KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC (MPLS)
SV: Nguyễn Ngọc Thành
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, với sự phát triển manh mẽ của công nghệ truyền thông và thông tin, nghành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương thức chuyển mạch có thể kết hợp ưu điểm của IP (như khả năng định tuyến mềm dẻo) Và của ATM (khả năng chuyển mạch tốc độ cao).
Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS – Multi Protocol Label Switching) Là kết qủa phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch IP, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP.
MPLS tách chức năng của bộ định tuyến IP (IP router) Ra làm hai phần riêng biệt: Chức năng chuyển gói và chức năng điều khiển. Phần chức năng chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi gói tin giữa các bộ định tuyến IP, sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM. Trong MPLS nhãn là một thực thể có độ dài cố định và không phụ thuộc vào lớp mạng.
Kỹ thuật hoán đổi nhãn thực chất là tìm nhãn của một gói tin trong bảng các nhãn để xác định tuyến của gói và nhãn mới của nó. Việc này đơn giản hơn nhiều so với việc sử lý gói tin theo kiêu thông thường và do vậy cải thiện được khả năng của thiết bị. MPLS có thể hoạt động được với nhiều giao thức định tuyến khác nhau như OSPF, IS-IS, BGP, ngoài ra nó còn có thể tương thích tốt với các mạng hiện tại như IP, ATM, Frame Relay…
Ngoài ra MPLS cung cấp khả năng mở rộng mạng lớn, cung cấp việc quản lý chất lượng dịch vụ theo yêu cầu, khả năng điều khiển lưu lượng. Là một lựa chọn lý tưởng cho nghành công nghiệp viễn thông đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng cả về chất lượng dịch vụ lẫn sự đa dạng hoá về loại hình trên một mạng duy nhất.
1.1. Giới thiệu
Với sự phát triển nhãn chóng của internet, internet đã trở nên phổ biến và đã trở thành công cụ hiệu quả phục vụ cho giáo dục, thương mại giải trí, thông tin liên lạc lạc giữa các cộng đồng… các ứng dụng mới phục vụ cho thông tin liên lạc cũng ngày càng phát triền cùng với đó la nhu cầu về truyền thông phục vụ cho các ứng dụng mới ngày càng cao như yêu cầu về đường truyền tốc độ cao, yêu cầu về chất lượng dịch vụ…do đó tài nguyên hạ tầng của mạng internet hiện nay không thể đáp ứng được nhu cầu đó.
Do đó yêu cầu cấp thiết cần phải có một công nghệ mạng thế hệ mới đáp ứng được yêu cầu đó.
Mạng MPLS ra đời cung cấp một nền tảng công nghệ cho quá trình tạo ra mạng đa người dung, đa dịch vụ, hiệu năng cao, tốc độ cao, khả năng mở rộng mạng lớn, nhiều chức năng cải tiến và đáp ứng được nhiều yêu cầu chất lượng dịch vụ.
Chuyển mạch nhãn là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình mở rộng mạng internet, nó cung cấp những ứng dụng quan trọng trong xử lý chuyển tiếp gói bằng cách đơn giản hoá quá trình xử lý, hạn chế tạo ra các bản sao mào đầu tại mỗi bước trong đường dẫn, tạo ra một môi trường có thể hỗ trợ cho điều khiển chất lượng dịch vụ.
Phát triển của MPLS cho phép tích hợp IP và ATM, hỗ trợ hội tụ dịch vụ cà sung cấp những cơ hội mới cho điều khiển lưu lượng và mạng riêng ảo. Hiệu năng sử lý gói có thể cải tiến bằng cách thêm nhãn có kích thước có định vào các gói.
Điều khiển chất lượng dịch vụ có thể được cung cấp dễ dàng hơn và có thể xây dựng các mạng công cộng rất lớn. MPLS là kỹ thuật mới được mong đợi sẽ phát triển phổ biến trên phạm vi rộng ở cả các mạng IP riêng và công cộng mở đường cho việc hội tụ các dịch vụ mạng, video và thoại.
Tóm lại MPLS sẽ đóng vai trò quan trọng trong định tuyến, chuyển mạch và chuyển tiếp gói cho mạng thế hệ sau cũng như giải quyết các vấn đề lien quan tới mở rộng cấp độ mạng có thể hoạt độn với các mạng hiện có như ATM, Frame Relay để đáp ứng nhu cầu càng tăng cao của người sử dụng.
1.2. Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS.
Chuyển mạch nhãn đa giao thức – MPLS (MultiProtocol Label Switching) Là một biện pháp linh hoạt để giải quyết những vấn đề gặp nhiều khó khăn trong mạng hiện nay như: Tốc độ, quy mô, chất lượng dịch vụ (QoS), quản trị và kỹ thuật lưu lượng. MPLS thể hiện một giải pháp thông minh để đáp ứng những đòi hỏi dịch vụ và quản lý giải thông cho mạng IP thế hệ sau - dựa trên đường trục.
MPLS giải quyết những vấn đề liên quan đến tính quy mô và định tuyến (dựa trên QoS và dạng chất lượng dịch vụ) Và có thể tồn tại trên mạng ATM (phương thức truyền không đồng bộ - Asynchronous Transfer Mode) Và mạng Frame Relay đang tồn tại.
MPLS thực hiện một số chức năng sau:
-Xác định cơ cấu quản lý nhiều mức độ khác nhau của các luồng lưu lượng, như các luồng giữa các cơ cấu, phần cứng khác nhau, thậm chí các luồng giữa những ứng dụng khác nhau.
-Cung cấp phương pháp ánh xạ địa chỉ IP với các nhãn đơn giản, có độ dài cố định được sử dụng bởi các công nghệ chuyển tiếp gói và chuyển mạch gói khác nhau.
-Giao diện với giao thức định tuyến hiện có như giao thức đặt trước tài nguyên (RSVP) Và giao thức mở rộng theo mở rộng theo phương thức ưu tiên tuyến đường ngắn nhất (OSPF).
-Hỗ trợ IP, ATM và giao thức lớp 2 Frame Relay.
----------------------------------------------
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Chương 1: Giới thiệu về công nghệ MPLS
1.1. Giới thiệu
1.2. Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS
1.2.1 Sự ra đời của MPLS
1.2.2 Quá trình phát triển và chuẩn hoá công nghệ MPLS
1.3. Một số đặc điểm của công nghệ MPLS
1.3.1. Tốc độ và độ trễ
1.3.2. Độ dung pha
1.3.3. Mở rộng cấp độ mạng
1.3.4. Tính đơn giản
1.3.5. Tiêu tốn nguồn tài nguyên
1.4. Các ứng dụng của MPLS
1.4.1. Tích hợp IP+ ATM
1.4.2. Dịch vụ mạng riêng ảo IP (VPN)
1.4.3. Điều khiển lưu lượng và định tuyến IP rõ ràng
Kết luận chương
Chương 2: Các thành phần và hoạt động của MPLS
2.1. Một vài khái niện cơ bản
2.1.1. Nhãn (label)
2.1.2. Ngăn xếp nhãn (Label stack)
2.1.3. Hoán đổi nhãn (Label Swapping)
2.1.4. Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (LSR: Label switching router)
2.1.5. Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC)
2.1.6. Tạo nhãn
2.1.7. Bảng chuyển tiếp chuyển mạch nhãn
2.1.8. Cơ sở thông tin nhãn (label information base -LIB)
2.1.9. Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn LFIB
2.1.10. NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry)
2.1.11. Đường chuyển mạch nhãn (label switching path - LSP)
2.1.12. Gói tin gán nhãn
2.1.13. Ấn định và phân phối nhãn
2.1.14. Không gian nhãn (Label spaces)
2.1.15. Cơ cấu báo hiệu
2.2. Chuyển tiếp gói trong MPLS
2.2.1 Hoạt động chuyển tiếp
2.2.2 Ví dụ về chuyển tiếp gói
2.3. Các thành phần cơ bản của mạng MPLS
2.3.1. Bộ định tuyến biên nhãn (Label Edge router – LER)
2.3.2. Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn (Label Switching Router - LSR)
2.3.3. ATM LSR
2.3.4. ATM LSR biên
2.4. Các giao thức cơ bản của MPLS
2.4.1 Giao thức phân phối nhãn – LDP
2.4.1.1 Phát hiện LSR lân cận
2.4.1.2 Các bản tin LDP
2.4.1.3 Các chế độ phân phối nhãn
2.4.2 Giao thức phân phối nhãn dựa trên ràng buộc CR-LDP
2.4.3. Giao thức đặt trước nguồn tài nguyên RSVP (Resource reservation protocol)
2.4.4. Giao thức MPLS – BGP
2.5 Hoạt động của MPLS
2.5.1 Các hoạt động của MPLS
2.5.2 các chế độ hoạt động của MPLS
2.5.2.1 chế độ hoạt động khung
2.5.2.2 Chế độ hoạt động tế bào MPLS
2.5.2.3 Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-LSR
Kết luận chương
Chương 3: Các vấn đề kỹ thuật được sử dụng trong mạng MPLS
3.1. Kỹ thuật lưu lượng
3.1.1. Khái niện kỹ thuật lưu lượng
3.1.2. Vận hành định hướng nguồn và định hướng lưu lượng
3.1.3. Tối thiểu hoá tắc nghẽn
3.1.4. Phân cấp lưu lượng và điều khiển dịch vụ dựa trên nhu cầu QoS
3.1.5. Hàm đợi lưu lượng
3.1.6. Các vấn đề tồn tại với các hoạt động định tuyến
3.1.7. Sự tiệm cận đến mạng chồng lấn
3.2. Quản lý lưu lượng trong mạng MPLS
3.2.1 Các vấn đề cơ bản của quản lý lưu lượng qua MPLS
3.3. Định tuyến dựa trên ràng buộc
3.3.1. Ví dụ miêu tả định tuyến rằng buộc
3.3.2 Định tuyến hiện (Explicit routing: ER)
3.3.3 Ví dụ thiết lập LSP với CR-LDP
3.3.4 Các bản tin định tuyến ràng buộc và trường TLV
3.4. Chất lượng dịch vụ
3.4.1. Mô hình dịch vụ tích hợp (IntServ)
3.4.2. Mô hình dịch vụ Diffserv
3.4.3. Mô hình chất lượng dịch vụ MPLS
3.5. Phát hiện và định tuyến vòng
Kết luận chương
Chương 4: Cấu hình MPLS trên thiết bị cisco và mô phỏng
4.1 Câu lệnh và các bước cấu hình
4.1.1 Cấu hình MPLS mức điều khiển
4.1.2 Cấu hình lưu lượng MPLS
4.1.2.1 Cấu hình một thiết bị hỗ trợ đường ống (tunnels)
4.1.2.2 Cấu hình một giao diện để hõ trợ RSVP-base tunnel signaling và IGP Flooding
4.1.2.3 Cấu hình kỹ thuật lưu lượng đường ống trên MPLS
4.1.2.4 Cấu hình IS-IS cho kỹ thuật lưu lượng MPLS
4.1.3 Cấu hình những tuyến kỹ thuật lưu lượng
4.1.4.1 Định nghĩa VPNs
4.1.4.2 Cấu hình định tuyến PE to PE
4.1.4.3 Cấu hình định tuyến BGP PE to CE
4.1.4.4. Cấu hình định tuyến RIP PE to CE
4.1.4.5 Cấu hình định tuyến tĩnh PE to CE
4.1.4.6 Kiểm tra hoạt động của VPN
4.1.5 Cấu hình đường trục hỗ trợ MPLS CoS
4.1.6 Cấu hình MPLS CoS
4.1.6.1 Cấu hình chế độ PVC trong một Non-MPLS-Enable core
4.1.6.2 Cấu hình chế độ Multi-VC trong MPLS-Enable core
4.1.6.3 Cấu hình Multi-VCs sử dụng chức năng CoS-Map
4.1.6.4 Cấu hình DWFQ và changing Queue Weight trên một giao diện ra
4.1.6.5 Kiểm tra hoạt động CoS
4.1.7 Cấu hình bộ điều khiển chuyển mạch nhãn
4.1.7.1 Cấu hình MPLS trên một cổng LSCƯcontrolled BPX
4.2. Những ví dụ về cấu hình MPLS
4.2.1 Ví dụ cho phép thực hiện MPLS trong một mạng
4.2.2 Ví dụ cho phép MPLS cho một vùng mạng đích đặt trước
4.2.2 Ví dụnlựa chọn những đích trước và những tuyến
4.2.3 Ví dụ hiển thị MPLS LDP với các thông tin
4.2.4 Ví dụ hiển thị thông tin bảng chuyển tiếp MPLS
4.2.5 Ví dụ hiển thị thông tin về giao diện MPLS
4.2.6 Ví dụ hiển thị thông tin MPLS LDP hàng xóm
4.2.7 Ví dụ cho phép LSP tunnel signaling
4.2.8 Ví dụ cấu hình một đường ống LSP
4.2.9 Ví dụ Hiển thị thông tin đường ống LSP
4.2.10 Ví dụ cấu hình một kỹ thuật lưu lượng đường ống MPLS
4.2.11 Ví dụ cấu hình mạng riêng ảo MPLS
4.2.12 Ví dụ cấu hình MPLS trên một LSCƯControlled BPX port
4.2.13 Ví dụ thực hiện MPLS CoS
4.3 Mô phỏng và thực nhiệm
4.3.1. Các bước cấu hình như sau
4.3.2. Kết quả thu được sau khi tiến hành mô phỏng
Kết luận chương
KẾT LUẬN
THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT
Tài liệu tham khảo
-------------------------------------------
keyword: download,khoa luan tot nghiep,tong quan,ve cong nghe,chuyen mach nhan,da giao thuc (mpls),nguyen ngoc thanh
Nhận xét
Đăng nhận xét