Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS

Tài liệu tham khảo chuyên ngành viễn thông Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS

Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 1 ĐạI HọC QUốC GIA Hà NộI TRƯờng đại học công nghệ Lng Th Tho THIết kế mô hình mạng atm mpls Khoá luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy Ngnh: in t - Vin thụng Hà nội - 2005 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Kim Giao đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này. Đồng thời em xin đợc cảm ơn các thầy cô giáo trờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, những ngời đã trang bị cho em những kiến thức giúp em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này. Hà Nội, tháng 6 năm 2005 Sinh viên Luơng Thị Thảo Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 2 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Tóm tắt nội dung Hiện nay, mạng Inernet truyền thống không thể đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng nhanh của khách hàng vì không có bất kỳ cơ chế điều khiển chất lợng nào, không hỗ trợ tốt chất lợng dịch vụ và không cung cấp hiệu quả mạng riêng ảo. Gần đây, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) đợc đề xuất sử dụng để tải các gói tin IP trên các kênh ảo, MPLS đã kết hợp đợc các u điểm của chuyển mạch gói datagram và chuyển mạch kênh ảo và khắc phục đợc các nhợc điểm trên của mạng truyền thống. Do vậy, trong đề tài luận văn này, em muốn giới thiệu về công nghệ MPLS. Tuy nhiên để tận dụng cơ sở hạ tầng của công nghệ ATM hiện tại - công nghệ tin cậy đã đợc kiểm chứng qua thực tế và từng bớc tiến tới mạng MPLS hoàn toàn, luận văn tập trung nghiên cứu về các giải pháp thiết kế mạng ATM MPLS. Đặc biệt bài báo cáo nghiên cứu thiết kế mô hình mô phỏng mạng ATM MPLS có thể ứng dụng trong những điều kiện ở Việt Nam, cũng nh để phục vụ cho đào tạo tại bộ môn Viễn Thông - trờng Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN. Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 3 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS MụC LụC Trang Lời mở đầu 1 Chơng 1. Giới thiệu về công nghệ MPLS 3 1.1 Giới thiệu .3 1.1.1 Khái niệm MPLS .4 1.1.2 Sự ra đời của MPLS .4 1.2 Tình hình triển khai và quá trình chuẩn hoá về MPLS .7 1.2.1 Tình hình triển khai MPLS 7 1.2.2 Quá trình chuẩn hoá về MPLS .8 1.3 Các u điểm và ứng dụng của MPLS 9 1.3.1 Ưu điểm .9 1.3.2 ứng dụng 10 1.4 Tóm tắt chơng .11 CHƯƠNG 2. Các thành phần và hoạt động của mạng MPLS 12 2.1 Các khái niệm cơ bản của MPLS 12 2.2 Các thành phần cơ bản của MPLS 15 2.3 Các giao thức cơ bản của MPLS .16 2.3.1 Giao thức phân bố nhãn LDP .16 2.3.2 Giao thức CR-LDP 17 2.3.3 Giao thức RSVP 17 2.3.4 Giao thức MPLS-BGP .17 2.3.5 Kiến trúc hệ thống giao thức MPLS .17 2.4 Hoạt động của MPLS 19 2.4.1 Chuyển mạch nhãn .19 2.4.2 Đồ hình mạng MPLS 20 2.4.3 Các bớc hoạt động của MPLS .20 2.4.4 Các đờng hầm trong MPLS .23 2.5 Triển khai ứng dụng công nghệ MPLS tại Việt Nam .24 2.5.1 Khả năng ứng dụng của MPLS .25 2.5.2 Một số nguyên tắc khi triển khai mạng NGN 25 2.5.3 Mô hình mạng MPLS 26 2.6 Tóm tắt chơng 27 CHƯƠNG 3: Thiết kế mạng ATM MPLS 28 3.1 Giới thiệu 28 3.1.1 Mô hình chức năng mạng NGN 29 3.1.2 Chuyển mạch thẻ và thuật ngữ 30 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 4 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 3.1.3 Các cấu trúc chung của MPLs .31 3.1.4 MPLS và các kết hợp IP trên ATM khác 32 3.1.5 Các bớc thiết kế mạng ATM MPLS 33 3.2 Chọn thiết bị MPLS .34 3.2.1 Cấu trúc mạng MPLS .34 3.2.2 Chọn thiết bị MPLS Cisco .38 3.2.3 IP+ATM .45 3.3 Thiết kế mạng ATM MPLS .48 3.3.1 Cấu trúc các điểm truy nhập dịch vụ PoP .48 3.3.2 Xác định các đờng liên kết của mạng ATM MPLS .53 3.3.3 Định tuyến IP trong mạng ATM MPLS 63 3.3.4 Xác định không gian kênh ảo VC nhãn MPLS 66 3.3.5 Thiết kế mạng liên tục .80 3.4 ứng dụng mô hình ATM MPLS trong giải pháp của Nortel 80 3.5 Tóm tắt chơng 82 CHƯƠNG 4. Triển khai ứng dụng của mạng ATM MPLS . . 83 4.1 Các tiêu chí xây dựng mạng viễn thông ứng dụng trong đào tạo . 83 4.2 Xây dựng mô hình mạng viễn thông ứng dụng trong đào tạo .84 4.3 Nhận xét . .89 4.5 Tóm tắt chơng .90 KếT LUậN .91 Tài liệu tham khảo 92 Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 5 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS THUT NG VIT TT Vit tt Ting Anh Ting vit ATM Aysnchronous Transfer Mode Phng thc truyn tin khụng ng b ASBP B nh tuyn ng biờn h thng t tr BGP BGP Border Gateway Protocol Giao thc nh tuyn ging nh giao thc cng biờn CLNP Connectionless Network Protocol Giao thc mng khụng kt ni CR-LDP Constraint-Based Routing-LDP Giao thc phõn phi nhón nh tuyn da trờn rng buc CSR Cell Switching Router B nh tuyn chuyn mch t bo DLCI Data Link Connection Identifier Nhn dng kt ni lp liờn kt d liu DWDM Dense Wavelength Divion Multiplexing Ghộp kờnh phõn chia theo bc súng mt cao FEC Forwarding Equivalence Class Lp chuyn tip tng ng FIB Forwarding Information Base C s d liu chuyn tip trong b nh tuyn GMPLS Generalized Multi Protocol Label Switching Chuyn mch nhón a giao thc tng quỏt IEIF Internation Engineering Task Force T chc tiờu chun k thut Quc t Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thc nh tuyn trong min Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 6 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS IMA Hp kờnh o trờn ATM IP Internet Protocol Giao thc Internet IS-IS Intermedia System to Intermedia System Giao thc nh tuyn mng trung gian ti mng trung gian IS-IS-TE Intermedia System to Intermedia System Traffic Engineer Giao thc IS-IS cú k tht lu lng LAN Local Area Network Mng cc b LDP Label Distribution Protocol Giao thc phõn phi nhón LER Label Edge Router B nh tuyn biờn nhón LFIB Label Forwarding Information Base C s thụng tin chuyn tip nhón LIB Label Information Base C s thụng tin nhón LMP Link Management Protocol Giao thc qun lớ kờnh LSC B iu khin chuyn mch nhón LSP Label Switched Path ng chuyn mch nhón LSR Label Switching Router B nh tuyn chuyn mch nhón MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyn mch nhón a giao thc NGN Next Generation Network Mng th h sau OSPF Open Shortest Path First Giao thc nh tuyn m rng theo phng thc u tiờn tuyn ng ngn nht OXC Optical Cross-Connect u ni ghộp quang PNNI Private Node to Node Interface Giao din nỳt nỳt riờng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 7 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS PPP Point to Point Protocol Giao thc im im QoS Quanlity of Service Cht lng dch v RIP Realtime Internet Protocol Giao thc bỏo hiu IP thi gian thc RSVP Resource Reservation Protocol Giao thc dnh trc ti nguyờn SDH Synchronous Digital Hierachy Phõn cp truyn dn s ng b SONET Synchronous Optical Network Mng quang ng b TCP Transport Control Protocol Giao thc iu khin truyn ti TDP Tag Distribution Protocol Giao thc phõn b th TE Traffic Engineering iu khin lu lng UDP User Data Protocol Giao thc d liu ngi s dng VC Virtual connection Kt ni o VCI Virtual Circuit Identifier Nhn dng ng o trong t bo VP Virtual Path Kờnh o VPI Virtual Path Identifier Nhn dng kờnh o trong t bo VPN Virtual Private Network Mng riờng o WAN Wide Area Network Mng din rng Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 8 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Lời mở đầu Nn tng cho xó hi thụng tin chớnh l s phỏt trin cao ca cỏc dch v vin thụng. Mm do, linh hot, v gn gi vi ngi s dng l mc tiờu cn hng ti. Vi nm qua, Internet ang ngy cng phỏt trin vi cỏc ng dng mi trong thng mi v th trng ngi tiờu dựng. Cựng vi cỏc dch v truyn thng hin nay c cung cp qua Internet thỡ cỏc dch v thoi v a phng tin ang c phỏt trin v s dng. Tuy nhiờn, tc v di thụng ca cỏc dch v v ng dng ny ó vt quỏ ti nguyờn h tng Internet hin nay. Chớnh nhng iu ó gõy mt ỏp lc cho mng vin thụng hin thi, phi m bo truyn ti thụng tin tc cao vi giỏ thnh h. gúc khỏc s ra i ca nhng dch v mi ny ũi hi phi cú cụng ngh thc thi tiờn tin. u im ni bt ca giao thc nh tuyn TCP/IP l kh nng nh tuyn v truyn gúi tin mt cỏch ht sc mm do linh hot v rng khp ton cu. Nhng IP khụng m bo cht lng dch v, tc truyn tin theo yờu cu, trong khi ú cụng ngh ATM cú th mnh u vit v tc truyn tin cao, m bo thi gian thc v cht lng dch v theo yờu cu nh trc. S kt hp IP vi ATM cú th l gii phỏp k vng cho mng vin thụng tng lai - mng th h sau NGN. Gn õy, cụng ngh chuyn mch nhón a giao thc (MPLS) c xut ti cỏc gúi tin trờn cỏc kờnh o v khc phc c cỏc vn m mng ngy nay ang phi i mt, ú l tc , kh nng m rng cp mng, qun lý cht lng, qun lý bng thụng cho mng IP th h sau - da trờn mng ng trc v cú th hot ng vi cỏc mng Frame Relay v ch truyn ti khụng ng b (ATM) hin nay ỏp ng cỏc nhu cu dch v ca ngi s dng mng. Ngy nay, nhng xu hng phỏt trin cụng ngh ó v ang tip cn nhau, an xen ln nhau cho phộp mng li tha món tt hn cỏc nhu cu ca khỏch hng trong tng lai. Th trng vin thụng trờn th gii ang ng trong xu th cnh tranh v phỏt trin hng ti mng vin thụng hi t ton cu to ra kh nng kt ni a dch v trờn phm vi ton th gii. Do vy, ỏp ng c cỏc nhu cu ú, s ra i ca MPLS l tt yu. Tuy nhiờn, hin ti vn cha rừ rng liu MPLS cú ỏp ng c hay khụng ũi hi v cht lng dch v - QoS m ATM ó khng nh v trớ ca mỡnh. ATM cho n gi vn l cụng ngh duy nht c kim nghim v ó thnh cụng trong vic tớch Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 9 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS hp d liu, thoi, v video trờn cựng mt mng. Hin ti thỡ mt gii phỏp kt hp an ton kh thi l chy c ATM v MPLS trờn mng ng trc. Vi ý ngha ú cụng vic nghiờn cu tỡm hiu v ỏnh giỏ cỏc gii phỏp thit k mng ATM MPLS c tin hnh trong lun vn ny l rt cn thit, c bit khi xu th mng NGN (mng th h sau) hi t ton cu to ra kh nng kt ni a dch v trờn phm vi ton th gii. Vi ton b ni dung trỡnh by trong lun vn ny, ti mong mun c tip tc nghiờn cu v vn ny nhm tham gia v trao i vn thit k trong lnh vc mng th h sau cũn rt rng ln v hp dn. Mc ớch ca ti lun vn l nghiờn cu tỡm hiu cụng ngh MPLS tin ti thit k mng ATM MPLS cú th a vo ng dng trong nhng iu kin c th ti Vit Nam v cng nh phc v cho o to v cụng ngh mng vin thụng ti trng i hc Cụng ngh - HQGHN. Vi mc tiờu ú ni dung ca lun vn gm cỏc vn sau: Chng 1: Gii thiu tng quan v cụng ngh chuyn mch nhón a giao thc (MPLS). Chng 2: Gii thiu cỏc thnh phn v hot ng ca mng MPLS. Chng 3: Thit k mng ATM MPLS. Chng 4: Trin khai ng dng ca mng ATM MPLS trong o to . Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 10 [...]... trỡnh ny khụng phõn tớch a ch n IP na Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 27 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 2.4.2 hỡnh ca mng MPLS Hỡnh9: hỡnh mng MPLS Min MPLS l mt tp k tip cỏc nỳt hot ng nh tuyn v chuyn tip MPLS Min MPLS cú th chia thnh Lừi MPLS (MPLS Core) v Biờn MPLS (MPLS Edge) nh hỡnh 9 Khi mt gúi tin IP i qua min MPLS, nú i theo mt tuyn c xỏc nh ph thuc vo nhúm chuyn tip tng ng FEC m nú c... thc c bn v hot ng ca MPLS Hn na, cỏc trin khai ng dng cụng ngh MPLS ti Vit Nam cng c trỡnh by Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 35 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Chơng 3: Thiết kế mạng ATM MPLS Mt trong nhng bt ng chớnh gia cỏc nh cung cp truyn thng v mng th h sau - NGN (Next Generation Network) l vai trũ ca ATM v MPLS Cỏc nh cung cp dch v truyn thng ó u t rt nhiu vo cụng ngh ATM cho mt mng lừi... khỏi nim v MPLS, s ra i ca MPLS da trờn kt hp hon ho cỏc u im ca cụng ngh IP, cụng ngh ATM Do ú cỏc nguyờn lý c bn ca cỏc cụng ngh IP, ATM, MPLS cng c tỡm hiu Ngoi ra, tỡnh hỡnh trin khai cụng ngh v quỏ trỡnh chun hoỏ v MPLS, cng nh cỏc u im v ng dng chớnh ca MPLS cng c cp n Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 19 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Chơng 2: các thành phần và hoạt động của mạng mpls 2.1... học Công nghệ 16 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS Vo u nm 1997, hin chng MPLS c thụng qua Vo thỏng 4 nm 1997, nhúm lm vic MPLS tin hnh cuc hp u tiờn Vo thỏng 11 nm 1997, ti liu MPLS c ban hnh Vo thỏng 7 nm 1998, ti liu cu trỳc MPLS c ban hnh Trong thỏng 8 v thỏng 9 nm 1998, 10 ti liu Internet b sung c ban hnh, bao gm giao thc phõn phi nhón MPLS (MPLS Label Distribution Protocol MPLS LDP), mó húa... Công nghệ 17 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS H tr cho tt c cỏc loi lu lng: mt u im khỏc ca chuyn mch nhón l nú cú th h tr cho tt c cỏc loi chuyn tip unicast, loi dch v unicast v cỏc gúi multicast 1.3.2 Cỏc ng dng ca MPLS Mng MPLS cú nhiu ng dng trong ú cú 3 ng dng chớnh v thụng thng 2 trong c 3 kh nng ú c s dng ng thi: Tớch hp IP +ATM - Do chuyn mch nhón cú th thc hin c bi cỏc chuyn mch ATM, MPLS l mt... cỏch ni a ch di nht trong bng ca chỳng Vi MPLS, iu ny c lm bi cỏc LER MPLS Fwd l phng thc chuyn tip kt ni mt nhón vi mt cng li ra cho cỏc gúi tin Cỏc lp vi miờu t trong hỡnh hp vi ng nột t cú th thc hin bng phn cng to nờn hot ng nhanh v hiu qu Hỡnh 8: H thng giao thc MPLS Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 26 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 2.4 Hot ng ca MPLS MPLS tỏch chc nng ca IP ra thnh hai phn... riờng MPLS s dng cỏc ng chuyn mch nhón (LSPs), ú chớnh l mt dng ca lightweight VC m cú th c thit lp trờn c ATM v thit b da trờn gúi tin Kh nng iu khin lu lng IP ca MPLS s dng thit lp c bit cỏc LSP iu khin mt cỏch linh hot cỏc lung lu lng IP Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 18 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS 1.4 Túm tt chng Nh vy, chng 1 ó Gii thiu tng quan v cụng ngh chuyn mch nhón a giao thc (MPLS) ... thut lu lng Tht vy, cụng ngh Chuyn mch nhón a giao thc MPLS l kt qu phỏt trin ca nhiu cụng ngh chuyn mch IP s dng c ch hoỏn i nhón nh ca Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 14 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS ATM tng tc truyn gúi tin m khụng cn thay i cỏc giao thc nh tuyn ca IP T tng khi a ra MPLS l: nh tuyn ti biờn, chuyn mch lừi Trong cỏc mng MPLS, cỏc gúi c gỏn nhón ti biờn ca mng v chỳng c nh... mng MPLS b) B nh tuyn chuyn mch nhón (Label Switching Router - LSR) LSR l b nh tuyn tc cao trong mng lừi MPLS tham gia vo vic thit lp ng chuyn mch nhón LSP s dng cỏc giao thc bỏo hiu nhón thớch hp v Lơng Thị Thảo Trờng Đại học Công nghệ 23 Thiết kế mô hình mạng ATM MPLS chuyn mch lu lng d liu tc cao da trờn cỏc ng ó thit lp LSR cú th kt ni vi LER hay cỏc LSR khỏc c) ATM LSR: S dng giao thc MPLS. .. dng giao thc MPLS trong mng iu khin thit lp kờnh o ATM, chuyn tip t bo n nỳt ATM LSR tip theo d) ATM LSR biờn: Nhn gúi cú nhón hoc khụng cú nhón phõn vo cỏc t bo ATM v gi cỏc t bo n nỳt ATM LSR tip theo Nhn cỏc t bo ATM t ATM LSR cn k, tỏi to cỏc gúi t cỏc t bo ATM v chuyn tip gúi cú nhón hoc khụng cú nhón 2.3 Cỏc giao thc c bn ca MPLS Kin trỳc MPLS khụng bt buc mt phng thc bỏo hiu n no cho phõn phi . THIết kế mô hình mạng atm mpls Khoá luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy Ngnh: in t - Vin thụng Hà nội - 2005 Thiết kế mô hình mạng ATM. tới mạng MPLS hoàn toàn, luận văn tập trung nghiên cứu về các giải pháp thiết kế mạng ATM MPLS. Đặc biệt bài báo cáo nghiên cứu thiết kế mô hình mô phỏng