Ứng dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức trên môi trường mạng CISCO

Bảng này là cơ sở dữ liệu của Data Plane được sử dụng để chuyển tiếp các gói tin có gắn nhãn qua mạng MPLS.. GVHD: Th.s Lé Manh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco o_ Việc chọ

Trang 1

TRUONG DA) HOC DAN Lab KY THUAT CONG NG

KHOA CONG NGHE THONG TIN

BG MON MANG MAY TINT

#YT3 + EƯỢNG CÔNG MINM QUÔN — 10902774

80À POQỢ@C LAN AWH“ — 79109082

KG S270 002 4

MÃm 2004

J Lee

Trang 2

2 Tính năng vượt trội của MPLS so với định tuyến IP . -5-+ 12

3 Những nét đặc trưng của MỸPIƯS - - +5 SH HH nen 14

I Kha nang tng dung và phát triển MPLS trong thực tẾ -cccccccc 15

De Ung dung ccccccccccceccceccsssesssessesscsscssussuessesssssussscsssssesssessvesavcssessscsnesseeseeaeseeeseeess 15

2 Tính pho dụng của MPLS 52 +s+SE22EESEE2EEE2EEEEEEEEEEEErkrrktrkrrkervers 15

3 PUA hs -. .£‹£ŒđAẶ , HHHẬH 16

lan: na 16

IV Cấu trúc của luận văn 2- 5-52 S52 SE E2 2121121171 2122111121111 cyeE 16

IT Kiémn tric cla MPLS 6a s‹ai4iÀẦẦ 18

1 Control] Plane oo ccc cccccccccccccessscesessenseesesseeceecesaeecssssscessaseeceseeueeensesseseeeeseens 18

2 Forwarding uc nh ố .ẻ 21

2.1 Nhãn MPLS (label) 2-2 s2 2 E21223 21211111211 2 E1 ckrcrei 22

r/N C0 rc: 0h e 25

2.3 TTL (Time L0.) 26 2.4 Label Forwarding Information Base (LEIB) - -««csssese+ 26

2.5 Giải thuật của việc chuyền tiếp nhãn . 25255255 sec ceereee 27

TI Các thành phần của MPL/S - 22 2©2<+EESEESEEEE3E 3111112717113 ecrecree 28

1 Ingress LE -GĂ- cv HH nh nh vn 28

Trang 3

GVHD): Th.s Lé Manh Hai Ung dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

2 Hoat dong ctta MPLS 1 40

3 Ưu điểm của MPLS TE -22+2222E v21 cr.L.L 41

4 Cac thanh phan cita MPLS TE oi cccscccsecssessesssessessscssesssesscsatesereneseeesvees 42 4.1 Đường ham LSP oo ccsecccessessessessscsscsscssvessessessveanecssessessseeaenses 43

4.2 Phân phối thông tin định tuyến dựa trên ràng buộc 43 4.3 Quá trình gán lưu lượng cho đường hầm .-2- 22 ©25+cczccZe2 45

4.4, Quá trình định tuyến lại 2-5-5256 Sx 3E HE E1 E1 11 c1 ccrkrrreg 46

5 Anh xạ lưu lượng trong đường UP 1 48

5.1 Cải tiễn thuật toán SPE - St SE HH HH 1111117111111 49

5.2 Cac trường hợp đặc biệt và ngoại lỆ - St Sensisrrrrrererrsrrrs 50 5.3 Những cải tiến thêm vào việc tính toán SPF sử dụng các metric của đường

hầm được cấu hình s-SsSx+Sk 1x 21121111111111 11216 11111121 ve 31

6 Các ứng dụng khác trên MPLS .- - - G22 2291 211211611 11611 11611 rệt 53

6.1 Chất lượng dịch vụ (QoS — Quality of Service) c eeeeeeee- 33

6.2 Mang riéng 40 MPLS (MPLS VPN - Virtual Private Network) 54

I Ứng dụng MPLS vào môi trường cụ thỂ: ¿5s cành TH c1 key 57

I - Các lệnh cấu hình cho MPL/S và LDIP: 2-2 t+2SvSESEESExSEEeEEEEEvEEevreeresreererrx 58

HI Kiểm soát việc gán nhãn trong quá trình chuyển tiếp gói tin: 62

TT Hướng phát triỂn: - 5< St CS ke 211127111111 1E1E 1171111111111 72

SVTH: Dương Công Minh Quản - Hà Ngọc Lan Anh 2

Trang 4

GVHD: Th.s Lé Mạnh Hải Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

TU DIEN THUẬT NGỮ

e MPLS Node 1a Router chay MPLS

e MPLS là công nghệ kết hợp công nghệ chuyển mạch nhãn ở tầng 2 với công nghệ định tuyến ở tầng 3 Trong cấu trúc MPLS chia làm 2 mặt phẳng:

o_ Control Plane (Mặt phẳng điều khiển): Là nơi mà các giao thức định tuyến

lớp 3 thiết lập các đường đi để chuyên tiếp gói tin Control Plane đáp ứng cho

việc tạo ra và duy trì thông tin chuyển tiếp nhãn giữa các MPLS Node Quá

trình này được gọi là binding (tức là đóng kết nhãn)

o Data Plane (Mat phẳng đữ liệu): Trong tiến trình điều khiển định tuyến IP,

MPLS sử đụng việc trao đổi nhãn với các MPLS Node để xây dựng thành

bảng chuyền tiếp nhãn (Label Forwarding Table - LFT) Bảng này là cơ sở dữ

liệu của Data Plane được sử dụng để chuyển tiếp các gói tin có gắn nhãn qua mạng MPLS

e Provider Edge Router (PER): là một Router trong đường trục chính của nhà cung cấp

e Label Distribution Protocol (LDP), Tag Distribution Protocol (TDP) duge gọi là giao thức phân phối nhãn, là giao thức mà các MPLS Node gần nhau trao đôi nhãn với nhau theo từng subnet riêng biệt có trong bảng định tuyến IP

e Label Edge Router (LER): nằm ở biên mạng MPLS thực hiện việc gỡ hoặc gan

nhãn cho gói tin Mỗi gói tin đi vào mạng MPLS ở Ingress LER, đi qua các

Transit LSR và ra khỏi mạng ở Egress LER LER tương đương với Edge LSR

e Label Switching Router (LSR): Là Router thực hiện việc phân phối nhãn và có thể chuyển tiếp các gói tin dựa trên thông tin nhãn của gói tin Một LSR thực hiện những chức năng sau:

o_ Chèn nhãn: Một nhãn được chèn vào tại Ingress Router

o_ Hoán chuyên nhãn: Hoán chuyền nhãn với nhãn của của Router kê bên

SVTH: Dương Công Minh Quân - Hà Ngọc Lan Anh 3

Trang 5

GVHD: Th.s Lé Manh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

o_ Gỡ bỏ nhãn: Thực hiện việc gỡ nhãn tại Egress Router

Label Switching Path (LSP): Là tập hợp các LSR mà các gói tin có gắn nhãn phải

đi qua để đến đích LSP là đường đi một hướng

Label Information Base (LIB), Label Forwarding Information Base (LFIB): là 2 bảng mang thông tin có liên quan đến các thành phần chuyển tiếp MPLS của mỗi LSR

o_ LIB giữ tất cả các nhãn được đăng ký bởi các LSR này và ánh xạ các nhãn đó

thành các nhãn gởi đến các LSR láng giéng Việc ánh xạ nhãn được thực hiện

bởi giao thức phân phối nhãn LDP

o LFIB duoc sir dung trong suét qua trinh chuyển tiếp gói tin và chỉ giữ các

nhãn đang được sử dụng bởi các thành phần chuyển tiếp nhãn trong mạng MPLS

VPN Routing/Forwarding (VRE): Bảng định tuyến chuyển tiếp VRF xác định

thành viên của một mạng khách hàng nối với PER

Quality of Service (QoS) — chất lượng dich vu: MPLS dam bao bang thông luôn san sang cho yéu cầu băng thông của LSP Nếu băng thông không sẵn sàng thì

yêu cầu kết nối bị từ chối

Traffic Engineering (TE) — diéu phối lưu lượng: là quá trình điều khiển tắt nghẽn

trong mạng, xử lý, tính toán, kiểm soát lưu lượng, tối ưu hoá các tài nguyên trên

mạng

Resource Reservation Protocol (RSVP): Giao thức dành riêng tài nguyên

Forwarding Equivalence Class (FEC): Là nhóm các gói tin ở lớp mạng được dán

nhãn giống nhau và gởi đồng nhất theo một đường đi xác định

Permanent Virtual Circuit (PVC): Mạch ảo cố định

Upstream va Downstream 1a hai thuat ngữ liên quan nhau trong mạng MPLS

o Ví dụl:

Trang 6

GVHD: Th.s Lé Manh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mang Ciscco

Đối với FEC 10.1.1.0/24, R1 là Downstream của R2

Đối với FEC 10.2.2.0/24, R2 là Downstream của R1

Tóm lại, đối với một mạng thì dữ liệu đi từ Upstream đến Downstream để đến mạng đó

e Thuật ngữ incoming, outgoing, local, remote của nhãn: Giả sử trong mô hình

dưới đây, R2 phân phối nhãn L cho R3 R3 sẽ sử dụng nhãn L khi chuyền đữ liệu tới FEC-F (bởi vì đối với FEC-FE, R2 là Downstream của R3)

SVTH: Dương Công Minh Quân — Ha Ngoc Lan Anh

Trang 7

GVHD Th.s Lé Manh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

o Llàincoming label đối với FEC-F trên R2

o_L là local binding đối với FEC-F trên R2

o_L làremote binding đối với FEC-F trên R3

e© Label-binding: là sự kết hợp giữa destination prefix và nhãn Nhãn được sử dụng trong label-binding được chỉ định trong một tập hợp các nhãn có thể được sử

dụng gọi là không gian nhãn (label space)

e Label Space: LDP str dung hai loại không gian nhãn là:

o_ Interface-specific: Các nhãn đi vào trên giao diện cụ thể Nó chỉ có nghĩa khi

các LDP ngang hàng được nối trực tiếp với nhau trên một giao điện và nhãn này chỉ được sử dụng cho các gói tin giữa các giao diện đó Giá trị của nhãn

có thể được sử dụng lại trên mỗi giao diện Ví dụ các giao diện của LC — ATM sử dụng trường VPI/VCI cho nhãn Tùy thuộc vào việc cầu hình, một nền LDP có thê không có một hoặc nhiều không gian nhãn interface-specific

o_ Platform-wide: một nền LDP hỗ trợ một không gian nhãn platform-wide được

sử dụng bởi các giao diện để chia sẽ cùng một nhãn Trên nền Cisco, tất cả các loại giao diện ngoại trừ LC — ATM đều sử dụng không gian nhãn platform-wide

e Label identifier: LDP str dung 6-bye dugc goi 14 LDP Identifter (LDP Id) dé dat tên không gian nhãn LDP quy ước:

o 4 byte đầu tiên của LDP Id dùng để phân biệt các LSR có không gian nhãn,

thường là địa chỉ loopback cao nhất hay địa chỉ vật lý của giao diện

o2 byte cuối cùng phân biệt không gian nhãn trong LSR Đối với không gian nhãn platform-wide thì 2 byte cuối của LDP Id được gán bằng 0

SVTH: Dương Công Minh Quân — Hà Ngọc Lan Anh 6

Trang 8

o_ Việc chọn địa LDP Router Id của một Router được chọn như sau: Dia chi

cao nhất trong các địa chỉ của interface đang ở trạng thái “up” sẽ được

chon la LDP Router Id Nếu có dia chi loopback, thi dia chi cla loopback

sẽ duoc chon 14 LDP Router Id vi trong mét Router, dia chi loopback 1a

cao nhất

e LDP Session: Cac LDP session tén tai gitra cac LSR để hỗ trợ cho việc trao

đổi nhãn giữa chúng Khi nhiều hơn một không gian nhãn được quảng bá thì

mỗi LDP session được sử dụng cho một không gian nhãn Các phiên làm việc này sử dụng TCP như là một giao thức truyền tải đáng tin cậy Khi nhiều LDP session được yêu cầu giữa các LSR thì sẽ có một TCP session cho một LDP session Một LDP session gồm một kết nối TCP và một hay nhiều cách phát hién ra LSR ké bén (discovery adjacency) Vi dụ:

LDP session gitta R1 va R2: LDP session gitta R1 va R2:

Trang 9

văn được hoàn chỉnh hơn

TP Hồ Chí Minh

Tháng 01 năm 2006

SVTH: Dương Công Minh Quán - Hà Ngọc Lan Anh 8

Trang 10

GVHD: Th.s Lê Mạnh Hải Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

Chương 1: GIỚI THIỆU TỎNG QUAN VE MULTIPLE

PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS)

Chương này giới thiệu tổng quan về MPLS, khả năng ứng dụng và phát triển của

MPLS trong thực tê, nhiệm vụ luận văn và câu trúc của luận văn

I Téng quan vé MPLS:

1 Sơ lược về MPLS:

Định tuyến IP truyền thống có nhiều hạn chế như khả năng mở rộng, quản lý lưu

lượng vì định tuyến IP truyền thống phải dựa vào các giao thức định tuyến để phân phối

thông tin định tuyến, và khi chuyển tiếp thì chỉ dựa vào địa chỉ đích của gói tin mà không

dựa trên các tham số Quantity of Service (QoS) như băng thông Thêm vào đó, khi dùng định tuyến IP truyền thống thì ở mỗi Node mạng phải thực hiện việc tìm kiếm thông tin

định tuyến Nhưng với sự phát triển nhanh chóng của Internet và hầu hết các môi trường

đều chọn IP là giao thức lớp 3 làm cho quá trình định tuyến chậm đi vì khi mở rộng mạng

thì bảng định tuyến IP trên mỗi Node mạng sẽ rất lớn MPLS ra đời để liên kết các ưu điểm của định tuyến lớp 3 phí kết nối và chuyển tiếp lớp 2 hướng kết nối (PPP,

HDLC, )

MPLS được bao bọc bởi mạng IP (Hình 1) Mạng IP được cấu hình trên tất cả các Router với việc đặt địa chỉ IP trên các giao diện, chỉ định giao thức định tuyến MPLS

được thêm vào mạng bằng cách cầu hình MPLS trên các giao diện, va chỉ định giao thức

phân phối nhãn (TDP hoặc LDP)

SVTH: Dương Công Minh Quân — Ha Ngoc Lan Anh 9

Trang 11

GVHD Th.s Lê Mạnh Hải Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

Hình 1 Mạng MPLS được bao bọc bởi mang IP

MPLS phụ thuộc vào giao thức định tuyến IP vì giao thức định tuyến IP giúp cho các Router trong mạng thấy nhau (kiểm tra bằng lệnh Ping), chọn con đường đi đến đích thông qua định tuyến bằng IP Khi MPLS được cầu hình trên những Router trong mạng

này, thì hoạt động MPLS phụ thuộc vào hoạt động của giao thức định tuyến, nhưng gói tin trong mạng MPLS được chuyển tiếp bằng nhãn thay vì phải định tuyến bằng địa chỉ

IP

MPLS kết hợp cộng nghệ chuyển mạch ở tầng 2 với công nghệ định tuyến ở tầng

3 MPLS là một giao thức được cải tiến để giúp cho việc truyền các gói fin trên mạng

bằng cách sử dụng thông tin chứa trong nhãn được gán cho các gói tin Những nhãn này được chèn vào header ở giữa tầng 2 và tầng 3 của gói tin sẽ làm cho việc định tuyến

nhanh hơn vì với nguyên lý “càng gần phần cứng thì tốc độ càng nhanh” Ngoài ra, MPLS

còn có khả năng phục vụ linh hoạt các dịch vụ định tuyến, tận dụng được đường truyền

giúp giảm chi phí

SVTH: Dương Công Minh Quán — Hà Ngọc Lan Anh 10

Trang 12

MPLS được hình thành và phát triển qua các mốc thời gian:

Năm 1994: Hang Tosiba dé trinh y tuong Cell Switch Router (CSR) cho IETF BOF

Nam 1996: Ipsilon, Cisco va IBM công bố các kế hoạch chuyển mạch nhãn

Năm 1997: Nhóm làm việc IETF MPLS được thành lập

Năm 1999: phiên bản MPLS VPN và TE đầu tiên được triển khai

Nam 2001: chuan MPLS RFCs dugc phat hanh

MPLS thay thế định tuyến IP bằng cách chuyển nhãn, hoạt động trong phần lõi của mạng IP với một số đặc điểm sau:

" MPLS được cấu hình trên các giao diện của Router lõi (Router chạy

MPLS)

“ Nhãn được gán vào gói tin khi bắt đầu vào môi trường mang MPLS

" Nhãn được gỡ bỏ khỏi gói tin khi ra khỏi môi trường mạng MPLS

"_ Trong môi trường mạng MPLS, gói tin được chuyển đi chứ không phải định

Router Router/Switch ˆ Switch/Router Router

Hình 2 Cách gói tin được chuyên trên mạng

MPLS là một công nghệ chuyền gói tín hiệu suât cao như tôc độ truyền nhanh,

gói tin được dam bảo đến được đích vì LDP sử dụng giao thức TCP ở cổng 646 MPLS

kết hợp công nghệ chuyển mạch ở tầng 2 với công nghệ định tuyến ở tầng 3 Các khả

SVTH: Dương Công Minh Quân - Hà Ngọc Lan Ảnh I

Trang 13

năng của kỹ thuật thiết kế này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ điều khiển được lưu

lượng, giảm tắt nghẽn, và sử dụng tốt nhất tài nguyên trên mạng Đồng thời dựa vào hệ

thống định tuyến để có thể tính đường đi tốt nhất cho việc truyền thông trên mạng và thiết lập đường đi chính xác để truyền lưu lượng

2 Tính năng vượt trôi của MPLS so với định tuyến IP:

MPLS có nhiều tính năng vượt trội so với định tuyến IP như :

e Dễ quản lý hơn định tuyến IP vì đối với định tuyến IP thì các mạng khác

nhau có các địa chỉ khác nhau (Hình 3), còn một mạng MPLS hỗ trợ nhiều

mạng bằng cách sử dụng nhiều mạng riêng ảo (MPLS Virtual Private Network — MPLS VPN) (Hinh 4)

Trang 14

o_ Đơn giản vì MPLS chuyên tiếp gói tin dựa vào nhãn thay vì phải tìm địa

chỉ IP trong quá trình chuyển tiếp gói tin

e_ Thời gian thực hiện cao, thời gian trì hoãn thấp vì không phải thực hiện việc

định tuyến

e MPLS thực hiện việc truyền thông nhanh hơn vì:

o_ Yêu câu ít tài nguyên của CPU và bộ nhớ

o_ Là giao thức đơn giản — dễ dàng thực hiện trong ASIC

o_ MPLS chuyển tiếp gói tin dựa vào nhãn được chèn giữa tang 3 va tang 2 chứ không bằng địa chỉ IP (Hình 5) như trong định tuyến IP

Trang 15

Bảng chuyển tiếp

Hình 6 Báng chuyên tiếp nhỏ hơn nhiều so với bảng định tuyến

o_ Các gói tin có độ ưu tiên và băng thông luôn được sẵn sàng làm cho thời gian trì hoãn trong việc chuyền tiếp gói tin thấp đi

Gói tin có độ ưu tiên cao

e_ MPLS làm việc với hầu hết các công nghệ liên kết dữ liệu

e MPLS tương thích với hầu hết các giao thức định tuyến và các công nghệ

khác liên quan đến Internet

e MPLS hoat động độc lập với các giao thức định tuyến

e _ MPLS tìm đường đi linh hoạt dựa vào nhãn được gán trong gói tin

e MPLS hỗ trợ việc cấu hình quản trị và bảo trì hệ thống

Trang 16

MPLS là một công nghệ chuyên mach IP có triển vọng ứng dụng cao Nhờ đặc

tính cơ cấu hoạt động của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ

(Quantity of Service - QoS) cua mang IP truyền thống Bên cạnh đó, thông lượng của

mạng cũng được cải thiện rõ rệt

Hiện nay, hầu như các nhà khai thác đều có định hướng hoặc đã triển khai mạng

thế hệ sau trên cơ sở công nghệ MPLS Việc tìm hiểu bản chất công nghệ cũng như xu hướng phát triển sản phẩm, triển khai sản phẩm trên thế giới về MPLS và khả năng ứng dụng của công nghệ MPLS hiện nay là rất cần thiết

2 Tinh phé dung cia MPLS:

Hiện nay, hầu hết các nhà khai thác quốc tế nhu Level 3, Qwest, Cable &

Wireless, Infonet, UUNET va Equant/Global One da triển khai công nghệ này trên mang

của họ Ở Châu Á, MPLS cũng đang được một số nhà khai thác lớn triển khai đưới nhiều

hình thức Những Công ty viễn thông như China Telecom, StarHup của Singapore và

Telstra Saturn của New Zealand đều đã triển khai công nghệ này trong mạng mới của

mình Đặc biệt, việc chấp nhận MPLS của Unicom - nhà khai thác VoIP lớn nhất trên thé

giới hiện đang cung cấp dịch vụ này cho hơn 200 thành phố thuộc Trung Quốc là rất đáng lưu ý

Để được Unicom chấp nhận, MPLS phải tích hợp nhiều kiểu mạng như GSM, CDMA, thoại và dữ liệu Nó cũng cần phải rẽ và đơn giản Phó giám đốc điều hành China

Unicom - Li Zhengmao cho biết: “Chúng tôi đánh giá cao MPLS Van đề của giao thức IP

là nhà cung cấp không thể đảm bảo các dịch vụ có chất lượng tương đương với dịch vụ

viên thông.”

Trang 17

Ở Việt Nam, nhà khai thác viễn thông lớn nhất - VNPT đang xây dựng định

hướng phát triển mạng thế hệ sau (NGN) Trong mạng NGN, có ba giải pháp áp dụng '

MPLS Giải pháp áp dụng MPLS trong mạng lõi có ưu điểm đơn giản, sản phẩm thương

mại có sẵn, giá thành không cao, kết nối cấp vùng qua trung kế ATM (Asynchronous

Transfer Mode - chế độ tryền tải bất đồng bộ) Giải pháp hai là áp dụng ATM trong

mạng lõi và MPLS trong mạng cấp vùng Theo giải pháp này thì chức năng điều khiển và

chuyên tải sẽ được tách biệt, sản phẩm thương mại có sẵn, kết nối cấp vùng đơn giản Tuy nhiên trong điều khiển định tuyến, chuyển mạch lại phức tạp Giải pháp ba là MPLS hoàn toàn tức là triển khai cdc tong dai MPLS trong cdc cấp đường trục theo các giai đoạn phát

triển Giải pháp này sẽ đơn giản trong tổ chức và triển khai, đơn giản trong báo hiệu, điều

khiển và quản lý, sản phẩm thương mại có sẵn và có khả năng tổ chức MPLS VPN tại một số địa phương Tuy nhiên, chi phí đầu tư và độ rủi ro cao hơn Một trong ba giải pháp

sẽ được lựa chọn với lộ trình thực hiện thành nhiều giai đoạn từ nay đến 2010

3 Phát triển:

MPLS là một trong những giải pháp mạng đường trục cho mạng thế hệ mới, hiện

xu hướng phát triển của MPLS là Any trafñc Over MPLS — ATOM, nghĩa là có khả năng đáp ứng bất kỳ loại dịch vụ nào: thoại, video, fax, data

Il Nhiém vu luan van:

Nhiệm vụ của luận văn này là ứng dụng công nghệ chuyên mạch nhãn đa giao thức

trên nền OSPF vào mô hình mạng của công ty Thành Phát (chi tiết về công ty được trình

bày ở chương 3 phần I của luận văn)

IV Cầu trúc của luận văn:

Chương I: Giới thiệu tổng quan về Multiple Protocol Label Switching: Giới thiệu

về MPLS, sơ lược về cách hoạt động, lý do sử dụng MPLS, tính ưu việt của nó so với định tuyến bằng địa chỉ IP, khả năng ứng dụng và phát triển của MPLS trong thực tế

Trang 18

Chương 2: Công nghệ MPLS: Nghiên cứu kỹ thuật, các thành phần, nguyên lý hoạt ' động, kiến trúc của MPLS Tìm hiểu cách hoạt động, chuyên nhãn của LDP trong MPLS

và giới thiệu các ứng dụng có thé triển khai trên nền MPLS

Chương 3: Phần thực nghiệm: Nêu hoàn cảnh thực tế của mô hình mạng cũ, lý do

chuyển sang công nghệ mới, ý nghĩa các lệnh cấu hình về MPLS và LDP trên các Router

Và cuối cùng là kết quả cho thấy sự hoạt động của hệ thống

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển: Những phần làm được, chưa làm được và

hướng phát triển của luận văn

Trang 19

Kiến trúc của MPLS có hai phần: Forwarding Plane MPLS và Control Plane MPLS

MPLS thực biện việc định tuyến ở lớp 3 và chuyên tiếp ở lớp 2 để truyền các gói tin đã

Trao đỗi thông

tin định tuyến Control Plane

Trang 20

Router để có thể gia nhập vào tiến trình định tuyến IP

Giao thức Link-State như OSPE và IS-IS có thể được chọn bởi vì nó có thé cho

phép một MPLS Node nhìn thấy được toàn mạng Theo quy ước của Router, bảng định tuyến IP được sử dụng để xây dựng cơ sở thông tin chuyên tiếp (Forwarding Information

Base — FIB) Tuy nhiên, trong MPLS, bảng định tuyến IP cung cấp thông tin về mạng đích và subnet được sử dụng cho labe-binding

Thông tin label-binding có thể được phân phối bằng cách sử dụng LDP hoặc

TDP hay bằng cách mang thông tin label-binding trên cùng của giao thức định tuyến đã

được chỉnh sửa

Giao thức định tuyến Link-State truyền thông tin định tuyến giữa các Router mà

không nhất thiết phải kế nhau, trong khi thông tin label-binding chỉ được phân phối giữa

các Router kể sát nhau Điều này làm cho giao thức Link-State không phù hợp với việc

phân phối thông tin label-binding Tuy nhiên, phần mở rộng thêm cho các giao thức định

tuyén nhu PIM (Protocol-Independent Multicast) va BGP (Border Gateway Protocol — giao thức cổng liên biên mạng) thì có thể được dùng để phân phối thông tin label-binding

Việc này làm cho việc phân phối thông tin label-binding phù hợp với việc phân phối

thông tin định tuyến và tránh những tình huống mà một MPLS Node có thể nhận thông tin label-binding và không có thông tin định tuyến thích hợp Nó cũng đơn giản hoá toàn

bộ hoạt động của hệ điều hành bởi vì nó cũng không cần một giao thức dùng chung như LDP để phân phối thông tin label-binding

Nhãn trao đổi giữa các MPLS Node được sử dụng để xây dựng LFIB MPLS sử

dụng một sơ đồ chuyển tiếp dựa trên việc hoán chuyển nhãn mà có thể được kết nối với

một vùng các môđun điều khiển khác nhau Mỗi môđun chịu trách nhiệm gán và phân phối nhãn, cũng như bảo trì các thông tin điều khiển có liên quan khác IGP (Interior

Gateway Protocol — giao thức công mạng nội bộ) được sử dụng để xác định khả năng kết

nối, binding và ánh xạ giữa FEC và các địa chỉ Hop kế tiếp

Trang 21

Các môđun điều khiển MPLS bao gồm:

e Môđun đỉnh tuyến unicast: môđun này xây dựng bảng FEC băng cách sử dụng giao thức IGP truyền thống như OSPF hay IS-IS, Bảng định tuyến

IP được sử dụng để trao đổi label-binding với các MPLS Node lân cận với subnet chứa trong bảng định tuyến IP LDP hoặc TDP được sử dụng để thực hiện việc trao đổi label-binding

e Môđun đỉnh tuyến multicast: môđun này xây dựng bảng FEC bằng cách sử dụng giao thức định tuyến multicast như PIM Bảng định tuyến multicast

được sử dụng để trao đổi label-binding với các MPLS Node lân cận với

subnet chứa trong bảng định tuyến multicast Việc trao đổi label-binding

được thực hiện bằng cách sử dụng giao thức PIM v2 với những mở rộng của

MPLS

e Môđun điều phối lưu lượng: môđun này cho phép thiết lập các con đường

chuyển mạch nhãn cố định thông qua một mang nhằm mục đích điều phối

lưu lượng Nó dùng định nghĩa và những mở rộng của đường ham MPLS để

giao thức định tuyến IS-IS hay OSPF xây dựng bang FEC Việc trao đổi

nhãn được thực hiện bởi giao thức RSVP (Resource Reservation Protocol- giao thức đành riêng tài nguyên) hay giao thức LDP định tuyến dựa trên rang budéc (CR-LDP — Constraint-based Routing) — là một tập mở rong LDP

mà cho phép định tuyến dựa trên ràng buộc trong một mạng MPLS

e Médun VPN: môđun này sử dụng các bảng định tuyến trên mỗi VPN cho

bảng FEC, bảng này được xây dựng bằng cách sử dụng các giao thức định tuyến chạy giữa các CPE Router và các MPLS Node biên (LER) của nhà

cung cấp dịch vụ Việc trao đổi nhãn cho các bảng định tuyến VPN được

xác định bằng cách sử dụng BGP đa giao thức mở rộng bên trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ

e Môđun QoS: môđun này xây dựng bảng FEC bằng cách sử dụng các IGP

truyền thống như OSPE, IS-IS, Bảng định tuyến IP được sử dụng để trao

SVTH: Dương Công Minh Quán - Hà Ngọc Lan Anh 20

Trang 22

GVHD Th.s Lở Mạnh Hải Ứng dụng MPLS trởn mừi trường mạng Ciscco

đổi label-binding giữa cõc MPLS Node lón cận với subnet chứa trong bảng

định tuyến IP Việc trao đổi label-binding được hiện bằng cõch sử dụng

những mở rộng của giao thttc LDP hay TDP

2 Forwarding Plane:

Forwarding Plane MPLS chiu trach nhiđờm chuyển cõc gụi tin dựa vỏo giõ trị

được gõn trong nhọn Việc chuyển tiếp dựa vỏo LFIB được lưu trữ trởn MPLS Node để chuyởn tiếp cõc gụi tin đọ được gõn nhọn Thuật toõn để chuyởn tiếp cõc nhọn dựa vỏo

thừng tin được chứa trong LFIB cũng như thừng tin được chứa trong nhọn Mỗi MPLS Node đều chứa 2 bảng liởn quan đến quõ trớnh chuyởn tiếp nhọn: LIB vỏ LFIB LIB chứa

tất cả cõc nhọn được chỉ định bởi MPLS Node cục bộ vỏ õnh xạ cõc nhọn nỏy với những nhọn mỏ nụ nhận được từ cõc MPLS Node lõng giờng LFIB lỏ tập hợp con cua LIB, chi giữ cõc nhọn đang được chuyởn tiếp

Sau đóy lỏ vợ dụ về kiến trỷc của MPLS trởn một Node:

Trang 23

2.1 Nhãn MPLS (label):

Nhãn là một từ định danh có chiều đài cố định là 32-bit, được chèn giữa

header của lớp 2 và lớp 3 trong mô hình mạng OS]

Nhãn được tự động được tạo ra, người quản trị không cần phải cấu hình

Nhãn định nghĩa một đường truyền trong mạng MPLS để đến đích dựa vào

một hay nhiều tiêu chuẩn, chính là FEC

Một số tiêu chuẩn của FEC :

» Dia chi mang LAN (IEEE MAC Address)

IDs cua ATM VC

» IDs cua Frame relay VC

= Dia chi IP, hay mot số địa chỉ khác của lớp 3 như IPX,

= §6 cua céng (port number)

" Lép dich vu.(Class of Service)

Nhãn được sử dụng để nhận dạng các FEC Nhãn này được gắn vào một gói tin sẽ đại điện cho FEC của gói tin đó

Nhãn định ra đường đi trong mạng MPLS dựa vào địa chỉ nơi đến gọi là con đường chuyên nhãn (LSP), và mỗi Router chỉ biết Router kế tiếp nó trong mạng MPLS

Trang 24

Destination My Next hop Next hop

label Fler} Lid Next ho Next ho

Hình 11 Quá trình chuyển tiếp gói tin ICPM từ PC đến dia chi 199.17.0.1

Như ví dụ trên hình 11, ta thấy máy PC muốn Ping mạng 199.17.0.1, có một

bảng chứa tại Ingress Router, trong bảng này chứa địa chỉ nơi đến, giá trị của nhãn, địa

chỉ của Router kế tiếp là 88.88.88.88§ với nhãn ra ứng với Router này là 20 Gói tin sẽ

được chuyên tới Router nay

MPLS header cho ATM: Trong ATM, nhãn được đặt vào trường VCI hoặc VPI của ATM header

MPLS label

header nã

MPLS header cho FR: Trong Frame Relay thì nhãn được đặt trong trường

DLCI của FrameRelay header

MPLS label

Frame Relay header

SVTH: Dương Công Minh Quân —- Ha Ngoc Lan Anh 23

Trang 25

Chiều dài được tinh bang bit

e Label (20 bit): Nhan cia MPLS, chia gia tri thực sự của nhãn

e CoS (3 bit): Lép dich vu (Class of Service), anh hưởng đến giải thuật

của việc xếp hàng hay huỷ các gói tin được truyền trên mạng

e S (1 bi0: Stack bit, hỗ trợ label stack theo thứ bậc

e TTL (8 bit): Thdi gian séng (Time To Live)

Các kỹ thuật của lớp 2 như Ethernet, Token Ring, FDDI, va kết nối Point-

to-Point không thể tận dụng những trường địa chỉ thuộc lớp 2 để mang nhãn Những kỹ

thuật này mang nhãn trong các header chèn thêm (shim header) Shim header này sẽ được

chèn vào giữa tầng Data-link và tầng Network Phần đầu của nhãn (top label) được đặt vào đầu gói tin và phần cuối của nhãn (bottom label) được đặt vào cuối gói tin Điều này

cho phép MPLS hỗ trợ hầu hết các kỹ thuật ở tầng 2

điện của shim header Giá trị 0x8847 được sử dụng để chỉ ra frame đang mang các gói tin

unicast của MPLS, 0x8848 chi ra frame đang mang các gói tin multicast của MPLS

Token Ring và FDDI cũng sử dụng những giá trị này như là một phần của SNAP header

SVTH: Dương Công Minh Quân — Hà Ngọc Lan Ảnh 24

Trang 26

GVHD Th.s Lé Manh Hai Ung dung MPLS trên môi trường mạng Ciscco

PPP sử dụng chương trình điều khiển mạng (Network Control Program-

NCP) được biết như là giao thức điều khiển MPLS (MPLS Control Protocol) và đánh dau’

tất cả các gói tin chứa shim header với giá trị 0x8281 trong trường giao thức PPP

Chú ý rằng, ATM MPLS chứa nhãn trong trường VCI hoặc VPI của ATM

header Các trường CoS, Stack, TL không được hỗ trợ Tuy nhiên đặc tính QoS và dò tìm lặp (loop-detection) vẫn tổn tại và có thê được thực hiện sử dụng cơ chế ATM

2.2 Label stack:

Stack bít thực hiện việc sắp xếp nhãn MPLS nơi mà nhiều header của nhãn

có thể được gắn vào một gói tin Là quá trình gắn nhãn vào gói tin và gỡ nhãn ra khỏi gói tin khi nó được truyền trên mạng MPLS Việc thêm hay gỡ nhãn ra là ở phần đầu của stack (gần DLC) Việc chuyển tiếp là dựa trên phần trên cùng của stack

Hình 12 Nhãn được gắn vào gói tin trong mạng MPLS

Stack bit được gán bằng “I” để chỉ ra là đang đứng phần đưới cùng của

stack, tất cả những Stack bit còn lại được gán bằng “0” Trong gói tin dựa vào MPLS,

phần trên cùng của label stack nằm kế sau header của tầng data-link và phần cuối cùng

của label stack nằm kế trước header của tầng Network Việc định tuyến su dung Unicast

SVTH: Dương Công Minh Quân —- Hà Ngọc Lan Ảnh 25

Trang 27

GVHD Th.s Lé Manh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mang Ciscco

IP không sử dụng các nhãn đã được sắp xếp nhưng MPLS VPN và TE lại tận dụng các

'_ nhãn này cho hoạt động của chúng

2.3 TTL (Time To Live):

Truong TTL trong MPLS cing giống như trường TTL được mang trong mỗi header của IP MPLS chỉ xử lý trường TTL ở mục trên cùng của label stack

2.4 Label Forwarding Information Base (LFIB):

LFIB duoc lưu trữ bởi MPLS Node bao gồm một chuỗi các mục Mỗi mục

bao gồm một nhãn đi vào (incoming label) và một hay nhiều mục con LFIB được chỉ ra

bởi giá trị được chứa trong incoming label

Cấu trúc của LFIB:

Incoming label First subentry No subentry

Outgoing label Outgoing label

Incoming label Qutgoing interface | Outgoing interface

Next hop address | Next hop address

Outgoing label Qutgoing label Incoming label Outgoing interface | Outgoing interface

Next hop address | Next hop address

Outgoing label Outgoing label Incoming label Outgoing interface | Outgoing interface

Next hop address Next hop address

Mỗi một mục con bao gồm nhãn di ra (outgoing label), giao dién di ra

(outgoing interface) va dia chi cua Hop kế tiếp Nếu những mục con này ở trong một mục

Trang 28

riêng lẻ thì có thê có cùng hay khác nhãn đi ra Quá trình chuyén tiép multicast yêu cau

các mục con có nhiều nhãn đi ra, nơi mà một gói tin đến một giao diện và cần gửi đến

nhiều giao điện Ngoài thông tin về outgoing label, outgoing interface, Hop ké tiép thi

một mục trong bảng chuyên tiếp có thể chứa thông tin liên quan đến tài nguyên mà gói tin

có thể sử dụng ví dụ như hàng đợi đi ra (outgoing queue) nơi mà có thể đặt các gói tin

vào

Một MPLS Node có thể lưu trữ một bảng chuyển tiếp cho mỗi giao diện

Trong trường hợp có nhiều bảng chuyên tiếp, việc chuyên tiếp các gói tin được điều khiển bởi giá trị của incoming label cũng như giao diện vào nơi mà gói tin đên

2.5 Giải thuật của việc chuyền tiếp nhãn:

Việc chuyển tiếp nhãn sử dụng thuật toán chuyển tiếp dựa vào việc hoán

chuyển nhãn Một MPLS Node lưu trữ một LFIB sẽ lấy giá trị của nhãn từ trường label ở

trong gói tin đến và sử dụng giá trị này như là một chỉ mục trong LFIB Sau khi so trùng các nhãn đến, MPLS Node sẽ thay thế nhãn trong gói tin nay bằng nhãn ra từ những mục

con và gửi những gói tin này tới những giao diện ra đã được mục con chỉ định trước tới Hop kế tiếp Nếu mục con chỉ định outgoing queue, thì MPLS Node sẽ đặt gói tin vào

trong hàng đợi đã được chỉ định sẵn

Nếu MPLS Node chứa nhiều LFIB cho mỗi giao diện Nó sẽ sử dụng giao

diện vật lý khi gói tin đến để lựa chọn từng LFIB thích hợp để chuyền gói tin

Những thuật toán chuyền tiếp truyền thống sử dụng nhiều thuật toán để

chuyển gói tin theo unicast, multicast với việc thiết lập các bit ToS Tuy nhiên, MPLS chỉ

sử dụng một giải thuật chuyền tiếp dựa vào việc hoán chuyền nhãn

Một MPLS Node có thể lấy tất cả thông tin mà nó cần cho việc chuyển các

gói tin cũng như quyết định tài nguyên cần bởi gói tin sử dụng truy xuất bộ nhớ đơn (single memory access) Việc tìm kiếm và khả năng chuyển tiếp ở tốc độ cao đã tạo ra kỹ thuật chuyển nhãn với hiệu suất cao (high-performance) MPLS cũng được dùng truyền

SVTH: Dương Công Minh Quân —- Hà Ngọc Lan Anh 27

Trang 29

GVHD Th.s Lê Mạnh Hải Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

Ingress LER——Chuyễn địa chỉ đích của gói tin thành nhãn

Transit LSR—Chuyễn gói tin dựa vào nhãn

Egress LER——Gỡ nhãn ra và chuyển gói tin ra khỏi mạng MPLS

Phân biệt các gói tin chủ yếu dựa vào địa chỉ đến của gói tin

nó

se _ Đóng gói gói tin vào MPLS PDU

e_ Chuyển tới Router kế tiếp trong mang MPLS

Trang 30

3 Egress LER:

e_ Thực hiện việc chuyên gói tin dựa vào bảng chuyền tiếp bằng địa chỉ IP

e Một vài mạng MPLS thực hiện việc gỡ bỏ MPLS header tại Penultimate

Router (Router áp chót, tức là trước Egresss Router)

IH Hoạt đông của MPLS:

Mục đích chủ yếu của MPLS là nhằm tạo ra một kết cấu mạng uyễn chuyển giúp

tăng hiệu suất và tính mở rộng của hệ thống mạng Các gói tin khi đi vào mạng MPLS sẽ

được gán nhãn bởi LER Các gói tin được chuyển đi dọc theo một LSP Dựa trên nội dung của nhãn, LSR sẽ chuyến tiếp gói tin hướng đến đích Tại mỗi Hop, LSR gỡ bỏ nhãn cũ ra

và gán nhãn mới vào, việc này giúp cho Hop kế tiếp biết cách để chuyên tiếp gói tin này

Trước khi ra khỏi mạng MPLS, nhãn trên các gói tin được gỡ ra và gói tin được chuyển đến đích

Trang 31

GVHD Th.s Lé Mạnh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

Mô hình hoạt động của MPLS gồm năm bước:

c 1 Giao thức định tuyến của mạng thiết lập

kết nôi (ví dụ: OSPF, IS-IS)

3 Ingress LER nhận gói tin, sau đó gán nhãn cho gói tin

4 LSR thực hiện việc đối

nhãn và chuyên nhãn đên

Hop kê tiệp

Hình 14 Hoạt động của MPLS

Các gói tin được gán nhãn trước khi được chuyên tiếp Tại Hop tiếp theo thì không

có sự phân tích header tang Network của gói tin Nhãn được sử dụng như là một chỉ mục trong một bảng LFTB để xác định nhãn tiếp theo và cũng là nhãn mới Nhãn cũ được thay

thế bằng nhãn mới và gói tin được chuyển tiếp đến Hop kế tiếp

Trong mạng MPLS, nhãn sẽ điều khiển toàn bộ quá trình chuyến tiếp Việc này có

nhiều lợi ích như sau:

e_ Đối với việc tích hợp giữa IP và ATM sử dụng MPLS: Quá trình chuyên tiếp

MPLS được thực hiện bằng cac Switch ATM Cac Switch ATM thuc thi cac

chức năng chuyển nhãn bằng cách chuyển các ô dựa trên giá trị VPU/VCI được

tìm thấy trong header của ATM Nếu giá trị VPI/VCI được thay thế bằng giá trị

nhãn thì các switch ATM có thể chuyên tiếp ô dựa trên giá trị nhãn

Trang 32

e Một gói tin được gán cho một FEC khi nó vào mạng MPLS Một gói tin khi

vào mạng ở một Router này có thể được gán nhãn khác biệt so với các gói tin cùng vào mạng ở các Router khác Việc chuyển tiếp phụ thuộc vào Ingress

Router và được thực hiện dễ dàng Gói tin đến những giao diện khác nhau thì

phải được gán cho các FEC khác nhau Mỗi nhãn đại điện cho một FEC tương ứng

e Mạng điều phối lưu lượng buộc các gói tin đi theo con đường cố định, ví dụ

như những con đường chưa được tận dụng (do băng thông nhỏ hoặc chi phí đường truyền lớn) Con đường này được chọn ngay hoặc trước khi gói tin vào mạng Trong MPLS, một nhãn có thê đại diện cho một tuyến đường, nên việc

nhận dạng một tuyến đường không cần phải mang theo gói tin Khả năng này là

cơ sở hinh thanh mang MPLS TE

IV Giao thức phân phối nhãn (LDP):

1 Tổng quan về LDP:

Giao thức phối nhãn thuộc chuẩn của Internet Engineering Task Force (IETF) va

được tích hợp trong các hệ điều hành của Cisco (IOS)

LDP cung cấp một phương pháp chuẩn giữa các host, phân phối nhãn động trong

mạng MPLS bằng cách chỉ định nhãn đã được chọn bởi giao thức định tuyén IGP (OSPF)

để định tuyến Kết quá là hình thành các LSP chuyên tiếp nhãn thông qua mạng MPLS đề đến những đích khác nhau Điều này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ thực thi các dịch

vụ dựa trên MPLS như IP VPN và IP ATM thông qua nhiều mạng MPLS

LDP cho phép các LSR có thể yêu cầu, phân phối hay giải phóng thông tin được gắn vào đầu nhãn với một Router ngang hàng trong mạng LDP cho phép các LSR phát

hiện và thiết lập phiên làm việc của LDP (LDP session) với những Router ngang hàng để

trao đổi thông tin gắn kết nhãn

Xét về mặt lịch sử và chức năng thì LDP là một siêu tập hợp (superset) của chuẩn

trước của Cisco là TDP, cũng hỗ trợ việc chuyên nhãn trong mạng MPLS Với sự ra đời

SƯTH: Dương Công Minh Quân — Ha Ngoc Lan Anh 31

Trang 33

GVHD: Th.s Lé Manh Hai Ung dụng MPLS trên môi trường mạng Ciscco

của LDP, LDP đã hỗ trợ cả giao thức TDP Nghĩa là có sự quá độ của các mạng hiện tại

từ môi trường TDP sang môi trường LDP Theo cách này thì ta có thể chạy cùng một lúc giao thức TDP và LDP trên bất kỳ nền (Platform) nào của Router Giao thức định tuyến

được chọn có thể cấu hình trên mỗi giao diện (interface) để kết nối trực tiếp tới các láng

giềng và trên mỗi phiên làm việc cho những kết nối không trực tiếp với các láng giéng

Thêm vào đó, các LSP thông qua mạng MPLS có thê được hỗ trợ LDP hay TDP của các Hop

Kiến trúc MPLS định nghĩa một giao thức phân phối nhãn (LDP) như là một tập các qui trình mà thông qua đó một LSR thông báo cho một LSR khác biết ý nghĩa của

nhãn được sử dụng để chuyền tiếp thông tin giữa chúng và thông qua chúng

LDP được định nghĩa là một giao thức mới được thiết kế để phân phối các nhãn

Đây là một phương thức mà qua đó các LSR thiết lập các LSP xuyên qua mạng

LDP kết hợp một FEC với mỗi LSP mà nó tạo ra FEC kết hợp với một LSP chỉ định gói tin nào sẽ được ánh xạ tới LSP đó

Hai LSR sử dụng LDP để trao đổi thông tin ánh xạ nhãn hay FEC được gọi là

LDP ngang hàng đối với thông tin đó và đang tổn tại một LDP session giữa chúng Giao thức này là hai chiều, tức là một phiên làm việc đơn cho phép mỗi LDP ngang hàng học quá trình ánh xạ nhãn của LDP ngang hàng khác

2 Các loại thông điệp của LDP:

Cấu trúc của một thông điệp LDP gồm có:

Trang 34

GVHD Th.s Lé Manh Hai Ứng dụng MPLS trên môi trường mang Ciscco

piển bản dan Excludes length A Router ID (IP address)

su dung and version va Label Space ID

Ne PDULength _ LDP Identifier

2 octets

LDP

Message

Excludes Type sóthứưty ÂTham số

Address and Length

Address withdraw Label Request Hello Label Abort Request Initialization Label Withdraw KeepAlive Label Release Label Mapping Notification

LDP cung cấp cơ chế đò tìm LSR, cho phép các LDP ngang hàng định vị và thiết

lập quan hệ với nhau Nó định nghĩa bốn tầng thông điệp:

e Thông điệp phát biện (Discovery message): chạy trên UDP và sử dụng thông điệp Hello dé giới thiệu và duy trì sự hiện điện của một LSR trong mạng

e Thông điệp kế cân (Adjacency message): chạy trên TCP, được sử dụng để thiết lập, duy trì và kết thúc LDP session giữa các LDP ngang hàng Thông

tin này bao gồm chế độ định vị nhãn, khoảng thời gian KeepAlive và miền

nhãn được sử dụng giữa hai LSR Adjacency message thiết lập LDP session bằng cách sử dụng thông điệp Initialization khi hai LDP ngang hàng thoả

thuận một LDP session, duy trì LDP session bằng cách gởi thông điệp KeepAlive định kỳ, và kết thúc LDP session khi không nhận được thông điệp

KeepAlive trong khoảng thời gian chỉ định (mặc định là 13 giây) Adjacency message còn được gọi là Session message (Thông điệp phiên làm việc)

Trang 35

và xoá bằng thông điệp Label Withdraw quá trình ánh xạ giữa nhãn và FEC

e Thông điệp thông báo (Notification message): được sử dụng để cung cấp thông tin tư vấn và thông báo lỗi giữa các LDP ngang hàng trong cùng một LDP session Notiñcation message gồm: Error Notification và Advisory

Notification Error Notification ding dé théng bdo cac lỗi nghiêm trong Khi

LSR nhận được thông điệp này nó sẽ kết thúc LDP session đồng thời tất cả

các quá trình ánh xạ nhãn được học thông qua LDP session này cũng bị huỷ

Như vậy, các LSR sử dụng Discovery message để thông báo sự hiện diện của chúng trong mạng bằng cách gởi Hello message định kỳ Một Hello message là một gói tin UDP được gởi multicast đến cổng LDP trên tất cả các Router có cùng subnet Khi hai

LSR phát hiện ra nhau thì một tiến trình khởi tạo được thực hiện thông qua giao thức

TCP Sau đó hai LSR này có thê trao đổi Label Advertisement message LDP sử dụng UDP cho Discovery message va TCP cho Adjacency (Session) message, Label

Advertisement message va Notification message Tất cả thông điệp LDP đều có cấu trúc chung là mét tap TLV (Type-Length-Value)

3 Hoạt đông của LDP:

Có 3 bước làm việc:

Bước I1: Phát hiện LDP (LDP Discovery) Phát hiện LDP là một cơ chế giúp giảm bớt yêu cầu của việc cấu hình LDP giữa các mạng ngang hàng bằng cách cho phép LSR phát hiện LDP của các LDP ngang hàng

LDP chứa giao thức phát hiện ra LSR láng giềng chạy trên nền UDP Bằng cách sử dụng cơ chế phát hiện đơn giản, mỗi LSR sẽ gởi multicast một thông điệp Hello

một cách định kỳ tới céng LDP ma tất cá các LSR đều có thể lắng nghe Những thông

điệp Hello này được chuyên tới tất cả các Router trong cùng một subnet Khi một LSR

Trang 36

trình trao đổi thông điệp Hello Trong suốt quá trình trao đổi thông điệp Hello, mỗi LSR

sẽ đưa ra một giá trị và gía trị nào nhỏ hơn trong hai giá trị đó sẽ được sử dụng làm thời

gian Hold Time

LDP định nghĩa hai cách để phát hiện LDP là:

e Phát hiện cơ bản (basic discovery): cách này dùng để phát hiện những kết

nối trực tiếp LDP giữa các LSR Đối với loại này thì một LSR gửi một

thông điệp Hello đến tất cả các Router trong cùng một subnet trên giao diện

mà LDP được cấu hình

e Phát hiện mở rộng (extend discovery): Cách này được sử dụng giữa các

LSR có kết nối không trực tiếp Trong trường hợp này, một LSR gửi một thông điệp Hello đến một địa chỉ IP đã được chỉ định sẵn

Thông điệp Hello mang LDP Id của không gian nhãn mà LSR muốn quảng bá, cũng như những thông tin khác

Khi một LSR nhận được một thông điệp Hello từ một LSR khác, nghĩa là LSR

và không gian nhãn đã được chỉ định của LSR này đã được phát hiện Sau khi hai LSR

phát hiện nhau, thì nó sẽ thiết lập một LDP session

Bước 2: Thiết lập phiên làm việc LDP phân phối nhãn giữa hai LSR yêu cầu

thiết lập LDP session Các LSR sau khi phát hiện ra nhau thì sẽ thiết lập LDP session qua các bước:

Bước 2.1: Thiết lập kết nối truyền tải Đối với nền Cisco, một LSR sẽ sử dụng

LDP Router Id cũng như địa chỉ IP nguồn của thông điệp Hello để làm địa chỉ IP đích

trong việc kết nối TCP Địa chỉ mà nó định sử dụng được chỉ định tới LSR nơi mà thông

điệp hello được gửi đến Và để thiết lập kết nối TCP, mỗi Router phải có địa chỉ IP kết

Trang 37

nối tới địa chỉ IP của một LSR khác để thực hiện việc kết nối Sau đó là thiết lập LDP

session dựa vào vai trò của từng LSR thành viên:

e Nếu AI (dia chi cba LSR1) > A2 (địa chỉ của LSR2), thì LSRI sẽ đóng vai trò chủ động, ngược lại thì nó đóng vai trò bị động

e Nếu LSRI là chủ động thì nó sẽ thiết lập một kết nối TCP LDP bang cách kết nối với cổng LDP trên LSR2 Còn nếu LSR1 là bị động thì nó sẽ chờ LSR2 thiết lập kết nối với nó

Bước 2.2; Khởi tạo phiên làm việc Sau khi kết nối được thiết lập, nếu LSRI là

chủ động, nó sẽ khởi tạo các tham số trong phiên làm việc bằng cách gởi thông điệp Initialization đến LSR2 Các tham số được thoả thuận bao gồm: Phiên bản của giao thức

LDP, phương thức phân phối nhãn, các giá trị thời gian, vùng VPUVCI cho ATM, vùng

DLCI cho Frame Relay Sự thoả thuận thành công hoàn thành việc thiết lập một phiên làm việc giữa LSRI và LSR2 Thông điệp Initialization mang LDP Id của không gian

nhãn của LSR gởi và LDP Id của không gian nhãn của LSR nhận

kết nối TCP do LSR2 quyết định Đầu tiên LSR1 sẽ so khớp LDP ld của

thông điệp Initialization với Hello Adjacency Một Hello Adiacency trùng khớp sẽ xác định không gian nhãn nội bộ cho phiên làm việc hiện tại Sau

đó LSRI sẽ kiểm tra xem các tham số trong phiên làm việc được định sẵn trong thông điệp đó có được chấp nhận hay không Nếu được chấp nhận

thi LSR1 sé tra lời bằng một thông điệp của riêng nó để định sẵn các tham

số cần sử dụng và một thông điệp KeepAlive để báo hiệu sự xác nhận các tham số của LSR2 Nhưng nếu các tham số này không được chấp nhận, thì

LSRI sẽ trả lời bằng cách gởi một thông điệp thông báo các tham số bị lỗi

hoặc bị từ chối khỏi phiên làm việc (Session Rejectel/Parameters Error Notification message) va dong kết nối TCP

o_ Nếu LSRI1 không thể tìm thấy một Hello Adjacency trùng khớp thì nó

sẽ gởi một thông báo lỗi không tới được hoặc bị từ chối khỏi phiên làm

Tiêu đề	Ứng dụng công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức trên môi trường mạng Cisco
Trường học	University of Science and Technology of Hanoi
Chuyên ngành	Networking and Communication
Thể loại	Graduation project
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hanoi

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	6,26 MB