Luận Văn Chuyển mạch nhãn đa giao thức ( MPLS )

LỜI MỞ ĐẦU


Trong những năm gần đây, với sự phát triển manh mẽ của công nghệ truyền thông và thông tin, nghành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể kết hợp ưu điểm của IP (như khả năng định tuyến mềm dẻo) và của ATM (khả năng chuyển mạch tốc độ cao) Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS – Multi Protocol Label Switching) là kết qủa phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch IP, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP.

MPLS tách chức năng của bộ định tuyến IP (IP router )ra làm hai phần riêng biệt : chức năng chuyển gói và chức năng điều khiển . phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi gói tin giữa các bộ định tuyến IP, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM. Trong MPLS nhãn là một thực thể có độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng.Kỹ thuật hoán đổi nhãn thực chất là tìm nhãn của một gói tin trong bảng các nhãn để xác định tuyến của gói và nhãn mới của nó. việc này đơn giản hơn nhiều so với việc sử lý gói tin theo kiêu thông thường và do vậy cải thiện được khả năng của thiết bị.
MPLS có thể hoạt động được với nhiều giao thức định tuyến khác nhau như OSPF, IS-IS, BGP, ngoài ra nó còn có thể tương thích tốt với các mạng hiện tại như IP, ATM, Frame Relay

Ngoài ra MPLS cung cấp khả năng mở rộng mạng lớn, cung cấp việc quản lý chất lượng dịch vụ theo yêu cầu, khả năng điều khiển lưu lượng. là một lựa chọn lý tưởng cho nghành công nghiệp viễn thông đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng cả về chất lượng dịch vụ lẫn sự đa dạng hoá về loại hình trên một mạng duy nhất.

Với ý nghĩa như vậy mục đích của việc nghiên cứu đề tài bước đầu cung cấp cái nhìn tổng quan về công nghệ MPLS và tiến tới đi sâu nghiên cứu để có thể ứng dụng và triển khai trong thực tế. Với mục tiêu như vậy đề tài gồm các phần như sau:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS)
Chương 2: Các thành phần và hoạt động của MPLS
Chương 3: Các vấn đề kỹ thuật được sử dụng trong mạng MPLS
Chương 4 : Cấu hình MPLS trên thiết bị Cisco và mô phỏng .



MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU vi
1.1. Giới thiệu vii
1.2. Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. vii
1.2.1 Sự ra đời của MPLS. viii
1.2.2 Quá trình phát triển và chuẩn hoá công nghệ MPLS x
1.3. Một số đặc điểm của công nghệ MPLS xii
1.3.1. Tốc độ và độ trễ. xii
1.3.2. Độ dung pha. xii
1.3.3. Mở rộng cấp độ mạng . xiii
1.3.4. Tính đơn giản . xiii
1.3.5. Tiêu tốn nguồn tài nguyên . xiii
1.4. Các ứng dụng của MPLS. xiv
1.4.1. Tích hợp IP+ATM xiv
1.4.2. Dịch vụ mạng riêng ảo IP (VPN) xiv
1.4.3. Điều khiển lưu lượng và định tuyến IP rõ ràng xv
Kết luận chương xv
2.1. Một vài khái niện cơ bản: xvi
2.1.1. Nhãn (label) xvi
2.1.2. Ngăn xếp nhãn(Label stack): xviii
2.1.3. Hoán đổi nhãn (Label Swapping). xix
2.1.4. Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR :label switching router): xix
2.1.5. Lớp chuyển tiếp tương đương(FEC) xix
2.1.6. Tạo nhãn xxi
2.1.7. Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn xxi
2.1.8. Cơ sở thông tin nhãn (label information base -LIB) xxi
2.1.9. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB xxii
2.1.10. NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry) xxiii
2.1.11. Đường chuyển mạch nhãn (label switching path - LSP) xxiv
2.1.12.Gói tin gán nhãn. xxiv
2.1.13. Ấn định và phân phối nhãn xxv
2.1.14. Không gian nhãn(Label spaces). xxv
2.1.15. Cơ cấu báo hiệu. xxv
2.2. Chuyển tiếp gói trong MPLS. xxvi
2.2.1 Hoạt động chuyển tiếp xxvi
2.2.2 Ví dụ về chuyển tiếp gói. xxvii
2.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS xxviii
2.3.1. Bộ định tuyến biên nhãn (Label Edge router – LER). xxviii
2.3.2. Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (Label Switching Router - LSR) xxix
2.3.3. ATM LSR : xxix
2.3.4. ATM LSR biên: xxix
2.4. Các giao thức cơ bản của MPLS. xxix
2.4.1 Giao thức phân phối nhãn – LDP. xxx
2.4.1.1 Phát hiện LSR lân cận : xxx
2.4.1.2 Các bản tin LDP: xxxii
2.4.1.3 Các chế độ phân phối nhãn xxxv
2.4.2 Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc CR-LDP. xxxvii
2.4.3. giao thức đặt trước nguồn tài nguyên RSVP (Resource reservation protocol) xxxix
2.4.4. giao thức MPLS – BGP xli
2.5 Hoạt động của MPLS xli
2.5.1 Các hoạt động của MPLS xli
2.5.2 các chế độ hoạt động của MPLS xliii
2.5.2.1 chế độ hoạt động khung*. xliii
2.5.2.2 Chế độ hoạt động tế bào MPLS xlvi
2.5.2.3 Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-LSR xlix
Kết luận chương l
3.1. Kỹ thuật lưu lượng li
3.1.1. Khái niện kỹ thuật lưu lượng. li
3.1.2. Vận hành định hướng nguồn và định hướng lưu lượng . li
3.1.3. Tối thiểu hoá tắc nghẽn lii
3.1.4. Phân cấp lưu lượng và điều khiển dịch vụ dựa trên nhu cầu QoS. lii
3.1.5. Hàm đợi lưu lượng liii
3.1.6. Các vấn đề tồn tại với các hoạt động định tuyến. liii
3.1.7. Sự tiệm cận đến mạng chồng lấn. liv
3.2. Quản lý lưu lượng trong mạng MPLS. liv
3.2.1 Các vấn đề cơ bản của quản lý lưu lượng qua MPLS lv
3.3. Định tuyến dựa trên ràng buộc lv
3.3.1. Ví dụ miêu tả định tuyến rằng buộc. lvi
3.3.2 Định tuyến hiện(Explicit routing*: ER) lvii
3.3.3 Ví dụ thiết lập LSP với CR-LDP. lviii
3.3.4 Các bản tin định tuyến ràng buộc và trường TLV*: lviii
3.4. Chất lượng dịch vụ: lix
3.4.1. Mô hình dịch vụ tích hợp(IntServ) lix
3.4.2. Mô hình dịch vụ Diffserv lx
3.4.3. Mô hình chất lượng dịch vụ MPLS. lxi
3.5. Phát hiện và định tuyến vòng lxii
Kết luận chương lxii
4.1 Câu lệnh và các bước cấu hình. lxiii
4.1.1 Cấu hình MPLS mức điều khiển. lxiii
4.1.2 Cấu hình lưu lượng MPLS lxix
4.1.2.1 Cấu hình một thiết bị hỗ trợ đường ống (tunnels) lxix
4.1.2.2 Cấu hình một giao diện để hõ trợ RSVP-base tunnel signaling và IGP Flooding lxix
4.1.2.3 Cấu hình kỹ thuật lưu lượng đường ống trên MPLS. lxx
4.1.2.4 Cấu hình IS-IS cho kỹ thuật lưu lượng MPLS lxx
4.1.3 Cấu hình những tuyến kỹ thuật lưu lượng. lxxi
4.1.4.1 Định nghĩa VPNs: lxxi
4.1.4.2 Cấu hình định tuyến PE to PE: lxxii
4.1.4.3 Cấu hình định tuyến BGP PE to CE: lxxiii
4.1.4.4. Cấu hình định tuyến RIP PE to CE: lxxiii
4.1.4.5 Cấu hình định tuyến tĩnh PE to CE: lxxiii
4.1.4.6 Kiểm tra hoạt động của VPN: lxxiv
4.1.5 Cấu hình đường trục hỗ trợ MPLS CoS lxxiv
4.1.6 Cấu hình MPLS CoS: lxxvi
4.1.6.1 Cấu hình chế độ PVC trong một Non-MPLS-Enable core: lxxvii
4.1.6.2 Cấu hình chế độ Multi-VC trong MPLS-Enable core: lxxvii
4.1.6.3 Cấu hình Multi-VCs sử dụng chức năng CoS-Map : lxxvii
4.1.6.4 Cấu hình DWFQ và changing Queue Weight trên một giao diện ra: lxxviii
4.1.6.5 Kiểm tra hoạt động CoS: lxxix
4.1.7 Cấu hình bộ điều khiển chuyển mạch nhãn: lxxix
4.1.7.1 Cấu hình MPLS trên một cổng LSC-controlled BPX: lxxxi
4.2. Những ví dụ về cấu hình MPLS: lxxxi
4.2.1 Ví dụ cho phép thực hiện MPLS trong một mạng. lxxxii
4.2.2 Ví dụ cho phép MPLS cho một vùng mạng đích đặt trước. lxxxii
4.2.2 Ví dụnlựa chọn những đích trước và những tuyến. lxxxii
4.2.3 Ví dụ hiển thị MPLS LDP với các thông tin. lxxxiii
4.2.4 Ví dụ hiển thị thông tin bảng chuyển tiếp MPLS. lxxxiv
4.2.5 Ví dụ hiển thị thông tin về giao diện MPLS. lxxxv
4.2.6 Ví dụ hiển thị thông tin MPLS LDP hàng xóm. lxxxvi
4.2.7 Ví dụ cho phép LSP tunnel signaling. lxxxvii
4.2.8 Ví dụ cấu hình một đường ống LSP. lxxxvii
4.2.9 Ví dụ Hiển thị thông tin đường ống LSP. lxxxviii
4.2.10 Ví dụ cấu hình một kỹ thuật lưu lượng đường ống MPLS. lxxxviii
4.2.11 Ví dụ cấu hình mạng riêng ảo MPLS. xc
4.2.12 Ví dụ cấu hình MPLS trên một LSC-Controlled BPX port. xciii
4.2.13 Ví dụ thực hiện MPLS CoS. xcv
4.3 Mô phỏng và thực nhiệm. civ
4.3.1. Các bước cấu hình như sau: cv
4.3.2. Kết quả thu được sau khi tiến hành mô phỏng : cvi
Kết luận chương cxiv
KẾT LUẬN cxv
THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT cxvi
Tài liệu tham khảo cxx