Cách thức MPLS TE CS hoạt động ( lý thuyết, nguyên lý, cách hoạt động, các tham số tác động, mô phỏng). Đây là đồ án được 910 điểm. Với việc triển khai thực tiễn hệ thống đang được áp dụng vào hệ thống mạng Metro hiện nay.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS .2 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MPLS 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MPLS .3 1.3 KIỂU NODE MẠNG MPLS 1.4 CÁC GIAO THỨC CƠ BẢN CỦA MPLS 1.4.1 Điều khiển nhãn độc lập theo yêu cầu 1.4.2 Phát chống vòng lặp 1.4.3 Các chế phân bố nhãn 1.4.4 Chế độ trì nhãn 1.5 CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS .10 1.5.1 Chế độ khung .10 1.5.2 Chế độ hoạt động tế bào MPLS 11 1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 14 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 15 2.1 KHÁI NIỆM KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG .15 2.2 VẤN ĐỀ LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP 15 2.2.1 Xu hướng phát triển mạng IP 15 2.2.2 Bài toán lưu lượng .16 2.3 KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG IP .19 2.4 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG TRONG MẠNG MPLS 21 2.4.1 Điều khiển lưu lượng mạng MPLS 21 2.4.2 Cơ chế điều khiển lưu lượng mạng MPLS 23 2.4.3 Các giao thức phân bổ nhãn 26 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 32 CHƯƠNG 3: ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG 33 3.1 CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MPLS 33 3.2 ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN SỰ RÀNG BUỘC .34 3.2.1 Định tuyến trạng thái IGP mở rộng (Enhanced Link-state IGP) 35 3.2.2 Giải pháp kỹ thuật lưu lượng .35 3.3 GIAO THỨC PHÂN PHỐI NHÃN ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC 36 ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 3.3.1 Thiết lập trì CR-LDP 37 3.3.2 Giao thức định tuyến ràng buộc 38 3.3.3 Tiebreakers CSPF 47 3.3.4 Ảnh hưởng tham số tới CSPF 48 3.4 Ứng dụng Định tuyến ràng buộc 50 3.4.1 Đảm bảo băng thông 51 3.4.2 Chức bảo vệ 51 3.4.3 Hỗ trợ LDP mở rộng 52 3.4.4 Một số nhược điểm CR-LDP .52 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 53 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC TRONG MPLS TE 54 4.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG CỤ MÔ PHỎNG .54 4.2 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 54 4.2.1 Mơ hình mạng 55 4.2.2 Các bước thực kết 56 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Mô tả chức loại LSR Bảng Định dạng tin Label Request CR-LDP 38 Bảng Class Map Matches 40 Bảng 3 PATH TENT list cho định tuyến A 41 Bảng PATH TENT list cho định tuyến A sau bước 41 Bảng PATH TENT List cho định tuyến A sau bước 41 Bảng PATH TENT List cho định tuyến A bước 42 Bảng PATH TENT List định tuyến A bước 42 Bảng PATH TENT List định tuyến A bước 42 Bảng PATH TENT List định tuyến A bước 43 Bảng 10 Bảng định tuyến định tuyến A 43 Bảng 11 PATH TENT list sau bước 45 Bảng 12 PATH TENT list sau bước 45 Bảng 13 PATH TENT list sau bước 46 Bảng 14 PATH TENT list sau bước 46 Bảng 15 PATH TENT list sau bước 46 Bảng 16 Đặc tính tuyến đường từ A tới Z 48 Bảng 17 AFFINITY & MASK 49 Bảng 18 FLAGS & MASK 49 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Định dạng cấu trúc nhãn Hình Ngăn xếp nhãn Hình Ví dụ lớp chuyển tiếp tương đương Hình Các kiểu node MPLS Hình Điều khiển độc lập Hình Điều khiển theo yêu cầu Hình Các kịch phân bổ nhãn Hình Vị trí nhãn MPLS khung lớp 10 Hình Cơ cấu trao đổi thông tin 13 Hình 10 Cơ chế thiết lập kênh ảo điều khiển MPLS 13 Hình Mơ hình mạng đơn giản 16 Hình 2 Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh 16 Hình Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến OSPF 18 Hình Lựa chọn đường sử dụng phương pháp định tuyến RIP 18 Hình Phân chia lưu lượng dựa theo định tuyến tĩnh 19 Hình Phân loại lưu lượng dưa địa nguồn 20 Hình Phân loại lưu lượng dựa ToS kích cỡ gói PS 21 Hình So sánh chuyển tiếp MPLS chuyển tiếp IP 23 iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hình Tắc nghẽn gây kỹ thuật chọn đường ngắn 25 Hình 10 Giải pháp cho vấn đề sử dụng kỹ thuật lưu lượng 25 Hình 11 Giao thức LDP với giao thức khác 27 Hình 12 Thủ tục phát LSR lân cận 28 Hình 13 Sự mở rộng cho RSVP để thiết lập ER-LDP 30 Hình Định tuyến dựa ràng buộc 34 Hình Tránh tắc nghẽn 35 Hình 3 Sự chia sử tải 36 Hình Thiết lập đường dẫn CR-LDP 36 Hình Mơ hình mạng đơn giản chạy thuật toán SPF 39 Hình Topo Bộ định tuyến A sau chạy thuật tốn SPF 43 Hình Topo mạng sử dụng thuật toán CSPF 44 Hình Mạng ví dụ cho trường hợp CSPF tiebreakers 47 Hình Ví dụ Affinity 49 Hình 10 Ví dụ xét Bandwidth 50 Hình 11 Đảm bảo băng thông với định tuyến ràng buộc 51 Hình 12 FRR với định tuyến ràng buộc 52 Hình Giao diện GNS3 54 Hình Topo sử dụng mơ 55 Hình Kết Ping Tracert từ R1 đến R9 56 Hình 4 Bảng định tuyến R2 cấu hình OSPF 57 Hình Cấu hình đường hầm R2 57 Hình Tham số băng thơng cấu hình 58 Hình Thơng tin băng thơng 58 Hình Thơng tin tuyến đường chọn đường hầm 58 Hình Thiết lập tham số Link Attributes tuyến đường 59 Hình 10 Thiết lập tham số affinity đường hầm 59 Hình 11 Thiết lập tham số Flag interface 59 Hình 12 Thông tin băng thông bị chiếm 60 Hình 13 Thơng tin tuyến đường chọn đường hầm 60 Hình 14 Thơng tin cổng shutdown F1/0 60 Hình 15 Thông tin băng thông bị chiếm cổng F1/0 bị shut down 61 Hình 16 Topo Cấu hình tham số Administrative Weight 61 Hình 17 Cấu hình weight cổng 61 Hình 18 Thông tin băng thông bị chiếm 61 Hình 19 Thông tin chọn tuyến đường hầm 62 v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh ATM Asynchoronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên CLR Conservative Label Retention Duy trì nhãn vừa phải CoS Class of service Lớp dịch vụ CR Constrained Routing Định tuyến ràng buộc CR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến ràng buộc-LDP CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến ràng buộc-LSP CSPF Constrained Shortest Path First Định tuyến ràng buộc đường ngắn DLCI Data Link Connection Identifier Trường nhận diện kết nối liên kết liệu EGP Exterior Gateway Protocol Giao thức cổng ngoại ER Explicit Routing Định tuyến theo tuyến FEC Forwarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương đương FR Frame Relay Chuyển tiếp khung FTP Fole Transfer Protocol Giao thức tuyển tệp Message Giao thức thông điệp điều khiển Internet ICMP Internet Protocol IETF Internet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức cổng nội Internet Protocol Giao thức Internet IP Control Tiếng Việt vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC to Giao thức định tuyến IS IS IS-IS Intermediate system Intermediate system ISPs Internet Service Providers Nhà cung cấp dịch vụ Internet LAN Local Area Network Mạng cục LDP Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LER Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn LLR Liberal Label Retention Duy trì nhãn tự LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn LSA Link State Advertisement Gói quảng cáo trạng thái liên kết LSP Label Switched Path Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSR Label Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LFIB Label Forwarding Information Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn Base MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng hệ OSPF Open Shortest Path First Giao thức ưu tiên đường ngắn PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm điểm PVC Permanent Virtual Circuit Kênh ảo cố định QoS Quality of service Chất lượng dịch vụ RFC Request For Comments Tài liệu chuẩn cho Internet RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên Shortest Path First Thuật toán ưu tiên đường ngắn SPF vii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TE Traffic Engineering Kỹ thuật điều khiển lưu lượng TLV Type, Length, Value Kiểu, độ dài, giá trị TTL Time to live Thời gian sống UDP User Datagrame Protocol Giao thức liệu người dùng VC Virtual Circuit Kênh ảo VCI Virtual Circuit Identifier Trường nhận dạng kênh ảo VPI Virtual Path Identifier Trường nhận dạng đường ảo Wide Area Network Mạng diện rộng TCP WAN viii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI NĨI ĐẦU Khi mạng Internet ngày phát triển, số lượng khách hàng sử dụng ngày tăng lên cách mạnh mẽ Hơn nữa, nhu cầu dịch vụ đa phương tiện tăng lên, yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS trễ gói, lỗi tốc độ, băng tần tối thiểu Mạng Internet truyền thống đáp ứng yêu cầu khách hàng dựa dịch vụ IP “best-effort”, dịch vụ chế điều khiển lưu lượng Cùng với phát triển mạng IP, nhà nghiên cứu cố gắng tìm phương pháp điều khiển lưu lượng mạng cách tối ưu để dáp ứng nhu cầu người dùng Các phương pháp điều khiển lưu lượng truyền thống IP, ATM, phần giải toán điều khiển lưu lượng mạng IP, nhiên phương pháp biểu lộ số hạn chế định Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS, công nghệ chuyển mạch nhãn định hướng kết nối cung cấp khả mạng IP, khả điều khiển lưu lượng đề cập đế cách cho phép thực chế điều khiển lưu lượng cách tinh xảo MPLS không thay cho định tuyến IP, hoạt động song song với phương pháp định tuyến tồn cơng nghệ định tuyến tương lai với mục đích cung cấp tốc độ liệu cao định tuyến chuyển mạch nhãn LSP đồng thời với việc hạn chế băng tần luồng lưu lượng mạng MPLS, em chọn đề tài “ Kỹ thuật định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng MPLS” bao gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Chương 2: Kỹ thuật lưu lượng MPLS Chương 3: Định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng MPLS Chương 4: Mô hoạt đông định tuyến ràng buộc MPLS TE Hà Nội, ngày 11 tháng 12 năm 2015 Sinh viên Lê Hà Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 1: Tổng quan kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS kết trình phát triển nhiều giải pháp chuyển mạch IP, công nghệ chuyển mạch đưa IETF nhận quan tâm đặc biệt từ nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MPLS MPLS cơng nghệ tích hợp tốt khả để chuyền gói tin từ nguồn tới đích qua mạng Internet Có thể định nghĩa MPLS tập công nghệ dựa vào chuẩn Internet mà kết hợp chuyển mạch lớp định tuyến lớp để chuyển tiếp gói tin cách sử dụng nhãn có độ dài cố định MPLS cho phép ISP hợp mạng sử dụng công nghệ khác vào mạng đặc biệt quan trọng cho nhà mạng ISP đạt việc điều khiển lưu lượng cách xác lớp IP MPLS sử dụng định tuyến ràng buộc để xác định đường luồng lưu lượng ngang qua xác định đích tới gói chuyển mạch nhãn sử dụng đường xác định trước Bằng cách sử dụng giao thức điều khiển định tuyến Internet, MPLS cung cấp chuyển mạch hướng kết nối ảo qua tuyến Internet cách sử dụng nhãn trao đổi nhãn MPLS bao gồm việc thực đường chuyển mạch nhãn LSP, cung cấp thủ tục giao thức cần thiết để phân phối nhãn chuyển mạch định tuyến Nhóm làm việc MPLS đưa danh sách với bước yêu cầu để xác định MPLS là: - MPLS phải làm việc với hầu hết công nghệ liên kết liệu MPLS phải thích ứng với giao thức lớp mạng công nghệ IP liên quan MPLS cần hoạt động độc lập với giao thức định tuyến MPLS phải hỗ trợ chức vận hành quản lý bảo dưỡng MPLS cần xác định chặn chuyển tiếp vòng MPLS phải hoạt động tốt trọng mạng phân cấp MPLS phải có tính kế thừa Các u cầu nỗ lực phát triển cần tập trung Liên quan tới yêu cầu này, nhóm làm việc đưa mục tiêu mà MPLS cần đạt được: - Chỉ rõ giao thức tiêu chuẩn hóa nhằm trì phân phối nhãn để hỗ trợ định tuyến dựa vào đích unicast mà việc chuyển tiếp thực cách trao đổi nhãn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 3:Định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng - Các bit Affinity lớp tài nguyên 0010 với mặt nạ 0011, tức thực kểm tra hai bit thấp Liên kết R4-R3 cần loại trừ khỏi đường LSP, chuỗi bit resource-class đặt 0011 Khi bit Affinity lớp tài nguyên đường hầm lưu lượng so sánh với bit resource-class không trùng nên liên kết R4-R3 bị loại 3.3.4.2 Administrative weight Administrative weight đơn giản, có chút khác biệt Administrative weight phổ biến IGP đẩy liệu TE Administrative weight sử dụng để tính tốn tuyến đường hầm Tuyến đường có giá trị Administrative nhỏ độ ưu tiên cao Thơng thường đường hầm đẩy giá trị metric cho liên kết MPLS TE đây: - IGP link metric, xác định giá trị metric cho liên kết Chọn metric cho tuyến đường TE link metric cho liên kết Giá trị metric mặc định IGP link metric bạn chuyển sang sử dụng liên kết TE cấu hình administrative weight cổng 3.3.4.3 Bandwidth Bandwidth thông số quan trọng Tuyến A khơng xem xét cho MPLS TE khơng đáp ứng bandwidth theo u cầu Hình 10 Ví dụ xét Bandwidth Tham số kiểm tra thứ q trình tính tốn đường ràng buộc TE cost (trọng số quản trị) liên kết mà đường hầm khả qua Nếu không xét 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 3:Định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng tài ngun đường R1-R4-R6 có tổng cost thấp 30 Tất đường khả thi khác có tổng cost cao Khi tài ngun đưa vào tính tốn, thấy đường ngắn khơng có đủ băng thơng thỏa mãn đòi hỏi đường hầm lưu lượng (đòi hỏi 30 Mbps có 20 Mbps khả dụng) Kết liên kết R4-R6 bị loại khỏi phép tính đường LSP 3.4 Ứng dụng Định tuyến ràng buộc 3.4.1 Đảm bảo băng thơng Hình 11 Đảm bảo băng thông với định tuyến ràng buộc Bạn cung cấp băng thơng cho dịch vụ node cách thiết lập đa đường hầm (multiple tunnel) node Như hình 3.11, giả sử có liệu dịch vụ voice node đầu vào đầu Để đảm bảo băng thơng u cầu cho dịch vụ voice, ta thiết lập đường hầm TE chuyên dụng để truyền dịch vụ voice truyền liệu tuyến khác mà khơng gây ảnh hưởng tới Chính ta để đường hầm với kết nối có trễ thấp để truyền dịch vụ voice đường hầm để truyền liệu 3.4.2 Chức bảo vệ Ta sử dụng FRR để bảo vệ nodes liên kết quan trọng mạng để tăng tốc trình tái định tuyến tối ưu hóa đường Xét đường hầm backup để bảo vệ tuyến băng cách kết hợp với MPLS OAM Như hình 3.12 giả sử liệu mạng truyền theo tuyến đường hầm 2, đường hầm có đặc tính giống với đường hầm Khi liên kết bị đứt gặp vấn đề lưu lượng lúc chế OAM kích hoạt để bảo trì trì hệ thống CSPF nhanh chóng xây dựng tìm tuyến đường khác đáp ứng 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 3:Định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng yêu cầu ràng buộc mà đường hầm yêu cầu (đó đường hầm 1) Lúc đường hầm chỗ cho đường hầm để truyền liệu Hình 12 FRR với định tuyến ràng buộc 3.4.3 Hỗ trợ LDP mở rộng CR-LDP cung cấp hỗ trợ thêm cho dịch vụ LSP, CR-LDP mở rộng định nghĩa cách để dịch trực tiếp đối tượng tin sử dụng giao thức khác để cung cấp dịch vụ tương ứng Việc triển khai tận dụng lợi thực tế này: - Thiết lập LSPs để cung cấp dịch vụ tổng hợp kết hợp từ dịch vụ cung cấp thông qua giao thức khác Dịch trực tiếp tin giao thức để cung cấp dịch vụ định nghĩa phần non-CR-LDP mạng Mô tả, đặc điểm thông số loạt kịch QoS dịch vụ bao gồm dịch vụ IP khác nhau, dịch vụ tích hợp, lớp dịch vụ ATM Frame Relay Thông tin trạng thái ổn định cần thiết để trì bảo dưỡng LSP cần tới 200 bytes Nó khơng phải vơ lý nói việc triển khai CR-LDP hỗ trợ hàng nghìn hàng triệu LSPs chuyển mạch qua LSR với điều kiện tương đối ổn định Vì CR-LDP cung cấp tải thấp LSP – bao gồm trạng thái thông tin cần thiết điều khiển lưu lượng – CR-LDP áp dụng nhiều internet nơi có nhiều LSPs cần chuyển mạch qua LSR Một ví dụ mạng backbone lớn sử dụng MPLS dành riêng để chuyển số lượng lớn chuỗi liệu số lượng lớn node MPLS biên 3.4.4 Một số nhược điểm CR-LDP - CR-LDP hỗ trợ LSPs point-to-point CR-LDP hỗ trợ thiết lập cho LSP chiều CR-LDP hỗ trợ nhãn độc lập cho thiết lập LSP 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 3:Định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương trình bày phương pháp định tuyến MPLS TE, Định tuyến chặng (hop by hop), Định tuyến (ER-LSP), định tuyến ràng buộc (CR-LSP) Nhưng chương chủ yếu sâu, tìm hiểu kỹ kỹ thuật định tuyến dựa ràng buộc Định tuyến ràng buộc kỹ thuật quan trọng MPLS TE Kỹ thuật có khả chọn tuyến đường tối ưu để truyền liệu mà không xảy cố tắc nghẽn dán đoạn liệu Phương pháp cung cấp khả đảm bảo băng thông, bảo vệ tuyến đường fast reroute, hỗ trợ LDP mở rộng Tuy có nhiều ưu điểm phương pháp có số hạn chế cần phải cải tiến thêm 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC TRONG MPLS TE 4.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG CỤ MÔ PHỎNG GNS3 phần mềm giả lập mạng có giao diện đồ họa cho phép ta dễ dàng thiết kế mơ hình mạng sau chạy giả lập chúng Tại thời điểm GNS3 hỗ trợ định tuyến (Cisco, ATM/Frame Relay/ Ethernet Switch) GNS3 dựa dynamips phần dynagen Hình Giao diện GNS3 GNS3 chạy Windows, Linux Mac OSX Gói cài đặt phần mềm download địa http://gns3.net Tại cung cấp thứ chạy GNS3 máy tính ngoại trừ IOSS định tuyến thật IOS không cung cấp rộng rãi Cisoc nhiên ta download từ nhiều nguồn khác mạng 4.2 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ MƠ PHỎNG Cấu hình kiểm tra yếu tố ảnh hưởng đến trình lựa chọn đường định tuyến ràng buộc MPLS TE Các yếu tố ảnh hưởng bao gồm: Băng thơng có sẵn Link Attributes Administrative weight Ta thay đổi yếu tố lên trình tính tốn đường ràng buộc 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE 4.2.1 Mơ hình mạng Trong phần ta sử dụng mơ hình bao gồm định tuyến kết nối với nhứ hình 4.2 Hình Topo sử dụng mơ Trong mơ hình - - - - - - - Bộ định tuyến R1 gồm có: L0: 1.1.1.1 F0/0: 10.1.19.1 Bộ định tuyến R2 gồm có: L0: 2.2.2.2 F0/1: 10.1.23.2 F1/0: 10.1.25.2 Bộ định tuyến R3 gồm có: L0: 3.3.3.3 F0/0: 10.1.23.3 F0/1: 10.1.34.3 Bộ định tuyến R4 gồm có: L0: 4.4.4.4 F0/0: 10.1.34.4 F0/1: 10.1.48.4 Bộ định tuyến R5 gồm có: L0: 5.5.5.5 F0/0: 10.1.25.5 F0/1: 10.1.56.5 Bộ định tuyến R6 gồm có: L0: 6.6.6.6 F0/0: 10.1.56.6 F0/1: 10.1.67.6 Bộ định tuyến R7 gồm có: L0: 7.7.7.7 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE - - F0/0: 10.1.67.7 F0/1: 10.1.78.7 Bộ định tuyến R8 gồm có: L0: 8.8.8.8 F0/0: 10.1.48.8 F1/0: 10.1.78.8 Bộ định tuyến R9 gồm có: L0: 9.9.9.9 F0/0: 10.1.19.9 4.2.2 Các bước thực kết Ta xem xét ảnh hưởng yếu tố đến trình lựa chọn đường từ R1 đến R9 Khi chưa thiết lập đường hầm (Tunnel) mà chạy giao thức OSPF L2VPN: Cách cấu hình OSPF: (cấu hình R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8) ví dụ cấu hình R2 Router ospf Net 2.2.2.2 0.0.0.0 area Net 10.1.23.0 0.0.0.255 area Net 10.1.25.0 0.0.0.255 area Cách cấu hình L2VPN: (cấu hình R2 R8) ví dụ cấu hình R2 Interface f0/0 Xconnect 8.8.8.8 encapsulation mpls Cấu hình định tuyến tĩnh R1 R9 Ta có đường kết nối thơng từ R1 đến R9: Hình Kết Ping Tracert từ R1 đến R9 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE Kết lựa chọn đường đến đích R8 hiển thị R2 sau: Hình 4 Bảng định tuyến R2 cấu hình OSPF Kết R2 chọn tuyến theo R3 R4 để đến R8 theo thuật tốn SPF tuyến đường ngắn để tới đích, 4.2.2.1 Xét ảnh hưởng băng thông Ban đầu đường hầm thiết lập từ R2 đến R8 qua tuyến hình 4.2 Ta để giá trị đường hầm chế độ mặc định thay đổi giá trị băng thơng hình 4.5, 4.6 kết nối khác cấu hình băng thơng 200kbps: Hình Cấu hình đường hầm R2 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE Hình Tham số băng thơng cấu hình Sau cấu hình tham số ta kết đây: Hình Thơng tin băng thơng Hình Thông tin tuyến đường chọn đường hầm 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE Kết luận: Thơng thường khơng cấu hình định tuyến ràng buộc mà cấu hình định tuyến IGP bình thường (OSPF) R2 ln chọn tuyến đường ngắn R2 -> R3 -> R4 -> R8 mà không cần biết băng thơng tuyến đường có đủ hay khơng Nhưng cấu hình định tuyến ràng buộc lúc R2 chọn tuyến đường theo băng thông Với lưu lượng 75kbps đường hầm truyền qua tuyến R2 -> R3 -> R4 -> R8 tuyến có 50kbps, tuyến R2 -> R5 -> R6 -> R7 -> R8 có băng thơng 200kbps (thỏa mãn) dùng để truyền lưu lượng đường hầm 4.2.2.2 Xét ảnh hưởng Link Attributes Ta để lại giá trị đường hầm chế độ mặc định băng thông tuyến để 200 kbps thêm chế độ Link Attributes Tại R2 ta cấu hình giá trị Affinity: 0x2 mask 0x3 tuyến R2 -> R5 -> R6 -> R7 -> R8 cấu hình Flag: 0x2 hình 4.9, 4.10, 4.11: Hình Thiết lập tham số Link Attributes tuyến đường Hình 10 Thiết lập tham số affinity đường hầm Hình 11 Thiết lập tham số Flag interface 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE Dưới kết quả: Hình 12 Thơng tin băng thơng bị chiếm Hình 13 Thơng tin tuyến đường chọn đường hầm Nếu giả sử ta shut down cổng F1/0 định tuyến đi: Hình 14 Thông tin cổng shutdown F1/0 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE Hình 15 Thơng tin băng thông bị chiếm cổng F1/0 bị shut down Kết luận: Khi cấu hình Link Attributes tuyến đường có tham số Flags phù hợp với tham số Affinity lưu lượng đường hầm truyền qua Giả sử khơng có tuyến đường thỏa mãn Affinity bits lưu lượng không truyền qua tuyến 4.2.2.3 Xét ảnh hưởng Administrative weight Ta để lại giá trị đường hầm chế độ mặc định băng thông tuyến để 200 kbps thêm Administrative weight vào tuyến đường Tại tuyến R2 -> R5 -> R6 > R7 -> R8 cấu hình giá trị weight tất cổng tuyến lại cấu hình giá trị weight hình đây: Hình 16 Topo Cấu hình tham số Administrative Weight Hình 17 Cấu hình weight cổng Ta có kết sau: Hình 18 Thơng tin băng thơng bị chiếm 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE Hình 19 Thông tin chọn tuyến đường hầm Kết luận: Sau thay đổi giá trị weight tuyến R2 -> R5 -> R6 -> R7 -> R8 có tổng weight 4, tuyến R2 -> R3 -> R4 -> R8 có tổng weight 15 Giá trị weight nhỏ tuyến có độ ưu tiên cao => Tuyến R2 -> R5 -> R6 -> R7 -> R8 tuyến chọn để truyền liệu đường hầm 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương này, thực số mô để làm rõ nguyên lí hoạt động kĩ thuật lưu lượng MPLS định tuyến hãng Cisco phần mềm mô GNS3 Các mô khơng nhằm mục đích đánh giá hiệu định tuyến ràng buộc mà nêu tham số ảnh hưởng đến trình định tuyến chọn đường định tuyến ràng buộc MPLS TE: - Đối với băng thông, CSPF chọn tuyến đường có băng thơng lớn cho dù tuyến đường có dài tuyến đường có băng thơng nhỏ Với tham số Link Attributes, tuyến đường có tham số Flags phù hợp tham số Affinity lưu lượng đường hầm truyền qua Còn tham số Administrative weight liên kết nhỏ tuyến có độ ưu tiên cao 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KẾT LUẬN Kĩ thuật định tuyến ràng buộc MPLS TE kĩ thuật cho hiệu cao việc đảm bảo băng thông, tái định tuyến nhanh đường truyền đồng thời hỗ trợ mở rộng LDP, việc tìm hiểu kĩ thuật đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng lâu dài Sau thời gian thực nghiên cứu, đồ án giải số vấn đề sau: Chương 1: Tổng quan kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS: Giới thiệu khái niệm MPLS, thành phần MPLS phương thức hoạt động MPLS Chương 2: Kỹ thuật lưu lượng MPLS : Khái quát kỹ thuật TE đặc điểm Trình bày phương pháp TE mạng IP bao gồm điều khiển lưu lượng mạng IP bao gồm điều khiển lưu lượng dựa IP, điều khiển lưu lượng dựa ATM điều khiển lưu lượng dựa MPLS Chương 3: Định tuyến ràng buộc ứng dụng điều khiển lưu lượng: Trình bày phương pháp định tuyến MPLS Đặc biệt tìm hiểu sâu cách thức hoạt động định tuyến ràng buôc ứng dụng phương thức định tuyến MPLS TE Chương 4: Mô định tuyến ràng buộc MPLS TE: Trình bày ảnh hưởng tham số lên việc chọn tuyến đường định tuyến ràng buộc Tuy nhiên thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh sai sót Kính mong nhận góp ý thầy giáo bạn để ngày hồn thiện thêm kiến thức Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Ban ( Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng – Hà Nội) hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: ThS Hồng Trọng Minh, “ Cơng nghệ chuyển mạch IP MPLS”, Học viện công nghệ bưu chinh viễn thông, năm 2008 Võ Minh Đức, “Kỹ thuật lưu lượng MPLS” Tiếng Anh: IETF, “ RFC 3213” “RFC 3212” Eric Osborne, Ajay Simha, Traffic Engineering with MPLS Ossama Younis ad Sonia Fahmy, “Costraint-Based Routing in the Internet” Weizheng Huang and Chris G.Guy, “A Study of Costraint-Based Routing with MPLS” 64 ... Routing Định tuyến ràng buộc CR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến ràng buộc- LDP CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến ràng buộc- LSP CSPF Constrained Shortest Path First Định tuyến ràng buộc. .. 3: ĐỊNH TUYẾN RÀNG BUỘC VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG 33 3.1 CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MPLS 33 3.2 ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN SỰ RÀNG BUỘC .34 3.2.1 Định. .. chọn định tuyến động cho mạng IP cỡ lớn đồng nghĩa với việc sử dụng giao thức định tuyến Giao thức định tuyến có chức tìm đường ngắn cho gói tin IP từ định tuyến tới đích Đoạn đường từ định tuyến