Chuyển mạch nhãn đa giao thức - Trần Thị Tố Quyên

Chia sẻ: Nguyen Thi Hong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:147

Thêm vào BST

Báo xấu

205
lượt xem 58
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Chuyển mạch nhãn đa giao thức gồm 6 chương, cung cấp các kiến thức cơ bản về: tổng quan về MPLS, cấu hình MPLS cơ bản, tổng quan về MPLS VPN, giao thức định tuyến EIGRP PE - CE, giao thức định tuyến OSPF PE - CE và kỹ thuật lưu lượng trong MPLS. Giáo trình là tài liệu tham khảo bổ ích và hữu dụng cho sinh viên ngành điện - điện tử.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyển mạch nhãn đa giao thức - Trần Thị Tố Quyên

CHUY N M CH NHÃN A GIAO TH C (MPLS MultiProtocol Label Switching) Tác gi : Tr n Th T Uyên Tr n Th T Uyên 1
M cl c Chương 1: T NG QUAN V MPLS ........................................................................ 3 Chương 2: C U HÌNH MPLS CƠ B N ................................................................. 13 LAB 2-1: C u hình MPLS frame-mode cơ b n .................................................... 16 Chương 3: T NG QUAN V MPLS VPN.............................................................. 28 Chương 4: GIAO TH C NH TUY N EIGRP PE-CE......................................... 43 LAB 4-1: C u hình nh tuy n EIGRP PE-CE cơ b n.......................................... 46 LAB 4-2: C u hình m ng s d ng BGP CC và EIGRP SoO ................................ 62 Chương 5: GIAO TH C NH TUY N OSPF PE-CE........................................... 75 LAB 5-1 – C u hình nh tuy n OSPF PE-CE ..................................................... 86 LAB 5-2—OSPF Sham-Links ............................................................................101 Chương 6: K THU T LƯU LƯ NG TRONG MPLS.........................................112 Tr n Th T Uyên 2
Chương 1: T NG QUAN V MPLS Gi i thi u v chuy n m ch nhãn a giao th c (MPLS): MPLS là m t công ngh k t h p c i m t t nh t gi a 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 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 vi c chuy n ti p gói trên m ng b ng các nhãn ư 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 nh theo n i dung nhãn t t hơn vi c nh tuy n ph c t p theo a ch IP ích. MPLS k t n i tính th c thi và kh năng chuy n m ch l p hai v i 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 i 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 ích trên m t ư 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 t ư c hi u qu c nh tranh cao. c i 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 c l p nên có th ho t ng cùng v i giao th c khác IP như IPX, ATM, Frame Relay,… - MPLS giúp ơn gi n hoá quá trình nh tuy n và làm tăng tính linh ng c a các t ng trung gian. Phương th c ho t ng: Thay th cơ ch nh tuy n l p ba b ng cơ ch chuy n m ch l p hai. MPLS ho t ng trong lõi c a m ng IP. Các Router trong lõi ph i enable MPLS trên t ng giao ti p. Nhãn ư c g n thêm vào gói IP khi gói i vào m ng MPLS. Nhãn ư c tách ra khi gói ra kh i m ng MPLS. Nhãn (Label) ư 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 ã thi t l p ư ng i. MPLS t p trung vào quá trình hoán i nhãn (Label Swapping). M t trong nh ng th m nh c a khi n trúc MPLS là t nh nghĩa ch ng nhãn (Label Stack). Công th c 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 nh tuy n chuy n nhãn (LSR – Label Switch Router): ra quy t nh ch ng k ti p d a trên n i dung c a nhãn, các LSP làm vi c ít và ho t ng g n gi ng như Switch. Con ư ng chuy n nhãn (LSP – Label Switch Path): xác nh ư ng i c a gói tin MPLS. G m hai lo i: Hop by hop signal LSP - xác nh ư ng i kh thi nh t theo ki u best effort và Explicit route signal LSP - xác nh ư ng i t nút g c. M ts ng d ng c a MPLS Tr n Th T Uyên 3
Internet có ba nhóm ng d ng chính: voice, data, video v i các yêu c u khác nhau. Voice yêu c u tr th p, cho phép th t thoát d li u tăng hi u qu . Video cho phép th t thoát d li u m c ch p nh n ư c, mang tính th i gian th c (realtime). Data yêu c u b o m t và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài nguyên m ng t hi u qu cao. M t s ng d ng ang ư 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 ư 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 ư ng i i u khi n lưu lư ng m ng và các 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 m b o t i a v QoS cho khách hàng. MPLS Unicast/Multicast IP routing. … i 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 cao. Trong m ng a ATM, Frame, Replay và IP Internet trên m t m t ph ng ơn trong m t ư ng i t c d ch v chuy n m ch nhãn cho phép chuy n m ch BPX/MGX nh m cung c p d ch v phí và ơn gi n hóa ho t ng cho nhà cung c p a d ch v . ISP s d ng chuy n cao. Các m t ph ng (Platform) công c ng h tr các d ch v này ti t ki m chi m ch ATM trong m ng lõi, chuy n m ch nhãn giúp các các dòng Cisco, BPX8600, MGX8800, Router chuy n m ch a 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 giúp cho cơ s h t ng ATM th y ư c nh tuy n IP và lo i b các yêu c u MPLS xác nh p tính năng c a IP và ATM ch không x p ch ng l p IP trên ATM. ánh x gi a các c tính IP và ATM. MPLS không c n a ch ATM và k thu t nh tuy n (như PNNI). 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 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 ám mây ATM. Tuy nhiên có nhi u v n 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 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 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 i và b m c a ATM 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 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, c bi t trong vi c h tr các d ch v IP như IP muticast và RSVP( Resource Reservation Protocol - RSVP). Tr n Th T Uyên 4
MPLS h 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 c trưng IP&ATM MPLS có th tính ư c các d ch v IP VPN và r t d qu n lí các d ch v VPN quan S o lư ng và qu n lí VPN: tr ng 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 ơn.V i m t ư ng tr c MPLS, thông tin VPN ch ư c x lí t i m t i m ra vào. Các gói mang nhãn MPLS i qua m t ư ng tr c và n i m ra úng 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 i u hành chuy n ti p qu n lí phía VNP và các thành viên VNP, d ch v MPSL-based VNP còn có th m r ng 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 nh tuy n phân c p. Hơn n a,có th tách r i các 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 nh tuy n Internet t i i m ra vào c a m ng. V i MPSL, kĩ thu t lưu lư ng truy n biên c a AS ư c g n nhãn liên k t v i i m tương ng. S tách r i c a nh tuy n n i kh i nh tuy n Internet y cũng giúp h n ch l i, n nh và tăng tính b o m t Kh năng i u khi n lưu lư ng: MPLS cung c p các kh năng i u khi n lưu lư ng 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 i m ích, lo i lưu lư ng, t i, th i gian,… Các hình th c ho t ng c a MPLS M ng MPLS dùng các nhãn chuy n ti p các gói. Khi m t gói i vào m ng, Node MPLS l i vào ánh d u m t gói n l p chuy n ti p tương ương (FEC – Forwarding Equivalence Class) c th . Trong m ng MPLS nhãn i u khi n m i ho t ng chuy n ti p. i 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 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 ư c i u khi n b i m t thành ph n i u khi n MPLS d a vào IP (IP-base MPLS control element) như b i u khi n chuy n m ch nhãn (LSC - Label Switch Controller). ây 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 ư c chuy n n l p chuy n ti p tương ương (FEC - Forwarding Equivalence Class). Router có th s d ng thông tin gói, như c ng vào (ingress) hay giao ti p (interface). Các gói i vào m ng ư c gán các nhãn khác nhau. Quy t nh chuy n ti p ư c th c hi n d dàng b i router ngõ vào. i u này không có trong s chuy n ti p thông thư ng, vì s xác nh l trình c a router khác v i thông tin l trình trên gói. - M ng ư c qu n lý lưu lư ng bu c gói i theo m t con ư ng c th , m t con ư ng chưa ư c s d ng. Con ư ng ó ư c ch n trư c ho c ngay khi gói i vào m ng t t hơn s l a ch n b i các thu t toán nh tuy n thông thư ng. Trong MPLS, m t nhãn có th ư c dùng i di n cho tuy n, không c n kèm trong gói. ây là d ng cơ b n c a MPLS Traffic Engineering. Tr n Th T Uyên 5
- "L p d ch v (Class of service)" c a gói ư c xác nh b i nút MPLS vào (ingress MPLS node). M t nút MPLS vào có th hu tuy n hay s a i l ch trình i u khi n các gói khác nhau. Các tr m sau có th 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) 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 i di n cho s k t h p c a m t FEC v i ưu tiên ho c l p d ch v . ây là d ng cơ b n c a MPLS QoS. 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 l p ba. M t nhãn ư 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 ư c xem xét. Hình 2 mô t nh d ng tiêu c a MPLS Trong ó: - EXP=Experimental (3 bit): dành cho th c nghi m. Cisco IOS s d ng các bit này 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 ư 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 ư c gi m t i m i ch ng tránh l p (gi ng như trong IP). Thư ng dùng khi ngư i i u hành m ng mu n che d u c u hình m ng bên dư i khi tìm ư 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 i u khi n trao 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 i nhãn trong m t ph ng i 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 ã trao i trong m t ph ng i u khi n và truy n t bào i. Các ATM LSR phía trong ho t 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. Tr n Th T Uyên 6
ATM Cell header GFC VPI VCI PT CLP HEC Header l p 3 D li u Nhãn Gói qua SONET/SDH PPP Header Nhãn Header l p 3 D li u Shim header Ethernet Ethernet Header Nhãn Header l p 3 D li u Trong ó: GFC (Generic Flow Control): i u khi n lu ng chung VPI (Virtual Path Identifier): nh n d ng ư ng o VCI (Virtual Channel Identifier): nh n d ng kênh o CLP (Cell Loss Priority): Ch c năng ch th ưu tiên hu b t bào PT (Payload Type): Ch th ki u trư ng tin HEC (Header error check): Ki m tra l i tiêu . 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 i u khi n MPLS. Nút MPLS có th th c hi n 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 i u khi n Chuy n i thông tin Giao th c nh tuy n IP nh tuy n Chuy n i thông tin Giao th c phân ph i nhãn liên k t nhãn M t ph ng chuy n ti p Các gói IP B ng nh tuy n IP v a n (ECF FIB) Các gói IP ra Các gói ư c Cơ s nh tuy n chuy n Các gói IP ư c g n nhãn v a ti p nhãn (LFIB) g n nhãn ra n 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) chuy n ti p các gói. M i nút MPLS có hai b ng liên quan 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 ư c nút MPLS c c b ánh d u và ánh x c a các Tr n Th T Uyên 7
nhãn này n các nhãn ư 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 th c hi n chuy n ti p gói. M t ph ng i u khi n (Control Plane) M t ph ng i 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 nh tuy n IP trao i thông tin nh tuy n n các nút MPLS khác trong m ng. Các nút MPLS enable ATM s dùng m t b i u khi n nhãn (LSC – Label Switch Controller) như router 7200, 7500 ho c dùng m t mô un x lý tuy n (RMP – Route Processor Module) tham gia x lý nh tuy n IP. Các giao th c nh tuy n Link-state như OSPF và IS-IS là các giao th c ư c ch n vì chúng cung c p cho m i nút MPLS thông tin c a toàn m ng. Trong các b nh tuy n thông thư ng, b n nh tuy n IP dùng 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 nh tuy n IP cung c p thông tin c a m ng ích và subnet prefix. Các giao th c nh tuy n link-state g i thông tin 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 ư 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 ư c trao i gi a các nút MPLS k c n xây d ng nên LFIB. MPLS dùng m t m u chuy n ti p d a trên s hoán i nhãn k t n i v i các mô un i u khi n khác nhau. M i mô un i u khi n ch u trách nhi m ánh d u và phân ph i m t t p các nhãn cũng như lưu tr các thông tin i u khi n có liên quan khác. Các giao th c c ng n i (IGP – Interior Gateway Potocols) ư c dùng xác nh n kh năng n ư c, s liên k t, và ánh x gi a FEC và a ch tr m k (next-hop address). Các mô un i u khi n MPLS g m: nh tuy n Unicast (Unicast Routing) 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) M t ph ng i u khi n m t nút m ng i u khi n i u khi n nh i u khi n i u khi n Ch t lư ng nh tuy n tuy n MPLS nh tuy n Lưu lư ng d ch v MPLS IP Multicast IP MPLS/VPN (MPLS TE) (QoS) Cơ s thông tin chuy n ti p nhãn LFIB M t ph ng d li u t i m t nút m ng Các thành ph n m t ph ng d li u và m t ph ng i u khi n c a MPLS Tr n Th T Uyên 8
Cisco Express Forwarding (CEF) là n n t ng cho MPLS và ho t ng trên các router c a Cisco. Do ó, CEF là i 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 m t cơ ch chuy n m ch thu c s h u c a Cisco nh m làm tăng tính ơn 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) quy t nh chuy n m ch. Nó ph n ánh toàn b n i dung c a b ng nh tuy n IP (IP routing table), ánh x 1-1 gi a FIB và b ng 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 ích trong b ng 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 i u khi n và ư c giao th c phân ph i nhãn s d ng khi a ch m ng ích trong b ng nh tuy n ư c ánh x v i nhãn nh n ư c t router xuôi dòng. LFIB thu c m t ph ng d li u và ch a nhãn c c b (local label) n nhãn tr m k ánh x v i giao ti p ngõ ra (outgoing interface), ư c dùng chuy n ti p các gói ư c gán nhãn. Như v y, thông tin v các m ng n ư c do các giao th c nh tuy n cung c p dùng xây d ng b ng nh tuy n (RIB - Routing Information Base). RIB cung c p thông tin cho FIB. LIB ư 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. 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 i nhãn. Nút MPLS l y giá tr trong nhãn c a gói v a n làm ch m c n LFIB. Khi giá tr nhãn tương ng ư c tìm th y, MPLS s thay th nhãn trong gói ó b ng nhãn ra (outgoing label) t m c con (subentry) và g i gói qua giao ti p ngõ ra tương ng n tr m k ã ư c xác 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 n ch n m t LFIB c th ph c v chuy n ti p gói. Các thu t Tr n Th T Uyên 9
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 i nhãn (Label swapping). M t nút MPLS truy xu t b nh ơn l y ra các thông tin như quy t nh dành ra tài nguyên c n thi t chuy n ti p gói. Kh năng chuy n ti p và tra c u t c 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 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 i các m ng t IPv4 lên IPv6. Ho t 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 i nhãn gi a các LSR trong mi n MPLS 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 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 nh dùng LDP ho c mu n chuy n t LDP sang TDP. L nh này có th ư 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 è lên l nh toàn c c. TDP dùng c ng TCP 711. LDP dùng c ng TCP 646. Có 4 lo i thông i 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. Tr n Th T Uyên 10
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 a ch (FIB) ích ư 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) ư c lưu tr trong LFIB và LIB. MPLS dùng các phương th c phân ph i nhãn như sau: - Yêu c u xuôi dòng (Downstream on demand). - T nguy n xuôi dòng (Unsolicited downstream). S duy trì nhãn MPLS Tr n Th T Uyên 11
Có hai ch duy trì nhãn: Ch duy trì nhãn t do (liberal label retention mode): duy trì k t n i gi a nhãn và m ng ích nhưng không lưu gi tr m k cho ích n ó. LSR có th chuy n ti p gói ngay khi IGP h i t và s lư ng nhãn lưu gi r t l n cho t ng ích n c th nên t n b nh . Ch duy trì nhãn thư ng xuyên (conservative label retention mode): duy trì nhãn không ph i tr m k c a ích n ch nh nên gi m thi u ư c b nh . d a vào h i áp LDP hay TDP c a tr m k . Nó h y các k t n i t LSR xuôi dòng mà Các lo i nhãn c bi t Untagged: gói MPLS n ư c chuy n thành m t gói IP và chuy n ti p n ích. Nó ư c dùng trong th c thi MPLS VPN. Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này ư c gán khi nhãn trên (top label) c a gói MPLS n b bóc ra và gói MPLS hay IP ư c chuy n ti p t i tr m k xuôi dòng. Giá tr c a nhãn này là 3 (trư ng nhãn 20 bit). Nhãn này ư c dùng trong m ng MPLS cho nh ng tr m k cu i. Nhãn Explicit-null: ư c gán gi giá tr EXP cho nhãn trên (top label) c a gói n. Nhãn trên ư c hoán i v i giá tr 0 và chuy n ti p như m t gói MPLS t i tr m k xuôi dòng. Nhãn này s d ng khi th c hi n QoS v i MPLS. Nhãn Aggregate: v i nhãn này, khi gói MPLS n nó b bóc t t c nhãn trong ch ng nhãn ra tr thành m t gói IP và th c hi n tra c u trong FIB xác nh giao ti p ngõ ra cho nó. Tr n Th T Uyên 12
Chương 2: C U HÌNH MPLS CƠ B N C u hình và ki m ch ng MPLS ch khung (Frame-mode MPLS) ch khung, MPLS s d ng m t nhãn 32 bit chèn vào gi a tiêu l p 2 và l p 3. Các d ng óng gói l p 2 như HDLC, PPP, Frame Relay, và Ethernet d a trên ki u khung (frame) nên có th ho t ng ch khung (frame mode) ho c ch t bào (cell mode), ngo i tr ATM ch ho t ng ch t bào. Basic frame-mode MPLS Bi u ti n trình c u hình Frame-Mode MPLS Tr n Th T Uyên 13
Các bư c c u hình frame-mode MPLS cơ b n Các bư c c u hình d a trên sơ trên. Bư c 1: Cho phép CEF CEF là m t thành ph n thi t y u cho chuy n m ch nhãn (label switching) và ch u trách nhi m s p x p và cài t nhãn trong m t m ng MPLS. C u hình CEF toàn c c trên các router R1, R2, R3 và R4 b ng l nh: Router(config)#ip cef [distributed]. Ch c ch n r ng CEF ư c cho phép trên giao ti p. N u không ư c thì có th cho phép CEF trên giao ti p b ng cách dùng l nh: Dùng t khóa [distribute] th hi n kh năng c a chuy n m ch CEF ư c chia s . Router(config-if)#ip route-cache cef. Bư c 2: C u hình giao th c nh tuy n IGP ây ta xét giao th c OSPF. Cho phép các giao ti p trên các router tham gia vào m ng c a nhà cung c p b ng l nh : Router(config)#router ospf process-id Router(config-router)#network ip-address wild-card mask area area-id th c phân ph i nhãn. L nh mpls label protocol {ldp | tdp} ch ư c dùng n u LDP Cho phép giao th c phân ph i nhãn là m t bư c tùy ch n. Ng m nh, LDP là giao không ph i là giao th c ng m nh ho c n u mu n chuy n i qua l i gi a LDP và TDP. L nh này nên c u hình trong ch toàn c c ( Router(config)# ) t t hơn trên giao ti p ( Router(config-if)# ). Tuy nhiên l nh c u hình trên giao ti p s ghi è lên l nh c u hình toàn c c. Bư c 3: Gán LDP router ID Tr n Th T Uyên 14
LDP s d ng a ch IP cao nh t trên m t giao ti p loopback như là m t LDP router ID. N u không có a ch loopback thì a ch IP cao nh t trên router s tr thành LDP router ID. Mu n bu c m t giao ti p tr thành LDP router ID dùng l nh: Router(config)#mpls ldp router-id {interface | ip-address} [force] Giao ti p loopback ư c khuy n khích vì chúng luôn ho t ng. Bư c 4: Cho phép Ipv4 MPLS hay chuy n ti p nhãn trên giao ti p Router(config-if)#mpls ip Ki m tra ho t ng c a frame-mode MPLS cơ b n: Ki m tra s cho phép CEF trên router: Router#show ip cef Xác nh chuy n ti p MPLS ư c cho phép trên giao ti p : Router#show mpls interfaces Xem tr ng thái c a ti n trình khám phá LDP. Hi n th thông tin khám phá LDP c a láng gi ng và các giao ti p mà ti n trình khám phá LDP ang ch y. Router#show mpls ldp discovery Trư ng xmit/recv th hi n giao ti p ang truy n và nh n các gói LDP discovery Hello. Xác nh tr ng thái các phiên làm vi c v i láng gi ng LDP: Router#show mpls ldp neighbor S chuy n ti p m t ph ng i u khi n và m t ph ng d li u M t ph ng i u khi n Hình trên th hi n ho t ng c a m p ph ng i u khi n cho prefix 10.10.10.101/32 t R1 n R4. Các bư c sau th hi n ti n trình qu ng bá nhãn cho prefix 10.10.10.101/32: Tr n Th T Uyên 15
Bư c 1: R1 g i m t implicit null hay POP label t i R2. Giá tr 3 i di n cho nhãn implicit-null. R1 qu ng bá (propagates) implicit-null n R2, R2 th c hi n ch c năng POP d li u chuy n ti p t R4 t i 10.10.10.101/32. N u R1 qu ng bá m t nhãn explicit-null, LSR R2 ngư c dòng không POP nhãn nhưng gán m t giá tr nhãn là 0 và g i m t gói ư c gán nhãn t i R2. Ví d : R1#show mpls ldp bindings tib entry: 10.10.10.101/32, rev 4 local binding: tag: imp-null remote binding: tsr: 10.10.10.102:0, tag: 16 Bư c 2 : R2 gán m t LSP label t i 10.10.10.101/32. Giá tr nhãn này ư c qu ng bá t i R3. Giá tr này ư c R3 áp t trên ư ng chuy n ti p d li u. Bư c 3 : trên R3, prefix 10.10.10.101/32 ư c gán m t nhãn c c b là 17 và m t nhãn ra 16. Nhãn ra ư c nh n t R2. Nhãn c c b 17 ư c qu ng bá b ng s chia s nhãn n R4. Nhãn 17 ư c R4 dùng chuy n ti p d li u n 10.10.10.101/32. Ho t ng chuy n ti p d li u Các bư c sau bi u di n ư ng chuy n ti p d li u t R4 t i 10.10.10.101/32 R4 áp t nhãn 17 lên gói d li u t R4 t i 10.10.10.101/32. R3 th c hi n tra c u LFIB (LFIB lookup) và hoán i nhãn 17 thành 16 và chuy n ti p gói d li i t i R2. R2 nh n gói d li u t R3, th c hi n ch c năng pop c a tr m k cu i, bóc nhãn 16 và chuy n ti p gói d li u t i R1. LAB 2-1: C u hình MPLS frame-mode cơ b n Mô t C u hình và ki m tra LSR1#show run Building configuration... Tr n Th T Uyên 16
Current configuration : 912 bytes ! version 12.2 service timestamps debug datetime msec service timestamps log datetime msec no service password-encryption ! hostname LSR1 ! logging queue-limit 100 ! ip subnet-zero ! ip cef mpls ldp logging neighbor-changes tag-switching tdp router-id Loopback0 ! interface Loopback0 ip address 10.10.10.101 255.255.255.255 ! interface Serial0/1 ip address 10.10.10.1 255.255.255.252 tag-switching ip clockrate 72000 ! router ospf 100 log-adjacency-changes network 10.10.10.0 0.0.0.255 area 0 ! ip http server ip classless end LSR1#show ip route Gateway of last resort is not set 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 7 subnets, 2 masks O 10.10.10.8/30 [110/192] via 10.10.10.2, 00:02:58, Serial0/1 C 10.10.10.0/30 is directly connected, Serial0/1 O 10.10.10.4/30 [110/128] via 10.10.10.2, 00:02:58, Serial0/1 O 10.10.10.104/32 [110/193] via 10.10.10.2, 00:02:58, Serial0/1 O 10.10.10.102/32 [110/65] via 10.10.10.2, 00:02:58, Serial0/1 O 10.10.10.103/32 [110/129] via 10.10.10.2, 00:02:58, Serial0/1 C 10.10.10.101/32 is directly connected, Loopback0 LSR1#show ip cef Prefix Next Hop Interface 0.0.0.0/0 drop Null0 (default route handler entry) 0.0.0.0/32 receive Tr n Th T Uyên 17
10.10.10.0/30 attached Serial0/1 10.10.10.0/32 receive 10.10.10.1/32 receive 10.10.10.3/32 receive 10.10.10.4/30 10.10.10.2 Serial0/1 10.10.10.8/30 10.10.10.2 Serial0/1 10.10.10.101/32 receive 10.10.10.102/32 10.10.10.2 Serial0/1 10.10.10.103/32 10.10.10.2 Serial0/1 10.10.10.104/32 10.10.10.2 Serial0/1 224.0.0.0/4 drop 224.0.0.0/24 receive 255.255.255.255/32 receive LSR1#show cef int s0/1 Serial0/1 is up (if_number 5) Corresponding hwidb fast_if_number 5 Corresponding hwidb firstsw->if_number 5 Internet address is 10.10.10.1/30 ICMP redirects are always sent Per packet load-sharing is disabled IP unicast RPF check is disabled Inbound access list is not set Outbound access list is not set IP policy routing is disabled BGP based policy accounting is disabled Interface is marked as point to point interface Hardware idb is Serial0/1 Fast switching type 4, interface type 60 IP CEF switching enabled IP CEF Fast switching turbo vector Input fast flags 0x0, Output fast flags 0x0 ifindex 4(4) Slot 0 Slot unit 1 Unit 1 VC -1 Transmit limit accumulator 0x0 (0x0) IP MTU 1500 LSR1#show mpls interfaces Interface IP Tunnel Operational Serial0/1 Yes (tdp) No Yes LSR1#show mpls ldp discovery Local LDP Identifier: 10.10.10.101:0 Discovery Sources: Interfaces: Serial0/1 (tdp): xmit LSR2#show run ! Tr n Th T Uyên 18
hostname LSR2 ! logging queue-limit 100 ! memory-size iomem 10 ip subnet-zero ! ! ! ip cef mpls ldp logging neighbor-changes tag-switching tdp router-id Loopback0 ! interface Loopback0 ip address 10.10.10.102 255.255.255.255 ! interface Serial0/0 ip address 10.10.10.2 255.255.255.252 mpls label protocol ldp tag-switching ip ! interface Serial0/1 ip address 10.10.10.5 255.255.255.252 mpls label protocol ldp tag-switching ip ! router ospf 100 log-adjacency-changes network 10.10.10.0 0.0.0.255 area 0 ! end LSR2#show cdp nei ….. Device ID Local Intrfce Holdtme Capability Platform Port ID LSR1 Ser 0/0 173 R 2610 Ser 0/1 LSR3 Ser 0/1 125 R 2610 Ser 0/1 LSR2#show ip route ….. Gateway of last resort is not set 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 7 subnets, 2 masks O 10.10.10.8/30 [110/128] via 10.10.10.6, 00:23:26, Serial0/1 C 10.10.10.0/30 is directly connected, Serial0/0 C 10.10.10.4/30 is directly connected, Serial0/1 O 10.10.10.104/32 [110/129] via 10.10.10.6, 00:23:26, Serial0/1 C 10.10.10.102/32 is directly connected, Loopback0 O 10.10.10.103/32 [110/65] via 10.10.10.6, 00:23:26, Serial0/1 O 10.10.10.101/32 [110/65] via 10.10.10.1, 00:23:26, Serial0/0 Tr n Th T Uyên 19
LSR2#show ip cef Prefix Next Hop Interface 0.0.0.0/0 drop Null0 (default route handler entry) 0.0.0.0/32 receive 10.10.10.0/30 attached Serial0/0 10.10.10.0/32 receive 10.10.10.2/32 receive 10.10.10.3/32 receive 10.10.10.4/30 attached Serial0/1 10.10.10.4/32 receive 10.10.10.5/32 receive 10.10.10.7/32 receive 10.10.10.8/30 10.10.10.6 Serial0/1 10.10.10.101/32 10.10.10.1 Serial0/0 10.10.10.102/32 receive 10.10.10.103/32 10.10.10.6 Serial0/1 10.10.10.104/32 10.10.10.6 Serial0/1 224.0.0.0/4 drop 224.0.0.0/24 receive 255.255.255.255/32 receive LSR2#show cef int s0/0 Serial0/0 is up (if_number 4) Corresponding hwidb fast_if_number 4 Corresponding hwidb firstsw->if_number 4 Internet address is 10.10.10.2/30 ICMP redirects are always sent Per packet load-sharing is disabled IP unicast RPF check is disabled Inbound access list is not set Outbound access list is not set IP policy routing is disabled BGP based policy accounting is disabled Interface is marked as point to point interface Hardware idb is Serial0/0 Fast switching type 4, interface type 60 IP CEF switching enabled IP CEF Fast switching turbo vector Input fast flags 0x0, Output fast flags 0x0 ifindex 3(3) Slot 0 Slot unit 0 Unit 0 VC -1 Transmit limit accumulator 0x0 (0x0) IP MTU 1500 LSR2#show cef int s0/1 Serial0/1 is up (if_number 5) Corresponding hwidb fast_if_number 5 Corresponding hwidb firstsw->if_number 5 Internet address is 10.10.10.5/30 Tr n Th T Uyên 20