Đề tài nghiên cứu: "Tìm hiểu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS"

Chia sẻ: Nguyen Thi Ngoc Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

0
237
lượt xem
137
download

Đề tài nghiên cứu: "Tìm hiểu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS"

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi mạng Internet phát triển và mở rộng,lưu lượng Internet bùng nổ.Các ISP xử lý bằng cách tăng dung lượng các kết nối và nâng cấp bộ định tuyến nhưng vẫn không tránh khỏi nghẽn mạch.Lý do là các giao thức định tuyến thường hướng lưu lượng vào cùng một số các kết nối nhất định dẫn đến kết nối này bị quá tải trong khi một số tài nguyên khác không sử dụng được.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu: "Tìm hiểu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS"

  1. LUẬN VĂN "Tìm hiểu công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS"
  2. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- ð tài nghiên c u: Công ngh chuy n m ch nhãn MPLS Sinh viên : Hoàng Xuân Di u Mã s : 20707006 Email : hoangxudi@gmail.com L p: C6ðTVT Email c a l p : SVC6DTVT1@gmail.com ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -1-
  3. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -2-
  4. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- 1, Sơ lư c l ch s Khi m ng Internet phát tri n và m r ng, lưu lư ng Internet bùng n . Các ISP x lý b ng cách tăng dung lư ng các k t n i và nâng c p b ñ nh tuy n (router) nhưng v n không tránh kh i ngh n m ch. Lý do là các giao th c ñ nh tuy n thư ng hư ng lưu lư ng vào cùng m t s các k t n i nh t ñ nh d n ñ n k t n i này b quá t i trong khi m t s tài nguyên khác không ñư c s d ng. ðây là tình tr ng phân b t i không ñ ng ñ u và s d ng lãng phí tài nguyên m ng Internet. Vào th p niên 90, các ISP phát tri n m ng c a h theo mô hình ch ng l p (overlay) b ng cách ñưa ra giao th c IP ng d ng trong ATM (IP over ATM). ATM là công ngh ñ nh hư ng k t n i (connection-oriented), thi t l p các kênh o (Virtual Circuit), tuy n o (Virtual Path) t o thành m t m ng logic n m trên m ng v t lý giúp ñ nh tuy n, phân b t i ñ ng ñ u trên toàn m ng. Tuy nhiên, IP và ATM là hai công ngh hoàn toàn khác nhau, ñư c thi t k cho nh ng môi trư ng m ng khác nhau, khác nhau v giao th c, cách ñánh ñ a ch , ñ nh tuy n, báo hi u, phân b tài nguyên. Khi các ISP càng m r ng m ng theo hư ng IP over ATM, h càng nh n rõ như c ñi m c a mô hình này, ñó là s ph c t p c a m ng lư i do ph i duy trì ho t ñ ng c a hai h th ng thi t b . S bùng n c a m ng Internet d n t i xu hư ng h i t các m ng vi n thông khác như m ng tho i, truy n hình d a trên Internet, giao th c IP tr thành giao th c ch ñ o trong lĩnh v c m ng. Xu hư ng c a các ISP là thi t k và s d ng các b ñ nh tuy n chuyên d ng, dung lư ng chuy n t i l n, h tr các gi i pháp tích h p, chuy n m ch ña l p cho m ng tr c Internet. Nhu c u c p thi t trong b i c nh này là ph i ra ñ i m t công ngh có kh năng k t h p nh ng ñ c ñi m t t c a chuy n m ch kênh ATM và chuy n m ch gói IP. Công ngh MPLS (Multiprotocol Label Switching) ra ñ i trong b i c nh này ñáp ng ñư c nhu c u c a th trư ng ñúng theo tiêu chí phát tri n c a Internet ñã mang l i nh ng l i ích thi t th c, ñánh d u m t bư c phát tri n m i c a m ng Internet trư c xu th tích h p công ngh thông tin và vi n thông (ICT - Information Communication Technology) trong th i kỳ m i. 2, MPLS và mô hình tham chi u OSI - MPLS là m t công ngh k t h p ñ c ñi m t t nh t gi a ñ nh tuy n l p ba và chuy n m ch l p hai cho phép chuy n t i các gói r t nhanh trong m ng lõi (core) và ñ nh tuy n t t m ng biên (edge) b ng cách d a vào nhãn (label). MPLS là m t phương pháp c i ti n ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -3-
  5. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- vi c chuy n ti p gói trên m ng b ng các nhãn ñư c g n v i m i gói IP, t bào ATM, ho c frame l p hai. Phương pháp chuy n m ch nhãn giúp các Router và MPLS-enable ATM switch ra quy t ñ nh theo n i dung nhãn t t hơn vi c ñ nh tuy n ph c t p theo ñ a ch IP ñích. MPLS k t n i tính th c thi và kh năng chuy n m ch l p hai v i ñ nh tuy n l p ba. Cho phép các ISP cung c p nhi u d ch v khác nhau mà không c n ph i b ñi cơ s h t ng s n có. C u trúc MPLS có tính m m d o trong b t kỳ s ph i h p v i công 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 c 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 a ngu n và ñích trên m t ñư ng tr c Internet. B ng vi c tích h p MPLS vào ki n trúc m ng, Các ISP có th gi m chi phí, tăng l i nhu n, cung c p nhi u hi u qu khác nhau và ñ t ñư c hi u qu c nh tranh cao. mô hình tham chi u OSI Hình 1.1 MPLS ñư c xem như là m t công ngh l p ñ m (shim layer), nó n m trên l p 2 nhưng dư i l p 3, vì v y ñôi khi ngư i ta còn g i nó là l p 2,5. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -4-
  6. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- Hình 1.2 Nguyên lý c a MPLS ñư c th hi n hình 1.2. T t c các gói IP s ñư c g n nhãn (label) và chuy n ti p theo m t ñư ng d n LSP (Label Switched Path). Các b ñ nh tuy n (router) trên ñư ng d n ch căn c vào n i dung c a nhãn ñ th c hi n quy t ñ nh chuy n ti p gói mà không c n ph i ki m tra ph n ñ u (header) c a IP. 3. Các khái ni m trong MPLS • LDP (Label Distribution Protocol): Giao th c phân b nhãn. • LSP (Label Switched Path): ðư ng d n chuy n m ch nhãn. • FEC (Forwarding Equivalence Class): L p chuy n ti p tương ñương. • LSR (Label Switching Router) B ñ nh tuy n chuy n m ch nhãn. • LER (Label Edge Router): B ñ nh tuy n nhãn biên. • NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry): M c chuy n ti p ch ng ti p theo. • FTN (FEC to NHLFE): Ánh x FEC sang NHLFE. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -5-
  7. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- • LIB (Label Information Base): Cơ s thông tin nhãn. Mi n MPLS (MPLS Domain) Mi n MPLS là m t t p h p các nút m ng th c hi n ho t ñ ng ñ nh tuy n và chuy n ti p MPLS. M t mi n MPLS thư ng ñư c qu n lý và ñi u khi n b i m t nhà qu n tr . Mi n MPLS ñư c chia thành hai ph n: ph n m ng lõi (core) và ph n m ng biên (edge). Các nút thu c mi n MPLS ñư c g i là b ñ nh tuy n (router) chuy n m ch nhãn LSR (Label Switch Router). Các nút ph n m ng lõi ñư c g i là LSR chuy n ti p (transit-LSR) hay LSR lõi (core-LSR) (thư ng ñư c g i t t là LSR). Các nút biên ñư c g i là b ñ nh tuy n nhãn biên LER (Label Edge Router). N u m t LER là nút ñ u tiên trên ñư ng ñi c a m t gói xuyên qua mi n MPLS thì nó ñư c g i là LER l i vào (ingress-LER), còn n u là nút cu i cùng thì nó ñư c g i là LER l i ra (egress-LER). Lưu ý là các thu t ng này ñư c áp d ng tuỳ theo chi u c a lu ng lưu lư ng trong m ng, do v y m t LER có th là LER l i vào v a là LER l i ra tuỳ theo các lu ng lưu lư ng ñang xét. Hình 1.3 L p chuy n ti p tương ñương FEC L p chuy n ti p tương ñương FEC (Forwarding Equivalence Class) là m t t p h p các gói ñư c ñ i x như nhau b i m t LSR. Như v y, FEC là m t nhóm các gói IP ñư c chuy n ti p trên cùng m t ñư ng chuy n m ch nhãn LSP, ñư c ñ i x theo cùng m t cách th c và có th ánh x vào m t nhãn b i m t LSR cho dù chúng có th khác nhau v thông tin ñ u (header) l p m ng. Hình 1.4 cho th y cách x lý này. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -6-
  8. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- Hình 1.4 Hoán ñ i nhãn (Label Swapping) Hoán ñ i nhãn là cách dùng các th t c ñ chuy n ti p gói. ð chuy n ti p gói có nhãn, LSR ki m tra nhãn trên ñ nh ngăn x p và dùng ánh x ILM (Incoming Label Map) ñ ánh x nhãn này t i m t m c chuy n ti p nhãn NHLFE (Next Hop Label Forwarding Entry). S d ng thông tin trong NHLFE, LSR xác ñ nh ra nơi ñ chuy n ti p gói và th c hi n m t tác v trên ngăn x p nhãn. R i nó mã hoá ngăn x p nhãn m i vào gói và chuy n gói ñi. Chuy n ti p gói chưa có nhãn cũng tương t nhưng x y ra LER l i vào (ingress- LER). LER ph i phân tích ñ u (header) l p m ng ñ xác ñ nh FEC r i s d ng ánh x FTN (FEC-to-NHLFE) ñ ánh x FEC vào m t NHLFE. ðư ng chuy n m ch nhãn LSP (Label Switched Path) ðư ng chuy n m ch nhãn LSP là m t ñư ng n i gi a b ñ nh tuy n ngõ vào và b ñ nh tuy n ngõ ra, ñư c thi t l p b i các nút MPLS ñ chuy n các gói ñi xuyên qua m ng. ðư ng d n c a m t LSP qua m ng ñư c ñ nh nghĩa b i s chuy n ñ i các giá tr nhãn các LSR d c theo LSP b ng cách dùng th t c hoán ñ i nhãn. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -7-
  9. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- ð c đi m m ng MPLS: - Không có MPLS API, cũng không có thành ph n giao th c phía host. - MPLS ch n m trên các router. - MPLS là giao th c ñ c l p nên có th ho t ñ ng cùng v i giao th c khác IP như IPX, ATM, Frame Relay,… - MPLS giúp ñơn gi n hoá quá trình ñ nh tuy n và làm tăng tính linh ñ ng c a các t ng trung gian. Phương th c ho t đ ng: - Thay th cơ ch ñ nh tuy n l p ba b ng cơ ch chuy n m ch l p hai. MPLS ho t ñ ng trong lõi c a m ng IP. Các Router trong lõi ph i enable MPLS trên t ng giao ti p. Nhãn ñư c g n thêm vào gói IP khi gói ñi vào m ng MPLS. Nhãn ñư c tách ra khi gói ra kh i m ng MPLS. Nhãn (Label) ñư c chèn vào gi a header l p ba và header l p hai. S d ng nhãn trong quá trình g i gói sau khi ñã thi t l p ñư ng ñi. MPLS t p trung vào quá trình hoán ñ i nhãn (Label Swapping). M t trong nh ng th m nh c a khi n trúc MPLS là t ñ nh nghĩa ch ng nhãn (Label Stack). - Công th c ñ gán nhãn gói tin là: Network Layer Packet + MPLS Label Stack - Không gian nhãn (Label Space): có hai lo i. M t là, các giao ti p dùng chung giá tr nhãn (per-platform label space). Hai là, m i giao ti p mang giá tr nhãn riêng, (Per-interface Label Space). - B ñ nh tuy n chuy n nhãn (LSR – Label Switch Router): ra quy t ñ nh ch ng k ti p d a trên n i dung c a nhãn, các LSP làm vi c ít và ho t ñ ng g n gi ng như Switch. - Con ñư ng chuy n nhãn (LSP – Label Switch Path): xác ñ nh ñư ng ñi c a gói tin MPLS. G m hai lo i: Hop by hop signal LSP - xác ñ nh ñư ng ñi kh thi nh t theo ki u best effort và Explicit route signal LSP - xác ñ nh ñư ng ñi t nút g c. M ts ng d ng c a MPLS: - Internet có ba nhóm ng d ng chính: voice, data, video v i các yêu c u khác nhau. Voice yêu c u ñ tr th p, cho phép th t thoát d li u ñ tăng hi u qu . Video cho phép th t thoát d li u m c ch p nh n ñư c, mang tính th i gian th c (realtime). Data yêu c u ñ b o m t và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài nguyên m ng ñ t hi u qu cao. M ts ng d ng ñang ñư c tri n khai là: - MPLS VPN: Nhà cung c p d ch c có th t o VPN l p 3 d c theo m ng ñư ng tr c cho nhi u khách hàng, ch dùng m t cơ s h t ng công c ng s n có, không c n các 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 ñư ng ñi ñ ñi u khi n lưu lư ng m ng và các ñ c trưng th c thi cho m t lo i lưu lư ng. - MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung c p d ch v có th cung c p nhi u lo i d ch v v i s ñ m b o t i ña v QoS cho khách hàng. MPLS Unicast/Multicast IP routing. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -8-
  10. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3,ði m vư t tr i c a MPLS so v i mô hình IP over ATM: - 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 i c a các t bào ATM - chi u dài thích h p và chuy n v i t c ñ cao. Trong m ng ña d ch v chuy n m ch nhãn cho phép chuy n m ch BPX/MGX nh m cung c p d ch v ATM, Frame, Replay và IP Internet trên m t m t ph ng ñơn trong m t ñư ng ñi t c ñ cao. Các m t ph ng (Platform) công c ng h tr các d ch v này ñ ti t ki m chi phí và ñơn gi n hóa ho t ñ ng cho nhà cung c p ña d ch v . ISP s d ng chuy n m ch ATM trong m ng lõi, chuy n m ch nhãn giúp các các dòng Cisco, BPX8600, MGX8800, Router chuy n m ch ña d ch v 8540 và các chuy n m ch Cisco ATM giúp qu n lí m ng hi u qu hơn x p ch ng (overlay) l p IP trên m ng ATM. Chuy n m ch nhãn tránh nh ng r c r i gây ra do có nhi u router ngang hàng và h tr c u trúc phân c p (hierarchical structure) trong m t m ng c a ISP. S tích h p: MPLS xác nh p tính năng c a IP và ATM ch không x p ch ng l p IP trên ATM. MPLS giúp cho cơ s h t ng ATM th y ñư c ñ nh tuy n IP và lo i b các yêu c u ánh x gi a các ñ c tính IP và ATM. MPLS không c n ñ a ch ATM và k thu t ñ nh tuy n (như PNNI). ð tin c y cao hơn: V i cơ s h t ng ATM, MPLS có th k t h p hi u qu v i nhi u giao th c ñ nh tuy n IP over ATM thi t l p m t m ng lư i (mesh) d ch v công c ng gi các router xung quanh m t ñám mây ATM. Tuy nhiên có nhi u v n ñ x y ra do các PCV link gi a các router x p ch ng trên m ng ATM. C u trúc m ng ATM không th th y b ñ nh tuy n. M t link ATM b h ng làm h ng nhi u router-to-router link, gây khó khăn cho lư ng c p nh t thông tin ñ nh tuy n và nhi u ti n trình x lí kéo theo. Tr c ti p th c thi các lo i d ch v : MPLS s d ng hàng ñ i và b ñ m c a ATM ñ cung c p nhi u lo i d ch v khác nhau. Nó h tr quy n ưu tiên IP và lo i d ch v (class of service – cos) trên chuy n m ch ATM mà không c n chuy n ñ i ph c t p sang các l p ATM Forum Service. H tr hi u qu cho Mulicast và RSVP: Khác v i MPLS, x p l p IP trên ATM n y sinh nhi u b t l i, ñ c bi t trong vi c h tr các d ch v IP như IP muticast và RSVP( Resource Reservation Protocol - RSVP). MPLS h ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com -9-
  11. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- tr các d ch v này, k th a th i gian và công vi c theo các chu n và khuy n khích t o nên ánh x x p x c a các ñ c trưng IP&ATM. S ño lư ng và qu n lí VPN: MPLS có th tính ñư c các d ch v IP VPN và r t d qu n lí các d ch v VPN quan tr ng ñ cung c p các m ng IP riêng trong cơ s h t ng c a nó. Khi m t ISP cung c p d ch v VPN h tr nhi u VPN riêng trên m t cơ s h t ng ñơn.V i m t ñư ng tr c MPLS, thông tin VPN ch ñư c x lí t i m t ñi m ra vào. Các gói mang nhãn MPLS ñi qua m t ñư ng tr c và ñ n ñi m ra ñúng c a nó. K t h p MPLS v i MP-BGP (Mutiprotocol Broder Gateway Protocol) t o ra các d ch v VNP d a trên n n MPLS (MPLS-based VNP) d qu n lí hơn v i s ñi u hành chuy n ti p ñ qu n lí phía VNP và các thành viên VNP, d ch v MPSL-based VNP còn có th m r ng ñ h tr hàng trăm nghìn VPN. Gi m t i trên m ng lõi: Các d ch v VPN hư ng d n cách MPLS h tr m i thông tin ñ nh tuy n ñ phân c p. Hơn n a,có th tách r i các ñ nh tuy n Internet kh i lõi m ng cung c p d ch v . Gi ng như d li u VPN, MPSL ch cho phép truy su t b ng ñ nh tuy n Internet t i ñi m ra vào c a m ng. V i MPSL, kĩ thu t lưu lư ng truy n biên c a AS ñư c g n nhãn ñ liên k t v i ñi m tương ng. S tách r i c a ñ nh tuy n n i kh i ñ nh tuy n Internet ñ y ñ cũng giúp h n ch l i, n ñ nh và tăng tính b o m t. Kh năng ñi u khi n lưu lư ng: MPLS cung c p các kh năng ñi u khi n lưu lư ng ñ s ng d ng hi u qu tài nguyên m ng. K thu t lưu lư ng giúp chuy n t i t các ph n quá t i sang các ph n còn r i c a m ng d a vào ñi m ñích, lo i lưu lư ng, t i, th i gian,… 4,Các hình th c ho t ñ ng c a MPLS: M ng MPLS dùng các nhãn ñ chuy n ti p các gói. Khi m t gói ñi vào m ng, Node MPLS l i vào ñánh d u m t gói ñ n l p chuy n ti p tương ñương (FEC –Forwarding Equivalence Class) c th . Trong m ng MPLS nhãn ñi u khi n m i ho t ñ ng chuy n ti p. ði u này có nhi u thu n l i hơn s chuy n ti p thông thư ng: S chuy n ti p MPLS có th th c hi n b ng các b chuy n m ch (switch), có th tra c u (lookup) thay th nhãn mà không nh hư ng ñ n header l p m ng. Các b chuy n ATM th c hi c các ch c năng chuy n các t bào d a trên giá tr nhãn. ATM-switch c n ñư c ñi u khi n b i m t thành ph n ñi u khi n MPLS d a vào IP (IP-base MPLS control element) như b ñi u khi n chuy n m ch nhãn (LSC - Label Switch Controller). ðây là d ng cơ b n c a s k t h p IP v i ATM. - Khi m t gói vào m ng nó ñư c chuy n ñ n l p chuy n ti p tương ñương (FEC - Forwarding Equivalence Class). Router có th s d ng thông tin gói, như c ng vào ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 10 -
  12. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- (ingress) hay giao ti p (interface). Các gói ñi vào m ng ñư c gán các nhãn khác nhau. Quy t ñ nh chuy n ti p ñư c th c hi n d dàng b i router ngõ vào. ði u này không có trong s chuy n ti p thông thư ng, vì s xác ñ nh l trình c a router khác v i thông tin l trình trên gói. - M ng ñư c qu n lý lưu lư ng bu c gói ñi theo m t con ñư ng c th , m t con ñư ng chưa ñư c s d ng. Con ñư ng ñó ñư c ch n trư c ho c ngay khi gói ñi vào m ng t t hơn s l a ch n b i các thu t toán ñ nh tuy n thông thư ng. Trong MPLS, m t nhãn có th ñư c dùng ñ ñ i di n cho tuy n, không c n kèm trong gói. ðây là d ng cơ b n c a MPLS Traffic Engineering. - "L p d ch v (Class of service)" c a gói ñư c xác ñ nh b i nút MPLS vào (ingress MPLS node). M t nút MPLS vào có th hu tuy n hay s a ñ i l ch trình ñ ñi u khi n các gói khác nhau. Các tr m sau có th ñ nh l i ràng bu c d ch v b ng cách thi t l p PBH (per- hop behavior). MPLS cho phép (không yêu c u) ñ ưu tiên m t ph n ho c hoàn toàn c a l p d ch v t nhãn. Trư ng l p này nhãn ñ i di n cho s k t h p c a m t FEC v i ñ ưu tiên ho c l p d ch v . ðây là d ng cơ b n c a MPLS QoS. Chuy n gói qua mi n MPLS Hình dư i ñây là m t ví d ñơn gi n minh ho quá trình truy n gói IP ñi qua mi n MPLS. Gói tin IP khi ñi t ngoài m ng vào trong mi n MPLS ñư c b ñ nh tuy n (router) A ñóng vai trò là m t LER ngõ vào s gán nhãn có giá tr là 6 cho gói IP r i chuy n ti p ñ n b ñ nh tuy n B. B ñ nh tuy n B d a vào b ng hoán ñ i nhãn ñ ki m tra nhãn c a gói tin. Nó thay giá tr nhãn m i là 3 và chuy n ti p ñ n router C. T i C, vi c ki m tra cũng tương t như B và s hoán ñ i nhãn, gán cho gói tin m t nhãn m i là 9 và ti p t c ñư c ñưa ñ n b ñ nh tuy n D. B ñ nh tuy n D ñóng vai trò LER ngõ ra s ki m tra trong b ng hoán ñ i nhãn và g b nhãn 9 ra kh i gói tin r i ñ nh tuy n gói IP m t cách bình thư ng ñi ra kh i mi n MPLS. V i ki u làm vi c này thì các LSR trung gian như b ñ nh tuy n B và C s không ph i th c ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 11 -
  13. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- hi n ki m tra toàn b ph n ñ u (header) IP c a gói tin mà nó ch vi c ki m tra các giá tr c a nhãn, so sánh trong b ng và chuy n ti p. Vì v y t c ñ x lý trong mi n MPLS s nhanh hơn nhi u so v i ñ nh tuy n IP truy n th ng. ðư ng ñi t b ñ nh tuy n A ñ n b ñ nh tuy n D ñư c g i là ñư ng chuy n m ch nhãn LSP (Label Switched Path). 5,Nhãn (Label) trong MPLS Ki u khung (Frame mode): - Ki u khung là thu t ng khi chuy n ti p m t gói v i nhãn g n trư c tiêu ñ l p ba. M t nhãn ñư c mã hoá v i 20bit, nghĩa là có th có 220 giá tr khác nhau. M t gói có nhi u nhãn, g i là ch ng nhãn (label stack). m i ch ng trong m ng ch có m t nhãn bên ngoài ñư c xem xét. - Trong ñó: - EXP=Experimental (3 bit): dành cho th c nghi m. Cisco IOS s d ng các bit này ñ gi các thông báo cho QoS; khi các gói MPLS x p hàng có th dùng các bit EXP tương t như các bit IP ưu tiên (IP Precedence). - S=Bottom of stack (1 bit): là bít cu i ch ng. Nhãn cu i ch ng bit này ñư c thi t l p lên 1, các nhãn khác có bít này là 0. - TTL=Time To Live (8 bit): th i gian s ng là b n sao c a IP TTL. Giá tr c a nó ñư c gi m t i m i ch ng ñ tránh l p (gi ng như trong IP). Thư ng dùng khi ngư i ñi u hành m ng mu n che d u c u hình m ng bên dư i khi tìm ñư ng t m ng bên ngoài. Ki u t bào (Cell mode): - Thu t ng này dùng khi có m t m ng g m các ATM LSR dùng MPLS trong m t ph ng ñi u khi n ñ trao ñ i thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hi u ATM. Trong ki u t bào, nhãn là trư ng VPI/VCI c a t bào. Sau khi trao ñ i nhãn trong m t ph ng ñi u khi n, m t ph ng chuy n ti p, router ngõ vào (ingress router) phân tách gói thành các t bào ATM, dùng giá tr VCI/CPI tương ng ñã trao ñ i trong m t ph ng ñi u khi n và truy n t bào ñi. Các ATM LSR phía trong ho t ñ ng như chuy n m ch ATM – chúng chuy n ti p m t t bào d a trên VPI/VCI vào và thông tin c ng ra tương ng. Cu i cùng, router ngõ ra (egress router) s p x p l i các t bào thành m t gói. - Trong ñó: • GFC (Generic Flow Control): ði u khi n lu ng chung • VPI (Virtual Path Identifier): nh n d ng ñư ng o • VCI (Virtual Channel Identifier): nh n d ng kênh o • PT (Payload Type): Ch th ki u trư ng tin • CLP (Cell Loss Priority): Ch c năng ch th ưu tiên hu b t bào • HEC (Header error check): Ki m tra l i tiêu ñ . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 12 -
  14. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- C u trúc nút c a MPLS: - M t nút c a MPLS có hai m t ph ng: m t ph ng chuy n ti p MPLS và m t ph ng ñi u khi n MPLS. Nút MPLS có th th c hi n ñ nh tuy n l p ba ho c chuy n m ch l p hai. Ki n trúc cơ b n c a m t nút MPLS như sau: +M t ph ng chuy n ti p (Forwarding plane): - M t ph ng chuy n ti p s d ng m t cơ s thông tin chuy n ti p nhãn (LFIB - Label Forwarding Information Base) ñ chuy n ti p các gói. M i nút MPLS có hai b ng liên quan ñ n vi c chuy n ti p là: cơ s thông tin nhãn (LIB - Label Information Base) và LFIB. LIB ch a t t c các nhãn ñư c nút MPLS c c b ñánh d u và ánh x c a các nhãn này ñ n các nhãn ñư c nh n t láng gi ng (MPLS neighbor) c a nó. LFIB s d ng m t t p con các nhãn ch a trong LIB ñ th c hi n chuy n ti p gói. +M t ph ng ñi u khi n (Control Plane) - M t ph ng ñi u khi n MPLS ch u trách nhi m t o ra và lưu tr LFIB. T t c các nút MPLS ph i ch y m t giao th c ñ nh tuy n IP ñ trao ñ i thông tin ñ nh tuy n ñ n các nút MPLS khác trong m ng. Các nút MPLS enable ATM s dùng m t b ñi u khi n nhãn (LSC – Label Switch Controller) như router 7200, 7500 ho c dùng m t mô ñun x lý tuy n (RMP – Route Processor Module) ñ tham gia x lý ñ nh tuy n IP. - Các giao th c ñ nh tuy n Link-state như OSPF và IS-IS là các giao th c ñư c ch n vì chúng cung c p cho m i nút MPLS thông tin c a toàn m ng. Trong các b ñ nh tuy n thông thư ng, b n ñ nh tuy n IP dùng ñ xây d ng b lưu tr chuy n m ch nhanh (Fast switching cache) ho c FIB (dùng b i CEF - Cisco Express Forwarding). Tuy nhiên v i MPLS, b n ñ nh tuy n IP cung c p thông tin c a m ng ñích và subnet prefix. Các giao th c ñ nh tuy n link-state g i thông tin ñ nh tuy n (flood) gi a m t t p các router n i tr c ti p (adjacent), thông tin liên k t nhãn ch ñư c phân ph i gi a các router n i tr c ti p v i nhau b ng cách dùng giao th c phân ph i (LDP – Label Distribution Protocol) ho c TDP (Cisco ‘s proproetary Tag Distribution protocol). - Các nhãn ñư c trao ñ i gi a các nút MPLS k c n ñ xây d ng nên LFIB. MPLS dùng m t m u chuy n ti p d a trên s hoán ñ i nhãn ñ k t n i v i các mô ñun ñi u khi n khác nhau. M i mô ñun ñi u khi n ch u trách nhi m ñánh d u và phân ph i m t t p các nhãn cũng như lưu tr các thông tin ñi u khi n có liên quan khác. Các giao th c c ng n i (IGP – Interior Gateway Potocols) ñư c dùng ñ xác nh n kh năng ñ n ñư c, s liên k t, và ánh x gi a FEC và ñ a ch tr m k (next-hop address). Các mô ñun ñi u khi n MPLS g m: • ð nh tuy n Unicast (Unicast Routing) • ð nh tuy n Multicast (Multicast Routing) • K thu t lưu lư ng (Traffic engineering) • M ng riêng o (VPN – Virtual private Network) • Ch t lư ng d ch v (QoS – Quality of service) +Các thành ph n m t ph ng d li u và m t ph ng ñi u khi n c a MPLS - Cisco Express Forwarding (CEF) là n n t ng cho MPLS và ho t ñ ng trên các router c a Cisco. Do ñó, CEF là ñi u ki n tiên quy t trong th c thi MPLS trên m i thi t b c a Cisco ngo i tr các ATM switch ch h tr ch c năng c a m t ph ng chuy n ti p d li u. CEF là ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 13 -
  15. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- m t cơ ch chuy n m ch thu c s h u c a Cisco nh m làm tăng tính ñơn gi n và kh năng chuy n ti p gói IP. CEF tránh vi c vi t l i overhead c a cache trong môi trư ng lõi IP b ng cách s d ng m t cơ s thông tin chuy n ti p (FIB – Forwarding Information Base) ñ quy t ñ nh chuy n m ch. Nó ph n ánh toàn b n i dung c a b ng ñ nh tuy n IP (IP routing table), ánh x 1-1 gi a FIB và b ng ñ nh tuy n. Khi router s d ng CEF, nó duy trì t i thi u 1 FIB, ch a m t ánh x các m ng ñích trong b ng ñ nh tuy n v i các tr m k ti p (next-hop adjacencies) tương ng. FIB trong m t ph ng d li u, nơi router th c hi n cơ ch chuy n ti p và x lý các gói tin. Trên router còn duy trì hai c u trúc khác là cơ s thông tin nhãn (LIB – Label Information Base) và cơ s thông tin chuy n ti p nhãn (LFIB – Label Forwarding Information Base). Giao th c phân ph i s d ng gi a các láng gi ng MPLS có nhi m v t o ra các ch m c (entry) trong hai b ng này. LIB thu c m t ph ng ñi u khi n và ñư c giao th c phân ph i nhãn s d ng khi ñ a ch m ng ñích trong b ng ñ nh tuy n ñư c ánh x v i nhãn nh n ñư c t router xuôi dòng. LFIB thu c m t ph ng d li u và ch a nhãn c c b (local label) ñ n nhãn tr m k ánh x v i giao ti p ngõ ra (outgoing interface), ñư c dùng ñ chuy n ti p các gói ñư c gán nhãn. Như v y, thông tin v các m ng ñ n ñư c do các giao th c ñ nh tuy n cung c p dùng ñ xây d ng b ng ñ nh tuy n (RIB - Routing Information Base). RIB cung c p thông tin cho FIB. LIB ñư c t o nên d a vào giao th c phân ph i nhãn và t LIB k t h p v i FIB t o ra LFIB. 6,Thu t toán chuy n ti p nhãn (Label Forwarding Algorithm) - B chuy n nhãn s d ng m t thu t toán chuy n ti p d a vào vi c hoán ñ i nhãn. Nút MPLS l y giá tr trong nhãn c a gói v a ñ n làm ch m c ñ n LFIB. Khi giá tr nhãn tương ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 14 -
  16. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- ng ñư c tìm th y, MPLS s thay th nhãn trong gói ñó b ng nhãn ra (outgoing label) t m c con (subentry) và g i gói qua giao ti p ngõ ra tương ng ñ n tr m k ñã ñư c xác ñ nh. N u nút MPLS ch a nhi u LFIB trên m i giao ti p, nó s d ng giao ti p v t lý nơi gói ñ n ñ ch n m t LFIB c th ph c v chuy n ti p gói. Các thu t toán chuy n ti p thông thư ng s d ng nhi u thu t toán như unicast, multicast và các gói unicast có thi t l p bit ToS. Tuy nhiên, MPLS ch dùng m t thu t toán chuy n ti p d a trên s hoán ñ i nhãn (Label swapping). M t nút MPLS truy xu t b nh ñơn ñ l y ra các thông tin như quy t ñ nh dành ra tài nguyên c n thi t ñ chuy n ti p gói. Kh năng chuy n ti p và tra c u t c ñ nhanh giúp chuy n nhãn (label switching) tr thành công ngh chuy n m ch có tính th c thi cao. MPLS còn có th dùng ñ chuy n v n các giao th c l p ba khác như IPv6, IPX, ho c Apple Talk. Các thu c tính này giúp MPLS có th tương thích t t v i vi c chuy n ñ i các m ng t IPv4 lên IPv6. 7,Ho t ñ ng chuy n ti p c a MPLS - Th c hi n chuy n ti p d li u v i MPLS g m các bư c sau: • Gán nhãn MPLS (trên LSR). • Giao th c phân ph i nhãn (LDP - label distribution protocol hay TDP - tag distribution protocol ) th c hi n gán nhãn và trao ñ i nhãn gi a các LSR trong mi n MPLS ñ thi t l p các phiên làm vi c (session). Vi c gán nhãn có th gán c c b trên router ho c trên giao ti p c a router. • Thi t l p LDP/TDP gi a LSR/ELSR. • M c ñ nh trên router s d ng LDP. C u hình: Router(config)#mpls label protocol {ldp | tdp} - Th c hi n l nh khi router không măc ñ nh dùng LDP ho c mu n chuy n t LDP sang TDP. L nh này có th ñư c c u hình toàn c c ho c trên giao ti p: Router(config-if)#mpls label protocol {ldp | tdp} - N u c u hình trên giao ti p thì nó s ghi ñè lên l nh toàn c c. TDP dùng c ng TCP 711. LDP dùng c ng TCP 646. - Có 4 lo i thông ñi p LDP: • Discovery: qu ng cáo và ch p nh n s có m t c a LSR trong m ng. • Session: Thi t l p, b o dư ng và h y phiên làm vi c gi a các LSR. • Advertisement: qu ng cáo ánh x nhãn t i FEC • Notification: báo hi u l i. 8,Phân ph i nhãn b ng giao th c phân ph i nhãn LDP - Trong m t mi n MPLS, m t nhãn gán t i m t ñ a ch (FIB) ñích ñư c phân ph i t i các láng gi ng ngư c dòng sau khi thi t l p session. Vi c k t n i gi a m ng c th v i nhãn c c b và m t nhãn tr m k (nh n t router xuôi dòng) ñư c lưu tr trong LFIB và LIB. MPLS dùng các phương th c phân ph i nhãn như sau: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 15 -
  17. Sinh Viên: Hoàng Xuân Di u ---------------------------------------------------------------------------------------------- • Yêu c u xuôi dòng (Downstream on demand). • T nguy n xuôi dòng (Unsolicited downstream). The end. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- hoangxudi@gmail.com - 16 -

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản