Nhúm làm việc MPLS c ủa IETF cung c ấp cỏc bản thảo về định tuyến , gửi chuyển tiếp và chuyển mạch cỏc luồng lưu lượng qua mạng sử dụng MPLS. Nhiệm vụ chớnh của nhúm này là:
Xỏc định cơ cấu quản lý nhiều mức độ khỏc nhau của cỏc luồng lưu lượng, như cỏc luồng giữa cỏc cơ cấu, phần cứng khỏc nhau hoặc thậm chớ cỏc luồng giữa những ứng dụng khỏc nhau.
Duy trỡ sự độc lập của cỏc giao thức lớp 2 và lớp 3.
Cung cấp phương phỏp ỏnh xạ địa chỉ IP với cỏc nhón đơn gi ản, cú độ dài cố định được sử dụng bởi cỏc cụng nghệ chuyển tiếp gúi và chuyển mạch gúi khỏc nhau.
Giao diện với cỏc giao thức định tuyến hiện cú như giao thức đặt trước tài nguyờn (RSVP) và giao thức mở rộng theo phương thức ưu tiờn tuyến đường ngắn nhất (OSPF).
Hỗ trợ IP, ATM và giao thức lớp 2 Frame-relay.
Trong MPLS, việc truyền dữ liệu thực hiện theo cỏc đường chuyển mạch nhón (LSP). Cỏc đường chuyển mạch nhón chứa dóy cỏc nhón tại tất cả cỏc nỳt dọc theo tuyến từ nguồn tới đớch. LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi tỡm luồng dữ liệu. Nhón được phõn phối theo giao thức phõn phối nhón LDP hoặc RSVP , hoặc dựa vào cỏc giao thức định tuyến như giao thức cổng biờn và giao thức đường đi ngắn nhất hệ thống mở đầu tiờn.
Gúi dữ liệu được nộn và mang theo cỏc nhón trong quỏ trỡnh đi từ nguồn tới đớch. Do cỏc nhón cú chiều dài cố định được chốn vào đầu cỏc gúi hoặc tế bào nờn cú thể được phần cứng sử dụng để chuyển mạch cỏc gúi tin một cỏch nhanh chúng giữa cỏc đường liờn kết, vỡ vậy việc sử dụng cụng nghệ chuyển mạch nhón sẽ cho tốc độ chuyển mạch cao.
Nhúm làm việc về MPLS chịu trỏch nhiệm chuẩn hoỏ cỏc cụng nghệ sử dụng cho chuyển mạch nhón và cho việc thực thi cỏc đường chuyển mạch nhón trờn cỏc cụng nghệ lớp liờn kết như Frame Relay, ATM, cụng nghệ LAN ( Ether net, TokenRing…). Nú bao gồm cỏc thủ tục và cỏc giao thức cho việc phõn phối nhón giữa cỏc bộ định tuyến.
2.3.4 Cỏc dự ỏn thƣơng mại triển khai MPLS[13],[24]:
6-2003 MASERGY triển khai dịch vụ thương mại MPLS
6-2003 Kuehne& Nagel mở rộng dịch vụ IP VPN ký với Equant
6-2003 AT&T thụng bỏo cung cấp dịch vụ mới cho cỏc khỏch hàng doanh nghiệp
dịch vụ mới trờn nền hạ tầng NG-SONET
6-2003 Dịch vụ giải phỏp kết nối đồng cấp giữa cỏc nhà khai thỏc tuyền tải của Veraz được triển khai
5-2003 Norlight cung cấp dịch vụ IP VPN Any-to-Any
5-2003 Nhà khai thỏc dịch vụ của Litva Lithuanian Telecom triển khai mạng IP trờn nền MPLS
5-2003 NTT Communication triển khai mạng dịch vụ Vivace trong mạng đa dịch vụ MPLS
5-2003 Equant ký hợp đồng khai thỏc IP VPN cú giỏ trị 5 năm với bộ phận IT của Electrolux
5-2003 Hóng tin BBC ký thoả thuận với Genesis Networks(SM) thiết lập mạng băng tần chuyển đổi giữa 5 thành phố
5-2003 Hóng Cox Communicatiún triển khai cỏc thiết bị định tuyến thuộc họ T của Juniper trong mạng đường trục quốc gia IP
5-2003 BellSouth lựa chọn MPLS cho mạng dịch vụ
5-2003 MetroNet triển khai MPLS nhằm truyền tải cỏc dịch vụ VPN cao cấp trờn toàn quốc của Mexico
5-2003 BT thụng bỏo lựa chọn MPLS để mở rộng khả năng cung cấp cỏc dịch vụ ICT giữa cỏc doanh nghiệp tại Mỹ
5-2003 Acceris Communications lựa chọn MPLS cho giải phỏp nõng cấp mạng truyền số liệu
4-2003 ICG triển khai MPLS trong mạng số liệu quốc gia
4-2003 T-Systems Inc. thụng bỏo đó triển khai mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ IP MPLS sang Bắc Mỹ
4-2003 NTT America bắt đầu cung cấp dịch vụ IP-VPN trờn nền MPLS tại Thỏi Lan
3-2003 BellSouth đưa vào khai thỏc dịch vụ mạng VPN
3-2003 Hóng Hanaro Telecom của Hàn Quốc lựa chọn CoSines IPSX 9500 để tớch hợp IPSec và Firewall với dịch vụ MPLS VPN
trong mạng lừi 10Gbit/s MPLS
2-2003 Nortel Networks xõy dựng mạng trục đa dịch vụ cho China Netcom 1-2003 Connex triển khai cỏc thiết bị chuyển mạch đa dịch vụ của Nortel
Networks trong mạng đường trục
1-2003 BELNET truyền tải cỏc ứng dụng Internet cao cấp bằng cỏc sản phẩm Alcatel IP/MPLS
1-2003 KT Corporation lựa chọn CoSine‟s IPSX 9500 để tăng cường cỏc dịch vụ thế hệ sau IP VPN
11-2002 Cellcom triển khai cỏc bộ định tuyến M10 của Juniper Networks cho mạng IP/MPLS tại Israel.
11-2002 NTT America thụng bỏo đó hoàn thành việc lắp đặt giải phỏp mạng MPLS cho hóng Allied TelesynGroup
10-2002 China Telecom lựa chọn giải phỏp mạng trục đa dịch vụ MPLS của Nortel Networks
Bảng 1 – Cỏc dự ỏn thương mại triển khai MPLS
2.4 Một số ƣu điểm và khả năng ứng dụng của cụng nghệ MPLS
2.4.1 Cỏc ƣu điểm của MPLS
Hỗ trợ mềm dẻo và linh ho ạt cho tất cả cỏc dịch vụ (hiện tại và sắp tới) trờn một mạng đơn.
Đơn giản húa cấu hỡnh mạng so với giải phỏp IP trờn nền ATM (IPOA). Hỗ trợ tất cả cỏc cụng cụ điều khiển lưu lượng mạnh mẽ bao gồm cả định tuyến liờn tiếp và chuyển mạch bảo vệ.
Hỗ trợ đa kết nối và đa giao thức:
Chuyển mạch nhón cũng cú thể vận hành ảo trờn bất kỳ giao thức lớp liờn kết dữ liệu.
Khả năng mở rộng chức năng điều khiển và chuyển tiếp. Mỗi phần cú thể phỏt triển khụng cần đến cỏc phần khỏc, tạo sự phỏt triển mạng dễ dàng hơn, giỏ thành thấp hơn và lỗi ớt hơn.
Hỗ trợ cho tất cả cỏc loại lưu lượng: một ưu điểm khỏc của chuyển mạch nhón là nú cú thể hỗ trợ cho tất cả cỏc loại chuyển tiếp unicast, loại dịch vụ unicast và cỏc gúi multicast.
2.4.2 Khả năng ứng dụng của MPLS
2.4.2.1 Cỏc yờu cầu đặt ra đối với một mạng ỏp dụng cụng nghệ mới:
Trong điều kiện nền kinh tế của việt Nam như hiện nay, việc ỏp dụng một loại cụng nghệ mới đũi hỏi phải cú sự cõn nhắc kỹ trước khi ỏp dụng. Tuy được coi là cụng nghệ mạng tiờn tiến giải quyết được nhiều nhược điểm của IP, ATM nhưng điều đú khụng cú nghĩa MPLS là giải phỏp duy nhất cho mạng thế hệ sau.
Mạng sử dụng cụng nghệ MPLS là một giải phỏp được ứng dụng chủ yếu cho cỏc mạng đường trục, do vậy đõy là giải phỏp mang tầm cỡ quốc gia. Nú chớnh là một nội dung lớn trong chiến lược phỏt triển hạ tầng cơ sở thụng tin quốc gia.
Để tỡm hiểu khả năng ỏp dụng cụng nghệ này vàoViệt Nam, em xin trỡnh bày một vài điểm chớnh về điều kiện thực tế, cỏc nhu c ầu của xó hội ở giai đoạn hiện tại và trong tương lai về một cơ sở hạ tầng viễn thụng để cú thể xõy dựng được một mụ hỡnh mạng đường trục sao cho cú thể đảm bảo được cỏc yờu c ầu sau:
- Tận dụng, kế thừa được cơ sở hạ tầng viễn thụng đó cú, trỏnh lóng phớ khi chuyển sang một cụng nghệ hoàn toàn mới.
- Hạn chế tối thiểu những khú khăn gặp phải trong quỏ trỡnh thực thi cụng nghệ đối với cỏc nhà khai thỏc, cũng như những khú khăn trong quỏ trỡnh sử dụng cỏc dịch vụ của khỏch hàng, cú nghĩa là phải tạo ra một thời kỡ quỏ độ để chuyển tiếp từ cụng nghệ này sang một cụng nghệ khỏc.
- Cỏc cụng nghệ được lựa chọn phải phự hợp với yờu c ầu thực tế đặt ra, khụng những trong điều kiện hiện tại mà cũn cả trong một giai đoạn nào đấy trong tương lai. Cú hai vấn đề được đặt ra là: Thứ nhất, cụng nghệ lựa chọn phải phải phự hợp với xu thế của thế giới nhằm trỏnh trường hợp cụng nghệ vừa mới được đưa vào khai thỏc ho ặc mới khai thỏc được
một thời gian đó trở nờn lạc hậu, khụng cú khả năng đảm bảo yờu cầu đặt ra của người sử dụng. Thứ hai, cụng nghệ đú phải phự hợp với khả năng kinh tế hiện cú của cụng ty mỡnh, hoặc của ngõn quỹ quốc gia (nếu là mạng đường trục của quốc gia), trỏnh trường hợp bỏ kinh phớ quỏ lớn để chọn một cụng nghệ mà điều kiện cơ sở hạ tầng cũng như nhu cầu của khỏch hàng hiện tại khụng sử dụng hết cỏc tớnh năng cũng như cỏc dịch vụ mà cụng nghệ cung cấp, như vậy là hết sức lóng phớ, khụng sử dụng hiệu quả nguồn vốn đầu tư.
Do MPLS là giải phỏp cho mạng đường trục quốc gia, đề tài tỡm hiểu của em là hướng tới tỡm hiểu để xõy dựng một mụ hỡnh đường trục, và từ những yờu cầu đặt ra đú, em sẽ đi vào tỡm hiểu cỏc điều kiện hiện tại cũng như những mục tiờu đặt ra đối với hạ tầng cơ sở thụng tin quốc gia.
Việt Nam là một nước đang phỏt triển, đang ở giai đoạn cụng nghiệp hoỏ và hiện đại hoỏ. Việc xõy dựng hạ tầng thụng tin hiện đại được đặt lờn hàng đầu để hoà nhập và c ạnh tranh đối với cỏc nước trờn thế giới, cựng hoà chung vào xu thế toàn cầu hoỏ. Cụng nghệ thụng tin đúng vai trũ là cơ sở hạ tầng cơ bản cho sự tiến bộ trong cỏc lĩnh vực khỏc như: chăm súc y tế, y học, giỏo dục, phỏt triển kinh tế…Trong xó hội thụng tin tương lai, một mạng thụng tin quốc gia được thiết lập tốt sẽ đúng vai trũ quyết định trong việc nõng cao hiệu quả kinh tế và gúp phần tạo nờn sự phồn thịnh cho quốc gia.
Để đảm bảo được những tiờu chớ đặt ra đú, việc đầu tư trọng điểm phải được thực hiện trong tất cả cỏc bộ phận: Cả phần cứng lẫn phần mềm của mỏy tớnh, cỏc thiết bị đầu cuối đa phương tiện và cả cỏc dịch vụ.
Việc phỏt triển cơ sở hạ tầng thụng tin quốc gia bao gồm 3 lĩnh vực: 1. Phỏt triển dịch vụ thụng tin
2. Phỏt triển mạng viễn thụng 3. Phỏt triển nguồn nhõn lực
Phỏt triển cỏc dịch vụ viễn thụng và cỏc ứng dụng đa phƣơng tiện bao gồm:
- Cỏc dịch vụ giỏo dục và đào tạo, bao gồm cả đào tạo từ xa. - Thương mại điện tử và trao đổi thụng tin cụng nghiệp. - Thư viện số.
- Bảo tàng và phũng trưng bày điện tử.
- Cỏc dịch vụ chăm súc sức khoẻ và y tế từ xa. - Thẻ thụng minh.
- Hội nghị truyền hỡnh.
Trong đú, dịch vụ giỏo dục từ xa và cỏc dịch vụ chăm súc sức khoẻ từ xa là rất thiết yếu, hữu ớch đối với việc nõng cao dõn trớ và đảm bảo sức khoẻ cho những vựng dõn cư ở xa trung tõm như ở cỏc vựng miền quờ xa xụi, vựng miền nỳi khụng cú điều kiện để tiếp cận và đến trung tõm được kịp thời.
Phỏt triển mạng viễn thụng
Cỏc dịch vụ và dịch vụ thụng tin được cung c ấp từ cỏc mạng tốc độ cao bao gồm cả mạng cố định và mạng di động, cả mạng hữu tuyến và mạng vụ tuyến .
Phỏt triển mạng viễn thụng bao gồm hai khớa c ạnh : Cung cấp cỏc dịch vụ toàn cầu và thiết lập cỏc mạng thụng tin số tốc độ cao
* Cung cấp cỏc dịch vụ toàn c ầu : Nhằm phỏt triển cõn bằng và rộng khắp trờn toàn quốc, cả thành thị và nụng thụn, nhằm thỳc đẩy quỏ trỡnh phỏt triển kinh tế cũng như nõng cao trỡnh độ văn hoỏ một cỏch đồng đều giữa cỏc vựng trong cả nước.
Dịch vụ toàn cầu hiện nay cần giải quyết cỏc vấn đề sau: + Mở rộng mạng tại cỏc tỉnh thành
+ Mở rộng mạng tới cỏc xó trong c ả nước
* Phỏt triển mạng tốc độ cao: Để thực hiện một xó hội thụng tin, một mạng viễn thụng số kết nối tất cả cỏc mạng số dựng riờng vào một cơ sở tập trung mà cỏc khỏch hàng khụ ng cần biết cỏc đặc tớnh của mạng, và điều này thực hiện được chỉ cú thể là tạo ra một mạng số tốc độ cao.
Mạng MPLS cú nhiều ứng dụng trong đú cú 3 ứng dụng chớnh và thụng thường 2 trong cả 3 khả năng đú được sử dụng đồng thời:
Tớch hợp IP+ATM - Do “chuyển mạch nhón” cú thể thực hiện được bởi
cỏc chuyển mạch ATM, MPLS là một phương phỏp tớch hợp cỏc dịch vụ IP trực tiếp trờn chuyển mạch ATM. Sự tớch hợp này cần phải đặt định tuyến IP và phần mềm LDP trực tiếp trờn chuyển mạch ATM. Do tớch hợp hoàn toàn IP trờn chuyển mạch ATM, MPLS cho phộp chuyển mạch ATM hỗ trợ tối ưu cỏc dịch vụ IP như IP đa hướng (multicast), lớp dịch vụ IP, RSVP(Resource Reservation Protocol – Giao thức hỗ trợ tài nguy ờn) và mạng riờng ảo.
Dịch vụ mạng riờng ảo IP (VPN) :VPN thiết lập cơ sở hạ tầng cho mạng
Intranet và Extranet, đú là cỏc mạng IP mà cỏc cụng ty kinh doanh sẽ thiết lập trờn cơ sở toàn bộ cấu trỳc kinh doanh của họ. Dịch vụ VPN là dịch vụ mạng Intranet và Extranet mà cỏc mạng đú được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ đến nhiều tổ chức khỏch hàng. MPLS kết hợp với giao thức cổng biờn (BGP) cho phộp một nhà cung cấp mạng hỗ trợ hàng nghỡn VPN của khỏch hàng . Như vậy, mạng MPLS cựng với BGP tạo ra cỏch thức cung cấp dịch vụ VPN trờn c ả ATM và cỏc thiết bị dựa trờn gúi tin r ất linh hoạt, dễ mở rộng quy mụ và dễ quản lý. Thậm chớ trờn cỏc mạng của nhà cung cấp khỏ nhỏ, khả năng linh hoạt và dễ quản lý của cỏc dịch vụ MPLS+BGP VPN là ưu điểm chủ yếu.
Điều khiển lưu lượng và định tuyến IP hiện : Vấn đề quan trọng trong
cỏc mạng IP liờn tục là thiếu khả năng điều khiển linh ho ạt cỏc luồng lưu lượng IP để sử dụng hiệu quả dải thụng mạng cú sẵn. Do vậy, thiếu hụt này liờn quan đến khả năng gửi cỏc luồng được chọn xuống cỏc đường định sẵn, vớ dụ như chọn cỏc đường trung kế được bảo đảm cho cỏc lớp dịch vụ riờng. MPLS sử dụng cỏc đường chuyển mạch nhón (LSPs), đú chớnh là một dạng của „lightweight VC‟ mà cú thể được thiết lập trờn cả ATM và thiết bị dựa trờn gúi tin. Khả năng điều khiển lưu
lượng IP của MPLS sử dụng thiết lập đặc biệt cỏc LSP để điều khiển một cỏch linh hoạt cỏc luồng lưu lượng IP.
CHƢƠNG 3 CÁC THÀNH PHẦN VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MPLS
3.1 Cỏc khỏi niệm cơ bản của mạng MPLS[14],[24]
Một vài khỏi niệm cơ bản cần phải hiểu rừ trước khi mụ tả hoạt động của mạng MPLS.
1.Nhón( Label): Nhón là một thực thể cú độ dài ngắn và cố định khụng cú
cấu trỳc bờn trong. Nhón khụng trực tiếp mó hoỏ thụng tin c ủa mào đ ầu lớp mạng như địa chỉ lớp mạng. Nhón được gắn vào một gúi tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC (Forwarding Equivalence Classes: Nhúm chuyển tiếp tương đương) mà gúi tin đú được ấn định.
Thường thỡ một gúi được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần ) dựa trờn địa chỉ đớch lớp mạng của nú. Tuy nhiờn nhón khụng phải là mó hoỏ của địa chỉ đú.
Nhón trong dạng đơn giản nhất xỏc định đường đi mà gúi cú thể truyền qua. Nhón được mang hay được đúng gúi trong tiờu đề lớp 2 cựng với gúi tin. Bộ định tuyến kiểm tra cỏc gúi qua nội dung nhón để xỏc định cỏc bước chuyển tiếp kế tiếp. Khi gúi tin được gỏn nhón, cỏc chặng đường cũn lại của gúi tin thụng qua mạng đường trục dựa trờn chuyển mạch nhón. Giỏ trị của nhón chỉ cú ý nghĩa cục bộ nghĩa là chỳng chỉ liờn quan đến cỏc bước chuyển tiếp giữa cỏc LSR.
Dạng của nhón phụ thuộc vào phương thức truyền tin mà gúi tin được đúng gúi. Đối với mạng Frame Relay sử dụng giỏ trị nhận dạng kết nối lớp liờn kết dữ liệu - DLCI ( Data Link Connection Identifier), ATM s ử dụng trường nhận dạng đường ảo trong tế bào/ trường nhận dạng kờnh ảo trong tế bào (Virtual Path Identifier/ Virtual Circuit Identifier - VPI/VCI). Sau đú gúi được chuyển tiếp dựa trờn giỏ trị của chỳng.