Ch ng 1 Công ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c MPLS (Multiprotocolươ ệ ể ạ ứ
Label Switching).
1.1 Chuy n m ch nhãn đa giao th c là gì?ể ạ ứ
Chuy n m ch nhãn đa giao th c MPLS (Multi-Protocol Label Switching) làể ạ ứ
m t công ngh đ a ra ph ng th c c i ti n cho vi c chuy n ti p gói tin quaộ ệ ư ươ ứ ả ế ệ ể ế
m ng. MPLS là s k t h p gi a k thu t đ nh tuy n l p 3 và chuy n m ch l p 2ạ ự ế ợ ữ ỹ ậ ị ế ớ ể ạ ớ
cho phép nâng cao t c đ chy n ti p l u l ng trên m ng lõi và đ nh tuy n t t ố ộ ể ế ư ượ ạ ị ế ố ở
m ng biên b ng cách s d ng các nhãn g n thêm vào các gói tin. Ý t ng chínhạ ằ ử ụ ắ ưở
c a MPLS s d ng nhãn g n kèm v i các gói tin đ quy t đ nh vi c chuy n ti pủ ử ụ ắ ớ ể ế ị ệ ể ế
gói tin đ n nút ti p theo trong m ng.ế ế ạ
V trí và d ng c a nhãn đính kèm vào gói tin ph thu c vào công ngh truy nị ạ ủ ụ ộ ệ ề
t i đ c s d ng l p 2. M c tiêu chính c a MPLS là t o ra m t c u trúc m ngả ượ ử ụ ở ớ ụ ủ ạ ộ ấ ạ
m m d o đ cung c p cho đ c tính m r ng và n đ nh c a m ng. Đi u này baoề ẻ ể ấ ặ ở ộ ổ ị ủ ạ ề
g m k thu t đi u khi n l u l ng và kh năng ho t đ ng c a VPN và có liênồ ỹ ậ ề ể ư ượ ả ạ ộ ủ
quan đ n Ch t l ng d ch v (QoS) v i nhi u l p d ch v (Cos).ế ấ ượ ị ụ ớ ề ớ ị ụ
Hình 1.1 T ng quan v m ng MPLSổ ề ạ
Trong hình 1.1 khi các gói tin đ n biên c a m ng MPLS thì b đ nh tuy n ế ủ ạ ộ ị ế ở
biên [A] th c hi n vi c phân nhóm, gán nhãn cho các gói tin và xác đ nh đ ng điự ệ ệ ị ườ
cho các gói tin xuyên qua m ng MPLS. Các b đ nh tuy n bên trong m ng MPLSạ ộ ị ế ạ
[B,C] th c hi n vi c thay đ i giá tr nhãn và chuy n ti p gói tin. Khi các gói tinự ệ ệ ổ ị ể ế
đ n b đ nh tuy n [D] biên c a m ng, [D] g b nhãn ra kh i các gói tin. Cácế ộ ị ế ở ủ ạ ỡ ỏ ỏ
gói tin đ c đ nh tuy n m t cách bình th ng sau khi ra kh i m ng MPLS. Doượ ị ế ộ ườ ỏ ạ
các b đ nh tuy n [B,C] bên trong m ng không ki m tra toàn b header c a cácộ ị ế ạ ể ộ ủ
gói tin mà ch d a vào thông tin trong nhãn đính kèm m i gói tin và thông tin duyỉ ự ở ỗ
trì t i m i nút đ chuy n ti p gói tin. Do v y t c đ x lý trong mi n MPLS sạ ỗ ể ể ế ậ ố ộ ử ề ẽ
nhanh h n r t nhi u l n so v i đ nh tuy n IP theo t ng ch ng truy n th ng. M tơ ấ ề ầ ớ ị ế ừ ặ ề ố ộ
s khái ni m đ c dùng trong m ng MPLS s đ c trình bày phân sau c a tàiố ệ ượ ạ ẽ ượ ở ủ
li u này.ệ
u đi m c a công ngh chuyên m ch nhãn đa giao th c MPLS:Ư ể ủ ệ ạ ứ
Đ n gi n, chuy n ti p l u l ng nhanh và đ nh tuy n linh ho t d aơ ả ể ế ư ượ ị ế ạ ự
vào nhãn đ c đính kèm trong các gói tin.ượ
Đi u khi n chính xác dung l ng đ ng truy n h tr ch t l ngề ể ượ ườ ề ỗ ợ ấ ượ
d ch v QoS.ị ụ
H tr thi t l p m ng riêng o MPLS-VPN.ỗ ợ ế ậ ạ ả
MPLS h tr nhi u giao th c l p m ng (network layer) hi n có nhỗ ợ ề ứ ở ớ ạ ệ ư
IPv4, IPv6, IPX và Apple Talk và các giao th c l p liên k t d li uứ ở ớ ế ữ ệ
(data link layer) nh Ethernet, token -ring, FDDI, ATM, frame relay vàư
liên k t point-to-point.ế
Cung c p kh năng m r ng d d ng cho m ng t ng lai.ấ ả ở ộ ễ ạ ạ ươ
ng bi n linh ho t và ph c h i nhanh trong các tr ng h p x y ra l iỨ ế ạ ụ ồ ườ ợ ả ỗ
và s c m ng (ví d nh l i ph n m m ho c ph n c ng c a các bự ố ạ ụ ư ỗ ầ ề ặ ầ ứ ủ ộ
đ nh tuy n, l i c a các k t n i trong m ng).ị ế ỗ ủ ế ố ạ
1.2 Thành ph n c b n c a MPLS.ầ ơ ả ủ
Ph n này trình bày các thành ph n c b n c a MPLS, cung c p các khái ni m,ầ ầ ở ả ủ ấ ệ
thu t ng đ c s d ng và xem xét qua ví d minh ho v nguyên t c ho tậ ữ ượ ử ụ ụ ạ ề ắ ạ
đ ng.ộ
1.2.1 Nhóm chuy n ti p t ng đ ng FEC ể ế ươ ươ (Forwarding equivalency
class).
Nhóm chuy n ti p t ng đ ng FEC là m t khái ni m dùng đ ch m t nhómể ế ươ ươ ộ ệ ể ỉ ộ
các gói tin l p 3 đ c đ i s nh nhau qua m ng MPLS ngay c khi có s khácớ ượ ố ử ư ạ ả ự
bi t gi a các gói tin th hi n trong ph n tiêu đ c a l p m ng. Các gói tin thu cệ ữ ể ệ ầ ể ủ ớ ạ ộ
cùng m t FEC đ c gánộ ượ nhãn gi ng nhau, đ cố ượ đ i s bình đ ng và đ cố ử ẳ ượ
chuy n ti p qua m ng theo cùng m t đ ng đ c g i là đ ng chuy n m chể ế ạ ộ ườ ượ ọ ườ ể ạ
nhãn LSPs. Nh ng FEC có th cung c p vi c chuy n ti p nhanh hay ch m d aữ ể ấ ệ ể ế ậ ự
vào m t s l ng thông tin đ cân nh c cho vi c thi t l p s t ng đ ng. ộ ố ượ ể ắ ệ ế ậ ự ươ ươ
Ví d các gói tin có cùng đ a ch m ng trong b n đ nh tuy n ho c các gói tinụ ị ỉ ạ ả ị ế ặ
cùng đ a ch m ng và cùng lo i d ch v đ c thu c cùng m t nhóm t ngị ỉ ạ ạ ị ụ ượ ộ ộ ươ
đ ng. Trong m ng MPLS các gói tin trong cùng m t FEC đ c gán nhãn đ uươ ạ ộ ượ ầ
vào gi ng nhau và đ c đ i s theo cùng m t cách khi đi qua các nút m ng.ố ượ ố ử ộ ạ
Hình 1.2 Ví d v nhóm chuy n ti p t ng đ ng FEC.ụ ề ể ế ươ ươ
Hình nh minh ho trên là m t ví d vui cho ta cái nhìn tr c quan v phânả ạ ở ộ ụ ự ề
lo i gói tin theo nhóm chuy n ti p t ng đ ng. đây m i gói hành lý là ví dạ ể ế ươ ươ Ở ỗ ụ
t ng tr ng cho m t gói tin và tiêu chí đ phân lo i theo nhóm chuy n ti pượ ư ộ ể ạ ể ế
t ng đ ng là đích c n đ n. Do đó, các gói hành lý có cùng n i đ n s đ cươ ươ ầ ế ơ ế ẽ ượ
phân vào cùng nhóm và v n chuy n đ n đích theo cùng m t cách. Trong ví dậ ể ế ộ ụ
trên ta có các nhóm chuy n ti p t ng đ ng FEC Afghanistan, FEC Middle Eastể ế ươ ươ
và FEC USA.
1.2.2 Nhãn, gói tin đ c gán nhãn và ngăn x p nhãn.ượ ế
Nhãn là m t th c th có đ dài ng n, c đ nh không có c u trúc bên trong, vàộ ự ể ộ ắ ố ị ấ
th ng có ý nghĩa c c b . Nhãn đ c gán vào m t gói tin c th s đ i di n choườ ụ ộ ượ ộ ụ ể ẽ ạ ệ
FEC mà gói tin đó đ c n. Vi c g n nhãn cho gói tin và xác đ nh đ ng đi choượ ấ ệ ắ ị ườ
gói tin qua m ng ph i đ c th c hi n tr c khi chuy n gói tin qua m ng.ạ ả ượ ự ệ ượ ể ạ
V trí và d ng c a nhãn đính kèm vào gói tin ph thu c vào công ngh truy nị ạ ủ ụ ộ ệ ề
t i đ c s d ng l p 2. Trong m ng ATM nhãn ch a trong các tr ngả ượ ử ụ ở ớ ạ ứ ườ
VCI/VPI, t ng t trong m ng Frame Relay nhãn chính là tr ng DLCI. Đ i v iươ ự ạ ườ ố ớ
các công ngh l p 2 không h tr tr ng nhãn nh Ethernet, token ring, FDDI,ệ ớ ỗ ợ ườ ư
point-to-point thì nhãn đ c chèn vào gi a l p 2 và l p 3. Nhãn đ c thêm vàoượ ữ ớ ớ ượ
gi a ph n mào đ u l p 2 và l p 3 còn đ c g i v i tên khác là shim header.ữ ầ ầ ớ ớ ượ ọ ớ
C u trúc c a nhãn MPLS:ấ ủ
Hình 1.3 C u trúc c a nhãn MPLSấ ủ
Mô t các tr ng trong nhãn:ả ườ
Label: đ dài 20 bits, ch a giá tr c a nhãn.ộ ứ ị ủ
CoS: đ dài 3 bits đ c s d ng đ phân chia l p d ch v .ộ ượ ử ụ ể ớ ị ụ
S có đ l n 1 bit ch đ nh nhãn cu i c a ngăn x p nhãn, nhãn cu i stackộ ớ ỉ ị ố ủ ế ố
S có giá tr 1.ị
TTL (Time to Live) có đ dài 8 bits, xác đ nh th i gian t n t i c a gói tin tínhộ ị ờ ồ ạ ủ
băng giây đ tránh tình tr ng m t gói tin lu n qu n trên m ng. Th i gian đ cể ạ ộ ẩ ẩ ạ ờ ượ
cho b i tr m g i và gi m đi m t đ n v khi qua m i router c a liên m ng.ở ạ ử ả ộ ơ ị ỗ ủ ạ
Gói tin đ c gán nhánượ : là gói tin mà nhãn đã đ c mã hoá, đính kèm vàoượ
ph n đ u c a gói tin. ầ ầ ủ
Ngăn x p nhãnế: nhi u nhãn có th đình kèm trong m t gói tin và đ c tề ể ộ ượ ổ
ch c theo nguyên t c vào sau ra tr c đ c g i là ngăn x p nhãn. Ngăn x pứ ắ ướ ượ ọ ế ế
nhãn đ c s d ng đ chuy n t i thông tin v nhi u FEC và các LSP t ngượ ử ụ ể ể ả ề ề ươ
ng mà gói tin s đi qua. Các LSR d c đ ng đi c a gói tin có th thêm vàoứ ẽ ọ ườ ủ ể
(push), l y ra (pop) ho c hoán chuy n (swap) nhãn đ nh c a ngăn x p đấ ặ ể ở ỉ ủ ế ể
ph c v cho vi c chuy n ti p gói tin trên m ng.ụ ụ ệ ể ế ạ
1.2.3 B đ nh tuy n chuyên m ch nhãn (LSR-Label Switch Router).ộ ị ế ạ
B đ nh tuy n chuy n m ch nhãn LSR là thi t b hay node m ng th c thi vi cộ ị ế ể ạ ế ị ạ ự ệ
đi u khi n và chuy n ti p các gói tin trong m ng MPLS bao g m c gói tin đ cề ể ể ế ạ ồ ả ượ
gán nhãn và các gói tin không đ c gán nhãn. Đ i v i vi c chuy n ti p các góiượ ố ớ ệ ể ế
tin có nhãn, vi c đi u khi n và chuy n ti p các gói tin d a vào thông tin t i m iệ ề ể ể ế ự ạ ỗ
nút và nhãn đính kèm trên các gói tin. D a vào ch c năng và v trí có th chia LSRự ứ ị ể
thành các lo i sau đây: LSR biên, LSR chuy n ti p.ạ ể ế
1.4 LSR trong m ng MPLSạ
•LSR biên: hay LER n m biên c a m ng MPLS và k t n i tr c ti p v iằ ở ủ ạ ế ố ự ế ớ
m ng c a ng i dùng. LSR biên ti p nh n hay g i các gói tin đ n m ng khácạ ủ ườ ế ậ ử ế ạ
nh IP, Frame Relay, ATM, MPLS…Các LSR biên ch u trách nhi m g n thêmư ị ệ ắ
hay lo i b nhãn ra kh i ngăn x p nhãn c a gói tin khi các gói tin đ n ho c điạ ỏ ỏ ế ủ ế ặ
kh i m ng MPLS. LSR biên đ c chia làm 2 lo i:ỏ ạ ượ ạ
Ch c năng c a LSR l i vào (Ingress Router) là ti p nh n các gói tin đ n,ứ ủ ố ế ậ ế
phân gói tin vào nhóm chuy n ti p t ng đ ng, xác đ nh đ ng đi LSPsể ế ươ ươ ị ườ
cho FEC t đ u vào đ n LSR l i ra xuyên qua m ng MPLS và gán nhãnừ ầ ế ố ạ
thích h p cho các gói tin.ợ
Ch c năng c a LSR l i ra là ki m tra, lo i b nhãn ra kh i gói tin chuy nứ ủ ố ể ạ ỏ ỏ ể
ti p gói tin đ n nút ti p theo bên ngoài m ng MPLS.ế ế ế ạ
•LSR chuy n ti p:ể ế hay LSR lõi là các LSR n m bên trong m ng MPLS th cằ ạ ự
hi n vi c hoán chuy n nhãn và chuy n ti p gói tin xuyên qua m ng.ệ ệ ể ể ế ạ
C u trúc c a LSR đ c chia làm 2 ph n: thành ph n chuy n ti p và thànhấ ủ ượ ầ ầ ể ế
ph n đi u khi n:ầ ề ể