Các giao thức và cơ chế triển khai dịch vụ VPN và Multicast trên hạ tầng mạng IPMPLS. Các mô hình bảo vệ khôi phục dựa vào kỹ thuật chuyển mạch nhãn MPLS. Cấu hình các chủng loại thiết bị và việc triển khai đa dịch vụ trên mạng VN2. Các khả năng gây mất lưu lượng ảnh hưởng chất lượng dịch vụ do mất kết nối hoặc hỏng thiết bị trên mạng VN2 khu vực Đà Nẵng để đề xuất và ứng dụng cơ chế bảo vệ khôi phục cho phù hợp.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU Chương - KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS VÀ CƠ CHẾ BẢO VỆ KHÔI PHỤC 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Tổng quan MPLS 1.2.1 Giới thiệu kỹ thuật chuyển mạch nhãn MPLS 1.2.2 MPLS mô hình tham chiếu OSI 1.2.3 Các khái niệm MPLS 1.2.4 Mặt phẳng điều khiển mặt phẳng liệu 1.3 Kỹ thuật lưu lượng MPLS 10 1.3.1 Kỹ thuật lưu lượng 10 1.3.2 Trung kế lưu lượng MPLS 10 1.3.2.1 Khái niệm 10 1.3.2.2 Các hoạt động trung kế lưu lượng 11 1.3.2.3 Các thuộc tính trung kế lưu lượng .12 1.3.3 Các phương pháp định tuyến lưu lượng MPLS 14 1.3.3.1 Yêu cầu thuật toán định tuyến 14 1.3.3.2 Định tuyến dựa chất lượng dịch vụ QoS 15 1.3.3.3 Định tuyến dựa lưu lượng 15 1.4 Bảo vệ khôi phục tuyến MPLS 16 1.4.1 Phát lỗi 16 1.4.2 Các thuật ngữ sử dụng bảo vệ khôi phục tuyến 17 1.4.3 Phân loại chế bảo vệ khôi phục 18 1.4.3.1 Sửa chữa toàn cục sửa chữa cục 18 1.4.3.2 Tái định tuyến chuyển mạch bảo vệ .20 1.4.4 Các mô hình bảo vệ khôi phục MPLS 20 1.4.4.1 Mô hình Makam 20 1.4.4.2 Mô hình Haskin 21 1.4.4.3 Mô hình Hundessa 22 1.4.4.4 Mô hình Simple Dynamic 22 1.4.4.5 Mô hình Shortest Dynamic 23 1.4.4.6 Tái định tuyến nhanh 24 1.5 Kết luận chương 28 Chương - CÁC KỸ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ TRÊN NỀN IP/MPLS 2.1 Giới thiệu chương 29 2.2 Mạng riêng ảo VPN/MPLS 29 2.2.1 Khái niệm mạng riêng ảo VPN 29 2.2.2 Phân loại mô hình VPN 30 2.2.2.1 Mô hình chồng lấp 30 2.2.2.2 Mô hình ngang hàng 31 2.2.3 Mạng riêng ảo VPN/MPLS 31 2.2.3.1 Các khái niệm thuật ngữ VPN/MPLS 32 2.2.3.2 Các kỹ thuật VPN/MPLS 33 2.2.3.3 Xử lý thông tin định tuyến VPN/MPLS .34 2.2.3.4 Quá trình chuyển tiếp gói tin VPN/MPLS 35 2.2.3.5 Mặt phẳng điều khiển liệu VPN/MPLS 36 2.3 Kỹ thuật multicast IP/MPLS 37 2.3.1 Giới thiệu multicast 37 2.3.2 Địa multicast 38 2.3.3 Chuyển tiếp lưu lượng multicast 39 2.3.3.1 Cây nguồn 39 2.3.3.2 Cây chia sẻ 40 2.3.4 Định tuyến IP Multicast 41 2.3.4.1 Giao thức định tuyến multicast DVMRP 42 2.3.4.2 Giao thức định tuyến multicast PIM-DM 44 2.3.4.3 Giao thức định tuyến multicast PIM-SM 46 2.3.5 Giao thức quản lý nhóm internet IGMP .49 2.3.5.1 IGMP phiên 49 2.3.5.2 IGMP phiên 50 2.3.5.3 IGMP phiên 50 2.3.6 Truyền tải lưu lượng multicast miền MPLS .51 2.3.6.1 Kiến trúc mặt phẳng chuyển tiếp 51 2.3.6.2 Kiến trúc mặt phẳng điều khiển 53 2.4 Kết luận chương 57 Chương - TRIỂN KHAI ĐA DỊCH VỤ TRÊN MẠNG VN2 CỦA CÔNG TY VTN 3.1 Giới thiệu chương 58 3.2 Kiến trúc mạng VN2 58 3.2.1 Kiến trúc mạng vật lý 58 3.2.2 Kiến trúc mạng logic 60 3.2.2.1 Địa IP cách đặt tên 60 3.2.2.2 Các giao thức điều khiển mạng VN2 61 3.3 Triển khai đa dịch vụ mạng VN2 63 3.3.1 Dịch vụ mạng riêng ảo lớp L2VPN 63 3.3.1.1 Dịch vụ kênh thuê riêng ảo VLL .63 3.3.1.2 Dịch vụ kênh thuê riêng ảo VPLS 64 3.3.2 Dịch vụ mạng riêng ảo lớp VPRN 65 3.3.3 Dịch vụ truy cập internet HSI .66 3.3.4 Dịch vụ truyền hình quảng bá IPTV 68 3.4 Kết luận chương 69 Chương - ĐỀ XUẤT, THỬ NGHIỆM VÀ TRIỂN KHAI CƠ CHẾ BẢO VỆ KHÔI PHỤC TRÊN MẠNG VN2 KHU VỰC ĐÀ NẴNG 4.1 Giới thiệu chương 71 4.2 Tính cấp thiết việc bảo vệ lưu lượng khu vực Đà Nẵng 71 4.2.1 Cấu hình mạng lõi IP/MPLS khu vực Đà Nẵng 71 4.2.2 Đánh giá khả gây lưu lượng 73 4.3 Thử nghiệm kỹ thuật bảo vệ khôi phục mạng VN2 Đà Nẵng 75 4.3.1 Đề xuất giải pháp bảo vệ khôi phục tuyến 75 4.3.2 Khai báo cấu hình Fast Reroute 75 4.3.3 Kiểm tra thiết lập LSP bảo vệ sau cấu hình Fast Reroute 80 4.4 Đo kiểm thời gian ngắt dịch vụ sau triển khai Fast Reroute 82 4.4.1 Giới thiệu đo 82 4.4.2 Cấu hình dịch vụ VPRN PE1, PE2 Đà Nẵng 83 4.4.3 Cấu hình máy đo X16 85 4.4.4 Phát lưu lượng kiểm tra thời gian ngắt dịch vụ 87 4.5 Kết luận chương 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu Downstream LSR Router chuyển mạch nhãn đóng vai trò nhận liệu Egress LER Router biên đóng vai trò ngõ đường chuyển mạch nhãn FIS Báo hiệu thị lỗi có cố kết nối nút miền MPLS Graft Thông điệp yêu cầu nhận liệu multicast Graft-Ack Thông điệp dùng để xác nhận việc ghép nhánh multicast If Chỉ thị giao tiếp Ingress LER Router biên đóng vai trò ngõ vào đường chuyển mạch nhãn Metric Giá trị để giao thức định tuyến sử dụng tính toán tuyến tối ưu Mrouter Chỉ thị router tham gia vào trình xử lý định tuyến multicast Prune Thông điệp dùng để thông báo cắt nhánh multicast Rd Chỉ thị Downstream LSR Router Thiết bị xử lý chuyển mạch định tuyến RSVP Path Bản tin báo hiệu gửi từ điểm đầu đến điểm cuối LSP RSVP Resv Bản tin báo hiệu từ điểm cuối quay lại điểm đầu LSP Ru Chỉ thị Upstream LSR Upstream LSR Router chuyển mạch nhãn đóng vai trò gửi liệu VN1 Tên viết tắt mạng IP/MPLS mặt phẳng công ty VTN VN2 Tên viết tắt mạng IP/MPLS mặt phẳng công ty VTN (S, G) Chỉ thị multicast có nguồn S đích nhóm G (*, G) Chỉ thị multicast có nguồn tất đích nhóm G Danh mục chữ viết tắt AAA Authentication, Authorization and Accounting AS Autonomous System ASBR Autonomous System Boundary Router ASR Autonomous System Router ATM Asynchronous Transfer Mode BGP Border Gateway Protocol BLSR Bidirectional Line Switched Ring BRAS Broadband Remote Access Server CBT Core Based Trees CE Router Customer Edge Router CR-LDP Constraint - Based Routing Label Distribution Protocol DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DR Designated Router DVMRP Distance Vector Multicast Routing Protocol EBGP Exterior Border Gateway Protocol EGP Exterior Gateway Protocol ERO Explicit Route Object FDDI Fiber Distributed Data Interface FEC Forwarding Equivalence Class FIB Forwarding Information Base FIS Fault Indication Signal FRR Fast Reroute FRS Fault Recovery Signal FTP File Transfer Protocol GE Gigabit Ethernet HSI High Speed Internet IBGP Interior Border Gateway Protocol IGMP Internet Group Management Protocol IGMPv1 Internet Group Management Protocol Version IGMPv2 Internet Group Management Protocol Version IGMPv3 Internet Group Management Protocol Version IGP Interior Gateway Protocol IMS IP Multimedia Subsystem IP Internet Protocol IPX Internetwork Packet Exchange IPTV Internet Protocol Television IS-IS Intermediate System To Intermediate System IS-IS-TE Intermediate System To Intermediate System - Traffic Engineering LAG Link Aggregation LDP Label Distribution Protocol LER Label Edge Router LFIB Label Forwarding Information Base LIB Label Information Base LSP Label Switching Path LSR Label Switching Router MAC Media Access Control MANE Metro Area Network – Ethernet MOSPF Multicast Open Shortest Path First MPLS Multiprotocol Label Switching MP-BGP Multiprotocol - Border Gateway Protocol Mrouter Multicast Router MSC Mobile Switching Center MTU Maximum Transmission Unit NPE Network Provider Edge NPR Network Provider Router NTP Network Time Protocol OSI Open Systems Interconnection OSPF Open Shortest Path First OSPF-TE Open Shortest Path First - Traffic Engineering PSL Path Switch Label Switching Path PML Path Merge Label Switching Path POR Point of Repair P2MP LSP Point – To – Multipoint Label Switching Path P Router Provider Router PE-AGG Provider Edge – Aggregate PE Router Provider Edge Router PIM - DM Protocol Independent Multicast - Dense Mode PIM – DMv1 Protocol Independent Multicast - Dense Mode Version PIM – DMv2 Protocol Independent Multicast - Dense Mode Version PIM - SM Protocol Independent Multicast - Sparse Mode PIM Protocol Independent Multicast PPP Point-to-Point Protocol PVC Permanent Virtual Circuit QoS Quality Of Service RIB Routing Information Base RIP Routing Information Protocol RD Route Distinguisher RNC Radio Node Controller RP Rendezvous Point RPR Resilient Packet Ring RR Route Reflector RSVP Resource Reservation Protocol RT Route Target SDH Synchronous Digital Hierarchy SONET Synchronous Optical Networking SPT Shortest Path Tree SR Service Router STB Set Top Box STM Synchronous Transport Module TE Traffic Engineering TTL Time To Live UPE Under Provider Edge UPSR Unidirectional Path Switched Ring VC Virtual Circuit VDC Vietnam Data Communication VNPT Vietnam Posts and Telecommunications Corporation VoD Video On Demand VPN Virtual Private Network VPNv4 Virtual Private Network Version VRF Virtual Routing Forwarding VTN Vietnam Telecoms National VoIP Voice Over Internet Protocol VLL Virtual Leased Line VLAN Virtual Local Access Network VPLS Virtual Private Lan Service VPRN Virtual Private Routed Network VRRP Virtual Router Redundancy Protocol WAN Wide Area Network WC bit Wildcard bit DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1-1 Minh họa trình chuyển tiếp gói tin IP MPLS Hình 1-2 Ánh xạ MPLS với mô hình OSI TCP/IP Hình 1-3 Miền MPLS Hình 1-4 Hình 1-5 Minh họa upstream downstream LSR Cấu trúc mào đầu MPLS Hình 1-6 Báo hiệu nhãn MPLS Hình 1-7 Mặt phẳng điều khiển mặt phẳng liệu Hình 1-8 Sửa chữa toàn cục 19 Hình 1-9 Khôi phục kết nối cục 19 Hình 1-10 Khôi phục nút cục 20 Hình 1-11 Mô hình Makam 21 Hình 1-12 Mô hình Haskin 22 Hình 1-13 Mô hình Simple Dynamic (Bảo vệ kết nối) 22 Hình 1-14 Mô hình Shortest Dynamic (Bảo vệ kết nối) 24 Hình 1-15 Mô hình Shortest Dynamic (Bảo vệ nút) 24 Hình 1-16 Mô hình bảo vệ 1-1 25 Hình 1-17 Mô hình bảo vệ 1-1 kết hợp 26 Hình 1-18 Mô hình bảo vệ linh hoạt 27 Hình 2-1 Minh họa mạng riêng ảo 29 Hình 2-2 Mô hình VPN chồng lấp 30 Hình 2-3 Mô hình VPN ngang hàng 31 Hình 2-4 Mô hình VPN/MPLS tổng quát 32 Hình 2-5 Vai trò VRF router PE Minh họa giá trị RD RT dùng phân biệt tuyến 33 Hình 2-6 Hình 2-7 VPN/MPLS Quá trình xử lý thông tin đầu cuối liệu Hình 2-8 Quá trình chuyển tiếp gói liệu 34 35 36 Hình 2-9 Định dạng địa lớp D 38 Hình 2-10 Minh họa nguồn 39 Hình 2-11 Minh họa chia sẻ 40 Hình 2-12 Tìm hàng xóm DVMRP 43 Hình 2-13 Cắt nhánh DVMRP 43 Hình 2-14 Cắt nhánh PIM - DM 45 Hình 2-15 Ghép nhánh PIM - DM Hoạt động chuyển tiếp đường chuyển mạch nhãn 46 Hình 2-16 52 Hình 2-17 P2MP LSP Báo hiệu P2MP LSP giao thức RSVP Hình 2-18 Báo hiệu P2MP LSP giao thức LDP 56 Hình 3-1 Mô hình mạng IP/MPLS mặt phẳng 59 Hình 3-2 Minh họa mô hình kết nối loại A 60 Hình 3-3 Minh họa mô hình kết nối loại B 60 Hình 3-4 Kiến trúc điều khiển định tuyến đầu cuối 62 Hình 3-5 Thiết lập LSP thông qua miền lõi IP/MPLS 63 Hình 3-6 Minh họa dịch vụ VLL 64 Hình 3-7 Minh họa dịch vụ VPLS qua mạng lõi VN2 65 Hình 3-8 Minh họa dịch vụ VPRN qua mạng lõi VN2 66 Hình 3-9 Mô hình kết nối Internet qua mạng VN2 Mô hình định tuyến PIM mạng lõi IP/MPLS 67 Hình 3-10 Hình 3-11 Hình 4-1 Hình 4-2 Hình 4-3 Hình 4-4 Hình 4-5 Hình 4-6 mạng đô thị Mô hình cung cấp dịch vụ IPTV Sơ đồ kết nối mạng MANE VN2 khu vực Đà Nẵng Minh họa sơ đồ kết nối mạng MANE với VN2 tỉnh với PE Số liệu lưu lượng P1/ĐNG – P2/ĐNG Sơ đồ mạng lõi VN2 Đà Nẵng Mô hình đo thời gian ngắt dịch vụ sau cấu hình Fast Reroute Cấu hình cổng vật lý máy đo 53 68 69 72 73 74 75 82 86 Hình 4-7 Cấu hình địa IP gateway máy đo 86 Hình 4-8 Cấu hình tạo luồng lưu lượng máy đo 87 Hình 4-9 Kết mẫu đo số lượng gói tin bị 88 [...]... cục bộ 19 Hình 1-10 Khôi phục nút cục bộ 20 Hình 1-11 Mô hình Makam 21 Hình 1-12 Mô hình Haskin 22 Hình 1-13 Mô hình Simple Dynamic (Bảo vệ kết nối) 22 Hình 1-14 Mô hình Shortest Dynamic (Bảo vệ kết nối) 24 Hình 1-15 Mô hình Shortest Dynamic (Bảo vệ nút) 24 Hình 1-16 Mô hình bảo vệ 1-1 25 Hình 1-17 Mô hình bảo vệ 1-1 kết hợp 26 Hình 1-18 Mô hình bảo vệ linh hoạt 27 Hình 2-1 Minh họa mạng riêng ảo 29 Hình... hình mạng IP/MPLS mặt phẳng 2 59 Hình 3-2 Minh họa mô hình kết nối loại A 60 Hình 3-3 Minh họa mô hình kết nối loại B 60 Hình 3-4 Kiến trúc điều khiển và định tuyến đầu cuối 62 Hình 3-5 Thiết lập LSP thông qua miền lõi IP/MPLS 63 Hình 3-6 Minh họa dịch vụ VLL 64 Hình 3-7 Minh họa dịch vụ VPLS qua mạng lõi VN2 65 Hình 3-8 Minh họa dịch vụ VPRN qua mạng lõi VN2 66 Hình 3-9 Mô hình kết nối Internet qua mạng. .. VN2 Mô hình định tuyến PIM giữa mạng lõi IP/MPLS và 67 Hình 3-10 Hình 3-11 Hình 4-1 Hình 4-2 Hình 4-3 Hình 4-4 Hình 4-5 Hình 4-6 mạng đô thị Mô hình cung cấp dịch vụ IPTV Sơ đồ kết nối mạng MANE và VN2 khu vực Đà Nẵng Minh họa sơ đồ kết nối mạng MANE với VN2 tại một tỉnh với 1 PE Số liệu lưu lượng giữa P1/ĐNG – P2/ĐNG Sơ đồ mạng lõi VN2 tại Đà Nẵng Mô hình bài đo thời gian ngắt dịch vụ sau khi cấu hình...DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1-1 Minh họa quá trình chuyển tiếp gói tin IP và MPLS 4 Hình 1-2 Ánh xạ MPLS với mô hình OSI và TCP/IP 6 Hình 1-3 Miền MPLS 6 Hình 1-4 Hình 1-5 Minh họa upstream và downstream LSR Cấu trúc của một mào đầu MPLS 7 8 Hình 1-6 Báo hiệu nhãn MPLS 9 Hình 1-7 Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu 9 Hình 1-8 Sửa chữa toàn cục 19 Hình 1-9 Khôi phục kết... P1/ĐNG – P2/ĐNG Sơ đồ mạng lõi VN2 tại Đà Nẵng Mô hình bài đo thời gian ngắt dịch vụ sau khi cấu hình Fast Reroute Cấu hình cổng vật lý trên máy đo 53 68 69 72 73 74 75 82 86 Hình 4-7 Cấu hình địa chỉ IP và gateway trên máy đo 86 Hình 4-8 Cấu hình tạo luồng lưu lượng trên máy đo 87 Hình 4-9 Kết quả một mẫu đo số lượng gói tin bị mất 88 ... Minh họa mạng riêng ảo 29 Hình 2-2 Mô hình VPN chồng lấp 30 Hình 2-3 Mô hình VPN ngang hàng 31 Hình 2-4 Mô hình VPN/MPLS tổng quát 32 Hình 2-5 Vai trò của VRF trong router PE Minh họa các giá trị RD và RT dùng phân biệt tuyến 33 Hình 2-6 Hình 2-7 trong VPN/MPLS Quá trình xử lý thông tin đầu cuối dữ liệu Hình 2-8 Quá trình chuyển tiếp gói dữ liệu 34 35 36 Hình 2-9 Định dạng của địa chỉ lớp D 38 Hình 2-10