Điều khiển lưu lượng trong chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

LỜI CAM ĐOAN Tên : Trần Phương Nhung Sinh ngày: 04/01/1986 Học viên cao học khóa 2011-2013 Tôi xin cam đoan, toàn kiến thức nội dung luận văn kiến thức tự nghiên cứu từ tài liệu tham khảo nước, chép hay vay mượn hình thức để hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Điện tử Viễn thông Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung luận văn trước Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng sau Đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN MPLS 1.1 Giới thiệu MPLS 1.2 Phƣơng thức hoạt động: 1.3 Các khái niệm MPLS 1.4 Cấu trúc mạng phƣơng thức hoạt động 1.4.1 Cấu trúc nút MPLS 1.4.2 Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn (LFIB) 10 1.5 Thuật toán chuyển tiếp nhãn (Label Forwarding Algorithm) 11 1.5.1 Hoạt động chuyển tiếp MPLS 11 1.5.2 Module điều khiển MPLS 13 1.6.1 Giao Thức TDP 14 1.6.2 Giao Thức LDP 15 1.6.3 Sự trì nhãn MPLS 15 1.6.4 Routing với nhãn 16 1.7 Các loại nhãn đặc biệt 203 1.8 Kết Luận Chƣơng 21 CHƢƠNG 2: VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG TRONG MPLS 22 2.1 Giới thiệu chung 22 2.2 Quản lý lƣu lƣợng MPLS 24 2.2.1 Khái niệm trung kế lưu lượng MPLS 24 2.2.2 Hoạt động trung kế lưu lượng 25 2.2.3 Các thuộc tính kỹ thuật lưu lượng trung kế lưu lượng 26 2.3 Bài toán điều khiển lƣu lƣợng MPLS 26 2.3.1 Đặt vấn đề 26 2.3.2 Một số kĩ thuật điều khiển lưu lượng MPLS 34 2.4 Kết luận chƣơng 40 CHƢƠNG 3: KỸ THUẬT LƢU LƢỢNG VỚI MPLS TE 41 3.1 Tổng quan Kỹ thuật MPLS TE 41 3.2 Bài toán minh họa 41 3.3 Thiết lập đƣờng truyền thiết kế lƣu lƣợng sử dụng MPLS-TE 43 3.3.1 Thuộc tính ưu tiên (priority) chiếm trước (preemption) LSP 43 3.3.2 Phân phối thông tin – IGP mở rộng 43 3.3.3 Tính toán đường truyền – CSPF 44 3.3.4 Thiết lập đường truyền - RSVP mở rộng điều khiển chấp nhận (admission control) 46 3.4 Sử dụng đƣờng truyền thiết kế lƣu lƣợng 47 3.5 Kết luận chƣơng 50 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPLS TẠI VIỆT NAM 52 4.1 Tại VNPT 52 4.2 Ứng Dụng MPLS tập đoàn Viettel 55 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT AAL5 ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM Application Programming API ASN.1 Interface Giao Diện chương trình ứng Dụng Abstract Syntax Notation Chuyển mạch IP theo phương pháp tổng Number One hợp tuyến Addresss Resolution ARP Protocol Giao thức phân tích địa AS Autonomous System Hệ tự quản Asynchronous Transfer ATM Mode Phương thức truyền tải không đồng BroadBand Remote Access BBRAS Server Máy chủ truy nhập từ xa băng rộng BCF Bearer Contrrol Function Khối chức điều khiển tải tin BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng miền BOF Board Of a Founders Cuộc họp trù bị WG-IETF COS Class of Service Lớp dịch vụ CPE Customer Premise Equipment Thiết bị phía khách hàng CR Cell Router Bộ định tuyến tế bào Constrained Shortest Path Giao thức định tuyến tìm đường ngắn CSPF First DNS Domain Name System Hệ thống tên miền Data Link Connection DLCI Identifier Nhận dạng kết nối lớp liên kết liệu DS Differentiated Service Các dịch vụ khác ECR Egress Cell Router Thiết bị định tuyến tế bào lối EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên Element Management EMS System Hệ thống quản lý phần tử Forwarding Equivalence FEC Class Nhóm chuyển tiếp tương đương Cơ sở liệu chuyển tiếp định FIB Forwarding Infomation Base tuyến FR Frame Relay Chuyển dịch khung FTN FEC - to – NHLFE Sắp xếp FEC vào NHLFE International Bussiness IBM Machine Công ty IBM Internet Control Message ICMP Protocol Giao thức tin điều khiển Internet ICR Ingress Cell Router Thiết bị định tuyến tế bào lối vào International Engineering Tổ chức tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế cho IETF Task Force Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến miền IN Intelligent Network Mạng thông minh INTSERV Integrated services Dịch vụ tích hợp IP Internet Protocol Giao thức định tuyến Internet IPv4 IP version IP phiên 4.0 International Softswitch ISC Consortium Tổ chức chuyển mạch mềm quốc tế Intergrated Service Digital ISDN Network Mạng số liên kết đa dịch vụ Intermediate System – ISIS Intermediate System Giao thức định tuyến IS-IS IT Information Technology Kỹ thuật thông tin LAN Local Area Network Mạng cục Label Controlled ATM LC-ATM Interface Giao diện ATM điều khiển nhãn LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn Label Forwarding LFIB Information Base Cơ sở liệu chuyển tiếp nhãn LIB Label Information Base Bảng thông tin nhãntrong định tuyến L2TP Layer tunnel protocol Giao thức đường hầm lớp LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý kênh LPF Logical Port Fuction Khối chức cổng logic LSP Label Switched Path Tuyến chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Thiết bị điều khiển truy nhập mức MAC Media Access Controller phương tiện truyền thông MG Media Gateway Cổng chuyển đổi phương tiện MGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiển MG Management Information MIB Base Cơ sở liệu thông tin quản lý MultiProtocol Label MPLS Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPOA MPLS over ATM MPLS ATM MSF MultiService Switch Forum Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ NGN Next Generation Network Mạng hệ sau NextHop Label Forwarding Phương thức gửi chuyển tiếp gói tin dán Entry nhãn NHLFE Next Hop Resolution NHRP Protocol Giao thức phân tích địa nút NLPID Network Layer Protocol Nhận dạng giao thức lớp mạng NNI Network Network Interface Giao diện mạng - mạng Network Management NMS system Hệ thống quản lý mạng OID Object Identifier Nhận dạng đối tượng OOD Object- Oriented Design Thiết kế đối tượng định hướng OPSF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến OSPF Open Systems OSI Interconnection Kết nối hệ thống mở OSS Operation Support system Hệ thống hỗ trợ vận hành PDU Protocol Data Unit Đơn vị liệu giao thức Public switch telephone PSTN Network Mạng chuyển mạch thoại công cộng PVC Permanent Virtual Circuit Kênh ảo cố định QOS Quality Of Service Chất lượng dịch vụ RFC Request for Comment Các tài liệu tiêu chuẩn IP IETF đưa RIP Realtime Internet Protocol Giao thức báo hiệu IP thời gian thực Resource Reservation Giao thức giành trước tài nguyên (hỗ trợ Protocol QoS) RSVP Thoả thuận mức dịch vụ nhà cung SLA Service Level Agreement cấp khác hàng SNAP Service Node Access Point Điểm truy nhập nút dịch vụ SNI Signalling Network Interface Giao diện mạng báo hiệu Simple Network SNMP Management Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản Synchronous Optical SONET Network Mạng truyền dẫn quang đồng SP Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ SPF Shortest Path First Giao thức định tuyến đường ngắn SVC Switched Virtual Circuit Kênh ảo chuyển mạch TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối thẻ TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TGW Trunking Gateway Cổng trung kế TLV Type-Length- Value Giá trị chiều dài tuyến (số nút) Telecommunication TMN Mângement Network Mạng quản lý thông tin Telecommunications TOM Operations MAP Hoạt động thông tin MAP TOS Type of Service Các kiểu dịch vụ USM User – based security Model Kiểu bảo mật sở người sử dụng UDP User Data Protocol Giao thức liệu người sử dụng VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Virtual Circuit Identifier Trường nhận dạng kênh ảo tế bào VNS Virtual Network Service Dịch vụ mạng ảo VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VR Virtual Router Bộ định tuyến ảo VSC Virtual Switched Controller Khối điều khiển chuyển mạch ảo Virtual Switched Control VSCF Fuction Khối chức điều khiển chuyển mạch ảo VSF Virtual Switched Fuction Khối chức chuyển mạch ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wave Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng WFQ Weighted Factor Queque Hàng đợi theo trọng số DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1:Cấu trúc mạng MPLS Hình 1.2: Cấu trúc nhãn MPLS Hình 1.3 : Mặt Phẳng điều khiển chuyển tiếp MPLS Hình 1.4: Định dạng tiêu đề MPLS Hình 1.5 : Cấu trúc nhãn dạng tế bào Hình 1.6 : Cấu trúc bảng LFIB 10 Hình 1.7 : Sơ đồ thuật toán chuyển tiếp nhãn .11 Hình 1.8: Control Plane MPLS 12 Hình 1.9: Mạng MPLS 16 Hình 1.10: Nexthop MPLS 17 Hình 1.11 :Gán nhãn MPLS 17 Hình 1.12 :Quảng bá nhãn MPLS 17 Hình 1.13 :Bảng nhãn router MPLS 18 Hình 1.14 :LIB LFIB Router MPLS 18 Hình 1.15 :FIB LFIB router 19 Hình 1.16 : Gán nhãn cho gói tin vào .19 Hình 1.17 :Chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn 20 Hình 1.18 : POP nhãn router biên 20 Hình 2.1: So sánh chuyển tiếp MPLS chuyển tiếp IP 28 Hình 2.2.: Tắc nghẽn gây kỹ thuật chon đường ngắn .31 Hình 2.3: Giải pháp cho vấn đề sử dụng kỹ thuật lưu lượng .32 Hình 2.4: Cấu hình đệm .36 Hình 3.1 : Đường LSP MPLS 43 Hình 3.2: LSP MPLS .46 Hình 3.3: Metric LSP MPLS 49 Hình 4.1: Kết nối văn phòng trụ sở 53 Hình 4.2: Sơ đồ MPLS L2VPN 53 Hình 4.3 : Sơ Đồ MPLS L3VPN .54 Hình 4.4: Sơ đồ kết nối Mạng MPBN .55 Hình 4.5: Chi tiết kết nối mô hình mạng MPBN 55 Hình 4.6: Mô hình kết nối mạng IPBN 56 cấu hình thủ công để dùng LSP bị giới hạn thay đổi khỏi cách hoạt động nên làm giới hạn việc dùng mở rộng Để thấy hiệu đường truyền thiết kế lưu lượng, giao thức định tuyến cần nhận biết LSP Theo cách xử lý giao thức định tuyến, LSP coi giao tiếp (a tunnel) có giá trị metric phù hợp với Giá trị metric giống đường truyền IP cấu hình với giá trị khác để tác động vào định tuyến Các giao thức định tuyến khác có tính chất khác cách dùng LSP khác Các LSP sử dụng giao thức IGP để kết hợp đường truyền định tuyến ràng buộc với đường truyền định tuyến IP Vì vậy, mà kỹ thuật lưu lượng áp dụng cho phần tử mạng LSP tính toán cho toàn mạng Trong giao thức IGP, có hai cách xử lý khác nhau: Cho phép IGP đầu LSP dùng LSP để tính toán SPF Quảng bá LSP gói quảng bá link-state để router khác tính toán giao thức SPF chúng Thật hai cách xử lý cấu hình riêng lẻ nhà cung cấp đặt tên cụ thể cho hai chức Hình 25 mô tả khác chúng cách đưa mô hình mạng đơn giản, với LSP thiết lập E D theo đường truyền E-F-D có giá trị metric 15 Trong trường hợp này, giá trị metric LSP nhỏ tốt metric IGP đường truyền E-F-D mà có giá trị metric 50 48 Hình 3.3: Metric LSP MPLS Cách LSP sử dụng giao thức IGP Lưu lượng chuyển tiếp đến nút W từ hai nguồn, E A Mục đích chuyển tiếp lưu lượng theo đường ngắn Đối với nguồn E, đường truyền ngắn chứa LSP E-D đến liên kết D-W, có tổng giá trị metric 25 (15+10) Khi thuật toán SPF thực nút E, để tìm đường truyền E phải đưa LSP E-D vào để tính toán SPF Đây cách xử lý thứ đưa gọi định tuyến tự động (autoroute) Nói cách khác dùng LSP xuất phát nút cụ thể để tính toán SPF Khi nút nguồn A gửi lưu lượng đến nút đích W, đường truyền có giá trị metric nhỏ qua E LSP E-D, với tổng giá trị metric 35 (10+15+10) Tuy nhiên, A tồn LSP E-D xuất phát từ nút E Để A đưa LSP vào tính toán SPF nút E phải quảng bá liên kết gói quảng bá link-state Đây cách xử lý thứ hai gọi chuyển tiếp kế cận (forwarding adjacency) Tóm lại phân phối thông tin tồn LSP đến nút khác mạng để chúng dùng cho việc tính toán SPF Việc dựa vào thông tin LSP phân phối nút khác dẫn đến việc xử lý ngẫu nhiên (không mong muốn) Điều xảy định định tuyến tạo dựa tính toán đường ngắn router khác Ta tiếp tục ví dụ với giá trị metric liên kết E-F 10 thay 20 minh họa Hình 2.4 Vì E quảng bá LSP gói quảng bá link-state nên nút F nhận quảng bá Như vậy, F định đường ngắn đến đích W qua E theo tuyến F-E-LSP-D-W với tổng giá trị metric 35 (10+15+10), tốt qua tuyến F-D-W với tổng giá trị metric tới 40 Ở ta thấy lưu lượng từ F đến E lại trở F, theo liên kết đường truyền IGP túy Sở dĩ có điều F không tự nhận biết đường LSP dựa vào quảng bá E để chuyển lưu lượng đến W thông qua nó.Cách xử lý ngẫu nhiên dùng LSP để tính toán đường truyền ngắn nhấtDù giao thức 49 dùng giao thức cổng nối biên (BGP - Border Gateway Protocol) hay giao thức IGP vài LSP sẵn có để đến đích Hầu hết nhà cung cấp cho phép người dùng chọn LSP để truyền đi, dựa sách nội khác Một sách dùng để phân loại lớp dịch vụ (class-of-service) luồng lưu lượng IP đến để chọn LSP Ví dụ luồng lưu lượng tối ưu (best-effort) đưa vào LSP luồng lưu lượng truyền hướng đến LSP khác Bằng cách tính toán tính chất LSP người điều khiển tăng thêm đảm bảo luồng lưu lượng quan trọng Tóm lại, chức giao thức định tuyến nhằm làm cho việc sử dụng đường truyền thiết kế lưu lượng thiết lập mạng đạt hiệu việc kiểm soát đường chuyển tiếp lưu lượng khu vực cho phép triển khai MPLS-TE phần tử hệ thống mạng 3.5 Kết luận chƣơng Trong chương này,luận văn hoàn thành việc giới thiệu đặc trưng ưu nhược điểm kỹ thuật lưu lượng chuyển mạch nhãn đa giao thức Các mạng sử dụng kỹ thuật lưu lượng phải đáp ứng thay đổi mạng trì ổn định.Bất kỳ liên kết hay nút hỏng không phá hỏng dịch vụ có độ ưu tiên cao, đặc biệt lớp dịch vụ cao.Định tuyến lại cách nhanh chóng chế giúp liệu bị mát nhỏ nhất.Việc định tuyến lại hỗ trợ CR-LDP giao thức động Fast reroute cung cấp chế tự định tuyến lại lưu lượng LSP nút hay liên kết LSP hoạt động bị fail.Tái định tuyến thực việc tính toán trước thiết lập đường LSP bảo vệ trước định tuyến nguồn đích.LSP cung cấp đường thứ cho liệu gửi qua đường LSP chính.Nếu LSP fail , packet truyền lập tứ (~100ms) qua đường LSP thứ 50 51 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPLS TẠI VIỆT NAM 4.1 Tại VNPT Tại Việt nam, MPLS xúc tiến xây dựng mạng truyền tải Tổng công ty BCVT Việt nam (VNPT) Với dự án VoIP triển khai, VNPT thiết lập mạng trục MPLS với LSR lõi Các LSR biên tiếp tục đầu tư mở rộng địa điểm có nhu cầu lớn Hải Phòng, Quảng Ninh phía Bắc, Đà Nẵng, Khánh Hoà miền Trung, Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu miền Nam Hiện VNPT cung cấp dịch vụ MEGA-WAN với loại hình dịch vụ VPN MPLS sau VNPT MPLS VPN lớp với đặc trưng kết nối point – point với lớp truyền ATM, Ethernet, FR Triển khai dịch vụ ADSL, G.SHDSL kéo từ mạng VNPT tới CE khách hàng tự quản lý việc định tuyến Ưu điểm VPN lớp là: không yêu cầu thay đổi từ phía mạng có khách hàng; Mức độ riêng tư phụ thuộc vào policy khách hàng; Khách hàng tự quản lý việc định tuyến từ PCE – PCE; Các giao thức hỗ trợ cho Unicast Multicast Loại phù hợp với doanh nghiệp vừa nhỏ, có mô hình mạng không phức tạp Ít khả mở rộng công nghệ lớp (ATM, FR, Ethernet suốt MPLS) 52 Hình 4.1: Kết nối văn phòng trụ sở - VNPT MPLS VPN lớp 3: Công nghệ truyền dẫn ADSL G.SHDSL qua DSLAM Topo mạng Full-Mesh Trong dịch vụ VNPT quản lý việc định tuyến, người dùng việc phó mặc việc cho VNPT VPN lớp VNPT sử dụng giao thức định tuyến tĩnh, RIPv2, OSPF, BGP Dịch vụ có chi phí thấp cần thiết bị định tuyến không cần trình độ quản lý cao, nhà cung cấp dịch vụ quản lý hộ người dùng Tuy nhiên dịch vụ có số giới hạn người dùng khả tự quản lý định tuyến dịch vụ Wan lớp Các sách bảo mật firewall mã hoá đặt CPE PE, người dùng phải có kiến thức bảo mật - Các dịch vụ an ninh, bảo đảm cho VPN: Sử dụng IPsec cho việc đảm bảo an ninh MPLS Bảo mật lớp lớp mô hình OSI Cam kết chất lượng ứng dụng kết nối toàn cầu Người dùng tuỳ biến cấu hình bảo mật Hình 4.2: Sơ đồ MPLS L2VPN 53 Hình 4.3 : Sơ Đồ MPLS L3VPN Như vậy, với mạng riêng dựa MPLS doanh nghiệp, tổ chức hoàn toàn đạt mục tiêu như: điều khiển nhiều hạ tầng mạng, có dịch vụ hiệu độ tin cậy tốt hơn, cung cấp đa lớp dịch vụ tới người sử dụng, mở rộng an toàn, đảm bảo hiệu đáp ứng theo yêu cầu ứng dụng, hỗ trợ hội tụ đa công nghệ đa kiểu lưu lượng mạng đơn Tuy nhiên, đơn vị chọn lựa nhà cung cấp phần cứng cần phải cẩn thận phải nhiều góc độ tiêu chí đánh giá khác Ví dụ tài liệu đánh giá hiệu sản phẩm đơn vụ truyền thông, tranh phát triển nhà cung cấp chiều rộng chiều sâu Nhờ ưu điểm vượt trội chất lượng dịch vụ qua mạng IP phương án triển khai VPN khắc phục nhiều vấn đề mà công nghệ đời trước chưa giải được, MPLS thực lựa chọn hiệu triển khai hạ tầng thông tin doanh nghiệp 54 4.2 Ứng Dụng MPLS tập đoàn Viettel Hình 4.4: Sơ đồ kết nối Mạng MPBN Hình 4.5: Chi tiết kết nối mô hình mạng MPBN 55 Hình 4.6: Mô hình kết nối mạng IPBN Nhận xét cách thiết kế ● Cấu trúc mạng sáng - Phân tầng hệ thống mạng theo ba lớp: • Lớp mạng Lõi (Provider – P) • Lớp biên chuyển mạch tập trung (Provider Edge – PE) • Lớp thiết bị - Xây dựng hệ thống mạng phân bổ theo 03 vùng (Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng) - Thống sử dụng vendor (Cisco) toàn mạng, đảm bảo tính ổn định cho mạng lưới ● Khả dự phòng cao 56 - Dự phòng mức Node: 1+1 - Dự phòng mức site: Mỗi cặp thiết bị đặt site riêng biệt - Dự phòng mức Card điều khiển: 1+1 - Dự phòng mức Link: 1+1 - Dự phòng mức Card giao diện: n+1 - Sử dụng công nghệ MPLS – TE để truyền tải lưu lượng, đảm bảo cho sigtran A sigtran B chạy tuyến khác nhau, không ảnh hưởng đến dịch vụ xảy cố ● Khả hồi phục (resilence) nhanh - Đảm bảo khả Bảo vệ kết nối (Link protection) - Đảm bảo khả Bảo vệ node mạng (Node protection) - Sử dụng tính Fast ReRoute (FRR) ● Khả mở rộng, phát triển - Triển khai mở rộng node mạng không làm ảnh hưởng đến cấu trúc mạng ● Khả bảo mật hệ thống cao - Bảo mật mức hệ thống dịch vụ: phân tách mặt phẳng định tuyến dịch vụ với mặt phẳng định tuyến hệ thống OAM - Bảo vệ Card điều khiển (Control Plane Protection) - Sử dụng AAA để quản lý, phân quyền, ghi log tác động hệ thống - Áp dụng chế xác thực định tuyến mạng theo mã hóa MD5 ● Chặt chẽ quy hoạch - Thiết kế mềm dẻo, đảm bảo tính rõ ràng đưa thiết bị node mạng vào hoạt động - Thực quy hoạch theo module dựa phân lớp mô hình OSI: 57 ƒ Lớp vật lý ƒ Lớp liên kết liệu ƒ Lớp chuyển mạch nhãn ƒ Lớp định truyến ƒ Lớp ứng dụng MPLS đƣợc dùng để chuyển mạch Mô hình mạng với thành phần: o Lớp lõi (P): + Chức năng: Trung chuyển lưu lượng PE với nhau, có lực chuyển mạch lớn, giao thức hoạt động MPLS P router không cung cấp dịch vụ trực tiếp đến khách hàng o Lớp biên (PE): + Chức năng: Kết nối trực tiếp với tổng đài di động (MGW, STP, GMSC, MSC ) để cung cấp dịch vụ cho khách hàng Thiết kế dịch vụ MPLS TE Trong Mạng -Trong mạng IP, việc sử dụng tài nguyên mạng để vận chuyển traffic phụ thuộc vào routing protocol, thông thường đường ngắn tính theo Metric đường dựa vào thuật toán giao thức định tuyến (Routing protocol) Tuy nhiên giao thức định tuyến chế để sử dụng đường mà mức sử dụng (under-utilized), khả load balancing kết nối có metric không Băng thông sử dụng mạng Data lúc sử dụng dự đoán Các vấn đề nghẽn tạm thời kiện thời (sự kiện thể thao, scandan ) hay cố hệ thống gây link fail, node fail làm cho việc sử dụng tài nguyên hệ thống có thay đổi Một số link bị tải có số link không sử dụng, làm chất lượng dịch vụ Do cần thiết phải sử dụng kỹ thuật điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering) mạng IPBN, điều khiển luồng traffic cho phù hợp với tài nguyên cố định có thay đổi bất thường hệ thống 58 MPLS Traffic Engineering kết hợp công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS kỹ thuật TE tạo nên kỹ thuật điều khiển lưu lượng hướng nối kết (connectionoriented traffic engineering) tốt nhất, có khả quản lý điều khiển lưu lượng điểm End-to-End Quản lý băng thông ngăn ngừa nghẽn - Xây dựng MPLS tunnel tập router, kích thước tunnel phụ thưộc vào lưu lượng cần cặp router cho phép tunnel tự động tìm đường tốt thỏa yêu cầu - Việc thiết lập tunnel giúp cho việc cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt giảm khả nghẽn xảy - Xây dựng tunnel riêng cho dịch vụ Leased line, Metro Ethernet, Data Center, Voice, IPTV, VoD - Xây dựng Tunnel theo loại hình dịch vụ, quy định băng thông chất lượng theo loại dịch vụ, tạo loại tunnel theo dịch vụ (VoD, VoIP, VPN VIP VPN, Domestic Internet ) có chất lượng, tỷ lệ băng thông khác theo yêu cầu loại hình dịch vụ o Tunnel VoD phục vụ cho traffic VoD chạy qua mạng lõi, tunnel đảm bảo traffic VoD khách hàng theo đường tốt nhất, thỏa mãn yêu cầu dịch vụ VoD o Tunnel VoIP phục vụ cho traffic VoIP qua mạng lõi, tunnel đảm bảo cho voice traffic có hướng tốt không nghẽn, kết hợp với QoS FRR đảm bảo chất lượng tốt cho loại traffic : delay thấp, packet loss thấp o Tunnel VPN phục vụ cho khách hàng đăng ký sử dụng dịch vụ VPN với gói cước thấp Các traffic khách hàng qua mạng lõi đảm bảo không bị dịch vụ packet loss không nhiều o Tunnel VIP VPN phục vụ cho khách hàng đăng ký sử dụng dịch vụ VPN với gói cước cao, đặc biệt Tunnel đảm bảo khách hàng sử dụng dịch vụ có chất lượng cao, kết hợp với Qos độ gói VoIP o Tunnel Domestic Internet phục vụ cho traffic nước nội mạng để giám sát băng thông nước, nội mạng 59 KẾT LUẬN Công nghệ MPLS (Multiprotocol Label Switching) kết phát triển nhiều công nghệ chuyển mạch IP (IP Switching) sử dụng chế hoán đổi nhãn ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi giao thức định tuyến IP MPLS công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng Với tính chất cấu định tuyến mình, MPLS có khả nâng cao chất lượng dịch vụ mạng IP truyền thống Bên cạnh đó, thông lượng mạng cải thiện cách rõ rệt Đây xu hướng tất yếu mạng truyền dẫn trình triển khai xây dựng mạng NGN Việt Nam Hướng phát triển đề tài Trong công nghệ ngày nay, mạng truyền dẫn quang dần chiếm lĩnh vị trí số Mạng truyền dẫn quang có dung lượng cao, để giảm chi phí đơn vị băng thông cần đến kết hợp hai công nghệ: mạng Quang IP Sự kết hợp công nghệ IP Quang mang lại phát triển dung lượng, khả mở rộng linh hoạt Sự kết hợp IP Quang đáp ứng yêu cầu cho nhà cung cấp dịch vụ: - Bổ sung công nghệ Quang cho tảng IP - Tiếp tục tích hợp IP liệu tảng Quang - Phát triển mức quản lý thống nhất, dựa tiêu chuẩn để đẩy mạnh việc triển khai tăng cường hiệu mạng IP Quang - Củng cố công cụ quản lý mạng sử dụng cho thành phần IP Quang Cùng với chuyển mạch IP, chuyển mạch Quang cải tiến với phát triển MPLS tổng quát (GMPLS – General MPLS) GMPLS mở rộng ảnh hưởng việc điều khiển MPLS vượt thiết bị định tuyến chuyển mạch ATM, đến thiết bị lớp vật lý thiết bị kết nối chéo quang thiết bị TDM truyền thống ghép kênh xen kẽ SONET GMPLS cung cấp tín hiệu thông minh phần điều khiển định tuyến để cung ứng cách động tài nguyên quang để cung cấp tính bền vững hệ thống sử dụng kỹ thuật bảo vệ phục hồi Trong môi trường quang, khái niệm nhãn “tổng quát 60 hóa” để bao gồm đối tượng môi trường phân chia theo thời gian, tần số không gian Ví dụ, môi trường chuyển mạch TDM (SONET/SDH), khe thời gian có nhãn Trong chuyển mạch không gian (cổng vào ingress cổng egress) đấu nối chéo quang cổng có nhãn Trong ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM, bước sóng có nhãn Đó lý mở rộng MPLS môi trường quang gắn với chữ “Tổng quát” Thay hoán chuyển nhãn Router, STS (khe SONET), bước sóng (quang) sợi cáp quang, hoán chuyển chỗ đấu nối chéo quang Như vậy, tuyễn chuyển mạch nhãn GMPLS tuyến quang thiết lập thủ tục tín hiệu GMPLS.Mạng thông minh định nghĩa tiêu chuẩn mở, theo yêu cầu tiêu chuẩn Mạng truyền tải chuyển mạch tự động ASTN (Automatic Switched Transport Network) ITU mà gần chấp nhận G.807 Những dịch vụ cho phép thay đổi mạng quang tĩnh ngày thành mạng động cho khách hàng giảm chi phí cung cấp cho nhà khai thác mạng GMPLS chế lý tưởng cho giao diện chuyển tín hiệu ASTN khách hàng mạng, phạm vi mạng mạng quang Trong mạng chuyển mạch gói nay, cấu hình bị giới hạn liên kết quang thiết lập từ trước Lớp mạng gói thiết lậpđược tuyến quang cách độc lập để đáp ứng theo yêu cầu băng rộng Nếu yêu cầu lưu lượng xuất hiện, đưa yêu cầu cho nhà cung cấp mạng quang việc băng rộng bổ sung mà điều cần phải có kế hoạch thực trước (nhiều ngày) Khi sử dụng dịch vụ ASTN, kết nối tiến hành với nhiều mức độ khả lưu trữ, phù hợp với mức chất lượng dịch vụ QoS mạng gói Do nhiều tính khác biệt, GMPLS làm cho mạng Internet quang nhanh thông minh hơn, giảm thời gian cung cấp hàng tháng xuống hàng giây cho dung lượng mạng quang Việc sử dụng NUNI quang hỗ trợ khách hàng IP đa dịch vụ, khả kết nối động với lớp mạng quang quản lý có hiệu cao đem lại lợi nhuận cao cho mạng VPN quang GMPLS điểm mấu chốt cho việc tích hợp mạng quang mạng toàn quang sau 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt : 1.Trần Thị Tố Uyên, Chuyển mạch nhãn đa giao thức, VnPro – Cisco Tiếng Anh Cisco Systems (2003),USA,Implementting Cisco (MPLS) v2.0 Jim Guichard, Ivan Pepelnjak, Jeff Apcar (June 06,2003), MPLS and VPN Architectures, Volumer II, Cisco Press Joseph M.Soricelli (2004),Juniper Networks Certified Internet Specialist,SYBEX Inc., 1151 Marina Village Parkway, Alameda, CA 94501,pp.767-876 Luc De Ghein (November 2006), MPLS fundamentals, Cisco Press Rosel et al (March 2000), Multiprotocol Label Switching Architechture Vivek Alwayn (September 25,2001), Advanced MPLS Implementation, Cisco Press, 201 West 103rd Street Indianapolis, IN 46290 USA,pp.78-150 Multiprotocol Label Switching http://www.iec.org Web Tutorials MPLS VPN, http://www.cisco.com Web Technology Document 62 Design and [...]... công nghệ MPLS là vấn đề quan trọng đối với sinh viên ngành điện tử - viễn thông Nhận thức được điều đó tôi đã lựa chọn đồ án tốt nghiệp Điều khiển lưu lượng trong chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Nội dung đồ án được chia thành 4 chương Chương 1: Tổng quan về công nghệ MPLS Chương 2: Vấn đề điều khiển lưu lượng và bài toán điều khiển lưu lượng trong MPLS Chương 3: Kỹ thuật lưu lượng với MPLS TE Chương... nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là kết quả phát triển của nhiều 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 bộ định tuyến IP ra làm hai phần riêng biệt: Chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển Phần chức năng chuyển. .. thuộc tính tham số lưu lượng và kiểm soát tương tự như UPC (điều khiển tham số sử dụng) trong mạng ATM 2.3 Bài toán điều khiển lƣu lƣợng trong MPLS 2.3.1 Đặt vấn đề Khái niệm điều khiển lƣu lƣợng Điều khiển lưu lượng là quá trình điều luồng lưu lượng qua mạng như thế nào để sử dụng tối đa tài nguyên mạng và tăng tính thực thi của mạng Điều khiển lưu lượng bao gồm quá trình định tuyến MPLS mang lại những... Protocol): Là các giao thức phân bổ nhãn được dùng trong MPLS để phân bổ nhãn và thiết lập các LSP thông qua mạng MPLS 1.4 Cấu trúc mạng và phƣơng thức hoạt động 1.4.1 Cấu trúc nút của MPLS Hình 1.3 : Mặt Phẳng điều khiển và chuyển tiếp trong MPLS 7 Một nút của MPLS có hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS và mặt phẳng điều khiển MPLS Nút MPLS có thể thực hiện định tuyến lớp ba hoặc chuyển mạch lớp hai... định tuyến này .Giao thức LDP hoạt động trên kết nối TCP và cung cấp nhiều hình thức phân bố nhãn khác nhau 21 CHƢƠNG 2: VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN LƢU LƢỢNG TRONG MPLS 2.1 Giới thiệu chung Do lưu lượng gửi từ nút nguồn đến nút đích có thể là lưu lượng TCP và UDP nên trước khi đi vào tìm hiểu điều khiển lưu lượng trong MPLS chúng ta cần đề cập đến một số vấn đề về lưu lượng TCP và... lý lưu lượng trong MPLS: - Làm thế nào để chuyển đổi từ các gói thông tin sang FEC - Làm thế nào để chuyển FEC sang các trung kế lưu lượng - Làm thế nào để chuyển đổi các trung kế lưu lượng sang cấu hình topo mạng vật lý qua các LSP 2.2.1 Khái niệm trung kế lưu lượng MPLS Là một phần của các luồng tải lưu lượng thuộc cùng một lớp trong đường chuyển mạch nhãn LSP Cần lưu ý sự khác biệt giữa trung kế lưu. .. Luận Chƣơng Trong chương này luận văn đã giới thiệu những thành phần chính trong kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức. Chức năng cơ bản nhất của MPLS là phục vụ cho việc chuyển gói dữ liệu bằng thuật toán chuyển mạch nhãn trên đường dẫn được xác định bằng kỹ thuật định tuyến dựa vào địa chỉ đích .Giao thức phân phối nhãn LDP sẽ xây dựng đường chuyển mạch nhãn, được gọi là đường chuyển mạch nhãn LSP trên... nữa, dựa trên cơ sở các đường chuyển mạch nhãn hiện, MPLS cho phép khả năng cùng triển khai mô phỏng chuyển mạch kênh trên mô hình mạng Internet hiện nay 2.2.2 Hoạt động cơ bản của các trung kế lưu lượng - Thiết lập: Tạo trung kế lưu lượng - Kích hoạt: Kích hoạt trung kế lưu lượng để chuyển lưu lượng - Giải kích hoạt: Dừng việc chuyển lưu lượng trên kênh trung kế lưu lượng - Thay đổi thuộc tính: Thay... mạng X 1.7 Các loại nhãn ra đặc biệt - Untagged: gói MPLS đến được chuyển thành một gói IP và chuyển tiếp đến đích Nó được dùng trong thực thi MPLS VPN - Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này được gán khi nhãn trên (top label) của gói MPLS đến bị bóc ra và gói MPLS hay IP được chuyển tiếp tới trạm kế xuôi dòng Giá trị của nhãn này là 3 (trường nhãn 20 bit) Nhãn này được dùng trong mạng MPLS cho những trạm... nút MPLS truy xuất bộ nhớ đơn để lấy ra các thong tin như quyết định tài nguyên cần thiết để chuyển tiếp gói Khả năng chuyển tiếp và tra cứu tốc độ nhanh giúp chuyển nhãn trở thành công nghệ chuyển mạch có tính thực thi cao Hình 1.7 : Sơ đồ thuật toán chuyển tiếp nhãn 1.5.1 Hoạt động chuyển tiếp của MPLS Thực hiện chuyển tiếp dữ liệu với MPLS gồm các bước sau: ●Gán nhãn MPLS trên LSR 11 Giao thức