MPLS dƣ̣a trên gói đơn giản

2.1. Các cấu trúc của các mạng MPLS

2.1.1. MPLS dƣ̣a trên gói đơn giản

Cấu trúc ma ̣ng MPLS đơn g iản nhất được trong hình 2-2 (a). Cấu trúc này được áp dụng cho mạng chỉ gồm router mà dùng MPLS để hỗ trợ các dịch vụ VPN hoặc kiểm soát giao thông IP . Trong cấu trúc này , các khách hàng đượ c kết nối trực tiếp tới LSR biên . Các LSR biên được nối tới các LSR khác mà cũng dựa trên nền tảng đi ̣nh tuyến.

Các router được nối với nhau bởi gần như bất kỳ dạng liên kết nào : Serial, Ethernet, packet-over-SONET, vv... và các gói với tiêu đề MPLS . Các router liên quan có thể là 6400, 7200, 7500 hoặc 12000. Những router tầm trung (3600, 4700) có thể được dùng đối với các ứng du ̣ng yêu cầu băng thông thấp.

Trong mô ̣t dạng thức khác của cấu tr úc này, các liên kết điểm tới điểm giữa các router thực chất là ATM PVC. Chúng được dùng để chuyển đổi lên ATM-MPLS. [2]

Hình 2-2(a) : Gói tin đơn giản MPLS

2.1.2. ATM MPLS với các LSR biên dựa trên router

Cấu trúc ma ̣ng ATM MPLS đơn giản nhất đ ược trình bày trong hình 2-2(b). Cũng như với trường hợp trước , các khách hàng được kết nối trực tiếp tới LSR biên dựa trên router, điển hình là các router 6400, 7200, 7500. Các LSR biên được nối bởi các liên kết ATM tớ i lõi LSR ATM . LSR ATM có thể là chuyển ma ̣ch BPX 8650 IP+ATM, LS1010, 8500 MSR, và sau đó các chuển mạch ATM khác như là MGX 8800 với PXM-45.

Các chuyển mạch ATM mang gói với nhãn ATM MPLS , điều này có nghĩa là trên mỗi liên kết ATM có mô ̣t kênh ảo nhãn MPLS khác nhau cho mỗi nhãn . [2]

Hình 2-2(b) : ATM MPLS với các LSR biên dựa trên Router

2.1.3. Kết hợp ATM và MPLS dƣ̣a trên gói

Hoàn toàn có thể kết hợp ATM MPLS và MPLS dựa trên gói trên cùng một mạng. Mô ̣t ví du ̣ đơn giản đ ược trình bày trên hình 2-2(c). Trong mô ̣t ma ̣ng như vâ ̣y , có các liên kết chạy MPLS dựa trên gói và các liên kết khác chạy ATM MPLS . Thiết bi ̣ mà có giao diện giữa MPLS dựa trên gói và ATM MPLS chính là cá c router như các LSR biên ATM: từ 3600 – 12000. [2]

Hình 2-2(c) : Kết hợp ATM và MPLS dựa trên gói

2.1.4. ATM MPLS với thiết bi ̣ truy cập riêng biệt

Mạng ATM MPLS với LSR biên dựa trên router cũng có thể dùng các thiết bị truy câ ̣p riêng biê ̣t, được trình bày trong hình 2-2(d). Điều này sẽ xảy ra truy câ ̣p bắt buô ̣c phải thông qua một thiết bị nào đó mà không hỗ trợ các dịch vụ MPLS . Có ba tình huống thông thường là:

 Truy câ ̣p là bắt buô ̣c tới cả các di ̣ch vụ IP và các dịch vụ ATM PVC qua một thiết bi ̣ truy câ ̣p mà không hỗ trợ MPLS . Ví dụ thường thấy nhất chính là MGX 8220.

 Thiết bi truy câ ̣p chưa có phần mềm hỗ trợ MPLS.

 Bằng mô ̣t thiết bi ̣ truy câ ̣p riêng biê ̣t , ta có thể hỗ trợ mật độ cao hơn các đường truy câ ̣p băng thông thấp hơn viê ̣c chỉ sử du ̣ng mô ̣t LSR biên.

Giao thông ma ̣ng của khách hàng được chuyển qua thiết bi ̣ truy câ ̣p tới LSR biên . Giữa thiết bi ̣ truy câ ̣p và LSR biên , có một liên kết luân lý khác nhau cho các khách hàng . Nó có thể là Frame Relay hoặc ATM PVC hay một liên kết PPP. [2]

2.1.5. ATM MPLS với thiết bi ̣ truy cập tích hợp IP +ATM

Kiểu ma ̣ng vừa được t rình bày ở phần trước có thể được đơn giản hóa nếu như thiết bi ̣ truy câ ̣p hỗ trơ ̣ chức năng của LSR biên cũng như Frame Relay , ATM, hoă ̣c các dịch vụ truy cập khác. Điều này được trình bày trong hình 2-2(e).

Trong trường hợp c ủa chuyển mạch biên IP +ATM, mô ̣t thiết bi ̣ đơn lẻ cung cấp truy câ ̣p tới cả các di ̣ch vu ̣ MPLS và các di ̣ch vu ̣ PVC hoă ̣c SVC . Chuyển mạch biên IP+ATM bao gồm BPX 8680, MGX 8850 và bộ tập trung truy cập chung 6400. [2]

Hình 2-2(e): ATM MPLS với thiết bị tích hợp ATM

2.1.6. ATM MPLS sƣ̉ dụng chuyển mạch ATM truyền thống

Mạng MPLS có thể sử dụng các thiết bị ATM truyền thống như là một bước chuyển đổi để đưa MPLS vào mô ̣t ma ̣ng ATM đã có . Chuyển mavhj ATM truyền thống được sử du ̣ng trong ba cách, mà được trình bày trong hình 2-2(f).

 Khi thiết bi ̣ truy câ ̣p là ở xa đối với LSR biên , thiết bi ̣ truy câ ̣p được kết nối tới LSR biên bằng PVC chuyển ma ̣ch qua mô ̣t ma ̣ng ATM .

 Bằng cách ta ̣o đường h ầm qua chuyển mạch ATM giữa một LSR biên và một LSR ATM. Trong trườ ng hơ ̣p này , LSR biên không cần phải kề liền với LSR ATM, nhưng có thể đươ ̣c kết nối qua mô ̣t ma ̣ng ATM .

 Bằng cách ta ̣o đường hầm qua chuyển ma ̣ch ATM giữa các LSR ATM. Trong trường hợp này ma ̣ng lõi sử du ̣ng ma ̣ng ATM truyền thống.

Những viê ̣c sử du ̣ng thiết bi ̣ ATM truyền thống này có những bất lợi và phải được dùng cẩn thâ ̣n. [2]

Hinh 2-2(f): ATM MPLS với

2.1.7. Trục xƣơng sống kép

Nhà cung cấp có thể muốn vẫn giữ ha ̣ tầng ATM đã có trong khi xây dựng ha ̣ tầng MPLS mới (có thể là ATM MPLS hoặc MPLS dựa trên gói) song song với ha ̣ tầng cũ. Các thiết bị biên IP +ATM của Cisco hỗ trợ tốt điều này , cho phép khách hàng truy câ ̣p cả ma ̣ng MPLS và di ̣ch vu ̣ , cùng với mạng ATM cũ , thâ ̣m chí chỉ với mô ̣t liên kết truy câ ̣p duy nhất. Điều này được trình bày trong hình 2-2(g).

Thiết bi ̣ truy câ ̣p IP +ATM có thể là nhữn g thiết bi ̣ được dung tron g 2-2(e). Mạng 2-2(g) hỗ trơ ̣ các chức năng và di ̣ch vu ̣ giống như 2-2(e), nhưng ma ̣ng 2-2(g) yêu cầu nhiều thết bi ̣ hơn. [2]

Hình 2-2(g) : Trục xương sống kép

2.2. Lƣ̣a chọn thiết bi ̣ MPLS cho ATM 2.2.1. Lƣ̣a chọn thiết bi ̣ biên ATM MPLS 2.2.1. Lƣ̣a chọn thiết bi ̣ biên ATM MPLS

2. Kiểu của đường truy câ ̣p 3. Số đường truy câ ̣p

4. Yêu cầu về dự phòng và đô ̣ tin câ ̣y. Các vấn đề chính là:

 Thiết bi ̣ có thể giảm thiểu (nghỉ ấm) hoă ̣c ngăn chă ̣n hoàn toàn (nghỉ nóng) viê ̣c ngắt dòng dữ liê ̣u trong trường hợp lỗi phần mếm hoă ̣c phần cứng . Nghỉ nóng nghĩa là việc gián đoạn bằng không hoặc dưới một giây đố i với dòng dữ liê ̣u trong trường hợp lỗi thiết bi ̣, với không đi ̣nh tuyến la ̣i qua thiết bi ̣ đã hỏng.

 Từng bô ̣ phâ ̣n riêng lẻ, ví dụ như các cổng ghép nối có thể thay đổi nóng. Mức đô ̣ dự phòng của thiết bi ̣ biên MPLS được phân loa ̣i như sau:

 None: Thiết bị biên không có chức năng dự phòng. Độ tin cậy của mạng phải dựa trên đi ̣nh tuyến la ̣i . Khách hàng phải được cung cấp hai thiết bị truy cập khác nhau nhằm đảm bảo hoạt động của dịch vụ.

 Dự phòng ở mức đô ̣ bô ̣ xử lý : Thiết bi ̣ biên có mô ̣t đôi dự phòng cho các bô ̣ xử lý và các bảng ma ̣ch với khả năng nghỉ ấm hoă ̣c nóng . Do các cổng ghép nối không có trong các đôi dự phòng , đô ̣ tin câ ̣y của ma ̣ng vẫn phải dựa trên việc đi ̣nh tuyến la ̣i . Khách hàng vẫn phải được cung cấp 2 thiết bi ̣ truy câ ̣p khác nhau, trong trường hợp lỗi xảy ra với cổng ghép nối. Tuy nhiên ho ̣ cũng có thể được cung cấp hai cổng ghép nối khác nhau trên cùng một thiết bị truy câ ̣p.

 Dự phòng toàn diê ̣n : Thiết bi ̣ biên có dự phòng đối với cả bô ̣ xử lý và cổng giao tiếp . Khách hàng vẫn nhận được dịch vụ đáng tin cậy từ thiết bị biên thâ ̣m chí ho ̣ chỉ được cung cấp mô ̣t thiết bi ̣ truy câ ̣p

Khuyến cáo thiết bi ̣ dựa trên những yêu cầu này đươ ̣c trình bày trong bảng 2-1. Các thiết bi ̣ của Cisco hỗ trợ MPLS bao gồm hầu hết các router tầm trung và cao cấp , hầu hết các chuyển ma ̣ch ATM, và hầu hết các thiết bị truy cập với khả năng đi ̣nh tuyến.

Bảng 2-1: Chọn thiết bị biên cho mạng ATM MPLS Thiết bi ̣ Kiểu

dịch vụ

Các đường truy cập Hỗ trợ dự phòng

Nhâ ̣n xét

Router 3600 IP Serial/Frame Relay, 10 Mbps Ethernet, ISDN BRI & PRI, HSSI, E1/T1 serial, Fast

Ethernet, OC-3/STM-1 ATM

None Viê ̣c hỗ trợ ít LVC trên các card ATM dẫn tới giới ha ̣n kích thước ma ̣ng MPLS . Khuyến cáo không sử du ̣ng cho ma ̣ng MPLS của nhà cung cấp di ̣ch vu ̣

Router 4700 IP serial/Frame

Relay, 10 Mbps Ethernet, ISDN BRI, E1/T1

serial, Fast Ethernet, E3, T3 or OC-3/STM-1 ATM

None Viê ̣c hỗ trợ ít LVC trên các card ATM dẫn tới giới ha ̣n kích thước ma ̣ng MPLS . Khuyến cáo không sử du ̣ng cho ma ̣ng MPLS của nhà cung cấp di ̣ch vu ̣

Router 7200 IP Serial/Frame Relay up to E1/T1, 10 Mbps

Ethernet and Fast Ethernet, ISDN BRI, HSSI,

high-speed serial, E3, T3 or OC-3/STM-1

ATM, packet-over- SONET/SDH

None Đáp ứng khả năng tối thiểu cho ma ̣ng nhà cung cấp.

Bô ̣ ghép nối PA -A2 CES-ATM hiện không hỗ trợ MPLS

7507, 7513,7576 ISDN up to E1/T1, 10 Mbps Ethernet, Fast Ethernet, and GigabitEthernet, HSSI, high-speed serial, ATM,packet-over- SONET/SDH Dự phòng bô ̣ xử lý với RSP kép

12008/12012 IP POSIP và ATM với OC-3 tới OC -48, Gigabit Ethernet.

Nghỉ ấm Dự phòng bô ̣ xử lý

Thích hợp đường truyền tốc đô ̣ cao giữa các nhà cung cấp Catalyst 5500 với Route Switch Module IP+AT M 10 Mbps và Fast Ethernet, E3, T3,

OC-3/STM-1 and OC- 12/STM-4 ATM

None Cat 5500 bản chất là chuyển ma ̣ch LAN , nhưng cũng có mô ̣t số tính năng của LSR biên .Cat 5500 chỉ có thể kết nối tới mạng ATM MPLS qua kỹ thuâ ̣t ta ̣o đường hầm

6400 IP+AT

M

ATM vớ i E3/T3 tới STM-4, Ethernet và Fast Ethernet.

Nghỉ ấm . Dự phòng bô ̣ xử lý

Chưa hỗ trợ MPLS

MGX 8850 IP+AT M

T1/E1, Frame Relay, ATM Nghỉ nóng và ấm Với FCS , MGX 8800 có khả năng nghỉ nóng 1:N đối với các đường truy câ ̣p của khách hàng , điều khiển nghỉ nóng

đối với PVC và các trung kế . Khả năng nghỉ ấm 1:N đối với RPM

BPX 8650 IP+AT M

T1/E1, Frame Relay, ATM, E3/T3, STM-4

Nói chung dự phòng tốt, nhưng vẫn có khả năng lỗi ở LSR biên Tương tự BPX 8680 BPX 8680 IP+AT M Frame Relay, T1/E1 ATM

ATM vớ i E3/T3 tới STM-4. Có thể cần thêm Router 6400, 7200, 7500 (gói điều khiển chuyển mạch nhãn ) để dùng như LSR biên . Dùng các đường truy câ ̣p E 3/T3 hoă ̣c ATM tốc đô ̣ cao hơn. Nếu như di ̣ch vu ̣ IP được hỗ trợ trên phần lớn các liên kết ATM với tốc đô ̣ T3/E3 trở lên thì hiê ̣u quả hơn là dùng Router riêng biê ̣t Nghỉ nóng và ấm (Trong giới ha ̣n FCS ) Phải sử dụng trung kế BXM . MPLS không được hỗ trợ trên card BNI , trù khi card BNI được sử du ̣ng như là Feeder Trunk. Card BCC phải là BCC3-64 trở lên , khuyến cáo BCC4. BPX 8680 có thể bao gồm tới 16 MGX 8850 vớ i khả năng dự phòng đã được mô tả trên.

 Khi xem xét số lượng đường truy câ ̣p được hỗ trợ , phải tính đến số lượng khe cắm đươ ̣c dùng bởi giao diê ̣n ATM MPLS . Ví dụ Router Cisco 7206 có 6 khe cắmvà có thể hỗ trơ ̣ 48 cổng Ethernet (8 cổng mỗi khe cắm ). Tuy nhiên, khi sử du ̣ng Cisco 7206 làm LSR biên ATM cần ít nhất mô ̣t khe cắm dùng cho giao diện ATM . Như vâ ̣y, dung lươ ̣ng cổng Ethernet thực sự còn lại là 40 cổng.

 Mô ̣t số LSR biên sử du ̣ng khe cắm để cắm card có chức năng LSR biên . Điều này phải được xem xét . Ví dụ, Bô ̣ tâ ̣p trung truy câ ̣p chung 6400 8 khe cắm, nhưng khi nó dùng làm LSR biên , cần ít nhất mô ̣t khe cắm cho card Node Route Processor.

 Mô ̣t số LSR biên có thể xử lý mô ̣t thông lượng MPLS khác nhau giữa các card xử lý. Ví dụ, card Node Route Processor (NRP) trong bô ̣ tâ ̣p trung truy câ ̣p chung 6400 có thể xử lý song công 150Mbps thông lươ ̣ng MPLS biên . Cisco 6400 vớ i mô ̣t NRP có thể hỗ trơ ̣ 4 đường truy câ ̣p OC -3/STM-1. Số lươ ̣ng khe cắm dùng cho card xử lý phải được xem xét khi tính toán số đường truy câ ̣p cần hỗ trợ trong bất kỳ cấu hình nào.

2.2.2. Lƣ̣a chọn Router chuyển mạch nhãn ATM

Có năm điểm cần xem xét khi lựa chọn LSR ATM : 1. Kiểu trung kế

2. Số lươ ̣ng trung kế

3. Số lươ ̣ng kết nối cần hỗ trợ 4. Có cần VC Merge hay không 5. Yêu cầu về dự phòng và đô ̣ tin câ ̣y

Khuyến cáo thiết bi ̣ dựa trên những yêu cầu này được trình bày trong bảng 2-2.

Bảng 2-2 : Lựa chọn ATM LSR Thiết bi ̣ Kiểu và số

lượng trung

Số lượng k ết nối được hỗ

Hỗ trợ VC Merge

Hỗ trợ dự phòng

kế ATM trợ MGX 8850 với PXM1 4xOC- 3/STM1 8K. Kết nối song công 16K được hỗ trợ trên card PXM của MGX 8850 No Nghỉ ấm và nóng MGX 8850 mục đích chính dùng để làm LSR biên nhưng cũng có khả năng ATM LSR có giới hạn LS1010 32 x T1/E1 with.Inverse Multiplexing over ATM (IMA), 32 x T3/E3, 32 x OC-3/STM- 1, 8 x OC- 12/STM-4 64K Yes None 6400 16 x T3/E3, 16 x OC- 3/ATM-1, 8x OC- 12/STM-4 64K Yes Nghỉ ấm Dự phòng bô ̣ xử lý

BPX 8650 144 x T3/E3, 96 x

OC-3/STM- 1,

192K VC Merge

được hỗ trợ trong phần mềm BPX

Mô ̣t số tính năng dự phòng với FCS.

Tất cả giao diê ̣n MPLS phải có trên các card

12/STM-4 9.3, vớ i card mở rô ̣ng BXM BCC phả i là BCC3-64 trở lên. Khuyến cáo BCC 4. BPX 8650 hỗ trợ trung kế nghỉ nóng và kết cấu chuyển mạch 8540 MSR 64 x T1/E1 with IMA, 64 x T3/E3, 64 x OC- 3/STM-1, 32 x OC- 12/STM-4, 8 x OC- 48/STM-16 256K Yes Nghỉ ấm Dự phòng bô ̣ xử lý

MGX 8800 với card PXM-45 192 x T3/E3, 144 x OC- 3/STM-1, 48 x OC- 12/STM- 4,12 x OC- 48/STM-16 384K Yes Nghỉ ấm và nóng

2.2.3. Router chuyển mạch nhãn không dƣ̣a trên chuyển mạch ATM

Các LSR mà không phải là chuyển mạch ATM có thể được sử dụ ng. Ví dụ, các router sau có thể được dùng làm LSR:

 3600 và 4700 (chỉ dùng cho ứng dụng băng thông thấp )  6400, 7200, 7500

 12000

Sử du ̣ng những router này , MPLS được hỗ trợ với gần như mo ̣i da ̣ng liên kết : ATM, packet-over-SONET, Ethernet, vv... LSR dựa trên router không mă ̣c nhiên hỗ trơ ̣ kết nối ma ̣ch ảo ATM , ngoại trừ 12000 các router này có dung lượng thấp so với Cisco ATM LSR.

2.3. Thiết kế mạng MPLS

Trước khi cài đă ̣t , ta phải thiết kế mô ̣t ma ̣ng MPLS nhằm đ ảm bảo hoạt động sao cho đáng tin câ ̣y và tối ưu . Do thừa hưởng tính không kết nối của giao thông IP , khách hàng không thể bảo nhà cung cấp chính xác là giao thông nào họ gửi đi đâu . Vì vâ ̣y, chúng ta không thể thiết kế trước mô ̣t ma ̣ng hoàn hảo.

Mục này sẽ bàn về các bước thiết kế trong một mạng MPLS : 1. Thiết kế Points of Presence

2. Xác định kích thước các liên kểt xương sống trong mạng 3. Thiết kế đi ̣nh tuyến IP

4. Xác định kích thước không gian VC nhãn MPLS

5. Làm mịn thiết kế khi mạng đi vào hoạt động . Bướ c thiết kế cuối cùng này là mô ̣t quá trình tiếp diễn nhằm tối ưu thiết kế ma ̣ng

2.3.1. Các cấu trúc Points of Presence