Đồ án Công nghệ MPLSGMPLS và ứng dụng

Đồ án Công nghệ MPLSGMPLS và ứng dụng

LOI NOI DAU

Cùng với sự phát triển của đất nước, những năm gần đây các ngành công

nghiệp đều phát triển mạnh mẽ, và ngành công nghiệp viễn thông cũng không là ngoại

lệ Số người sử dụng các dịch vụ mạng tăng đáng kế, theo dự đoán con số này đang tăng theo hàm mũ Ngày càng có nhiều các dịch vụ mới và chất lượng dịch vụ cũng được yêu cầu cao hơn Đứng trước tình hình này, các vân đề về mạng bắt đầu bộc lộ, các nhà cung cấp mạng và Các nhà cung cấp dịch vụ cũng đã có nhiều nỗ lực để nâng

cấp cũng như xây dựng hạ tầng mạng mới Nhiều công nghệ mạng và công nghệ

chuyển mạch đã được phát triển, trong số đó chúng ta phải kể đến công nghệ chuyên mạch nhãn (MPLS là tiêu chuẩn) MPLS cũng đang được nghiên cứu áp dụng ở nhiều nước, Tổng công ty BCVT Việt Nam cũng đã áp dụng công nghệ này cho mạng thế hệ

kế tiếp NGN

Đứng trước sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chuyên mạch nhãn đa giao

thức MPLS, việc tìm hiểu các vấn đề về công nghệ MPLS là van dé quan trong đối với

sinh viên Nhận thức được điều đó, chuyên đề môn chuyển mạch “Công nghệ MPLS/GMPLS và ứng dụng” giới thiệu về quá trình phát triển địch vụ cũng như công nghệ mạng dẫn tới MPLS, tìm hiểu các vấn đê kỹ thuật của công nghệ, và ứng dụng của công nghệ MPLS trong mạng thế hệ kế tiếp NGN của Tổng công ty BCVT Việt Nam

Bố cục của đồ án gồm 3 chương

ChươngI : Giới thiệu công nghệ MPLS

“+ Chuong II : Giới thiệu công nghệ GMPLS

%4 Chương III : Ưng dụng của công nghệ MPLS /GMPLS

Công nghệ MPLS là công nghệ tương đối mới mẻ, việc tìm hiểu về các vấn đề của công nghệ MPLS đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng, và lâu dài Do vậy đồ án không tránh khỏi những sai sót Rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của các thầy

THUAT NGU VIET TAT

Asynchronous Transfer Mode

Address Resolution Protocol

ATM Address Resolution Protocol

Border Gateway Protocol

Fowarding Equivalent Class

Internet Engineering Task Force

Internet Protocol

Integrated Service

Local Area Network

LAN Emulation

Label Distribution Protocol

Label Edge Router

Label Information Base

Label Switched Path

Label Switch Router

Media Gateway

Multiprotocol Label Switching

Multiprotocol Over ATM

Next Generation Network

Next Hop Resolution Protocol

Open Shortest Path First

Protocol Identifier

Private Network-Network Interface

Quality of Service

Resevation

Request For Comment

Resource Resevation Protocol

Signaling Gateway

Shortest Path First

Synchronous Transmission Mode

Signaling Virtual Circuit

Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 07

Chế độ truyền dẫn không đồng bộ

Giao thức phân giải địa chỉ

Giao thức phân giải địa chỉ ATM Giao thức cổng đường biên

Lớp dịch vụ

IP trên ATM Định tuyến cưỡng bức

Định tuyến cưỡng bức-LDP Định tuyến cưỡng bức-LSP SPF cưỡng bức

Các dịch vụ được phân biệt Nhận dạng kết nói liên kết dữ liệu

Mô phỏng LAN Giao thức phân bồ nhãn Router biên nhãn

Cơ sở thông tin nhãn Đường dẫn chuyên mạch nhãn Router chuyên mạch nhãn Cổng đa phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức

Đa giao thức trên ATM Mạng thế hệ kế tiếp Giao thức phân giải chặng kế tiếp Giao thức đường đi ngắn nhất đầu

tiên

Nhận dạng giao thức Mạng riêng ảo

Chất lượng dịch vụ

Bản tin dành trước Yêu cầu ý kiến Giao thức dành trước tài nguyên Cổng báo hiệu

Đường đi ngắn nhất đầu tiên

Chế độ truyền dẫn đồng bộ Kênh ảo báo hiệu

Page -

4-TCP Transission Control Protocol

TGW Traffic Gateway

TLV Type-Leng-Value

VC Virtual Circuit

VCI Virtual Circuit Identifier

VNPT Vietnam Post & Telecommunications

VPI Virtual Path Identifier

WAN Wide Area Network

Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 07

Giao thức điều khiển truyền dẫn

Cổng lưu lượng

Thời gian sống

Kiéu-Chiéu dai-Gia tri

Kiéu dich vu Giao thức lược đồ đữ liệu

Kênh ảo

Nhận dạng kênh ảo

Tổng công ty BCVT Việt Nam

Duong ao Mang riéng ao

Nhận dạng đường ảo

Mạng diện rộng

Liên kiết dữ liệu là ATM

Liên kết đữ liệu Frame - relay

Nhãn trong Shim - giữa lớp 2 và lớp 3

Cơ cấu báo hiệu

Mạng MPLS trong hoạt động chế động khung

VỊ trí của nhăn MPLS trong khung lớp 2

Mạng MPLS trong chế độ hoạt động tế bào

Trao đổi thông tin giữa các LSR cận kề

Một số lỗi xáy ra trong GMPLS

Mạng máy tính điển hình cách đây l6 năm

Mang Frame — relay đặc trưng

Mô hình mạng Extranet

Định hướng mạng NGN của VNPT

Cấu trúc mạng MAN - E điển hình

Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mô hình chồng lấn

Tố chức mạng GMPLS Metro theo mô hình ngang hàng

Tổ chức mạng GMPLS Metro theo mô hình lai ghép

Các khuyến nghị của ITU - T về ASON

-CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ MPLS

1.1 Công nghệ ATM và ỊP

1.1.1 Công nghệ ATM

ATM là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, hai hệ thống phải thiết lập

đường truyền dẫn trước khi quá trình truyền thông tin diễn ra

Chức năng điều khiển chấp nhận việc kết nói CÁC (Connection Addmission Control) đảm bảo rằng các tài nguyên liên quan đến kết nối hiện tại sẽ không được đưa vào sử dụng cho các kết nối mới Điều này buộc mạng phải duy trì trạng thái của từng kết nối (bao gồm thông tin về sự tồn tại của kết nối và tài nguyên mà kết nối đã sử dụng) tại các nút mà có tín hiệu đi qua

Việc lựa chọn tuyến được được thực hiện dựa trên các yêu cầu về QoS đối với

kết nói và dựa trên khả năng đáp ứng yêu cầu đó

Từ cơ chế truyền tin ta thấy mạng hướng kết nói thích hợp với:

> Các ứng dụng yêu cầu phải đảm bảo QoS một cách nghiêm ngặt

> Các ứng dụng có thời gian kết nối lớn

Đối với các ứng dụng có thời gian kết nối ngắn hơn thì mô hình hướng kết nói dường như không thích hợp đo thời gian để thiết lập kết nối cũng như tỷ lệ phần thông tin mào đầu lại quá lớn Với loại lưu lượng như vậy thì môi trường phi kết nối với phương pháp địng tuyến đơn giản, tránh phải sử dụng các giao thức báo hiệu phức tạp

sẽ phù hợp hơn

1.1.2 Công nghệ IP

Với cơ sở hạ tầng hướng kết nối ATM, các gói tin luôn phải đi theo một tuyến

cố định đã được xác định trước Với môi trường này, không thé nao định tuyến gói tin

Tuy nhiên mô hình phi kết nối cũng có những ưu điểm nhất định của nó:

> Khả năng dịnh tuyến gói tin một cách độc lập

nối, rất phù hợp với các ứng dụng có thời gian kết nói ngắn

7-1.1.3 Sự kết hợp công nghệ ATM và IP - MPLS

Trong những năm gần đây, ngành viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thê phối hợp ưu điểm của ATM và IP

Từ những phân tích ở trên ta có thể thây đề phù hợp với mang da dịch vụ thi ca

hai công nghệ ATM và IP đều phải có những thay đổi Cụ thể là đưa thêm khả năng phi kết nối vào công nghệ ATM và khả năng hướng kết nói vào công nghệ IP

Phương pháp này đòi hỏi có một chỉ phí rất lớn Mặt khác, các thiết bị chuyển mạch đơn giản hơn so với bộ định tuyến, nên một giải pháp khác cho mạng đa dịch vụ

là xây dựng trên các thiết bị chuyên mạch

Giải pháp này tách riêng hai chức năng định tuyến và chuyển tin, kết quá là se

tuyến mềm đẻo của công nghệ IP

1.2 Giới thiệu chung

Công nghệ MPLS (Multi Protocol Label Switching — Chuyển mạch nhãn đa giao thức) là kết quả phát triển của nhiều biện pháp chuyên mạch IP SỬ dụng cơ chế

hoán đổi nhãn như của ATM dé tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến IP

MPLS chia chức năng của router IP thành hai phần riêng biệt: chức năng chuyển gói tin và chức năng điều khiển

- Phần chức năng chuyền gói tin giữa các router IP: sử dụng cơ chế hoán đôi nhãn như của ATM Kỹ thuật hoán đổi nhãn về bản chất là việc tìm nhãn của các gói tin trong một bảng các nhãn để xác định tuyến của gói và nhãn của nó Các router sử dụng thiết bị này gọi là bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR (Label Switching

Router)

- Phần chức năng điều khiển của MPLS bao gồm các giao thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin giữa các LSR, thủ tục gán nhãn để chuyển

thông tin định tuyến thành các bảng định tuyến cho việc chuyển mạch

> MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như

OSPF (Open Shortest Path First) va BGP (Border Gate Protocol)

> Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng và cho phép thiết lập tuyến có định

nên việc đảm bảo chất lượng dịch vụ là hoàn toàn khả thi

> MPLS là công nghệ chuyền mạch IP có nhiều triển vọng Với cơ cấu định tuyến của mình, MPLS các khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng IP truyền thông

-1.2.1 Hoạt động và mô hình

1.2.1.1 Mô hình cúa chuyến mạch nhãn

Mô hình chuyển mạch nhãn là cơ chế chủ yêu đẻ triển khai trong mặt phẳng chuyển tiếp dữ liệu từ nguồn tới đích Mạng MPLS chủ yếu dựa vào mô hình ATM,

FR và kỹ thuật chuyển mạch nhãn

Trao đổi nhãn có nhiều ưu điểm so với định tuyến “Hop by Hop” đó được triển khai trong mạng IP thông thường Nó đơn giản và hiệu quả hơn Việc phân tách gói chỉ được thực hiện ở nút công Trao đổi nhãn nhanh hơn vì việc hoạt động đơn giản là nhận ra nhãn và ánh xạ nó vào giá trị nhãn tiếp theo Nút biên ra nhận ra rằng gói tin

đó đến biên, sau đó nó thực hiện quá trình chuyển tiếp gói tin dựa vào các thông tin khác như Header ở tầng mạng và đi vào vùng đích Trao đổi nhãn là quá trình chủ yếu của MPLS

MPLS sử dụng các nhãn để chuyển tiếp gói tin, Nút đầu vào MPLS ấn định một nhãn cho một FEC cụ thé Nhãn có độ dài cỗ định được gắn vào gói trước khi truyền

đi Nhãn được sử dụng như là một chỉ dẫn vào trong bảng và chỉ ra chặng tiếp theo và

nhãn mới Nhãn cũ được thay thế bằng nhãn mới và gói được chuyển tiếp tới chặng tiếp theo

Do sử dụng nhãn, MPLS có một số đặc điểm sau:

> Chuyên tiếp có thể thực hiện bởi chuyển mạch, chỉ xem xét và thay thế nhãn,

không kiểm tra tiêu đề lớp mạng

> Một gói tin được ấn định cho một FEC khi nó đi vào mạng Bộ định tuyến

ingress có thể sử dụng bắt cứ thông tin mà nó có về nhãn thậm chí thông tin đó không được chứa trong tiêu đề lớp mạng Đây là cơ sở để xây dựng MPLS VPN

> Cac mạng kỹ thuật lưu lượng cưỡng bức gói đi theo một đường cụ thể Đường

này được chọn khi gói đi vào mạng hơn là dừng thuật toán định tuyến động khi gói đó đi trong mạng đây là cơ sở cho MPLS-TE

> Mot CoS (Class of Service) của gói có thê xac dinh boi nit MPLS ingress MPLS cho phép thứ tự ưu tiên hay CoS là đầy đủ hay từng phần được suy ra từ nhãn Trong trường hợp đó, nhãn trình bày sự kết hợp của một FEC và thứ tự

ưu tiên hay CoS Đây là cơ sở của MPLS QoS

9-MPLS cé thé xem là một tập các công nghệ hoạt động với nhau đề phân phối gói tin từ nguôn tới đích một cách có hiệu quả và có thê điêu khiên được Nó sử dụng các

LSP đê chuyên tiêp ở lớp 2 ma đó được thiết lập báo hiệu bởi các giao thức định tuyên lớp 3

1.2.2 So sánh các công nghệ ATM, IP, MPLS

Mang điều khiển mạng

Báo hiệu Không PNNI RSVP-TE, CR-LDP

Định tuyến hiện Danh mục chuyền tiếp riêng | Tuyến hiện

thi trên nền chuẩn

Khả năng dự đoán trước và tin cậy mạng Đó hoàn chỉnh trong tiêu chuẩn và

thử nghiệm Phân tách L2,

L3 Hiệu suất băng thông

suất băng thông tối

ưu, phân tải xuyên

năng dự đoán trước,

triển, ít kinh nghiệm

Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn và cố định không có cấu trúc bên trong

Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như địa chỉ mạng Nhãn được gắn vào một gói tin cụ thể sẽ đại điện cho một FEC (Forwarding Equivalence

Classes: Nhóm chuyền tiếp tương đương) mà gói tin được ấn định.Thường thì một gói

tin được ấn định một FEC (hoàn toàn hoặc một phần) dựa trên địa chỉ đích lớp mạng

của nó Tuy nhiên nhãn không phải là mã hoá của địa chỉ đó

Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương thức truyền tin mà gói tin được đóng gói Kiểu khung (Frame mode): Kiểu khung là thuật ngữ khi chuyền tiếp một gói nhãn gán trước tiêu dé lớp ba Một nhãn được mã hoá với 20 bit, nghĩa là có thể có 2

mũ 20 giá trị khác nhau Một gói có nhiều nhãn gọi là chồng nhãn (Lable stack) Ở

mỗi chặng trong mạng chỉ có một nhãn bên ngoài được xem xét

LABLE=20 bits

EXP [S| TTL

EXP (EXPERIMENTAL)=3 bits

S (BOTTOM OF STACK)=1 bit

TTL (TIME TO LIVE)=8 bits

> TTL: thời gian sống là bản sao của IP TTL Giá trị của nó được giảm tại mỗi

chặng đề tránh lặp như IP

Kiểu tế bào (Cell mode): Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR

dùng trong mặt phẳng điều khiển đề trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu

ATM Trong kiêu tế bào, nhãn là trường VPI/VCI của tế bào Sau khi trao đổi nhãn

trong mặt phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp, router công vào phân tách gói thành các tế bào ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt phăng điều khiển và truyền tế bào đi Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như chuyên mạch ATM- -chúng chuyển tiếp một tế bào dựa trên VPI/VCI vào và thông tin công ra

tương ứng Cuối cùng, roufter công ra sắp xếp các tế bào thành một gói

Kiểu khung PPP hoặc Ethernet, giá trị nhận dạng giao thức P-ID (hoặc Ethernet

type) được chèn vào mao đầu khung tương ứng đề thông báo khung là MPLS đơn hướng hay đa hướng

Tiêu đề MAC LAN

Hình 1.4 : Nhãn trong Shim-giữa lớp 2 và lớp 3

-+ Ngăn xếp nhãn (Lable stack):

Là một tập hợp thứ tự các nhãn gán theo gói dé chuyền tải thông tin về nhiều FEC và về các LSP tương ứng mà gói đi qua Ngăn xếp nhãn cho phép MPLS hỗ trợ

định tuyến phân cấp (một nhãn cho EGP và một nhãn cho IGP) và tô chức đa LSP trong một trung kế LSP Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho chế độ hoạt động đường

ham

4+ Bang chuyến tiếp chuyển mạch nhãn:

Chứa thông tin về nhãn vào, nhãn ra, giao diện vào, giao diện ra

% Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn ( LSR-Lable Switching Router ):

Là thiết bị chuyển mạch hay thiết bị định tuyến sử dụng trong mạng MPLS để chuyển các gói tin bằng thủ tục phân phối nhãn Có một số lạo LSR như LSR, LSR- ATM

+ Lớp chuyến tiếp tương đương ( FEC-Forward Equivalence Class ):

FEC là một nhóm các gói, nhóm các gói này chia sẻ cùng yêu cầu trong sự chuyển tiếp chúng qua mạng Tất cả các gói trong một nhóm như vậy được cung cấp cùng cách chọn đường tới đích Khác với chuyền tiếp IP truyền thống, trong MPLS

việc gán một gói cụ thể vào một FEC cụ thể chỉ được thực hiện một lần khi các gói

vào trong mạng MPLS không ra quyết định chuyền tiếp với mỗi datagram lớp 3 mà sử

dụng khái niệm FEC FEC phụ thuộc vào một số các yêu tố, ít nhất là phụ thuộc vào dia chi IP và có thể là phụ thuộc cả vào kiểu lưu lượng trong datagram (thoại, dữ liệu, fax )

% Co sé théng tin nhan ( LIB-Lable Information Base ):

La bang két nối trong LSR có chứa giá trị nhãn/ FEC được gán vào cổng ra cũng như thông tin về đóng gói dữ liệu truyền tin dé xác định phương thức một gói tin được chuyển tiếp

+ Tuyến chuyển mạch nhãn ( LSP-Lable Switching Path ):

Là tuyến tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói

của một FEC nào đó sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn Các tuyến chuyển mạch nhãn chứa

một chuỗi các nhãn tại tất cả các nút dọc theo tuyến từ nguôn tới đích LSP được thiết lập trước khi truyền dữ liệu hoặc trong khi xác định luồng dữ liệu nào đó Các nhãn

được phân phối bằng các giao thức như LDP, RSVP

* Gói tin dán nhãn:

Gói tin dán nhãn là gói tin mà nhãn được mã hóa trong đó Trong một số trường hợp, nhãn nằm trong mào đầu của gói tin dành riêng cho mục đích dán nhãn Trong các trường hợp khác, nhãn có thể được đặt chung vào trong mào đầu lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu miễn là ở đây có thể đùng được cho mục đích dán nhãn Công nghệ mã

hoá được sử dụng phái phù hợp với cả thực thê mã hoá và thực thể giải mã nhãn

4 Án định và phân phối nhãn:

Trong mạng MPLS, quyết định để kết hợp một nhãn L cụ thể với một FEC F cụ

thể là do LSR phía trước thực hiện LSR phía trước sau khi kết hợp sữ thông báo

với LSR phía sau về sự kết hợp đó Do vậy, các nhãn được LSR phía trước ấn định

và các kết hợp nhãn được phân phối theo hướng từ LSR phía trước tới LSR phía sau

-+ Cơ cấu báo hiệu

Yêu cầu nhãn: Một LSR yêu cầu một nhãn từ dòng xuống lân cận nên nó có thể liên kết đến FEC xác định Cơ câu này có thể đùng đề truyền đến các LSR tiếp theo cho đến LER lối ra

*_ Đáp ứng nhãn: Để đáp ứng một yêu cầu nhãn, LSR luồng xuống sẽ gửi một nhãn đến các bộ khởi động luồng lên sử dụng cơ cấu ánh xạ nhãn

Nhóm làm việc MPLS đó đưa ra các yêu cầu đối với MPLS như sau:

* MPLS phải có khả năng làm việc với hầu hết các công nghệ liên kết dữ liệu

v MPLS phải thích ứng với các giao thức lớp mạng và các công nghệ IP liên

quan

MPLS cần hoạt động độc lập với giao thức định tuyến

MPLS phải hỗ trợ mọi khả năng chuyển tiếp của nhãn bắt kì

MPLS phải hỗ trợ chức năng vận hành quản lý và bảo dưỡng

MPLS cân xác định và ngăn chặn chuyên tiếp vùng

MPLS phải hoạt động tốt trong mạng phân cấp

Y LSR Label Swich Route: La thiét bị bộ định tuyén hoặc chuyên mạch sử dụng

trong mạng MPLS để chuyển các gói tin bằng thủ tục phân phối nhãn

*“ Căn cứ vào chức năng của LSR có thể phân thành các loại chính sau:

LSR biên Nhận gói tin có nhãn, loại bỏ nhãn, kiểm tra tại lớp 3 và chuyển

tiép goi IP dén nut tiép theo.(Egress)

ATM-LSR Sử dụng giao thức MPLS trong mảng diéu khién dé thiét lap

kênh ảo ATM Chuyên tiếp tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo

Nhận gói có nhãn hoặc không nhãn, phân vào các tế bào ATM

và gửi các tế bào đến nút ATM-LSR tiếp theo

Nhận các tế bào ATM từ ATM-LSR cận kẻ, tái tạo các gói từ tế

bào ATM và chuyên tiếp gói có nhãn hoặc không nhãn

ATM-LSR biên

1.3.4 Các cơ chế hoạt động của MPLS

MPLS có hai chế độ hoạt động dựa trên hai môi trường mạng lõi phổ biến hiện nay là FR và ATM

- Chế độ hoạt động này xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường các thiết bị

định tuyến thuần nhất, định tuyến các gói in IP (điểm điểm) Các gói tin gán nhãn được chuyền tiếp trên cơ sở khung lớp 2

- Cơ chế hoạt động của mạng MPLS trong chế độ hoạt động này được mô tả

tronghinh

Bước§:Kiêm tra nhãn xoá bó

LSR bién 3

Hình 1.6 Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung

- _ Các hoạt động trong mạng số liệu:

Quá trình chuyên tiếp một gói IP qua mạng MPLS Thẻ hiện qua một số bước:

> LSR bién lối vào nhận gói IP, phân loại gói vào nhóm chuyền tiếp tương đương

FEC va gán nhãn cho với ngăn xêp nhóm tương ứng FEC đó xác định Trong

trường hợp định tuyên chỉ một địa chỉ đích, FEC tương ứng sẽ là một mạng con đích và việc phân loại gói sẽ đơn giản là việc so sánh bảng định tuyên lớp 3 truyền thông

-> LSR lõi nhận gói tin có nhãn và sử dụng bảng định tuyến chuyển tiếp nhãn để

thay đổi nhãn nội vùng trong gói đến với nhãn ngoài vùng tương ứng cùng với FEC (trong trường hợp này 1a mang con IP)

> Khi LSR bién lối ra của vùng FEC này nhận được gói có nhãn, nó làm nhiệm

vụ bỏ nhãn và thực hiện chuyền tiếp gói IP theo bảng định tuyến lớp 3 truyền

thông

- Mao dau nhan

> Vì phải được chèn trước số liệu đánh nhãn trong chế độ hoạt động khung Như

vậy nhãn MPLS được chèn vào giữa mào đầu lớp 2 và nội dung thông tin lớp 3 của khung lớp 2 như trong hinh 2.2

> Do nhãn MPLS được chèn vào vị trí như vậy nên bộ định tuyến gửi thông tin

phải có phương tiện gì đó thông báo cho Router nhận rằng gói đang được gửi đi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn (gói MPLS)

Hình 1.7 Vị trí của nhãn MPLS trong khung lớp 2

> Trong môi trường LAN, các gói có nhãn truyền tải gói lớp 3 Unicast hay mulicast sử dụng gia tri 8847 H va 8848 H cho dang Ethernet Cac gia tri nay

sử dụng trực tiếp trên phương tiện Ethernet

> Các gói MPLS truyền giữa một cặp Router qua kênh ảo ATM Forum được bọc

với mào đầu SNAP sử dụng giá trị cho dạng Ethernet như trong môi trường

LAN

- Chuyén mạch nhãn trong chế khung:

Chúng ta xem xét quá trình chuyên đổi nhãn trong mạng MPLS sau khi nhận

được một gói IP

> Sau khi nhận khung PPP lớp 2 từ Router biên số 1, LSR lõi 1 lập tức nhận dạng gói tin nhận dạng gói tin nhận được là gói có nhãn dựa trên giá trị trường giao

thuế PPP và thực hiện kiểm tra nhãn trong cơ sở dữ liệu chuyền tiếp nhãn LFIB

> Kết quả cho thấy nhãn vào là 30 được thay thế bằng nhãn ra 28 tương ứng với việc gói tin sẽ chuyền tiếp đến LSR lõi 2

-> Tại đây nhãn được kiểm tra, nhãn số 28 được thay thế bằng nhãn số 37 và nhãn

ra được xác định gói tin chuyển đến LSR biên sé

hiện, gói tin được chuyền đến Router ngoài mạng MPLS

> Các gói chuyển mạch trên được áp dụng với các gói tin có 1 nhãn hay có nhiều

nhãn ( trong trường hợp VPN thông thường một nhãn được gắn có định cho

VPN Server.)

- Qua trình liên kết nhãn và lan truyền nhãn

> Khi xuất hiện một LSR mới trong mạng MPLS hay bắt đầu khởi tạo mạng MPLS, các thành viên LSR trong mạng MPLS phải có liên lạc với nhau qua

quá trình khai báo thông tin qua bản tin Hello Sau khi bản được gửi một phần

giao dịch giữa 2 LSR được thực hiện.Thủ tục giao dịch là giao thức LDP

> Ngay sau khi LIB (cơ sở dữ liệu nhãn) được tạo ra trong LSR nhãn được gán cho mỗi FEC mà LSR nhận biết được Đối với trường hợp chúng ta đang xem xét định tuyến dựa trên đích Unicast, FEC tương đương với Frefx trong bảng định tuyến IP và bảng định tuyến chuyên đổi khác trong LIB Bảng chuyền đôi

này được cập nhật liên tục khi xuất hiện những nội dung mới, nhãn mới được

gán cho tuyến mới

> Do LSR dán nhãn cho mỗi IP Prefix trong bảng định tuyến và nhãn là phương tiện được LSR khác sử dụng khi gói tin có nhãn đến LSR đó nên phương pháp

và phân phối nhãn nay được gọi là gán nhãn độc lập với quá trình phân phối

ngược không yêu cầu

> Việc liên kết các nhãn được quảng bá ngay đến tất cả các Router thông qua ,phiên LDP

*_ Chế độ hoạt động tế bào MPLS (Cell-mode):

> Hiện tượng không tồn tại một cơ chế nảo cho việc trao đổi trực tiếp các gói tin

IP giữa 2 nút MPLS cận kề qua giao diện ATM phải được thực hiện qua kênh

ảo ATM

> Các tổng đài ATM không thể thực hiện việc kiểm tra nhãn hay địa chỉ lớp 3

Khả năng duy nhất của tổng đài ATM đó là chuyển đổi từ VC đầu vào sang VC đầu ra của giao diện ra

-_ Như vậy cần thiết phải xây dựng một số cơ chế đảm bảo việc thực thi MPLS qua

ATM như sau:

> Các gói IP trong mảng điều khiển không thẻ trao đổi trực tiếp qua giao diện ATM một kênh ảo VC phải được thiết lập giữa 2 nút MPLS kế cận để trao đồi

gói thông tin điều khiến

> Nhãn trên cùng trong ngăn xếp phải được sử dụng cho các giá trị VPI/VCI

> Cac thủ tục gán và phân phối nhãn phải đảm bảo cho các tổng đài ATM không

phải kiểm tra địa chỉ lớp 3

- Kết nối trong mạng điều khiến thông qua giao diện LC-ATM

Cấu trúc MPLS đòi hỏi liên kết thuần IP giữa các máng điều khiển của các LSR lân cận trao đổi liên kết nhãn cũng như các gói điều khiển khác

Như vậy chế độ hoạt động tế bào được hoạt động theo các bước sau:

*_ Bước 1: Gửi yêu cầu cho giá trị nhãn X đến nút cận kề

-SAAN

VPI/VCI ra và gửi giá trị VPI/VCI mới đến ATM-LSR lõi l

Bước 6: Giá trị VPI/VCI nội vùng được gán bởi ATM-LSR lõi I gửi đên LSR biên

1 trả lời yêu cầu

Bước6: Giá trị VPI/VCI nội

vùng được gán bởi ATM-LSRI

Bước 2: ATM-LSR lõi I gửi yêu cầu giá trị nhãn X đến ATM-LSR lõi 2

Bước 3: ATM-LSR lõi 2 gửi yêu cầu giá trị nhãn X đến ATM-LSR biên 3

Bước 4: LSR biên 3 gán giá trị VPI/VCI và gửi trả lời ATM-LSR lõi 2

Bước5: LSR lõi 2 gan gia trin VPI/VCI nội vùng, chuyển đổi VPI/VCI vào sang

1.SR biên 4

ATM-LSR 161 3

Bước4: LSR biên4 gán giá trị VPI/VCI và

ửi trả lời ATM-LSR3

Bước5: ATM-LSR3 gán giá trị VPI/VCI nội vùng chuyển đối Vào sang VPI/VCI ra và gửi

Hình 1.8 : Mạng MPLS trong chế độ hoạt động tế bào

Hình 1.9 : Trao đối thông tin giữa các LSR cận kề

Việc chuyên tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR được thực hiện trực tiếp qua các bước sau:

> ATM-LSR biên lõi vào nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn, thực hiện việc

kiểm tra cơ sở dữ liệu chuyền tiếp FIB hay cơ sở dữ liệu chuyền tiếp nhãn LFIB

và tìm ra giá trị VPI/VCI đầu ra để sử dụng như nhãn lối ra Các gói có nhãn

được phân chia thành các tế bào ATMvà gửi đến ATM-LSR tiếp theo Giá trị

VPI/VCI được gắn vào tiêu đề từng tế bào

> Các nút ATM-LSR chuyển mạch tế bào theo giá tri VPI/VCI trong tiêu đề của

tế bào theo cơ chế chuyên mạch ATM truyền thống Cơ chế phân bố và phân

phối nhãn phải đảm bảo việc chuyển đổi giá trị VPI/VCI nội vùng và ngoại

vùng là chính xác

> ATM-LSR biên lối ra (khỏi miền ATM-LSR) tái tạo lại các gói có nhãn từ các

tế bào, thực hiện việc kiểm tra nhãn và chuyền tiếp tế bào đến LSR tiếp theo

Việc kiểm tra nhãn dựa trên giá trị VPI/VCI của tế bào đến mà không dựa vào

nhãn trên đỉnh của ngăn xếp trong tiêu đề nhãn MPLS do ATM-LSR giữa các biên của miền ATM-LSR chỉ thay đổi nhãn bên trong các tế bào ATM Lưu ý rằng nhãn đỉnh của ngăn xếp được lập giá trị bằng 0 bởi ATM-LSR biên lối vào trước khi gói có nhãn được phân chia thành các tế bảo

19-1.3.5 Giao thức cơ bản của MPLS

Quá trình hoạt động của mạng MPLS sử dụng các giao thức sau:

Giao thức điều khiển gán nhãn (độc lập và theo yêu cau) Giao thức phát hiện và chống vòng lặp

Giao thức phân phối nhãn LDP

Giao thức giành trước tài nguyên RSVP Giao thức CR-LDP

Giao thức MPLS-BGP

1.3.6 TONG KET

Chúng ta đã tìm hiểu những thành phan chính trong kỹ thuật chuyển mach da giao

thức MPLS Chức năng cơ bản nhất của MPSL là phục vụ cho việc chuyển gói dữ liệu bằng thuật toán chuyển mạch trên đường dẫn được xác định bằng kỹ thuật định tuyến dựa vào địa chỉ đích ( destination based routing) Giao thức phân phối nhãn LDP ( Label Switching Path), trên đường định tuyến này Giao thức LDP hoạt động trên kết

nối TCP và cung cấp nhiều hình thức phân bổ nhãn khác nhau như : xuôi dòng ( downstream) hay xuôi dòng theo yêu cầu ( downstream on demand), diéu khién LSP

d6éc lap( Independent) hay theo thir tu ( ordered LSP control, tu do (liberal) hay duy trì dam thoai (converative label retention) Ngoài ra vẫn có nhưng giao thức khác phục vụ cho việc xây dựng LSP như : RVSP, BGP

-CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ GMPLS

2.1 Giới thiệu chung

Công nghệ chuyên mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS (Generalized

Multiprotocol Labed Switching) là bước phát triển theo của công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS GMPLS thực chất là sự mở rộng chức năng điều khiển của mạng MPLS, nó cho phép kiến tạo mặt phẳng điều khiển quản lý thống nhất không chỉ

ở lớp mạng mà còn thực hiện đối với các lớp ứng dụng, truyền dẫn và lớp vật lý Việc kiến tạo một mặt phẳng điều khiến thống nhất đôi với các lớp mạng hứa hẹn khả năng tạo ra một mạng đơn giản về điều hành và quản lý, cho phép cung cấp các kết nội từ

đầu cuối tới đầu, quản lý tài nguyên mạng một cách hoàn toàn tự động và cung cấp các mức chất lượng dịch vụ (QoS) khác nhau các ứng dụng trên mạng

Công nghệ GMPLS cho phép các nút mạng tự động cung cấp các kết nối theo yêu cầu do vậy giá thành chỉ phí cung cấp kết nôi cũng như giá thành quản lý bảo

dưỡng giảm đi rất nhiều, thời gian cung ứng kết nối cung cấp dịch vụ giảm đi rất nhiều

so với phương pháp truyền thông (tính theo giờ hoặc phút so với tuần hoặc tháng của

phương thức nhân công truyền thống) Các chức năng của GMPLS được mô tả trong bang 2.1:

Bảng 2.1: Chức năng thực hiện trong GMPLS

mm Nhãn, kếtnôi | Bộ định tuyến IP, | Chuyển mạch

Hệ thống đấu nói Chuyển mạch Thời gian TDM / SONET Khe thoi gian chéo(DSC), ĐÀ

các đặc tính mạng quang và TDM/SONET Ngoài ra trong GMPLS thêm vào giao

thức quản lí liên két LMP (Link Management Protocol) Giao thức quản lí liên kết là

một giao thức mới đề quản lí và bảo dưỡng mặt phẳng điều khiển và mặt pháng đữ liệu giữa hai node lân cận nhau LMP là giao thức dựa trên IP bao gồm các mở rộng đối

với RSVP-TE và CR-LDP Bảng 2.2 tóm tắt các giao thức và các mở rộng của

GMPLS

Bảng 2.2: Các giao thức và các mở rộng của GMPLS