Cơ chế phục hồi trong mạng MPLS

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐOÀN TUẤN HÂN CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Phạm Thị Cư, PGS.TS Phạm Hồng Liên Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Minh Hoàng Cán chấm nhận xét : TS Lưu Thanh Trà Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 25 tháng 07 năm 2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày………… tháng…………năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đoàn Tuấn Hân Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04/05/1976 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử MSHV: 01406306 I- TÊN ĐỀ TÀI: CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu lý thuyết công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS - Lý thuyết kỹ thuật lưu lượng - Cơ chế phục hồi mạng MPLS - Nghiên cứu chế đề xuất - Thực nghiệm mô III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2008 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2008 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS Phạm Thị Cư, PGS.TS Phạm Hồng Liên CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày…………tháng………… năm 2008 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn, nỗ lực không ngừng thân, người viết nhận giúp đỡ lớn lao từ phía thầy cơ, bạn bè gia đình Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến q thầy thuộc môn Viễn thông-Khoa Điện-Điện tử-Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM, người tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn TS Phạm Thị Cư, PGS.TS Phạm Hồng Liên, hết lòng hướng dẫn, cung cấp tài liệu lời khun hữu ích, giúp đỡ tơi suốt trình thực đề tài Xin cảm ơn tất bạn bè chia sẻ kiến thức động viên tơi hồn thành luận văn Cảm ơn gia đình ln chỗ dựa tinh thần nguồn động lực giúp tơi vượt qua khó khăn đường tích lũy tri thức ĐỒN TUẤN HÂN Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên MỤC LỤC Nội dung PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Mục tiêu đề tài 1.3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI 1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Chương : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS 2.1 TỔNG QUAN 2.1.1 Tính thơng minh phân tán 2.1.2 MPLS mơ hình tham chiếu OSI 2.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG MPLS 2.2.1 Miền MPLS 2.2.2 Lớp chuyển tiếp tương đương 2.2.3 Nhãn Stack nhãn 2.2.4 Hoán đổi nhãn 2.2.5 Đường chuyển mạch nhãn LSP 2.2.6 Chuyển gói qua miền MPLS 2.3 MÃ HĨA NHÃN VÀ CÁC CHẾ ĐỘ ĐĨNG GĨI NHÃN MPLS 2.3.1 Mã hóa stack nhãn 2.3.2 Chế độ Frame 2.3.3 Chế độ Cell 2.4 CẤU TRÚC CHỨC NĂNG MPLS 2.4.1 Kiến trúc nút MPLS (LER LSR) 2.4.2 Mặt phẳng chuyển tiếp (mặt phẳng liệu) 2.4.3 Mặt phẳng điều khiển 2.5 HOẠT ĐỘNG CHUYỂN TIẾP MPLS 2.5.1 Hoạt động mặt phẳng chuyển tiếp 2.5.2 Gỡ nhãn hop áp cuối PHP 2.5.3 Một ví dụ hoạt động chuyển tiếp gói i Số trang 1 3 3 5 5 6 9 10 11 11 12 13 14 14 15 18 18 18 19 19 HV: Đoàn Tuấn Hân Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 2.6 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG MPLS 2.6.1 Giao thức phân phối nhãn LDP 2.6.2 Giao thức phân phối nhãn định tuyến bắt buộc CR-LDP 2.6.3 Giao thức RSVP-TE 2.6.4 Giao thức BGP-4 2.7 ƯU ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA MPLS 2.7.1 Đơn giản hóa chức chuyển tiếp 2.7.2 Kỹ thuật lưu lượng 2.7.3 Định tuyến QoS từ nguồn 2.7.4 Mạng riêng ảo VPN 2.7.5 Chuyển tiếp có phân cấp 2.7.6 Khả mở rộng 2.8 TỔNG KẾT CHƯƠNG Chương 3: KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 3.1 GIỚI THIỆU 3.2 CÁC MỤC TIÊU THỰC HIỆN KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 3.3 VẤN ĐỀ NGHẼN 3.4 CÁC LỚP DỊCH VỤ DỰA TRÊN NHU CẦU QoS VÀ CÁC LỚP LƯU LƯỢNG 3.5 SỰ XẾP HÀNG LƯU LƯỢNG 3.5.1 Hàng đợi FIFO 3.5.2 Hàng đợi WFQ 3.5.3 Hàng đợi CQ 3.5.4 Hàng đợi PQ 3.6 THUẬT TỐN THÙNG RỊ VÀ THUẬT TỐN THÙNG TOKEN 3.6.1 Thuật tốn thùng rị 3.6.2 Thuật tốn thùng Token 3.7 MPLS VÀ KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG 3.8 CÁC ĐẶC TÍNH VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA TRUNG KẾ LƯU LƯỢNG 3.8.1 Các đặc điểm trung kế lưu lượng 3.8.2 Các hoạt động trung kế lưu lượng 3.8.3 Các thuộc tính kỹ thuật lưu lượng trung kế lưu lượng 3.9 CÁC THUỘC TÍNH TÀI NGUYÊN 3.9.1 Số nhân phân phối cực đại ii 20 20 20 20 21 21 21 21 22 22 22 22 23 24 24 25 26 27 28 29 29 29 30 31 31 32 33 33 33 34 34 37 37 HV: Đoàn Tuấn Hân Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 3.9.2 Thuộc tính lớp tài nguyên 3.10 ĐỊNH TUYẾN TRÊN CƠ SỞ RÀNG BUỘC PHẦN 2: CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS Chương 4: PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS 4.1 GIỚI THIỆU 4.2 CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS 4.2.1 Sắp xếp đường phục hồi 4.2.2 Tính tốn đường phục hồi 4.3 CÁC MƠ HÌNH PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS 4.3.1 Mơ hình MAKAM 4.3.2 Cây cảnh báo đảo ngược 4.3.3 Dự phịng đảo – Mơ hình HASKIN 4.3.4 Mơ hình SHORTEST-DYNAMIC 4.3.5 Mơ hình SIMPLE-DYNAMIC 4.3.6 Tái định tuyến 4.3.7 Dự phòng 1-1 tái định tuyến nhanh Chương 5: CƠ CHẾ BẢO VỆ NHU CẦU ĐỘ ƯU TIÊN CAO VỚI ĐƯỜNG DỰ PHÒNG PHỤ THUỘC LỖI 5.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN BÀI TỐN MƠ HÌNH TỐI ƯU HĨA MẠNG 5.1.1 Giải thuật mơ hình tối ưu hóa 5.1.2 Mơ hình mạng đơn tầng 5.1.3 Minh họa tốn mơ hình mạng 5.2 CƠ CHẾ PHỤC HỒI BẢO VỆ CÁC NHU CẦU ĐỘ ƯU TIÊN CAO VỚI ĐƯỜNG DỰ PHÒNG PHỤ THUỘC LỖI 5.2.1 Giới thiệu 5.2.2 Bảo vệ nhu cầu độ ưu tiên cao với đường dự phòng đơn (SBP) 5.2.3 Bảo vệ nhu cầu độ ưu tiên cao với đường dự phòng phụ thuộc lỗi 5.2.4 Định tuyến đường ngắn cho đường dự phịng 5.3 MƠ HÌNH MẠNG 5.3.1 Mơ hình mạng xem xét 5.3.2 Xây dựng tập tin liệu biểu diễn mơ hình mạng 5.4 THUẬT TOÁN CSPF iii 37 38 39 39 39 40 44 49 49 50 51 53 53 54 55 57 57 57 59 60 66 66 67 69 72 73 73 73 74 HV: Đoàn Tuấn Hân Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 5.4.1 Giới thiệu 5.4.2 Minh họa thuật toán CSPF với ràng buộc băng thông 5.5 KẾT LUẬN PHẦN 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương 6: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 6.1 SƠ LƯỢC VỀ NETWORK SIMULATOR 74 76 77 6.2 MÔ PHỎNG CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MPLS 82 78 78 6.2.1 Mô mạng IP không hỗ trợ MPLS 83 6.2.2 Mô rơi tất lưu lượng link hỏng mạng MPLS 84 6.2.3 Mô khôi phục đường theo chế Makam 86 6.2.4 Mô khôi phục đường theo chế Haskin (Reverse Backup) 88 6.2.5 Mô khôi phục đường theo chế Shortest Dynamic 90 6.2.6 Mô khôi phục đường theo chế Simple Dynamic 92 6.3 MÔ PHỎNG BÀI TỐN MƠ HÌNH TỐI ƯU HĨA MẠNG 94 6.3.1 Bài tốn độ tin cậy mạng – mơ 94 6.3.2 Bài toán độ tin cậy mạng – mơ 96 6.4 MƠ PHỎNG THUẬT TỐN CSPF Chương 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 KẾT LUẬN 7.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI TÀI LIỆU THAM KHẢO LÝ LỊCH TRÍCH NGANG iv 97 99 99 100 HV: Đoàn Tuấn Hân Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 MPLS mơ hình tham chiếu OSI……………………………………………… Hình 2.2 So sánh chuyển tiếp IP chuyển tiếp MPLS…………………………… Hình 2.3 Miền MPLS………………………………………………………………………… Hình 2.4 Upstream download LSR……………………………………………………… Hình 2.5 Lớp chuyển tiếp tương đương MPLS…………………………………………… Hình 2.6 Stack nhãn…………………………………………………………………………….8 Hình 2.7 Đường chuyển mạch nhãn LS…………………………………………………….10 Hình 2.8 Phân cấp LSP MPLS……………………………………………………….10 Hình 2.9 Gói IP qua mạng MPLS……………………………………………………… 11 Hình 2.10 Định dạng entry stack nhãn MPLS……………………………… 11 Hình 2.11 Shim header chêm vào header lớp lớp 3………………12 Hình 2.12 Nhãn cell ATM…………………………………………………………….13 Hình 2.13 Đóng gói gói có nhãn link ATM…………………………………… 14 Hình 2.14 Cấu trúc LER transit-LSR………………………………………………15 Hình 2.15 FTN, ILM NHLFE…………………………………………………………….16 Hình 2.16 Q trình chuyển gói đến hop kế………………………………………….17 Hình 2.17 Ví dụ NHLFE………………………………………………………………… 17 Hình 2.18 Bên mặt phẳng chuyển tiếp MPLS………………………………………18 Hình 2.19 Ví dụ hoạt động chuyển tiếp gó…………………………………………… 19 Hình 2.20 Thiết lập đường RSVP-TE……………………………………………………21 Hình 3.1 Kỹ thuật lưu lượng…………………………………………………………………24 Hình 3.2 Các vấn đề nghẽn tiềm tàng………………………………………………………26 Hình 3.3 Nhiều luồng cho lớp lưu lượng…………………………………………… 29 Hình 3.4 Hàng đợi CQ……………………………………………………………………….30 Hình 3.5 Hàng đợi PQ……………………………………………………………………….30 Hình 3.6 Thùng rị (leaky bucket)………………………………………………………… 31 Hình 3.7 (a) Thùng rị với nước, (b) Thùng rị với gói…………………………… 31 Hình 3.8 Thùng Token (Token Bucket)…………………………………………………….32 v HV: Đoàn Tuấn Hân Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Hình 4.1 Minh họa đường phục hồi tồn cục…………………………………………… 41 Hình 4.2 Minh họa phục hồi kết nối……………………………………………………… 42 Hình 4.3 Minh họa phục hồi nút…………………………………………………………….42 Hình 4.4 Minh họa bảo vệ phân đoạn………………………………………………………43 Hình 4.5 Tái định tuyến………………………………………………………………………46 Hình 4.6 Mơ hình MAKAM………………………………………………………………… 49 Hình 4.7 Cây cảnh báo đảo ngược………………………………………………………….50 Hình 4.8 Mơ hình HASKIN………………………………………………………………… 52 Hình 4.9 Mơ hình Shortest Dynamic……………………………………………………….53 Hình 4.10 Mơ hình Simple – Dynamic…………………………………………………… 54 Hình 4.11 Tái định tuyến nhanh 1-1……………………………………………………… 55 Hình 4.12 Tái định tuyến nhanh 1-1 có chồng lấp……………………………………… 56 Hình 5.1 Mơ hình mạng………………………………………………………………………59 Hình 5.2 Mạng viễn thơng ví dụ…………………………………………………………… 60 Hình 5.3 Kết đường nút 10 11……………………………………… 65 Hình 5.4 Giao diện GUI phần mềm Xpress-MP 2007…………………………… 66 Hình 5.5 Minh họa LSP phụ thuộc lỗi……………………………………………… 70 Hình 5.6 Mơ hình mạng xem xét…………………………………………………………… 73 Hình 5.7 Sơ đồ mạng minh họa thuật tốn CSPF…………………………………………76 Hình 6.1 Cách nhìn đơn giản NS……………………………………………………… 78 Hình 6.2 Tính hai mặt C++ Otcl………………………………………………… 79 Hình 6.3 Kiến trúc NS……………………………………………………………………… 79 Hình 6.4 Giao diện NAM……………………………………………………………… 80 Hình 6.5 Giao diện đồ thị Xgraph………………………………………………… 81 Hình 6.6 Mơ hình mạng mơ phỏng………………………………………………………… 82 Hình 6.7 Mô mạng IP không hỗ trợ MPLS – cửa sổ mơ NAM………… 83 Hình 6.8 Mạng IP – kết băng thơng theo thời gian………………………………….83 Hình 6.9 Mạng IP – kết hình shell……………………………………………….84 Hình 6.10 Mô rơi tất lưu lượng – cửa sổ mơ NAM………………… 85 Hình 6.11 Biểu đồ băng thơng theo thời gian…………………………………………… 85 vi HV: Đoàn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Hình 6.18 Mơ hình Haskin – biểu đồ băng thơng theo thời gian Hình 6.19 Mơ hình Haskin – biểu đồ số thứ tự gói theo thời gian Hình 6.20 Mơ hình Haskin – kết hình shell 89 HV: Đoàn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 6.2.4.2 Thực kết • Thực mơ với lịch trình quy định script mơ phỏng: • Thiết lập đường làm việc: LSP_1100 (ER=1_3_5_7_9) • Thiết lập đường bảo vệ tồn cục: LSP_1200 (ER=1_2_4_6_8_9) • Thiết lập đường reverse backup: LSP_1300 (ER=9_7_5_3_1_L1200 ) • Thời điểm 0,5s : Luồng (src1 – sink1) bắt đầu truyền LSP_1100 • Thời điểm 2,0s : Link LSR5-LSR7 bị đứt, đến 3,5s khơi phục • Thời điểm 5,0s : Luồng ngưng truyền Kết truyền luồng: Truyền 750 gói, 17 gói, tỉ lệ gói: 2,26% Số gói sai thứ tự: 6.2.4.3 Nhận xét Cơ chế bảo vệ khắc phục nhược điểm gói chế Makam Kết trực quan cửa sổ NAM cho thấy luồng đến LSR5 chuyển ngược trở lại LSR1 để sang đường bảo vệ Tuy nhiên, độ trễ tăng lên đường lưu lượng dài 6.2.5 Mô khôi phục đường theo chế Shortest Dynamic 6.2.5.1 Giao diện kết mơ Hình 6.21 Mơ hình Shortest Dynamic – cửa sổ mơ NAM 90 HV: Đồn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Hình 6.22 Mơ hình Shortest Dynamic – biểu đồ băng thơng theo thời gian Hình 6.23 Mơ hình Shortest Dynamic – biểu đồ số thứ tự gói theo thời gian Hình 6.24 Mơ hình Shortest Dynamic – kết hình shell 91 HV: Đồn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 6.2.5.2 Thực kết Thực mơ với lịch trình quy định script mơ phỏng: • Thiết lập đường làm việc: LSP_1100 (ER=1_3_5_7_9) • Thời điểm 0,5s : Luồng (src1 – sink1) bắt đầu truyền LSP_1100 • Thời điểm 2,0s : Link LSR5-LSR7 bị đứt, đến 3,5s khơi phục • Thời điểm 5,0s : Luồng ngưng truyền Kết truyền luồng: Truyền 750 gói, 204 gói, tỉ lệ gói: 27,1% Số gói sai thứ tự: 12 6.2.5.3 Nhận xét Cơ chế Shortest-Dynamic thuộc loại sửa chữa cục bảo vệ link Kết trực quan cửa sổ NAM cho thấy link LSR5-LSR7 bị đứt, LSR5 tự động định tuyến báo hiệu thiết lập LSP_1101 ngắn nối LSR5 LSR7 (đi theo đường 5_6_8_7) Như vậy, gắn kết nhãn LSP_1100 không bị thay đổi LSP_1100 coi “đi ngầm” cách lồng vào LSP_1101 để từ LSR5 đến LSR7, tránh đoạn link bị đứt Trong thời gian chờ thiết lập tuyến “đường vòng” LSP_1101, gói LSP_1100 bị 6.2.6 Mơ khơi phục đường theo chế Simple Dynamic 6.2.6.1 Giao diện kết mơ Hình 6.25 Mơ hình Simple Dynamic – cửa sổ mơ NAM 92 HV: Đồn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Hình 6.26 Mơ hình Simple Dynamic – biểu đồ băng thơng theo thời gian Hình 6.27 Mơ hình Simple Dynamic – biểu đồ số thứ tự gói theo thời gian Hình 6.28 Mơ hình Simple Dynamic – kết hình shell 93 HV: Đồn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 6.2.6.2 Thực kết Thực mơ với lịch trình quy định script mơ phỏng: • Đường làm việc: ER=1_3_5_7_9 • Thời điểm 0,5s : Luồng (src1 – sink1) bắt đầu truyền đường làm việc • Thời điểm 2,0s : Link LSR5-LSR7 bị đứt, đến 3,5s khơi phục • Thời điểm 5,0s : Luồng ngưng truyền Kết truyền luồng: Truyền 750 gói, 78 gói, tỉ lệ gói: 10,4% Số gói sai thứ tự: 6.2.6.3 Nhận xét Cơ chế Simple-Dynamic thuộc loại sửa chữa cục bộ, dùng cho bảo vệ link bảo vệ nút Kết trực quan cửa sổ NAM cho thấy link LSR5LSR7 bị đứt, LSR5 tự động định tuyến báo hiệu thiết lập LSP_9999 ngắn nối LSR5 Egress, LSR9 (đi theo đường 5_6_8_9) Trong thời gian chờ thiết lập tuyến “đường tránh” LSP_9999, gói đường làm việc bị 6.3 MƠ PHỎNG BÀI TỐN MƠ HÌNH TỐI ƯU HĨA MẠNG 6.3.1 Bài tốn độ tin cậy mạng – mơ Giới thiệu tốn:Cho mạng viễn thơng qn đội hình vẽ, u cầu đảm bảo truyền thông hai nút mạng 10 11 có nút bị phá hủy Hình 6.29 Mơ hình mạng mơ độ tin cậy 94 HV: Đoàn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Từ mục tiêu cần đạt ràng buộc xây dựng, dùng phần mềm Xpress-MP 2007 để giải, ta kết quả: Total number of paths: (có tất lời giải tương ứng đường đi) 10 - - 11 10 - - - 11 10 - - - - 11 10 - - - 11 Hình 6.30 Kết mô giao diện phần mềm Xpress-MP 2007 Như vậy, có tối đa nút mạng bị lỗi, bốn đường cho phép đảm bảo truyền thông hai nút mạng 10 11 95 HV: Đoàn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 6.3.2 Bài toán độ tin cậy mạng – mô Tương tự mô cho mơ hình mạng sau u cầu dảm bảo truyền thông nút nút Hình 6.31 Mơ hình mạng mơ độ tin cậy Kết quả: Total number of paths: (có hai đường đi) 1-2-4-6-8-9 1-3-5-7-9 Hình 6.32 Kết mơ giao diện phần mềm Xpress-MP 2007 Như tùy theo mơ hình mạng nút mạng cần bảo đảm độ tin cậy truyền thơng mà ta có đường kết khác 96 HV: Đoàn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 6.4 MƠ PHỎNG THUẬT TỐN CSPF Mơ minh họa thuật tốn CSPF với ràng buộc băng thơng Hình 6.33 Sơ đồ mạng minh họa thuật tốn CSPF Giả sử cần tính tốn đường từ router đến router thỏa mãn ràng buộc băng thông x (Mbps) kết nối có chi phí (hop count) Dùng phần mềm Advanced CSPF Simulator [26] để thực mô Kết sau: • Nếu x = 50 M giải thuật CSPF cho kết đường >2 >3 • Nếu x = 55 M giải thuật CSPF cho kết đường >4 >5 >3 • Nếu x = 90 M giải thuật CSPF cho kết đường >4 >5 >6 >3 Các kết hình shell mơ phỏng: Trường hợp x = 50 97 HV: Đồn Tuấn Hân Chương KẾT QUẢ MƠ PHỎNG GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Trường hợp x = 55 Trường hợp x = 90 98 HV: Đoàn Tuấn Hân Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Chương 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 KẾT LUẬN Hầu hết kỹ thuật sử dụng cho việc phục hồi MPLS có sẵn lớp mạng khác Vì vậy, dường khơng cần thiết để bổ sung lại chế lớp khác Nhưng, MPLS hoạt động lớp lớp mơ hình mạng, chiếm thuận lợi kỹ thuật phục hồi sử dụng lớp hỗ trợ chúng lớp Điều mở khả phục hồi mạng, kỹ thuật bổ sung lớp MPLS nhận chức Cũng thật quan trọng MPLS có chế riêng cho việc phục hồi, MPLS thiết kế để làm việc với nhiều công nghệ mạng khác Nếu MPLS phân loại lớp mà sử dụng với tái định tuyến nhanh, phải có kỹ thuật MPLS mà tạo nên loại phục hồi khả thi, độc lập với chế lớp khác Các chế phục hồi lớp thấp nhanh sử dụng chuyển mạch bảo vệ Nhưng điều thường không tối ưu việc sử dụng mạng Cơ chế lớp thấp chịu vấn đề khơng nhìn thấy từ lớp cao hơn, lưu lượng khơng thể phân biệt lớp lưu lượng khác khơng thể có chế phục hồi khác Ở lớp 3, chế phục hồi tái định tuyến sử dụng cho phục hồi mạng Tái định tuyến tốn nhiều thời gian việc sử dụng tài nguyên cho chế phục hồi nhỏ nhiều so với chuyển mạch bảo vệ Trong MPLS lưu lượng bảo vệ chế phục hồi LSP điều có nghĩa QoS ngăn cách lưu lượng sử dụng mạng, lưu lượng có độ nhạy cao trễ phân loại sang lớp có độ ưu tiên cao chuyển tiếp sang đường riêng biệt mạng Lưu lượng có độ ưu tiên cao sử dụng chế phục hồi mà làm cho thời gian dịch vụ thấp trường hợp lỗi mạng Trong đó, lưu lượng nỗ lực tốt sử dụng chế phục hồi tiêu tốn tài nguyên khác Với MPLS, điều mở khả cung cấp lớp phục hồi khác mạng Điều có nghĩa tài nguyên khác gắn cho việc phục hồi khơng phải tất LSP mạng yêu cầu xử lý giống lỗi xảy Đề tài nghiên cứu mô thực nghiệm số cơ chế phục hồi truyền thống mơ thực nghiệm Bên cạnh đó, đề xuất chế với hướng tiếp cận Tuy nhiên, với kinh nghiệm hạn chế thời gian hữu hạn, chế đề xuất phải dừng lại sở lý thuyết, có nhiều cố gắng việc chuyển sang thực nghiệm mơ 99 HV: Đồn Tuấn Hân Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên Tóm lại, thơng qua việc thực đề tài, nhiều kiến thức đạt sau: - Nắm sở lý thuyết công nghệ MPLS - Cơ sở lý thuyết kỹ thuật lưu lượng - Nghiên cứu đánh giá số chế phục hồi truyền thống - Đề xuất chế phục hồi với cách tiếp cận - Cách xây dựng tốn tối ưu hóa mạng theo yêu cầu đặt - Tìm hiểu giải thuật CSPF 7.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Tuy nhiên đề tài nhiều mặt hạn chế cần phải khắc phục, việc cần phải thực tương lai có điều kiện Thứ cần phải nghiên cứu thực nghiệm mô đầy đủ với chế đề nghị, so sánh với chế truyền thống Thứ hai, nghiên cứu số phần mềm khác để tiến hành mô từ đánh giá so sánh với phần mềm nghiên cứu Mặc dù có nhiều cố gắng việc nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu liên quan đến đề tài tài liệu phần mềm hỗ trợ cập nhật nhất, trình bày đề tài hết kiến thức lọc người nghiên cứu hạn chế chủ quan Kính mong q thầy xem xét cho lời khuyên bổ ích cho mặt hạn chế đề tài 100 HV: Đoàn Tuấn Hân TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Making the Case for Networking Convergence – The Power of MPLS”, AT&T Comp, 09/15/2005 [2] Jim Guichard, Francois Le Faucheur, Jean Philippe Vasseur “Definitive MPLS Network Designs”, Cisco Press ISBN: 1-58705-186-9, 03/14/2005 [3] D Awduche, J Malcolm, J Agogbua, M O'Dell, J McManus, “Requirements for Traffic Engineering Over MPLS (RFC 2702)”, http://rfc-2702.rfc-list.net/rfc-2702.htm, September 1999 [4] C Huang, V Sharma, K Owens, S.Makam, “Building Reliable MPLS Networks Using a Path Protection Mechanism”, IEEE Communications Magazine, March 2002 [5] E.Rosen, A Viswanathan, R.Callon, “Multiprotocol Label Switching Architecture (RFC 3031)”, http://www.ietf.org/rfc/rfc3031.txt , January 2001 [6] V Alwayn, “Advanced MPLS Design and Implementation”, ISBN 1-58705-020-X, 2001 [7] D Awduche, L Berger, D Gan, T Li, V Srinivasan, G Swallow “RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels (RFC 3209)” http://rfc-3209.rfc-list.net/ , December 2001 [8] G.Swallow, “MPLS Advantages for traffic engineering”, IEEE Communications Magazine, December 1999 [9] E Dobranowska, “Network ideology, Traffic Engineering, MPLS, Resiliency“, Master thesis, August 2003 [10] E Harrison, A Farrel, B Miller, “Protection and restoration in MPLS networks”, Data Connection White Paper, October 2001 [11] V Sharma, F Hellstrand, “Framework for Multi-Protocol Label Switching (MPLS)based Recovery“, IETF, RFC 3469, February 2003 [12] Phạm Tuấn Ngọc, “Căn MPLS chủ đề nâng cao”, slide, Cisco [13] S.Yoon, H.Lee, D Choi ,Y.Kim, “An Efficient Recovery Mechanism for MPLS-based Protection LSP”, IEEE ICATM-2001, September 2001 [14] G.Ahn, W.Chun, “MPLS Restoration Scheme Using Least-Cost Based Dynamic Backup Path.”, ICN 2001 – Volume 2, page 319-328, July 2001 HV: Đoàn Tuấn Hân TÀI LIỆU THAM KHẢO [15] M.Leelanivas, Y Rekhter, R Aggarwal, “Graceful Restart Mechanism for Label Distribution Protocol”, RFC 3478, February 2003 [16] Luc De Ghein, “MPLS Fundamental”, ISBN: 1-58705-197-4, 2007 [17] Svetlin Petrov, “An Approach for MPLS Recovery”, International Conference on Computer Systems and Technologyes, CompSysTech, 2007 [18] Murali Kodialam, T.V.Lakshman, “Dynamic Routing of Bandwidth Guaranteed Tunnels with Restoration”, Bell Laboratories, [19] Ananda Sen Gupta, “Testing MPLS VPNs”, Technical Paper, October 2001 [20] Changcheng Huang, Donald Messier, “A Fast and Scalable Inter-Domain MPLS Protection Mechanism”, Journal of Communications and Network, Vol 6, No.1, March 2004 [21] Võ Minh Đức, “Kỹ thuật lưu lượng MPLS”, Khóa luận tốt nghiệp, Học viện cơng nghệ BCVT, 2007 [22] J.M.O Petersson, “MPLS Based Recovery Mechanisms”, Master Thesis, OSLO University, May 2005 [23] Eligijus Kubilinskas, “Design of Multilayer Telecommunication Networks - Fairness, Resilience, and Load Balancing”, Ph.D Thesis, Lund University, March 2008 [24] Website: http://nsnam.isi.edu/nsnam [25] Website: http://www.dashoptimization.com [26] Website: http://suraj.lums.edu.pk/~te/code.htm HV: Đồn Tuấn Hân LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: ĐOÀN TUẤN HÂN Ngày sinh: 04/05/1976 Lý lịch • Nguyên quán: Quảng Ngãi • Nơi sinh: Nguyễn Nghiêm, TP Quảng Ngãi - Quảng Ngãi • Thường trú: 332 CMT8, Phường 10, Quận – TPHCM • Tạm trú: 37A Hồ Bá Kiện, Phường 15, Quận 10 – TPHCM • Dân tộc: Kinh Tơn giáo: Khơng • Điện thoại: 0903 367473 • Email: tuanhan5000@yahoo.com, handt@rfd.gov.vn Quá trình đào tạo Đại học • Chế độ học: Chính quy • Thời gian học: Từ 09/1994 đến 05/1999 • Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa TPHCM • Ngành học: Viễn Thơng Cao học • Chế độ học: Chính quy • Thời gian học: Từ 09/2006 đến • Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa TPHCM • Ngành học: Kỹ thuật điện tử Q trình cơng tác • Từ 05/1999 đến nay: làm việc Trung tâm tần số vô tuyến điện khu vực II Cục Tần số vô tuyến điện ... Chương 4: PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS 4.1 GIỚI THIỆU 4.2 CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS 4.2.1 Sắp xếp đường phục hồi 4.2.2 Tính tốn đường phục hồi 4.3 CÁC MƠ HÌNH PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS 4.3.1 Mơ hình... Cơ chế phục hồi mạng MPLS GVHD: TS.Phạm Thị Cư, TS.Phạm Hồng Liên 3.9.2 Thuộc tính lớp tài nguyên 3.10 ĐỊNH TUYẾN TRÊN CƠ SỞ RÀNG BUỘC PHẦN 2: CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS Chương 4: PHỤC HỒI... ĐỀ TÀI: CƠ CHẾ PHỤC HỒI TRONG MẠNG MPLS II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu lý thuyết cơng nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS - Lý thuyết kỹ thuật lưu lượng - Cơ chế phục hồi mạng MPLS -