Nghiên cứu triển khai mạng riêng ảo trên hạ tầng MPLS

Bảng định tuyến được xây dựng thông qua một trong 2 phương pháp sau : > Hoàn toàn bằng tay bởi nhà quản trị mạng > Thu thập thông qua các quá trình định tuyến động đang chạy trong mạng -

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC KYTHUAT CONG NGHE TP HCM

KHOA :DIEN —-DIEN TU NGANH : DIEN TU VIEN THONG

Trang 2

BQ GIAO DUC & DAO TAO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIET NAM

TRƯƠNG ĐẠI HỌC DI, KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Độc Lập - Tự Do — Hạnh Phúc

KHOA ĐIỆN ~ ĐIỆN TỪ

OO at

NHIEM VU LUAN AN TOT NGHIEP

Chú ý : SV phải đồng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

1 Đầu để luận án tốt nghiệp :

TREN AA ANG PLS ee Be ẤP TT KV Ễ Mà HH nh HH nh cà KH Ti Tà TT 1k cá ti ti kh TK TK KV KT xu Bá ch cá cà

2 Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đâu) :

uc Gia» -ưếc sthan há nam DP lẽ“ « “he ằ.ắố.H454 ssa euvasnaee

" Cdu/ tac aựag MÍL$ VÊN

Ain dinar bag cbugket ip ME Aaa opie WRF "

sua Gian -Hướ Akàh, “lun “.MIÊ-.Â@Ƒ

ssn “Talia Athan MPLS VEN

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án : 5/40/2008

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :2/4/ 2009

5 Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn

VTS Niguupérn Man, a Mu ư loaa b@ |

QD cceccees sseesevurnestnnanieunstanesensssseninisnsceecsintensitarsnvnassetceu 2/

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Ngày 2 tháng 7 năm 200,Ế {Ký và ghỉ rà họ lên)

Trang 3

Luận án tốt nghiệp 1 GVHD :Ths Nguyễn Văn Mùi

LOI CAM ON

Rog

Trải qua gần năm năm hoc tập tại trường Đại Học

Kỹ Thuật Công Nghệ ít nhiều đã để lại cho em những kỷ niệm đẹp của thời sinh viên Đặc biệt là các thây cô ở

khoa Điện-Điện tử đã tận tâm truyền đạt cho chúng em

những kiến thức vô cùng quí bắu cũng như giúp đỡ trong quãng thời gian trên Qua đó chúng em đã có được một nên tảng về chuyên môn của ngành học mà mình chọn

Nay em xin chân thành gởi lời cảm ơn này đến tắt cả các qui thay cô trong khoa Điện-Điện tử

Nhưng để hoàn thành được đỗ án tốt nghiệp lần

này, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn

Mùi — người đã tận tụy hướng dẫn em trong suốt quả

Trang 4

MỤC LỤC

Trang

Lời mở đầu 2222222222111 are 4

Chương I: Tống quan về IP routing và chuyển mạch ATM 6

I/ Phan loai giao thitc dinh tuyém c.sceccccsecssecssecssccsecesecssesseessseseeseveees 6

1.1.1/ Dy vao cach quan tiin c.ccccccscscssssesessesessessssesecsesssscasssesssseveeceses 6

1.1.2/ Dựa vào các giao thtte oo cecccceccscssssessssesesecsesecsessssssessesscscsesereveeseces 6

II/ Dinh tuyén tinh( static route) ccccscscscssesececesesesescscsestscscscsesesesees 11

1.2.2/ Hoạt động của định tuyến tĩnh LG HH HH ng re 12

1.2.3/ Câu hình đường cố định 222222 2222211521112111 E01 nsee 13

1.2.4/ Cầu hình đường mặc định cho router chuyển gói đi 14

1.2.5/ Kiểm tra cấu hình và xử lí sự cố của định tuyến tĩnh 15

1.2.5.1/ Kiểm tra cấu hình định tuyến tĩnh . 22stEEEEe 15

II/ Định tuyến động s2 SSst E211 2211122221112211111211nnEnnne 17

IV/ Định tuyến distance vectOr scscccsssscssssscssssesssssssssssessssssesesssecccsseees 19

VI/ Chuyén mach ATM.uuu ccsccsesscsssesssssscscssssssssssessssssvessstescsssescessececseseees 21

1.6/ Mang truyén théng ATM o cccecccseccsssccssseccssescsssesessessssseesesescesecceses 21

1.6.1.1/ Kỹ thuật truyền thong déng bO(STM) cccsscccsseccssecssecscssessseccssees 21

1.6.1.2/ Kỹ thuật truyền thong bat dng B6 ecccccccccssccccssscscccsessesssescsseeeee 22

1.6.2/ TE DAO ATM w.ceesessssssssccssscssssseesssuusssssssssessssssscesesessssesssusustantansssesen 23

1.6.2.1/ Hoạt động ctla ATM ccccececccscscsecssccsesesecsesesesesscscstsesessscsesveecees 23

1.6.2.2/ Các khái niỆm - 5s set EEESEEE71 1115511228 115515151 ceei 25

L.7.1/ TOng Quan cccccsccccccssscssssssssssssssssssssssssessssusscesssssessssssssssssssiveccssuvece 27

1.7.2/ Chuyén mạch cell và chuyển mạch ATM Sen 28

1.7.3/ Cấu trúc chuyển mạch 2222 2cc222211511111111 E0 0001 nnrng 29

ii

SVTH: Võ Tân Thành

Trang 5

Luan an tét nghiép 3 GVHD :Ths Nguyén Van Mui

_m>-.-—.————————-—————————————————————_——

1.7.4/ Xử lí nhãn định tuyến trong chuyển mạch -2-©22¿c22zz¿: 30 1.7.5/ Phân loại tổng quan trong hệ thống chuyển mạch 35

1.7.5.1/ Chuyển mạch không gian 2222 SSSs SESEE 011110111 nên 35

1.7.6.1/ Hàng đợi đầu vào -.-S2Ssc 2nnn 2111221111111 36

1.7.6.2/ Hang doi dau 1a ecccccsessssessssesessecsssesssessssesssecssecssecsssesssseseccsseeeees 36

1.7.6.3/ Hang doi trung tm ceeccccsescscssssssesessesesecsescescecsesesesscssersenes 37

2.1/ TOng Quam s.cccssecscsscsssvesssssscsecessssssssssssessssssessussessssssssessstsssssevecsseeeees 38

2.2/ Các kỹ thuật có trước liên quan đến kỹ thuật chuyển mạch nhãn 39 2.3/ Giới thiệu về MPLS 2s 22E11221111223112221512221121111E0EEnnne Al 2.4/ Nguyên tắc hoạt động của MPLS 2 22T 42

2.6/ Cấu trúc MPLS node -2s:2222222222 1222111521211 0111nnn 46

2.6.1/ Mặt phẳng chuyển tiếp(mặt phẳng đữ liệu) ¿-cseccccc¿ 47 2.6.2/ Mặt phăng điều khiển (control pÏane), -csscccxxsxcerseee 47

2.7.1/ Giao thức phân phối nhãn LDP -2-©2s2SSEEEEEEEE SE 57 2.7.2/ Hoạt động của giao thức phân phối nhãn 22 se csvzzz 59

3.1/ Cấu trúc mạng riéng 40 VPN cscsceccccssecccsssssecsssscsssssececssssssssssvecsssees 60

3.1.1/ Giới thiệu VPPN -s-Sce ST 2121121121111 11xEEEEEeEereree 60 3.1.2/ Các yêu cau Cho VPN.u.v ssesscsscsscsssessssecssscsssecsssescsscssssessstscssseesuccee 62 3.1.3/ Phân loại VPN sLt TS 2211111111111 21111 11EEEEEEnerereee 62 3.1.4/ Giao thức đường hầm VPN 0.202 2S 2n 2TEn SE nen 63 3.1.5/ Ưu điểm của mạng VPN 22 222ss 222E22222112012111 1111 66 3.1.6/ Tén tai cla mang VPN ou ccessccssceesscsssseccssssessssscsesssecessecssssssesssssees 67 3.2/ Giới thiệu về mạng MPLS VPN esceccsseessssccsseccssecsssessssecssesessesee 68 3.3/ Thuật ngữ và cấu trúc MPLS VPN 2E se 69

ii SSS

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 6

EE

3.3.1/ Thành phần và mô hình MPLS VPN 222222 70

3.3.2/ Mô hình định tuyến MPLS VPN u scscccscsecssessseesseesssecsescsesssereeses 71

3.4/ Bảng chuyền tiếp và định tuyến ảo VREF c.ccccrscrveccscce 72

3.5/ Route Distinguisher , MP-BGP , Route Target và Address-family 76

3.5.1/ Route Distinguisher c.cccccccscscsecscssssssscsesscessesestsseseacscsesscseesees 76

3.5.2/ MP-BGP cho mang MPLS VPN cccccsssscscsecesecsesesesscsesescscsecseees 78

3.5.3/ Route Target .ccccsccscssssscsssssssssesessstscscsesscesscasaessscisscscavsecseees 79

3.5.4/ Họ địa chi(Address family) .c c.cccccecsscscssssssessesssssecsessesesesseseess 83

4.1/ Thiét bi can thigt cccceccccsssssesscccsssecsssssssevecsesssssesssesssssessesessee 84

4.2/ Téng quan bai lab .sssccsscssccssssssssessssssessssssseccssssesessssuvesssssessessssees 84

4.3/ Triển khai mang MPLS VPN tai Viét Nam occeccsccccccsssccscosssseccssse 112

Kết luận và hướng phát triển đề tài Tàn 116

a

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 7

LỜI MỞ ĐẦU

ale

Trong những năm gan day, ngành công nghệ viễn thông đã và đang tìm một phương

thức chuyển mạch có thể kết hợp điểm mạnh của định tuyến IP và khả năng chuyền

mạch nhanh của ATM Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS-Multi-

protocol Label Switching) đã kế thừa các ưu điểm đó bởi lẽ nó có thể hoạt động được

với các giao thức định tuyến Internet khác như OSPF (Open Short First) và BGP

(Border Gateway Protocol), hỗ trợ điều khiển lưu lượng, cho phép thiết lập tuyến cố

định, đảm bảo chất lượng dịch vụ

Hơn nữa MPLS còn là một công nghệ bảo mật nhờ cơ chế chuyển mạch nhãn

nên thích hợp với các vấn đề bảo đảm an toàn thông tin trên mạng riêng ảo VPN

MPLS-VPN đây là một ứng dụng rất quan trọng đáp ứng các yêu cầu của các mạng

riêng sử dụng hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia với những yêu cầu khác nhau về độ an

toàn, bảo mật, và chất lượng dịch vụ

Xuất phát từ khả năng ứng dụng thực tế của MPLS-VPN dẫn đến việc em chọn

tên dé tai la “NGHIEN CUU TRIEN KHAI MANG RIENG AO TREN HA TANG

MPLS” Với mảng đề tài mới này em đã bắt tay vào việc xây dựng được mô hình một

mạng MPLS-VPN đơn giản dựa trên mạng IP truyền thống bằng việc cấu hình trên các

thiết bị Router Cisco C3620

Mặc dù đã rất nô lực đê tiếp cận vấn đê một cách toàn điện nhát cùng với sự

giúp đỡ từ quý thây cô, song chúng em hiểu răng luận án nghiên cứu nay van con

những hạn chê, thiêu sót nhất định Rất mong nhận được sự đóng góp, chỉ bảo của quỷ

thây cô cũng như các bạn để luận án được hoàn thiện hơn

SVTH

V6 Tan Thanh

TS

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 8

CHƯƠNG I TONG QUAN VE IP ROUTING VA

CHUYEN MACH ATM

I/ Phan loai giao thức định tuyến :

1.1.1/ Dựa vào cách quản trị :

- Nếu các mạng đích không gắn trực tiếp, thì Router phải học và tính toán tuyến tốt nhất để dùng khi chuyển tiếp frame đến những network khác Bảng định tuyến được xây dựng thông qua một trong 2 phương pháp sau :

> Hoàn toàn bằng tay bởi nhà quản trị mạng

> Thu thập thông qua các quá trình định tuyến động đang chạy trong mạng

- Có 2 cách để bảo Router chuyền tiếp các gói mà không được kết nối trực tiếp :

> Static routes - Những tuyến được học bởi Router khi nhà quản trị thiết lập bằng tay những tuyến này Nhà quản trị phải update bằng tay ngõ vào static route bất kế khi nào đồ hình mạng yêu cầu một update, chẳng hạn như trong suốt quá trình lỗi xảy ra trên đường truyền

> Dynamic routes - Những tuyén được học bởi Router từ một Router

khác hay các Router sau khi nhà quản trị cấu hình bằng một giao thức định tuyến Không như static routes, khi nhà quản trị mạng cho phép

định tuyến động, thì các tuyến sẽ được học một cách tự động từ các

Router khác Quá trình update thông tin định tuyến xảy ra thường xuyên

bắt kế khi nào thông tin topology mới được nhận từ các Router khác bên

Trang 9

Luận án tốt nghiệp 7 GVHD :Ths Nguyén Văn Mùi

Hình:1.1: Qua trinh trao d6i thong tin cua cdc Router

- Bén trong mét AS, cac giai thuat định tuyến IGP hầu hết được phân loại thành :

> Distance Vector - giải thuật định tuyến vector khoảng cách xác định hướng (vector) và khoảng cách (distance) đến bất kỳ kết nối trong mạng

Bao gồm RỊP & IGRP

> Link-state —- Nó cũng được gọi là đường dẫn đầu tiên ngắn nhất Đây là phương pháp tạo lại đồ hình chính xác của mạng đầu vào đã cho Bao

gồm OSPF và IS-IS

> Balanced hybrid — Phương pháp này kết hợp các giải thuật link-sate và distance vector EIGRP là một ví dụ của giao thức định tuyến balanced

hybrid Giao thức định tuyến hybrid mô tả bản chất của EIGRP là dùng

một database để làm cho các tuyến thay đổi luân phiên Nó tương tự như OSPF nhưng nó sử dụng các metric của distance vector như RIP và

IGRP, vì thế nó các ưu điểm của giao thức distance vector và link-state

EIGRP là một giao thức định tuyến distance vector hơn là giao thức link- state nhưng cách tốt nhất để mô tả EIGRP sẽ là giao thirc Diffusing Update bdi vi no dua trén giai thuat DUAL

- Phương pháp khác của việc phân loại giao thức định tuyến dựa trên mối liên quan

subnet cho các địa chỉ mạng IP Đầu tiên, các địa chỉ mạng IP được thiết kế dựa trên

sự phân lớp Mỗi lớp có một số lượng bit nhất định được sử dụng cho sự nhận dạng

phần network và các bit được sử dụng cho phần địa chỉ host Số lượng bit này hoàn

=ii——iiỷỷỷ=====

Trang 10

a

EES

toàn dựa vào địa chỉ; vì vậy, một giao thức định tuyến có thể xác định lớp của network

và biết phần địa chỉ nào sẽ được dùng để định dạng phần network trong bảng định

tuyến Khi các subnet được thêm vào lớp địa chỉ IP, thì các Router duy trì thông tin về

các subnet và không chuyên thông tin subnet về các tuyến giữa chúng với nhau

* Classful routing protocol :

> Khi dùng giao thức định tuyến classful, thì tất cả các subnet có lớp mạng giống nhau (A, B, C) phải sử dụng cùng subnet mask Điều này có nghĩa

là khoảng địa chỉ sẽ giống nhau trên mỗi network Hơn nữa, các Router đang chạy một giao thức định tuyến classful chỉ gởi một update về lớp mạng khi một update được gởi ngang qua một ranh giới mạng (một network number khác)

Khi một Router nhận update từ Router khác ngang qua mạng chứa network number giống nhau như là interface nhận , thì Router áp đặt subnet mask được cấu hình cho interface dé cho tat cả các update Nếu routing update chứa một network khác hơn routing update trên network

nhận, thì Router sẽ áp đặt giá trị subnet mask mặc định (dựa trên địa chỉ

lớp), như sau:

> Lớp A : mask mặc định là 255.0.0.0

> Lớp B : mask mặc định là 255.255.0.0

> Lớp C : mask mặc định là 255.255.255.0

Ví dụ về giao thức định tuyến classful như sau :

RIP Version 1 (RIP-1)

IGRP

* Classless routing protocol :

- Giao thức định tuyến classful đề ra việc đánh địa chỉ và phân chia một network dựa

trên các nhu cầu thực sự Khi subnet mask có chiều dài thay đổi (chiều dài subnet

mask khác nhau dựa trên các nhu cầu định địa chỉ) trở nên có thê sử dụng được, thì các

—_—Ï=—Ÿ.—iiỷỷ==ỷ77Eễừễ

Trang 11

—————————

giao thức định tuyến trở nên phức tạp hơn để chúng có thể quản lý các subnet mask IP

với các routing update Các giao thức này được goi la classless routing protocol

- Các giao thức định tuyến classless có thể được so sánh như các giao thức thế hệ 2 bởi

vì chúng được thiết kế để nhắn mạnh vào những điểm hạn chế của giao thức định

tuyến classful Tuy nhiên, các giao thức định tuyến classless không nhắn mạnh về lớp

địa chỉ và đưa thông tin subnet thực sự Điều này cho phép sự quản lý tốt hơn các địa

chỉ IP Một điểm lợi khác là khả năng để điều khiển các routing update bằng việc

summary các tuyến bằng tay giữa các network Nó rất hữu ích trong việc duy trì kích

thước của các bảng định tuyến Các ví dụ về giao thức định tuyến classless là như sau:

> RIP Version 2 (RIP-2)

Hình:1.2: Giao thức định tuyến classless

- Vẫn đề khác xảy ra với các giao thức định tuyến classful cần quan tâm default route

0.0.0.0 Một Router đang chạy giao thức định tuyến clasful chỉ dùng default route nếu

nó không kiến thức về network Ở hình 2, Router B được kết nối trực tiếp đến mạng

con 172.16.1.0 và có một default route để gởi tất cả các frame khác đến Router A

- Một Router đang chạy giao thức định tuyến classful thừa nhận rằng tất cả các subnet

của một network gắn trực tiếp được gởi đến trong bảng định tuyến IP Nếu một gói

được nhận với một địa chỉ đích bên trong một subnet không biết của network gan trực

tiếp, thì Router thừa nhận subnet không tồn tại và bỏ gói này Ở hình trên, nếu một

———.i=iiii

SVTH: Võ Tấn Thành

Trang 12

———_—_—————————

CS ppẸẸẶppD

thiết bị trên subnet 172.16.1.0 gởi một frame đến subnet 172.16.3.0, thì Router B sẽ bỏ

frame bởi vì nó sẽ không biết về subnet, là một phần của network chính 172.16.0.0

- Đối với thiết bị IOS của Cisco, nhà quản trị mạng có thé thay déi hoạt động này với

lénh ip classless cho phép mặc định :

Router (config) # ip classless

- Với lệnh ¡p classless được cấu hình, nếu một gói được nhận với một địa chỉ đích bên

trong một subnet không biết của một network gắn trực tiếp, Router dùng default route

va chuyén tiép frame dén Router nexi-hop, như được chi dinh trong static route

- Không có giải thuật định tuyến nào tốt nhất cho tất cả các mạng Tat cả giao thức

định tuyến đều cung cấp thông tin khác biệt nhau Hình 1.3 so sánh các tính chất của

các giao thức định tuyến :

Characteristic

| Distance vector

Link-state

Automatic route summarization

Manual route surmmarization

- Nhiều giao thức định tuyến và satic routes có thể được sử dụng cùng thời điểm Nếu

một vài source định tuyến đang cung cấp thông tin định tuyến thông dụng, thì một giá

trị AD được sử dụng để đánh giá độ tin cậy của mỗi source định tuyến Các giá trị AD

chỉ định cho phép phần mềm ISO của Cisco để phân biệt giữa các source của thông tin

định tuyến Đối với mỗi network đã học, IOS chọn tuyến từ source của thông tin định

tuyến với giá trị AD thấp nhất AD là một số nguyên từ 0 đến 255 Nói chung, nếu một

giao thức định tuyến với độ ưu tiên thấp hơn có một đường đi đến một network, thì nó

———————— EE

SVTH: V6 Tan Thành

Trang 13

Luận án tốt nghiệp ll GVHD :Ths Nguyễn Văn Mùi

Which gute is best?

va

IGRP Administrative

Hình:1.4: Mô tả độ ưu tiên

- Trong hình này, Router A đã học một đường đi RIP đến network E từ Router C, nhưng nó cũng học một đừơng đi IGRP đến network E từ Router B Trong trường hợp

này, IGRP có độ ưu tiên thấp hơn, vì vậy Router sẽ chọn tuyến đó

Hình 1.5 xét độ ưu tiên cho một số source của thông tin định tuyến

Route Source Default Distance Connected interface o

CC II ND.) 3

8 - C002 b route Ea) External BGP ”>ũ ect es ped Det sa

Em acl oe a S418 Coa ew SC ake

#mitrrraal ed aL al lfitarrval EGPP

KP cv 12 và vàn

Hình:1.5: Độ ưu tiên của thông tin định tuyến

IU Định tuyến tĩnh (static route)

1.2.1/Téng quan :

- Đối với định tuyến tĩnh thì các thông tin về đường đi phải do người quản trị mạng

cấu hình cho Router Khi cấu trúc mạng có bất kỳ sự thay đổi nào thì người quản trị

mạng phải xóa hoặc thêm thông tin về đường đi cho Router Những đường như vậy

——iiiiiỷ==

Trang 14

Luận án tốt nghiệp ee 12 GVHD :Ths Nguyén Văn Mùi

—ỄễẼ Š®ẽễễẰ

gọi là đường cô định Đối với hệ thống mạng lớn thì việc cập nhật bảng định tuyến thì

mắt rất nhiều thời gian Còn đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có sự thay đổi thì việc này

ít tốn thời gian hơn Chính vì ở chế độ định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị mạng

phải cấu hình mọi thông tin về đường đi cho Router nên nó không có tính linh hoạt

như định tuyến động Trong hệ thống mạng lớn thì người ta kết hợp giữa định tuyến

động và định tuyến tĩnh cho những mục đích đặc biệt

1.2.2/ Hoạt động của định tuyến tĩnh :

- Hoạt động của định tuyến tĩnh chia làm 3 bước sau:

> Đầu tiên người quản trị mạng phải cấu hình các đường cố định cho Router

> Router cài đặt các đường này vào bảng định tuyến

> Gói đữ liệu được định tuyến theo các đường cố định này

- Ở chế độ định tuyến tĩnh Router phải được cấu hình bằng tay Người quản trị mạng

phải cấu hình đường cố định cho Router băng lệnh ip route Cấu trúc của lệnh ip route

nhu sau:

Router(config)#ip route <destination net> <subnet mask> <outgoing interface>

- Ví dụ trên cho ta thấy được cách cấu hình đường cố định cho Router

Hoboken(config)#ip route 172.16.1.1 255.255.255.0 sl

SVTH: Võ Tân Thanh

Trang 15

Router Hoboken Điểm khác nhau của hai câu lệnh trên là độ ưu tiên của hai đường cố

định tương ứng trên bảng định tuyến của Router sẽ khác nhau

-Độ ưu tiên là một thông số đo đường đi Chỉ số này càng thấp thì độ tin cậy càng cao

Do đó, nếu đến cùng một đích thì con đường nào có độ ưu tiên thấp hơn thì đường đó

được đặt vào bảng định tuyến của Router trước Trong ví dụ trên đường cố định sử

dụng địa chỉ ip của trạm kế tiếp có độ ưu tiên mặc định là 1, còn đường cố định sử

dụng công ra có độ ưu tiên mặc định là 0 Nếu ta muốn chỉ định độ ưu tiên thay vì sử dụng giá trị mặc định thì ta thêm thông số này vào sau thông số về công ra/địa chỉ ip tram ké tiép của câu lệnh Giá trị độ ưu tiên này năm trong khoảng từ 0 đến 255

Ví dụ: Hoboken(config)#ip route 172.16.1.1 255.255.255.0 172.16.3.1 21

- Đôi khi chúng ta sử dụng đường có định làm đường dự phòng cho đường định tuyến

động Router sẻ sử dụng đường cố định khi đường định tuyến động bị đứt Để thực hiện được điều này, ta chỉ cần đặt độ ưu tiên của đường cố định nhỏ cao hơn độ ưu tiên

của giao thức định tuyến đang sử dụng

1.2.3/ Cấu hình đường cố định :

-Sau đây là các bước cấu hình đường cố định:

Xác định tất cá các mạng đích cần cấu hình, subnetmask tương ứng và gateway tương ứng Gateway có thể là cổng kế tiếp trên Router hoặc địa chỉ của trạm kế tiếp để đến mạng đích

l Ta phải vào chê độ câu hình toàn cục của Router

ii

Trang 16

LL

TT TT TT T—TT—TTTFƑ —Ƒ —

2 Khi vào chế độ cấu hình toàn cục ta nhập lénh ip route với địa chỉ đích là

subnet mask tuong ứng và gateway tương ứng mà ta xác định ờ bước 1 Nếu cần ta thêm thông số về độ ưu tiên

3 Lập lại bước 3 cho những mạng đích khác

4 Thoát khỏi chế độ cấu hình toàn Cục

5 Lưu tập tin cầu hình đang hoạt động thành tập tin cấu hình khởi động bằng lệnh

copy running-config starup-config

- Ví dụ ở trên cấu hình đường cố định cho cấu trúc mạng chỉ có 3 Router kết nối đơn giản Trên Router Hoboken ta cấu hình đường đi tới mạng 172.16.1.1/24 và mạng 172.16.5.1/24

-Khi Hoboken định tuyến cho các gói dữ liệu đến mạng dich 172.16.1.1/24 thì nó sẻ sử

dụng các đường đi cố định mà ta đã cấu hình cho nó để định tuyến với Router Sterling,

còn gói nào đến mạng đích là 172.16.5.2 thì đến Router Waycross

- Ở câu lệnh (a) trên, cả 2 câu lệnh điều chỉ đường có định cho Router thông qua các céng trén Router Trong câu lệnh này không chỉ định độ ưu tiên nên trên bảng định

tuyến độ ưu tiên mặc định của 2 đường này bằng không độ ưu tiên bằng 0 tương

đương với mạng kết nối trực tiếp vào Router

- Ở câu lệnh (b) trên, cả 2 câu lệnh trên điều chỉ đường cố định cho Router thông qua địa chỉ của Router kế tiếp Đường tới mạng 172.16.1.1/24 có địa chỉ của Router kế tiếp

là 172.16.3.1⁄24, đường tới mạng 172.16.5.1⁄24 có địa chỉ Router kế tiếp là

172.16.4.2/24 Trong 2 ccâu lệnh này cũng không có độ ưu tiên nên độ ưu tiên của 2

đường này tương ứng với độ ưu tiên mặc định là 1

1.2.4/ Câu hình đường mặc định cho Router chuyén gói đi

- Đường mặc định là đường mà Router sử dụng trong trường hợp Router không tìm thấy đường đi nào phù hợp trong bản định tuyến để đưa gói dữ liệu đến mạng đích

Chúng ta thường cấu hình đường mặc định là đường ra internet của Router vì Router không cần phải lưu thông tin định tuyến tới mạng trên internet Lệnh cấu hình đường mặc định

—iiỷ=E—

SEE

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 17

_ how to feach all networks nol

“directly canneatod to ma -

IP route 0.0.0.0 0.0.0.0 [net-hos-address / outgoing interface]

- Subnet mask 0.0.0.0 khi thuc hién phép toán AND với bất kỳ địa chỉ mạng nào củng

có kết quả là mạng 0.0.0.0 Do đó, khi gói dử liệu nào không tìm thấy đường ổi nào

phù hợp thì gói đữ liệu đó được định tuyến đến mạng 0.0.0.0

- Sau đây là các bước cấu hình đường mặc định:

+ Vào chế độ cấu hình toàn Cục

+ Nhập lệnh ip route với mạng đích là 0.0.0.0 va subnet mask tương ứng là 0.0.0.0

Gateway của đường mặc định có thể là cổng giao tiếp của Router với mạng bên ngoài

hoặc là địa chỉ ip của mạng kế tiếp Thông thường người ta thường sử dụng địa chỉ ip

của mạng kế tiếp làm Gateway

+ Thoát khỏi chế độ cấu hình toàn cục

+ Lưu lại tập tin cấu hình khởi động trong NVRAM bằng lệnh copy running-

config startup-config

1.2.5/ Kiểm tra cấu hình và xử lý sự cố của định tuyến tĩnh :

1.2.5.1/ Kiểm tra cấu hình định tuyến tĩnh

——ii—ớ

Trang 18

Luận án tốt nghiệp 16 GVHD :Ths Nguyén Van Mùi

eR

- Sau khi cầu hình đường cố định, chúng ta phải kiểm tra lại bảng định tuyến đã có

những đường mà chúng ta đã cấu hình hay chưa, hoạt động định tuyến có đúng hay

không Ta dùng lệnh show run-config để kiểm tra nội dung tập tin mà ta đã cấu hình

đang chạy trên RAM xem cấu hình có đúng hay không Sau đó dùng lệnh Show ip

route để xem những đường cố định mà ta đã cấu hình trong bảng định tuyến

- Sau đây là các bước kiểm tra cấu hình định tuyến tĩnh:

+ Ở chế độ đặc quyên, ta nhập lệnh show running-confg để xem tập tin cấu

+ kiểm tra cấu hình đường truyền cố định có đúng hay sai.Nếu sai ta vào chế độ

cầu hình toàn cục xóa đi lệnh nhập vào lệnh mới

i - IS-IS, Ll - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia -

IS-IS inter area

* - candidate default, U - per-user static route, o -

ODR

P - periodic downloaded static route

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 19

Gateway of last resort is not set

172.16.0.0/24 is subnetted, 5 subnets

C 172.16.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0

172.16.2.0 is directly connected, Serial0/1/0 172.16.3.0 [1/0] via 172.16.2.2

- Xét ví dụ trên Router Hoboken đã được cấu hình đường cố định đến mạng 172.16.1.0

của Router Sterling và mạng 172.16.5.0 của Router Waycross.Với cấu hình như trên

thi mang 172.16.1.0 6 Router Sterling khéng thể chuyển dữ liệu đến mạng 172.16.5.0

được Ta ở Sterling thực hiện lệnh ping đến mạng 172.16.5.1 lệnh này không thành

công Sau đó ta dùng lệnh tranceroute cho thấy Router Sterling nhận được gói ICMP

trả lời từ Router Hoboken mà không nhận được từ Router Waycross Điều này cho

thấy lỗi có thể nằm ở Router Hoboken hoặc Router Waycross Ta ở Router Hoboken

thực hiện lệnh ping đến mạng 172.168.5.1 lệnh ping này thành công vì Router

Hoboken kết nối trực tiếp với Waysross

Router#ping 172.16.5.1

Type escape sequence to abort

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.5.1, timeout is 2

seconds:

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max =

20/28/40 ms

HI/ Dinh tuyén d6ng (Dynamic route)

- Mặc dù một vài loại giao thức định tuyến khác nhau đang tồn tại và tất cả thực hiện

các chức năng cơ bản đều giống nhau, nhưng hoạt động của chúng và cấu hình thì hơi

khác nhau Dé thực hiện một giao thức định tuyến động, cần thực hiện như sau:

> Chọn một giao thức định tuyến, chẳng hạn nhu RIP, IGRP, EIGRP hay

OSPF

—

NNENSEGEEESSGSESES

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 20

Network

160.89.0.0

Hình:1.8: Cách chọn giao thức và thiết lập các network để được quảng bá

- Lệnh Router bắt đầu quá trình định tuyến Cú pháp lệnh như sau :

Router (config) # Router protocol [từ khoá]

trong đó :

> protocol la RIP, IGRP, OSPF hay EIGRP

> từ khoá đề cập một con sé Autonomous System (AS) hay process-id, được sử dụng với các giao thức yêu cầu thông tin nay chang hạn như IGRP, EIGRP, va OSPF

- Lệnh network là bắt buộc bởi vì nó cho phép quá trình định tuyến để xác định Interface nào sẽ tham gia vào việc gởi và nhận các routing update Lệnh network bắt đầu quá trình định tuyến trên tất cả các interface của Router có các địa chỉ IP bên trong phạm vi network được chỉ định Lệnh network cũng cho phép Router quảng bá network đến các Router khác Cú pháp cho lệnh này như sau:

Router (config-Router) # network network-number

¬ mem ==—=m=—=—. _ —_— _._Ố

H55

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 21

Luận án tốt nghiệp 19 GVHD :Ths Nguyén Van Mui

"77g

-Thông sô network-number chỉ rõ một network được kết nôi trực tiếp

- Thông số network-number đối với RIP và IGRP phải được dựa trên các con số của

lớp network chính, không phải là con số subnet hay các địa chỉ riêng bởi vì các

network classful networks Network number cũng phải nhận dạng một network mà

Router được kết nối trực tiếp về mặt vật lý

- Sau các bước thực hiện trên thì Router bắt đầu học các network và các đường đi có

sẵn trong mạng

IV/ Định tuyến distance vector:

* Đặt điểm của giao thức - Định tuyến theo vector khoảng cách nó copy bảng định

tuyến và truyền từ Router nay dén Router khác theo định kỳ Việc cập nhật giữa các

Router giúp trao đổi thông tin khi cấu trúc mạng thay đổi Thuật toán định tuyến theo

vector khoảng cách còn gọi là thuật toán Bellman-Ford.- Mỗi Router nhận bảng định

tuyến của Router láng giềng kết nối trực tiếp với nó Ví dụ như hình bên dưới Router

B nhận được thông tin từ Router A, sau đó Router B sẽ cộng thêm khoảng cách từ

Router B đến Router A (ví dụ như tăng số host lên) vào các thông tin định tuyến nhận

được từ A Khi đó Router B có bảng định tuyến mới và truyền bảng định tuyến này

cho Router lắng giềng khác là Router C Quá trình này xảy ra tượng tự với các Router

còn lại

Hình:1.9: Quá trình tăng số host

- Router xây dựng thông tin về khoảng cách đến các mạng khác ,từ đó xây dựng vào

bảo trì một cơ sở dữ liệu thông tin định tuyến trong mạng Tuy nhiên định tuyến theo

—————ễễễniEẴE _

Trang 22

liên kết trực tiếp với thì nó sẻ chọn đường đi tốt nhất dựa vào các thông tin nhận được

từ các Router láng giéng Vi dụ hình bên dưới , Router A nhận được được các thông tin

về mạng khác từ Router B.Các thông tin này được đặt trong bảng định tuyến với vector khoảng cách được tính toán lại cho biết RouterA tới mạng đích phải theo đường nào ,và khoảng cách bao nhiêu

V/ Định tuyến link-state :

* Đặt điểm của giao thức :

- Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết là thuật toán Dijkstras hay còn gọi là thuật toán SPF (Shortest Path First-tim đường đi ngắn nhất) Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện việc xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu đầy đủ về cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng

m——=—ssii=E

sSSSSSSSSSSSS

Trang 23

Luận án tốt nghiệp 21 GVHD :Ths Nguyén Van Mùi

se

- Dinh tuyén theo trạng thái đường lién két sir dung:

> Thông điệp thông báo trạng thái đường liên kết LSA (link-state

advertisement): LSA là một gói dữ liệu nhỏ mang thông tin định tuyến

được truyền giữa các Router

> Cơ sở đữ liệu về cấu trúc mạng: được xây dựng từ các thông tin thu thập

được từ các LSA

- Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết là thuật toán Dijkstras hay còn

gọi là thuật toán SPF (Shortest Path First-tìm đường đi ngắn nhất) Thuật toán định

tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện việc xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu

đầy đủ về cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng

- Định tuyến theo trạng thái đường liễn kết sử dụng:

>» Thông điệp thông báo trạng thái đường liên két LSA (link-state

advertisement): LSA là một gói dữ liệu nhỏ mang thông tin định tuyến

được truyền gitta cac Router

> Cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng: được xây dựng từ các thông tin thu thập

Trang 24

+ Cơ chế truyền rõ ràng, đơn giản -> đễ quản lý, dễ nhận biết dữ liệu thuộc kênh nào

* Nhược điểm :

+ Không sử dụng tối ưu băng thông cho phép

+ Băng thông sử dụng là cỗ định (24 kênh thoại)

+ Doi hỏi phải đồng bộ ký tự và đồng bộ khung Tốc độ các kênh như nhau

1.6.1.2/ Kỹ thuật truyền bắt đồng bộ (ATM) :

- Chia các thông tin thành các cell Kích thứơc cell là cố định

- Giảm khả năng điều khiển luồng và điều khiển lỗi => giảm việc xử lý thông tin điều

khiển trong cell ATM

- Hoạt động ở chế độ định hướng kết nói : thiết lập điều khiển và giải phóng kênh ảo

- Mạch ảo VC cho phép nhiều kết nối logic được ghép kênh trên một giao diện vật lý

( đường ảo, kênh ảo)

- Các đơn vị dữ liệu truyền trong những khe bằng nhau nhưng không cố định khe nào

dành riêng cho khe nào

- Bất cứ kênh nào muốn gửi dữ liệu mà có khe trống thì gửi một cell vào khe trống đó

một cách tuỳ ý

- Nếu khe nào không có dữ liệu thì sẽ lắp bằng những tế bào nhàn rỗi (idle cell)

* Ưu điểm:

+ Cơ chế truyền linh động và tận dụng băng thông, có thể sử dụng băng thông thừa

cho những kênh khác múôn kết nối vào mạng

+ Không cần đồng bộ khung vì không có cấu trúc khung, cho phép ghép nhiều kênh có

tốc độ khác nhau

* Nhược điểm:

+ Đòi hỏi cơ chế nhận biết đữ liệu trong khe thuộc kênh nảo

Nguyên lý ATM :- ATM là phương thức truyền tải mang đặc tính của chuyển mạch

gói, sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia không đồng bộ, bằng việc ghép các luồng

——iiiỷiỷ=ỷớ7EE

SVTH: Võ Tấn Thành

Trang 25

EE

tín hiệu vào các khối có kích thước có định gọi là tế bào Khái niệm không đồng bộ

trong ATM có nghĩa là các gói dữ liệu (tế bào) có thé được đưa lên mạng mà không

cần thỏa mãn các yêu cầu về định thời một cách chính xác như trong ghép kênh phân

chia thời gian đồng bộ Dữ liệu của mỗi nguồn không nhất thiết phải được sắp xếp

theo một chu kỳ thời gian Phương pháp này có ưu điểm là tối ưu hóa viêc sử dụng

kênh truyền dẫn, hỗ trợ các dịch vụ có tốc độ bit thay đổi (VBR-Variable Bit Rate) và

không liên tục (bursty) một cách hiệu quả

- ATM là kỹ thuật có tính liên kết, mà trong đó đường truyền sẽ được thiết lập trước

khi khách hàng trao đổi thông tin với nhau Điều này được thực hiện bởi thủ tục thiết

lập kết nối tại thời điểm bắt đầu và thủ tục giải phóng kết nối tại thời điểm kết thúc

Mỗi kết nối được cung cấp một dung lượng truyền tải (băng tần) nhất định trong điều

kiện có thể (ví dụ mạng còn đủ dung lượng để cung cấp) phụ thuộc vào yêu cầu của

khách hàng Điều này được thực hiện bằng thủ tục thiết lập kết nối của qua trình gọi là

điều khiển chấp nhận kết nối (CAC-Connection Admission Control) Qua trinh nay xir

lý các tham số của kết nối được thiết lập theo các yêu cầu của khách hàng Ngoài ra

còn có quá trình xử lý khác là điều khiển tham số khách hàng (UPC-User Parameter

Control) dùng để giám sát kết nối và đưa ra các xử lý nếu như các kết nối có xu hướng

vượt quá giới hạn của các tham số đã được chấp nhận

'GFC] VPI vPi Pvc VCI VCIIPTIla HEC Payload

4 bits [4 bis [4 bits [4 bits & bits 4 bits [3 bits ö & bits 48 Octets

Hinh:1.12: Té bao ATM

1.6.2.1/ Hoạt động của ATM :

- Truyền đữ liệu định hướng, chuyển mạch gói nhanh dựa trên ghép kênh không đồng

bộ phân chia theo thời gian

Cấu trúc header của ATM: một dùng cho UNI và một dùng cho NNI

—————iiiiiiinE

Trang 26

NTI ceil header

= GFC — generic flow control § ™ PT — payload type

® VPI / VCI — virtual path / a CLP — cell loss priority

Hình: 1.13: Cấu trúc header của ATM

bit VPI va 16 bit VCD đối v6i UNI và 28 bit (12 bit VPI va 16 bit VCI) đối với NNI

Dac tinh cơ bản của ATM là chuyển mạch xảy ra trên cơ sở giá trị VPI/VCI của các tế

bào, khi chuyển mạch dựa trên giá trị VPI thì được gọi là kết nối đường ảo và khi dựa

trên cả hai giá trị VPI/VCI thì gọi là kết nối kênh ảo

+PT_ Payload- Type: Kiểu thông tin gồm 3 bit dùng để chỉ thị thông tin được truyền là thông tin khách hàng hay thông tin mạng Nếu bit đầu tiên bằng 0 cho biết tế bào mang thông tin của người sử dụng, bằng 1 cho biết tế bào mang thông tin khai thác và bảo dưỡng (OAM) ở lớp ATM

- Bit thir 2 dé chỉ thi tắc nghén huéng di EFCI (Explicit Forward Congestiom

Indication) Bit thir 3 dugc ding boi AALS dé danh dau tế bào cuối cùng của thông

điệp (message) Cac gia trị và ý nghĩa của 3 bit PT được liệt kê trong bảng sau :

—— ŸŸÝ——]—_ŸÏÿÏĨÏ_Ÿ=—ỚÏ-Ÿ==

Trang 27

000 Thông tin của người sử dụng,EFCI=0,AAL5=0

010 Thông tin của người sử dụng,EFCI=1,AAL5=0

011 Thông tin của người sử dụng,EFECI=1,AAL5=1

101 Thông tin OAM đầu cuối-đầu cuối

110 Tế bào cấp phát tài nguyên

+ HEC _ Header Error Check: kiểm tra lỗi tiêu đề gồm 8 bit Trường này được xử lý ở

lớp vật lý và có thể được dùng để sửa các lỗi bị 1 lỗi bit hoặc để phát hiện các lỗi bị nhiều lỗi bit

- Giải thuật để xác định giá trị của HEC như sau: 4 byte header được viết dưới dạng đa

thức theo biến x rồi nhân với xŠ sau đó chia cho đa thức sinh G(x)=xŸ+x?+x+l; phần

đa thức dư sẽ được chuyển về chuỗi 8 bit, thực hiện cộng modul2 chuỗi này với

01010101 ta sẽ được giá trị của HEC

1.6.2.2/ Các khái niệm :

- NNI (Network-Network Interface): là giao diện giữa các nút mạng trong mạng ATM

và giữa các mạng khác với mạng ATM

- UNI ( User-Network Interface): là giao diện giữa mạng và người sử dụng UNI có thể là UNI riêng hay UNI công cộng

- Kênh ảo VC là kết nối logic trên đường truyền vật lý giữa 2 thực thể ATM

- Duong ao VP là tập hợp các kênh ảo VC

- VCI (Virtual Chanel Identifier) là giá trị nhận dạng kênh ảo để phân biệt kênh ảo này với kênh ảo khác

- VPI (Virtual Path Identifier) là giá trị nhận dạng đường ảo để phân biệt đường ảo này với đường ảo khác

Trang 28

Hình:1.14: Quan hệ giữa VC, VP và đường vật lý

>» VCL (VC Link) la lién két kênh ảo nối liền giữa 2 VC

> VPL (VP Link) la lién két đường ảo nối liền giữa 2 VP

> VCC (VC Connection) kết nối kênh ảo là chuỗi các liên kết kênh ảo nối tiếp

nhau từ đầu cuối đến đầu cuối

> VPC (VP Connection) két nối đường ảo là chuỗi các liên kết đường ảo nối tiếp

nhau

> SDU (Service Data Unit) : đơn vị dữ liệu dịch vụ : đữ liệu nhận từ lớp ở trên

nó VD ATM-SDU là đơn vị dữ liệu từ lớp AAL bên trên chuyển xuống lớp

ATM

> PCI (Protocol ) việc gắn header vào tế bào ATM nghĩa là gắn thành AMT-PCI

>» PDU (Protocol Data Unit) : sau khi nhan dir liệu từ lớp ngay trên nó dữ liệu

này được xử lý bởi lớp nhận (chia nhỏ, thêm header hay trailer) -> mỗi đơn vị

xử lý sau khi xử lý gọi là PDU

- Đầu cuối ATM gồm có:

>_B-TEI thiết bị đầu cuối B-ISDN

> B-TE2 thiết bị đầu cuối không là B-ISDN

Đối với thiết bị B-TE2 cần bộ B-TA (Broaband Terminal Adapter)

eee

Trang 29

¬———ỒỄPỄ>ỄỄŠ>5=———ễễo

> Private ATM Switch: B-NT2 (thiết bị đầu cuối mạng loại 2) trong B-ISDN

> Physical Termination: B-NT1 (thiét bị đầu cuối mang loai 1)

>» Public ATM Switch: B-LT/ET (Broadband LineTermination / Exchange Termination) - khối kết thúc trao đổi đữ liệu qua mạng công cộng

* Ưu điểm mạng ATM :

- Đặc tính truyền dẫn mềm dẻo : không giới hạn về tốc độ một kênh cũng như số lượng các kênh

- Đặc tính chuyển mạch phần cứng:

+ Trong chuyển mạch gói truyền thống, việc xử lý địa chỉ gói để chuyển mạch

thực hiện bằng phần mềm do kích thước gói không cố định

+ Với kích thước gói cố định, ATM xử lý chuyển mạch bằng phần cứng nên giảm thời gian chuyển mạch và tăng tốc độ truyền

- Đặc tính ghép và phân kênh trực tiếp, độc lập với tốc độ truyền

- Khả năng thiết lập các nhóm kênh ảo

- Sử dụng đường truyền hiệu quả

=> Từ những ưu điểm trên mạng ATM đã kết hợp các dịch vụ B-ISDN khác nhau,

đảm bảo được thời gian thực, sử dụng các kênh ảo để tránh hiện tượng trễ

Vil / CAC KY THUAT CHUYEN MACH TRONG MANG ATM

1.7.1/ Tổng quan:

CM mach-mach (Circuit Switching)

* Ưu điểm: thời gian trễ qua mạng thấp, giữ được sự trong suốt đữ liệu

khi kết nói và có thể truyền tốc độ cao, chuyển mạch đúng thời gian thực

* Khuyết điểm: Chuyển mạch-mạch sử dụng đường truyền không hiệu quả vì dung lượng kênh bị chiếm chỗ trong suốt quá trình kết nối mặc dù có những lúc không có

đữ liệu đê truyện

CM gói (Packet Switching)

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 30

_———.-n-= r-sryasarasa r-anaBEaiooiioooOoooiiornaranaaannnnnannnnnnsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn

Có thể hoạt động với sự thay đổi tốc độ dữ liệu, hiệu quả đường truyền lớn, trong

trường hợp lưu lượng tại một nút đầy thì vẫn có khả năng tiếp nhận dữ liệu

Không đáp ứng thời gian thực, thêm phần điều khiển trong định tuyến gói như sửa lỗi

và điều khiển luồng nên giảm lưu lượng truyền của mạng

- Chuyển mạch ATM là chuyển mạch không đồng bộ theo thời gian Các cell từ một

cổng và chuyển mạch đến một hay nhiều cổng ra tuỳ thuộc vào header Khi có một vài

cell từ các kết nối khác nhau cần gửi đữ liệu sẽ xảy ra hiện tượng tranh chấp, dẫn đến

một số cell sẽ giữ lại và gửi đi sau

- Do lưu lượng giữa các đường vào và ra thay đổi rất lớn tại một nút nên xảy ra hiện

tượng tắc nghẽn tức thời Vì vậy cần phải đảm bảo hệ số mất mat cell nim trong phạm

vi cho phép

1.7.2/ Chuyển mạch cell và chuyển mạch ATM:

- Chuyển mạch cell có thể xem là chuyên mạch gói chất lượng cao, ghép kênh dựa trên

những đơn vị dữ liệu có chiêu dài cố định

Hình : 1.15 Ghép kênh cell trên một kết nối vật lý

- ATM có tính định hướng kết nối (connection-oriented) Các thành phần trong bảng

tìm đường tại chuyển mạch hoàn toàn được xác định trước trong khi tìm đường để

thiết lập kết nối => Các chuyển mạch không cần thiết lập bảng định tuyến, chạy những

giải thuật tìm đường phức tạp

——Ÿ-=-ÏiÏ=

SEES

Trang 31

> Điều khiển ngõ vào IC: nối với các đường vào, nhận cell đến chuyển mạch

> Điều khiển ngõ ra OC: nối với các đường ra, chuyển các cell ra khỏi chuyển mạch

> Mạng liên kết: liên kết ngõ vào và ra để chuyển cell từ ngõ vào -> ngõ ra

Hoạt động của chuyển mạch:

- Khi cell đến ngõ vảo, chuyển mạch sẽ đọc chỉ số VPI và VCI (nhãn định tuyến trong header để xác định cell được chuyển đến ngõ ra nào VPI/VCI sẽ đổi thành giá trị mới phù hợp với ngõ ra, và tiếp theo cell được truyền đến qua mạng liên kết đến ngõ ra thích hợp

- Trong suốt quá trình chuyển mạch, hệ thống phải đám bảo chuyển các cell trên một kênh ảo VC sao cho thứ tự cell lúc ra đúng như thứ tự cell lúc vào chuyển mạch

- Ngoài ra khi cell đến ngõ vào, chuyển mạch sẽ kiểm tra phần HEC của cell Nếu phát hiện có sai, thì cell sẽ bị loại bỏ nhằm tránh chèn nhằm cell của kết nối này sang kết nối khác Và khi VPI/VCI của cell thay đổi xong thì phần HEC cũng được tính

toán lại

ESSERE

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 32

OC >

Oc

Hình:1.16 Cấu trúc chung của một phần tử chuyển mạch

- Chuyển mạch phải có cơ chế xử lý tắc nghẽn khi có tắc nghẽn xảy ra và cơ chế điều

khiển dé cập nhật bảng VPI/VCI

- Đánh giá chất lượng của chuyển mạch dựa vào các thông số:

> Ty lệ mat cell/chèn nhằm (cell loss/insertion ratio) thường khoảng 10#+10@'

> Tốc độ lỗi (Cell Error Rate: CER)

> Độ trễ (cell delay) thường khoảng 10 us

> Độ biến động trễ (cell jitter) khoảng 100 ps

Kết nối ATM: gồm 2bước thiết lập đường ảo và chuyến tiếp gói

1.7.4/ Xử lý nhãn định tuyến trong chuyển mạch:

Trang 33

Cell vao Hình:1.17: Xứ lý nhãn định tuyến trong chuyển mạch

- Có 2 loại chuyển mạch: chuyển mạch đường ảo (VP) và chuyển mạch kênh ảo (VC)

* Chuyển mạch đường ảo (Virtual Path) còn gọi là kết nối xuyên (crossconnects)

- Chuyén mach VP chi xtr lý VPI, không xử lý VCI của các cell Các kênh ảo trong

đường ảo không bị thay đổi Nói cách khác chuyển mạch VP là chuyển tat cả các kết

nối thuộc một VP này sang một VP khác

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 34

Luan an tét nghiép 32 GVHD :Ths Nguyén Van Mui

Hinh:1.18 Chuyén Mach

* Chuyển mạch kênh ảo (Virtual Chanel) xử lý cả VPI và VCI Cả đường ảo lẫn kênh

ảo có thể bị thay đổi

- Mỗi ngõ vào vật lý có một tập các bảng chứa các nhãn định tuyến riêng vì các nhãn

VPI/VCI chỉ có một giá trị duy nhất trong một ngõ vào vật lý 2 liên kết vật lý khác

nhau có thể có những cell mang cùng giá trị VPI/VCI

- Chuyển mạch có nhiệm vụ giữ các bảng kết nối kênh ảo và đường ảo của các ngõ vào vật lý Sau đó là hoạt động tra bảng nhăm mục đích định tuyến nội bộ trong chuyển mạch để chuyền cell về phía trước và tạo cho cell một giá trị VPI/VCI mới phù hợp với ngõ ra

* Chuyển mạch kênh ảo (Virtual Chanel) xử lý cả VPI và VCI Cả đường ảo lẫn kênh

ảo có thể bị thay đổi

- Mỗi ngõ vào vật lý có một tập các bảng chứa các nhãn định tuyến riêng vì các nhãn VPI/VCI chỉ có một giá trị duy nhất trong một ngõ vào vật lý 2 liên kết vật lý khác nhau có thể có những cell mang cùng gia tri VPI/VCI

- Chuyển mạch có nhiệm vụ giữ các bảng kết nối kênh ảo và đường ảo của các ngõ vào vật lý Sau đó là hoạt động tra bảng nhằm mục đích định tuyến nội bộ trong

Trang 35

Cell vào

Đưa thông tin định

tuyến đến hệ thống Thay đổi VPI

y

Hình : 1.19 Xử lý nhãn định tuyến của chuyển mach VP

Hoạt động xử lý nhãn định tuyến:

- Khi một tế bào đến từ một ngõ vào vật lý, giá trị VPI được sử dụng để tìm ra một

mục trong sô các mục của bảng VPI của ngõ vào vật lý đó

———-——iiiii-

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 36

sammie

- Khi đã tìm được mục, chuyển mạch sẽ xác định đường ảo (VP) này đã kết thúc tại chuyển mạch đó hay chưa Nếu kết nối đường ảo VPC được chuyển mạch, nghĩa là chưa kết thúc, số VPI này cần thay đổi còn VCI thì không đổi

- Nếu kết nối đường ảo kết thúc ở nút mạng này, VCI sẽ được sử dụng để tìm ra một mục trong bảng VCI Mỗi kết nối đường ảo kết thúc sẽ có một bảng VCI riêng Các giá trị VPL, VCI mới và thông tin định tuyến ngõ ra sẽ được lấy từ bang VCI

Việc gán VPI/VCI ở các chuyển mạch ATM:

Hinh:1.20: Chuyén mach ATM

1.7.5/ Phan loai tong quát trong hệ thống chuyển mach:

- Chuyên mạch ATM có thể được phân loại dựa vào các yếu tố sau:

> Phân loại theo chuyển mạch: chuyển mạch không gian và thời gian

> Phân loại theo trạng thái chặn trong

> Phân loại theo vị trí vùng đệm

1.7.5.1/ Chuyển mạch không gian:

- Cell di chuyén vat ly tir cc ng vo dén cc ng ra khe nhau Trong ATM, mang lin két thực hiện chức năng ny, thể hiện qua việc định tuyến bn trong chuyển mạch,cho phép

————iiii

Trang 37

Hình:1.21: Chuyển mạch không gian

1.7.5.2/ Chuyển mạch thời gian:

Ngõ vào Ngõ ra

vi Chuyên mạch thời gian X

Hình:1.22: Chuyển mạch thời gian

- Thông tin được đi chuyển từ khe thời gian này đến khe thời gian khác từ ngõ vào đến

ngõ ra Kỹ thuật đồng bộ STM dùng nguyên lý chuyển đổi khe thời gian TSI (Time

Slot Interchange) Trong khi đó ATM không có việc nhận dạng khe thời gian thuộc về kênh nào mà các cell được định nghĩa bằng nhãn VPI/VCI Do đó, các cell đến từ ngõ vào khác nhau trong các khe thời gian khác nhau có thể chuyển đến các ngõ ra khác nhau tại khe thời gian đó

- Hai hay nhiều kết nối logic cùng nối đến một ngõ ra và chiếm cùng khe thời gian Van dé nay duoc giải quyết bằng phương pháp hàng đợi (queuing) Trong ATM hàng

đợi sẽ quyết định cell nào ra trước cell nao ra sau và quyết định khe thời gian cho các

ii

Trang 38

1.7.6.1/ Hàng đợi đầu vào:

- Cài đặt tại các điều khiển ngõ vào (IC) Mỗi ngõ vào sẽ được nối với hàng đợi đầu

vào Bộ phận xử lý logic (arbitration logic) sẽ tính toán và quyết định bộ đệm nào

được phục vụ tại thời điểm nào để không xảy ra tranh chấp Bộ phận xử lý này có thể

đơn giản như luân phiên phục vụ hàng đợi hay cũng có thể phức tạp như phục vụ hàng đợi nào dài nhât đê giữ cho chiêu dài hàng đợi của các bộ đệm là như nhau

- Đồi hỏi chiều dài hàng đợi lớn

1.7.6.2/ Hàng đợi đầu ra:

SVTH: V6 Tan Thanh

Trang 39

- Cai đặt tại các điều khiển ngõ ra (OC) Khi có nhiều cell đi đến muốn qua mạng liên

kết đến cùng một ngõ ra thì đòi hỏi phải có sự di chuyển nội bộ tốc độ cao Do vậy dé

không nghẽn thì mạng liên kết và bộ đệm ngõ ra phải xử lý N cell trong một chu kỳ

cell (cell time) với chuyển mạch có N điều khiến ngõ vào

Cầu trúc chuyên — mạch

Hình 1.24: Hàng đợi đầu ra Hàng đợi

* Ưu điểm: không cần bộ xử lý luận lý và nguyên lý xếp hàng đơn giản vẫn là FIFO 1.7.6.3/ Hàng đợi trung tâm:

- Mỗi cell đến từ ngõ vào sẽ được lưu trữ trực tiếp trong hàng đợi trung tâm Mỗi ngõ

ra sẽ chọn những cell muốn đến đó đang được lưu lại tại các hàng đợi trung tâm theo nguyên lý FIFO

Trang 40

CHUONG II: TONG QUAN VE MANG MPLS

2.1/ Tổng quan:

- Cùng với sự phát triển mạnh của Internet, nhu cầu đòi hỏi khả năng mở rộng mạng

lớn (dễ dàng nâng cấp), việc định tuyến (chuyền tiếp) phải dé dang hon và nhanh hơn,

cùng một lúc cung cấp được nhiều dịch vụ khác nhau (voice, data, video) và mỗi loại dịch vụ phải đảm bảo chất lượng Trong khi mạng IP truyền thống khó cung cấp các

yêu cầu trên, một yêu cầu đáng chú ý là phải làm việc liên mạng IP với nhau

Sau đây ta sẽ phân tích ưu nhược điểm của một số kiến trúc mạng đã có từ trước cũng như trên cơ sở đó là sự phát triển của công nghệ mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS)

- Mỗi router phải thực hiện các quá trình chuyển tiếp độc lập dựa trên các địa chỉ IP

- Định tuyến IP không thể mô tả đễ hiểu một con đường trên mạng

- Header dài ít nhất là 20 byte

- Định tuyến dựa trên lớp mạng: chậm hơn là chuyển mạch

> ATM

- Cung cấp cho IP một “lớp báo hiệu” (sipnaling layer)

-Hoạt động định hướng kết nối VPI, VCI Do đó hỗ trợ QoS

-Chuyén mạch các gói nhanh hơn với kích thước cố định (53 byte)

- Tích hợp các loại lưu lượng dữ liệu khác nhau như voice, data, video

Nhược điểm:

ii

Tiêu đề	Nghiên cứu triển khai mạng riêng ảo trên hạ tầng MPLS
Trường học	Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Mạng máy tính
Thể loại	đề tài đại học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	122
Dung lượng	6,07 MB