Điều khiển lưu lượng trong mạng MPLS

Bộ Giáo Dục Đào tạo Trường Đại Học Bách khoa hà nội Luận Văn thạc sỹ điều khiển lưu lượng mạng mpls NGNH: IN T VIN THƠNG Mà SỐ trÞnh minh trÝ ng­êi h­íng dÉn khoa học: PGS.TS Phạm minh hà Hà Nội 2006 -1- Mục lục Chương 1: Tổng quan điều khiển lưu lượng mạng MPLS 12 24T 24 T 24T 1.1 Cơ điều khiển lưu lượng 12 1.1.1 C¸c kh¸i niệm mạng bản: 12 1.1.2 Cơ điều khiển lưu lượng: 1.1.3 §iỊu khiển lưu lượng trước có mạng MPLS 1.1.3.1 Điều khiển lưu lượng mạng IP: 1.1.3.2 §iỊu khiĨn lưu lượng mạng ATM: 1.1.4 Điều khiển lưu lượng mạng MPLS (MPLS TE): 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 1.1.5 øng dơng cđa m¹ng MPLS: 20 1.2 Cơ vỊ m¹ng MPLS: 21 1.2.1 Chun m¹ch nh·n: 21 1.2.1.1 Chun m¹ch nh·n gì: 21 1.2.1.2 Tại lại phải sử dụng chuyển mạch nhÃn: 21 1.2.2 Các khái niệm chuyển mạch nhÃn: 22 1.2.2.1 Các thành phần chuyển mạch nhÃn MPLS: 22 1.2.2.2 Các thao t¸c nh·n: 26 1.2.2.3 Các ánh xạ bảng hỗ trợ: 1.2.3 Hoạt động chun m¹ch nh·n MPLS: 1.2.3.1 Hoạt động chung: 1.2.3.2 Chän tuyÕn: 31 1.2.4 Giao thøc ph©n phèi nh·n LDP: 32 1.2.5 KiÕn tróc node chun m¹ch: 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T Ch­¬ng 2: Kỹ thuật điều khiển lưu lượng mạng MPLS ………… 24T 24T 24T 2.1 Tæng quan: 2.2 Phân phối thông tin định tuyến rµng buéc 2.2.1 Những thông tin phân phối: 2.2.1.1 Lượng băng thông: 40 2.2.1.2 Møc ­u tiªn: 40 2.2.1.3 Cê thuéc tÝnh: 41 2.2.1.4 Trọng số quản trị: 41 2.2.2 Các thông tin phân phối nào: 2.2.2.1 Tæng quan: 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS 24T 24T -2- 2.2.2.2 Những thay đổi băng thông đáng kể: 4 2.2.2.3 Những thay đổi băng thông không đáng kể 4 2.2.2.4 Những thay đổi nguyên nhân gây lỗi 2.2.3 Các thông tin trạng thái mạng truyền nµo: 2.2.3.1 Trong giao thøc OSPF: 2.2.3.2 Trong giao thøc IS-IS: 2.3 Tính toán thiết lập LSP: 2.3.1 ThuËt to¸n SPF 2.3.2 ThuËt to¸n CSPF: 50 2.3.2.1 Hoạt động chung: 50 2.3.2.2 ViƯc chän ®­êng CSPF: 2.3.2.3 Những yếu tố khác ảnh hưởng đến CSPF: 5 2.3.3 Tèi ­u hãa lại đường hầm: 2.3.4 Giao thức giành trước tài nguyên RSVP: 2.3.4.1 Cơ vÒ RSVP: 2.3.4.2 Thiết lập trì đường đi: 60 2.3.5 Đường hầm xuyên vùng: 64 2.3.5.1 ThuËt ng÷ IGP: 64 2.3.5.2 Đường hầm xuyên vùng làm gì: 64 2.3.5.3 Hoạt động đường hầm xuyên vùng: 65 2.3.5.4 Những tính đường hầm xuyên vùng 2.3.6 Quản lý liên kết 6 2.4 Chun tiÕp l­u l­ỵng lên đường hầm 67 2.4.1 Chuyển tiếp lưu lượng lên đường hầm dùng định tuyến tĩnh 67 2.4.2 Chuyển tiếp lưu lượng lên đường hầm dùng Autoroute 67 2.4.3 Phân t¶i 73 2.4.3.1 Phân tải hai đường có chi phí cân 73 2.4.3.2 Phân tải đường có chi phí không 77 2.4.4 Hµng xãm chun tiÕp 84 2.4.5 Điều chỉnh băng thông tự động cho đường hầm: 2.4.5.1 Giới thiÖu: 85 2.4.5.2 Hoạt động điều chỉnh băng thông tự động: 85 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24 T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 4T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS 24T -3- Chương 3: Chất lượng dịch vụ mạng MPLS.87 3.1 Tổng quan 87 3.2 KiÕn tróc DiffServ 88 3.2.1 Ph©n lo¹i 88 3.2.2 KiĨm so¸t 89 3.2.3 G¸n nh·n 89 3.2.4 Hàng đợi 89 3.2.5 Lo¹i bá 3.3 DiffServ gói tin IP 3.4 DiffServ gói tin MPLS 94 3.5 Xö lý chång nh·n 94 3.5.1 Ip2mpls 94 3.5.2 Mpls2mpls 95 3.5.3 Mpls2ip 96 3.5.4 EXP DSCP độc lập 97 3.5.5 Xö lý tõng chặng trường hợp ip2mpls mpls2ip 97 3.6 Chế độ đường hầm 98 3.6.1 ChÕ ®é Uniform 99 3.6.2 ChÕ ®é Short-Pipe 10 3.6.3 ChÕ ®é Pipe 102 3.7 E-LSP vµ L-LSP 103 3.8 Điều khiển lưu lượng với gói diffserv m¹ng MPLS: 105 3.8.1 KiĨu líp l­u l­ỵng (CT): 105 3.8.2 TÝnh ®­êng 105 3.8.3 Báo hiệu đường ®i: 106 3.8.4 Mô hình ràng buộc băng thông 106 3.8.4.1 Mô hình cấp phát tối đa (MAM): 107 3.8.4.2 Mô hình bóp bª Nga (RDM) 108 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24 T 24T 24 T 24T 24T 24T 24 T 24T 24T 24T 24T Chương 4: Mô so sánh MPLS TE định tuyến IGP 111 24T 24T 4.1 Giíi thiƯu chung vỊ NS 111 4.2 Mô kết qu¶ 112 4.2.1 Bài toán 112 4.2.2 Kết mô 113 24T 24 T 24T 24T 24T 24T 24T 24T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -4- danh mơc tõ viÕt t¾T Tõ viÕt t¾t NghÜa tiÕng Anh Nghĩa tiếng Việt ABR Area border Router Router sư dơng ®Ĩ kÕt nèi vïng OSPF AF Assured Forwarding Dịch vụ bảo đảm mô hình Diffserv AS Autonomous System Hệ thống tự trị BC Bandwidth Constraint Ràng buộc băng thông BE Best effort Dịch vụ nỗ lực tèi ®a CAC Connection Admission Control Thđ tơc chÊp nhËn kÕt nèi CBR Constant Bit Rate Tèc ®é bit cè ®Þnh CIR Commit Information Rate Tèc ®é cam kÕt CSPF Constraint Shortest Path First Thuật toán định tuyến ràng buộc CT Class Type Các lớp có chung yêu cầu dịch vụ mạng DSCP DiffServ Code Point Trường dịch vụ phân chia gói IP EF Expedited Forwarding Dịch vụ bảo hiểm E-LSP EXP-LSP LSP có chất lượng suy từ trường EXP ER Explicit Route Đường xác định trước Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng m¹ng MPLS -5- ERO Explicit Route Object Chøa tËp nút trung gian phải qua để đến đích IGP Interior Gateway Protocol Giao thøc cæng IS-IS Intermediate System Intermediate System Giao thức định tuyến trạng thái liên kết LDP Label Distribution Protocol Giao thøc ph©n phèi nh·n LER Label Edge Router Router biªn L-LSP Label inferred LSP ChÊt lượng gói tin suy từ trường label tiêu đề LSA Link State Advertisment Gói tin gửi link state IGP để thông báo trạng thái mạng MAM Maximum Allocation Model Mô hình cấp phát tối đa PHB Per Hop Behavior Xư lý chặng PHP Penultimate hop Poping Hoạt động tháo nhÃn hop trước LSR PVC Permanent Virtual Circuit Kênh ảo cố định RDM Russion Doll Model Mô hình ràng buộc băng thông kiểu búp bê Nga RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước băng thông TOS Type of Service Trường kiểu dịch vụ gói IP Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -6- Danh Mục b¶ng 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU B¶ng 1.1: Tỉng kÕt vỊ thao t¸c nh·n 27 Bảng 1.2: Các kiểu thông điệp 33 Bảng 2.1: Giá trị c¸c TLV 46 Bảng 2.2: Những TLV mang thông tin vỊ liªn kÕt 48 Bảng 2.3: Danh sách PATH TENT Router A sau bước 52 Bảng 2.4: Danh sách PATH TENT Router A sau bước 52 Bảng 2.5: Danh sách PATH TENT Router A sau b­íc 52 B¶ng 2.6: Danh sách PATH TENT Router A sau bước 52 Bảng 2.7: Danh sách PATH TENT trªn Router A sau b­íc 53 Bảng 2.8: Thuộc tính đường từ RtrA đến RtrZ 54 B¶ng 2.9: kiểu thông điệp RSVP 60 Bảng 2.10: Bảng định tuyến Router A trước có đường hầm TE 68 Bảng 2.11: Bảng định tuyến Router A sau định tuyến tĩnh cấu hình 69 B¶ng 2.12: Bảng định tuyến Router A sau chạy thuật toán SPF 76 Bảng 2.13: Bảng định tuyến cña Router A 80 Bảng 2.14: Bảng định tuyến Router A 80 B¶ng 2.15: B¶ng định tuyến Router A sau tunnel0 cấu hình với số đo autoroute =1 82 Bảng 2.17: Các biến số băng thông 85 Bảng 3.1: ánh xạ bit DSCP sang c¸c bit PRE 92 Bảng 3.2: Các giá trị DSCP bổ xung 93 Bảng 3.3: Quá trình xư lý EXP chÕ ®é uniform 100 Bảng 3.4: Xử lý EXP chế độ Short-Pipe 101 B¶ng 3.5: Xư lý EXP chÕ ®é Pipe 102 U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24 T U24 T U24 T U24T 24TU 24TU 24TU 24TU U24 T U24T U24T U24T 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU U24T U24T U24T U24 T U24T U24T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -7- Danh mục hình 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU H×nh 1.1: Topo mạng IP hình cá 17 Hình 1.2: Topo mạng ATM hình c¸ 18 Hình 1.3: Topo mạng MPLS hình cá 19 Hình 1.4: Các thành phần chuyển mạch nhÃn MPLS 22 H×nh 1.6: Chång nh·n 25 Hình 1.7: Các LSP 26 Hình 1.8: ánh xạ FIB 28 H×nh 1.9: ánh xạ LFIB 29 Hình 1.10: Tiêu đề chung cña gãi tin LDP 32 Hình 1.11: Cấu trúc đối tượng LDP 33 H×nh 1.12: Vai trò chủ động bị động LSR 35 Hình 1.13: Quá trình thiết lËp phiªn 35 H×nh 1.14: CÊu tróc mét node MPLS 37 Hình 2.1: Mạng có trÞ TE b»ng trÞ IGP 42 Hình 2.2: Mạng có trị TE khác trÞ IGP 42 Hình 2.3: Khuôn mẫu TLV 45 Hình 2.4: Khuôn dạng TLV kiÓu 22 47 Hình 2.5: Thuật toán định tuyến SPF 49 Hình 2.6: Mạng mẫu mô tả CSPF 51 Hình 2.7: Mạng mẫu mô tả thứ tù chän ®­êng cđa CSPF 54 Hình 2.8: Topo mạng mô tả lựa chọn khác lưu lượng thoại liệu 55 Hình 2.9: Đường tối ưu đường sư dơng 57 H×nh 2.10: Thông điệp RSVP Path Resv trình thiết lập LSP 61 Hình 2.11: Những thuật ngữ 64 H×nh 2.12: Topo mạng với đường hầm xuyên vùng 65 Hình 2.13: Quản lý liên kết 67 Hình 2.14: Mạng mẫu cho Autoroute 68 Hình 2.15: Phân tải đường IGP vµ LSP 74 Hình 2.16: Phân tải hai đường LSP 75 Hình 2.17: Phân tải đến node đằng sau đuôi đường hầm 75 Hình 2.18: Phân tải đường có chi phí không cân 77 Hình 2.19: Thiết lập chi phí cho đường hầm 80 Hình 2.20: Topo mạng để tính SPF sau đà thay đổi chi phí đường hầm 81 Hình 3.8: Xử lý gói tin chế độ uniform 100 H×nh 3.9: Xư lý gãi tin chÕ ®é Short-Pipe 101 H×nh 3.10: Xư lý gãi tin chÕ ®é Pipe 103 Hình 3.11: Khuôn dạng NhÃn 103 H×nh 3.12: E-LSP 104 H×nh 3.13: L-LSP 104 U24T U24T U24 T U24T U24 T U24 T U 24T U2 4T U24 T U24 T U24T U24T U24 T U24T U24 T U 24T U24 T U24 T U24 T U24T U24T 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU U24T U24 T U 24T U24T U24 T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U 24T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -8- 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU 24TU Hình 3.14: Các lớp TE 106 Hình 3.15: Mô hình MAM 107 H×nh 3.16: MAM sư dụng băng thông hiệu 107 Hình 3.17: Mô hình RDM 108 H×nh 3.18: RDM víi data LSP 108 H×nh 3.19: RDM víi data LSP 109 Hình 3.20: RDM với data LSP voice LSP thiết lập sau 110 Hình 4.1: Mô hình mạng dùng để mô 113 Hình 4.2: Hàng đợi liên kết 2-3 đầy dần lên 114 Hình 4.3: Hàng đợi liên kết 2-3 đầy tượng drop xảy 114 Hình 4.4: Đồ thị băng thông luồng lưu lượng 115 H×nh 4.5: Dïng MPLS TE ®Ĩ ®iỊu khiĨn l­u l­ỵng 115 Hình 4.6: Đồ thị băng thông luồng lưu l­ỵng sau dïng MPLS TE 116 U 24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24T U24 T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -9- Lời cảm ơn Lời nói đồ án lời cảm ơn chân thành gửi đến PGS TS Phạm Minh Hà, người đà trực tiếp hướng dẫn suốt trình thực đồ án Cô đà hướng dẫn cách tiếp cận giải vấn đề cách khoa học Tôi xin gửi lời cảm ơn đến anh chị khóa trước, bạn bè khóa đồng nghiệp đà giúp nhiều trình tìm kiếm tài liệu đà trao đổi ý kiến để nắm bắt vấn đề tốt Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -105- 3.8 Điều khiển lưu lượng với gói diffserv mạng MPLS: 3.8.1 Kiểu lớp lưu lượng (CT): Yêu cầu DS-TE giành trước băng thông cho kiểu lưu lượng khác Điều có nghĩa rằng: Tất Router toàn mạng phải biết băng thông cung cấp cho kiểu lưu lượng thời điểm Ví dụ: RFC 3564 nêu lên khái niệm kiểu lớp lưu lượng sau: Một tập trung kế lưu lượng qua liên kết mà liên kết bị điều khiển tập thuộc tính ràng buộc băng thông CT sử dụng cho mục đích cấp phát băng thông liên kết, định tuyến dựa ràng buộc điều khiển băng thông liên kết Một trung kế lưu lượng thuộc CT tất liên kết IETF yêu cầu hỗ trợ đến CT: CT0 CT7 Các LSP thiết lập để đảm bảo băng thông cho CT cụ thể gọi DS-TE LSP Trong mô hình IETF tại, DS-TE LSP cã thĨ chØ mang l­u l­ỵng tõ mét CT NhiỊu LSP cïng vËn chun l­u l­ỵng cđa mét CT cã thể có quyền ưu tiên thiết lập đường hay khác Mặc định, lưu lượng best-effort ánh xạ đến CT0 Bởi tất LSP chưa cấu hình DS-TE LSP ánh xạ đến CT0 3.8.2 Tính đường Trong phần trước đà thảo luận việc giao thức CSPF tính đường qua mạng thỏa mÃn yêu cầu ràng buộc băng thông, thuộc tính liên kết DS-TE đưa thêm thuộc tính băng thông cho CT yêu cầu ràng buộc Để tính đường DS-TE thành công, băng thông cho CT tất mức ưu tiên cho liên kết phải thông báo Router Điều nghĩa rằng, giao thức IGP phải thông báo băng thông lại cho CT mức ưu tiên cho tất Router mạng Ta có CT mức ưu tiên tương đương với 64 giá trị báo hiệu lưu giữ cho liên kết Tuy nhiên, IETF đà định giới hạn thông báo thành giá trị 64 Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -106- Như vậy, lớp TE định nghĩa kết hợp (CT, Priority) DS-TE hỗ trợ tối đa líp TE, TE0 – TE7 TE nµy cã thể chọn 64 kết hợp (CT, Priority) thông qua cấu hình Hình mô tả 64 kết hợp kiểu lớp mưc ưu tiên Hình 3.14: Các lớp TE 3.8.3 Báo hiệu đường đi: Sau đường đà tính toán, báo hiệu giành trước băng thông Thông tin CT cho LSP mang đối tượng kiểu lớp thông điệp RSVP path xác định CT từ đặt trước băng thông yêu cầu Có luật dùng để chắn triển khai DS-TE mạng: o Đối tượng CT thể cho LSP từ CT1 ®Õn CT7 o Mét node nhËn mét th«ng ®iƯp PATH với đối tượng CT mà không nhận ra, hủy bỏ thông điệp thiết lập đường Hai luật chắn giành trước theo CT cho LSP thực thông qua node DS-TE Trong LSP truyền thống coi thuộc CT0 qua hai loại node Để tổng kết, Nếu thông điệp RSVP báo hiệu giành trước băng thông cho đường LSP mà thông tin CT mặc định báo hiệu băng thông CT0 Còn node muốn báo hiệu đường CT phải thông báo rõ 3.8.4 Mô hình ràng buộc băng thông Một khía cạnh quan trọng việc tính toán băng thông cấp phát băng thông CT khác Phần trăm băng thông liên Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -107- kết mà CT sử dụng gọi ràng buộc băng thông (BC) RFC 3564 định nghĩa thuật ngữ Mô hình ràng buộc băng thông để biểu thị quan hệ CT BC 3.8.4.1 Mô hình cấp phát tối đa (MAM): Đây mô hình ràng buộc băng thông đơn giản Mô hình ánh xạ xác BC với CT Với mô hình này, băng thông liên kết chia cho CT khác minh họa hình đây: Hình 3.15: Mô hình MAM Vấn đề MAM là: Do MAM ánh xạ BC cho CT nên CT0 chưa dùng hết băng thông BC0 mình, CT1 lại thiếu băng thông sử dụng BC1 đáp ứng không đủ CT1 cách chiếm thêm phần băng thông chưa sử dụng CT0 Điều thể rõ hình đây: Hình 3.16: MAM sử dụng băng thông hiệu Giả sử tất liên kết có băng thông 10 Mbps Cấp phát cho CT1 (thoại): 1Mbps, CT0 (dữ liệu) : Mbps Kể LSP thoại, ta cần thiết lập LSP liệu 10Mbps ta chiếm đường Mbps theo đường ngắn (ABC) lại Mbps phải theo đường dài ADEC Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -108- Lợi ích MAM thực phân tách hoàn toàn băng thông cung cấp cho CT Do không cần cấu hình ưu tiên LSP mang lưu lượng từ CT khác 3.8.4.2 Mô hình búp bê Nga (RDM) Mô hình cấp phát băng thông theo kiểu búp bê Nga thiết kế để cải thiện hiệu sử dụng băng thông Để thực điều này, RDM cho phép CT chia sẻ chung băng thông CT7 yêu cầu băng thông nghiêm ngặt có chất lượng dịch vụ cao CT0 có chất lượng dịch vụ thấp Mô hình chia sẻ băng thông sau: BC7 phần trăm băng thông liên kết giành riêng cho CT7 BC0 thể toàn băng thông liên kết cung cấp cho tất CT Tiếp theo BC6 cung cấp băng thông cho CT6, CT7 BC5 cung cấp băng thông cho CT5, CT6, CT7 Mô hình giống với mô hình búp bê Nga Một búp bê to (BC0) chứa nhỏ Hình 3.17: Mô hình RDM Thuận lợi mô hình RDM so với mô hình MAM cải thiện hiệu sử dụng băng thông Như hình 12 đây: Hình 3.18: RDM với data LSP Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -109- Tất liên kết có băng thông 10 Mbps Lượng băng thông BC1 cấp phát cho CT1 Mbps Lượng băng thông BC0 để cấp phát cho CT0 10 Mbps Khi có LSP liệu tốc độ 9Mbps qua lượng băng thông lại cho CT0 = CT1 = 1Mbps Như với việc chia sẻ băng thông CT CT ưu tiên không dùng băng thông CT có độ ưu tiên thấp sử dụng băng thông Mô hình RDM có nhược điểm so với MAM cách ly CT khác nên ưu tiên phải cấu hình cho CT để LSP CT có độ ưu tiên chiếm băng thông tương ứng Hình 3.19: RDM với data LSP Trong mạng hình 12, sau thiết lËp data LSP thø hai, ng­êi vËn hµnh muèn thiÕt lập LSP thoại, không thấy tài nguyên đường ngắn (ABC) để thiết lập LSP thoại qua hình 13a Do LSP thoại có độ ưu tiên cao LSP số liệu nên LSP thoại thiết lập, chiêm băng thông LSP số liệu Làm cho 1Mbps băng thông LSP số liệu bị đẩy xuống đường thay không tối ưu (ADEC) hình đây: Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -110- Hình 3.20: RDM với data LSP voice LSP thiết lập sau Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -111- Chương 4: Mô so sánh MPLS TE định tuyến IGP b»ng NS 4.1 Giíi thiƯu chung vỊ NS NS-2 chương trình mô hoạt động mạng Với NS-2 người ta mô hoạt động kiện mạng tách biệt để phục vụ cho mục đích nghiên cứu Nó hỗ trợ mô giao thức TCP, định tuyến, truyền đa điểm qua mạng có dây không dây local vệ tinh NS-2 hỗ trợ tính như: Liên kết điểm điểm, LANs, định tuyến đơn điểm, định tuyến đa ®iĨm, giao thøc giao vËn nh­ UDP, TCP, nh÷ng giao thøc líp øng dơng: Mobile IP, mobile adhoc network, l­u dấu, hình ảnh NS-2 hướng đối tượng xây dựng sử dụng C++ Tcl hướng đối tượng gọi Otcl Những đối tượng C++ hình thành mặt phẳng liệu NS-2 đối tượng Otcl hình thành mặt phẳng điều khiển Các đối tượng liên kết TclCL dùng để kết nối đối tượng khác Tập bước cần thực để mô pháng m¹ng víi NS-2 bao gåm: - T¹o bé lập lịch kiện - Lưu dấu kiện muốn giám sát - Tạo mạng sử dụng đối tượng node liên kết - Thiết lập định tuyến truyền đơn điểm hay đa điểm - Chèn lỗi - BËt c¸c giao thøc líp giao vËn UDP, TCP - Bật phát lưu lượng cho TCP,UDP - Liên kÕt mét giao thøc líp øng dơng víi mét giao thức lớp giao vận Thành phần sử dụng nhiều NS-2 đối tượng node liên kết Đối tượng node chứa agent lọc địa Agent giống điểm cuối giao thức lọc địa giống tách kênh gói tin Đối tượng liên kết liên quan đến hàng đợi, trễ, TTL Biến entry_ đầu vào node, xử lý tất gói tin đến node Bộ lọc địa chịu trách nhiệm chuyển tiếp gói tin node chưa đích gói tin, ngược lại gói tin gửi đến lọc cổng Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -112- Thành phần mô MPLS NS-2 (MNS) thành phần cho phép người mô nhiều ứng dụng MPLS mà không cần xây dựng mạng MPLS thực tế Thành phần mô hỗ trợ chuyển tiếp gói MPLS, LDP, CR-LDP MNS không hỗ trợ RSVP-TE Phiên dùng MNS hỗ trỵ thiÕt lËp LSP tr­íc (control-driven) hay chØ thiÕt lËp LSP cã d÷ liƯu thËt sù mn trun qua (data-driven) Nó hỗ trợ chế độ cấp phát nhÃn hướng lên (upstream) hay hướng xuống (downstream), theo thứ tự hay độc lập Thêm vào đó, MNS hỗ trợ định tuyến mở rộng cho đường ER-LSP CR-LSP Trong kiến trúc [MNS], biến entry_ đối tượng NS-2 chứa tham chiếu đến lọc lọc MPLS để xác định liệu gói tin nhận có dán nhÃn hay không Nếu dán nhÃn, lọc MPLS thực chuyển mạch lớp thay định tuyến lớp Nếu không dán nhÃn đà có LSP cho gói tin thiết lập từ trước nhờ giao thức báo hiệu, gói tin xử lý để đưa thêm nhÃn MPLS thực chuyển mạch lớp Trong trường hợp này, node hoạt động ingress LSR Nếu LSP, gói tin chuyển tiếp đến lọc địa để thực định tuyến lớp Nếu node đích gói tin, gói tin chuyển tiếp đến lọc cổng để chuyển đến agent tương ứng đây, lọc cổng biến đổi cho ứng dụng MPLS truyền gói tin dán nhÃn đến LDP agent gói tin không dán nhÃn đến agent mặc định DiffServ hỗ trợ ns-2 gồm tính sau: DSCP thêm vào tiêu đề IP, thành phần điều kiện với profile thành phần lập lịch Profile định nghĩa để phù hợp với kiểu lưu lượng EF, AF Những Profile đưa thêm vào điều kiện Khi gói tin truyền ®Õn mét bé ®iỊu kiƯn, Profile phï hỵp víi tr­êng DSCP gói tin chọn Gói tin kiểm tra xem liệu có phù hợp với tính chất đà định nghĩa Profile hay không Nếu không phù hợp, hành động khác xảy 4.2 Mô kết quả: 4.2.1 Bài toán: Ta tạo mạng hình cá gồm node (node0-node8) ®ã tõ node2 ®Õn node node mpls (LSR) hình đây: Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -113- Hình 4.1: Mô hình mạng dùng để mô Lưu lượng bắt nguồn từ node chảy node có tốc độ tốc độ lưu lượng bắt nguồn từ node chảy node8 = 1Mbps Liên kết node có tốc độ 1.5 Mbps Ta phân tích kết trường hợp: - Dùng định tuyến IGP thông thường: Ta thấy liên kết 2-3 bị tắc nghẽn phải drop gói tin - Dïng MPLS TE, l­u l­ỵng cđa mét lng chuyển xuống đường thứ 2: 2-4-5-6 chi phí lớn có đủ băng thông nên gói tin không bị drop 4.2.2 Kết mô phỏng: Trường hợp 1: Không sử dụng MPLS TE, ta thấy tất lưu lượng chảy dồn đường ngắn 2-3-6 Do hai luồng lưu lượng Mbps chảy dồn vào liên kết 23 có tốc độ 1.5 Mbps nên hàng đợi node2 tăng dần lên Đến hàng đợi đầy tượng drop gãi tin sÏ x¶y nh­ kÕt qu¶ d­íi Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -114- Hình 4.2: Hàng đợi liên kết 2-3 đầy dần lên Hình 4.3: Hàng đợi liên kết 2-3 đầy tượng drop xảy Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -115- Hình 4.4: Đồ thị băng thông lng l­u l­ỵng Tr­êng hỵp 2: Cã sư dơng MPLS TE Một luồng lưu lượng chuyển xuống dùng đường thứ 2: 2-4-5-6 Đường dài có đủ băng thông nên hai luồng lưu lượng không bị gói Hình 4.5: Dùng MPLS TE để điều khiển lưu lượng Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -116- Hình 4.6: Đồ thị băng thông luồng lưu lượng sau dùng MPLS TE Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -117- Kết luận Trong luận văn này, đà tìm hiều vấn đề mà kỹ thuật điều khiển lưu lượng với MPLS giải Để đáp ứng yêu cầu mạng hỗ trợ QoS tương lai giải hạn chế mạng Ip nay, kỹ thuật điều khiển với MPLS xem giải pháp quan tâm Kỹ thuật điều khiển lưu lượng thực mạng để làm tăng thêm giá trị mạng: góc độ người dùng, yêu cầu người dùng đáp ứng với chất lượng tốt góc độ nhà cung cấp dịch vụ, mạng sử dụng với hiệu suất cao đem lại nhiều lợi nhuận Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -118- Hướng nghiên cứu Luận văn đà trình bày số vấn đề toán điều khiển lưu lượng mạng Ip đề cập chi tiết giải pháp điều khiển lưu lượng mạng MPLS Hướng phát triển luận văn định lượng hiệu kỹ thuật điều khiển lưu lượng với MPLS Từ đó, tìm tham số tối ưu phục vụ cho việc cấu hình hoạt động hệ thống điều khiển lưu lượng Như vậy, bước nhằm phát huy tối đa khả MPLS để giải toán điều khiển lưu lượng thực tế Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng mạng MPLS -119- TàI liệu tham khảo [1] Daniel O.Awduche (1999), “MPLS and Traffic Engineering in IP Networks”, IEEE Communication Magazine [2] George Swallow (1999), “MPLS Advantages for Traffic Engineering”, IEEE Communication Magazine [3] D Awduche (1999) “Requirement for Traffic Engineering over MPLS ”, IETF RFC 2702 [4] R Callon (1999), “A Framework for Multiprotocol Label Switching”, IETF draft [5] Eric Osborne, Ajay Simha (2002), “Traffic Engineering with MPLS”, Cisco Press [6] Juniper Networks-White Paper (2004), “MPLS Diffserv-aware Traffic Engineering” [7] Anwar Elwalid (2001), “Traffic Engineering in IP/MPLS Networks”, Lucent Technologies [8] Uyless Black (2001), “MPLS and Label Switching Networks” Prentice Hall [9] R Callon (1999), “A Framework for Multiprotocol Label Switching” IETF draft [10] E Rosen (2001) “Multiprotocol Label Switching Architecture” IETF RFC 3031 [11] E Crawley (1998) “A Framework for QoS-based Routing in the Internet”, IETF RFC 2386 [12] Shigang Chen (1998), “An Overview of QoS Routing for the Next Generation High-Speed Networks: Problem and Solutions” IEEE Network Magazine [13] Wei Sun (1999) “Constraint Based Routing” www.cis.ohiostate.edu/~jain/cis/788-99/qos_routing/index.html [14] Ina Minei and Julian Lucek (2005) “MPLS-Enabled Applications” John Wiley and Son [15] Jim Guichard, Fracois Le Faucheur, Jean-Philippe Vasseur (2005) “Definitive MPLS Network Designs” [16] Vivek Alwayn (2001) “Advanced MPLS Design and Implemention” 24TU U24 T Luận văn cao học: Điều khiển lưu lượng m¹ng MPLS ... điểm điều khiển lưu lượng mạng MPLS thực ưu điểm KT điều khiển lưu lượng hướng kết nối mạng ATM không gặp phải vấn đề hạn chế IPoATM 1.1.3 Điều khiển lưu lượng trước có mạng MPLS 1.1.3.1 Điều khiển. .. chế điều khiển tranh chấp lớp vào lớp Đây lí để mạng MPLS đóng vai trò ngày quan trọng mạng liệu ngày 1.1.2 Cơ điều khiển lưu lượng: Có loại điều khiển mạng bản: - Điều khiển lưu lượng - Điều khiển. .. Điều khiển lưu lượng trước có mạng MPLS 1.1.3.1 Điều khiển lưu lượng m¹ng IP: 1.1.3.2 Điều khiển lưu lượng mạng ATM: 1.1.4 Điều khiển lưu lượng mạng MPLS (MPLS TE): 24T 24T 24T 24T 24T