con bo con coa eo cm

Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga LỜI NÓI ĐẦU Trên giới nay, TCP/IP ATM hai giao thức sử dụng phổ biến Tuy nhiên người ta thấy tồn tại, yếu điểm hai mô hình mà thực tế khắc phục Hầu hết dịch vụ quan trọng triển khai TCP/IP TCP/IP phát triển mạnh năm cuối thập kỷ 90, giao thức mạng thông minh linh hoạt, đáp ứng hầu hết dịch vụ trước Tuy nhiên vấn đề khả mở rộng, điều khiển lưu lượng QoS mạng TCP/IP không đáp ứng nhu cầu người sử dụng Nguyên nhân xuất phát từ cách thức chuyển mạch tảng địa IP Số điểm mạng lớn, thiết bị phải xây dựng bảng định tuyến dài làm tăng trình xử lý Xuất phát từ nguyên nhân đó, người ta nghĩ đến việc chuyển mạch không dựa tảng IP mà dựa vào nhãn Ý tưởng thông minh nhóm nhà phân tích IETF phát triển thành công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức, gọi tắt MPLS (Multi Protocol Label Switching) MPLS phát triển tảng ATM TCP/IP, giao thức cầu nối hai công nghệ MPLS thích ứng với nhiều giao thức mạng khác nhau, điều mang lại nhiều lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng Chính vậy, em chọn đề tài “ Nghiên cứu Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS mạng NGN ” làm tập lớn Nội dung tập lớn gồm chương: Chương : Tổng quan NGN Chương : Tổng quan Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Chương : Định tuyến MPLS Do kinh nghiệm chưa nhiều, kiến thức hạn chế nên tập lớn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận nhận xét, góp SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga ý cô Đinh Thị Thanh Nga bạn để tập lớn em hoàn thiện Em xin cảm ơn ! Sinh viên thực Lưu Quang Vũ SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGN 1.1 Giới thiệu chung NGN 1.1.1 Khái niệm NGN Cụm từ “mạng hệ tiếp theo” ( Next Generation Network – NGN) bắt đầu nhắc tới từ năm 1998 NGN xu hướng phát triển tất yếu lĩnh vực truyền thông giới tương lai Nó tích hợp mạng lưới: mạng PSTN, mạng không dây, mạng số liệu (Internet)vào kết cấu thống để hình thành mạng chung, thông minh, hiệu cho phép sáp nhập thoại, liệu, video dựa tảng IP Mạng hệ có nhiều tên gọi khác như: - Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) - Mạng hội tụ (hỗ trợ lưu lượng thoại liệu, cấu trúc mạng hội tụ) - Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho phần tử mạng) - Mạng nhiều lớp (mạng phân phối nhiều lớp mạng có chức độc lập hỗ trợ thay khối thống mạng TDM) Cho tới nay, tổ chức viễn thông quốc tế với nhà cung cấp thiết bị viễn thông giới quan tâm nghiên cứu chiến lược phát triển NGN chưa có định nghĩa cụ thể xác cho mạng NGN Do tên gọi bao hàm hết chi tiết mạng hệ tương đối xác, coi khái niệm chung đề cập đến NGN Bắt nguồn từ phát triển công nghệ thông tin, công nghệ SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga chuyển mạch gói công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin hệ (NGN) đời mạng có sở hạ tầng thông tin dựa công nghệ chuyển mạch gói, triển khai dịch vụ cách đa dạng nhanh chóng, đáp ứng hội tụ thoại số liệu, cố định di động Như vậy, xem mạng thông minh hệ tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa kỹ thuật IP/ATM Nó truyền tải tất dịch vụ vốn có PSTN đồng thời nhập lượng liệu lớn vào mạng IP, nhờ giảm nhẹ gánh nặng mạng PSTN Tuy nhiên, NGN không đơn hội tụ thoại liệu mà hội tụ truyền dẫn quang công nghệ gói, mạng cố định di động Vấn đề chủ đạo tận dụng hết lợi đem đến từ trình hội tụ Một vấn đề quan trọng khác bùng nổ nhu cầu người sử dụng cho số lượng lớn dịch vụ ứng dụng phức tạp bao gồm đa phương tiện Hình 1.1 Topo mạng hệ sau 1.1.2 Đặc điểm NGN SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga NGN có bốn đặc điểm - Nền tảng hệ thống mở; - Dịch vụ thực độc lập với mạng lưới; - NGN mạng dựa chuyển mạch gói, sử dụng giao thức thống nhất; - Là mạng có dung lượng ngày tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu Trước hết, áp dụng cấu mở mà: Các khối chức tổng đài truyền thống chia thành phần tử mạng độc lập, phần tử phân theo chức tương ứng phát triển cách độc lập Giao diện giao thức phận phải dựa tiêu chuẩn tương ứng Việc phân tách chức làm cho mạng viễn thông truyền thống theo hướng mới, nhà kinh doanh vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp phần tử tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức phần tử thực liên kết mạng có cấu hình khác Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực cách linh hoạt có hiệu việc cung cấp dịch vụ Thuê bao tự bố trí xác định đặc trưng dịch vụ mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ loại hình đầu cuối Điều làm cho việc cung cấp dịch vụ ứng dụng có tính linh hoạt cao Thứ ba, NGN dựa sở mạng chuyển mạch gói giao thức thống Mạng thông tin nay, dù mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, lấy mạng làm tảng để xây dựng sở hạ tầng thông tin Nhưng năm gần đây, với phát triển công nghệ IP, người ta nhận thấy rõ SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga ràng mạng viễn thông, mạng máy tính mạng truyền hình cáp cuối tích hợp mạng IP thống nhất, xu lớn mà người ta thường gọi “dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho dịch vụ lấy IP làm sở thực liên kết mạng khác nhau; người lần có giao thức thống mà ba mạng lớn chấp nhận được; đặt sở vững mặt kỹ thuật cho hạ tầng sở thông tin quốc gia Giao thức IP thực tế trở thành giao thức ứng dụng vạn bắt đầu sử dụng làm sở cho mạng đa dịch vụ, nhiều khuyết điểm khả hỗ trợ lưu lượng thoại cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tuy nhiên, tốc độ đổi nhanh chóng giới Internet, mà tạo điều kiện phát triển tiêu chuẩn mở sớm khắc phục thiếu sót SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 2.1 Lý thuyết chuyển mạch nhãn đa giao thức 2.1.1 Tổng quan Khi mạng Internet ngày mở rộng với phát triển dịch vụ gia tăng yêu cầu chất lượng dịch vụ tính bảo mật MPLS giải pháp tối ưu Nó kết hợp ưu điểm IP ATM mà chi phí triển khai không đắt, phối hợp nâng cấp từ mạng ATM Frame Relay có sẵn Ngoài ra, MPLS giải pháp tối ưu cho dịch vụ VPN ứng dụng đòi hỏi chất lượng dịch vụ kỹ thuật lưu lượng Điểm bật công nghệ MPLS khả chuyển tiếp lưu lượng nhanh, đơn giản, điều khiển phân luồng, định tuyến linh hoạt tận dụng tài nguyên mạng Mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức công nghệ kết hợp đặc điểm tốt định tuyến lớp ba chuyển mạch lớp hai, cho phép chuyển tải gói nhanh mạng lõi định tuyến tốt mạng biên cách dựa vào nhãn Khi gói vào miền MPLS, thường mạng trục nhà cung cấp dịch vụ, chúng chuyển mạch đơn giản chuyển mạch nhãn Các nhãn giúp xác định chất lượng dịch vụ mà gói nhận Khi chúng khỏi mạng nhãn cắt bỏ router biên mạng định tuyến thông thường So sánh chuyển mạch mạng IP truyền thống mạng MPLS: Chuyển mạch mạng IP: Trong mạng IP truyền thống, giao thức định tuyến sử dụng để phân phối thông tin định tuyến lớp ba Gói chuyển dựa vào địa đích IP header Khi nhận gói IP, router dò tìm bảng định tuyến thông tin routing mạng đích gói, từ xác SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga định next-hop chuyển gói Việc xác định next-hop lặp lại hop từ nguồn đến đích Hình 2.1: Chuyển mạch mạng IP Chuyển mạch mạng MPLS: Hình 2.2: Chuyển mạch mạng MPLS Gói chuyển dựa nhãn Các nhãn tương ứng với địa IP đích thông số khác lớp QoS địa nguồn Nhãn phát Router Router interface nhận biết cách nội Router Router gán nhãn đến SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga đường định trước gọi LSP điểm cuối Vì vậy, có router biên làm nhiệm vụ dò tìm bảng định tuyến Các bước trình chuyển mạch mạng MPLS: +R4 nhận gói có tiền tố địa đích IP 172.16.10.0/24 gửi gói tin qua miền MPLS R4 nhận biết đường gói mạng bảng định tuyến theo nhãn R4 gán nhãn L3 nhận từ downstream R3 vào gói IP, chuyển gói đến next hop R3 +R3 nhận gói, hoán đổi nhãn L3 nhãn L2 nhận từ router R2 chuyển đến next hop R2 +R2 nhận gói tin, tiếp tục thay thể nhãn L2 nhãn L1 gửi gói đến R1 +R1 router biên, kết nối miền IP miền MPLS R1 bóc tất nhãn MPLS gắn vào gói tin, trả lại địa IP nguyên thủy gởi đến mạng 172.16.10.0/24 Nhờ chuyển mạch dựa nhãn mạng lõi, MPLS có tốc độ xử lý gói nhanh so với mạng IP Thay dò tìm bảng định tuyến dài, gói tin MPLS so sánh nhãn với bảng chuyển mạch nhãn mà học Trong IP, việc định tuyến dựa vào tiêu đề gói MPLS phân biệt giao diện khác nhau, thông tin khác để xác định sách xử lý thích hợp, gói định tuyến theo đường biết trước gói vào mạng 2.1.2 Khái niệm hoạt động MPLS 2.1.2.1 Mặt phẳng liệu mặt phẳng điều khiển Một mặt phẳng điều khiển (control plane) tập hợp phần mềm và/hoặc phần cứng thiết bị, chẳng hạn router, dùng để điều khiển nhiều hoạt động thiết yết mạng, phân phối nhãn, SVTH: Lưu Quang Vũ Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga tìm tuyến mới, khắc phục lỗi Nhiệm vụ mặt phẳng điều khiển cung cấp dịch vụ cho mặt phẳng liệu Mặt phẳng liệu chịu trách nhiệm chuyển tiếp lưu lượng người dùng qua router Các thuật ngữ mặt phẳng người dùng ( user plane) mặt phẳng truyền dẫn (transport plane) dùng để mô tả mặt phẳng liệu Tương tự IP có hai sở liệu RIB FIB MPLS có hai sở liệu LIB LFIB LIB có vai trò giống RIB, nằm mặt phẳng điều khiển LIB lưu nhãn đăng ký LSR ánh xạ FEC-to-label mà LSR nhận thông qua giao thức phân phối nhãn Khi giao thức phân phối nhãn muốn liên kết với nhãn với FEC, yêu cầu nhãn ngõ vào từ LIB (tức yêu cầu nhãn cục bộ) Tương tự giao thức phân phối nhãn học nhãn từ FEC đó, cung cấp nhãn ngõ cho LIB LIB xem sở liệu nhãn cho tất giao thức phân phối nhãn Bảng LFIB nằm mặt phẳng liệu Bảng LFIB sử dụng nhãn dùng cho chuyển mạch gói tin Việc xây dựng entry LFIB yêu cầu thông tin cung cấp giao thức định tuyến IP giao thức phân phối nhãn (thông qua LIB) Ví dụ ánh xạ FEC đến next hop cung cấp giao thức định tuyến IP ánh xạ FEC đến nhãn cung cấp giao thức phân phối nhãn, quan hệ kế cận tạo ARP SVTH: Lưu Quang Vũ 10 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Headend router xây dựng đường hầm dựa thuộc tính cưỡng băng thông, độ trễ MPLS xây dựng tảng IP dùng chế chuyển mạch nhãn, việc tạo đường hầm hoàn toàn phụ thuộc vào giao thức định tuyến, giao thức phân phối nhãn, thuật toán CSPF, RSVP Do MPLS TE không yêu cầu triển khai full mesh VC ATM Ngoài việc đảm bảo lưu lượng không bị gói, MPLS Tunnel cho thấy khả khôi phục tự sửa lỗi hiệu Hơn nữa, nhà quản trị đưa loại thuộc tính khác để tạo đường hầm đáp ứng tốt cho dịch vụ khác MPLS TE cho thấy tính hiệu cao kinh tế, với việc xây dựng mô hình mạng truyền thống có sẵn mà không tốn thêm chi phí lắp đặt nhiều Tác dụng việc quản lý lưu lượng kênh truyền MPLS cách chủ động TE đạt lợi ích kinh tế sau: + Cung cấp nhiều dịch vụ quản lý tốt mà nhà quản trị muốn thêm vào + Chi phí đầu tư vào sở hạ tầng mạng giảm bớt tối ưu hóa tài nguyên sẵn có chưa dùng đến hệ thống mạng cũ Qua đó, ta nói việc chuyển đổi từ mô hình mạng cũ sang MPLS nhu cầu tất yếu Phần sau vào tìm hiểu kỹ thuật viêc xác lập đường hầm sử dụng chúng MPLS TE 3.2.2 Thiết lập kênh đẫn sửa dụng MPLS-TE Như xem xét việc tính toán đường sử dụng traffic engineering phải trải qua hai giai đoạn chính: tính toán đường dẫn dựa yêu cầu cho trước sau chuyển gói tin dọc theo đường dẫn Tuy nhiên trước tìm hiểu trình thiết lập TE LSP (traffic SVTH: Lưu Quang Vũ 39 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga engineered label switching path) làm rõ khái niệm quan trọng MPLS-TE độ ưu tiên (LSP priorities) Độ ưu tiên thông số quan trọng thiết lập kênh truyền Thông tin quảng bá tài nguyên sẵn có, độ ưu tiên thực IGP OSPF, ISIS Khi có thông tin tài nguyên mạng, node mạng tính toán đường thuật toán CSPF CSPF giải thuật dùng để chọn đường tối ưu với thuộc tính cưỡng trình bày rõ phần sau Cuối cùng, việc báo hiệu thiết lập đường hầm giao thức RSVP thực 3.2.2.1 Độ ưu tiên (LSP priorities) chiếm giữ kênh truyền (preemption): MPLS-TE sử dụng thông số ưu tiên (priorities) để đánh dấu kênh đường dẫn LSP quan trọng LSP khác Điều giúp đạt hiêu sau: Khi không xuất LSP quan trọng, tài nguyên mạng dự trữ LSP quan trọng Một đường tới đích có độ ưu tiên cao đường ngắn tới đích phù hợp với yêu cầu đặt từ ban đầu (băng thông, độ trễ v.v…) Khi LSP quan trọng cần tái định tuyến đường dẫn bị down, tìm đường tốt đường lại để thay MPLS-TE có tám độ ưu tiên cho LSP: tương ứng với LSP quan trọng tương ứng với LSP quan trọng Cần lưu ý độ ưu tiên thành phần gói liệu mô tả gói tin có độ ưu tiên qua cho gói tin qua LSP tương ứng Một LSP có thông số tương ứng với nó: độ ưu tiên lúc thiết lập độ ưu tiên trì (setup hold priorities) 3.2.2.2 Quảng bá thông tin sử dụng giao thức IGP mở rộng: SVTH: Lưu Quang Vũ 40 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Như xem tình ban đầu đặt ra, trình hình thành TE-LSP dựa điều kiện ràng buộc ban đầu Do cần phải có giao thức thích hợp để quảng bá thông tin toàn mạng Những thông tin ràng buộc là: +Bandwidth cần thiết cho kênh truyền liệu +Các tính chất (color) kênh truyền Các tính chất đặc trưng cho gói liệu chuyển qua đường dẫn tương ứng +Các thông số metric người quản trị gán cho đường link +Số lượng hop mà gói tin truyền qua +Thông số setup priorities dành cho kênh truyền Các thông số chia làm hai loại: +Đặc trưng cho đường link như: bandwidth, tính chất đường truyền (color) thông số metric +Đặc trưng cho LSP như: Số lượng hop LSP thông số priorities Việc quảng bá thông tin ràng buộc thực cách mở rộng giao thức định tuyến OSPF IS-IS Các thông tin quảng bá đến tất router mạng lưu trữ sở liệu dành cho TE (TED-traffic engineering database) router Các thông tin TED gửi kèm theo gói LSA (link state advisement) để quảng bá toàn mạng Mặc định sau 30 phút gói tin LSA cập nhật lần mạng có thay đổi (trạng thái đường truyền, bảng định tuyến, TED) gói LSA gửi toàn mạng để cập nhật thay đổi 3.2.2.3 Tính toán đường dẫn sử dụng CSPF: Tương tự phương pháp SPF (shortest path first) phương pháp CSPF (constrained SPF) sử dụng thông tin thu thập từ gói LSA để tính đường ngắn CSPF tính toán đường tới đích dựa vào link thỏa mãn SVTH: Lưu Quang Vũ 41 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga điều kiện cho trước (như bandwidth) Điều thực cách loại bỏ đường link không thỏa mãn yêu cầu Một thành phần thường sử dụng TE “color” hay đặc tính đường dẫn Có tối đa 32 màu tương ứng với 32 đặc tính khác kênh truyền Giới hạn số bit đại diện cho “color” gói tin IGP Hình 3.5: Đặc tính màu kênh truyền Mô hình ví dụ cho việc sử dụng “color” để đại diện cho đường dẫn: CG CE đặc tính “color”; EF, FD “red”; CD “blue” Đặc tính color đặc trưng cho tính chất độ trễ, khả gói, giá trị đường dẫn hay vị trí đường dẫn LSP Tính chất “color” dùng để dùng làm sở liệu TED để thiết lập LSP thay đổi LSP cách thay đổi trực tiếp thành phần “color” TED hay nhiều router mạng mà trước LSP thành lập Giả sử mô hình ví dụ LSP SVTH: Lưu Quang Vũ 42 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga xác định gồm LSP1 LSP2 LSP1 có link GD gán “green”, người quản trị mạng đổi “green” thành “red” sở liệu TED thay đổi nhanh chóng nhận biết Sự thay đổi đưa vào gói LSA quảng bá toàn mạng Sau TED router cập nhật xong, trình tính toán đường dẫn giao thức CSPF (dựa vào TED) diễn Kết thu khác với LSP ban đầu, ví dụ CGD LSP2 với GD có đặc tính “color” green CEFD LSP1 CSPF dựa thông tin từ TED để tính LSP, TED lại hình thành nhờ giao thức IGP vậy: Quá trình tính toán LSP thông thường sử dụng miền IGP đơn lẻ Việc sử dụng TE cho mô hình liên miền cần kỹ thuật cao cấp Kết tính toán phụ thuộc vào độ xác TED Mà TED gói LSA cập nhật thông tin Sự quảng bá gói LSA lúc ý muốn, ta LSP tuyến ngắn thoả điều kiện đặt ý muốn Hoặc ban đầu LSP tuyến ngắn sau có thay đổi mạng, trình cập nhật cho TED lại diễn LSP thu tối ưu Sự thay đổi mạng diễn mạng cách thường xuyên nên việc tính toán lại xảy nhiều, điều khiến cho mạng trở nên bất ổn định Do nhà sản xuất thường hạn chế tối đa điều này, trình tính LSP dựa TED xảy lúc thiết lập đường dẫn Những trình tái định tuyến xảy có tín hiệu điều khiển Tuy nhiên điều đạt kết mạng có độ ổn định cao không cần cập nhật thường xuyên mạng MPLS thỏa mãn điều kiện Đây ưu điểm bật MPLS khiến cho việc sử dụng TE MPLS đạt hiệu cao mạng khác 3.2.2.4 Thiết lập đường dẫn sử dụng CR-LDP & RSVP-TE: SVTH: Lưu Quang Vũ 43 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Quy trình hình thành đường dẫn MPLS diễn qua ba giai đoạn: tạo bảng định tuyến (tính toán đường đi); phân phối nhãn mạng để tạo bảng LIB, FIB, LFIB; cuối chuyển gói tin phương thức chuyển mạch nhãn Tương ứng với trình trên, sau tính toán đường dẫn xong, mạng MPLS-TE thiết lập đường dẫn phương thức phân phối nhãn Có hai phương pháp sử dụng cho việc CR-LDP RSVP-TE Hai phương pháp phân phối nhãn sử dụng giao thức LDP mạng MPLS Đó phân phối nhãn độc lập phân phối nhãn có ràng buộc Phương pháp phân phối nhãn độc lập phương pháp mà router (LSR) tự quảng bá kết hợp desIP nhãn local tất interface Các bảng LIB, FIB, LFIB cập nhật nhãn remote từ router kế đường tới đích (dựa vào bảng định tuyến) Phương pháp phân phối nhãn có ràng buộc hay điều khiển phương pháp mà LER (label edge router) quảng bá nhãn ngược trở lại từ cuối đường dẫn tới dọc đường dẫn Sự trao đổi nhãn diễn router thuộc LSP (label switch path) Quá trình bắt đầu phân phối nhãn bắt đầu LER cuối đường dẫn hay LER nguồn báo hiệu để bắt đầu tiến trình phân phối nhãn (downstream on demand) Do sử dụng TE mạng MPLS tiến trình xử lý thông tin phức tạp cần có ổn định đường truyền Trong phương pháp phân phối nhãn độc lập lại phải giải “loop” ổn định đường truyền LSR bất đồng việc hình thành bảng chuyển mạch nhãn Do MPLS-TE sử dụng phương thức phân phối nhãn có ràng buộc RSVP-TE CR-LDP hoạt động dựa nguyên lý phương pháp CR-LDP: CR-LDP ( Constrained routing-label switching path ) thuộc dự án SVTH: Lưu Quang Vũ 44 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga RFC 3212 IETF Trong phương pháp hai trình tính toán đường dẫn (có sử dụng TE) để thiết lập bảng định tuyến LDP để hình thành bảng chuyển mạch nhãn độc lập với Quá trình phân phối nhãn hoàn toàn tương tự mạng MPLS thông thường Các kỹ thuật traffic engineering áp dụng cho giai đoạn thiết lập bảng định tuyến Thông qua giao thức định tuyến mở rộng đường dẫn thiết lập thoả mãn yêu cầu TE Sơ đồ mô tả cấu trúc xử lý Router giao thức báo hiệu CR-LDP Hình 3.6: Mô hình cấu trúc LSR sử dụng CR-LDP Theo mô hình CR-LDP không thực nhiệm vụ thiết lập đường dẫn mà có vai trò quản trị, quảng bá thông tin cần thiết cho router mạng nhằm thiết lập lịch trình xử lý, hàng đợi cho router xử lý gói tin theo đường dẫn mà giao thức định tuyến thiết lập trước Do phần mở rộng LDP nên CR-LDP giữ nguyên SVTH: Lưu Quang Vũ 45 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga chế thông điệp LDP như: thiết lập, trì phiên, phân phối nhãn v.v Sự khác biệt CR-LDP LDP LDP phân phối nhãn theo phương thức độc lập, CR-LDP sử dụng phân phối nhãn có ràng buộc Trong gói tin quảng bá CR-LDP có kèm thông điệp ER để đường đến đích Ví dụ: Hình 3.7: Yêu cầu gán nhãn local từ nguồn Giả sử luồng liệu theo chiều hình bảng định tuyến hình thành Dựa vào thông tin định tuyến router cạnh phía nguồn gửi thông điệp yêu cầu gán nhãn đến cho router kế Quá trình tiếp diễn router cạnh cuối nhận thông điệp yêu cầu gán nhãn SVTH: Lưu Quang Vũ 46 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Hình 3.8: Nhãn phân bổ theo chiều Upstream Sau nhận yêu cầu gán nhãn, Router cạnh cuối gán nhãn cho gói tin chuyển ngược trước theo đường định tuyến Khi bảng chuyển mạch nhãn hình thành, gói tin chuyển theo nhãn Hình 3.9: Đường Tunnel (dùng CR-LDP) hình thành RSVP-TE: SVTH: Lưu Quang Vũ 47 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga RSVP-TE thuộc dự án RFC3468 IETF: phương pháp này, sau dựa vào TED để thiết lập bảng định tuyến điễn trình phân phối nhãn Nhưng nhãn việc giúp thành lập bảng chuyển mạch nhãn giúp hiệu chỉnh, thay đổi tính chất đường dẫn (color), độ ưu tiên (prioprities) hủy bỏ đường dẫn vừa thành lập giao thức CSPF ban đầu RSVP-TE mở rộng giao thức RSVP mạng IP có bổ sung thêm đặc tính điều khiển lưu lượng QoS tin Cấu trúc RSVP-TE LSR cho hình 3.10: Hình 3.10: Mô hình cấu trúc LSR sử dụng giao thức RSVP *Nguyên lý hoạt động: Bước 1: Giả sử liệu xuất phát từ mạng 3.3.3.0/8 muốn tới đích 1.1.1.1 2.2.2.2 Sau thành lập xong bảng định tuyến hình SVTH: Lưu Quang Vũ 48 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Tiếp theo router A gửi báo hiệu Path message yêu cầu cấp nhãn cho mạng Trong thông điệp báo hiệu gồm có thành phần: Các thông tin liên quan đến TE bandwidth yêu cầu, độ trễ v.v… Các thông tin cần thiết cho việc thiết lập đường dẫn mức độ ưu tiên (priorities) để thiết lập (setup) hay trì (hold) LSP Trong trình truyền thông tin báo hiệu dọc theo đường dẫn router (LSR) tiến hành phân tích Những đường link không phù hợp với yêu cầu Path-Message bị hủy bỏ Hình 3.11: Thông điệp Path Message từ nguồn Một điều cần lưu ý thiết lập bảng định tuyến tuyến thỏa mãn số yêu cầu TE sử dụng giao thức định tuyến CSPF Điều có nghĩa kỹ thuật TE dàn trải suốt trình hình thành chyển mạch nhãn Ứng với giai đoạn khác kỹ thuật TE mang lại hiệu khác Ví dụ yêu cầu BW SVTH: Lưu Quang Vũ 49 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga sử dụng CSPF giai đoạn thiết lập bảng định tuyến thông số độ ưu tiên đường dẫn thích hợp giai đoạn phân phối nhãn Đương nhiên trình phân phối nhãn thay đổi kết đạt trình trước Bước 2: Hình 3.12: Các Router phân tích Path Message để đưa phản ứng Sau báo hiệu tới LER cuối cùng, diễn trình phân tích nhãn Nếu nhận thấy thoả mãn yêu cầu pathmessage LER C “map” nhãn local cho địa desIP tương ứng Đây điều khác biệt so với phương pháp phân phối nhãn độc lập LSR mạng độc lập bất đồng việc tạo nhãn local Bước 3: Sau gán nhãn local cho desIP LER C quảng bá kết hợp ngược trở về“nguồn” LSR A thông qua tín hiệu RESV-message SVTH: Lưu Quang Vũ 50 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga RESV-message gồm có nhãn local LSR gửi đặc điểm mà TE can thiệp hủy bỏ, thay đổi đường dẫn RESV-message cần có đặc điểm vì: LSP không cần thiết tính CSPF Ngay tính CSPF đặc tính đường dẫn thay đổi trình thiết lập bảng chuyển mạch nhãn Tính chất giúp cho cập nhật trạng thái đường dẫn xác tạo LSP theo yêu cầu Hình 3.13: Thông điệp RESV giúp mạng thiết lập tài nguyên cần thiết Như trình bày phần trước CSPF nhiều không tính toán xác LSP theo yêu cầu TED, trình cập nhật TED giao thức IGP không hoàn toàn đầy đủ Trong trường hợp cần thiết phải có trình kiểm tra để đảm bảo LSP tính xác Khi nhận RESV-message LSR kiểm tra xem có thỏa mãn yêu cầu hay không Nếu thỏa, cập nhật nhãn nhận vào bảng LIB, FIB, LFIB SVTH: Lưu Quang Vũ 51 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Các LSR vào thông tin TE nhận từ RESVmessage để chuẩn bị thành phần cho LSP đường dẫn băng thông thích hợp Bước 4: Quá trình bước diễn liên tục việc thành lập bảng LFIB hoàn chỉnh tất LSR Sau bảng chuyển mạch nhãn thiết lập thành công, gói tin chuyển giao qua mạng MPLS “tunnel” (đường hầm-LSP) Trong thành phần gói tin IP có giá trị biểu thị tính chất tunnel mà muốn qua Hình 3.14:Tunnel (dùng RSVP-TE) hình thành 2.3 Kết luận Trong chương trình bày vấn đề định tuyến SVTH: Lưu Quang Vũ 52 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga mạng MPLS đặc biệt sâu vào kỹ thuật lưu lượng MPLS Từ sở lý thuyết trên, chương tiến hành mô kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS việc triển khai kỹ thuật lưu lượng MPLS TE phần mềm opnet SVTH: Lưu Quang Vũ 53 [...]... gói dữ liệu IP truyền thống 2.2.1.2 .Giao thức phân bố nhãn LDP Giao thức điều khiển được sử dụng để trao đổi thông tin ánh xạ từ một FEC sang một giá trị nhãn giữa các LSR 2.2.1.3.Đường chuyển mạch nhãn LSP Đường chuyển mạch nhãn này được thiết lập từ igress LSR đến egress LSR để chuyển gói trong mạng bằng kỹ thuật chuyển mạch nhãn LSP được xây dựng bằng các giao thức như LDP, RSVP (Resource Reservation... đến khi có nhiều gói tin hơn để luồng đủ dài để được phép tạo kết hợp 2.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 2.2.1 Các thành phần cơ bản của MPLS 2.2.1.1.Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR LSR (Label Switching Router) là thiết bị thực hiện quá trình chuyển gói dữ liệu trong mạng bằng kỹ thuật chuyển mạch nhãn: gỡ nhãn cũ và gắn nhãn mới cho gói Cấu trúc cơ bản của một thiết bị LSR có hai thành phần chính:... tuyến chuyển mạch nhãn: Thuật toán định tuyến mà được sử dụng bởi thành phần định tuyến của chuyển mạch nhãn dựa vào sự hoán đổi nhãn Thuật toán hoạt động như sau: Khi LSR nhận một gói tin, nó sẽ lấy nhãn trong gói làm chỉ mục để xác định trong bảng định tuyến Một khi mục trong bảng định tuyến được tìm thấy (mục này có nhãn vào bằng với nhãn chứa trong gói tin), trong mỗi mục con sẽ thay thế nhãn trong. .. hợp giữa nhãn và FEC + Thông tin cho các LSR khác về sự kết hợp này + Sử dụng hai thủ tục trên để xây dựng và duy trì bảng định tuyến để chuyển mạch nhãn sử dụng Toàn bộ cấu trúc của thành phần điều khiển chuyển mạch nhãn được trình bày trong bảng sau: Bảng 2.5: Thành phần điều khiển chuyển mạch nhãn Những giao thức định Những thủ tục tạo kết Những thủ tục phân bố tuyến lớp mạng nối giữa nhãn và FEC... router) trong mạng MPLS có đầy đủ thông tin về tất cả các hướng chuyển tiếp Quá trình này xảy ra trước khi thông tin được truyền trong mạng và thông thường được gọi là quá trình liên kết nhãn (label binding) Các bước chuyển mạch trên được áp dụng đối với các gói tin có một nhãn hay gói tin có nhiều nhãn (trong trường hợp sử dụng VPN thông thường một nhãn được gán cố định cho VPN server) 2.2.3.2 Nhãn trong. .. quá trình chuyển đổi nhãn trong mạng MPLS sau khi nhận được một gói IP +Sau khi nhận khung PPP lớp 2 từ router biên LSR biên số 1, LSR lõi 1 lập tức nhận dạng gói nhận được là gói có nhãn dựa trên giá trị trường giao thức PPP và thực hiện việc kiểm tra nhãn trong cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn (LFIB) +Kết quả cho thấy nhãn vào là 30 được thay bằng nhãn ra 28 tương ứng với việc gói tin sẽ được chuyển tiếp... có nhãn và sử dụng bảng chuyển tiếp nhãn để thay đổi nhãn nội vùng trong gói đến với nhãn ngoài vùng tương ứng cùng với vùng FEC (trong trường hợp này là mạng con IP) +Khi LSR biên lối ra của vùng FEC này nhận được gói có nhãn, nó loại bỏ nhãn và thực hiện việc chuyển tiếp gói IP theo bảng định tuyến lớp 3 truyền thống SVTH: Lưu Quang Vũ 25 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Chuyển mạch nhãn trong. .. thuật này rất có ích trong mạng đang chuyển từ hình thức định tuyến truyền thống sang chuyển mạch nhãn Đối với những mạng như thế, một nhà quản trị mạng cần kiểm soát chặt chẽ việc chuyển gói dữ liệu bằng MPLS Với những kỹ thuật này, nhà quản trị mạng có thể kiểm soát bằng cách cấu hình một danh sách truy nhập tại LSR khởi đầu quá trình xây dựng LSP, có thể igress LSR hoặc egress LSR Trong khi đó, với... chuyển mạch nhãn sử dụng cả hai kiểu kết hợp trong và ngoài để xây dựng bảng định tuyến với nhãn vào và nhãn ra Có hai cách để thực hiện điều này Cách đầu tiên là khi nhãn từ kết hợp trong được dùng là nhãn vào và nhãn từ kết hợp ngoài được dùng là nhãn ra SVTH: Lưu Quang Vũ 18 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Cách thứ hai thì hoàn toàn ngược lại, nhãn từ kết hợp trong được dùng làm nhãn ra và nhãn. .. là cơ chế chuyển mạch thông minh, nhờ vậy mà tiết kiệm được thời gian cũng như bộ nhớ của thiết bị SVTH: Lưu Quang Vũ 11 Bài tập lớn GVHD: Đinh Thị Thanh Nga Ví dụ: Hình 2.4: Ví dụ xử lý nhãn trong một LSR Quá trình hình thành bảng chuyển mạch nhãn được hình thành qua ba giai đoạn: định tuyến IP, trao đổi và phân phối nhãn trong MPLS, cuối cùng là hình thành bảng chuyển mạch nhãn LFIB để chuyển gói