Tìm Hiểu Công Nghệ Mạng MPLS - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.pdf) (100 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ thuật
>>
3. Điện - Điện tử - Viễn thông

Tìm hiểu công nghệ mạng MPLS

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.31 MB, 100 trang )

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC INTERNET VÀ CÔNG NGHỆ MPLS 3 1.1 Mô hình tham chiếu OSI: 3 1.2 Mô hình và bộ giao thức TCP/IP: 4 1.3 Giới thiệu về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. 5 1.3.1 “Routing layer 3” và “Switching layer 2”. 5 1.3.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 6 1.3.2.1 Định nghĩa MPLS. 6 1.3.2.2 Những giao thức trước MPLS. 7 1.3.2.3 Các điều kiện để triển khai một hạ tầng mạng MPLS 7 1.3.2.4 Những lợi ích của mạng MPLS. 8 1.4 Lịch sử phát triển của MPLS : 8 1.4.1 Tag Switching đến MPLS. 8 1.4.2 Một số ứng dụng của mạng MPLS. 9 1.5 Tổng kết chương : 10 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA MPLS 11 2.1 Cấu trúc của một nhãn MPLS. 11 2.1.1 Nhãn (Label). 11 2.1.2 Ngăn xếp nhãn (Label Stacking) 11 2.1.3. Vị trí của nhãn(Label) trong các Frame Layer 2 12 2.2 Vị trí của MPLS trong mô hình OSI 13 2.3 Label Switch Router 14 2.4 Label Switched Path 15 2.5 Forwarding Equivalence Class 16 2.6 Phân phối nhãn 16 2.7 Phân phối nhãn với LDP 18 2.8 Label Forwarding Information Base 20 2.9 MPLS Payload 20 CHƯƠNG 3: SỰ CHUYỂN TIẾP CÁC GÓI TIN ĐƯỢC GẮN NHÃN 22 3.1 Sự chuyển tiếp các gói tin được gắn nhãn. 22 3.2 Tìm nhãn trong gói tin MPLS. 23 3.3 Các loại nhãn trong mạng MPLS. 27 3.4 TTL (Time-to-Live) của những gói tin được gắn nhãn. 31 3.5 Mpls MTU 34 3.5.1 MPLS MTU Command 35 3.5.2 Gaint và baby gaint Frame 35 3.5.3 Gaints Frames trên Switches 37 3.5.4 MPLS Maximum Receive Unit 37 3.5.5 Sự phân mảnh của MPLS Packets 38 3.5.6 Path MTU discovery 38 CHƯƠNG 4 : GIAO THỨC PHÂN PHỐI NHÃN 40 4.1 Tổng quan về LDP. 41 4.2 Hoạt động của LDP. 42 4.2.1 Tìm kiếm và duy trì sự có mặt của các LSR có trong mạng “The discovery of LSRs that are running LDP”: 42 4.2.2 Thiết lập và duy trì một LDP Session “LDP Session Establishment and Maintance” 46 4.2.3 Quảng bá những nhãn được ánh xạ “Advertising of Label Mappings” 49 4.2.4 Cung cấp các thông báo lỗi và thông tin trạng thái “Housekeeping by Means of Notification”: 50 4.3 Targeted LDP Session 51 CHƯƠNG 5: 53 CISCO EXPRESS FORWARDING 53 5.1 Tổng quan về phương pháp chuyển mạch Cisco IOS 53 5.1.1 Process Switching 54 5.1.2 Fast Switching 55 5.1.3 CEF Switching 55 5.2 Tại sao phải sử dụng CEF trong mạng MPLS 56 Hình 5.1 Tra cứu bảng CEF và LFIB 57 5.2.1 Các thành phần của CEF 57 Hình 5.2 Tổng quan về CEF 58 5.2.2 Adjacency Tabel (Bảng liên kết liền kề) 58 5.3 Hoạt động của CEF 59 CHƯƠNG 6: 61 CẤU HÌNH CƠ BẢN MPLS 61 6.1 Cấu hình và kiểm tra MPLS Frame Mode. 61 6.2 Tóm tắt các dòng lệnh dùng để cấu hình cơ bản MPLS. 66 Chương 7: 70 MPLS VPN 70 7.1 Tổng quan về VPN 70 7.2 Các khái niệm và mô hình VPN 70 7.3 Cấu trúc MPLS VPN và các thuật ngữ 71 7.4 Mô hình định tuyến MPLS VPN 73 7.4.1 Virtual Routing and Forwarding table (VRF) 75 7.4.2 Router Distinguisher, Router Targets, MP-BGP, và Address Families 76 7.5 Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLS VPN 79 7.6 Cấu hình cơ bản MPLS VPN 82 7.7 Các dòng lệnh dùng để cấu hình MPLS VPN 89 KẾT LUẬN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG 1. Bảng 1.1- Bảng các thuật ngữ cũ và mới cho Tag Switching/MPLS……………………………………………….…… 9 2. Bảng 1.2- Bảng địa chỉ IP………………………………………….63 3. Hình 1.1- Mô hình tham chiếu OSI…………………………….… 3 4. Hình 1.2- Mô hình TCP/IP……………………………………… …5 5. Hình 2.1- Cấu trúc của một MPLS…………………………………11 6. Hình 2.2- Ngăn xếp Label………………………………………… 12 7. Hình 2.3- Vị trí của Label trong Frame Layer 2…………………12 8. Hình 2.4- Lớp chèn MPLS trong mô hình OSI…………….…… 13 9. Hình 2.5- LSP qua mạng MPLS…………………………… …… 15 10. Hình 2.6- Minh họa một FEC……………………………… … 16 11. Hình 2.7- Mạng Ipv4-over-MPLS chạy LDP……………….……19 12. Hình 2.8- Thay đổi nhãn trong gói tin…………………….……19 13. Hình 2.9- MPLS payload………………………………………….21 14. Hình 3.1- Các hoạt động trên nhãn…………………………… 22 15. Hình 3.2- Tra cứu CEF hoặc LFIB label……………………….24 16. Hình 3.3- Ví dụ của chuyển tiếp IP-to-Label………………….25 17. Hình 3.4- Những thông tin từ bảng LFIB…………………… 25 18. Hình 3.5- Ví dụ về chuyển tiếp Label-to-Label……………….26 19. Hình 3.6- Ví dụ về chuyển tiếp IP-to-Label……………………26 20. Hình 3.7- Penultimate hop popping……………………………29 21. Hình 3.8- Thay đổi vùng nhãn MPLS………………………… 31 22. Hình 3.9- Minh họa tham số TTL được truyền trên mạng giữa IP header và MPLS Label……………………………………………32 23. Hình 3.10- Các TTL được truyền qua các node MPLS trong trường hợp Label-to-Label qua các hoạt động Swap, push, pop………………………………………………………………… 33 24. Hình 3.11- ICMP “Time Exceeded” được gửi trở lại bởi một bộ định tuyến trong một mạng IP……………………………………34 25. Hình 3.12- Thay đổi giá trị MPLS MTU……………………… 35 26. Hình 4.1- Mô hình mạng được sử dụng trong chương 4…… 40 27. Hình 4.2- Cấu hình cơ bản MPLS LDP…………………………42 28. Hình 4.3- Thông điệp “LDP Hello” được gửi giữa LSR qua giao thức UDP……………………………………………………………43 29. Hình 4.4- LDP discovery…………………………………………44 30. Hình 4.5- Show mpls interface………………………………… 44 31. Hình 4.6- Không có định tuyến……………………………….…46 32. Hình 4.7- Ví dụ về một LDP session…………………………… 47 33. Hình 4.8- LDP neighbor hold time và KA interval…………….48 34. Hình 4.9- Chuyển đổi địa chỉ mặc định LDP………………… 49 35. Hình 4.10- Ví dụ của bảng LIB………………………………… 50 36. Hình 4.11- Ví dụ về một targeted hello trên mạng…………….53 37. Hình 5.1- Tra cứu bảng CEF và LFIB……………………….….58 38. Hình 5.2- Tổng quan về CEF………………………………….…59 39. Hình 5.3- Layer 3 tra cứu và layer 2 rewrite khi chuyển tiếp một gói tin IP………………………………………………………….…61 40. Hình 6.1- Cấu hình MPLS Frame mode…………………… ….62 41. Hình 6.2- Sơ đồ cấu hình MPLS frame mode cơ bản……… 63 42. Hình 6.3- Kiểm tra chức năng CEF trên router…………….…65 43. Hình 6.4- Kiểm tra sự chuyển tiếp MPLS trên cổng………….66 44. Hình 6.5- Kiểm tra trạng thái LDP…………………………… 66 45. Hình 6.6- Xác định LDP neighbor…………………….……… 67 46. Hình 7.1- Cấu trúc mạng MPLS VPN………………….……….73 47. Hình 7.2- Chức năng của các PE router………………………75 48. Hình 7.3- Các thành phần của vrf trên PE router…….…… 77 49. Hình 7.4- Hoạt động của RD trong MPLS VPN………………78 50. Hình 7.5- Chuyển tiếp các gói tin trong mạng MPLS VPN….82 51. Hình 7.6- Mô hình cấu hình MPLS VPN……………………….83 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCP/IP: Transmisssion Control Protocol/Internet Protocol MPLS: Multiprotocol Label Switching ATM: Asynchronous Tranfer Mode VPN: Virtual Private Network NGN: Next Generation Network LDP: Label Distribution Protocol LSP: Label Switch Path PPP: Point-to-Point HDLC: High-Level Data Link Control LSR: Label Switch Router FEC: Forwarding Equivalence Class BGP: Boder Gateway Protocol IGP: Interior Gateway Protocol LIB: Label Information Base RIB: Routing Information Base LFIB: Label Forwarding Information Base MTU: Maximum Transmission Unit ICMP: Internet Control Message Protocol OSPF: Open Shortest Path First IS-IS: Intermediate System to Intermediate System EIGRP: Enhanced Interior Gateway Routing Protocol CEF: Cisco Express Forwarding VRF: Virtual Routing Forwarding RD: Route Distinguisher RT: Route Targets MP-BGP: Multiprotocol-Boder Gateway Protocol AS: Autonomous System RFC: Request For Comment Trang 1 MỞ ĐẦU Mạng Internet ngày càng phát triển, thì số lượng các dịch vụ ngày càng tăng lên một cách mạnh mẽ. Các nhu cầu dối với các dịch vụ đa phương tiện cũng tăng lên. Mạng IP truyền thống không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của khách hàng. Cùng với sự phát triển của mạng IP, các giải pháp công nghệ mới được áp dụng như: ATM, Frame Relay và đã phần nào giải quyết được các yêu cầu của người sử dụng. Tuy nhiên, các công nghệ này vẫn còn tồn tại một số hạn chế nhất định. Vì vậy, công nghệ mạng MPLS đã được phát triển. MPLS không thay thế cho mạng IP, mà sẽ hoạt động song song với các công nghệ mạng đang tồn tại và các công nghệ mạng mới trong tương lai. Vì vậy, em nhận đề tài “Tìm hiểu công nghệ mạng MPLS” để tìm hiểu sâu sắc hơn bản chất của công nghệ mạng MPLS. Khóa luận tốt nghiệp “Tìm hiểu công nghệ mạng MPLS” bao gồm các nội dung chính sau:  Chương 1: Tổng quan về giao thức Internet và công nghệ mạng MPLS  Chương 2: Cấu trúc của MPLS  Chương 3: Sự chuyển tiếp các gói tin được gắn nhãn  Chương 4: Giao thức phân phối nhãn Trang 2  Chương 5: Cisco Express Forwarding  Chương 6: Cấu hình cơ bản MPLS  Chương 7: MPLS VPN Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là một công nghệ tương đối khó, việc tìm hiểu các vấn đề của công nghệ mạng MPLS đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng và lâu dài. Do vậy trong báo cáo không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn. TP.Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 05 năm 2014 Sinh viên: Trần Ngọc Thi TỔNG QUAN V1.1 Mô hình tham chiMô hình OSI “Open System Interconnection” là mdành cho việc chunghiên cứu và xây dchức tiêu chuẩn quMục tiêu của mô hình OSI: Kết nối các scác hoạt động chuthông tin. Mô hình OSI chia hophần nhỏ hơn, đơn gi Ngăn chặhưởng đến các lớvà nhanh chóng hơn.Mô hình OSI g Trang 3 CHƯƠNG 1: NG QUAN VỀ GIAO THỨC INTERNET VÀ CÔNGNGHỆ MPLS 1.1 Mô hình tham chiếu OSI: Mô hình OSI “Open System Interconnection” là một mô hình cc chuẩn hóa các hệ thống. Năm 1971, mô hu và xây dựng bởi ISO “The International Organization” tn quốc tế và được đưa ra áp dụng năm 1984.a mô hình OSI: i các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau , tng chuẩn hóa trong các lĩnh vực viễn thông và hông tin. Mô hình OSI chia hoạt động thông tin mạng thành nhhơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiặn được tình trạng sự thay đổi của mộớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát trivà nhanh chóng hơn. Mô hình OSI gồm có 7 lớp : Hình 1.1- Mô hình tham chiếu OSIC INTERNET VÀ CÔNG t mô hình cơ sở ng. Năm 1971, mô hình OSI được ISO “The International Organization” tổ ng năm 1984. t khác nhau , tổng hợp n thông và hệ thống ng thành những o sát và tìm hiểu hơn . ột lớp làm ảnh phát triển độc lập u OSI Trang 4 Trong mô hình OSI, bốn tầng dưới định nghĩa cho các trạm cuối thiết lập các kết nối với nhau để trao đổi dữ liệu. Ba tầng trên định nghĩa các ứng dụng trong phạm vi cuối sẽ giao tiếp với nhau và với các user như thế nào . 1.2 Mô hình và bộ giao thức TCP/IP: Bộ giao thức TCP/IP là họ giao thức quan trọng nhất trong kỹ thuật mạng máy tính. Vì vậy, trước khi đi sâu vào nghiên cứu bất cứ một lĩnh vực nào của công nghệ mạng, phải có một kiến thức cơ bản về TCP/IP. Mạng máy tính khổng lồ Internet hiện nay đang sử dụng mô hình TCP/IP để quản lý việc truyền thông. TCP/IP được xem là giản lược của mô hình OSI với bốn tầng như sau: Aplication, Transport, Internet, Netwok Access. Mô hình TCP/IP gọn nhẹ hơn mô hình tham chiếu OSI, đồng thời có những biến đổi phù hợp thực tế hơn. Tuy nhiên, một số ứng dụng mới phát triển sau này như: Voice over IP, Video Conference,… Đòi hỏi tốc độ cao và cho phép bỏ qua một số lỗi nhỏ. Nếu vẫn áp dụng mô hình OSI vào thì độ trễ trên mạng rất lớn và không đảm bảo chất lượng dịch vụ. Trong khi đó mô hình TCP/IP, ngoài giao thức chính của lớp vận chuyển là TCP “Transmission Control Protocol”, còn cung cấp thêm giao thức UDP “User Datagram Protocol” để thích ứng với các ứng dụng cần tốc độ cao. 1.3 Giới thiệu về1.3.1 “Routing layer 3” và “Switching layer 2”. Routing layer 3 là vimột gói tin được truykiểm tra tất cả các thông tin có liên quan tThông tin này sau đó đưbảng định tuyến “Routing tabel” đmà gói tin sẽ đi đtrên mạng và mỗƯu và nhượđịnh tuyến để xác đbăng thông (Bandwidth ) đđường đi, trọng sphí truyền thông đmạng IP, cho phép các bđổi thông tin mộTrang 5 Hình 1.2- Mô hình TCP/IP ề chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS.1.3.1 “Routing layer 3” và “Switching layer 2”. Routing layer 3 là việc trao đổi thông tin dựa trên mc truyền trên mạng tại mỗi bộ định tuycác thông tin có liên quan từ phần tiêu đThông tin này sau đó được sử dụng như một chỉ số cho vin “Routing tabel” để xác định một “Next Hop” tđi đến. Điều này được lặp đi lặp lại ở mỗi bỗi hop trong mạng để việc truyền gói tin được điểm của routing layer 3: Thực thi các thuxác định một lộ trình tốt nhất về những thông tin như băng thông (Bandwidth ) độ trễ (Delay), đếm bước truyng số, kích thước tối đa của gói tin (MTU), đn thông để thuận tiện cho việc trao đổi thông tin ging IP, cho phép các bộ định tuyến xây dựng bảng định tuyột cách linh hoạt . Nhược điểm là chiếm dc MPLS. a trên mạng phân cấp, nh tuyến “router” sẽ n tiêu đề của lớp 3. cho việc tra cứu t “Next Hop” tiếp theo i bộ định tuyến n gói tin được xác định . c thi các thuật toán ng thông tin như c truyền, chi phí a gói tin (MTU), độ tin cậy, chi i thông tin giữa các nh tuyến và trao m dụng nhiều tài Trang 6 nguyên trên các bộ định tuyến “router”, có thể phát sinh lỗi trong khi truyền bị hạn chế về tốc độ hội tụ trong những mô hình mạng lớn. Switching layer 2 là một quá trình thực hiện kết nối và chuyển thông tin cho người sử dụng qua hạ tầng mạng. Nói cách khác chuyển mạch trong mạng bao gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp cho thông tin. Đây là một thuật ngữ chỉ ra một phương pháp mới để chuyển tiếp gói tin, đặc tính phân biệt của chuyển mạch lớp 2 là các chức năng được thực hiện trong phần cứng nhờ các mạch tích hợp đặc biệt hoặc các phần cứng thiết kế đặc biệt. 1.3.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Trong những năm gần đây công nghệ mạng MPLS “Multiprotocol Label Switching” phát triển rất nhanh. MPLS là một công nghệ mạng phổ biến sử dụng gói tin đã được gắn nhãn để chuyển tiếp chúng qua mạng. Trong phần này sẽ làm rõ tại sao công nghệ MPLS trở nên phổ biến trong thời gian ngắn như thế. 1.3.2.1 Định nghĩa MPLS. MPLS là một công nghệ kết hợp tốt nhất các đặc điểm giữa định tuyến ở tầng ba và chuyển mạch ở tầng hai cho phép truyền tải các gói tin rất nhanh trong mạng lõi và định tuyến tốt ở mạng biên bằng cách dựa vào nhãn. Các nhãn của giao thức MPLS được quảng bá giữa các router để các router này có thể xây dựng một bản đồ các nhãn. Các nhãn này được gắn vào gói tin IP, để cho phép các router chuyển tiếp các lưu lượng này thông qua nhãn chứ không dùng địa chỉ IP đích. Các gói tin được chuyển tiếp bằng chuyển mạch nhãn thay vì chuyển mạch IP truyền thống. Trang 7 Chuyển mạch nhãn là một công nghệ không mới. Công nghệ Frame relay và ATM (Asynchronous Tranfer Mode) sử dụng công nghệ này để truyền các “Frame” hoặc các “Cell” qua một mạng. Tương tự giữa Frame relay và ATM tại mỗi “Hop” trên mạng, giá trị nhãn trong phần header bị thay đổi. Khác với chuyển tiếp các gói tin IP, khi một router chuyển tiếp một gói tin IP, nó sẽ không thay đổi những giá trị có liên quan đến đích đến của gói tin. Có nghĩa là nó sẽ không thay đổi địa chỉ IP đích của gói tin. Thực tế là nhãn của MPLS được sử dụng để chuyển tiếp các gói tin mà không dùng đến địa chỉ IP đích. 1.3.2.2 Những giao thức trước MPLS. Trước khi MPLS hình thành thì có một số giao thức WAN phổ biến như là : ATM và Frame Relay. Mạng WAN cần rất nhiều chi phí để xây dựng để có thể tích hợp được nhiều giao thức khác nhau nhưng với sự phát triển của Internet, IP đã trở thành một giao thức phổ biến, IP có mặt khắp mọi nơi. Mạng VPN (Virtual private Network) được tạo ra trên những giao thức mạng WAN này. Khách hàng sẽ thuê những đường truyền ATM và Frame Relay này, hoặc sử dụng những đường truyền thuê này và xây dựng mạng riêng của mình trên nó. Bởi vì những router của nhà cung cấp dịch vụ cung cấp những dịch vụ ở tầng 2 chuyển sang tầng 3 của những router khách hàng. Chia tách giữa các khách hàng với nhau để hệ thống mạng được đảm bảo. Các mạng này được xem như là mạng “Overlay Network”. 1.3.2.3 Các điều kiện để triển khai một hạ tầng mạng MPLS Mạng MPLS là công nghệ mạng “core” của thế hệ mạng kế tiếp NGN(Next Genneration Network).Do vậy khi triển khai mạng MPLS cần phải tuân theo các nguyên tắc của mạng NGN : Trang 8  Cần phải có một hạ tầng mạng IP và các bộ định tuyến hổ trợ MPLS.  Không ảnh hưởng tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông hiện có.  Việc chuyển đổi sẽ được thực hiện theo từng bước theo nhu cầu cần thiết của khách hàng hoặc các nhà cung cấp dịch vụ.  Đảm bảo việc tương thích với hệ thống mạng đang tồn tại. 1.3.2.4 Những lợi ích của mạng MPLS.  Sử dụng một cơ sở hạ tầng mạng thống nhất.  Tích hợp tốt IP over ATM.  Phát triển mô hình peer-to-peer cho mạng MPLS VPN.  Tối ưu được lưu lượng tính hiệu.  Hỗ trợ “traffic Engineering”. 1.4 Lịch sử phát triển của MPLS : 1.4.1 Tag Switching đến MPLS. “Cisco system” đã đưa ra một phương pháp là gắn những nhãn lên các gói tin IP và nó được gọi là chuyển mạch thẻ “tag switching” . Nó được đưa ra lần đầu tiên trong hệ điều hành (Cisco IOS 11.1) vào năm 1998. Một thẻ “Tag” được biết đến như là một nhãn. Những “Tag” này có thể được gắn vào mạng từ bảng định tuyến và những “Tag” này được đặt lên gói tin dành riêng cho một mạng. “Tag Switching” xây dựng một bảng TFIB (Tag Forwarding Information Base) lưu trữ những nhãn vào và nhãn ra. Mỗi “Tag Switching Router” phải phù hợp với những giá trị “Tag” trên gói tin đến sau đó hoán đổi những giá trị này và chuyển gói tin đến một node kế tiếp của mạng. Trang 9 Sau đó, các tiêu chuẩn IETF về chuyển mạch thẻ “Tag switching” chuyển đổi thành MPLS. IETF phát hành RFC đầu tiên trên MPLS – RFC 2547 vào năm 1999. Các công nghệ chuyển mạch thẻ “Tag Switching” điều được chuyển đổi thành các tiêu chuẩn về MPLS. Kết quả của điều này là có rất nhiều thuật ngữ đã thay đổi. Bảng 1.1 trình bày một cái nhìn tổng quan về các thuật ngữ cũ và mới. Bảng 1.1 – Bảng các thuật ngữ cũ và mới cho Tag Switching /MPLS 1TDP: Tag Distribution Protocol 2LDP: Label Distribution Protocol 3TFIB: Tag Forwarding Information Base 4LFIB: Label Forwarding Information Base 5TSR: Tag Switching Router 6LSR: Label Switching Router 7TSC: Tag Switch Controller 8LSC: Label Switch Controller 9TSP: Tag Switched Path 10LSP: Label Switched Path. 1.4.2 Một số ứng dụng của mạng MPLS. Trang 10 Mạng MPLS có nhiều ứng dụng trong đó có 3 ứng dụng chính nỗi bật:  Một ứng dụng đầu tiên là MPLS AToM: Cisco áp dụng AToM trong phiên bản hệ điều hành 12.0 vào năm 2000. Để thực hiện ATM AAL 5 trên mạng đường trục MPLS.  MPLS VPN: Khi Cisco đưa ra phiên bản hệ điều hành 12.0, phiên bản này có hổ trợ MPLS VPN vào năm 1999 nó đã rất thành công. Bởi vì các nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu triển khai thực hiện MPLS VPN cho khách hàng. Cho đến nay MPLS VPN vẫn là một ứng dụng phổ biến nhất trên tất cả các ứng dụng của MPLS.  Điều khiển lưu lượng : MPLS sử dụng các đường chuyển mạch nhãn “LSP”, đó chính là một dạng “Lightweight VC” mà có thể được thiết lập trên cả ATM và các thiết bị dựa trên gói tin. Khả năng điều khiển lưu lượng IP của MPLS sử dụng để thiết lặp các LSP đặt biệt để điều khiển một cách linh hoạt các luồng IP. 1.5 Tổng kết chương : Ở chương này chúng ta đã có một cái nhìn tổng quan về quá trình hình thành và phát triển của công nghệ chuyển mạch MPLS “Multiprotocol Label Switching” và những lợi ích cũng như các ứng dụng của công nghệ này khi chúng được triển khai thực tế. Tuy nhiên, để nắm được các khái niệm cũng như cách thức hoạt động của công nghệ này thì chương tiếp theo sẽ làm rõ vấn đề này. Trang 11 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA MPLS 2.1 Cấu trúc của một nhãn MPLS. 2.1.1 Nhãn (Label). Một nhãn MPLS gồm 32 bit có một cấu trúc nhất định. Hình 2.1 cho thấy cấu trúc của một nhãn MPLS. Hình 2.1: Cú pháp của một Label MPLS  Nhãn (Label): Có giá trị từ 0 - 2^20-1 hay 1048575. Trong đó bit 0-15 là bit dành riêng không sử dụng.  EXP (Experimental): Dùng cho QoS (Quality of Service)  BoS(Bottom of Stack):Cho biết đây có phải là nhãn cuối cùng của chồng nhãn hay chưa. Nếu là 1 thì nhãn này là nhãn cuối cùng, nếu là 0 thì đây là nhãn trên cùng của chồng nhãn (Stack Label).  TTL (Time-To-Live): Có chức năng tương tự như chức năng TTL của IP Header. 2.1.2 Ngăn xếp nhãn (Label Stacking) Router trong MPLS mạng cần nhiều hơn một Label để có thể định tuyến cho gói tin đi qua mạng MPLS. Điều này có thể thực hiện bằng Trang 12 cách đóng gói các Label vào một ngăn xếp (Stack). Label đầu tiên của ngăn xếp được gọi là “top label”, và Label cuối cùng gọi là “bottom label”. Hình 2.2- Ngăn xếp Label 2.1.3. Vị trí của nhãn(Label) trong các Frame Layer 2 Ngăn xếp nhãn được đặt ở trước gói tin Layer 3, trước header của giao thức vận chuyển. Thông thường, các ngăn xếp nhãn MPLS gọi là “shim header” bởi vì vị trí của nó. Hình 2.3-Vị trí của Label trong Frame Layer 2. MPLS hỗ trợ hầu hết các giao thức đóng gói Layer 2 mà Cisco IOS hỗ trợ: PPP, High-Level Data Link Control(HDLC), Ethernet, … . Giả sử giao thức vận chuyển là IPv4, và đóng gói với giao thức PPP, ngăn xếp nhãn chèn sau PPP header nhnhãn trong frame Layer 2 thức vận chuyển khác, ctầng Data Link, ch2.2 Vị trí của MPLS trong mô hình OSIMPLS chủ yếhoạt động trong nhimột khía cạnh khác, thưbày MPLS được xem như là mgiữa lớp mạng và lHình 2.4 Mô hình này ban với OSI, mô hình này chriêng, mà nó là m“Forwarding Plane” là một giao thức ttuyến hoặc có sơ đTrang 13 p nhãn chèn sau PPP header nhưng ở trước IPv4 header. vì ngnhãn trong frame Layer 2 được đặt trước header Layer 3 hon khác, cần phải có các giá trị mới cho trưng Data Link, chỉ rõ Layer 2 header là gói tin MPLS đưa MPLS trong mô hình OSI ếu làm việc với các giao thức lớp 2 và lng trong nhiều kiểu thiết bị mạng khác. “Công nghnh khác, thường được dùng để mô tả MPLS . Hình 2.4 trình c xem như là một lớp trung gian mà nó đưng và lớp liên kết dữ liệu. Hình 2.4 – Lớp chèn MPLS trong mô hình OSI Mô hình này ban đầu xuất hiện như là một mô hình không i OSI, mô hình này chỉ ra rằng MPLS không phải là mriêng, mà nó là một phần ảo của “Control Plane” ở dưới l“Forwarding Plane” ở đỉnh của lớp liên kết dữ liệu. MPLS không phc tầng mạng mới bởi vì nó không có khảc có sơ đồ địa chỉ, mà yêu cầu phải có trong giao thc IPv4 header. vì ngăn xếp c header Layer 3 hoặc một giao i cho trường giao thức được gán nhãn. p 2 và lớp 3, và cũng ng khác. “Công nghệ lớp 2.5” là MPLS . Hình 2.4 trình p trung gian mà nó được chèn vào t mô hình không đồng nhất i là một lớp mới i lớp mạng với u. MPLS không phải ả năng tự định i có trong giao thức lớp 3. Trang 14 MPLS sử dụng các giao thức định tuyến và cách đánh địa chỉ của IP (với sự điều chỉnh và mở rộng cần thiết), MPLS cũng không phải là một giao thức tầng liên kết dữ liệu bởi vì nó được thiết kế để hoạt động trong nhiều công nghệ liên kết dữ liệu phổ biến. 2.3 Label Switch Router Label Switch Router(LSR) là một thành phần cơ bản trong mạng MPLS. Nó có khả năng nhận biết nhãn MPLS hay còn có thể nhận và truyền gói tin được gán nhãn trên đường truyền. Có 3 loại LSR trong mạng MPLS:  Ingress LSRs: Ingress LSR nhận gói tin chưa được gán nhãn, chèn nhãn vào đầu của gói tin và truyền đi trên đường kết nối dữ liệu.  Egress LSRs: Egress LSR nhận gói tin được gán nhãn, tách nhãn và truyền chúng trên đường kết nối dữ liệu. Ingress và egress LSRs là các LSR biên (Edge LSRs).  Intermediate LSRs: Intermediate LSR này sẽ nhận các gói tin có nhãn tới và thực hiện các thao tác trên nó như chuyển mạch gói tin và truyền gói tin đến đường kết nối dữ liệu đúng. LSR thực hiện 3 hoạt động: pop, push hoặc swap các nhãn.  LSR có khả năng lấy ra (pop) một hoặc nhiều nhãn (Tách một hoặc nhiều nhãn từ phía trên của ngăn xếp nhãn) trước khi chuyển mạch gói tin ra ngoài. Một LSR cũng phải có khả năng gắn một hoặc nhiều nhãn vào gói tin nhận được. Nếu gói tin nhận được đã có sẵn nhãn, LSR đưa một hoặc một vài nhãn lên trên ngăn xếp nhãn và chuyển mạch gói Trang 15 tin ra ngoài. Nếu gói tin chưa có nhãn, LSR tạo một ngăn xếp nhãn và gán nhãn lên gói tin và một LSR cũng phải có khả năng trao đổi nhãn(swap). ý nghĩa rất đơn giản khi nó nhận được gói tin gán nhãn, nhãn trên cùng của ngăn xếp nhãn được trao đổi với nhãn mới và gói tin được chuyển mạch trên đường kết nối dữ liệu ra.  LSR gắn(push) nhãn lên trên gói tin đầu tiên được gọi là Imposing LSR bởi vì nó là LSR đầu tiên đặt nhãn lên trên gói tin. Đây là một việc bắt buộc đối với một ingress LSR. Một LSR mà tách tất cả các nhãn từ các gói tin có gắn nhãn trước khi chuyển mạch gói tin là một LSR Disposing hay là một egress LSR. 2.4 Label Switched Path Label Switched Path(LSP) là một tập hợp các LSR chuyển một gói tin có nhãn qua mạng MPLS. Về cơ bản, LSP là một đường dẫn qua mạng MPLS hoặc một phần của mạng mà gói tin đi qua. LSR đầu tiên của LSP là ingress LSP, và LSR cuối cùng của LSP là egress LSR. Tất cả các LSR ở giữa ingress và egress LSRs là những intermediate LSRs. Hình 2.5 LSP qua mạng MPLS Trang 16 2.5 Forwarding Equivalence Class Một Forwarding Equivalence Class(FEC) là một nhóm hoặc một luồng các gói tin được chuyển tiếp dọc theo cùng một tuyến và được xử lý theo cùng một cách chuyển tiếp qua mạng MPLS. Tất cả các gói thuộc một FEC sẽ có nhãn giống nhau. Tuy nhiên, không phải tất cả các gói tin cùng nhãn đều thuộc cùng một FEC, bởi vì giá trị EXP có thể khác nhau, phương thức chuyển tiếp khác nhau và nó có thể phụ thuộc vào FEC khác nhau. Bộ định tuyến quyết định gói tin nào thuộc một FEC nào chính là ingress LSR. Hình 2.6 Minh họa một FEC 2.6 Phân phối nhãn Nhãn đầu tiên là nhãn được áp đặt trên ingress LSR và nhãn thuộc về một LSP. Đường đi của gói tin thông qua mạng MPLS được liên kết với một LSP. Tất cả các thay đổi đó là nhãn đầu trong ngăn xếp nhãn được thay đổi tại mỗi hop. Ingress LSR áp đặt một hoặc nhiều nhãn Trang 17 trên các gói tin. Các Intermedidate LSR thay đổi nhãn trên cùng( incoming label) của gói tin được gắn nhãn nhận được với một nhãn khác( outgoing label) và truyền gói tin vào đường liên kết. Egress LSR của LSP gỡ các nhãn của LSP này và chuyển tiếp gói tin. Xem xét một ví dụ đơn giản của một mạng MPLS là Ipv4-over-MPLS. Là một mạng bao gồm các LSR chạy trong giao thức IGP(Interior Gateway Protocol). Ingress LSR tìm kiếm địa chỉ đích IPv4 của gói tin, gán nhãn, và chuyển tiếp gói tin. LSR tiếp theo( và một vài intermediate LSR) nhận gói tin được đánh nhãn, thay đổi incoming label với một outgoing label, và chuyển tiếp gói tin. Egress LSR gỡ bỏ nhãn và chuyển tiếp gói tin IPv4 không có nhãn trên các đường liên kết đi. Để làm việc này, các LSR kề nhau phải đồng ý nhãn được sử dụng trên mỗi đường mạng IGP. Vì vậy, mỗi intermediate LSR phải tìm ra nhãn đi nhãn đến được thay đổi. Điều này có nghĩa là cần phải có một cơ chế để cho các bộ định tuyến mà các nhãn sử dụng khi chuyển tiếp một gói tin. Các nhãn tác động trên mỗi cặp bộ định tuyến liền kề, nó không có ý nghĩa trên toàn bộ mạng. Đối với mỗi bộ định tuyến liền kề đồng ý nhãn sẽ sử dụng cho mỗi đường mạng, chúng cần một số hình thức liên lạc giữa chúng, nếu không các bộ định tuyến không biết outgoing label cần phải phù hợp với incoming label. Một giao thức phân phối nhãn là cần thiết. Có thể phân phối nhãn bằng 2 cách:  Piggyback các nhãn trong một giao thức định tuyến IP hiện có.  Có một giao thức phân phối nhãn riêng.

Trích đoạn

• Adjacency Tabel (Bảng liên kết liền kề)
• Cấu trúc MPLSVPN và các thuật ngữ
• Mô hình định tuyến MPLSVPN
• Router Distinguisher, Router Targets, MP-BGP, và
• Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLSVPN

Tài liệu liên quan

• Chuong 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU.doc
  • 19
  • 981
  • 4
• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG
  • 16
  • 1
  • 12
• Chương 1 ;Tổng quan về các tác động của cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008 đến vấn đề việc làm
  • 78
  • 755
  • 0
• Tổng quan về giao thức báo hiệu và điều khiển trong NGN
  • 99
  • 748
  • 1
• Chương 1: Tổng quan về phát triển làng nghề ở Việt Nam
  • 16
  • 757
  • 0
• Chương 1: Tổng quan về đầu tư nước ngoài và công tác3 xúc tiến đầu tư.3
  • 79
  • 751
  • 3
• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH TÀI CHÍNH
  • 16
  • 723
  • 4
• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ THƯƠNG MẠI SEABOAT
  • 15
  • 599
  • 0
• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHO VAY TRUNG VÀ DÀI HẠN ĐỐI VỚI DOANH NGHIỆP NGOÀI QUỐC DOANH TẠI NGÂN HÀNG THƯƠNG MẠI
  • 25
  • 695
  • 1
• Chương 1: Tổng quan về công nghệ tham số và hướng đối tượng trong CAD/CAM hiện đại
  • 11
  • 803
  • 4

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(2.31 MB - 100 trang) - Tìm hiểu công nghệ mạng MPLS Tải bản đầy đủ ngay ×