Đồ Án Kết hợp DiffServ và MPLS trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ

LỜI MỞ ĐẦU​ –&—​ Ngày nay, Internet đã trở thành phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Internet đã mở ra một chân trời mới đối với nhân loại Khi mạng Internet phát triển và mở rộng, lưu lượng Internet bùng nổ thì việc đáp ứng nhu cầu cho người sử dụng về chất lượng dịch vụ ngày càng cao, đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ ISP luôn đứng trước thử thách. Các ISP xử lý bằng cách tăng dung lượng các kết nối và nâng cấp router nhưng vẫn không tránh khỏi nghẽn mạch. Lý do là các giao thức định tuyến thường hướng lưu lượng vào cùng một số các kết nối nhất định dẫn đến kết nối này bị quá tải trong khi một số tài nguyên khác không được sử dụng. Vì vậy, việc tìm ra giải pháp mới thỏa mãn được các nhu cầu của người dùng là vấn đề cấp bách và đang được ưu tiên hiện nay
Được sự chỉ dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa Điện Tử_ Viễn Thông em đã tìm hiểu về đề tài “Kết hợp DiffServ và MPLS trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ”. Nội dung của đề tài gồm những chương sau:
v Chương 1: Chất lượng dịch vụ trong mạng IP
Trong chương này sẽ đề cập đến tầm quan trọng của chất lượng dịch vụ, một số giải pháp tăng QoS và đi sâu vào kiến trúc DiffServ cũng như cách thức hoạt động của nó
v Chương 2: MPLS, kỹ thuật lưu lượng và các cơ chế khôi phục
Chương này sẽ giới thiệu một số khái niệm chính trong MPLS, kỹ thuật lưu lượng và các cơ chế khôi phục đường dẫn khi có sự cố đứt kết nối của nó.
v Chương 3: Sự kết hợp giữa DiffServ và MPLS
Đi vào tìm hiều một số thủ tục cần thiết khi thiết lập DiffServ vào trong một mạng MPLS
v Chương 4: Chương trình và kết quả mô phỏng kết họp DiffServ và MPLS
Sẽ mô phỏng mạng IP sử dụng DiffServ khi xảy ra sự cố đứt kết nối và mạng MPLS sử dụng DiffServ. Sau đó nhận xét và so sánh các kết quả đạt được
Chương trình mô phỏng hoạt động dựa trên nền tảng hoạt động thực tế của mạng IP và MPLS
Trong quá trình làm đồ án, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn và sự giúp đỡ của Thầy Cô, bạn bè.




Suốt quá trình học tập, Thầy Cô đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu tạo cơ sở cho em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến các Thầy Cô trong khoa Điện Tử-Viễn Thông. Đặc biệt là Thầy giáo Nguyễn Duy Nhật Viễn đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu và cổ vũ, động viên em trong thời gian qua.





MỤC LỤC​ –“—​ 3​ Lời mở đầu .
Bảng tra cứu từ viết tắt .
CHƯƠNG 1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP
1.1 Giới thiệu chương. 1
1.2 Ưu và nhược điểm của mạng IP. 1
1.2.1 Ưu điểm 1
1.2.2 Nhược điểm 1
1.3 Chất lượng dịch vụ QoS. 2
1.3.1 Định nghĩa QoS. 2
1.3.2 Tầm quan trọng. 2
1.3.3 Các đặc tính QoS. 4
1.3.3.1 Băng thông (bandwidth). 4
1.3.3.2 Độ trễ (delay). 4
1.3.3.3 Độ trượt (Jitter). 5
1.3.3.4 Mất gói (loss). 5
1.3.4 Các giải pháp tăng QoS. 6
1.3.4.1 Tăng băng thông. 6
1.3.4.2 Giảm trễ. 7
1.3.4.3 Ngăn mất gói 7
1.4 Các kiểu dịch vụ QoS trong mạng. 8
1.4.1 Dịch vụ tích hợp Intserv. 8
1.4.1.1 Giao thức dự trữ tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol). 9
1.4.1.2 Cách thức hoạt động của RSVP. 10
1.4.2 Dịch vụ phân biệt Diffserv. 11
1.4.2.1 Các thuật ngữ sử dụng trong Diffserv. 12
1.4.2.2 Điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP (DiffServ code point). 13
1.4.2.3 Xử lý từng chặn PHB (Per-hop Behavior). 15
1.4.2.4 Phân lớp lưu lượng và điều hòa. 17
1.4.2.4.1 Các bộ phân lớp (classiffier). 18
1.4.2.4.2 Các hiện trạng lưu lượng. 18
1.4.2.4.3 Các bộ điều hòa lưu lượng. 19
1.4.2.4 Ví dụ. 20
1.4.2.6 Ưu điểm và hạn chế của DiffServ. 22
1.4.2.6.1 Ưu điểm 22
1.4.2.6.2 Hạn chế. 23
1.5 Những tồn tại của mạng IP trong việc phát hiện lỗi và tái định tuyến lưu lượng 23
1.6 Kết luận. 25
CHƯƠNG 2 MPLS, KỸ THUẬT LƯU LƯỢNG VÀ CÁC CƠ CHẾ KHÔI PHỤC
2.1 Giới thiệu. 26
2.2 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. 26
2.2.1 Khái niệm 26
2.2.2 Đặc điểm của mạng MPLS. 26
2.2.3 Phương thức họat động. 27
2.2.4 Ưu điểm của MPLS. 27
2.3 Các khái niệm chính trong MPLS. 28
2.3.1 Nhãn (Label). 28
2.3.2 Ngăn xếp nhãn (Label Stack). 29
2.3.3 Router biên LER 30
2.3.4 Router chuyển mạch nhãn LSR 31
2.3.5 Lớp chuyển tiếp tương đương FEC 31
2.3.6 Đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP 32
2.3.7 LIB và LFIB 32
2.3.8 Giao thức phân phối nhãn LDP 33
2.4 MPLS-TE và cơ chế khôi phục đường dẫn. 34
2.4.1 Kỹ thuật lưu lượng MPLS-TE 34
2.4.1.1 Hoạt động của MPLS-TE 35
2.4.1.2 Ưu điểm của MPLS-TE 35
2.4.2 Các cơ chế bảo vệ và khôi phục đường trong MPLS. 36
2.4.2.1 Phân loại các cơ chế khôi phục. 37
2.4.2.1.1 Sửa chửa toàn cục và sửa chửa cục bộ. 37
2.4.2.1.2 Tái định tuyến và chuyển mạch bảo vệ. 37
2.4.2.2 Một số mô hình bảo vệ và khôi phục đường trong MPLS. 38
2.4.2.2.1 Mô hình Makam 38
2.4.2.2.2 Mô hình Haskin (Reverse Backup). 39
2.4.2.2.3 Mô hình Symple Dynamic. 39
2.5 Kết luận. 40
CHƯƠNG 3 SỰ KẾT HỢP GIỮA DIFFSERV VÀ MPLS​ 3.1 Giới thiệu. 41
3.2 Sự kết hợp giữa MPLS và DiffServ. 41
3.2.1 DiffServ hỗ trợ MPLS. 41
3.2.2 MPLS hỗ trợ DiffServ. 42
3.2.3 Các đặc tính khác so với IP DiffServ. 42
3.2.4 Các dạng đường dẫn LSP trong MPLS-DiffServ. 44
3.2.4.1 E-LSP. 44
3.2.4.2 L-LSP. 46
3.3 Kiểu chuyển tiếp nhãn trong các Router LSR DiffServ. 48
3.3.1 Xác định PHB đi vào. 49
3.3.2 Xác định PHB đi ra. 49
3.3.3 Chuyển tiếp nhãn. 49
3.3.4 Việc đóng gói của thông tin miền DiffServ DS. 49
3.4 Các kiểu thực thi 50
3.5 Ví dụ. 51
3.6 Kết luận. 52
CHƯƠNG 4 CHƯƠNG TRÌNH VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG SỰ KẾT HỢP DIFFSERV VÀ MPLS
4.1 Giới thiệu chương. 53
4.2 Khái quát chung về NS-2. 53
4.3 Mô hình và kết quả mô phỏng. 55
4.3.1 Mô phỏng mạng IP không sử dụng DiffServ. 56
4.3.1.1 Mô tả. 56
4.3.1.2 Thực hiện và kết quả mô phỏng. 57
4.3.1.3 Nhận xét 58
4.3.2 Mạng IP truyền thống sử dụng DiffServ. 59
4.3.2.1 Mô tả. 59
4.3.2.2 Thực hiện và kết quả mô phỏng. 61
4.3.2.3 Nhận xét 64
4.3.3 Mô phỏng định tuyến ràng buộc trong mạng MPLS. 65
4.3.3.1 Mô tả. 65
4.3.3.2 Thực hiện và kết quả mô phỏng. 66
4.3.3.3 Nhận xét 67
4.3.4 Khôi phục đường dẫn trong mạng MPLS sử dụng DiffServ. 69
4.3.4.1 Mô tả. 69
4.3.4.2 Thực hiện và kết quả mô phỏng. 69
4.3.4.3 Nhận xét 71
4.4 Kết luận. 71