Kỹ thuật lưu lượng MPLS và ứng dụng trong mạng của VNPT

Công nghệ thông tin, viễn thông thay đổi từng ngày góp phần đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao hơn của người dùng. Một trong những xu thế đó là sự ra đời của các công nghệ chuyển mạch mới (chuyển mạch mềm) nhằm thay thế cho các công nghệ chuyển mạch cũ (chuyển mạch kênh). Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là một công nghệ được phát triển nằm trong xu thế đó. Trung tâm Điều hành thông tin là đơn vị kinh tế trực thuộc VNPT Đà Nẵng, có chức năng hoạt động sản xuất kinh doanh và phục vụ chuyên ngành viễn thông công nghệ thông tin. Tại đơn vị thực tập, với sự hướng dẫn của các cán bộ kết hợp với tài liệu tham khảo, quan sát môi trường làm việc thực tế, em chọn đề tài “Tìm hiểu về kỹ thuật lưu lượng MPLS và áp dụng trong mạng của VNPT”. Với mục đích muốn tìm hiểu và nắm bắt được công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức, kỹ thuật điều khiển lưu lượng, điều khiển tránh tắc nghẽn mạng trong mạng MPLS.

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG CỦA VNPT SVTH : Hồ Thị Kim Tiến Lớp : CCVT06B GVHD : Dương Hữu Ái Đơn vị thực tập : Trung tâm điều hành thông tin - VNPT Đà Nẵng Đà Nẵng, tháng 04 năm 2016 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CUỐI KHOÁ CỦA SINH VIÊN KHÓA HỌC: 2013 – 2016 - Họ tên sinh viên: HỒ THỊ KIM TIẾN - Ngày tháng năm sinh: 25/09/1993 - Nơi sinh: Quỳnh Lưu- Nghệ An - Lớp: CCVT06B Khóa: 2013 – 2016 Hệ đào tạo: Cao Đẳng - Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Tryền Thông - Thời gian thực tập tốt nghiệp: từ ngày: 21/03/2016 đến ngày: 22/04/2016 - Tại quan: Trung tâm điều hành thông tin- VNPT Đà Nẵng - Nội dung thực tập: Tìm hiểu chức năng, nhiệm vụ Trung Tâm, tìm hiểu đơn vị nội dung đề tài báo cáo thực tập Nhận xét chuyên môn: Nhận xét thái độ, tinh thần trách nhiệm, chấp hành nội quy, quy chế quan thực tập: Kết thực tập tốt nghiệp: (chấm theo thang điểm 10): ………………… Đà Nẵng, ngày… tháng … năm 2016 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THỰC TẬP (Ký, ghi rõ họ tên) CƠ QUAN TIẾP NHẬN SINH VIÊN (Ký tên, đóng dấu) Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ thông tin, viễn thông thay đổi ngày góp phần đáp ứng nhu cầu ngày cao người dùng Một xu đời công nghệ chuyển mạch (chuyển mạch mềm) nhằm thay cho công nghệ chuyển mạch cũ (chuyển mạch kênh) Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS công nghệ phát triển nằm xu Trung tâm Điều hành thông tin đơn vị kinh tế trực thuộc VNPT Đà Nẵng, có chức hoạt động sản xuất kinh doanh phục vụ chuyên ngành viễn thông - công nghệ thông tin Tại đơn vị thực tập, với hướng dẫn cán kết hợp với tài liệu tham khảo, quan sát môi trường làm việc thực tế, em chọn đề tài “Tìm hiểu kỹ thuật lưu lượng MPLS áp dụng mạng VNPT” Với mục đích muốn tìm hiểu nắm bắt công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức, kỹ thuật điều khiển lưu lượng, điều khiển tránh tắc nghẽn mạng mạng MPLS Nội dung đề tài chia thành phần: Phần I: Giới thiệu Trung tâm điều hành thông tin- Viễn Thông Đà Nẵng Phần II: Giới thiệu tổng quan chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Phần III: Kỹ thuật lưu lượng toán giải tắc nghẽn mạng MPLS Do nhiều mặt hạn chế nên nội dung đề tài khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp cán bộ, thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Hữu Ái, cán hướng dẫn Nguyễn Thanh Hải tận tình hướng dẫn em hoàn thành đề tài báo cáo thực tập Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH .3 CÁC TỪ VIẾT TẮT 1.1.3 Cơ cấu tổ chức 1.2 Trung tâm điều hành thông tin (ĐHTT)– Viễn thông Đà Nẵng .7 2.3 Cơ cấu tổ chức 2.3.2 Sơ đồ tổ chức: PHẦN 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 11 2.1 Tổng quan MPLS .11 2.1.1 Khái niệm chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS .11 2.1.2 Cấu trúc MPLS .12 2.1.3 Quá trình xử lý thông tin MPLS 13 2.2 Cấu trúc thành phần miền MPLS .13 2.3 Mô hình chuyển gói tin MPLS 14 2.4 Các vấn đề điều khiển lưu lượng mạng MPLS .14 PHẦN 3: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG VÀ BÀI TOÁN GIẢI QUYẾT TẮC NGHẼN TRONG MẠNG MPLS 16 Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT DANH MỤC HÌNH Hình 1.2 Một số hình ảnh Trung tâm điều hành thông tin- Viễn thông Đà Nẵng .7 Hình 2.1 Cấu trúc nút MPLS 12 Hình 2.2 Quá trình xử lý thông tin MPLS 13 Hình 2.3 Cấu trúc miền MPLS .14 Hình 2.4 Mô hình chuyển gói tin MPLS .14 Hình 3.1 Mô hình mạng áp dụng công nghệ IP/MPLS .17 Hình 3.3 Mô hình mạng đơn giản 19 Hình 3.5 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến OSPF 20 Hình 3.6 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến RIP 21 Hình 3.8 Phân chia lưu lượng dựa theo định tuyến tĩnh .22 Hình 3.9 Chia lưu lượng thành hai phần .23 Hình 3.10 Tắc nghẽn gây kỹ thuật chon đường ngắn .25 Hình 3.11 Giải pháp cho vấn đề sử dụng kỹ thuật lưu lượng .25 Hình 3.12 Vị trí giao thức LDP giao thức MPLS 26 Hình 3.13 Ví dụ giao thức dành sãn tài nguyên .26 Hình 3.14 Điều khiển lưu lượng với RSVP 27 Hình 3.15: Quy trình điều khiển lưu lượng 29 Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT CÁC TỪ VIẾT TẮT CSPF Constrained SPF tính đường ngắn FEC FIB ICMP Forward Equivalent Class Forward Information Base Internet Control Message Lớp chuyển tiếp tương đương Cơ sở thông tin chuyển tiếp Giao thức điều khiển tin IP LFIB Protocol Internet Protocol Label Forwarding Information Giao thức Internet Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LDP LIB LSFT Base Label Distribution Protocol Lable Information Base Lable Switch Forwarding Table Giao thức phân phối nhãn Bảng sở liệu nhãn Bảng chuyển tiếp tương đương Label Switched Path Label Switch Router Multi Protocol Label Switch Next Generation Network Open Systems Interconnection Open Shortest Path Fiest Public Switched Telephone nhãn Đường chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Chuyển mạch nhãn đa giao thức Mạng hệ Kết nối hệ thống mở Đường ngắn mở Mạng điện thoại chuyển mạch Network Quality of Service công cộng Mạng điện thoại chuyển mạch RSVP Resource Reservacation công cộng Giao thức dành trước tài nguyên TCP VPN Protocol Transport Control Protocol Virtual Private Network Giao thức điều khiển truyền tải Mạng riêng ảo LSP LSR MPLS NGN OSI OSPF PSTN QoS PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH THÔNG TINVIỄN THÔNG ĐÀ NẴNG (VNPT ĐẦ NẴNG) Tên quan: Trung tâm điều hành thông tin - Viễn thông Đà Nẵng Địa chỉ: 40 Lê Lợi- Q Hải Châu- TP Đà Nẵng Email: Website: www.danang.vnpt.vn Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 1.1 Tổng quan viễn thông Đà Nẵng 1.1.1 Lịch sử hình thành công ty Viễn Thông Đà Nẵng (VNPT Đà Nẵng) Viễn thông Đà Nẵng thành lập theo định số 613/QĐ-TCCB/HĐQT ngày 06/12/2007 Hội đồng quản trị Tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam việc thành lập Viễn thông Đà Nẵng – đơn vị kinh tế trực thuộc Tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam Điều lệ tổ chức hoạt động Viễn thông Đà Nẵng ban hành kèm theo định số: 614/QĐ-TCCB/HĐQT ngày 06/12/2007 Hội đồng quản trị Tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam việc thành lập Viễn thông Đà Nẵng – đơn vị kinh tế trực thuộc Tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam Viễn thông Đà Nẵng đơn vị kinh tế trực thuộc, hạch toán phụ thuộc Tập đoàn Bưu Viễn thông Việt Nam 1.1.2 Chức nhiệm vụ Tổ chức xây dựng, quản lý, vận hành, lắp đặt, khai thác, bảo dưỡng, sửa chữa mạng viễn thông địa bàn thành phố; Tổ chức, quản lý, kinh doanh cung cấp dịch vụ viễn thông, công nghệ thông tin; Sản xuất, kinh doanh, cung ứng, đại lý vật tư, thiết bị viễn thông – công nghệ thông tin theo yêu cầu sản xuất kinh doanh đơn vị nhu cầu khách hàng; Khảo sát, tư vấn, thiết kế, lắp đặt, bảo dưỡng công trình viễn thông – công nghệ thông tin; Kinh doanh dịch vụ quảng cáo, dịch vụ truyền thông; Kinh doanh bất động sản, cho thuê văn phòng; Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT Tổ chức phục vụ thông tin đột xuất theo yêu cầu cấp ủy Đảng, quyền địa phương cấp trên; Kinh doanh ngành nghề khác Tập đoàn cho phép 1.1.3 Cơ cấu tổ chức * Sơ đồ tổ chức: Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức Viễn thông Đà Nẵng * Bộ máy quản lý: - Giám đốc, Phó giám đốc, Kế toán trưởng; - Bộ máy giúp việc (các văn phòng, phòng, trung tâm chức năng) Các đơn vị kinh tế trực thuộc, hạch toán phụ thuộc Viễn thông Đà Nẵng gồm có: Trung tâm Kinh doanh Trung tâm Công nghệ Thông tin Trung tâm Điều hành Thông tin Trung tâm Viễn thông Trung tâm Viễn thông Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT Trung tâm Viễn thông Trung tâm Viễn thông Trung tâm Viễn thông 1.2 Trung tâm điều hành thông tin (ĐHTT)– Viễn thông Đà Nẵng Hình 1.2 Một số hình ảnh Trung tâm điều hành thông tin- Viễn thông Đà Nẵng Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 1.2.1 Lịch sử hình thành Trung tâm Điều hành thông tin thành lập theo định số 35/QĐVNPT-TCCB ngày 13/1/2015 Tổng giám đốc Tập đoàn VNPT Trung tâm ĐHTT - đơn vị kinh tế trực thuộc VNPT Đà Nẵng, 1.2.2 Chức nhiệm vụ Trung tâm ĐHTT - đơn vị kinh tế trực thuộc VNPT Đà Nẵng, có chức hoạt động sản xuất kinh doanh phục vụ chuyên ngành viễn thông - công nghệ thông tin, cụ thể sau: - Tổ chức xây dựng, lắp đặt, quản lý, vận hành, khai thác bảo dưỡng, sửa chữa sở hạ tầng kỹ thuật viễn thông (các thiết bị mạng lõi, mạng truyền dẫn, băng rộng, tổng đài HOST, hệ thống BTS,…) địa bàn thành phố Đà Nẵng; - Quản lý điều hành chất lượng mạng; Cung cấp, sửa chữa dịch vụ viễn thông – công nghệ thông tin địa bàn thành phố Đà Nẵng; - Thực lắp đặt, bảo dưỡng, ứng cứu xử lý cố thiết bị vi ba, quang, chuyển mạch, băng rộng, nguồn điện toàn mạng viễn thông - công nghệ thông tin Viễn thông Đà Nẵng; - Khảo sát, tư vấn, thiết kế, giám sát, lắp đặt, thi công, bảo dưỡng, xây dựng hệ thống, công trình viễn thông, công nghệ thông tin truyền thông; - Kinh doanh ngành nghề khác phạm vi Viễn thông Đà Nẵng cho phép phù hợp với quy định pháp luật 2.3 Cơ cấu tổ chức 2.3.1 Tổ chức Tổ chức máy quản lý, sản xuất kinh doanh Trung tâm Điều hành thông tin sau:  Ban giám đốc Giám đốc: Ông: Trương Quang Tâm ĐT: 05113.891254 Mail: Tamtq.dng@vnpt.vn Phó Giám đốc: - Ông: Trần Quang Phước ĐT: 05113.833456 Mail: phuoctq.dng@vnpt.vn Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 18 Hình 3.2 MPLS mô hình tham chiếu OSI 3.1.3 Các dạng lưu lượng mạng MPLS Trong năm gần đây, với phát triển nhanh chóng dịch vụ IP bùng nổ Internet dẫn đến loạt thay đổi nhận thức kinh doanh nhà khai thác Lưu lượng lớn mạng trục lưu lượng IP Giao thức IP thống trị toàn giao thức tất xu hướng phát triển công nghệ lớp hỗ trợ cho IP 3.2 MPLS kỹ thuật lưu lượng 3.2.1 Khái niệm kỹ thuật lưu lượng Kỹ thuật lưu lượng (TE- Traffic Engineering) kỹ thuật điều khiển đường truyền chứa lưu lượng qua mạng Mục đích để cải thiện việc sử dụng tài nguyên mạng, tránh trường hợp phần tử mạng bị nghẽn phần tử khác chưa dùng hết Ngoài ra, để đảm bảo đường truyền có thuộc tính định, tài nguyên truyền dẫn có sẵn đường truyền cụ thể hay xác định luồng lưu lượng ưu tiên lúc xảy tranh chấp tài nguyên Mạng chuyển mạch đa nhãn giao thức (MPLS - MultiProtocol Label Switching) xây dựng đường truyền chuyển nhãn (LSP - Label Switched Path) mạng nhằm giảm lưu lượng chuyển tiếp MPLS-TE dùng đường hầm TE (TE tunnel) hay đường hầm điều khiển lưu lượng để kiểm soát lưu lượng đường truyền đến đích cụ thể MPLS-TE dùng định tuyến động (autoroute) để tạo bảng định tuyến LSP mà không cần thông tin đầy đủ tuyến lân cận (neighbor) MPLS-TE có khả dự trữ băng thông xây dựng LSP Nói chung, phương pháp linh hoạt kỹ thuật lưu lượng chuyển tiếp dựa vào địa đích Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 19 Kỹ thuật lưu lượng môi trường MPLS thiết lập mục tiêu hướng tới chức hoạt động: - Định hướng lưu lượng - Dịnh hướng tài nguyên MPLS có ý nghĩa chiến lược kỹ thuật lưu lượng cung cấp hầu hết chức có mô hình chồng phủ theo cách tích hợp với chi phí thấp Điều quan trọng MPLS đề xuất khả tự động hóa chức kỹ thuật lưu lượng 3.2.2 Bài toán lưu lượng Chúng ta xem xét mạng đơn giản hình 3.3 Mạng bao gồm định tuyến R1, R2, R3, R4, R5 thuộc miền quản trị Các định tuyến kết nối với hình vẽ Xét hai luồng lưu lượng I-I’,II-II’ vào R1 R5 Theo hình vẽ dễ thấy có hai đường lựa chọn hai luồng lưu lượng trên: - R1 -R2-R3-R5 - R1 -R4- R5 Hình 3.3 Mô hình mạng đơn giản Với cấu hình này, nhà quản trị sử dụng giải pháp định tuyến sau đây: - Thứ sử dụng định tuyến tĩnh, với giải pháp này, đường lựa chọn cách nhân công - Thứ hai sử dụng định tuyến động Đó sử dụng giao thức định tuyến IGP RIP, OSPF, IS-IS,…Với giải pháp này, định tuyến tự động xây dựng cập nhật bảng định tuyến cách trao đổi, thu thập thông tin định tuyến, tìm đường ngắn Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 20 Hình 3.4 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh Hai phương pháp có ưu nhược điểm riêng Định tuyến tĩnh không đòi hỏi việc trao đổi thông tin định tuyến có nhược điểm không thích ứng với thay đổi cấu hình mạng Sử dụng giao thức định tuyến IGP cho phép thích ứng nhanh với thay đổi cấu hình mạng lại tốn lượng băng thông cho việc trao đổi thông tin định tuyến Thường định tuyến động áp dụng cho mạng IP cỡ lớn Trong hình 3.3 áp dụng giao thức định tuyến RIP hai luồng I-I’, II-II’ theo đường R1-R4-R5, áp dụng giao thức định tuyến OSPF hai luồng lưu lượng theo đường R1 -R2-R3-R5 Với thuộc tính nói giao thức định tuyến OSPF có ưu điểm giao thức định tuyến khác đứng quan điểm phân bổ lưu lượng Hình 3.5 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến OSPF Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 21 Hình 3.6 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến RIP 3.2.3 Thiết lập đường truyền thiết kế lưu lượng sử dụng MPLS-TE a Thuộc tính ưu tiên (priority) chiếm trước (preemption) LSP Thuộc tính ưu tiên /lấn chiếm (Priorty/Preemption) MPLS-TE dùng độ ưu tiên LSP để đánh dấu LSP quan trọng cho phép chúng giành tài nguyên từ LSP khác (hay chiếm trước LSP khác) MPLS-TE đưa tám mức độ ưu tiên, tốt xấu b Phân phối thông tin – IGP mở rộng (extensions) Trong việc thiết lập đường truyền thiết kế lưu lượng yêu cầu cần thiết tìm đường truyền mạng đáp ứng điều kiện (thông tin) ràng buộc Các điều kiện đưa vào để tính toán đường truyền khả thi đến đích Các điều kiện ràng buộc như: • Băng thông yêu cầu cho LSP cụ thể • Các thuộc tính (như màu sắc) liên kết cho phép lưu lượng qua • Giá trị metic gán cho liên kết • Số chặng mà lưu lượng phép truyền qua • Độ ưu tiên thiết lập LSP c Tính toán đường truyền – CSPF: Như thuật toán đường ngắn (SPF - Shortest Path First), SPF ràng buộc (CSPF- Constrained SPF) tính đường ngắn dựa vào việc quản lý metric CSPF tính đường mà thỏa mãn điền kiện ràng buộc cách loại bớt liên kết không thỏa Ví dụ điều kiện băng thông, CSPF bỏ bớt liên kết đủ băng thông để dùng Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 22 Hình 3.7 Ví dụ CSPF 3.3 Điều khiển nghẽn 3.3.1 Điều khiển lưu lượng mạng MPLS Đây phương pháp sử dụng để điều khiển lưu lượng mạng IP Phương pháp phần khắc phục tồn mà kế hoạch định tuyến để lại Kĩ thuật lưu lượng dựa sách định tuyến IP phương pháp phổ biến, phương pháp tối ưu Phương thức chủ yếu để điều khiển hướng lưu lượng IP qua mạng thay đổi cost liên kết riêng biệt Không có cách hợp lí để điều khiển hướng mà lưu lượng chấp nhận sở nơi mà lưu lượng đến từ đâu, mà lưu lượng tới đâu Sử dụng kĩ thuật lưu lượng IP phù hợp với nhiều mạng mạng lớn, nhiên có số vấn đề mà kĩ thuật lưu lượng IP không giải Các phần tử mạng IP ứng xử với gói tin phân tích thông tin mào đầu gói tin IP (điều khiển hướng gói) Nếu mạng hình 3.8 sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh, việc chia lưu lượng hai đường thực cách dễ dàng nhà quản trị Ví dụ luồng lưu lượng I-I’ áp đặt sử dụng đường R1 -R2-R3-R5 luồng lưu lượng II-II’ áp đặt đường lại R1 -R4-R5 Hình 3.8 Phân chia lưu lượng dựa theo định tuyến tĩnh Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 23 Hình 3.9 Chia lưu lượng thành hai phần Chúng ta tiếp tục xem xét trường hợp sử dụng giao thức định tuyến (như OSPF) Sẽ có hai giải pháp áp dụng: Thứ nhất, kích hoạt tính chọn đa đường giao thức định tuyến Khi giao thức định tuyến không tìm đường ngắn mà tập hợp đường ngắn Trong trường hợp cụ thể này, chọn số đường ngắn Nếu vậy, định tuyến R1 sử dụng lúc hai đường cho luồng lưu lượng Cần ý giao thức định tuyến OSPF không hỗ trợ cân tải không mà hỗ trợ cân tải Muốn cân tải kiểu không phải sử dụng giao thức định tuyến EIGRP Thứ hai, kết hợp giao thức định tuyến với điều kiện mở rộng định hướng gói tin theo tuyến tới đích Thông thường, để đưa ứng xử với gói tin, định tuyến cần phân tích thông tin địa đích gói tin IP Khi áp dụng “điều kiện mở rộng” định tuyến, địa đích số thông tin sau xem xét đưa định ứng xử: • Địa nguồn • Kích cỡ gói • Loại ứng dụng (căn vào địa cổng ứng dụng) 3.3.2 Cơ chế điều khiển lưu lượng mạng MPLS Kỹ thuật điều khiển lưu lượng (Traffic Engineering) Traffic Engineering đề cập đến khả điều khiển luồng lưu lượng mạng, với mục đích giảm thiểu tắc nghẽn tạo mức sử dụng hiệu cho phương tiện sẵn có Lưu lượng IP truyền thống định tuyến theo Hop by Hop theo IGP sử dụng kỹ thuật đường dẫn ngắn để truyền lưu lượng Lưu lượng đường dẫn IP Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 24 không đạt tối ưu phụ thuộc vào thông tin Link Metric tĩnh, không với hiểu biết tài nguyên mạng sẵn có yêu cầu lưu lượng cần thiết để mang đường dẫn Sử dụng kỹ thuật đường dẫn ngắn gây vấn đề sau: - Đường dẫn ngắn từ tài nguyên khác chồng lẫn lên số link, gây tắc nghẽn link - Lưu lượng từ nguồn tới đích vượt dung lượng kỹ thuật đường dẫn ngắn nhất, đường dẫn dài hai Router được sử dụng không mức Trong hình 3.10, có hai đường dẫn từ Router C tới Router E biểu thị đường dẫn 2, Router chọn đường dẫn theo kỹ thuật đường dẫn ngắn từ C tới E (C-D-E), sau mang tất lưu lượng đích cho E thông qua đường dẫn Dung lượng lưu lượng cuối đường dẫn gây tắc nghẽn, đường dẫn khác (C-F-G-H-E) không sử dụng Để toàn thể mạng hoạt động hiệu thiết kế nhằm thay đổi vài phân số (fraction) lưu lượng từ link tới link khác Trong ta có cost đường dẫn C-D-E ngang với cost đường dẫn C-F-G-H-E việc tiến lại gần với cân tải gây cản trở, có Topo mạng chặt chẽ Các đường dẫn định tuyến tường minh, thực sử dụng MPLS, sử dụng dễ hiểu mềm dẻo việc đánh địa vấn đề Để giải vấn đề điều khiển lưu lượng dựa vào thực tế nhãn đường dẫn Label-switched thiết lập cách đa dạng cách kiểu điều khiển khác Ví dụ, kiểu điều khiển lưu lượng thiết lập đường dẫn Label-switched từ B- C- F - G - H - E (đường dẫn 1) đường dẫn khác từ A- CD-E (đường dẫn 2) hình 3.11 Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 25 Hình 3.10 Tắc nghẽn gây kỹ thuật chon đường ngắn Hình 3.11 Giải pháp cho vấn đề sử dụng kỹ thuật lưu lượng 3.3.3 Các giao thức phân bổ nhãn MPLS không yêu cầu phải có giao thức phân bổ nhãn riêng, vài giao thức định tuyến sử dụng OSPF hỗ trợ phân bổ nhãn Tuy nhiên, IETF phát triển giao thức để bổ sung cho MPLS gọi giao thức phân bổ nhãn LDP Một giao thức khác, LDP cưỡng (CR-LDP), cho phép nhà quản lý mạng thiết lập đường chuyển mạch nhãn (LSP) cách rõ ràng CR-LDP mở rộng LDP, hoạt động độc lập với giao thức cổng đường biên bên (IGP) khác CR-LDP sử dụng cho dòng lưu lượng nhạy cảm với trễ mô mạng chuyển mạch kênh RSVP sử dụng để phân phối nhãn việc sử dụng tin Reservation PATH, hỗ trợ hoạt động ràng buộc phân bổ nhãn Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 26 Hình 3.12 Vị trí giao thức LDP giao thức MPLS 3.3.4 Giao thức dự trữ tài nguyên RSVP Một số đặc điểm giao thức RSVP: - RSVP giao thức báo hiệu đóng vai trò quan trọng mạng MPLS, sử dụng để dành trước tài nguyên cho phiên truyền mạng Internet - RSVP thiết kế để thiết lập đường truyền bảo vệ giải thông đường truyền, giao thức IP giao thức không kết nối không hỗ trợ việc thiết lập đường cho luồng lưu lượng - RSVP yêu cầu máy nhận lưu lượng yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS cho luồng liệu Các ứng dụng máy nhận phải giải thuộc tính QoS truyền tới RSVP Sau phân tích yêu cầu này, RSVP sử dụng để gửi tin tới tất nút nằm tuyến đường gói tin Hình 3.13 Ví dụ giao thức dành sãn tài nguyên - RSVP thiết lập giao thức dành sẵn tài nguyên theo đường xác định theo tuyến từ R1 đến R9 lựa chọn theo IGP Và sau phân phối nhãn ngược trở lại để thiết lập đường truyền vận chuyển lưu lượng Hình 3.11 ví dụ giao thức dành sẵn tài nguyên RSVP Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 27 Thiết lập đường sử dụng RSVP: RSVP đóng vai trò quan trọng việc thiết lập đường LSP hỗ trợ ứng dụng unicast multicast RSVP thích ứng với thay đổi nhóm multicast bảng định tuyến Việc trì thực thông qua việc gửi tin làm tươi định kì gửi theo LSP để trì trạng thái Trong kỹ thuật lưu lượng, phiên RSVP xảy router điểm đầu cuối trung kế Các tin sử dụng trình thiết lập đường bao gồm: PATH, RESV, PATH_TEAR, PATH_ERR, RESV_ERR Điều khiển lưu lượng với RSVP: Nhu cầu sử dụng RSVP việc sử dụng mạng IP để vận chuyển lưu lượng thời gian thực thoại, hội nghị truyền hình vốn yêu cầu chặt chẽ ràng buộc thời gian Để đảm bảo yêu cầu, ứng dụng đặt trước tài nguyên, tức tài nguyên dành riêng cho ứng dụng RSVP định nghĩa cách thức đặt trước tài nguyên Khi với ứng dụng ví dụ truyền file, truyền video, RSVP thực cho phép ứng dụng đặt trước tài nguyên mà ứng dụng cần thiết router từ chối tài nguyên đặt trước sẵn Nơi nhận thực đặt trước tài nguyên điều hợp lý biết rõ tài nguyên mà ứng dụng cần Hơn người dùng dễ dàng tham gia không tham gia mà không gây ảnh hưởng đến phía gửi Hình thể dòng lưu lượng mạng, việc điều khiển lưu lượng để tối ưu hóa tài nguyên sử dụng Nó chuyển lưu lượng từ đường học từ IGP sang đường LSP nghẽn Hình 3.14 Điều khiển lưu lượng với RSVP Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 28 3.4 Giải tắc nghẽn mạng MPLS 3.4.1 Các khái niệm tắc nghẽn Tắc nghẽn tượng quen thuộc mạng mà nguyên nhân nói chung tài nguyên mạng giới hạn nhu cầu truyền thông tin người lại giới hạn, ngày tăng nhanh Vì vậy, tượng tắc nghẽn mạng khó tránh khỏi Nguyên nhân chất tự nhiên liệu người dùng đưa vào mạng, mạng không kịp đối phó với gia tăng đột ngột lưu lượng tắc ngẽn xảy 3.4.2 Hiện tượng tắc nghẽn Khi lưu lượng mạng đến điểm đó, tắc nghẽn nhẹ bắt đầu xảy ra, với giảm sút thông lượng Nếu điều tiếp diễn đường tuyến tính, vấn đề phức tạp Tuy nhiên, thời điểm hoạt động mạng đạt đến cấp độ đó, thông lượng tụt xuống theo đường thẳng tắc nghẽn nghiêm trọng tích tụ lại gói hàng đợi Do đó, mạng phải cung cấp vài kỹ thuật để thông báo node mắc phải mạng tắc nghẽn xảy cung cấp kỹ thuật điều khiển luồng thiết bị người dùng bên mạng Tắc nghẽn tối thiểu mục đích hoạt động định hướng tài nguyên lưu lượng quan trọng Tắc nghẽn miêu tả cách: - Đơn giản đủ tài nguyên để cung cấp cho lưu lượng người dùng - Có đủ tài nguyên mạng để hỗ trợ QoS người dùng dòng lưu lượng không xếp hợp lý vào mạng Do đó, vài phần mạng không dùng đến phần khác bị chất đầy lưu lượng người dùng 3.4.3 Cơ chế để điều khiển nghẽn Hình 3.15 minh họa bốn bước trình điều khiển lưu lượng Quy trình điều khiển lưu lượng quy trình điều khiển trình cấp phát tài nguyên để đáp ứng thay đổi lưu lượng nên lặp lặp lại Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 29 Hình 3.15: Quy trình điều khiển lưu lượng 3.4.4 Phương pháp giải tắc nghẽn a Một số phương pháp điều khiển chống tắc nghẽn truyền thống - Phương pháp điều khiển chống tắc nghẽn DECbit - Điều khiển chống tắc nghẽn TCP b Một số phương pháp điều khiển chống tắc nghẽn - Kĩ thuật điều khiển tắc nghẽn FATE: Trong mạng IP hoạt động, khó khăn việc kết hợp chặt chẽ trình điều khiển lưu lượng cách có hiệu dựa vào khả công nghệ IP Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đề xuất khả chế điều khiển lưu lượng Phương thức FATE cho phép giải vấn đề liên quan đến việc quản lí luồng lưu lượng động qua mạng cách tái cân luồng lưu lượng khoảng thời gian mạng bị tắc nghẽn Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 30 - Kĩ thuật điều khiển tắc nghẽn EWA FEWA: Phương pháp EWA (Explicit Window Adaptation) dùng thông báo cách rõ ràng đến phía gửi băng thông khả dụng đường cách sử dụng chế điều khiển lưu lượng giống TCP để truyền thông tin phản hồi từ định tuyến đến phía gửi Bên định tuyến EWA thông tin phản hồi tính toán định kỳ dựa đánh giá dung lượng rỗi hàng đợi định tuyến nhân với biến α, α tuỳ thuộc vào giá trị khởi tạo kích thước hàng đợi Nó điều khiển theo thuật toán AIMD EWA cho thấy kết hoạt động tốt định tuyến có tải lớn, có số vấn đề định tuyến hoạt động mức tải hầu hết thời gian Lý nằm việc tính toán α, đặt nhiều vào trọng tải trước định tuyến, phản ứng lại đủ nhanh thay đổi lớn điều kiện tải Chính hạn chế EWA mờ (FEWA- Fuzzy EWA) phát triển Khác với EWA cũ chủ yếu việc tính toán α, FEWA sử dụng điều khiển mờ để tính α dựa theo giá trị giá trị gần đệm định tuyến Với thay đổi việc tính toán phản hồi bên định tuyến, hiệu suất từ đầu cuối đến đầu cuối đạt lớn so với EWA 3.5 Kết luận chương Các kỹ thuật điều khiển lưu lượng MPLS điều khiển tắc nghẽn mạng MPLS sử dụng giao thức định tuyến đưa lưu lượng qua mạng theo đường ngắn mà không quan tâm đến tham số khác dẫn đến việc sử dụng không hiệu băng thông sẵn có mạng Giao thức chiếm dụng tài nguyên RSVP, với khả hỗ trợ, chế điều khiển lưu lượng mạng dễ dàng, giải vấn đề tắc nghẽn mạng Một ưu điểm khả hồi phục nhanh, giúp giảm thiểu tỉ lệ gói xảy lỗi liên kết nút chuyển mạch nhãn Trong thực tế, RSVP giao thức thông dụng nhất, lựa chọn cho trình điều khiển lưu lượng mạng KẾT LUẬN Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 31 Với thách thức ngày tăng giảm chi phí, tăng doanh thu đòi hỏi chất lượng dịch vụ ngày cao, nhà khai thác tập trung nghiên cứu để xử lý tốt lưu lượng mạng IP/MPLS Bài báo cáo đề cập đến công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS kỹ thuật giám sát, điều khiển lưu lượng điều khiển tránh tắc nghẽn mạng IP/MPLS Kỹ thuật điều khiển lưu lượng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS mạng IP/MPLS vấn đề cần quan tâm nhà khai thác cung cấp dịch vụ mạng Đề tài thể cách nhìn kỹ thuật điều khiển lưu lượng mạng thực tế nhằm nâng cao hiệu với chất lượng mạng Kỹ thuật điều khiển tắc nghẽn mạng nhà khai thác cần thiết để đảm bảo chất lượng dịch vụ việc sử dụng băng thông cho có hiệu Hiện nay, có nhiều phương pháp điều khiển tắc nghẽn mạng, nhà khai thác cung cấp dịch vụ phải tìm hiểu nghiên cứu để áp dụng phương pháp có hiệu Trong tương lai MPLS giải pháp mạng đường trục cho mạng hệ mới, xu hướng phát triển MPLS ATOM (Any traffic Over MPLS), nghĩa có khả đáp ứng loại dịch vụ nào: thoại, video, fax, data Công nghệ MPLS thị trường đầy tiềm hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho người dùng nhà cung cấp dịch vụ viễn thông Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thanh Hải, Slide “ MPLS- VNPT”, Trung tâm điều hành thông tinVNPT Đà Nẵng [2] Nguyễn Thanh Hải, Slide “ GMPLS- VNPT”, Trung tâm điều hành thông tin- VNPT Đà Nẵng [3] http://www.thuviendientu.org [4] http://www.luanvan.net.vn [5] http://www.timtailieu.vn [6] http://www.webluanvan.vn [7] http://www.weakipedia.com Khoa CN Điện tử Viễn thông – Lớp CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến ... Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 16 PHẦN 3: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG VÀ BÀI TOÁN GIẢI QUYẾT TẮC NGHẼN TRONG MẠNG MPLS 3.1 Cấu hình mạng MPLS VNPT Mạng IP /MPLS core nhà khai thác mạng. .. Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 22 Hình 3.7 Ví dụ CSPF 3.3 Điều khiển nghẽn 3.3.1 Điều khiển lưu lượng mạng MPLS Đây phương pháp sử dụng để điều khiển lưu lượng mạng IP Phương... CCVT06B Hồ Thị Kim Tiến Kỹ thuật lưu lượng MPLS ứng dụng mạng VNPT 17 Hình 3.1 Mô hình mạng áp dụng công nghệ IP /MPLS 3.1.2 Định tuyến IP mạng IP /MPLS Topo logic mạng IP /MPLS bao gồm tên thiết