Luận Văn Tìm hiểu công nghệ MPLS – VPN – QoS

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 11
I. Lý do chọn đề tài 11
II. Mục đích và ý nghĩa của đề tài 11
III. Nhiệm vụ thực hiện. 12
IV. Hướng giải quyết 12
V. Nội dung luận văn. 12
CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13
I. Tổng quan về MPLS. 13
I.1. Định tuyến và chuyển mạch gói truyền thống. 13
I.1.1. Định tuyến IP 13
I.1.2. Chuyển mạch ATM 14
I.1.3. Mô hình IP over ATM 15
I.2. Các khái niệm cơ bản trong MPLS. 16
I.2.1. Miền MPLS (MPLS Domain) 16
I.2.2. Lớp chuyển tiếp tương đương FEC 17
I.2.3. Nhãn và ngăn xếp nhãn. 17
I.2.4. Đường chuyển mạch nhãn LSP 18
I.3. Mã hóa nhãn và các chế độ đóng gói nhãn. 18
I.3.1. Mã hóa ngăn xếp nhãn. 18
I.3.2. Chế độ khung (frame mode) 19
I.3.3. Chế độ tế bào (cell mode) 20
I.4. Kiến trúc một nút MPLS. 21
I.5. Giao thức phân phối nhãn LDP. 22
I.5.1. Hoạt động của LDP 22
I.5.2. Cấu trúc thông điệp LDP 23
I.5.3. Chế độ phân phối nhãn. 26
I.5.4. Chế độ duy trì nhãn. 26
I.5.5. Chế độ điều khiển. 28
I.5.6. Quá trình phân phối nhãn. 28
I.6. Phương thức hoạt động của MPLS. 31
I.7. Ưu điểm và các ứng dụng của MPLS. 31
I.7.1. Ưu điểm 31
I.7.2. Nhược điểm 32
I.7.3. Các ứng dụng. 32
TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ MPLS VPN VÀ QoS TRONG MẠNG MPLS 33
I. Công nghệ MPLS VPN 33
I.1. Khái niệm VPN 33
I.2. Mô hình VPN 33
I.3. So sánh VPN truyền thống và MPLS VPN 34
I.3.1. VPN truyền thống. 34
I.3.2. MPLS VPN 35
I.4. Mô hình MPLS VPN 36
I.5. Kiến trúc và quá trình vận hành của VPN trong MPLS. 38
I.5.1. Quá trình chuyển tiếp định tuyến ảo VRF 38
I.5.2. Route Distinguisher (RD) 39
I.5.3. Route Target (RT) 40
I.6. Phân tán tuyến trong mạng MPLS VPN 41
I.7. Chuyển tiếp gói tin trong mạng MPLS VPN 42
II. QoS trong mạng MPLS. 43
II.1. Mở đầu. 43
II.2. Định nghĩa QoS. 44
II.3. Một số khái niệm trong QoS. 44
II.3.1. Các tham số cơ bản. 44
II.3.2. Cấp độ dịch vụ GoS. 44
II.3.3. Thỏa thuận mức độ dịch vụ SLA 45
II.4. Các mô hình QoS. 45
II.5. Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ. 46
II.5.1. Kiến trúc DiffServ. 46
II.5.2. Điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP 47
II.5.3. Đối xử từng chặng PHB 49
II.5.4. Phân loại và quy định lưu lượng. 51
II.5.5. MPLS hỗ trợ DiffServ. 55
II.5.6. Các mô hình DiffServ Tunnel trong MPLS. 58
II.5.7. Thực hiện QoS trong miền MPLS. 60
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 62
I. Phân tích trang web mô phỏng chia sẻ dữ liệu trực tuyến. 62
I.1. Thu thập yêu cầu. 62
I.2. Đặc tả yêu cầu. 62
I.2.1. Các thuật ngữ. 62
I.2.2. Yêu cầu chức năng. 62
I.2.3. Yêu cầu phi chức năng. 63
I.3. Xây dựng biểu đồ Use – Case. 64
I.3.1. Nhận dạng tác nhân. 64
I.3.2. Nhận dạng các Use – Case. 64
I.3.3. Xây dựng biểu đồ Use – Case. 65
I.4. Mô hình hóa sự tương tác giữa các đối tượng. 65
I.4.1. Biểu đồ hoạt động. 65
I.4.2. Biểu đồ tuần tự. 68
I.5. Thiết kế cơ sở dữ liệu. 69
II. Phân tích bài mô phỏng chia sẻ dữ liệu qua mạng MPLS. 69
II.1. Phân tích yêu cầu. 69
II.2. Thiết kế mô phỏng. 70
II.3. Các giao thức sử dụng trong bài lab. 70
II.4. Các phần mềm sử dụng trong bài lab. 71
KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM . 72
I. Kết quả trang web mô phỏng chia sẻ dữ liệu trực tuyến. 72
I.1. Trang chủ. 72
I.2. Chức năng upload. 72
I.3. Chức năng delete. 73
II. Kết quả bài mô phỏng việc triển khai QoS trong mạng MPLS. 74
II.1. Quy hoạch địa chỉ IP cho các thiết bị 74
II.2. Kết quả. 75
KẾT LUẬN 78
I. Kết quả đạt được. 78
I.1. Lý thuyết 78
I.2. Mô phỏng. 78
II. Hạn chế. 78
III. Hướng phát triển. 78



MỞ ĐẦU

I.Lý do chọn đề tàiSự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ IP và sự bùng nổ thông tin trên mạng Internet đã dẫn đến sự nhận thức mới trong vấn đề kinh doanh của các nhà cung cấp dịch vụ. Lưu lượng lớn nhất hiện nay trên mạng trục chính là lưu lượng IP. Giao thức IP giữ vai trò chủ đạo trong toàn bộ các giao thức lớp mạng, hệ quả là tất cả các xu hướng phát triển công nghệ lớp dưới đều hỗ trợ cho IP. Nhu cầu cấp bách của thị trường cho một kết nối tốc độ cao với chi phí thấp là cơ sở cho một loạt các công nghệ mới ra đời, trong đó có MPLS.
Trong khoảng 5 năm gần đây là khoảng thời gian mà công nghệ MPLS đã chứng minh được tính ứng dụng thực tiễn các tính năng vượt trội của nó so với các công nghệ chuyển mạch truyền thống khác như ATM. Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel, trong đó có Công ty Mạng lưới Viettel, một thành viên của Tập đoàn, nơi chúng tôi đang thực tập, đã lựa chọn MPLS làm công nghệ cho lớp truyền tải của mạng NGN đang triển khai trên phạm vi toàn quốc.
Chính vì tầm quan trọng của công nghệ MPLS trong mạng của các ISP hiện nay, cũng như thực tế công việc mà chúng tôi đang thực hiện tại Trung tâm Khu vực II – Công ty Mạng Lưới Viettel, chúng tôi đã quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu công nghệ MPLS, triển khai chất lượng dịch vụ và.mạng riêng ảo trong mạng MPLS”. Chất lượng dịch vụ và mạng riêng ảo VPN chính là hai dịch vụ chủ yếu trong số các dịch vụ mà công nghệ MPLS hỗ trợ. Hai dịch vụ này chính là đối tượng nghiên cứu của chúng tôi xuyên suốt đề tài tốt nghiệp này.
II.Mục đích và ý nghĩa của đề tàiMột trong những ứng dụng phổ biến nhất trên Internet hiện nay chính là việc chia sẻ dữ liệu. Dữ liệu được tải lên và tải xuống trên mạng Internet với dung lượng ngày càng lớn đã làm tăng độ trễ, giảm tốc độ mà người sử dụng mong muốn khi đăng ký với nhà cung cấp dịch vụ. Chính vì vậy, mục đích của đề tài là xây dựng một mô hình mạng chạy trên nền công nghệ MPLS và thực hiện chất lượng dịch vụ trong mạng này để cải thiện chất lượng việc chia sẻ dữ liệu trên mạng. Đồng thời vấn đề bảo mật cũng vô cùng trong hệ thống mạng ngày nay, việc triển khai VPN trên nền công nghệ MPLS sẽ là một giải pháp bảo mật rất tiện lợi và tối ưu cho người dùng.
Việc xây dựng một mô hình mạng chạy MPLS để mô phỏng công nghệ mà các ISP đang triển khai trên thực tế (cụ thể là tại Công ty Mạng lưới Viettel) và hiểu được cách họ cung cấp cho người sử dụng đường truyền tốc độ cao với chi phí hợp lý.
III.Nhiệm vụ thực hiện

Tìm hiểu tổng quan về công nghệ MPLS, các thành phần trong một hệ thống mạng chạy MPLS, kiến trúc của MPLS.
Tìm hiểu về công nghệ MPLS VPN, mô hình VPN áp dụng trong mạng MPLS.
Tìm hiểu về QoS trong mạng MPLS, mô hình QoS áp dụng trong mạng MPLS.
Tiến hành xây dựng hệ thống mạng mô phỏng cách truyển gói tin bằng công nghệ MPLS.
Tiến hành xây dựng trang Web phục vụ kiểm tra QoS trong mạng MPLS.
IV.Hướng giải quyếtĐể xây dựng một hệ thống mạng triển khai công nghệ MPLS cần phải nghiên cứu các nội dung chủ yếu sau đây:


Cơ sở lý thuyết về công nghệ MPLS, công nghệ MPLS VPN và QoS trong mạng MPLS.
Các thành phần cần có trong một mạng chạy MPLS.
V.Nội dung luận vănLuận văn tốt nghiệp được tổ chức thành 4 chương với các nội dung chính sau đây:
Chương 1 – Cơ sở lý thuyết: Giới thiệu tổng quan công nghệ MPLS, các khái niệm cơ bản, kiến trúc chức năng và cơ chế hoạt động của MPLS.
Chương 2 – Công nghệ MPLS VPN và QoS trong mạng MPLS: Trình bày khái niệm về QoS, các mô hình QoS, QoS trong mạng MPLS; trình bày các mô hình VPN và công nghệ MPLS VPN.
Chương 3 – Phân tích thiết kế hệ thống
Chương 4 – Kết quả và đánh giá