Giới thiệu tổng quan về QOS trong MPLS

Giới thiệu tổng quan về QOS trong MPLS

CH ƯƠ NG 1: GI I THI U M T S TH H M NG Ớ Ệ Ộ Ố Ế Ệ Ạ 1.1 M NG IP Ạ

a Chuy n ti p IP và nh ng h n ch c a nó ể ế ữ ạ ế ủ

Nh ta đã bi t, Internet là m t t p h p các m ng k t n i v i nhau dùng đ chuy nư ế ộ ậ ợ ạ ế ố ớ ể ể

ti p gói tin gi a các host s d ng IP IP cung c p d ch v đóng gói vô hế ữ ử ụ ấ ị ụ ướng, không có

s đ m b o phân ph i gói tin Trong mô hình Internet các h th ng dùng đ chuy nự ả ả ố ệ ố ể ể

ti p gói tin g i là Router dùng đ chuy n ti p gói tin đ n đích Đ th c hi n đi u nàyế ọ ể ể ế ế ể ự ệ ềrouter c n xác đ nh nexthop và interface ngõ ra đ chuy n ti p gói tin Thông tin này cóầ ị ể ể ế

được thông qua các thông tin đ nh tuy n đị ế ượ ử ục s d ng đ xây d ng b ng chuy n ti pể ự ả ể ế gói tin (Forwarding Information Base –FIB)

Ti n trình chuy n ti p gói tin g m 3 ho t đ ng sau:ế ể ế ồ ạ ộ

+ Tìm đ a ch đ xác đ nh interface ngõ raị ỉ ể ị

+ Chuy n ti p gói tinể ế

+ Phân l ch.ị

Hình 1.1: Chuy n ti p gói tin trong IPể ế

M i router duy trì m t b ng đ nh tuy n h c đỗ ộ ả ị ế ọ ược thông qua các giao th c đ nh tuy nứ ị ế

ho c đ nh tuy n tĩnh B ng đ nh tuy n này có th có kích thặ ị ế ả ị ế ể ướ ực c c kì l n, trongớInternet nó có th có đ n 50 ngàn entry Đ i v i m i gói tin đi vào router, đ a ch IPể ế ố ớ ỗ ị ỉ đích s đẽ ược ki m tra, d a vào thông tin trong b ng đ nh tuy n s xác đ nh hop kể ự ả ị ế ẽ ị ế

ti p và interface ngõ ra đ chuy n ti p gói tin Quy t đ nh chuy n ti p đế ể ể ế ế ị ể ế ược th c hi nự ệ

đ c l p trên m i router trong m ng Ngoài ra, vi c s d ng subnet mask yêu c u đ aộ ậ ỗ ạ ệ ử ụ ầ ị

ch IP đích trong mào đ u c a gói tin đi vào ph i thích h p v i mask trong b ng đ nhỉ ầ ủ ả ợ ớ ả ị tuy n, nghĩa là d a trên quy t c "longest match" đ xem th entry nào có mask v i sế ự ắ ể ử ớ ố bit đúng nh t v i đ a ch gói tin s đấ ớ ị ỉ ẽ ược dùng làm thông tin chuy n ti p Do đó,ể ế

chuy n ti p IP có th để ế ể ược xem là ti n trình ánh x m i đ a ch IP đích đ n hop kế ạ ỗ ị ỉ ế ế

ti p Vì m i router có s lế ỗ ố ượng next-hop gi i h n, nên chuy n ti p IP có th đớ ạ ể ế ể ượ cxem nh là quá trình ánh x t p h p các gói tin vào s next-hop gi i h n đó ho cư ạ ậ ợ ố ớ ạ ặ

tương đương v i s lớ ố ượng subnet trên router T t c các gói tin trong m t subnetấ ả ộ

không có s phân bi t nhau và đự ệ ược chuy n ti p theo cùng m t phể ế ộ ương th c xác đ nh,ứ ịchúng đi qua cùng m t độ ường d n đ n m ng M t nhóm gói tin nh v y đẫ ế ạ ộ ư ậ ược g i làọ

l p chuy n ti p tớ ể ế ương đương FEC (Forwarding Equivalence Class) Khi gói tin dichuy n đ n đích cu i cùng, m i router d c để ế ố ỗ ọ ường đi s ki m tra đ a ch đích c a góiẽ ể ị ỉ ủtin và đăng kí nó đ n FEC ế

th i gian tìm ki m, th i gian c p nh t, và t n b nh x lý, t n CPU.ờ ế ờ ậ ậ ố ộ ớ ử ố

T t c ti n trình đ nh tuy n và chuy n ti p nói trên đây di n ra l p Network Cácấ ả ế ị ế ể ế ễ ở ớrouter có th k t n i tr c ti p v i nhau theo mô hình đi m-đi m, ho c là có th k tể ế ố ự ế ớ ể ể ặ ể ế

n i v i nhau b ng các switch m ng LAN hay m ng WAN (ví d m ng Frame Relay,ố ớ ằ ạ ạ ụ ạATM)

ph c t p h n nhi u Đứ ạ ơ ề ường đi c a gói tin trong m ng WAN l p 2 đủ ạ ớ ược thi t l p thế ậ ủ công và ch đỉ ược thi t l p khi có yêu c u Thi t b đ nh tuy n biên m ng l p 2ế ậ ầ ế ị ị ế ở ạ ớ(ingress router) mu n chuy n d li u đ n thi t b ngõ ra (egress router) c n thi t l pố ể ữ ệ ế ế ị ầ ế ậ

ho c là k t n i tr c ti p đ n egress router (k t n i này đặ ế ố ự ế ế ế ố ược g i là các kênh o VC)ọ ả

+ M i l n m t router m i k t n i vào m ng WAN lõi, m t kênh o ph i đỗ ầ ộ ớ ế ố ạ ộ ả ả ược thi tế

l p gi a router này và router khác (n u có nhu c u c n chuy n ti p gói tin t i u).ậ ữ ế ầ ầ ể ế ố ư+ V i vi c c u hình giao th c đ nh tuy n, m i router g n vào m ng WAN l p 2 (đớ ệ ấ ứ ị ế ỗ ắ ạ ớ ượ cxây d ng v i các ATM hay Frame Relay switch) c n có m t kênh o dành trự ớ ầ ộ ả ước v iớ

m i router khác k t n i vào m ng lõi đó Đ đ t đỗ ế ố ạ ể ạ ược đ d phòng mong mu n, m iộ ự ố ỗ

router cũng ph i thi t l p m i quan h c n k đ nh tuy n v i router khác K t qu làả ế ậ ố ệ ậ ề ị ế ớ ế ả

t o ra mô hình m ng full-mesh, trong đó b n thân m i router s n m gi m t s lạ ạ ả ỗ ẽ ắ ữ ộ ố ượ ng

l n láng gi ng có m i quan h c n k v giao th c đ nh tuy n, t đó t o ra l u lớ ề ố ệ ậ ề ề ứ ị ế ừ ạ ư ượ ng

đ nh tuy n v i s lị ế ớ ố ượng l n.ớ

+ Khó mà bi t chính xác bao nhiêu l u lế ư ượng ch y gi a trên hai router trong m ng.ạ ữ ạ

T nh ng h n ch nói trên rõ ràng c n ph i có m t c ch khác đ có th trao đ iừ ữ ạ ế ầ ả ộ ơ ế ể ể ổ thông tin l p m ng gi a các router và WAN switch, và đ cho phép các switch tham giaớ ạ ữ ểvào ti n trình quy t đ nh chuy n ti p gói tin t c là không c n ph i có các kênh o gi aế ế ị ể ế ứ ầ ả ả ữ các router biên n a Đ đ t đữ ể ạ ượ ực s chuy n ti p nh v y thì trong b t kì môi trể ế ư ậ ấ ườ ng

m ng nào các thi t b chuy n ti p không nên ph thu c vào thông tin có trong mào đ uạ ế ị ể ế ụ ộ ầ gói tin, thi t b này ch c n chuy n m ch gói tin t ingress router đ n egress router màế ị ỉ ầ ể ạ ừ ếkhông c n phân tích đ a ch IP ầ ị ỉ

đích có trong gói tin Do đó, đ i v i m i gói tin đố ớ ỗ ược chuy n ti p s có m t nhãnể ế ẽ ộ

được thêm vào, nhãn này s đ m trách các v n đ chuy n ti p gói tin đ n đích, cácẽ ả ấ ề ể ế ế

v n đ v QoS, v.v nghĩa là chuy n ti p gói tin d a trên nhãn B t kỳ s thay đ iấ ề ề ể ế ự ấ ự ổ nào trong ti n trình quy t đ nh s đế ế ị ẽ ược thông báo cho router khác trong m ng thôngạqua vi c phân ph i m t nhãn m i Đó là lý do ra đ i c a MPLS (Multiprotocol Labelệ ố ộ ớ ờ ủSwitching) - công ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c.ệ ể ạ ứ

1.2 M NG MPLS Ạ

MPLS là công ngh thệ ường dùng trong m ng core, b i vì trong m ng core là n i màạ ở ạ ơ

m i d li u c a c a các m ng thuê bao đ u đ v đây trọ ữ ệ ủ ủ ạ ề ổ ề ước khi t i đích, vì v y nó sớ ậ ẽ

ch u m t t i tr ng r t l n n u ch s d ng các công ngh bình thị ộ ả ọ ấ ớ ế ỉ ử ụ ệ ường thì vi c x y raệ ảngh n m ng là không th tránh kh i, m ng MPLS có th đáp ng đẽ ạ ể ỏ ạ ể ứ ược các yêu c uầ

kh c khe trên, nó s d ng chuy n m ch nhãn (Swithcing Label) ch không routing nhắ ử ụ ể ạ ứ ư

m ng IP.ạ

M t m ng MPLS đi n hình:ộ ạ ể

Hình 1.3: M ng MPLSạ

M ng MPLS đ y đ s g m có ba lo i router CE (Customer Equipment hay routerạ ầ ủ ẽ ồ ạkhách hàng), PE ( Provider Equipment hay router biên nhà cung c p ) và P ( Providerấhay router bên trong nhà cung c p d ch c ), các router P và m t ph n PE s ch yấ ị ụ ộ ầ ẽ ạ MPLS, các router CE và m t ph n PE còn l i s ch y các giao th c khác ( có th là IP,ộ ầ ạ ẽ ạ ứ ểFrame-Relay, ATM…)

CH ƯƠ NG 2: T NG QUAN V M NG MPLS Ổ Ề Ạ 2.1 Gi i thi u: ớ ệ

Ngày nay m ng máy tính đã phát tri n r ng kh p, đ c bi t là m ng Internet nó đã trạ ể ộ ắ ặ ệ ạ ở thành ph bi n trên toàn th gi i Và nó đang phát tri n c v s lổ ế ế ớ ể ả ề ố ượng l n ch tẫ ấ

lượng, bên c nh vi c tăng v t s user trong m ng thì vi c gia tăng d ch v cũng là v nạ ệ ọ ố ạ ệ ị ụ ấ

đ r t l n, trề ấ ớ ước đây n u nh ta ch có nhu c u truy n data thì bây gi ta c n truy nế ư ỉ ầ ề ờ ầ ề

c tín hi u tho i tín hi u video và m t s d ch v m r ng khác, V i m ng Internetả ệ ạ ệ ộ ố ị ụ ở ộ ớ ạtruy n th ng thì ngu n tài nguyên v băng thông và t c đ là h n ch , vì v y đ th cề ố ồ ề ố ộ ạ ế ậ ể ự

hi n truy n tín hi u tho i và video có ch t lệ ề ệ ạ ấ ượng là không th ể

Nhi u m ng th h m i h n đã ra đ i nh :Frame-Relay, ISDN, ATM, chúng đã gi iề ạ ế ệ ớ ơ ờ ư ả quy t ph n nào nh ng yêu c u trên nh ng v n còn nhi u h n ch , theo đà phát tri nế ầ ữ ầ ư ẫ ề ạ ế ể

c a công ngh m ng MPLS đã ra đ i v i ý tủ ệ ạ ờ ớ ưởng dùng nhãn đ chuy n m ch nó đãể ể ạ

gi i quy t và kh c ph c nh ng h n ch mà các m ng trả ế ắ ụ ữ ạ ế ạ ước đây v n còn t n t i nh :ẫ ồ ạ ư

T c đ , băng thông không h u ích, delay….ố ộ ữ

M ng MPLS là s k th a và k t h p c a routing thông minh trong m ng IP vàạ ự ế ừ ế ợ ủ ạ

chuy n m ch t c đ cao trong m ng ATM, có c routing layer 3 (IP) và switching ể ạ ố ộ ạ ả ở ở layer 2 (VPI/VCI c a ATM).ủ

MPLS là c ch chuy n m ch nhãn do Cisco phát tri n và đơ ế ể ạ ể ược IETF chu n hóa, hẩ ỗ

tr kh năng chuy n m ch, đ nh tuy n lu ng thông tin m t cách hi u qu ợ ả ể ạ ị ế ồ ộ ệ ả

MPLS là m t công ngh k t h p đ c đi m t t nh t gi a đ nh tuy n l p ba và chuy nộ ệ ế ợ ặ ể ố ấ ữ ị ế ớ ể

m ch l p hai cho phép chuy n t i các gói r t nhanh trong m ng lõi (core) và đ nhạ ớ ể ả ấ ạ ị tuy n t t m ng biên (edge) b ng cách d a vào nhãn (label) MPLS là m t phế ố ở ạ ằ ự ộ ươ ngpháp c i ti n vi c chuy n ti p gói trên m ng b ng các nhãn đả ế ệ ể ế ạ ằ ược g n v i m i gói IP,ắ ớ ỗ

t bào ATM, ho c frame l p hai Phế ặ ớ ương pháp chuy n m ch nhãn giúp các Router vàể ạMPLS-enable ATM switch ra quy t đ nh theo n i dung nhãn t t h n vi c đ nh tuy nế ị ộ ố ơ ệ ị ế

ph c t p theo đ a ch IP đích MPLS k t n i tính th c thi và kh năng chuy n m chứ ạ ị ỉ ế ố ự ả ể ạ

l p hai v i đ nh tuy n l p ba, cho phép các ISP cung c p nhi u d ch v khác nhau màớ ớ ị ế ớ ấ ề ị ụkhông c n ph i b đi c s h t ng s n có C u trúc MPLS có tính m m d o trongầ ả ỏ ơ ở ạ ầ ẵ ấ ề ẻ

b t kỳ s ph i h p v i côngấ ự ố ợ ớ

ngh l p hai nào MPLS h tr m i giao th c l p hai, tri n khai hi u qu các d ch vệ ớ ỗ ợ ọ ứ ớ ể ệ ả ị ụ

IP trên m t m ng chuy n m ch IP MPLS h tr vi c t o ra các tuy n khác nhau gi aộ ạ ể ạ ỗ ợ ệ ạ ế ữ ngu n và đích trên m t đồ ộ ường tr c Internet B ng vi c tích h p MPLS vào ki n trúcụ ằ ệ ợ ế

m ng, các ISP có th gi m chi phí, tăng l i nhu n, cung c p nhi u hi u qu khác nhauạ ể ả ợ ậ ấ ề ệ ả

và đ t đạ ược hi u qu c nh tranh cao.ệ ả ạ

L i ích c a MPLSợ ủ

- Làm vi c v i h u h t các công ngh liên k t d li u nh IP, ATM….ệ ớ ầ ế ệ ế ữ ệ ư

- Tương thích v i h u h t các giao th c đ nh tuy n và các công ngh khác liên quanớ ầ ế ứ ị ế ệ

đ n Internet.ế

- Ho t đ ng đ c l p v i các giao th c đ nh tuy n (routing protocol).ạ ộ ộ ậ ớ ứ ị ế

- Tìm đường đi linh ho t d a vào nhãn(label) cho trạ ự ước

- MPLS là m t giao th c đ c l p nên có th ho t đ ng v i các giao th c m ng khác IPộ ứ ộ ậ ể ạ ộ ớ ứ ạ

nh IPX, ATM, Frame-Relay, PPP ho c tr c ti p v i t ng Data Link.ư ặ ự ế ớ ầ

- Đ nh tuy n trong MPLS đị ế ược dùng đ t o các lu ng băng thông c đ nh tể ạ ồ ố ị ương tự

nh kênh o c a ATM hay Frame Relay.ư ả ủ

- MPLS đ n gi n hoá quá trình đ nh tuy n, đ ng th i tăng cơ ả ị ế ồ ờ ường tính linh đ ng v iộ ớ các t ng trung gian.ầ

M t s ng d ng c a MPLS:ộ ố ứ ụ ủ

Internet có ba nhóm ng d ng chính: voice, data, video v i các yêu c u khác nhau.ứ ụ ớ ầVoice yêu c u đ tr th p, cho phép th t thoát d li u đ tăng hi u qu Video choầ ộ ễ ấ ấ ữ ệ ể ế ảphép th t thoát d li u m c ch p nh n đấ ữ ệ ở ứ ấ ậ ược, mang tính th i gian th c (realtime).ờ ựData yêu c u đ b o m t và chính xác cao MPLS giúp khai thác tài nguyên m ng đ tầ ộ ả ậ ạ ạ

hi u qu cao.ệ ả

M t s ng d ng đang độ ố ứ ụ ược tri n khai là:ể

- MPLS VPN: Nhà cung c p d ch c có th t o VPN l p 3 d c theo m ng đấ ị ụ ể ạ ớ ọ ạ ường tr cụ cho nhi u khách hàng, ch dùng m t c s h t ng công c ng s n có, không c n cácề ỉ ộ ơ ở ạ ầ ộ ẵ ầ

ng d ng encrytion ho c end-user

- MPLS Traggic Engineer: Cung c p kh năng thi t l p m t ho c nhi u đấ ả ế ậ ộ ặ ề ường đi để

đi u khi n l u lề ể ư ượng m ng và các đ c tr ng th c thi cho m t lo i l u lạ ặ ư ự ộ ạ ư ượng

- MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung c p d ch v có th cung c pấ ị ụ ể ấ nhi u lo i d ch v v i s đ m b o t i đa v QoS cho khách hàng ề ạ ị ụ ớ ự ả ả ố ề

Đi m vể ượ ộ ủt tr i c a MPLS so v i các mô hình IP over ATMớ

- Khi h p nh t v i chuy n m ch ATM, chuy n m ch nhãn t n d ng nh ng thu n l iợ ấ ớ ể ạ ể ạ ậ ụ ữ ậ ợ

c a các t bào ATM - chi u dài thích h p và chuy n v i t c đ cao Trong m ng đaủ ế ề ợ ể ớ ố ộ ạ

d ch v chuy n m ch nhãn cho phép chuy n m ch BPX/MGX nh m cung c p d ch vị ụ ể ạ ể ạ ằ ấ ị ụ ATM, Frame Replay và IP Internet trên m t m t ph ng đ n trong m t độ ặ ẳ ơ ộ ường đi t c đố ộ cao Các m t ph ng (Platform) công c ng h tr các d ch v này đ ti t ki m chi phíặ ẳ ộ ỗ ợ ị ụ ể ế ệ

và đ n gi n hóa ho t đ ng cho nhà cung c p đa d ch v ISP s d ng chuy n m chơ ả ạ ộ ấ ị ụ ử ụ ể ạ ATM trong m ng lõi, chuy n m ch nhãn giúp các các dòng Cisco, BPX8600,ạ ể ạ

MGX8800, Router chuy n m ch đa d ch v 8540 và các chuy n m ch Cisco ATM giúpể ạ ị ụ ể ạ

qu n lí m ng hi u qu h n x p ch ng (overlay) l p IP trên m ng ATM Chuy nả ạ ệ ả ơ ế ồ ớ ạ ể

m ch nhãn tránh nh ng r c r i gây ra do có nhi u router ngang hàng và h tr c u trúcạ ữ ắ ố ề ỗ ợ ấphân c p (hierarchical structure) trong m t m ng c a ISP.ấ ộ ạ ủ

S tích h p:ự ợ

MPLS xác nh p tính năng c a IP và ATM ch không x p ch ng l p IP trên ATM.ậ ủ ứ ế ồ ớMPLS giúp cho c s h t ng ATM th y đơ ở ạ ầ ấ ược đ nh tuy n IP và lo i b các yêu c uị ế ạ ỏ ầ ánh x gi a các đ c tính IP và ATM MPLS không c n đ a ch ATM và k thu t đ nhạ ữ ặ ầ ị ỉ ỹ ậ ị tuy n.ế

Đ tin c y cao h n:ộ ậ ơ

V i t c đ chuy n m ch, MPLS có kh năng cung c p cho m ng s an toàn và nhanhớ ố ộ ể ạ ả ấ ạ ựchóng, đ m b o d li u không b th t thoát nhi u, ngoài ra còn có các c ch và cácả ả ữ ệ ị ấ ề ơ ếmode trong kĩ thu t MPLS giúp b o m t cho thông tin khách hàng.ậ ả ậ

Khác v i MPLS, x p l p IP trên ATM n y sinh nhi u b t l i, đ c bi t trong vi c hớ ế ớ ả ề ấ ợ ặ ệ ệ ỗ

tr các d ch v IP nh IP muticast và RSVP( Resource Reservation Protocol - RSVP).ợ ị ụ ưMPLS h tr các d ch v này, k th a th i gian và công vi c theo các chu n vàỗ ợ ị ụ ế ừ ờ ệ ẩ

khuy n khích t o nên ánh x x p x c a các đ c tr ng IP&ATM.ế ạ ạ ấ ỉ ủ ặ ư

Gi m t i trên m ng lõi:ả ả ạ

Các d ch v VPN hị ụ ướng d n cách MPLS h tr m i thông tin đ nh tuy n đ phân c p.ẫ ỗ ợ ọ ị ế ể ấ

H n n a,có th tách r i các đ nh tuy n Internet kh i lõi m ng cung c p d ch v ơ ữ ể ờ ị ế ỏ ạ ấ ị ụ

Gi ng nh d li u VPN, MPLS ch cho phép truy su t b ng đ nh tuy n Internet t iố ư ữ ệ ỉ ấ ả ị ế ạ

đi m ra vào c a m ng V i MPLS, kĩ thu t l u lể ủ ạ ớ ậ ư ượng truy n biên c a AS đề ở ủ ược g nắ nhãn đ liên k t v i đi m tể ế ớ ể ương ng S tách r i c a đ nh tuy n n i kh i đ nh tuy nứ ự ờ ủ ị ế ộ ỏ ị ế Internet đ y đ cũng giúp h n ch l i, n đ nh và tăng tính b o m tầ ủ ạ ế ỗ ổ ị ả ậ

Kh năng đi u khi n l u lả ề ể ư ượng:

MPLS cung c p các kh năng đi u khi n l u lấ ả ề ể ư ượng đ s ng d ng hi u qu tài nguyênể ử ụ ệ ả

m ng K thu t l u lạ ỹ ậ ư ượng giúp chuy n t i t các ph n quá t i sang các ph n còn r iể ả ừ ầ ả ầ ỗ

c a m ng d a vào đi m đích, lo i l u lủ ạ ự ể ạ ư ượng, t i, th i gian,…ả ờ

Các hình th c ho t đ ng c a MPLS:ứ ạ ộ ủ

M ng MPLS dùng các nhãn đ chuy n ti p các gói Khi m t gói đi vào m ng, Nodeạ ể ể ế ộ ạMPLS l i vào đánh d u m t gói đ n l p chuy n ti p tở ố ấ ộ ế ớ ể ế ương đương (FEC –

Forwarding Equivalence Class) c th ụ ể

Trong m ng MPLS nhãn đi u khi n m i ho t đ ng chuy n ti p Đi u này có nhi uạ ề ể ọ ạ ộ ể ế ề ề thu n l i h n s chuy n ti p thông thậ ợ ơ ự ể ế ường:

1 S chuy n ti p MPLS có th th c hi n b ng các b chuy n m ch (switch), có thự ể ế ể ự ệ ằ ộ ể ạ ể tra c u (lookup) thay th nhãn mà không nh hứ ế ả ưởng đ n header l p m ng Các bế ớ ạ ộ chuy n m ch ATM th c hi c các ch c năng chuy n các t bào d a trên giá tr nhãn.ể ạ ự ệ ứ ể ế ự ịATM-switch c n đầ ược đi u khi n b i m t thành ph n đi u khi n MPLS d a vào IPề ể ở ộ ầ ề ể ự(IP-base MPLS control element) nh b đi u khi n chuy n m ch nhãn (LSC - Labelư ộ ề ể ể ạSwitch Controller)

2 Khi m t gói vào m ng nó độ ạ ược chuy n đ n l p chuy n ti p tể ế ớ ể ế ương đương (FEC Forwarding Equivalence Class) Router có th s d ng thông tin gói, nh c ng vàoể ử ụ ư ổ(ingress) hay giao ti p (interface) Các gói đi vào m ng đế ạ ược gán các nhãn khác nhau.Quy t đ nh chuy n ti p đế ị ể ế ược th c hi n d dàng b i router ngõ vào Đi u này khôngự ệ ễ ở ề

-có trong s chuy n ti p thông thự ể ế ường, vì s xác đ nh l trình c a các router khác v iự ị ộ ủ ớ thông tin l trình trên gói.ộ

3 M ng đạ ược qu n lý l u lả ư ượng bu c gói đi theo m t con độ ộ ường c th , m t conụ ể ộ

đường ch a đư ượ ử ục s d ng Con đường đó được ch n trọ ước ho c ngay khi gói đi vàoặ

m ng t t h n s l a ch n b i các thu t toán đ nh tuy n thông thạ ố ơ ự ự ọ ở ậ ị ế ường Trong MPLS,

m t nhãn có th độ ể ược dùng đ đ i di n cho tuy n, không c n kèm trong gói Đây làể ạ ệ ế ầ

d ng c b n c a MPLS Traffic Engineering.ạ ơ ả ủ

4 "L p d ch v (Class of service)" c a gói đớ ị ụ ủ ược xác đ nh b i nút MPLS vào (ingressị ởMPLS node) M t nút MPLS vào có th hu tuy n hay s a đ i l ch trình đ đi u khi nộ ể ỷ ế ử ổ ị ể ề ể các gói khác nhau Các tr m sau có th đ nh l i ràng bu c d ch v b ng cách thi t l pạ ể ị ạ ộ ị ụ ằ ế ậ PHB (per-hop behavior) MPLS cho phép (không yêu c u) đ u tiên m t ph n ho cầ ộ ư ộ ầ ặ hoàn toàn c a l p d ch v t nhãn Trủ ớ ị ụ ừ ường h p này nhãn đ i di n cho s k t h p c aợ ạ ệ ự ế ợ ủ

m t FEC v i đ u tiên ho c l p d ch v Đây là d ng c b n c a MPLS QoS.ộ ớ ộ ư ặ ớ ị ụ ạ ơ ả ủ

2.2 Công ngh chuy n m ch ệ ể ạ

2.2.1 Nhãn MPLS

Thay th c ch đ nh tuy n l p ba b ng c ch chuy n m ch l p hai MPLS ho tế ơ ế ị ế ớ ằ ơ ế ể ạ ớ ạ

đ ng trong lõi c a m ng IP Các Router trong lõi ph i enable MPLS trên t ng giao ti p.ộ ủ ạ ả ừ ế Nhãn được g n thêm vào gói IP khi gói đi vào m ng MPLS Nhãn đắ ạ ược tách ra khi gói

ra kh i m ng MPLS Nhãn (Label) đỏ ạ ược chèn vào gi a header l p ba và header l p hai.ữ ớ ớ

S d ng nhãn trong quá trình g i gói sau khi đã thi t l p đử ụ ử ế ậ ường đi MPLS t p trungậvào quá trình hoán đ i nhãn (Label Swapping) M t trong nh ng th m nh c a khi nổ ộ ữ ế ạ ủ ế trúc MPLS là t đ nh nghĩa ch ng nhãn (Label Stack).ự ị ồ

1 Công th c đ gán nhãn gói tin là:ứ ể

Network Layer Packet + MPLS Label Stack

2 Không gian nhãn (Label Space): có hai lo i M t là, các giao ti p dùng chung giá trạ ộ ế ị nhãn (per-platform label space) Hai là, m i giao ti p mang giá tr nhãn riêng, (Per-ỗ ế ịinterface Label Space) B đ nh tuy n chuy n nhãn (LSR – Label Switch Router): raộ ị ế ểquy t đ nh ch ng k ti p d a trên n i dung c a nhãn, các LSP làm vi c ít và ho tế ị ặ ế ế ự ộ ủ ệ ạ

đ ng g n nh Switch.ộ ầ ư

3 Con đường chuy n nhãn (LSP – Label Switch Path): xác đ nh để ị ường đi c a gói tinủMPLS G m hai lo i: Hop by hop signal LSP - xác đ nh đồ ạ ị ường đi kh thi nh t theoả ấ

ki u best effort và Explicit route signal LSP - xác đ nh để ị ường đi t nút g c.ừ ố

Nhãn là giá tr có chi u dài c đ nh dùng đ nh n di n m t FEC nào đó S k t h pị ề ố ị ể ậ ệ ộ ự ế ợ

gi a FEC và nhãn đữ ược g i là ánh x nhãn - FEC MPLS đọ ạ ược thi t k đ s d ng ế ế ể ử ụ ở

b t kì môi trấ ường và hình th c đóng gói l p 2 nào, h u h t các hình th c đóng gói l pứ ớ ầ ế ứ ớ

2 là d a trên frame, và MPLS ch đ n gi n thêm vào nhãn 32 bit gi a mào đ u l p 2 vàự ỉ ơ ả ữ ầ ớ

l p 3, g i là shim header Phớ ọ ương th c đóng gói này g i là Frame-mode MPLS ứ ọ

ATM là m t trộ ường h p đ c bi t s d ng cell có chi u dài c đ nh Do đó nhãn khôngợ ặ ệ ử ụ ề ố ị

th để ược thêm vào trong m i cell MPLS s d ng các giá tr VPI/VCI trong mào đ uỗ ử ụ ị ầ ATM đ làm nhãn Phể ương th c đóng gói này đứ ược g i là Cell-mode MPLS.ọ

Nhãn c a gói tin đi ra là nhãn ngõ ra, tủ ương t cho nhãn c a gói tin đi vào là nhãn ngõự ủvào M t gói tin có th có c nhãn ngõ ra và ngõ vào, có th có nhãn ngõ vào mà khôngộ ể ả ể

có nhãn ngõ ra ho c là ngặ ượ ạc l i Thường thường, m t gói tin có th có nhi u nhãnộ ể ề

được g i là ch ng nhãn (lable stack) Các nhãn trong ch ng nhãn đọ ồ ồ ượ ổc t ch c theoứ

ki u ch ng nhãn LIFO (last-in, first-out) M t gói tin không có g n nhãn để ồ ộ ắ ược xem là

có chi u sâu ch ng nhãn b ng 0 Chi u sâu d c a ch ng nhãn tề ồ ằ ề ủ ồ ương ng v i trình tứ ớ ừ

Hình 2.1: Nhãn MPLS+ Label: Trường này g m 20 bit, nh v y chúng ta s có h n 1 t nhãn khác nhau sồ ư ậ ẽ ơ ỷ ử

d ng, đây chính là ph n quan tr ng nh t trong nhãn MPLS nó dùng đ chuy n ti p góiụ ầ ọ ấ ể ể ếtin trong m ng.ạ

+ Experimemtal (EXP): Trường này g m 3 bit, nó dùng đ mapping v i trồ ể ớ ường ToS

ho c DSCP trong gói tin t i đ th c hi n QoS.ặ ớ ể ự ệ

+ Stack (S): Ch có 1 bit, khi m t gói tin đi qua m t tunnel, nó s có nhi u h n 1 nhãnỉ ộ ộ ẽ ề ơ

g n vào, khi đó ta s m t stack nhãn, bit S này dung đ ch ra r ng nhãn này có n mắ ẽ ộ ể ỉ ằ ằ đáy Stack không, n u đáy thì S=1, ngế ở ượ ạc l i S=0

c a nó là 255, m i khi đi qua m t router thì giá tr này s gi m đi 1, n u nh giá tr nàyủ ỗ ộ ị ẽ ả ế ư ị

đã gi m v 0 mà gói tin v n ch a t i đích thì nó s b r t (dropped) Khi gói tin đ nả ề ẫ ư ớ ẽ ị ớ ế router biên thì trường TTL trong IP header s gi m đi m t và copy qua trẽ ả ộ ường TTLtrong nhãn MPLS, giá tr này s gi m d n khi đi qua m ng MPLS, khi ra kh i mangị ẽ ả ầ ạ ỏMPLS thì trường nay l i đạ ược copy qua trường TTL trong IP header, n u giá tr là 0 thìế ị

Các lo i nhãn đ c bi tạ ặ ệ

- Untagged: gói MPLS đ n đế ược chuy n thành m t gói IP và chuy n ti p đ n đích.ể ộ ể ế ế

- Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này được gán khi nhãn trên (top label) c a góiủMPLS đ n b bóc ra và gói MPLS hay IP đế ị ược chuy n ti p t i tr m k xuôi dòng Giáể ế ớ ạ ế

tr c a nhãn này là 3 (trị ủ ường nhãn 20 bit) Nhãn này được dùng trong m ng MPLS choạ

nh ng tr m k cu i.ữ ạ ế ố

- Nhãn Explicit-null: Ch mang giá tr EXP, giá tr nhãn b ng 0, đỉ ị ị ằ ược gán đ gi giá trể ữ ị EXP cho nhãn trên (top label) c a gói đ n Nhãn trên đủ ế ược hoán đ i v i giá tr 0 vàổ ớ ịchuy n ti p nh m t gói MPLS t i tr m k xuôi dòng Nhãn này s d ng khi th cể ế ư ộ ớ ạ ế ử ụ ự

hi n QoS v i MPLS trong mô hình Pipe Mode ệ ớ

- Nhãn Aggregate: v i nhãn này, khi gói MPLS đ n nó b bóc t t c nhãn trong ch ngớ ế ị ấ ả ồ nhãn ra đ tr thành m t gói IP và th c hi n tra c u trong FIB đ xác đ nh giao ti pể ở ộ ự ệ ứ ể ị ế ngõ ra cho nó

2.2.2 Chuy n ti p gói tin trong MPLS ể ế

Thu t toán chuy n ti p nhãn (Label Forwarding Algorithm)ậ ể ế

B chuy n nhãn s d ng m t thu t toán chuy n ti p d a vào vi c hoán đ i nhãn Nútộ ể ử ụ ộ ậ ể ế ự ệ ổMPLS l y giá tr trong nhãn c a gói v a đ n làm ch m c đ n LFIB Khi giá tr nhãnấ ị ủ ừ ế ỉ ụ ế ị

tương ng đứ ược tìm th y, MPLS s thay th nhãn trong gói đó b ng nhãn ra (outgoingấ ẽ ế ằlabel) và g i gói qua giao ti p ngõ ra tử ế ương ng đ n tr m k đã đứ ế ạ ế ược xác đ nh N uị ế nút MPLS ch a nhi u LFIB trên m i giao ti p, nó s d ng giao ti p v t lý n i gói đ nứ ề ỗ ế ử ụ ế ậ ơ ế

đ ch n m t LFIB c th ph c v chuy n ti p gói Các thu t toán chuy n ti p thôngể ọ ộ ụ ể ụ ụ ể ế ậ ể ế

thường s d ng nhi u thu t toán nh unicast, multicast và các gói unicast có thi t l pử ụ ề ậ ư ế ậ bit ToS Tuy nhiên, MPLS ch dùng m t thu t toán chuy n ti p d a trên s hoán đ iỉ ộ ậ ể ế ự ự ổ nhãn (Label swapping) M t nút MPLS truy xu t b nh đ n đ l y ra các thông tinộ ấ ộ ớ ơ ể ấ

nh quy t đ nh ư ế ị

dành ra tài nguyên c n thi t đ chuy n ti p gói Kh năng chuy n ti p và tra c u t cầ ế ể ể ế ả ể ế ứ ố

đ nhanh giúp chuy n nhãn (label switching) tr thành công ngh chuy n m ch có tínhộ ể ở ệ ể ạ

th c thi cao MPLS còn có th dùng đ chuy n v n các giao th c l p ba khác nhự ể ể ể ậ ứ ớ ư IPv6, IPX, ho c Apple Talk Các thu c tính này giúp MPLS có th tặ ộ ể ương thích t t v iố ớ

vi c chuy n đ i các m ng t IPv4 lên IPv6.ệ ể ổ ạ ừ

Th c hi n chuy n ti p d li u v i MPLS g m các bự ệ ể ế ữ ệ ớ ồ ước sau:

Trong các m ng thu n túy thì vi c chuy n ti p gói tin đạ ầ ệ ể ế ược th c hi n b ng cách traự ệ ằ

b ng routing có trong m i router, công vi c này th c hi n layer 3, nó t n khá nhi uả ỗ ệ ự ệ ở ố ề

th i gian cho các router trong vi c tra b ng routing n u nh b ng này có kích thờ ệ ả ế ư ả ướ c

l n (trong m ng bình thớ ạ ường b ng này có th có t i vài trăm ngàn rout) ả ể ớ

Trong nguyên lý đ nh tuy n c đi n, thì đ tìm ra next hop m i router ph i th c hi nị ế ổ ễ ể ỗ ả ự ệ

vi c tra b ng routing nh sau:ệ ả ư

Hình 2.4: Chuy n ti p IP ể ế

Nh trên hình v ta th y: đ có đư ẽ ấ ể ược thông tin v m ng 10.0.0.0/8 thì các router trongề ạ

m ng ph i thạ ả ường xuyên update cho nhau v tình tr ng up hay down c a m ng này,ề ạ ủ ạ

vi c update này còn tùy vào kĩ thu t áp d ng cho m ng là Link-state hay Distanceệ ậ ụ ạ

vector, nh ng nói chung nó chi m m t lư ế ộ ượng băng thông không mong mu n trongố

m ng, sau khi đã có b ng routing thì đ g i gói tin đ n đích các router ph i tra b ngạ ả ể ở ế ả ả routing m i khi gói tin t i nó đ chuy n ti p đ n next hop ỗ ớ ể ể ế ế

Vì v y trong MPLS s không th c hi n nh v y, vi c chuy n ti p nhãn trong MPLSậ ẽ ự ệ ư ậ ệ ể ế

s th c hi n layer 2, nó không ph i tra b ng routing nên s r t nhanh chóng đ tìmẽ ự ệ ở ả ả ẽ ấ ể

ra next hop ti p theo ế

Hình 2.5: Chuy n ti p MPLS ể ế

Theo hình v trên, thì vi c chuy n ti p gói tin trong MPLS ch th c hi n trên nhãn,ẽ ệ ể ế ỉ ự ệ

m i khi gói tin đ n router các router s th c hi n vi c gán nhãn (router biên), swapỗ ế ẽ ự ệ ệnhãn (router core), và pop nhãn (router biên), vi c này th c hi n layer 2 r t nhanhệ ự ệ ở ấchóng (chúng ta s tìm hi u kĩ h n các ph n sau).ẽ ể ơ ở ầ

2.2.3 Các b ng tra FIB và LFIB ả

B ng tra FIB (Forwarding information based) s ánh x t m t gói tin IP không nhãnả ẽ ạ ừ ộthành gói tin MPLS có nhãn ngõ vào c a router biên ho c t gói tin IP không nhãnở ủ ặ ừthành gói tin IP không nhãn ngõ ra c a router biên, b ng này đở ủ ả ược hình thành t b ngừ ả routing table, t giao th c phân ph i nhãn LDP và t b ng tra LFIB.ừ ứ ố ừ ả

Hình 2.6: B ng tra FIB v LFIB ả ả

B ng tra LFIB (Label Forwarding Information Based) là b ng ch a đ ng thông tin cácả ả ứ ựnhãn đ n các m ng đích, m t gói tin có nhãn khi đi vào m t router nó s s d ng b ngế ạ ộ ộ ẽ ử ụ ả

tra LFIB đ tìm ra hop k ti p, ngõ ra c a gói tin này có th là gói tin có nhãn cũng cóể ế ế ủ ể

th là gói tin không nhãn.ể

Hai b ng tra FIB và LFIB có giá tr nh b ng routing table trong m ng IP, nh ng trongả ị ư ả ạ ư

m ng IP thì b ng routing table có s entry r t l n kho ng vài ngàn, còn v i FIB vàạ ả ố ấ ớ ả ớLFIB s nhãn mà nó n m gi a r t ít kho ng vài ch c là t i đa.ố ắ ữ ấ ả ụ ố

ch y MPLS, và trong c ch này các router s k t n i tr c ti p v i nhau ạ ơ ế ẽ ế ố ự ế ớ

qua 1 giao di n Frame mode nh là PPP, các router s s d ng đ a ch IP thu n túy đệ ư ẽ ử ụ ị ỉ ầ ể trao đ i thông tin cho nhau nh là: Thông tin v nhãn và b ng đ nh tuy n routing table.ổ ư ề ả ị ếCòn v i m ng ATM hay Frame-relay chúng không có các k t n i tr c ti p gi a cácớ ạ ế ố ự ế ữinterface, nghĩa là không th dùng đ a ch IP thu n đ trao đ i thông tin cho nhau, vìể ị ỉ ầ ể ổ

v y ta ph i thi t l p các kênh o gi a chúng (PVC - permanent virtual circuit)ậ ả ế ậ ả ữ

b C ch cell mode ơ ế

Thu t ng này dùng khi có m t m ng g m các ATM LSR dùng MPLS trong m tậ ữ ộ ạ ồ ặ

ph ng đi u khi n đ trao đ i thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hi u ATM Trongẳ ề ể ể ổ ệ

ki u t bào, nhãn là trể ế ường VPI/VCI c a t bào Sau khi trao đ i nhãn trong m tủ ế ổ ặ

ph ng đi u khi n, m t ph ng chuy n ti p, router ngõ vào (ingress router) phân táchẳ ề ể ở ặ ẳ ể ếgói thành các t bào ATM, dùng giá tr VCI/CPI tế ị ương ng đã trao đ i trong m t ph ngứ ổ ặ ẳ

đi u khi n và truy n t bào đi Các ATM LSR phía trong ho t đ ng nh chuy nề ể ề ế ở ạ ộ ư ể

m ch ATM – chúng ạ

chuy n ti p m t t bào d a trên VPI/VCI vào và thông tin c ng ra tể ế ộ ế ự ổ ương ng Cu iứ ố cùng, router ngõ ra (egress router) s p x p l i các t bào thành m t gói.ắ ế ạ ế ộ

Trong đó:

• GFC (Generic Flow Control): Đi u khi n lu ng chungề ể ồ

• VPI (Virtual Path Identifier): nh n d ng đậ ạ ường oả

• VCI (Virtual Channel Identifier): nh n d ng kênh oậ ạ ả

• PT (Payload Type): Ch th ki u trỉ ị ể ường tin

• CLP (Cell Loss Priority): Ch c năng ch th u tiên hu b t bàoứ ỉ ị ư ỷ ỏ ế

• HEC (Header error check): Ki m tra l i tiêu đ ể ỗ ề

MPLS chia thành 2 m t ph ngặ ẳ

2.3.1 Control plane (trao đ i thông tin đ nh tuy n và label) ổ ị ế

M t ph ng đi u khi n MPLS ch u trách nhi m t o ra và l u tr LIB T t c các nútặ ẳ ề ể ị ệ ạ ư ữ ấ ảMPLS ph i ch y m t giao th c đ nh tuy n IP đ trao đ i thông tin đ nh tuy n đ n cácả ạ ộ ứ ị ế ể ổ ị ế ếnút

MPLS khác trong m ng Các nút MPLS enable ATM s dùng m t b đi u khi n nhãnạ ẽ ộ ộ ề ể(LSC–Label Switch Controller) nh router 7200, 7500 ho c dùng m t môđun x lýư ặ ộ ử tuy n (RMP – Route Processor Module).ế

• Các giao th c đ nh tuy n Link-state nh OSPF và IS-IS là các giao th c đứ ị ế ư ứ ược ch n vìọ

chúng cung c p cho m i nút MPLS thông tin c a toàn m ng Trong các b đ nh tuy nấ ỗ ủ ạ ộ ị ế thông thường, b n đ nh tuy n IP dùng đ xây d ng b l u tr chuy n m ch nhanhả ị ế ể ự ộ ư ữ ể ạ(Fast switching cache) ho c FIB Tuy nhiên v i MPLS, b n đ nh tuy n IP cung c pặ ớ ả ị ế ấ thông tin c a m ng đích và subnet prefix Các giao th c đ nh tuy n link-state g i thôngủ ạ ứ ị ế ửtin đ nh tuy n (flood) gi a m t t p các router n i tr c ti p, thông tin liên k t nhãn chị ế ữ ộ ậ ố ự ế ế ỉ

được phân ph i gi a các router n i tr c ti p v i nhau b ng cách dùng giao th c phânố ữ ố ự ế ớ ằ ứ

ph i (LDP – Label Distribution Protocol) ho c TDP (Cisco proproetary Tag Distributionố ặprotocol)

• Các nhãn được trao đ i gi a các nút MPLS k c n đ xây d ng nên LFIB MPLSổ ữ ế ậ ể ựdùng m t m u chuy n ti p d a trên s hoán đ i nhãn đ k t n i v i các node đi uộ ẫ ể ế ự ự ổ ể ế ố ớ ề khi n khác nhau M i node đi u khi n ch u trách nhi m đánh d u và phân ph i m tể ỗ ề ể ị ệ ấ ố ộ

t p các nhãn cũng nh l u tr các thông tin đi u khi n có liên quan khác Các giaoậ ư ư ữ ề ể

th c c ng n i (IGP – Interior Gateway Potocols) đứ ổ ộ ược dùng đ xác nh n kh năng đ nể ậ ả ế

được, s liên k t, và ánh x gi a FEC và đ a ch tr m k (next-hop address).ự ế ạ ữ ị ỉ ạ ế

2.3.2 Data plane (chuy n ti p gói tin d a trên label) ể ế ự

M t ph ng chuy n ti p s d ng m t c s thông tin chuy n ti p nhãn (LFIB - Labelặ ẳ ể ế ử ụ ộ ơ ở ể ếForwarding Information Base) đ chuy n ti p các gói M i nút MPLS có hai b ng liênể ể ế ỗ ảquan đ n vi c chuy n ti p là: c s thông tin nhãn (FIB - Forwarding Informationế ệ ể ế ơ ởBase) và LFIB FIB ch a t t c các nhãn đứ ấ ả ược nút MPLS c c b đánh d u và ánh xụ ộ ấ ạ

c a các nhãn này đ n các nhãn đủ ế ược nh n t láng gi ng (MPLS neighbor) c a nó.ậ ừ ề ủLFIB s d ng m t t p con các nhãn ch a trong FIB đ th c hi n chuy n ti p gói.ử ụ ộ ậ ứ ể ự ệ ể ế

Hình 2.7: Data plane và Control Plane

Các thành ph n data plane và control plane c a MPLS:ầ ủ

Cisco Express Forwarding (CEF) là n n t ng cho MPLS và ho t đ ng trên các routerề ả ạ ộ

c a Cisco Do đó, CEF là đi u ki n tiên quy t trong th c thi MPLS trên m i thi t bủ ề ệ ế ự ọ ế ị

c a Cisco ngo i tr các ATM switch ch h tr ch c năng c a m t ph ng chuy n ti pủ ạ ừ ỉ ỗ ợ ứ ủ ặ ẳ ể ế

d li u ữ ệ

CEF là m t c ch chuy n m ch thu c s h u c a Cisco nh m làm tăng tính đ n gi nộ ơ ế ể ạ ộ ở ữ ủ ằ ơ ả

và kh năng chuy n ti p gói IP CEF tránh vi c vi t l i overhead c a cache trong môiả ể ế ệ ế ạ ủ

trường lõi IP b ng cách s d ng m t c s thông tin chuy n ti p (FIB – Forwardingằ ử ụ ộ ơ ở ể ếInformation Base) đ quy t đ nh chuy n m ch Nó ph n ánh toàn b n i dung c aể ế ị ể ạ ả ộ ộ ủ

b ng đ nh tuy n IP (IP routing table), ánh x 1-1 gi a FIB và b ng đ nh tuy n Khiả ị ế ạ ữ ả ị ế

router s d ng CEF, nó duy trì t i thi u 1 FIB, ch a m t ánh x các m ng đích trongử ụ ố ể ứ ộ ạ ạ

b ng đ nh tuy n v i các tr m k ti p (next-hop adjacencies) tả ị ế ớ ạ ế ế ương ng FIB trongứ ở

m t ph ng d li u, n i router th c hi n c ch chuy n ti p và x lý các gói tin Trênặ ẳ ữ ệ ơ ự ệ ơ ế ể ế ửrouter còn duy trì hai c u trúc khác là c s thông tin nhãn (LIB – Label Informationấ ơ ởBase) và c s thông tin chuy n ti p nhãn (LFIB – Label Forwarding Informationơ ở ể ế

Base) Giao th c phân ph i s d ng gi a các láng gi ng MPLS có nhi m v t o ra cácứ ố ử ụ ữ ề ệ ụ ạ

ch m c (entry) trong hai b ng này LIB thu c m t ph ng đi u khi n và đỉ ụ ả ộ ặ ẳ ề ể ược giao

th c phân ph i nhãn s d ng khi đ a ch m ng đích trong b ng đ nh tuy n đứ ố ử ụ ị ỉ ạ ả ị ế ược ánh

x v i nhãn nh n đạ ớ ậ ượ ừc t router xuôi dòng LFIB thu c m t ph ng d li u và ch aộ ặ ẳ ữ ệ ứ nhãn c c b (local label) đ n nhãn tr m k ánh x v i giao ti p ngõ ra (outgoingụ ộ ế ạ ế ạ ớ ế

interface), được dùng đ chuy n ti p các gói để ể ế ược gán nhãn Nh v y, thông tin vư ậ ề các m ng đ n đạ ế ược do các

giao th c đ nh tuy n cung c p dùng đ xây d ng b ng đ nh tuy n (RIB - Routingứ ị ế ấ ể ự ả ị ếInformation Base) RIB cung c p thông tin cho FIB LIB đấ ượ ạc t o nên d a vào giaoự

th c phân ph i nhãn và t LIB k t h p v i FIB t o ra LFIB.ứ ố ừ ế ợ ớ ạ

2.4 PHÂN PH I NHÃN TRONG MPLS Ố

2.4.1 TDP

Trước đây, trong quá trình "thai nghén" ra MPLS, Cisco đ a ra công ngh tag-switchingư ệ

và h tr t IOS 11.1CT MPLS đỗ ợ ừ ược h tr b i các router cisco t IOS 12.1(3)T.ỗ ợ ở ừTag-switching chính là ti n thân c a mpls nên r t gi ng, ch có m t s khác bi t nh :ề ủ ấ ố ỉ ộ ố ệ ư Giao th c s d ng phân ph i nhãn c a tag-switching là TDP - s d ng tcp/udp portứ ử ụ ố ủ ử ụ

711, còn mpls là LDP s d ng tcp/udp port 646 Đ cho phép chuy n m ch nhãn ho tử ụ ể ể ạ ạ

đ ng thì IOS 11.1 là tag-switching ip, IOS 12.1 là mpls ip Cú pháp l nh tùy vào IOS.ộ ệ

2.4.2 LDP

MPLS là th h sau c a tag-switching, nó s d ng giao th c LDP đ phân ph i nhãn,ế ệ ủ ử ụ ứ ể ố

ho t đ ng nh TDP ch khác là nó s d ng LDP đ phân ph i nhãn, LDP ph i đạ ộ ư ỉ ử ụ ể ố ả ượ c

c u hình trên t ng interface ch y MPLS, các láng gi ng c a chúng s t đ ng nh n raấ ừ ạ ề ủ ẽ ự ộ ậcác interface có ch y LDP k t n i v i chúng S d ng UDP broadcast và mulicast đạ ế ố ớ ử ụ ể tìm ra các láng gi ng c a chúng.ề ủ

Đ kích ho t LDP MPLS trên các router ta dùng các l nh sau:ể ạ ệ

- Ch đ duy trì nhãn t do (liberal label retention mode): duy trì k t n i gi a nhãn vàế ộ ự ế ố ữ

m ng đích nh ng không l u gi tr m k cho đích đ n đó LSR có th chuy n ti p góiạ ư ư ữ ạ ế ế ể ể ếngay khi IGP h i t và s lộ ụ ố ượng nhãn l u gi r t l n cho t ng đích đ n c th nên t nư ữ ấ ớ ừ ế ụ ể ố

b nh ộ ớ

- Ch đ duy trì nhãn thế ộ ường xuyên (conservative label retention mode): duy trì nhãn

d a vào h i đáp LDP hay TDP c a tr m k Nó h y các k t n i t LSR xuôi dòng màự ồ ủ ạ ế ủ ế ố ừkhông ph i tr m k c a đích đ n ch đ nh nên gi m thi u đả ạ ế ủ ế ỉ ị ả ể ược b nh ộ ớ

Phương th c gán và phân tán nhãn g m nh ng bứ ồ ữ ước nh sau:ư

– Step 1: Giao th c đ nh tuy n (OSPF hay IS IS …) xây d ng b ng routing table.ứ ị ế ự ả

– Step 2: Các LSR l n lầ ượt gán 1 nhãn cho m t dest-IP trong b ng routing Table m tộ ả ộ cách đ c l p.ộ ậ

– Step 3: LSR l n lầ ượt phân tán nhãn cho t t c các router LSR k c n.ấ ả ế ậ

– Step 4: T t c các LSR xây d ng các b ng LIB, LFIB, FIB d a trên label nh n đấ ả ự ả ự ậ ược

Đ u tiên các router s dùng các gi i thu t đ nh tuy n nh OSPF hay IS IS… đ tìmầ ẽ ả ậ ị ế ư ể

đường đi cho gói tin gi ng nh m ng IP thông thố ư ạ ường và xây d ng nên b ng routing-ự ảtable cho m i router trong m ng Gi s , đây router A mu n đ n m ng X thì ph iỗ ạ ả ử ở ố ế ạ ả qua router B, B chính là Next-hop c a router A đ đ n m ng X.ủ ể ế ạ

Sau khi b ng routing table đã hình thành, các router s gán nhãn cho các đích đ n mà cóả ẽ ếtrong b ng routing table c a nó, ví d đây router B s gán nhãn b ng 25 cho m ng X,ả ủ ụ ở ẽ ằ ạnghĩa là nh ng nhãn vào có giá tr 25 router B s chuy n nó đ n m ng X.ữ ị ẽ ể ế ạ

Router B phân tán nhãn 25 cho t t c các router LSR k c n nó v i ý nghĩa “N u b nấ ả ế ậ ớ ế ạ

mu n đ n X thì hãy gán nhãn 25 r i g i đ n tôi”, cùng lúc đó b ng tra LIB hình thànhố ế ồ ử ế ảtrong router B và có entry nh hình sau.ư

Các router LSR nh n đậ ược nhãn đượ ừc t router hàng xóm s c p nh p vào b ng LIB,ẽ ậ ậ ảriêng v i router biên (Edge LSRs) s c p nh p vào b ng LIB và c FIB c a nó.ớ ẽ ậ ậ ả ả ủ

Cũng gi ng nh B, router C s gán nhãn là 47 cho Network X và s qu ng bá nhãn nàyố ư ẽ ẽ ảcho các router k c n, C không qu ng bá cho router D vì D không ch y MPLS.ế ậ ả ạ

Cùng lúc đó router C hình thành 2 b ng tra LIB và LFIB có các entry nh trên Sau khiả ư

nh n đậ ược qu ng bá c a router C, router B s thêm nhãn 47 v a nh n đả ủ ẽ ừ ậ ược vào trong

b ng tra FIB và LIB đ ng th i xây d ng b ng tra LFIB có các entry nh hình v , routerả ồ ờ ự ả ư ẽ

E ch thêm nhãn 47 vào trong LIB và FIB.ỉ

Nh v y ta đã có đư ậ ược đường đi t biên router A đ n m ng c n đ n là m ng X, hayừ ế ạ ầ ế ạnói cách khác m t LSP đã hình thành Bây gi gói tin có th truy n theo độ ờ ể ề ường này t iớ đích nh sau: M t gói tin IP t m ng IP đ n router biên Ingress, router A s th c hi nư ộ ừ ạ ế ẽ ự ệ tra b ng FIB c a nó đ tìm ra nexthop cho gói itn nay, đây A s gán nhãn 25 cho góiả ủ ể ở ẽtin này theo entry có trong b ng FIB c a nó và s g i t i next hop là router B đ đ nả ủ ẽ ở ớ ể ế

m ng X.ạ

Gói tin v i nhãn 25 đớ ược truy n đ n cho router B, router B s tra b ng LFIB c a nó vàề ế ẽ ả ủtìm ra giá tr nhãn ngõ ra cho gói tin có nhãn ngõ vào 25 là 47, router B s swap nhãnị ẽthành 47 và truy n cho next hop là router C.ề

Gói tin v i nhãn 47 đớ ược truy n đ n router C, router C s tra b ng LFIB c a nó và tìmề ế ẽ ả ủ

ra ho t đ ng ti p theo cho gói tin có nhãn vào 47 là s pop nhãn ra kh i gói tin vàạ ộ ế ẽ ỏtruy n cho next hop là router D, nh v y gói tin đ n D là gói tin IP bình thề ư ậ ế ường khôngnhãn

Gói tin IP này đ n D, router D s tra b ng routing table c a nó và truy n cho m ng X.ế ẽ ả ủ ề ạ

CH ƯƠ NG 3: T NG QUAN QoS Ổ

Trước đây, khi mà internet ch y u là truy n data thì ngủ ế ề ười ta không c n quan tâm đ nầ ế

vi c phân bi t và u tiên cho các gói tin b i vì lúc này băng thông m ng và các tàiệ ệ ư ở ạnguyên khác đ đ cung c p cho các ng d ng trong m ng, vì v y các ISPs s cungủ ể ấ ứ ụ ạ ậ ẽ

c p cho khách hàng c a h d ch v best-effort (BE) khi đó t t c các khách hàng sấ ủ ọ ị ụ ấ ả ẽ

được đ i s nh nhau h ch khác nhau lo i k t n i Đây là d ch v ph bi n trênố ử ư ọ ỉ ở ạ ế ố ị ụ ố ế

m ng Internet hay m ng IP nói chung Các gói thông tin đạ ạ ược truy n đi theo nguyênề

t c “đ n trắ ế ước được ph c v trụ ụ ước” mà không quan tâm đ n đ c tính l u lế ặ ư ượng c aủ

d ch v là gì Đi u này d n đ n r t khó h tr các d ch v đòi h i đ tr th p nh cácị ụ ề ẫ ế ấ ỗ ợ ị ụ ỏ ộ ễ ấ ư

d ch v th i gian th c hay video Cho đ n th i đi m này, đa ph n các d ch v đị ụ ờ ự ế ờ ể ầ ị ụ ượ ccung c p b i m ng Internet v n s d ng nguyên t c Best Effort này.ấ ở ạ ẫ ử ụ ắ

Nh ng khi internet càng ngày càng phát tri n và phát tri n thêm các d ch v HTTP,ư ể ể ị ụVoice, Video… thì đi u này s làm cho ch t lề ẽ ấ ượng c a các d ch v này gi m đi rõ r tủ ị ụ ả ệ

vì delay l n, đ jitter l n và không đ băng thông đ truy n, phớ ộ ớ ủ ể ề ương án tăng băngthông c a m ng cũng không gi i quy t đủ ạ ả ế ược v n đ này mà l i còn r t t n kémấ ề ạ ấ ố

QoS (Quanlity of Service) là m t khái ni m dùng đ đ c p đ n t t c các khía c nhộ ệ ể ề ậ ế ấ ả ạ liên quan đ n hi u qu ho t đ ng c a m ng QoS bao g m hai thành ph n chính: ế ệ ả ạ ộ ủ ạ ồ ầ+ Tìm đường qua m ng nh m cung c p cho d ch v đạ ằ ấ ị ụ ược yêu c u ầ

+ Duy trì hi u l c ho t đ ng c a d ch v ệ ự ạ ộ ủ ị ụ

Hai mô hình cung c p ch t lấ ấ ượng d ch v đị ụ ượ ử ục s d ng ph bi n ngày nay là: ổ ế

+ Mô hình d ch v tích h p IntServ (Intergrated Services) ị ụ ợ

+ Mô hình d ch v phân bi t DiffServ (Differentiated Services) ị ụ ệ

Có nhi u nguyên nhân gi i thích t i sao mô hình IntServ không đề ả ạ ượ ử ục s d ng đ theoể

k p m c đ phát tri n c a Internet Thay vào đó, IntServ ch đị ứ ộ ể ủ ỉ ượ ử ục s d ng ph bi nổ ế trong các mô hình m ng v i quy mô nh và trung bình Trong khi đó, DiffServ l i là môạ ớ ỏ ạhình cung c p ch t lấ ấ ượng d ch v có kh năng m r ng C ch ho t đ ng c a môị ụ ả ở ộ ơ ế ạ ộ ủhình này bao g m quá trình phân lo i l u lồ ạ ư ượng và t i thành ph n biên m ng, quá trìnhạ ầ ạ

x p hàng ế

t i m i nút m ng và x lý hu gói trong lõi m ng Trong đó, ph n l n các qu n lý xạ ỗ ạ ử ỷ ạ ầ ớ ả ử

lý được th c hi n t i thành ph n biên m ng mà không c n ph i l u gi tr ng thái c aự ệ ạ ầ ạ ầ ả ư ữ ạ ủ các lu ng l u lồ ư ượng trong lõi m ng.ạ

Các kĩ thu t QoS trong m ng IP.ậ ạ

Hình 3.1: Các kĩ thu t QoS trong m ng IP ậ ạ

Nguyên nhân thành công c a giao th c IP chính là s đ n gi n c a nó M i tính năngủ ứ ự ơ ả ủ ọ

ph c t p đứ ạ ược cài đ t t i đ u cu i m ng còn m ng lõi thì đ n gi n B đ nh tuy nặ ạ ầ ố ạ ạ ơ ả ộ ị ế trong m ng s căn c vào đ a ch IP và các nút trong m ng đ tìm nút m ng k ti pạ ẽ ứ ị ỉ ạ ể ạ ế ế

được nh n gói ậ

- N u hàng đ i dành cho nút m ng k ti p quá dài, th i gian tr c a gói d li u sế ợ ạ ế ế ờ ễ ủ ữ ệ ẽ

l n N u hàng đ i đ y không còn ch tr ng gói d li u s b h y.ớ ế ợ ầ ỗ ố ữ ệ ẽ ị ủ

- Nh v y, m ng IP ch cung c p mô hình d ch v “n l c t i đa ”_best effortư ậ ạ ỉ ấ ị ụ ỗ ự ố

service_có nghĩa là m ng s khai thác h t kh năng trong gi i h n cho phép, nh ngạ ẽ ế ả ớ ạ ư không đ m b o đ tr và m t mát d li u Vì v y, khi có nhi u lu ng l u lả ả ộ ễ ấ ữ ệ ậ ề ồ ư ượ ngtruy n đi trong m ng và về ạ ượt quá kh năng c a m ng, d ch v không b t ch i nh ngả ủ ạ ị ụ ị ừ ố ư

ch t lấ ượng d ch v gi m: th i gian ị ụ ả ờ

tr tăng, t c đ gi m và m t d li u Do đó, m ng IP không thích h p v i nh ng ngễ ố ộ ả ấ ữ ệ ạ ợ ớ ữ ứ

d ng yêu c u th i gian th c Ngoài ra, v i thông tin đa đi m (multicast) đ ng th iụ ầ ờ ự ớ ể ồ ờ

ph c v hàng tri u khách hàng thì hi n nay m ng IP không th c hi n đụ ụ ệ ệ ạ ự ệ ược N u cóế

th tri n khai t t thông tin qu ng bá có th tích h p phát thanh truy n hình vào m ngể ể ố ả ể ợ ề ạ

lượng M c tiêu c a QoS là cung c p m t s m c d báo và đi u khi n l u lụ ủ ấ ộ ố ứ ự ề ể ư ượng

- Trong các m ng s li u, QoS đạ ố ệ ược đánh giá qua các tham s chính sau:ố

• Đ s n sàng c a d ch vộ ẵ ủ ị ụ

• Đ tr (delay).ộ ễ

• Đ bi n đ ng tr (jitter)ộ ế ộ ễ

• Thông lượng hay băng thông

• T l t n th t gói (packet loss rate): t l các gói b m t, b h y, và b l i khi đi trongỷ ệ ổ ấ ỷ ệ ị ấ ị ủ ị ỗ

m ng ạ

Hi n nay, có hai lo i ch t lệ ạ ấ ượng d ch v c b n:ị ụ ơ ả

• Dành trước tài nguyên (Resource Reservation) v i mô hình “Tích h p d ch v ” IntServớ ợ ị ụ(Intergrated Service) Tùy theo yêu c u c a d ch v và chính sách qu n lý băng thôngầ ủ ị ụ ả

mà m ng s cung c p tài nguyên ph c v cho t ng ng d ng.ạ ẽ ấ ụ ụ ừ ứ ụ

• S u tiên (Prioritization) v i mô hình các “d ch v phân bi t” ( DiffServ-ự ư ớ ị ụ ệ

Differentiated Service) L u lư ượng vào m ng đạ ược phân lo i và đạ ược cung c p theoấ

ch tiêu c a chính sách qu n lý băng thông Ch t lỉ ủ ả ấ ượng d ch v đị ụ ược áp d ng cho t ngụ ừ

lu ng d li u riêng bi t ho c m t nhóm lu ng Lu ng đồ ữ ệ ệ ặ ộ ồ ồ ược xác đ nh d a vào 5 thôngị ựtin:

Vì sao chúng ta l i c n QoS?ạ ầ

Nh trư ước đây, khi mà nhu c u s d ng m ng c a con ngầ ử ụ ạ ủ ười ch a cao b i vì s m iư ở ự ớ

m , ch a ph bi n và các ng d ng ch a nhi u thì l u lẻ ư ổ ế ứ ụ ư ề ư ượng trên m ng có th đápạ ể

ng cho h u h t các ng d ng lúc bây gi , nh ng khi nó tr nên ph bi n s ng i

dùng nhi u và các ng d ng cũng tăng lên thì tài nguyên băng thông m ng tr nênề ứ ụ ạ ởthi u h t, đi u này s d n t i vi c m t gói đáng k khi truy n qua m ng, Đ kh cế ụ ề ẽ ẫ ớ ệ ấ ể ề ạ ể ắ

ph c đi u này thì QoS ra đ i v i nhi m v u tiên cho các ng d ng th i gian th cụ ề ờ ớ ệ ụ ư ứ ụ ờ ự

b ng cách c p phát thêm băng thông và đ t chúng m c u tiên cao h n các ng d ngằ ấ ặ ở ứ ư ơ ứ ụ khác

N u m t m ng không áp d ng QoS thì s x y ra các trế ộ ạ ụ ẽ ả ường h p nh sau:ợ ư

m ng lạ ưới, máy thu đ u tham gia làm tăng đ tr ITU-TG.114 khuy n cáo đ tr t iề ộ ễ ế ộ ễ ố

đa theo m t hộ ướng là 150 ms đ đ m b o tho i có ch t lể ả ả ạ ấ ượng cao

+ Đ tr pha “Jitter”: đ nh lộ ễ ị ượng đ tr trên m ng đ i v i t ng gói khi đ n máy thu.ộ ễ ạ ố ớ ừ ếCác gói được phát đi m t cách đ u đ n t Gateway bên trái đ n độ ề ặ ừ ế ược Gateway bên

ph i các th i kho ng không đ u Jitter quá l n s làm cho cu c đàm tho i đ t quãngả ở ờ ả ề ớ ẽ ộ ạ ứ

và khó hi u Jitter để ược tính trên th i gian đ n c a các gói k ti p nhau B đ m Jitterờ ế ủ ế ế ộ ệ

được dùng đ gi m tác đ ng “tr i s t” c a m ng và t o ra dòng gói đ n đ u đ n h nể ả ộ ồ ụ ủ ạ ạ ế ề ặ ơ máy thu

ở