Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS

Giáo trình Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS

Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 1 ĐạI HọC QUốC GIA Hà NộI TRƯờng đại học công nghệ Lng Th Tho THIết kế mô hình mạng atm mpls Khoá luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy Ngnh: in t - Vin thụng Hà nội - 2005 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Kim Giao đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này. Đồng thời em xin đợc cảm ơn các thầy cô giáo trờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, những ngời đã trang bị cho em những kiến thức giúp em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này. Hà Nội, tháng 6 năm 2005 Sinh viên Luơng Thị Thảo Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 2 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Tóm tắt nội dung Hiện nay, mạng Inernet truyền thống không thể đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng nhanh của khách hàng vì không có bất kỳ cơ chế điều khiển chất lợng nào, không hỗ trợ tốt chất lợng dịch vụ và không cung cấp hiệu quả mạng riêng ảo. Gần đây, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) đợc đề xuất sử dụng để tải các gói tin IP trên các kênh ảo, MPLS đã kết hợp đợc các u điểm của chuyển mạch gói datagram và chuyển mạch kênh ảo và khắc phục đợc các nhợc điểm trên của mạng truyền thống. Do vậy, trong đề tài luận văn này, em muốn giới thiệu về công nghệ MPLS. Tuy nhiên để tận dụng cơ sở hạ tầng của công nghệ ATM hiện tại - công nghệ tin cậy đã đợc kiểm chứng qua thực tế và từng bớc tiến tới mạng MPLS hoàn toàn, luận văn tập trung nghiên cứu về các giải pháp thiết kế mạng ATM MPLS. Đặc biệt bài báo cáo nghiên cứu thiết kế mô hình mô phỏng mạng ATM MPLS có thể ứng dụng trong những điều kiện ở Việt Nam, cũng nh để phục vụ cho đào tạo tại bộ môn Viễn Thông - trờng Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN. Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 3 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS MụC LụC Trang Lời mở đầu 1 Chơng 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS 3 1.1 Giới thiệu .3 1.1.1 Khái niệm MPLS .4 1.1.2 Sự ra đời của MPLS .4 1.2 Tình hình triển khai và quá trình chuẩn hoá về MPLS .7 1.2.1 Tình hình triển khai MPLS 7 1.2.2 Quá trình chuẩn hoá về MPLS .8 1.3 Các u điểm và ứng dụng của MPLS 9 1.3.1 Ưu điểm .9 1.3.2 ứng dụng 10 1.4 Tóm tắt chơng .11 CHƯƠNG 2. Các thành phần và hoạt động của mạng MPLS 12 2.1 Các khái niệm cơ bản của MPLS 12 2.2 Các thành phần cơ bản của MPLS 15 2.3 Các giao thức cơ bản của MPLS .16 2.3.1 Giao thức phân bố nhãn LDP .16 2.3.2 Giao thức CR-LDP 17 2.3.3 Giao thức RSVP 17 2.3.4 Giao thức MPLS-BGP .17 2.3.5 Kiến trúc hệ thống giao thức MPLS .17 2.4 Hoạt động của MPLS 19 2.4.1 Chuyển mạch nhãn .19 2.4.2 Đồ hình mạng MPLS 20 2.4.3 Các bớc hoạt động của MPLS .20 2.4.4 Các đờng hầm trong MPLS .23 2.5 Triển khai ứng dụng công nghệ MPLS tại Việt Nam .24 2.5.1 Khả năng ứng dụng của MPLS .25 2.5.2 Một số nguyên tắc khi triển khai mạng NGN 25 2.5.3 Mô hình mạng MPLS 26 2.6 Tóm tắt chơng 27 CHƯƠNG 3: Thiết kế mạng ATM MPLS 28 3.1 Giới thiệu 28 3.1.1 Mô hình chức năng mạng NGN 29 3.1.2 Chuyển mạch thẻ và thuật ngữ 30 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 4 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 3.1.3 Các cấu trúc chung của MPLs .31 3.1.4 MPLS và các kết hợp IP trên ATM khác 32 3.1.5 Các bớc thiết kế mạng ATM MPLS 33 3.2 Chọn thiết bị MPLS .34 3.2.1 Cấu trúc mạng MPLS .34 3.2.2 Chọn thiết bị MPLS Cisco .38 3.2.3 IP+ATM .45 3.3 Thiết kế mạng ATM MPLS .48 3.3.1 Cấu trúc các điểm truy nhập dịch vụ PoP .48 3.3.2 Xác định các đờng liên kết của mạng ATM MPLS .53 3.3.3 Định tuyến IP trong mạng ATM MPLS 63 3.3.4 Xác định không gian kênh ảo VC nhãn MPLS 66 3.3.5 Thiết kế mạng liên tục .80 3.4 ứng dụng mô hình ATM MPLS trong giải pháp của Nortel 80 3.5 Tóm tắt chơng 82 CHƯƠNG 4. Triển khai ứng dụng của mạng ATM MPLS . . 83 4.1 Các tiêu chí xây dựng mạng viễn thông ứng dụng trong đào tạo . 83 4.2 Xây dựng mô hình mạng viễn thông ứng dụng trong đào tạo .84 4.3 Nhận xét . .89 4.5 Tóm tắt chơng .90 KếT LUậN .91 Tài liệu tham khảo 92 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 5 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS THUT NG VIT TT Vit tt Ting Anh Ting vit ATM Aysnchronous Transfer Mode Phng thc truyn tin khụng ng b ASBP B nh tuyn ng biờn h thng t tr BGP BGP Border Gateway Protocol Giao thc nh tuyn ging nh giao thc cng biờn CLNP Connectionless Network Protocol Giao thc mng khụng kt ni CR-LDP Constraint-Based Routing-LDP Giao thc phõn phi nhón nh tuyn da trờn rng buc CSR Cell Switching Router B nh tuyn chuyn mch t bo DLCI Data Link Connection Identifier Nhn dng kt ni lp liờn kt d liu DWDM Dense Wavelength Divion Multiplexing Ghộp kờnh phõn chia theo bc súng mt cao FEC Forwarding Equivalence Class Lp chuyn tip tng ng FIB Forwarding Information Base C s d liu chuyn tip trong b nh tuyn GMPLS Generalized Multi Protocol Label Switching Chuyn mch nhón a giao thc tng quỏt IEIF Internation Engineering Task Force T chc tiờu chun k thut Quc t Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thc nh tuyn trong min Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 6 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS IMA Hp kờnh o trờn ATM IP Internet Protocol Giao thc Internet IS-IS Intermedia System to Intermedia System Giao thc nh tuyn mng trung gian ti mng trung gian IS-IS-TE Intermedia System to Intermedia System Traffic Engineer Giao thc IS-IS cú k tht lu lng LAN Local Area Network Mng cc b LDP Label Distribution Protocol Giao thc phõn phi nhón LER Label Edge Router B nh tuyn biờn nhón LFIB Label Forwarding Information Base C s thụng tin chuyn tip nhón LIB Label Information Base C s thụng tin nhón LMP Link Management Protocol Giao thc qun lớ kờnh LSC B iu khin chuyn mch nhón LSP Label Switched Path ng chuyn mch nhón LSR Label Switching Router B nh tuyn chuyn mch nhón MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyn mch nhón a giao thc NGN Next Generation Network Mng th h sau OSPF Open Shortest Path First Giao thc nh tuyn m rng theo phng thc u tiờn tuyn ng ngn nht OXC Optical Cross-Connect u ni ghộp quang PNNI Private Node to Node Interface Giao din nỳt nỳt riờng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 7 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS PPP Point to Point Protocol Giao thc im im QoS Quanlity of Service Cht lng dch v RIP Realtime Internet Protocol Giao thc bỏo hiu IP thi gian thc RSVP Resource Reservation Protocol Giao thc dnh trc ti nguyờn SDH Synchronous Digital Hierachy Phõn cp truyn dn s ng b SONET Synchronous Optical Network Mng quang ng b TCP Transport Control Protocol Giao thc iu khin truyn ti TDP Tag Distribution Protocol Giao thc phõn b th TE Traffic Engineering iu khin lu lng UDP User Data Protocol Giao thc d liu ngi s dng VC Virtual connection Kt ni o VCI Virtual Circuit Identifier Nhn dng ng o trong t bo VP Virtual Path Kờnh o VPI Virtual Path Identifier Nhn dng kờnh o trong t bo VPN Virtual Private Network Mng riờng o WAN Wide Area Network Mng din rng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 8 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lời mở đầu Nn tng cho xó hi thụng tin chớnh l s phỏt trin cao ca cỏc dch v vin thụng. Mm do, linh hot, v gn gi vi ngi s dng l mc tiờu cn hng ti. Vi nm qua, Internet ang ngy cng phỏt trin vi cỏc ng dng mi trong thng mi v th trng ngi tiờu dựng. Cựng vi cỏc dch v truyn thng hin nay c cung cp qua Internet thỡ cỏc dch v thoi v a phng tin ang c phỏt trin v s dng. Tuy nhiờn, tc v di thụng ca cỏc dch v v ng dng ny ó vt quỏ ti nguyờn h tng Internet hin nay. Chớnh nhng iu ó gõy mt ỏp lc cho mng vin thụng hin thi, phi m bo truyn ti thụng tin tc cao vi giỏ thnh h. gúc khỏc s ra i ca nhng dch v mi ny ũi hi phi cú cụng ngh thc thi tiờn tin. u im ni bt ca giao thc nh tuyn TCP/IP l kh nng nh tuyn v truyn gúi tin mt cỏch ht sc mm do linh hot v rng khp ton cu. Nhng IP khụng m bo cht lng dch v, tc truyn tin theo yờu cu, trong khi ú cụng ngh ATM cú th mnh u vit v tc truyn tin cao, m bo thi gian thc v cht lng dch v theo yờu cu nh trc. S kt hp IP vi ATM cú th l gii phỏp k vng cho mng vin thụng tng lai - mng th h sau NGN. Gn õy, cụng ngh chuyn mch nhón a giao thc (MPLS) c xut ti cỏc gúi tin trờn cỏc kờnh o v khc phc c cỏc vn m mng ngy nay ang phi i mt, ú l tc , kh nng m rng cp mng, qun lý cht lng, qun lý bng thụng cho mng IP th h sau - da trờn mng ng trc v cú th hot ng vi cỏc mng Frame Relay v ch truyn ti khụng ng b (ATM) hin nay ỏp ng cỏc nhu cu dch v ca ngi s dng mng. Ngy nay, nhng xu hng phỏt trin cụng ngh ó v ang tip cn nhau, an xen ln nhau cho phộp mng li tha món tt hn cỏc nhu cu ca khỏch hng trong tng lai. Th trng vin thụng trờn th gii ang ng trong xu th cnh tranh v phỏt trin hng ti mng vin thụng hi t ton cu to ra kh nng kt ni a dch v trờn phm vi ton th gii. Do vy, ỏp ng c cỏc nhu cu ú, s ra i ca MPLS l tt yu. Tuy nhiờn, hin ti vn cha rừ rng liu MPLS cú ỏp ng c hay khụng ũi hi v cht lng dch v - QoS m ATM ó khng nh v trớ ca mỡnh. ATM cho n gi vn l cụng ngh duy nht c kim nghim v ó thnh cụng trong vic tớch Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 9 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS hp d liu, thoi, v video trờn cựng mt mng. Hin ti thỡ mt gii phỏp kt hp an ton kh thi l chy c ATM v MPLS trờn mng ng trc. Vi ý ngha ú cụng vic nghiờn cu tỡm hiu v ỏnh giỏ cỏc gii phỏp thit k mng ATM MPLS c tin hnh trong lun vn ny l rt cn thit, c bit khi xu th mng NGN (mng th h sau) hi t ton cu to ra kh nng kt ni a dch v trờn phm vi ton th gii. Vi ton b ni dung trỡnh by trong lun vn ny, ti mong mun c tip tc nghiờn cu v vn ny nhm tham gia v trao i vn thit k trong lnh vc mng th h sau cũn rt rng ln v hp dn. Mc ớch ca ti lun vn l nghiờn cu tỡm hiu cụng ngh MPLS tin ti thit k mng ATM MPLS cú th a vo ng dng trong nhng iu kin c th ti Vit Nam v cng nh phc v cho o to v cụng ngh mng vin thụng ti trng i hc Cụng ngh - HQGHN. Vi mc tiờu ú ni dung ca lun vn gm cỏc vn sau: Chng 1: Gii thiu tng quan v cụng ngh chuyn mch nhón a giao thc (MPLS). Chng 2: Gii thiu cỏc thnh phn v hot ng ca mng MPLS. Chng 3: Thit k mng ATM MPLS. Chng 4: Trin khai ng dng ca mng ATM MPLS trong o to . Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 10 [...]... cần đạt và kế hoạch triển khai. Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 32 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 3.1.3 C¸c cÊu tróc chung cđa MPLs 31 3.1.4 MPLS và các kết hợp IP trên ATM khác 32 3.1.5 Các bớc thiết kế mạng ATM MPLS 33 3.2 Chän thiÕt bÞ MPLS 34 3.2.1 CÊu tróc m¹ng MPLS 34 3.2.2 Chän thiÕt bÞ MPLS Cisco 38 3.2.3 IP +ATM 45 3.3 ThiÕt kÕ m¹ng ATM MPLS 48 3.3.1... liên kết của mạng ATM MPLS 53 3.3.3 Định tuyến IP trong mạng ATM MPLS 63 3.3.4 Xác định không gian kênh ¶o – VC nh·n MPLS 66 3.3.5 ThiÕt kÕ mạng liên tục 80 3.4 ứng dụng mô hình ATM MPLS trong giải pháp của Nortel 80 3.5 Tóm tắt chơng 82 CHƯƠNG 4. Triển khai ứng dụng của mạng ATM MPLS . 83 4.1 Các tiêu chí xây dựng mạng viễn thông ứng dụng trong đào tạo 83 4.2 Xây dựng mô hình mạng viễn... Công nghệ 22 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Chơng 3: Thiết kế mạng ATM MPLS Một trong những bất đồng chính giữa các nhà cung cấp truyền thống và mạng thế hệ sau - NGN (Next Generation Network) là ở vai trò của ATM và MPLS. Các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống đã đầu tư rất nhiều vào công nghệ ATM cho một mạng lõi đa dịch vụ và khơng có ý định rút ATM ra khỏi mạng lõi trong tương... chuyển mạch. − MPLS cung cấp các hỗ trợ cho kỹ thuật lưu lượng IP, đó là điều khiển mềm dẻo các luồng lưu lượng IP theo các nguồn tài nguyên trên mng. Lơng Thị Thảo Trờng Đại häc C«ng nghƯ 36 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 2.4.2 Đồ hình của mạng MPLS Hình9 : Đồ hình mạng MPLS. Miền MPLS là một “tập kế tiếp các nút hoạt động định tuyến và chuyển tiếp MPLS . Miền MPLS có thể... nghệ 33 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS g. Mạng đường trục kép Hình 15: Thiết bị trong mạng MPLS a) MPLS dựa trên gói tin đơn giản Cấu trúc mạng MPLS đơn giản nhất được thể hiện trên hình 15(a). Cấu trúc này áp dụng trong mạng chỉ có bộ định tuyến, điều này có thể ứng dụng để hỗ trợ dịch vụ VPN hoặc điều khiển lưu lượng. Trong cấu trúc này, phía khách hàng có được kết nối trực tiếp... được sử dụng như: − ATM MPLS là một kiểu mạng MPLS mà hoạt động với bộ chuyển mạch ATM làm chuyển mạch MPLS. Cụ thể hơn, ATM MPLS là một kiểu mạng của MPLS mà mỗi nhãn khác nhau trên đường truyền được đại diện bởi một VC khác. − MPLS dựa trên gói tin” đề cập đến một kiểu của mạng MPLS mà hoạt động trong các mạng không sử dụng MPLS ATM. Cụ thể hơn, đó là một kiểu mạng của MPLS mà các nhãn được... Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mng din rng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 8 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là cơng 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... hoặc 7500 series. LSR biên được kết nối bởi đường kiên kết ATM đến thiết bị lõi là ATM LSR. ATM LSR có thể là L−¬ng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 44 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS được sử dụng trong tài liệu này khi thuật dường như đề cập đến “Frame Relay”, nhưng MPLS dựa trên gói tin khơng nhất thiết dùng đến Frame Relay. − “LSR dựa trên gói tin” là thiết bị mà thao tác vơí tồn... mỗi gói. MPLS dựa trên gói tin cũng được biết đến như MPLS không ATM , MPLS dựa trên khung” và MPLS dựa trên bộ định tuyến”. Thuật ngữ MPLS da trờn khung khụng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 38 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS MụC LụC Trang Lời mở đầu 1 Chơng 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS 3 1.1 Giíi thiƯu 3 1.1.1 Kh¸i niƯm MPLS 4 1.1.2 Sù ra ®êi cđa MPLS 4 ... Mạng MPLS, hay ATM MPLS là mạng lõi trong hệ thống mạng NGN. Trong luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu thiết kế mơ hình mạng ATM MPLS này. 3.1.2 Chuyển mạch thẻ và các thuật ngữ chuyên nghành MPLS là phiên bản được chuẩn hố từ đề xuất chuyển mạch thẻ có nguồn gốc từ Cisco. MPLS và chuyển mạch thẻ giống nhau về nguyên lý và gần giống cả về hoạt động. Tài liệu này sử dụng các thuật ngữ MPLS . THIết kế mô hình mạng atm mpls Khoá luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy Ngnh: in t - Vin thụng Hà nội - 2005 Thiết kế mô hình mạng ATM. tới mạng MPLS hoàn toàn, luận văn tập trung nghiên cứu về các giải pháp thiết kế mạng ATM MPLS. Đặc biệt bài báo cáo nghiên cứu thiết kế mô hình mô phỏng