Công nghệ MPLS và ứng dụng trong mạng IP VPN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG IP VPN

NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG MÃ SỐ:

NGUYỄN QUỲNH TRANG

Người hướng dẫn khoa học : TS. PHẠM NGỌC NAM

HÀ NỘI 2008

LỜI CAM ĐOAN‌

Kính gửi : Trung tâm Đào tạo và Bồi dưỡng sau Đại học

- Trường Đại học Bách khoa Hà nội

Tên tôi là : Nguyễn Quỳnh Trang Sinh ngày: 12 – 03 – 1982

Học viên cao học khóa 2006 – 2008

Tôi xin cam đoan, toàn bộ kiến thức và nội dung trong bài luận văn của mình là các kiến thức tự nghiên cứu từ các tài liệu tham khảo trong và ngoài nước, không có sự sao chép hay vay mượn dưới bất kỳ hình thức nào để hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Điện tử Viễn thông.

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung của luận văn này trước Trung tâm Đào tạo và Bồi dưỡng sau Đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà nội.

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7

LỜI MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 12

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MPLS 12

1.1 Giới thiệu về chuyển mạch đa giao thức (MPLS) 12

1.2 Lịch sử phát triển và các ưu điểm của MPLS 14

1.2.1 Các lợi ích của MPLS 14

1.2.2 Đặc điểm vượt trội của MPLS so với mô hình IP over ATM 17

1.2.3 BGP – Free Core 19

1.2.4 Luồng lưu lượng quang 21

1.3 Ứng dụng của mạng MPLS 22

1.3.1 Mạng riêng ảo VPN 22

1.3.2 Điều khiển lưu lượng trong MPLS 23

1.3.3 Chất lượng dịch vụ trong MPLS (QoS) 26

CHƯƠNG 2 29

CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH MPLS 29

2.1 Cấu trúc của nút MPLS 29

2.1.1 Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane): 30

2.1.2 Mặt phẳng điều khiển (Control Plane): 38

2.2 Các phần tử chính của MPLS 40

2.2.1 LSR (label switch Router) 40

2.2.2 LSP (label switch Path) 42

2.2.3 FEC (Forwarding Equivalence Class) 43

2.3 Các giao thức sử dụng trong MPLS 45

2.3.1 Phân phối nhãn 45

2.3.2 Giao thức đặt trước tài nguyên 53

CHƯƠNG 3 61

MẠNG RIÊNG ẢO MPLS VPN 61

3.1 Giới thiệu về MPLS VPN. 61

3.1.1 Định nghĩa VPN 61

3.1.2 Mô hình Overlay VPN và Peer to Peer VPN 63

3.1.3 Mô hình mạng MPLS VPN 71

3.2 Các thành phần chính của kiến trúc MPLS VPN 76

3.2.1 VRF - Virtual Routing and Forwarding Table 76

3.2.2 RD – Route Distinguisher 80

3.2.3 RT – Route targets 82

3.2.4 Hoạt động của mặt phẳng điều khiển MPLS VPN 87

3.2.5 Hoạt động của mặt phẳng dữ liệu MPLS VPN 89

3.2.6 Định tuyến VPNv4 trong mạng MPLS VPN 91

3.2.7 Chuyển tiếp gói trong mạng MPLS VPN 93

CHƯƠNG 4 99

ỨNG DỤNG CỦA MPLS TRONG VIỆC CUNG CẤP DỊCH VỤ IPVPN CỦA EVNTELECOM 99

4.1 Ứng dụng MPLS trong mạng IP core của EVNTelecom 100

4.1.1 Dịch vụ kênh thuê riêng leased line 103

4.1.2 Dịch vụ IP VPN 103

4.2 Chất lượng dịch vụ mạng EVNTelecom 106

4.3 Giới thiệu về việc cấp kênh tới khách hàng 112

4.4 Khó khăn trong việc cung cấp MPLS VPN 113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

TỪ VIẾT TẮT

ASIC Application Specific Intergrated Circuits

Mạch tích hợp chuyên dụng

ATM Asynchnorous Tranfer Mode Truyền dẫn không đồng bộ AToM Any Transport over MPLS Truyền tải qua MPLS BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên

CE Custome Edge Biên phía khách hàng

CEF Cisco Express Forwarding Chuyển tiếp nhanh của Cisco CoS Class of Service Cấp độ dịch vụ

CQ Custom Queue Hàng đợi tùy ý

CR Constraint-based routing Định tuyến ràng buộc DiffServ Differentiated Services Dịch vụ khác biệt

DSCP DiffServ Code Point Mã điểm dịch vụ khác biệt

DS-TE DiffServ-aware MPLS Traffic Engineering

Công nghệ điều khiển luồng MPLS quan tâm tới DiffiServ

E-LSR Egress LER LER biên ra

FEC Forwarding Equivalency Class Lớp chuyển tiếp tương đương FTP File Tranfer Protocol Giao thức truyền file

GRE Generic Routing Encapsulation Đóng gói định tuyến chung

HDLC High Data Link Control Điều khiển kết nối dữ liệu tốc

độ cao

IETF Internet Engineering Task

Force

Ủy ban tư vấn kỹ thuật Internet

IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong

phạm vi miền

I-LSR Ingress LSR LSR biên vào

IntServ Integrated Services Dịch vụ tích hợp

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IS-IS Intermediate System to

Intermediate System Protocol

Giaot thức hệ thống trung gian tới hệ thống trung gian

LAN Local Area Network Mạng địa phương

LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LER Label Edge Router Bộ định tuyến nhãn biên ra

LFIB Label Forwarding Information Base

Cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn

LIB Label Information Base Bảng cơ sở dữ liệu nhãn LSP Label Switch Path Tuyến chuyển mạch nhãn

LSR Label Switch Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi

trường

MPLS Multiprotool Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao

thức

MP-BGP MPLS – border gateway Protocol Đa giao thức cổng biên OSPF Open Shortest Path First Giao thức OSPF

OUI Organizationally Unique

Identifier

Nhận dạng duy nhất tổ chức

PE Provider Edge Biên nhà cung cấp PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm - điểm PQ Priority Queue Hàng đợi ưu tiên

PVC Permanent Virtual Circuit Mạch ảo cố định QoS Quanlity of Service Chất lượng dịch vụ

RD Route Distinguisher Bộ phân biệt tuyến

RFC Request for comment Các tài liệu chuẩn do IETF

đưa ra

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành sẵn tài

nguyên

Route Targets	Tuyến đích
SLA	Service Level Agreements	Thỏa thuận cấp độ dịch vụ
SP	Service Provider	Nhà cung cấp
SVC	Switch Virtual Connection	Chuyển mạch kết nối ảo
TCP	Tranmission Control Protocol	Giao thức điều khiển truyền
TDP	Tag Distribution Protocol	dẫn Giao thức phân phối tag
TE	Traffic Engineering	Kỹ thuật điều khiển lưu
TTL	Time To Live	lượng Thời gian sống
UDP	User Datagram Protocol	Giao thức UDP
UNI	User-to-Network Interface	Giao diện người dùng tới
VC	Virtual Channel	mạng Kênh ảo
VCI	Virtual Channel Identifier	Định danh kênh ảo
VoATM	Voice over ATM	Thoại qua ATM
VoIP	Voice over IP	Thoại qua IP
VP	Virtual Path	Tuyến ảo
VPI	Virtual Packet Indentifier	Định danh gói ảo
VPN	Virtual Pravite network	Mạng riêng ảo