Luận văn:TÌM HIỂU VỀ MPLS VPN - ỨNG DỤNG TRÊN MEGAWAN VÀ CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM

Chia sẻ: Trần Minh Tân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:73

Thêm vào BST

Báo xấu

267
lượt xem 67
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, công nghệ thông tin và viễn thông đang hội tụ sâu sắc và cùng đóng góp rất tích cực trong sự phát triển kinh tế, xã hội toàn cầu. Không một doanh nghiệp, tổ chức thành đạt nào lại phủ nhận sự gắn bó giữa hệ thống thông tin và hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh cũng như lộ trình phát triển của họ. Từ nhu cầu truy cập dữ liệu của công ty từ xa, đến việc tạo mối quan hệ với khách hàng, giúp họ có thể khai thác một phần nguồn tài nguyên...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:TÌM HIỂU VỀ MPLS VPN - ỨNG DỤNG TRÊN MEGAWAN VÀ CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ---o0o---- BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ THỰC TẬP TÌM HIỂU VỀ MPLS VPN - ỨNG DỤNG TRÊN MEGAWAN VÀ CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM Chuyên ngành : Hệ : Lớp : Mã sinh viên : Họ và tên : Giáo viên hướng dấn :
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Hà Nội _______________________________________________________________ _______ Page 2 of 74
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập MỤC LỤC ______________________________________________________________________ Page 3 of 74
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cám ơn cô giáo Tống Minh Ngọc đã hướng dẫn em thực hiện đ ề tài. Cô đã luôn nhắc nhở và theo sát hướng dẫn trong quá trình thực hiện đ ề tài. Cô đã cung cấp các tài liệu và giải đáp các thắc mắc, các sai sót của em trong suốt thời gian làm đề tài. Xin cám ơn cô đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đ ề tài. Xin chân thành cảm ơn cô. Em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả những thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Thông Tin đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em cũng rất cảm ơn anh Thắng đã nhiệt tình giúp đỡ, luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình tìm hiểu đề tài, giải đáp câu hỏi và hướng dẫn em làm đề tài. Do phạm vi đề tài, phạm vi kiến thức khá lớn được thực hiện trong thời gian có hạn nên đề tài không thể tránh được thiếu sót. Kính mong các thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! ______________________________________________________________________ 1 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1 : Mô hình remote access VPN.............................................................9 Hình 1.2 : Mô hình site to site của VPN.............................................10 Hình 1.3 : Mô hình overlay của VPN.......................................................................10 Hình 1.4 : Mô hình peer to peer của VPN....................................................11 Hình 1.5 : Mô hình shared – router và dedicated – router......................................12 Hình 2.1 : Mô hình chuyển tiếp gói tin IP..............................................................14 Hình 2.2 : Mô hình ATM..............................................................................15 Hình 2.3 : Khái niệm về MPLS.........................................................16 Hình 2.4 : Cấu trúc mào đầu MPLS.....................................................17 Hình 2.5 : Nhãn MPLS.....................................................................18 Hình 2.6 : Nhãn của Stack........................................................................... 19 Hình 2.7 : Topo mạng MPLS...........................................................20 Hình 2.8 : Quá trình khám phá láng giềng .........................................................22 Hình 2.9 : Quá trình trao đổi thông tin nhãn trong LDP...................................22 Hình 2.10 : Mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu..........................................24 Hình 2.11 : Các module điều khiển MPLS..................................................25 Hình 2.12 : Các thành phần MPLS trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu....26 Hình 2.13 : Định tuyến chuyển mạch chuyển tiếp..................................29 Hình 2.14 : Mạng MPLS...........................................................29 Hình 2.15 : Quá trình xây dựng bảng routing table............................................30 Hình 2.16 : Quá trình dãn nhãn của Router B.......................................................30 Hình 2.17 : Quá trình phân phối nhãn của Router B......................................31 Hình 2.18 : Quá trình tạo bảng LIB....................................................................31 Hình 2.19 : Quá trình phân phối nhãn của Router C............................................31 Hình 2.20 : Quá trình tạo bảng FLIB..................................................................32 Hình 2.21 : Quá trình kiểm nhãn tại ingress LSR....................................................32 Hình 2.22 : Quá trình hoán đổi nhãn..........................................................................33 Hình 2.23 : Quá trình tháo nhãn tại egress LSR............................................................33 Hình 3.1 : Bảng VRF.......................................................................35 Hình 3.2 : Giá trị RD..................................................................................... 36 Hình 3.3 Quá trình gán RD...........................................................................37 Hình 3.4 : Quá trình tháo RD............................................................................ 37 Hình 3.5 : Sơ đồ hoạt động của MPLS lớp 3..............................................38 Hình 3.6 : Hoạt động của MPLS lớp 2............................................................39 Hình 3.7 : Mặt phẳng điều khiển MPLS/ VPN......................................................39 Hình 3.8 : Mặt phẳng dữ liệu MPLS / VPN........................................................41 Hình 4.1 : Mô hình mạng MegaWAN (nội tỉnh).......................................................48 Hình 4.2 : Mô hình mạng MegaWAN (liên tỉnh)......................................................48 Hình 4.3 : Mô hình MegaWAN truy cập mạng riêng ảo đồng thời truy nhập Internet.......49 Hình 4.4 : VoIP thông qua mạng MegaWAN.....................................................................50 Hình 4.5 : Mô hình truyền hình trực tuyến qua MEGAWAN...................................50 Hình 4.6 : Mô hình thiết lập camera giám sát quan MegaWan..................................51 Hình 5.1 : Mô hình thực nghiệm MPLS/VPN...........................................52 Hình 5.2 Thông tin định tuyến của A1...........................................................61 Hình 5.3 Thông tin định tuyến của A2.............................................................61 ______________________________________________________________________ 2 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Hình 5.4 Thông tin định tuyến của B1...................................................................62 Hình 5.5 Thông tin định tuyến của B2..............................................................62 Hình 5.6 Thông tin định tuyến của PE01........................................................63 Hình 5.7 Thông tin định tuyến của PE02.........................................................63 Hình 5.8 : Thông tin định tuyến của P............................................................64 Hình 5.9 show mpls ldp bindings PE01......................................................................64 Hình 5.10 show mpls ldp bindings P...........................................................................65 Hình 5.11 : Show mpls ldp bindings PE02..................................................................65 Hình 5.12 : Bảng LFIB trên PE01............................................................................... 65 Hình 5.13 : Bảng LFIB trên P........................................................................................66 Hình 5.14 : Bảng LFIB trên PE02............................................................................. 66 Hình 5.15 : Bảng định tuyến vrf A1 trên PE01...............................................................66 Hình 5.16 : Bảng định tuyến vrf A2 trên PE02............................................................67 Hình 5.17 bảng định tuyến vrf B1 trên PE01...................................................67 Hình 5.18 bảng định tuyến vrf B2 trên PE02 ..............................................68 ______________________________________________________________________ 3 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ tiếng Anh AS Autonomous system ATM Asynchronous Transfer Mode BGP Border Gateway Protocol B-ISDN Broadband Integrated Services Digital Network CE customer edge CEF Cisco Express Forwarding CIDR Classless Interdomain Routing CLP Cell Loss Priority CPE Customer Premise Equipment CSR Cell switch router DLCI data link connection identifier DoS Denial of Service eBGP External Border Gateway Protocol EGP Exterior Gateway Protocol EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol FEC Fowarding Equivalent Class FIB Forwarding Information Base FR Frame Relay GFC Generic Flow Control HDLC High Level Data Link Control HEC Header error check iBGP Internal Border Gateway Protocol ICMP Internet Control Message Protocol IGP Interior Gateway Protocol IP Internet Protocol IPSec Internet protocol security IPv4 Internet protocol v4 ISDN Integrated Services Digital Network ISP Internet Service Providers LDP Label Distribute Protocol LERs Label Edge Router LFIB Label Forwarding Information Base LIB Label Information Base LSP Label Switched Path LSRs Label Switch Router MED Media Endpoint Discovery MP-BGP Multiprotocol BGP MPLS Multiprotocol Label Switching MTU Maximum Transmission Unit NBMA Non-Broadcast Multiple Access NGN Next Generation Network OSI Open Systems Interconnection ______________________________________________________________________ 4 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập OSPF Open Shortest Path First PE provider edge PPP Point to Point Protocol PT Payload Type PVC permanent virtual circuit QoS Quality of service RD Route Distinguisher RIB Routing Information Base RT Route Targets SP Service Provider SDN Software Defined Networks SVC Switch virtual circuit TCP Transport Control Protocol TTL Time To Live UDP User Datagrame Protocol VC Virtual channel VCI Virtual Channel Identifier VLSM Variable Length Subnet Mask VPI Virtual Path Identifier VPDN Virtual private dial-up network VPN Virtual Private Network VRF Virtual Routing and Forwarding Table PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, công nghệ thông tin và viễn thông đang hội tụ sâu sắc và cùng đóng góp rất tích cực trong sự phát triển kinh tế, xã hội toàn cầu. Không một doanh nghiệp, tổ chức thành đạt nào lại phủ nhận sự gắn bó giữa hệ thống thông tin và hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh cũng như lộ trình phát triển của họ. Từ nhu cầu truy cập dữ liệu của công ty từ xa, đến việc tạo mối quan hệ với khách hàng, giúp họ có thể khai thác một phần nguồn tài nguyên của mình mà vẫn đảm bảo tính bảo mật cần thiết cho thông tin. VPN truyền thống dựa trên công nghệ ATM, Frame Relay và IP gặp không it nhược điêm ́ ̉ như khả năng quản lý, tính bảo mật, chất lượng dịch vụ. Gần đây, công nghệ chuy ển mạch nhãn đa giao thức - MPLS được các hãng cung cấp dịch vụ quan tâm đ ặc biệt bởi khả năng vượt trội trong việc cung cấp dịch vụ chất lượng cao qua mạng IP, bởi tính đơn giản, hiệu quả và quan trọng nhất là khả năng triển khai trên VPN. Với ưu điểm chuyên ̉ tiêp lưu lượng nhanh, khả năng linh hoạt, đơn gian, điêu khiên phân luông và phuc vụ linh ́ ̉ ̀ ̉ ̀ ̣ hoat cac dich vụ đinh tuyên, tân dung được đường truyên giup giam chi phi. Công nghệ ̣ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ ̀ ́ ̉ ́ ______________________________________________________________________ 5 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập MPLS đang dần thay thế các công nghệ truyền thống khác như IP và ATM. MPLS VPN giải quyết được những hạn chế của các mạng VPN truyền thống dựa trên công nghệ ATM, Frame Relay và IP như tiết kiệm thời gian, giảm chi phí lắp đặt và có độ bảo mật cao cho doanh nghiệp. Do vậy việc tìm hiểu và ứng dụng VPN trên nền MPLS được xem là vấn đề cấp thiết để giúp doanh nghiệp có thể dễ dàng tiếp cận với công nghệ mới này và từ đó có thể ứng dụng vào việc phát triển của doanh nghiệp mình cùng với sự đi lên của ngành mạng viễn thông quốc tế. 2. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là: • Tìm hiểu về giao thức chuyển mạch nhãn MPLS trên mạng riêng ảo VPN, áp dụng MPLS/VPN để cài đặt thực nghiệm. • Tìm hiểu về MEGAWAN. • Giúp cho người đọc có những khái niệm cơ bản về MPLS và VPN từ đó có thể xây dựng một mạng MEGAWAN dựa trên MPLS/VPN . Bố cục của đề tài gồm các chương chính : • CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VPN - VPN là gì? - Phân loại VPN - VPN cho các nhà doanh nghiệp - VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ • CHƯƠNG 2 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC – MPLS - Khái niệm cơ bản về MPLS : lợi ích, ứng dụng - Các thành phần trong MPLS - Giao thức phân phối nhãn - Cấu trúc MPLS - Các giao thức định tuyến trong MPLS - Phương thức hoạt động của MPLS • CHƯƠNG 3 : MPLS VPN - MPLS VPN là gì? - Lợi ích của MPLS VPN - Các thành phần trong MPLS VPN ______________________________________________________________________ 6 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập - Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN - Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN - So sánh VPN truyền thống và MPLS VPN - Vấn đề bảo mật trong MPLS VPN • CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG MPLS VPN TRÊN MEGAWAN - Khái niệm chung về MegaWan - Mô hình ứng dụng thực tế • CHƯƠNG 5 : BẢN DEMO CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM 3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Việc tìm hiểu về MPLS VPN giúp cho các nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai và ứng dụng trong thực tế đồng thời khắc phục được những nhược điểm của các mạng VPN truyền thống, cung cấp dịch vụ chất lượng cao qua mạng IP một cách đ ơn gi ản, hiệu quả. PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VPN 1.1. VPN là gì? VPN là công nghệ cho phép kết nối các thành phần của một mạng riêng (private network) thông qua hạ tầng mạng công cộng (Internet). VPN hoạt động dựa trên kỹ thuật tunneling : gói tin trước khi được chuyển đi trên VPN sẽ được mã hóa và được đặt bên trong một gói tin có thể chuyển đi được trên mạng công cộng. Gói tin đ ược truy ền đi đến đầu bên kia của kết nối VPN. Tại điểm đến bên kia của kết nối VPN, gói tin đã b ị mã hóa sẽ được “lấy ra” từ trong gói tin của mạng công cộng và được giải mã. Các giai đoạn phát triển của VPN: • Thế hệ VPN thứ nhất do AT&T phát triển có tên là SDN. • Thế hệ thứ 2 là ISND và X25. ______________________________________________________________________ 7 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập • Thế hệ thứ 3 là Frame relay và ATM. • Và thế hệ hiện nay, thế hệ thứ 4 là VPN trên nền mạng IP. • Thế hệ tiếp theo sẽ là VPN trên nền mạng MPLS. VPN gồm các vùng sau: • Mạng khách hàng (Customer network): gồm các router tại các site khách hàng khác nhau. Các router kết nối các site cá nhân với mạng của nhà cung cấp đ ược gọi là các router biên phía khách hàng CE. • Mạng nhà cung cấp (Provider network): được dùng để cung cấp các kết nối point-to-point qua hạ tầng mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Các thiết bị của nhà cung cấp dịch vụ mà nối trực tiếp với CE router được gọi là router biên phía nhà cung cấp PE. Mạng của nhà cung cấp còn có các thiết bị dùng để chuyển tiếp dữ liệu trong mạng trục (SPbackbone) được gọi là các router nhà cung cấp (P- provider). 1.2. PHÂN LOẠI VPN Phân loại VPN bao gồm: • VPN cho các nhà doanh nghiệp • VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ 1.2.1 VPN cho các nhà doanh nghiệp 1.2.1.1 Remote access VPN VPN truy cập từ xa hay mạng riêng ảo quay số - VPDN đuợc triển khai, thiết kế cho những khách hàng riêng lẻ ở xa như những khách hàng đi đường hay những khách hàng truy cập vô tuyến. Trước đây, các tổ chức, tập đoàn hỗ trợ cho những khách hàng từ xa theo những hệ thống quay số. Đây không phải là một giải pháp kinh tế, đặc biệt khi một người gọi lại theo đường truyền quốc tế. Với sự ra đời của VPN truy cập từ xa, một khách hàng di động gọi điện nội hạt cho nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) đ ể truy cập vào mạng tập đoàn của họ chỉ với một máy tính cá nhân được kết nối Internet cho dù họ đang ở bất kỳ đâu. VPN truy cập từ xa là sự mở rộng những mạng quay số truyền thống. Trong hệ thống này, phần mềm PC cung cấp một kết nối an toàn, như một đ ường hầm cho tổ chức. Bởi vì những người sử dụng chỉ thực hiện các cuộc gọi nội hạt nên chi phí giảm. ______________________________________________________________________ 8 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Hình 1.1 : Mô hình remote access VPN 1.2.1.2 Site–to–site VPN VPN site-to-site được triển khai cho các kết nối giữa các vùng khác nhau của một tập đoàn hay tổ chức. Nói cách khác các địa điểm muốn kết nối với nhau sẽ sử dụng một VPN. Truớc đây, một kết nối giữa các vị trí này là kênh thuê riêng hay Frame relay. Tuy nhiên, ngày nay hầu hết các tổ chức, đoàn thể, tập đoàn đều sử dụng Internet, với việc sử dụng truy cập Internet, VPN site-to-site có thể thay thế kênh thuê riêng truyền thống và Frame relay. VPN site-to-site là sự mở rộng và kế thừa có chọn lọc mạng WAN. Hai ví dụ sử dụng VPN site-to-site là VPN Intranet và VPN Extranet. VPN Intranet có thể xem là những kết nối giữa các vị trí trong cùng một tổ chức, người dùng truy cập các vị trí này ít bị hạn chế hơn so với VPN Extranet. VPN Extranet có thể xem như những kết nối giữa một tổ chức và đối tác kinh doanh của nó, người dùng truy cập giữa các vị trí này đ ược các bên quản lý chặt chẽ tại các vị trí của mình. ______________________________________________________________________ 9 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Hình 1.2 : Mô hình site to site của VPN 1.2.2 VPN đối với các nhà cung cấp dịch vụ Dựa trên sự tham gia của nhà cung cấp dịch vụ trong việc định tuyến cho khách hàng, VPN có thể chia thành hai loại mô hình: • Mô hình overlay VPN • Mô hình Peer-to-peer VPN 1.2.2.1 Mô hình overlay VPN Hình 1.3 : Mô hình overlay của VPN Khi Frame relay và ATM cung cấp cho khách hàng các mạng riêng, nhà cung cấp không thể tham gia vào việc định tuyến khách hàng. Các nhà cung cấp dịch vụ chỉ vận chuyển dữ liệu qua các kết nối ảo. Như vậy, nhà cung cấp chỉ cung cấp cho khách hàng kết nối ảo tại lớp 2. Đó là mô hình Overlay. Nếu mạch ảo là cố định, sẵn sàng cho khách hàng sử dụng mọi lúc thì được gọi là mạch ảo cố định PVC. Nếu mạch ảo đ ược thiết ______________________________________________________________________ 10 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập lập theo yêu cầu (on-demand) thì được gọi là mạch ảo chuyển đổi SVC. Hạn chế chính của mô hình Overlay là các mạch ảo của các site khách hàng kết nối dạng full mesh. Nếu có N site khách hàng thì tổng số lượng mạch ảo cần thiết N(N-1)/2. Overlay VPN đ ược thực thi bởi SP để cung cấp các kết nối layer 1 (physical) hay mạch chuy ển vận l ớp 2 (Data link – dạng dữ liệu frame hoặc cell) giữa các site khách hàng bằng cách sử dụng các thiết bị Frame relay hay ATM Switch. Do đó, SP không thể nhận biết được việc đ ịnh tuyến ở khách hàng. Overlay VPN còn thực thi các dịch vụ qua layer 3 với các giao thức tạo đường hầm như GRE, IPSec…Tuy nhiên, dù trong trường hợp nào thì mạng của nhà cung cấp vẫn trong suốt với khách hàng, và các giao thức định tuyến chạy trực tiếp giữa các router của khách hàng. 1.2.2.2 Mô hình Peer-to-peer VPN Hình 1.4 : Mô hình peer to peer của VPN Mô hình peer-to-peer khắc phục những nhược điểm của mô hình Overlay và cung cấp cho khách hàng cơ chế vận chuyển tối ưu qua SP backbone, vì nhà cung cấp dịch vụ biết mô hình mạng khách hàng và do đó có thể thiết lập định tuyến tối ưu cho các đ ịnh tuy ến của họ. Nhà cung cấp dịch vụ tham gia vào việc định tuyến của khách hàng. Thông tin định tuyến của khách hàng được quảng bá qua mạng của nhà cung c ấp d ịch v ụ. M ạng của nhà cung cấp dịch vụ xác định đường đi tối ưu từ một site khách hàng đ ến một site khác. Việc phát hiện các thông tin định tuyến riêng của khách hàng bằng cách thực hiện lọc gói (packet) tại các router kết nối với mạng khách hàng. ______________________________________________________________________ 11 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Peer-to-peer VPN chia làm 2 loại: • Shared-router Router dùng chung, tức là khách hàng VPN chia sẻ cùng router biên mạng nhà cung cấp PE. Ở phương pháp này, nhiều khách hàng có thể kết nối đến cùng router PE. Trên router PE phải cấu hình access-list cho mỗi interface PE-CE để đảm bảo chắc chắn sự cách ly giữa các khách hàng VPN, để ngăn chặn VPN của khách hàng này thực hiện các tấn công từ chối dịch vụ DoS vào VPN của khách hàng khác. Nhà cung cấp dịch v ụ chia mỗi phần trong không gian địa chỉ của nó cho khách hàng và quản lý việc l ọc gói tin trên Router PE. • Dedicated-router Là phương pháp mà khách hàng VPN có router PE dành riêng. Trong phương pháp này, mỗi khách hàng VPN phải có router PE dành riêng và do đó chỉ truy cập đ ến các đ ịnh tuyến trong bảng định tuyến của router PE đó. Mô hình Dedicated-router sử dụng các giao thức định tuyến để tạo ra bảng định tuyến trên một VPN trên Router PE. Bảng định tuyến chỉ có các định tuyến được quảng bá bởi khách hàng VPN kết nối đ ến chúng, kết quả là tạo ra sự cách ly giữa các VPN. Hình 1.5 : Mô hình shared – router và dedicated – router Nhược điểm của mô hình peer-to-peer: • Không gian địa chỉ các khách hàng không được trùng nhau. • Địa chỉ khách hàng do nhà cung cấp kiểm soát. 1.3 Tổng kết chương 1 ______________________________________________________________________ 12 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Chương này trình bày tổng quan về công nghệ VPN. Trong đó VPN bao gồm VPN dành cho các doanh nghiệp và VPN dành cho các nhà cung cấp dịch vụ. Dựa trên sự tham gia của nhà cung cấp dịch vụ trong việc định tuyến cho khách hàng, có hai loại mô hình cơ bản là: overlay VPN và peer-to-peer VPN, mỗi mô hình đều có những ưu và nhược điểm nhất định. MPLS VPN đã kết hợp được ưu điểm của 2 mô hình overlay VPN và peer-to-peer VPN đồng thời kế thừa được những ưu điểm của công nghệ MPLS với những thế mạnh về mặt bảo mật, tính mềm dẻo khi triển khai, chất lượng đ ường truyền...và đặc biệt là ưu thế về giá cả. CHƯƠNG 2 : CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC – MPLS ______________________________________________________________________ 13 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập 2.1 Sơ lược về công nghệ IP và công nghệ ATM 2.1.1 Công nghệ IP IP là thành phần chính của kiến trúc của mạng Internet. Trong kiến trúc này, IP đóng vai trò lớp 3 và nó định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận, địa chỉ là một số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuy ển gói tin tới đích. ưu điểm nổi bật của giao thức TCP/IP là khả năng định tuyến và truy ền gói tin một cách hết sức mềm dẻo, linh hoạt. Nhưng IP không đảm bảo chất lượng dịch vụ và tốc độ truyền tin theo yêu cầu. Hình 2.1 : Mô hình chuyển tiếp gói tin IP 2.1.2 Công nghệ ATM ATM là một kỹ thuật truyền tin tốc độ cao. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video và cắt ra thành nhiều phần nhỏ gọi là tế bào (cell). Các tế bào này sau đó được truyền qua các kết nối ảo VC. Vì ATM có thể hỗ trợ thoại, số liệu và video với chất lượng dịch vụ trên nhiều công nghệ băng rộng khác nhau nên nó đ ược coi là công nghệ chuyển mạch hàng đầu. Công nghệ ATM có thế mạnh ưu việt về tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực và chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước. Nhưng ATM cũng có nhược điểm là tốn băng thông ( do chia gói tin thành các gói nhỏ 53 byte), lãng phí đường truyền, kích thước gói tin nhỏ bị hạn chế tác dụng khi tốc độ truyền vật lý tăng nhiều. ______________________________________________________________________ 14 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Hình 2.2 : Mô hình ATM Tóm lại: Bên cạnh những ưu điểm của công nghệ IP và công nghệ ATM còn có những nhược điểm của nó. Chính vì vậy công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được đề xuất để tải các gói tin trên các kênh ảo và khắc phục được các vấn đ ề mà mạng ngày nay đang phải đối mặt, đó là tốc độ, khả năng mở r ộng c ấp đ ộ mạng, quản lý chất lượng, quản lý băng thông dựa trên đường trục và có thể hoạt động với các mạng Frame relay và chế độ truyền tải không đồng bộ (ATM) hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử dụng mạng. Công nghệ MPLS kết hợp những ưu điểm của IP (độ mềm dẻo, khả năng mở rộng) và của ATM (tốc độ cao, QoS, đi ều khi ển luồng). 2.2 Khái niệm cơ bản về MPLS Công nghệ Chuyển mạch nhãn đa giao thức - MPLS là kết quả phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch IP (IP switching) sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. Ý tưởng khi đưa ra MPLS là: “Định tuyến ở biên, chuyển mạch ở lõi” ______________________________________________________________________ 15 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập Hình 2.3 : Khái niệm về MPLS 2.2.1 Lợi ích của MPLS MPLS là phương pháp cải tiến cho việc chuyển tiếp các gói tin IP trên mạng bằng cách thêm vào nhãn (label). MPLS kết hợp các ưu điểm của kỹ thuật chuy ển mạch (switching) của lớp 2 và kỹ thuật định tuyến (routing) lớp 3. Do sử dụng nhãn đ ể quy ết định chặng tiếp theo trong mạng nên router ít làm việc hơn và hoạt đ ộng gần gi ống nh ư switch. MPLS hỗ trợ mọi giao thức lớp 2, triển khai hiệu quả các dịch vụ IP trên một mạng chuyển mạch IP. MPLS hỗ trợ việc tạo ra các tuyến khác nhau giữa nguồn và đích trên một đường trục Internet. Bằng việc tích hợp MPLS vào kiến trúc mạng, các ISP có thể giảm chi phí, tăng lợi nhuận, cung cấp nhiều hiệu quả khác nhau và đ ạt đ ược hi ệu quả cạnh tranh cao.Khả năng mở rộng đơn giản. Tăng chất lượng mạng, có thể tri ển khai các chức năng định tuyến mà các công nghệ trước không thể thực hiện đ ược như định tuyến hiện (explicit routing), điều khiển lặp. Tích hợp giữa IP và ATM cho phép tận dụng toàn bộ các thiết bị hiện tại trên mạng. Tách biệt đơn vị điều khiển với đ ơn vị chuyển mạch cho phép MPLS hỗ trợ đồng thời MPLS và B-ISDN. Việc bổ sung các chức năng mới sau khi triển khai mạng MPLS chỉ cần thay đổi phần mềm điều khiển. 2.2.2 Một số ứng dụng của MPLS Internet có ba nhóm ứng dụng chính: voice, data, video với các yêu cầu khác nhau. • Voice yêu cầu độ trễ thấp, cho phép thất thoát dữ liệu để tăng hiệu quả. • Video cho phép thất thoát dữ liệu ở mức chấp nhận được, mang tính thời gian thực (realtime). ______________________________________________________________________ 16 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son
Đại học Kinh Tế Quốc Dân Bộ môn Công Nghệ Thông Tin Báo cáo chuyên đề thực tập • Data yêu cầu độ bảo mật và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài nguyên mạng đạt hiệu quả cao. • Một số ứng dụng đang được triển khai là: • MPLS VPN: nhà cung cấp dịch vụ sử dụng cơ sở hạ tầng mạng công cộng có sẵn để thực thi các kết nối giữa các site khách hàng. • MPLS Traggic Engineer: Cung cấp khả năng thiết lập một hoặc nhiều đường đi để điều khiển lưu lượng mạng và các đặc trưng thực thi cho một loại lưu lượng. • MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ với sự đảm bảo tối đa về QoS cho khách hàng. 2.3 Các thành phần trong MPLS 2.3.1 Nhãn Nhãn là một thực thể có độ dài ngắn, cố định và không có cấu trúc bên trong. Nhãn không trực tiếp mã hoá thông tin của mào đầu lớp mạng như đ ịa chỉ l ớp mạng. Nhãn được gán vào một gói tin cụ thể sẽ đại diện cho một FEC mà gói tin đó đ ược ấn định.Dạng của nhãn phụ thuộc vào phương tiện truyền mà gói tin được đóng gói. Ví dụ các gói ATM (tế bào) sử dụng giá trị VPI/VCI như nhãn, Frame relay sử dụng DLCI làm nhãn. Đối với các phương tiện gốc không có cấu trúc nhãn, một đoạn đệm đ ược chèn thêm để sử dụng cho nhãn. Khuôn dạng đoạn đệm 4 byte có cấu trúc như sau: Tải Mào đầu IP Đệm MPLS Mào đầu lớp 2 Nhãn ( 20) COS ( 3 ) S ( 1) TTL ( 8) Hình 2.4 : Cấu trúc mào đầu MPLS MPLS định nghĩa một tiêu đề có độ dài 32 bit và được tạo nên tại LSR vào. Nó phải được đặt ngay sau tiêu đề lớp 2 bất kì và trước một tiêu đề lớp 3, ở đây là IP và được sử dụng bởi LSR lối vào để xác định một FEC, lớp này sẽ được xét l ại trong vấn đ ề t ạo nhãn. Sau đó các nhãn được xử lí bởi LSR chuyển tiếp. ______________________________________________________________________ 17 GVHD : GV. Tống Minh Ngọc SVTH : Mai Hồng Son