cấp dịch vụ phải làm thế nào để kết hợp được 2 cách triển khai chất lượng dịch vụ thành một giải pháp duy nhất Chúng ta cũng có thể thấy rõ sự bất cập tồn tại ở chuyển tiếp gói tin ở lớp mạng truyền thống(ví dụ chuyển tiếp gói tin IP qua mạng Internet). Sự chuyển tiếp gói tin dựa trên các thông tin được cung cấp bởi các giao thức định tuyến (ví dụ RIP, OSPF, EIGRP, BGP…), hoặc định tuyến tĩnh để đưa ra quyết định chuyển tiếp gói tin tới hop tiếp theo trong mạng. Sự chuyển tiếp này chỉ duy nhất dựa trên địa chỉ đích. Tất cả các gói tin có cùng một đích đến sẽ đi theo cùng một con đường nếu không tồn tại các tuyến có cùng cost. Trong trường hợp ngược lại sẽ sinh ra hiện tượng load balancing (cân bằng tải). Các router (bộ định tuyến) đưa ra quyết định gói tin sẽ đi theo đường nào. Các thiết bị lớp mạng thu thập và phân phối các thông tin lớp mạng, và thực hiện chuyển mạch lớp 3 dựa trên dựa trên các nội dung của tiêu đề lớp Lê Phạm Minh Thông 5 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN mạng trong mỗi gói tin. Chúng ta có thể kết nối các router trực tiếp với nhau qua liên kết point-to-point hoặc LAN, cũng có thể kết nối chúng bằng chuyển mạch WAN (ví dụ Frame-relay hoặc ATM). Tuy nhiên chuyển mạch này lại không có khả năng xử lý các thông tin định tuyến lớp 3 hoặc chọn tuyến cho gói tin thông qua việc phân tích địa chỉ đích. Vì vậy chuyển mạch lớp 2 không thể tham gia vào quá trình đưa ra quyết định chuyển tiếp gói tin ở lớp 3. Trong trường hợp môi trường mạng WAN này, người thiết kế mạng phải thiết lập các tuyến lớp 2 một cách thủ công qua mạng WAN. Các tuyến sau đó chuyển tiếp gói tin lớp 3 giữa các router mà nó có kết nối vật lý đến mạng lớp 2. Các đường dẫn lớp 2 trong mạng LAN thiết lập kết nối khá đơn giản. Tuy nhiên thiết lập kết nối tuyến lớp 2 trong WAN phức tạp hơn. Các tuyến lớp 2 trong WAN thường dựa trên kiểu point-to-point (ví dụ như các mạch ảo trong phần lớn công nghệ WAN) và chỉ được thiết lập theo yêu cầu cấu hình thủ công. Bất kỳ thiết bị định tuyến nào (ví dụ như định tuyến đầu vào) ở biên của mạng lớp 2 muốn chuyển tiếp các gói tin lớp 3 tới một thiết bị định tuyến khác (định tuyến đầu ra) cần hoặc là thiết lập sự kết nối trực tiếp qua mạng tới thiết bị đầu ra hoặc gửi dữ liệu tới một thiết bị khác để tryền dữ liệu tới đích. Hình 1. 4: Một ví dụ về mạng IP dựa trên mạng lõi ATM Để đảm bảo quá trình chuyển tiếp gói tin trong mạng là tối ưu, một mạch ảo ATM phải tồn tại giữa bất kỳ hai router kết nối tới mạng lõi ATM. Điều đó có Lê Phạm Minh Thông 6 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN nghĩa là nếu quy mô của mạng lớn, có đến vài chục hoặc thậm chí hàng trăm router kết nối với nhau thì xảy ra một vấn đề khá trầm trọng Ta có thể gặp các vấn đề sau:  Khi một router mới được nối vào mạng lõi WAN thì một mạch ảo phải được thiết lập  Nếu một mạng chạy giao thực định tuyến (giả sử OSPF hoặc IS- IS) thì mọi router sẽ thông báo sự thay đổi trong mạng tới mọi router khác cùng kết nối tới WAN đường trục, kết quả là có quá nhiều lưu lượng trong mạng.  Sử dụng các mạch ảo giữa các router là phức tạp bởi vì thật là khó để dự đoán chính xác lưu lượng giữa bất kỳ hai router trong mạng. Sự thiếu thông tin trao đổi giữa các router và các chuyển mạch WAN không phải là vấn đề với mạng Internet truyền thống bởi chúng chỉ đơn thuần sử dụng các router cho định tuyến, hoặc các dịch vụ WAN(ATM hay Frame- relay). Tuy nhiên nếu có sự kết hợp giữa hai dịch vụ trên thì lại là vấn đề. Vì vậy yêu cầu đòi hỏi một kiến trúc khác cho phép trao đổi thông tin lớp mạng giữa các router với các chuyển mạch WAN và cho phép các chuyển mạch tham gia vào quá trình xử lý chuyển tiếp các gói tin, khi đó sự kết nối giữa các router biên là không cần thiết. 1. 2. Chuyển mạch nhãn đa giao thức là gì? Chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multiprotocol Label Switching – MPLS) là một công nghệ được đưa ra với mục đích giải quyết nhiều vấn đề đang tồn tại liên quan tới chuyển mạch gói trong môi trường kết nối internet. Chuyển mạch nhãn đa giao thức kết hợp giữa lợi ích của chuyển mạch gói dựa trên chuyển mạch lớp 2 với định tuyến lớp 3. Tương tự như các mạng lớp 2 ( Frame relay hay ATM), MPLS là một phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng cách gán nhãn cho các gói IP, tế bào ATM hoặc frame lớp 2. Cơ chế chuyển tiếp qua mạng như thế được gọi là đổi nhãn (label swapping), trong đó các đơn vị dữ liệu (ví dụ như gói hoặc tế bào) mang một nhãn ngắn có chiều dài cố định để tại các node các gói được xử lý và chuyển tiếp. Lê Phạm Minh Thông 7 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN Sự khác nhau cơ bản giữa MPLS và các công nghệ WAN truyền thống chính là cách mà các nhãn được gán và khả năng mang một ngăn xếp của các nhãn (stack of labels) cho một gói tin. Khái niệm ngăn xếp nhãn cho phép chúng ta có nhiều ứng dụng mới ví dụ như Điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering), Mạng riêng ảo (Virtual Private Network – VPN )…. Chuyển tiếp các gói trong MPLS hoàn toàn tương phản với môi trường không kết nối hiện có, nơi mà các gói tin được phân tích trên từng hop một (router), đấy chính là quá trình kiểm tra tiêu đề lớp 3, và một quyết định forward gói tin được tiến hành dựa trên thuật toán định tuyến ở lớp mạng Cấu trúc của một nút MPLS bao gồm 2 mặt thành phần:thành phần chuyển tiếp (hay còn được gọi là mặt phẳng dữ liệu) và thành phần điều khiển (còn được gọi là mặt phẳng điều khiển). Thành phần chuyển tiếp sử dụng một cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn để chuyển tiếp dữ liệu dựa trên các nhãn đi kèm với gói tin. Thành phần điều khiển chịu trách nhiệm tạo và duy trì các thông tin chuyển tiếp nhãn (còn được gọi là bindings ) giữa nhóm các chuyển mạch nhãn với nhau. Tất cả các nút MPLS phải chạy một hoặc nhiều giao thức định tuyến IP (hoặc dựa trên định tuyến tĩnh) để có thể trao đổi thông tin định tuyến với các nút MPLS khác trên mạng. Theo đó, mỗi một nút MPLS (bao gồm cả chuyển mạch ATM) là một router trên mặt phẳng điều khiển. Lê Phạm Minh Thông 8 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN Hình 1. 4: Cấu trúc cơ bản của một nút MPLS Tương tự như các router truyền thống, các giao thức định tuyến IP sẽ dùng để xây dựng nên bảng định tuyến. Bảng định tuyến IP được sử dụng để forward gói tin. Tại một nút MPLS, bảng định tuyến được sử dụng để xác định việc trao đổi thông tin nhãn chuyển tiếp, nơi mà các nút MPLS kề cận với nó trao đổi các nhãn cho các mạng con (subnets) cụ thể được chứa trong bảng định tuyến. Các quá trình Điều khiển định tuyến MPLS IP (MPLS IP Routing Control) sử dụng các nhãn để trao đổi với các nút MPLS cạnh nó để tạo ra Bảng chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Table), bảng này là vùng cơ sở dữ liệu được sử dụng để chuyển tiếp các gói được gán nhãn qua mạng MPLS 1.2.1. Kiến trúc MPLS Trước hết chúng ta tìm hiểu các khái niệm mới trong kiến trúc MPLS và chức năng của chúng trong miền cấu tạo MPLS Thiết bị đầu tiên là Bộ định tuyến chuyển nhãn (Label Switch Router- LSR). Đó là các router hoặc switch triển khai phân phối nhãn và có thể chuyển tiếp các gói dựa trên các nhãn. Chức năng cơ bản của quá trình phân phối nhãn này cho phép một LSR phân phối nhãn thông tin chuyển tiếp của nó tới các LSRs khác trong mạng MPLS. Có một vài loại LSR khác nhau và chúng được phân biệt nhờ chức năng của chúng trong cơ sở hạ tầng mạng. Sự khác nhau của các loại LSR được mô tả bên trong cấu trúc của Edge-LSR, ATM-LSR và ATM edge-LSR. Sự khác nhau giữa các loại LSR chỉ là cấu trúc bởi một loại có thể đóng nhiều vai trò khác nhau. Chúng ta có thể tóm tắt các chức năng của các loại LSR. Chú ý rằng bất kỳ một thiết bị trên mạng nào có thể có nhiều hơn một chức năng (một thiết bị có thể vừa là LSR biên vừa là ATM LSR biên. Lê Phạm Minh Thông 9 Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/VPN 1. 2. 2. Tạo nhãn ở mạng biên Các gói tin phải được đánh nhãn trước khi chuyển tiếp tới miền mạng MPLS. Để thực hiện được nhiệm vụ này, LSR biên phải biết nơi gói tin được đánh tiêu đề, hoặc ngăn xếp nhãn, nó phải khai báo cho gói tin. Để chuyển tiếp IP lớp 3 tới hop tiếp theo, nó kiểm tra trong bảng định tuyến địa chỉ IP đích được chứa trong header lớp 3 của gói tin. Sau đó lựa chọn hop tiếp theo để chuyển tiếp gói tin. Và cứ như thế cho đến khi gói tin đi đến đích. Có 2 cách để gói IP tới hop tiếp theo. Cách thứ nhất là toàn bộ các gói được coi là như nhau khi chuyển qua mạng. Cách thứ hai là ánh xạ từng địa chỉ IP đích tới một IP của hop tiếp theo. Trong mạng MPLS cách thứ nhất được gọi là nhóm chuyển tiếp tương đương – FECs (Forwarding Equivalence Classes). FEC là một nhóm các gói, nhóm các gói này chia sẻ cùng yêu cầu trong sự chuyển tiếp chúng qua mạng. Tất cả các gói trong một nhóm như vậy được cung cấp cùng cách chọn đường tới đích. Khác với chuyển tiếp IP truyền thống, trong MPLS việc gán một gói cụ thể vào một FEC cụ thể chỉ được thực hiện một lần khi các gói vào trong mạng. MPLS không ra quyết định chuyển tiếp với mỗi datagram lớp 3 mà sử dụng khái niệm FEC. FEC phụ thuộc vào một số các yếu tố, ít nhất là phụ thuộc vào địa chỉ IP và có thể là phụ thuộc cả vào kiểu lưu lượng trong datagram (thoại, dữ liệu, fax…). Sau Lê Phạm Minh Thông Kiểu LSR Chức năng LSR Chuyển tiếp các gói tin đã được gán nhãn LSR biên - Có thể nhận một gói tin IP, thực hiện kiểm tra lớp 3, và gán một ngăn xếp nhãn trước khi chuyển tiếp gói vào miền LSR - Có thể nhận một gói IP, thực hiện việc kiểm tra ở lớp 3, chuyển tiếp gói IP tới điểm tiếp theo (next-hop) ATM-LSR - Chạy các giao thức MPLS trong mặt phẳng điều khiển để tạo ra các mạch ảo ATM, và chuyển tiếp các tế bào tới ATM- LSR ở điểm tiếp theo(next-hop) ATM LSR- biên - Có thể nhận 1 gói đã được gán nhãn hoặc chưa, chia nó thành các tế bào ATM và chuyển tiếp các tế bào tới ATM-LSR tiếp theo - Có thể nhận các tế bào ATM từ một ATM-LSR kề cận, lắp ghép các tế bào này trở lại gói tin gốc và sau đó chuyển tiếp gói tin này dưới dạng đã được gán nhãn hoặc chưa. 10 [...]... MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN Hình 1 6: Tổng hợp các FEC Hình 1 7: Sự tạo nhãn MPLS và chuyển tiếp 12 Lê Phạm Minh Thông Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN Với cơ chế chuyển tiếp IP truyền thống, thì mỗi gói tin được xử lý tại một hop trong mạng Tuy nhiên với MPLS, một gói tin cụ thể được gán tới một FEC cụ thể, và được thực hiện tại thiết bị mạng biên khi mà gói tin tham gia vào mạng Nhóm chuyển. .. đến là LSR ra (giống như cơ chế được sử dụng trong mạng ATM nơi mà một cặp VPI/VCI này được tráo đổi với một cặp VPI/VCI khác khi ra khỏi chuyển mạch ATM) 1 3 Các ứng dụng khác của MPLS Hình 1 8: Các ứng dụng khác nhau của MPLS 13 Lê Phạm Minh Thông Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN MPLS được tạo ra để kết hợp của định tuyến truyền thống và chuyển mạch ATM trong một mạng lõi IP thống nhất... hoạt và dễ quản lý của các dịch vụ BGP /MPLS VPN là ưu điểm chủ yếu 1 3 3 Tích hợp IP và ATM Do chuyển mạch nhãn có thể thực hiện được bởi các chuyển mạch ATM, MPLS là một phương pháp tích hợp các dịch vụ IP trực tiếp trên chuyển mạch ATM Sự tích hợp này cần phải đặt định tuyến IP và phần mềm LDP trực tiếp trên chuyển mạch ATM Do tích hợp hoàn toàn IP trên chuyển mạch ATM, MPLS cho phép chuyển mạch. .. gán nhãn và sử dụng các bảng chuyển tiếp nhãn để trao đổi nhãn đi vào trong gói tin với nhãn ra phù hợp với FEC ( trong trường hợp này là IP subnet)  Khi đến LSR biên lối ra nhận gói tin đã được gán nhãn, nó bỏ nhãn này ra và thực hiện việc tra cứu lớp 3 trong gói tin IP đó 16 Lê Phạm Minh Thông Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN Một câu hỏi được đặt ra ở đây là: Ở đâu nhãn được tạo ra và. .. nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN New York còn nhãn trên cùng được khai báo cho địa chỉ IP của router New York thông qua router San Francisco Khi mạng chuyển gói tin thì nhãn trên cùng được chuyển mạch chính xác giống như chuyển tiếp gói tin IP qua mạng đường trục và nhãn thứ 2 trong ngăn xếp sẽ nguyên vẹn khi đến router New York Hình 2 4: Chuyển mạch nhãn với ngăn xếp 2 2 Quá trình truyền và kết hợp nhãn. .. chuyển mạch nhãn (Label Switching Controlled ATM interface – LC-ATM interface) là một giao diện trên router hoặc trên chuyển mạch ATM mà trong đó giá trị VPI/VCI được khai báo thông qua các giao thức điều khiển MPLS (TDP hoặc LDP) • ATM-LSR là một chuyển mạch ATM chạy các giao thức MPLS trong miền điều khiển và thực hiện chuyển tiếp MPLS giữa các giao diện LCATM trong miền dữ liệu bằng các chuyển mạch. .. tiêu đề lớp 2 và nội dung lớp 3 của frame lớp 2 Hình 2 2 Vị trí của nhãn MPLS trong một Frame lớp 2 17 Lê Phạm Minh Thông Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN Theo cách mà nhãn MPLS được chèn vào giữa gói tin lớp 3 và tiêu đề lớp 2, thì tiêu đề nhãn MPLS được gọi là shim header Một tiêu đề của nhãn MPLS bao gồm: 20 bit nhãn MPLS, 3 bit thông tin lớp dịch vụ (class-of-service information), 8... dựa trên giá trị trường giao thức PPP của nó và thực hiện tra cứu trong cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Information – LFIB) Các gói tin được gán nhãn được truyền như vậy cho đến đích, đến router cuối cùng thì LFIB sẽ thông báo với router bỏ nhãn và chuyển tiếp gói tin không gán nhãn này 2 1 3 Chuyển mạch nhãn MPLS với ngăn xếp nhãn Hoạt động của chuyển mạch nhãn được thực hiện mà... qua giao diện ATM phải được thực hiện qua kênh ảo(virtual circuit – VC)  Chuyển mạch ATM không thể thực hiện việc kiểm tra nhãn hay tra cứu ở lớp 3 Khả năng duy nhất của một chuyển mạch ATM là chuyển đổi VC đầu vào thành VC đầu ra của giao diện ra 25 Lê Phạm Minh Thông Luận văn tốt nghiệp MPLS và ứng dụng MPLS/ VPN Công nghệ MPLS đã đưa ra một số các giải pháp để đảm bảo việc thực hiện triển khai MPLS. .. Frame-mode MPLS Phần này sẽ tập trung vào quá trình kết hợp FEC với nhãn và truyền chúng giữa các LSRs qua các giao diện đã được đóng khung Có hai giao thức kết hợp nhãn được sử dụng để tổng hợp một IP mạng con (subnet) với một số nhãn MPLS cho mục đích gửi tới địa chỉ đích:  Giao thức phân phối thẻ (Tag Distribution Protocol – TDP)  Giao thức phân phối nhãn( Label Distribution Protocol – LDP) Cả TDP và LDP